DE4242106C2 - Blähpacker für Injektionsanker, Injektionsbohranker oder dergleichen zum Verschließen von Löchern, insbesondere Erdbohrlöchern - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Blähpacker für und an Injektionsan­ kern, Injektionsbohrankern oder dergleichen zum Verschließen von Löchern, insbesondere Erdreichbohrlöchern, bei welchem auf einem Rohrabschnitt ein Schlauch vorgesehen ist, der bei verschlossenem Austrittsquerschnitt durch ein Beschickungsmedium aufblähbar und im aufgeblähten Zustand verschließbar ist, und mit einem im Querbohrungen aufweisenden Rohrabschnitt verschieb­ lich angeordneten Kolben, mit dem bei Überschreiten eines vorbestimmten Be­ schickungsdruckes durch seine Verschiebebewegung die Querbohrungen ge­ gen Durchtritt des Beschickungsmediums in den aufgeblähten Innenraum des Schlauches abschließbar sind, und bei welchem bei Überschreiten eines be­ stimmten Beschickungsdruckes der Austrittsquerschnitt des Beschickungsme­ diums zur Lochbefüllung durch das Beschickungsmedium öffenbar ist.

Ein bekannter Blähpacker (DE 89 06 126 U1) benutzt als Verschluss zwischen Beschickungsmedium und Innenvolumen des Schlauchabschnittes ein Ventil mit federbelasteter Kugel als Ventilkörper. Diese sitzt im Injektionskopf. Die Lösung ist aufwendig und ungünstig, ferner den robusten Beanspruchungen oft nicht gewachsen. Sie hat weiterhin den Nachteil, dass der Druck des Beschic­ kungsmediums ständig auf den sich aufblähenden Schlauch einwirkt. Ange­ sichts der Grenzen in der Belastbarkeit normaler Schläuche gibt dies eine Be­ grenzung des maximalen Beschickungsdruckes. Das Beschickungsmedium öff­ net sich bei Überschreiten eines bestimmten Beschickungsdruckes bei diesen vorbekannten Lösungen dadurch, dass am bohrlochtiefsten Ende der Anker­ stange eine Bertsscheibe vorgesehen ist. Diese springt bei Überschreiten eines bestimmten Beschickungsdruckes ab. Die erhebliche räumliche Trennung vom erwähnten Rückschlagventil und die Zweiteiligkeit dieser voneinander entfernten Positionen des Rückschlagventiles und der Berstscheibe sind auch funktio­ nell von erheblichem Nachteil.

Darüber hinaus ist zum Stand der Technik hinsichtlich eines gattungsgemäßen Blähpackers auf die DE 35 26 557 A1 zu verweisen. Hieraus ist es bekannt, in dem Rohr Querbohrungen vorzusehen, die ständig offen sind, wobei jedoch weiter ein Differenzkolben vorgesehen ist, der diese Querbohrungen bei Über­ schreiten eines bestimmten Druckes verschließen soll.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen gattungsgemäßen Blähpacker so auszugestalten, dass bei einfacher Ausführung eine erhebliche funktionale Verbesserung erzielt ist, die auch auf eine großzügigere Auswahlmöglichkeit hinsichtlich des Materiales des Schlauches abzielt.

Gelöst ist dies durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Merkmale. Die Unteransprüche stellen vorteilhafte Weiterbildungen heraus.

Zufolge dieser Ausgestaltung ist ein Blähpacker an bzw. für Injektionsanker, insbesondere Injektionsbohranker geschaffen, wel­ cher bei einfachster Bauform erhebliche Einsatzvorteile bringt. Die Verschiebe­ bewegung des Kolbens verschließt das Beschickungsmedium gegenüber dem Innenvolumen des aufgeblähten Schlauches. Durch den Einsatz eines geeigne­ ten Haftsitzes bzw. Presssitzes des Kolbens im Rohr kann der Druck in engen Grenzen bestimmt werden, zu welchem sich der Kolben beginnt zu verschie­ ben. Dieser Druck ist maßgebend für die Aufbläh-Belastung der Schlauchwan­ dung. Dieser Druck wird nicht überschritten. Ist der Kolben in die Schließstel­ lung gegenüber dem Innenvolumen des aufgeblähten Schlauches verschoben, so wirkt ein höherer Beschickungsdruck nicht mehr auf den Schlauch und es bricht bei Überschreiten der dafür vorgesehenen Druckbelastung der Boden aus und gibt dem Beschickungsmedium den Weg frei, aus dem Injektionsanker als Injektionsmedium auszutreten.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich anhand der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles der Erfindung, wel­ ches Ausführungsbeispiel in den Zeichnungen dargestellt ist. Davon zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Blähpacker,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Kolben,

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung hierzu und

Fig. 4 einen Querschnitt durch den Kolben.

Der Rohrabschnitt 1 trägt den aufblähbaren Schlauch 2. Quetschmuffen 3 sichern die Stellung des Schlauches 2 auf dem Rohr 1. Die beiden Enden des Rohrabschnittes 1 tragen aufgeschraubte Muffen 4, vorzugsweise unter Zwi­ schenschaltung von Dichtungen 5. Die Muffen 4 besitzen Innengewinde zum Einschrauben geeigneter Abschnitte von Injektionslanzen, Injektionsankern, insbesondere Injekti­ onsbohrankern.

Das Rohr 1 hat eine oder mehrere Querbohrungen 6. Denen ist ein Kolben 7 zugeordnet. Die Mantelwand des Kolben­ topfes hat Bohrungen 8. Diese liegen korrespondierend zu den Querbohrungen 6, in welchem Falle eine Unverdreh­ barkeit des Kolbens bei Verschiebung desselben im Rohr 1 abgebracht ist oder sie münden radial auswärts gerichtet in einen Ringraum 9, der in Grundstellung mit der Ebene fluchtet, in welcher die Querbohrung 6 im Rohr vorgese­ hen ist. Der Kolben 7 hat einen Boden 10. Bei Einbrin­ gung des Beschickungsmediums in Richtung des Pfeiles P bedeutet dies, daß ab einem gewissen Beschickungsdruck der Kolben trotz seines Haftsitzes/Preßsitzes im Rohr 1 mit in Richtung des Pfeiles P wandert. Vorher hat er wegen seiner fluchtenden Grundstellung zu den Querbohrun­ gen 6 das Beschickungsmedium in das Innenvolumen I des Schlauches 2 gelassen, welcher sich entsprechend auf­ bläht.

Das Aufblähen des Schlauches bringt den beabsichtigten Verschluß des Bohrloches auf der Querschnittsebene, wo sich der Schlauch in Relation zur ganzen Länge des An­ kers befindet. Es ist erkennbar, daß man auch mehrere Blähpacker an einem einzigen Anker vorsehen kann. Die Verschiebebewegung bzw. die Kraft für die Verschiebung des Kolbens 7 wäre dann vorzugsweise entsprechend ge­ stuft auszulegen.

Das Rohr 1 hat eine Anschlagstufe 11. Gegen diese tritt der Boden, wenn der Kolben 7 sich verschoben hat. Dann sind die Querlöcher 6 für den Durchtritt des Beschic­ kungsmediums in den Innenraum I des Schlauches 2 ver­ schlossen. Der Innenraum I behält seinen Innendruck bei, egal ob der Druck P des Beschickungsmediums nun ansteigt oder abfällt. Bei genügendem weiterem Anstieg des Druc­ kes bricht dann der Boden 10 des Kolbens durch. Dazu sind geeignete Sollbruchstellen 12 vorgesehen. Dies ist vorzugsweise so, daß der Boden 10 nicht als freies Bau­ teil ausgebrochen wird, sondern im Bereich der Sollbruch­ stelle, z. B. über eine verdickte Zone 13, eine Gelenk­ stelle verbleibt. Das hat den Vorteil, daß der Boden 10 nur gelenkartig wegklappt und kein sich im Innenrohr ungeeignet liegendes Strömungshindernis erzeugt bzw. sich vor den Übergangsquerschnitt in die Innenhöhlung des Injektionsankers legt. Nach Ausbrechen der Kolbenbo­ denfläche 10 kann das Beschickungsmedium in bekannter Weise (siehe DE-Patent 24 00 182) am Bohrlochtiefsten austreten, so daß sich in optimaler Weise eine Füllung des Bohrloches mit dem Beschickungsmedium ergibt gegen den sich steigernden statischen Druck, alles unter ent­ sprechender Verfestigung der durch den Anker zu sichern­ den Erdreichzone.

Claims (8)

1. Blähpacker für Injektionsanker, Injektionsbohranker oder dergleichen zum Verschließen von Löchern, insbesondere Erdreichbohrlöchern, bei welchem auf einem Rohrabschnitt (1) ein Schlauch (2) vorgesehen ist, der bei ver­ schlossenem Austrittsquerschnitt durch ein Beschickungsmedium aufblähbar und im aufgeblähten Zustand verschließbar ist, und mit einem im Querboh­ rungen (6) aufweisenden Rohrabschnitt (1) verschieblich angeordneten Kol­ ben (7), mit dem bei Überschreiten eines vorbestimmten Beschickungs­ druckes durch seine Verschiebebewegung die Querbohrungen (6) gegen Durchtritt des Beschickungsmedium in den aufgeblähten Innenraum (I) des Schlauches (2) abschließbar sind, und bei welchem bei Überschreiten eines bestimmten Beschickungsdruckes der Austrittsquerschnitt des Beschic­ kungsmediums zur Lochbefüllung durch das Beschickungsmedium öffenbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (7) einen Kolbentopf ausbildet mit in einer Topfwandung vorgesehenen Bohrungen (8), die in der Grund­ stellung zum Durchlaß des Beschickungsmediums korrespondierend zu den Querbohrungen (6) liegen oder radial auswärts gerichtet in einen Ringraum (9) münden, der in der Grundstellung mit der Ebene fluchtet, in welcher die Querbohrungen (6) vorgesehen sind, und mit einem Boden (10), dass der Kolben (7) in dem Rohrabschnitt (1) verschieblich gehalten und darin durch das Beschickungsmedium axial verschiebbar ist und dass der Boden (10) des Kolbens (7) durch das Beschickungsmedium zur Freigabe des Austrittsquer­ schnittes für die Lochbefüllung aufbrechbar ist.

2. Blähpacker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben im Presssitz im Rohr verschieblich gehalten ist.

3. Blähpacker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auf­ brechkraft für den Boden größer ist als die zum Verschieben des Kolbens notwendige Druckbelastung durch das Beschickungsmedium.

4. Blähpacker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenboden (1) über eine Sollbruchstelle mit der Topfwandung des Kolbens verbunden ist.

5. Blähpacker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruch­ stelle sich nicht über den gesamten 360°-Umfang der Kolbenbodenplatte (10) erstreckt, sondern vielmehr eine Gelenkstelle belässt zur Fesselung des Bo­ dens (10) am Kolbentopf nach Duchbruch der Sollbruchstelle.

6. Blähpacker nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Anschlagschulter (11) an der Innenwand des Rohres gegen welche eine abge­ schrägte Randzone des Kolbens läuft.

7. Blähpacker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine undrehbare Verschiebe-Führung des Kolbens im Rohr (1).

8. Blähpacker nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Blähpacker an einem Injektionsanker oder Injektionsbohranker vorgese­ hen ist.