DE3402615C2 - Rohrförmiger, verlorener Bohrlochverschluß - Google Patents

Abstract

Ein rohrförmig ausgebildeter, verlorener Bohrlochverschluß zum Injizieren von, insbesondere zur Gebirgsverfestigung, geeigneten Medien, wie beispielsweise Kunstharz, besteht im wesentlichen aus einem an der Spitze einer Rückflußsicherung in Form eines Rückschlagventiles ein Mischelement und ein als Schlauchabschnitt aus elastischem Material gebildetes, an den Enden in Metallhülsen gelagertes Dichtelement aufweisenden, aus Abschnitten zusammensetzbarem Füllrohr. Um einen derartigen Bohrlochverschluß in einem nicht definierten Bohrlochquerschnitt in ausreichendem Maße abdichtend verspannen zu können, ist das Füllrohr (1) innerhalb des vom Dichtelement (2) umgebenden Bereichs zusätzlich mit einem Ventil (8) versehen und das Dichtelement (2) ist beim Injizieren in Abhängigkeit des durch die Ventile (5, 8) gebildeten Differenzdrucks selbsttätig verspannbar und abdichtend ausgebildet.

Description

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mit Kunstharz zwischen Füllrohräußerem und Manschetteninnerem bei. Weiterhin erweist es sich als besonders vorteilhaft, daß die das Dichtelement an den Enden einfassenden Metallhülsen als auf das Füllrohr aufschraubbare, einen gleichbleibenden Abstand aufweisende Rohrmuffen ausgebildet sind, die eine Anpassung des Dichtelementes an nicht definierbare Bohrlochquerschnitte ermöglichen.

Um die aus nachgiebigem Material, beispielsweise aus Gummi hergestellten Dichtelemente beim Aufblähen und dem damit verbundenen Herausgleiten aus den Hülsen nicht zu zerstören, sind erfindungsgemäß die MetaJlhülsen mindestens über eine Teillänge der Höhe längsgeschlitzt ausgebildet und somit durch eine Nachgiebigkeit dem Blähdruck angepaßt

Der technische Fortschritt der Erfindung ist darin begründet, daß auf einfache und kostengünstige Weise unter Schonung des Dichtelementes eine ausreichende Abdichtung des Bohrloches unter Zugrundelegung einer vernünftigen und den Betriebsablauf sowie die Sicherheit nicht störende Aushärtung des FüUmaterials gewährleistet ist

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung '^t in «;mer Zeichnung teilweise im Schnitt dargestellt und wird im folgenden näher erläutert

Der Bohrlochverschluß besteht im wesentlichen aus einem Füllrohr 1, daß zur Aufnahme der als Muffen ausgebildeten Metallhülsen 11 und 12 in entsprechenden Bereichen mit Gewinden 13 und 14 versehen ist Die Metallhülsen 11 und 12 werden so gegeneinander gerichtet auf das Füllrohr 1 aufgeschraubt, daß sie ein schlauchförmig ausgebildetes, aus elastischem Material, beispielsweise aus Gummi, hergestelltes Dichtelement, büchsenartig aufnehmen. Zur Verstärkung kann das Dichtelement 2 mit einem Stützgitter 24, beispielsweise aus Metall oder Gewebe, versehen sein.

Das Dichtelement 2 ist unabhängig von dem an der Spitze des Bohrlochverschlusses angeordneten Ventil zur Rückflußsicherung, daß aus einer Feder 6 und einer Kugel 7 besteht, an beliebiger Stelle des Bohrlochs 3 auf dem Füllrchr 1 bzw. auf Abschnitten des Füllrohrs 1 anzuordnen.

In dem Füllrohr 1, und zwar im Bereich der vom Dichtelement 2 umgeben ist, ist ein Rückschlagventil 8 angeordnet, daß aus mindestens einer Öffnung 9 im Füllrohr und einer das Füllrohr 1 und die Öffnung 9 umgebenden Manschette 70 aus nachgiebigem Material besteht Die Metallhülsen 11 und 12 weisen entsprechend der Länge des Dichtelementes 2 einen festen Abstand voneinander auf. Die Höhe 15 der das Dichtelement 2 büchsenartig aufnehmerden Metallhülsen Ii, 12, dient zur Magazinierung des Dichtelementes 2.

Das Dhhtelement 2 zieht sich beim Aufblähen aus den Metallhülsen 11,12 heraus, bis der nicht definierte Bohrlochquerschnitt, d. h. die Wandung 4 des Bohrlochs 3 ein Widerlager bildet Um durch das Aufblähen eine Zerstörung des Dichtelementes 2 an den Hülsenrändern der Metallhülsen 11 und 12 zu vermeiden, sind die Metallhülsen 11,12 mindestens teilweise über die Höhe 15 längügeschlitzt ausgebildet Auf diese Weise wird eine gewisse Nachgiebigkeit der Hülsenwandung erzielt.

Unterhalb des die Rückflußsicherung bildenden Ventils ;i ist ein das Füllrohr 1 umgebendes Halteelement 16 vorgesehen, daß zuf\ einen die Aufgabe hat, den Bohrlochverschluß nach eiern Einführen in das Bohrloch 3 in seiner vorläufigen Position zu arretieren und das gleichzeitig aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt ist, um den Ek>hr!ochverschluß vorschriftsmäßig erden zu können.

Zweckmäßigerweise kann das Halteelement 16 sternförmig ausgebildet sein. Die zum Bohrlochmund gerichtete MetiJlhülse 12 ist mit einem Dichtelement 17 versehbar, um die Metallhülse 12 gleichzeitig als Anschlußelement für einen weiteren Füllrohrabschnitt zu verwenden.

Beim Injizieren eines Zwei-Komponenten-Kunstharzes dringt das Kunstharz zunächst innerhalb des Füllrohres 1 zum Ventil 5 an der Spitze des Füllrohres 1 vor. Durch den Rückstau wird das mit einer geringeren Einstellkraft versehene Ventil 8 betätigt und das Dichtelement 2 wird so weit aufgebläht, daß es sich an die Bohrlochwandung 4 anlegt Eine ausreichende Verfüllung des Dichtelementes 2 mit einem den Fülldruck übersteigenden Druck schließt das Ventil 8 selbsttätig und öffnet gleichzeitig das an der Spitze des Füllrohres 1 angeordnete Ventil 5, um den eigentlichen Injektionsvorgang durchführen zu können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 2 grund der verwendeten Halte- und Dichtelemente nur Patentansprüche: in definierten Bohrlöchern, d. h. Bohrlöchern mit gleichbleibendem Querschnitt einsetzbar ist, wodurch das

1. Rohrförmigen verlorener Bohrlochverschluß Verschließen bzw. das Abdichten von Bohrlöchern in zum Injizieren von insbesondere zur Gebirgsverfe- 5 Bereichen mit größeren Querschnitten, nur in unbefriestigung geeigneten Medien, wie beispielsweise digender Weise durchführbar ist Der gattungsmäßige Kunstharz, der im wesentlichen aus einem Füllrohr Bohrlochverschluß ist in der DE-OS 30 14 834 näher mit einem an der Spitze angeordneten, als Rückfluß- beschrieben. Dabei handelt es sich um einen Bohrlochsicherung ausgebildeten Rückschlagventil sowie aus Verschluß, bei welchem der Bereich des n?it einem einem das Füllrohr umgebenden, an den Enden in 10 Schlauchabschnitt versehenen Dichtelementes durch Metallhülsen gelagerten und als Dichtelement aus- zwei Ventile mit unterschiedlicher Einstellkraft begebildeten Schlauchabschnitt aus elastischem Mate- grenzt ist Das Verfüllungsmaterial, in Form eines ausrial besteht, wobei ein weiteres gegenüber dem an härtenden Kunstharzes, dringt dabei nach Oberwinden der Spitze des Füllrohres angeordneten Ventiles ei- des ersten Rückschlagventils durch die öffnungen im ne geringere Vorspannung aufweisendes Rück- 15 Füllrohr in den sogenannten Blähraum. Durch die stänschlagventil zur Beaufschlagung des Dichtelementes dige Druckerhöhung und die nicht verschließbaren vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, Durchtrittsöffnungen kommt das Füllmaterial nicht zur daß das Rückschlagventil (8) als eine mindestens ei- Ruhe und es findet nur eine verzögerte Aushärtung ne öffnung (9) im Füllrohr (1) umschließende nach- statt Selbst bei einer ausreichenden Aushärtung des giebige Manschette (10) bekannter Art im Bereich 20 Füllmaterials und der damit verbundenen Volumenverdes das Fft&rohr umschließenden Dichtelementes (2) größerung dringt jedoch in nachteiligerweise, und wieangeordnet ist derum bedingt durch die ständige Druckerhöhung, aus-

2. Bohrlochverschluß nach Anspruch 1, dadurch gehärtetes Material durch die öffnungen im Füllrohr in gekennzeichnet, daß die das Dichtelement (2) an den dieses zurück und setzt sich in blockierender Weise vor Enden einfassenden Metallhülsen (11,12) als auf das 25 das Rückschlagventil am Kopf des Füllrohres. Anderer-Füllrohr (1) aufschraubbare, einen gleichbleibenden seits verursacht der Pumpendruck, beispielsweise in ei-Abstand aufweisende Rohrmjiffen ausgebildet sind. ner Höhe bis 200 bar, weiterhin ein Eindringen des Füll-

3. Bohrlochverschluß nach den Ansprüchen 1 und materials in den Blähraum und bringt in vielen Fällen, 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (2) wie die Praxis zeigt, die Dichtmanschetten zum platzen, in Verbindung mit den Metallhülsen (11,12) an belie- 30 Demgegenüber hat sich die Erfindung die Aufgabe bigen Stellen des Füllrohres (1) einsetzbar ist gestellt, einen Bobrlochverschluß zum Injizieren, insbe-

4. Bohrloihverschluß nach den Ansprüchen 1 und sondere von zur Gebirgsverfestigung geeigneten Me-2, dadurch gekennzeichnet, d?B die Metalihülsen (11, dien zu schaffen, der es ermöglicht, auch in nicht defi-12) mindestens über eine Teillänge der Höhe (15) nierten Bohrlochquerschnitten in sicherer Weise ablängsgeschlitzt ausgebilder sind 35 dichtend verspannt zu werden, bei dem unter einer abdichtenden Anlage des Dichtelementes an der Bohr-

lochwandung eine Zerstörung des Dichieiernentes vermieden wird und der darüber hinaus die Aushärtung des Kunstharzes im Blähraum in der gewünschten Ruhe und

Die Erfindung betrifft einen rohrförmigen, verlorenen 40 der damit verbundenen Volumenvergrößerung gewähr-Bohrlochverschluß zum Injizieren von insbesondere zur leistet

Gebirgsverfestigung geeigneten Medien, wie beispiels- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,

weise Kunstharz, der im wesentlichen aus einem FCIL- daß das Rückschlagventil als eine mindestens eine Öffrohr mit einem an der Spitze angeordneten, als Rück- nung im Füllrohr umschließende nachgiebige ManfluBsicherung ausgebildeten Rückschlagventil sowie aus 45 schette bekannter Art, im Bereich des das Füllrohr umeinem das Füllrohr umgebenden, an den Enden in Me- schließenden Dichtelementes angeordnet ist. tallhülsen gelagerten und als Dichtelement ausgebilde- Das an der Spitze des Bohrlochverschlusses, d. h. zum

ten Schlauchabschnitt aus elastischem Material besteht, Bohrlochtiefsten gerichtete, einen Rückfluß sichernde wobei ein weiteres gegenüber dem an der Spitze des Ventil ist mittels der verwendeten Feder so einstellbar, Füllrohres angeordneten Ventiles eine geringere Vor- 50 daß sich beim Einpressen des Kunstharzes durch das spannung aufweisendes Rückschlagventil zur Beauf- Füllrohr das Kunstharz zunächst über das im Bereich schlagung des Dichtelementes vorgesehen ist des Dichtelementes angeordnete Ventil so in den Zwi-

Für die Verfestigung von gebrächen Gebirgsschich- schenraum zwischen Füllrohr und Dichtelement verteilt, ten und Lockergesteinen, insbesondere des untertägi- daß sich das Dichtelement als selbsttätig aufblähender gen Steinkohlenbergbaus, hat das Injizieren mit Kunst- 55 Körper an die Bohrlochwandung abdichtend und verharz eine zunehmend große Bedeutung bekommen. spannend anlegt Die Ausbildung des zwischen Füllrohr Von besonderer Wichtigkeit sind bei den Injektionen, und Blähraum vorgesehenen Ventils als Schlauchmandie in die Bohrlöcher einführbaren, als Packer bezeich- schette ist im Prinzip, u. a. aus der DE-OS 27 32 059, als neten Bohrlochverschlüsse. bekannt zu entnehmen. Dieses Ventil erlaubt das Ein-

Nach der DE-AS 29 03 137 ist bereits ein rohrförmi- 60 dringen des Füllmaterials in den Blähraum und härtet ger, verlorener Bohrlochverschluß der eingangs ge- dort, weil es nicht zurückströmt, schneller aus und vernannten Gattung bekannt, der es ermöglicht an jeder größert durch die Aushärtung das Volumen, wodurch gewünschten Stelle des Bohrlochs angeordnet zu wer- eine Druckerhöhung stattfindet zwischen dem Dichtden, der eine funktionsfähige Rückfluß- und Durchfluß- körper und der Manschette. Diese Druckerhöhung Versicherung aufweist, und der ein Mischen innerhalb des 65 schließt die Manschette bzw. das Rückschlagventil so Rohrstücks erlaubt. sicher, daß d«r erhöhte Druck für das Injizieren das

Der wesentliche Nachteil eines derartigen verlorenen Ventil nicht mehr berührt. Darüber hinaus trägt für eine Bohrlochverschlusses ist darin zu sehen, daß er auf- Abdichtung dieses Rückschlagventils die Verklebung