DE4202926A1 - Blaehpacker mit schutzmantel - Google Patents

Blaehpacker mit schutzmantel

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DE4202926A1
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Germany
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inflatable packer
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inflatable
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Peter Hahn
Gerd Drespa
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WILLICH F BERG BAUTECHNIK
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WILLICH F BERG BAUTECHNIK
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    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
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    • E21D20/02Setting anchoring-bolts with provisions for grouting
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/12Packers; Plugs
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    • E21B33/1277Packers; Plugs with inflatable sleeve characterised by the construction or fixation of the sleeve

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Description

Die Erfindung betrifft einen Blähpacker zum Abschließen von Bohrlöchern im untertägigen Berg- und Tunnelbau sowie von Tiefbohrlöchern, der aus einem an der Einsatzstelle festsetzbaren Blähkörper besteht, der mit einer Versorgungs­ leitung verbindbar und mit wenigstens einem die Versorgungs­ leitung abschließenden Rückschlagventil ausgerüstet ist.
Im untertägigen Berg- und Tunnelbau werden sowohl im Strebbereich wie auch in der Strecke Gebirgsverfestigungs­ maßnahmen durchgeführt, um das zum Aufblättern neigende Gebirge zu verfestigen und damit das Anbringen von Stützaus­ bau zu ermöglichen. Außerdem wird im Bereich des Strebes in der Kohle unter hohem Druck Wasser eingegeben, um das spätere Hereingewinnen der Kohle zu erleichtern und die Staubentwicklung dabei zu reduzieren. Hierzu werden Bohr­ löcher ins Gebirge eingebracht, in denen dann ein sogenannter Bohrlochverschluß oder Packer festgesetzt wird, um das einge­ drückte Medium daran zu hindern, auf dem kürzesten und einfachsten Wege wieder aus dem Bohrloch herauszufließen. Der Packer muß dazu verspannt werden, was über ein Dichtteil erfolgt, das fest an der Bohrlochwandung angepreßt wird. Das Verfestigungsmaterial oder auch Druckwasser wird dabei durch den Packer hindurchgeführt, wozu dieser zumindest ein Rückschlagventil aufweist, um zu verhindern, daß das eingeführte Medium wieder herausfließt. Es sind verschiedene Ausführungen bekanntgeworden, um den Packer im Bohrloch festzulegen. Aus der DE-OS 26 40 136 ist eine Lösung bekannt, bei der zwei im Abstand angeordnete Blähkammern vorgesehen sind, die durch das Medium selbst aufgeblasen werden, bevor das Medium durch die letzte Blähkammer hindurch in den darüber befindlichen Hohlraum des Bohrloches eindringen kann. Diese Lösung ist für das sogenannte Langfronttränken vorgesehen und erfordert entsprechend hochkarätige Ventile und Materialien, um das dichte Anliegen der Wandung der Blähkammern an der Bohrlochwandung zu gewährleisten. Aus der DE-OS 24 02 509 ist ein für das Injizieren von Kunstharz vorgesehener Einwegpacker bekannt. Im Bereich des Ausgangs­ teils ist eine Ventilkammer mit einer als Ventilkörper dienenden Kugel vorgesehen. Die Ventilkammer selbst besitzt einen relativ großen Einströmquerschnitt, wobei der Ausström­ querschnitt reduziert ist, um die Kugel bei einströmendem Druckmedium als Drossel wirkend zu benutzen. Dadurch wird zunächst der Blähkörper mit Druckmedium gefüllt, woraufhin dann erst das Druckmedium in größerer Menge über die Drossel in das Bohrloch eindringen kann. Uber einen Gummiring, der die Bohrungen im Rohrstück verschließt, ist sichergestellt, daß der Blähkörper auf Druck gehalten wird. Um ein Dehnen zu sichern, muß der Blähkörper, der das Rohrstück umgibt, entsprechend flexibel ausgebildet sein. Damit ist er durch in das Bohrloch vorstehende, scharfkantige Gebirgsteile gefährdet. Eine ausreichende Standzeit für derartige Packer ist damit nicht sichergestellt. Im Prinzip die gleichen Probleme treten auch bei der aus der DE-PS 30 14 834 bekann­ ten Lösung auf, wo ebenfalls ein elastisches, schlauchför­ miges Dichtteil zum Einsatz kommt. Derartige flexible Schläuche neigen aber sowohl zum Platzen wie auch zum un­ gleichmäßigen Aufblähen, so daß der gewünschte Dichterfolg auch dann häufig nicht zu erreichen ist, wenn eine glatte Bohrlochwandung vorgegeben ist. Bei scharfen Kanten sind naturgemäß auch diese bekannten Packer stark gefährdet. Aus der DE-AS 10 66 517 ist ein Packer bekannt, bei dem bei Tiefbohrlöchern durch das Bohrgestänge hindurch ein Blähkörper eingebracht wird, der mit Druckwasser o. ä. bezüg­ lich seines Blähkörpers so verformt wird, daß er sich dicht an die Schutzrohrwandung anlegt. Hier treten naturgemäß Gefährdungen des Blähkörpers nicht auf. Wird ein solcher Blähkörper aber in einem Bereich eingesetzt, wo ein Schutz­ rohr noch nicht vorhanden ist, ist auch ein solcher Bläh­ körper durch scharfkantiges Gebirge stark gefährdet.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen vielseitig verwendbaren, auch bei gebrächem, scharfkantigem Gebirge einsetzbaren Blähpacker zu schaffen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Blähkörper ein flexibles, vor allem eine hohe Querdehn­ barkeit aufweisendes Innenteil und einen aus einem dehnbaren, engmaschigen Drahtgeflecht bestehenden Schutzmantel aufweist.
Ein derart ausgebildeter Blähpacker kann praktisch unabhängig vom Zustand des Gebirges überall eingesetzt werden und hat den Vorteil, daß ein Innenteil eingesetzt werden kann, was eine hohe Flexibilität aufweist, d. h. sich vorteil­ haft gleichmäßig ausdehnt, ohne daß es auch nur im geringsten durch das Gebirge, d. h. durch scharfkantige Steine gefährdet ist. Aufgrund des entsprechenden geschützten Innenteils ist es nun auch möglich, Blähkörper praktisch beliebiger Länge einzusetzen, so daß ein wirklich dichter Abschluß immer sichergestellt ist, da eine entsprechend lange Abdicht­ zone vorgegeben ist. Das Drahtgeflecht bzw. der Schutzmantel dehnt sich zusammen mit dem flexiblen Innenteil aus, wobei er je nach Art des Drahtgeflechtes an Länge verliert, was aber durch entsprechende Vorgabe der Schutzmantellänge aus­ geglichen werden kann. Damit ist sichergestellt, daß Innen­ teil und Schutzmantel sich auch gleichmäßig und ausreichend dicht an die Bohrlochwandung anlegen, so daß Druckwasser, Verfestigungsmaterial oder sonstiges Druckmedium nicht in Richtung Bohrlochmund vorbeisprießen kann.
Nach einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß Innenteil und Schutzmantel am Blähpackerein­ gangs- und -ausgangsteil gemeinsam über jeweils einen Sperr­ ring festgelegt sind. Eine solche Ausbildung hat den Vorteil, einen sehr kompakten Packer zu bilden, der damit auch im Ausgangszustand sicher ins Bohrloch eingebracht werden kann, um an der Einsatzstelle sicher aufgebläht und festgesetzt zu werden.
Ein derartiger Blähpacker kann vorteilhaft mit dem einzubringenden Druckmedium aufgebläht werden, wenn, wie erfindungsgemäß vorgesehen, am Blähpackereingangsteil und am -ausgangsteil ein Rückschlagventil angeordnet ist, wobei das ausgangsseitige Rückschlagventil erst bei höherem Druck öffnend eingestellt ist. Dadurch ist sichergestellt, daß sich zunächst einmal der Blähkörper auffüllt und ausdehnt, bevor dann nach Festsetzen an der Bohrlochwandung das Druck­ medium durch das ausgangsseitige Rückschlagventil hindurch in das Bohrloch und das Gebirge eindringen kann.
Ein sich gleichmäßig ausdehnender Schutzmantel, der das Innenteil sichert und gleichförmig umgibt, ist erfin­ dungsgemäß dadurch zu schaffen, daß der Schutzmantel aus einem Maschendrahtgeflecht jeweils zu Drahtgruppen zusammen­ gefaßter Drähte geringer Drahtstärke besteht. Dieses Geflecht hat den Vorteil, daß es sich bei Ausdehnung, d. h. bei Quer­ schnittsvergrößerung verdichtet, so daß damit gleichzeitig auch das innenliegende Innenteil optimal abgesichert ist. Vorteilhaft ist darüber hinaus, daß mit der fortschreitenden Ausdehnung sich quasi ein Stahlmantel zwangsweise ergibt, der je nach Ausbildung des Packers sogar als endgültiger Packer im Bohrloch verbleiben kann, während das Innenteil durch Zurückfließen des Druckmediums wieder entfernt werden kann. In der Regel aber soll der Blähpacker wie erwähnt aus Innenteil und Schutzmantel bestehen.
Die notwendige Flexibilität hat das Drahtgeflecht insbe­ sondere dann, wenn die Drähte einen Drahtdurchmesser von 0,2 bis 0,7 mm aufweisen, wobei diese Drähte schon aufgrund des geringen Drahtdurchmessers dem Gesamtgebilde die not­ wendige Flexibilität geben.
Es hat sich herausgestellt, daß es besonders vorteilhaft ist, wenn die Drähte zu Drahtgruppen von jeweils sechs Einzeldrähten zusammengefaßt und flach nebeneinanderliegend verarbeitet sind. Dieses flache Anordnen der Einzeldrähte nebeneinander ergibt eine Art Blechgewebe, nur daß die ein­ zelnen Blechstreifen hier die optimale Flexibilität wahren, weil sie aus den Einzeldrähten bestehen. Damit ergibt sich dann die weiter oben beschriebene im Endblähzustand annähernd dichte Schutzmantelschicht.
Die gewünschte Flexibilität in Richtung Bohrlochwandung weist ein derartiger Schutzmantel auf, der aus Drahtgruppen besteht, die etwa diagonal zur Längsachse des Packers ver­ laufende Schutz und Kette bilden. Zweckmäßigerweise sind die Drahtgruppen versetzt zueinander Doppelschuß und Doppel­ kette bildend angeordnet, so daß sich beim Aufblähen die schon mehrfach erwähnte gleichmäßige und annähernd dichte Schutzmantelschicht ergibt.
Es versteht, daß die Länge des Blähkörpers so gewählt werden muß, daß die notwendige Dichtheit gewährleistet ist. Andererseits wird mit zunehmender Bohrlochlänge häufig auch der auf den Packer einwirkende Druck größer. Diesem Effekt kann sicher dadurch Rechnung getragen werden, daß die Länge von Innenteil und Schutzmantel mit der Bohrlochlänge korres­ pondierend gewählt ist. Das heißt, je länger das Bohrloch ist, desto länger wird auch der entsprechende Blähkörper.
Um dem Schutzmantel eine hohe Flexibilität zu geben, kann es zweckmäßig sein, Schutzmantel und Innenteil am Bläh­ packerausgangsteil miteinander zu verbinden und den Schutz­ mantel am Blähpackerausgangsteil das Innenteil um 20 bis 60% der Innenteillänge überragend auszubilden. Damit hat der Schutzmantel die Möglichkeit, sich bei sich ausdehnendem Innenteil das notwendige Material heranzuholen und durch gleichmäßiges Verkürzen dem sich aufblähenden Innenteil anzupassen. Auch nach abgeschlossenem Blähvorgang ist das Innenteil immer ausreichend durch den Schutzmantel gesichert und kann damit durch vorstehende Steine o. ä. nicht beein­ trächtigt werden.
Die weiter vorn beschriebenen Ausführungsformen gehen davon aus, daß nach dem Herstellen des Bohrloches der Packer in das Bohrloch eingebracht und dann entweder durch den Packer hindurch das Druckmedium oder auch seitlich am Packer vorbei in das Bohrlochtiefste eingebracht wird. Diese Ver­ fahren werden insbesondere beim Verfestigen vom Gebirge oder auch beim Tränken eingesetzt. Neuere Verfahren sehen dagegen vor, daß gleichzeitig mit dem Verpressen bzw. Ein­ pressen von Verfestigungsmaterial auch eine Ankerstange in das Bohrloch eingebracht wird, die damit gleichzeitig im Bohrloch festgeklebt wird. Damit wird ein Doppelverfesti­ gungseffekt erreicht. Dieses Verfahren ist auch bei Anwendung des erfindungsgemäßen Blähpackers zu verwirklichen, wenn nämlich Schutzmantel und Innenteil einer einen Innenkanal aufweisenden Ankerstange zugeordnet sind, wo sie am dem Bohrlochtiefsten zugewandten Ende an dieser so festgelegt sind, daß eine Ringkammer entsteht, die über Querkanäle mit dem Innenkanal der Ankerstange in Verbindung steht und daß die Ankerstange am Innenkanalausgang und den Querkanalansätzen mit Rückschlagventilen ausgerüstet ist, die ein schnelles Füllen der Ringkammer sicherstellend einge­ stellt sind. Blähpacker und Ankerstange sind somit miteinan­ der kombiniert und geben die Möglichkeit, beide gleichzeitig ins Gebirge einzubringen. Der hier zum Einsatz kommende Blähpacker bringt dabei den großen Vorteil, daß mit Festsetzen des Blähpackers gleichzeitig auch die Ankerstange in der gewünschten Position fixiert ist, so daß sie beim anschlie­ ßenden Einpressen des Druckmediums sich aus ihrer einmal vorgegebenen Position nicht herausbewegen kann. Durch geeig­ nete Maßnahmen kann dabei auch sichergestellt werden, daß die Ankerstange über die gesamte Länge eingeklebt wird, beispielsweise durch Anordnung von Rückschlagventilen im Bereich des Blähkörpers bzw. von Querkanälen, die unterhalb des Blähpackers angeordnet sind und die erst öffnen, wenn sowohl der Blähpacker festgesetzt wie auch das Gebirge ober­ halb des Blähpackers durch Einbringen von Verfestigungs­ material verfestigt ist. Beim Einbringen der Ankerstange wird zunächst einmal die Ringkammer mit Verfestigungsmaterial gefüllt und damit der Blähpacker festgesetzt und die Anker­ stange fixiert. Dies wird durch die Ausbildung bzw. Einstel­ lung der Rückschlagventile am Innenkanalausgang und an den Querkanalansätzen erreicht. Ist der Blähpacker festgesetzt, so verhindern die in den Querkanalansätzen angeordneten Rückschlagventile einen Rückfluß des hier in die Ringkammer eingebrachten Druckmedium, so daß nun das gesamte Druckmedium durch den Innenkanal und das am Innenkanalausgang angeordnete Rückschlagventil hindurch ins Gebirge eingepreßt werden kann.
Gerade für vollverklebte Ankerstangen ist eine Ausbil­ dung der Erfindung vorteilhaft, bei der das Innenteil beid­ seitig und im Abstand zu den Querkanälen an der Ankerstange festgelegt ist, während der Schutzmantel nur am Ende der Ankerstange festgelegt und am gegenüberliegenden Ende weit über das Innenteil hinaus die Ankerstange umhüllend ange­ ordnet ist. Wird, wie weiter oben beschrieben, das Innenteil durch Einleiten von Druckmedium aufgebläht, so nimmt es auch den Schutzmantel mit und sorgt gleichzeitig dafür, daß sich die Einzeldrähte bzw. die Drahtgruppen des Schutz­ mantels so verhalten, daß sich eine annähernd dichte Mantel­ schicht ergibt. Im Bereich unterhalb des Blähkörpers wirkt dann der entsprechend weit herunterhängende Schutzmantel vorteilhaft gleichzeitig als Armierung, so daß sich eine besonders vorteilhafte Gebirgsverfestigung erreichen läßt.
Bei großen Ankerlängen bzw. Bohrlochlängen ist es von Vorteil, wenn über die Länge der Ankerstange gesehen an mehreren Stellen Innenteile mit Schutzmantel also Blähkörper angeordnet sind. Dadurch ergeben sich mehrere Zwangsveranke­ rungspunkte, so daß die Ankerstange optimal im Gebirge fest­ gelegt ist und dort ihre Funktion erfüllen kann. Über die Ankerstange soll nämlich das Aufblättern der Gebirgsschichten verhindert werden, was insbesondere dann möglich ist, wenn sie entweder über die gesamte Länge eingeklebt oder eben optimal beispielsweise durch Zwangsverankerungspunkte fest­ gelegt ist.
In jüngster Zeit immer häufiger zum Einsatz kommende Verfahren sehen vor, daß die Ankerstange zugleich auch als Bohrstange mitverwendet wird. Dies ist bei der erfindungs­ gemäßen Ausführung möglich, wenn die Ankerstange zugleich als Bohrstange dienend mit einer Bohrkrone ausgerüstet ist, die über die Außenwand hinausstehend und diese damit abdec­ kend ausgebildet ist. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß beim Einbohren der Anker bzw. Bohrstange sowohl Schutz­ mantel wie auch dahinterliegendes Innenteil im Bohrschatten liegen und damit geschützt sind. Nicht zu verhindern ist aber allerdings, daß Bohrklein sich im Schutzmantel fest­ setzt, was aber dadurch verhindert werden kann, daß der Schutzmantel durch einen über Längsschlitze verfügenden Deckmantel abgesichert ist, der eine glatte Außenwand auf­ weist. In der Regel wird ein derartiger Deckmantel zwar nicht benötigt werden, doch ist für entsprechende Anwendungs­ fälle beispielsweise auch ein Deckmantel aus Kunststoff denkbar.
Weiter oben ist bereits erwähnt worden, daß über die Länge der Ankerstange bzw. Bohrstange gesehen an mehreren Stellen Blähpacker vorgesehen werden können. Da nicht immer die Möglichkeit besteht, in der Ankerstange bzw. Bohrstange Querkanäle vorzusehen, kann es zweckmäßig sein, diese zusätzlichen Blähpacker vom Bohrlochmund aus getrennt zu fixieren, was möglich ist, wenn wie erfindungs­ gemäß vorgesehen das Innenteil als Blähring ausgebildet an der Ankerstange festgelegt und von dem ebenfalls mit der Ankerstange verbundenen Schutzmantel abgedeckt ist.
Diese Ausbildung gibt darüber hinaus vorteilhafterweise die Möglichkeit, auch Vollankerstangen einzusetzen, die eben von der Stange her eine Versorgung der Blähpacker mit Druckmedium nicht ermöglichen.
Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß ein enorm vielseitig verwendbarer Blähpacker geschaffen ist, der sowohl als Einzelteil als auch zusammen mit Anker­ stangen oder Bohrstangen und sogar mit Vollankerstangen einsetzbar ist, wobei er vorteilhaft beliebige Blähpacker­ längen zuläßt und den Einsatz auch in gebrächem, scharf­ kantigem Gebirge ermöglicht. Vorteilhaft ist dabei auch, daß die Möglichkeit gegeben ist, an mehreren Stellen über die Länge der Ankerstange gesehen Zwangsverankerungspunkte zu erzeugen, die damit eine optimale Fixierung der Anker­ stange im Gebirge bzw. im Bohrloch ermöglicht. Vorteilhaft ist weiter, daß der Blähpacker zusammen mit der Ankerstange oder sogar mit der Bohrstange eingebracht werden kann, ohne daß die Gefahr besteht, daß er nach Abschluß des Ein­ schiebens ins Bohrloch oder nach Abschluß der Bohrarbeiten nicht mehr funktionstüchtig ist.
Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegen­ standes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der bevorzugte Ausführungs­ beispiele mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzel­ teilen dargestellt sind. Es zeigen:
Fig. 1 einen Blähpacker im entspannten Zustand,
Fig. 2 einen Blähpacker im gespannten Zustand,
Fig. 3 das als Schutzmantel dienende Drahtgeflecht im entspannten Zustand,
Fig. 4 das Blähpackerende von der Innenseite her gesehen im entspannten Zustand,
Fig. 5 das Blähpackerende im gespannten Zustand und
Fig. 6 eine Anker- bzw. Bohrstange mit kombi­ niertem Blähpacker im Schnitt.
Der in Fig. 1 gezeigte Blähpacker (1) ist in ein Bohr­ loch (2) eingeschoben, dessen Bohrlochwandung annähernd glatt ist. Er ist bei der aus Fig. 1 ersichtlichen Ausfüh­ rungsform über die Versorgungsleitung (3) in das Bohrloch (2) eingeschoben worden und wird auch dadurch in der hier gezeigten Position gehalten.
Zum Abschluß gegen die Versorgungsleitung (3) ist ein Rückschlagventil (4) vorgesehen, das im Blähpackereingangs­ teil (5) positioniert und sicherstellt, daß bei Abschluß des Blähvorganges kein Druckmedium in die Versorgungsleitung (3) zurückfließt.
Bei der aus Fig. 1 ersichtlichen Ausführung ist im Blähpackerausgangsteil (6) kein Rückschlagventil vorgesehen.
Sowohl am Blähpackereingangsteil (5) wie auch -ausgangs­ teil (6) ist ein Sperring (7) angeordnet, über den die beiden Teile des Blähpackers (1) zusammengehalten und miteinander verbunden werden. Die Versorgungsleitung (3) ist auf das Anschlußstück (8) des Blähpackereingangsteils (5) aufgescho­ ben und auf geeignete Art und Weise damit so verbunden, daß nach Abschluß des Blähvorganges beide Teile voneinander gelöst werden können.
Mit (9) ist der Blähkörper bezeichnet, der bei der aus den Fig. 1 ff. ersichtlichen Ausführung aus einem flexi­ blen Innenteil (10) und einem Schutzmantel (11) aus einem Drahtgeflecht (12) besteht. Damit ist die Möglichkeit ge­ geben, das Innenteil (10) aus recht flexiblem Material herzu­ stellen, das dann beim Ausdehnen dafür Sorge trägt, daß auch der Schutzmantel (11) sich entsprechend ausdehnt. Während Fig. 1 den Ausgangspunkt wiedergibt, zeigt Fig. 2 den Blähpacker (1) nach Abschluß des Blähvorganges und nach Loslösung der Versorgungsleitung (3). Der Blähpacker (1) sitzt nun fest im Bohrloch und schließt dicht gegen die Bohrlochwandung ab. Deutlich ist dabei, daß durch den Blähvorgang das Drahtgeflecht (12) dichter geworden ist, so daß eine annähernd durchgängige Schutzmantelschicht sich ergibt.
Durch Anordnung eines Rückschlagventils (13) auch im Blähpackerausgangsteil (6) ist die Möglichkeit gegeben, durch den Blähpacker (1) hindurch Verfestigungsmaterial in den Bereich (14) hinter dem Blähpacker (1) hineinzudrücken und damit das Gebirge entsprechend zu tränken oder zu ver­ festigen.
Fig. 3 zeigt den Schutzmantel (11) in vergrößerter Wiedergabe im Ausgangszustand. Deutlich wird hier, daß je­ weils mehrere Drähte (15, 16, 17) zu Drahtgruppen (18, 19, 20) zusammengefaßt sind, wobei die Drahtgruppen (18, 19, 20) das Drahtgeflecht (12) ergeben. Die einzelnen Draht­ gruppen (18, 19, 20) sind dabei etwa diagonal zur Längsachse (21) des Blähpackers (1) angeordnet und ziehen sich so weit zusammen, daß eine annähernd durchgehend geschlossene Draht­ schicht sich ergibt, wenn der aus Fig. 2 ersichtliche Zustand des Blähpackers (1) erreicht ist.
Fig. 4 und 5 zeigen einen Schnitt durch den Blähpacker mit Blick auf das Blähpackerausgangsteil (6), der hier durch den Sperring (7) vollständig verschlossen ist, also kein Rückschlagventil aufweist. Deutlich wird beim Vergleich von Fig. 4 und 5, daß sich der Querschnitt des gesamten Blähpackers (1) von Fig. 4 nach Fig. 5 vergrößert hat, so daß das dichte Anliegen an der hier nicht dargestellten Bohrlochwandung erreicht ist.
Fig. 6 zeigt eine kombinierte Blähpackerankerstange, wobei hier der Blähpacker (1) mit der Ankerstange (23) zusam­ men in das Bohrloch (2) eingeführt ist und zwar bis dicht vor das Bohrlochtiefste (25). Die Ankerstange (23) weist einen Innenkanal (24) auf, durch den hindurch Verfestigungs­ material bis ins Bohrlochtiefste (25) eingebracht werden kann.
Um dabei das Aufblähen des Blähpackers (1) sicherzu­ stellen, ist im Bereich des Endes (26) der Ankerstange (23) ein Rückschlagventil (27) vorgesehen, das zunächst einmal den Innenkanalausgang (28) so lange verschließt, bis der Blähpacker (1) so weit aufgebläht ist, daß sowohl der Schutz­ mantel (11) wie auch das flexible Innenteil (10) dicht an der Bohrlochwandung anliegen. Hierzu wird das Verfestigungs­ material, das durch den Innenkanal (24) herangeführt wird, durch das verschlossene Rückschlagventil (27) zunächst einmal gezwungen, durch die Querkanäle (29, 31) hindurchzuströmen, wobei die dort in den Querkanalansätzen (32) vorgesehenen Rückschlagventile (30) öffnen. Sie sind hierzu weicher einge­ stellt, als das Rückschlagventil (27) im Innenkanalausgang (28).
Das Druckmedium bzw. Verfestigungsmaterial strömt somit durch die Querkanalansätze (32) und die Querkanäle (31 bzw. 29) in die Ringkammer (33), bläht dabei das flexible Innenteil (10) auf und erweitert damit auch den Schutzmantel (11). Das flexible Innenteil (10) ist dabei im Abstand zu den Querkanälen (29, 31) an der Ankerstange (23) festgelegt, die hierzu mit einer Nut (34) ausgerüstet ist. Über den Haltering (35) erfolgt eine entsprechende Fixierung des flexiblen Innenteils (10), so daß dieses die schon erwähnte Ringkammer (33) bildet.
Der Schutzmantel (11) ist bei der aus Fig. 6 ersicht­ lichen Ausführung nur im Bereich des Endes (26) der Anker­ stange (23) an dieser festgelegt, wozu ein Drahtring (36) vorgesehen ist. Am gegenüberliegenden Ende des flexiblen Innenteils (10) überragt bzw. überdeckt dagegen der Schutz­ mantel (11) das Innenteil (10) und ist noch weit darüber hinaus die Ankerstange (23) umhüllend geführt. Wird nach Festsetzen des Blähpackers (1) auch der Ringraum (42) zwi­ schen Bohrlochwandung (43) und Außenwand (41) mit Verfesti­ gungsmaterial verfüllt, wirkt der Schutzmantel (11) in diesem Bereich als Armierung.
Die aus Fig. 6 ersichtliche Ausführungsform der Anker­ stange (23) ist eigentlich eine Bohrstange, weil sie am Ende (26) eine Bohrkrone (38) trägt. Diese Bohrkrone (38) ist mit Hartmetallschneiden (39) versehen und zwar so, daß ein seitlicher Überstand (40) entsteht. Dadurch liegen sowohl der Drahtring (36) wie auch die Nut (34) mit dem Haltering (35) und damit auch der gesamte Blähkörper (9) im Bohrschat­ ten. Beim Bohrvorgang ist eine Beschädigung dieses Blähpac­ kers (1) damit ausgeschlossen.
Soll beim Bohrvorgang das Festsetzen von Bohrklein im aus dem Drahtgeflecht (12) bestehenden Schutzmantel (11) verhindert werden, so kann ein Deckmantel (44) vorgesehen werden, wie er aus Fig. 6 ersichtlich ist.
Mit (29′, 30′ und 34′) sind jeweils die gleich ausge­ bildeten Teile bezeichnet, die aber zusätzlich zu den ohne den Beistrich versehenen Teile vorgesehen sind.
Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden, werden allein und in Kombination als erfin­ dungswesentlich angesehen.

Claims (15)

1. Blähpacker zum Abschließen von Bohrlöchern im unter­ tägigen Berg- und Tunnelbau sowie von Tiefbohrlöchern, der aus einem an der Einsatzstelle festsetzbaren Blähkörper besteht, der mit einer Versorgungsleitung verbindbar und mit wenigstens einem gegen die Versorgungsleitung abschlie­ ßenden Rückschlagventil ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Blähkörper (9) ein flexibles, vor allem eine hohe Querdehnbarkeit aufweisendes Innenteil (10) und einen aus einem dehnbaren, engmaschigen Drahtgeflecht (12) bestehenden Schutzmantel (11) aufweist.
2. Blähpacker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Innenteil (10) und Schutzmantel (11) am Blähpackerein­ gangs- (5) und -ausgangsteil (6) gemeinsam über jeweils einen Sperring (7) festgelegt sind.
3. Blähpacker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Blähpackereingangsteil (5) und am -ausgangsteil (6) ein Rückschlagventil (4, 13) angeordnet ist, wobei das aus­ gangsseitige Rückschlagventil (13) erst bei höherem Druck öffnend eingestellt ist.
4. Blähpacker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzmantel (11) aus einem Maschendrahtgeflecht jeweils zu Drahtgruppen (18, 19, 20) zusammengefaßter Drähte (15, 16, 17) geringer Drahtstärke besteht.
5. Blähpacker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte (15, 16, 17) einen Drahtdurchmesser von 0,2 bis 0,7 mm aufweisen.
6. Blähpacker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte (15, 16, 17) zu Drahtgruppen (18, 19, 20) von jeweils sechs Einzeldrähten zusammengefaßt und flach nebeneinanderliegend verarbeitet sind.
7. Blähpacker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtgruppen (18, 19, 20) etwa diagonal zur Längs­ achse (21) des Packers (1) verlaufende Schuß und Kette bilden.
8. Blähpacker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtgruppen (18, 19, 20) versetzt zueinander Doppel­ schuß und Doppelkette bildend angeordnet sind.
9. Blähpacker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge von Innenteil (10) und Schutzmantel (11) mit der Bohrlochlänge korrespondierend gewählt ist.
10. Blähpacker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Schutzmantel (11) und Innenteil (10) am Blähpackeraus­ gangsteil (6) miteinander verbunden sind und daß der Schutz­ mantel (11) am Blähpackereingangsteil (5) das Innenteil (10) um 20 bis 60% der Innenteillänge überragt.
11. Blähpacker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Schutzmantel (11) und Innenteil (10) einer einen Innen­ kanal (24) aufweisenden Ankerstange (23) zugeordnet sind, wo sie am dem Bohrlochtiefsten (25) zugewandten Ende (26) an dieser so festgelegt sind, daß eine Ringkammer (33) ent­ steht, die über Querkanäle (29, 31) mit dem Innenkanal (24) der Ankerstange (23) in Verbindung steht und daß die Anker­ stange am Innenkanalausgang (28) und den Querkanalansätzen (32) mit Rückschlagventilen (27, 30) ausgerüstet ist, die ein schnelles Füllen der Ringkammer sicherstellend einge­ stellt sind.
12. Blähpacker nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenteil (10) beidseitig und im Abstand zu den Querkanälen (29, 31) an der Ankerstange (23) festgelegt ist, während der Schutzmantel (11) nur am Ende (26) der Ankerstange festgelegt und am gegenüberliegenden Ende weit über das Innenteil hinaus die Ankerstange umhüllend ange­ ordnet ist.
13. Blähpacker nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß über die Länge der Ankerstange (23) gesehen an mehreren Stellen Innenteile (10) mit Schutzmantel (11) angeordnet sind.
14. Blähpacker nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerstange (23) zugleich als Bohrstange dienend mit einer Bohrkrone (38) ausgerüstet ist, die über die Außen­ wand (41) hinausstehend und diese damit abdeckend ausgebildet ist.
15. Blähpacker nach Anspruch 11 und Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenteil (10) als Blähring ausgebildet an der Anker­ stange (23) festgelegt und von dem ebenfalls mit der Anker­ stange verbundenen Schutzmantel (11) abgedeckt ist.
DE19924202926 1992-02-01 1992-02-01 Blaehpacker mit schutzmantel Withdrawn DE4202926A1 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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