DE9419179U1

DE9419179U1 - Vorrichtung zum Abdichten eines Bohrloches

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Publication number: DE9419179U1
Application number: DE9419179U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-11-30
Filing date: 1994-11-30
Publication date: 1995-02-09
Anticipated expiration: 2004-12-01
Also published as: DE19543291A1

Description

BESCHREIBUNG Vorrichtung zum Abdichten eines Bohrloches

TECHNISCHES GEBIET

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abdichten eines Bohrungsloches. Zum Sanieren von Betonbauteilen und zum Trockenlegen der konstruktiven Gebäudeteile werden in die zu sanierenden Wände, Decken oder Fundamente Bohrungslöcher gesetzt. Durch diese Bohrungslöcher werden Harz-, Dispersionsoder Zementschlamm- "Flüssigkeiten" in die unterhalb der Löcher liegenden Bereiche injiziert. Damit das injizierte Medium nicht rückwärts aus dem Bohrloch wieder nach außen heraustreten kann, werden die Bohrlöcher durch propfenartige, sogenannte Packer verschlossen.

STAND DER TECHNIK

Die zum Einsetzen in Bohrungslöcher bekannten Packer besitzen eine mit einem Außengewinde versehene Hülse, an der ein tellerartiges Fußteil befestigt ist. Die auf einem Positionierteil aufgeschraubte Hülse wird in ein Bohrloch eingeführt. Dabei legt sich ein die Hülse umgebendes und sich an dem Fußteil der Hülse von unten abstützendes verformbares Mantelteil an der Innenwandung des Bohrloches reibschlüssig an. Beim Drehen des Positionierteils um dessen Längsachse kann sich folglich das Mantelteil nicht mit verdrehen. Dadurch kann sich die Hülse weiter in das Positionierteil hineinschrauben. Dies hat zur Folge, daß sich das tellerartige Fußteil auf das Positionierteil zu bewegt. Dabei wird das Mantelteil, das zwischen dem tellerartigen Fußteil und dem Positionierteil eingeklemmt vorhanden ist, nach außen ausgebeult, so daß das Mantelteil flüssigkeitsdicht an der Innenwandung des Bohrloches anliegen kann. Das Positionierteil besitzt einen Durchflußkanal, der seine Fortsetzung in dem Packer findet. So ist

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es möglich, nach dichtender Anlage des Packers an der Innenwandung des Bohrloches das Injektionsmedium durch das Positionierteil und den Packer hindurchzuleiten. In dem Positionierteil sitzt ein Rückschlagventil, das dafür sorgt, daß das Injektionsmedium nicht rückwärts durch den Durchflußkanal wieder zurückfließen kann. Nach ausreichendem Aushärten des Injektionsmediums wird das aus dem Bohrungsloch etwas herausragende Positionierteil von dem in dem Bohrungsloch verbleibenden Packer abgeschraubt und weggenommen. Derartige Packer lassen sich technisch einwandfrei setzen, wenn sie mit ihrem Durchmesser exakt dem Bohrungsdurchmesser angepaßt sind. Es muß nämlich sichergestellt sein, daß beim Drehen eines Packers dessen Mantelteil reibschlüssig an der Innenwandung der Bohrung anliegt. Schwierigkeiten treten auf, wenn sogenannte ausgelungerte Bohrungen vorhanden sind. Derartige, Verbreiterungen aufweisende Bohrungen treten meistens dann auf, wenn während des Bohrvorganges Armierungseisen getroffen werden, die dann den Bohrer zum seitlichen Ausweichen veranlassen. In einem derartigen ausgeweiteten Bohrungsloch finden die Packer keinen seitlichen reibschlüssigen Halt. Nachteilig ist darüberhinaus, daß der Injektionsvorgang nicht mit Beenden des eigentlichen Injizierens beendet ist, sondern daß das Aushärten des injizierten Mediums abgewartet werden muß. So müssen in aller Regel nach etwa einem Tag noch einmal die Baustelle betreten und die Positionierteile abgeschraubt und entfernt werden.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Injizieren durch vorgebohrte Löcher hindurch in wirtschaftlicher Hinsicht zu verbessern.

Diese Erfindung ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gegeben. Die aus dem Stand der Technik bekannte Vorrichtung zum Abdichten eines Bohrungsloches zeichnet sich dementsprechend

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dadurch aus, daß ihr Positionierteil relativ zu einem Stützteil, das gegen das Mantelteil des in einem Bohrloch befindlichen Packers drückend anlegbar ist, verschiebbar ist und daß zwischen Stützteil und Mantelteil ein Formteil vorhanden ist, das durch drückende Anlage des Stützteils in eine verkeilende Anlage mit der zentral vorhandenen Hülse des Packers gebracht werden kann. Eine derartige Konstruktion hat den Vorteil, daß keine rotierende Bewegung des Packers zum Verspannen seines Mantelteils mit der Innenwandung des Bohrungsloches erforderlich ist, sondern daß der Packer bzw. Teile desselben lediglich in Längsrichtung des Bohrloches bewegbar ausgebildet sein müssen. Die zwischen Packeraußenfläche und Innenwandung eines Bohrungsloches zu überbrückenden Freiräume hängen größenmäßig dann lediglich davon ab, wie stark das Mantelteil des Packers nach außen gewölbt werden kann. Da die Mantelteile sehr stark durch Zusammenstauchen nach außen verformt werden können, können auch Bohrungsbereiche, die im Querschnitt wesentlich größer als der Außendurchmesser des unverformten Mantelteils ist, problemlos überbrückt werden und damit eine dichtende Anlage des Packers an der Innenwandung des Bohrungsloches erzielt werden.

Um die Längsverschiebung der im Inneren des Mantelteils vorhandenen Hülse und damit den gestauchten Zustand des Mantelteils aufrecht erhalten zu können, das heißt die relative Lage des Hülsenteils zum Mantelteil fixieren zu können, ist nach einem wesentlichen Merkmal der Erfindung vorgesehen, zwischen dem das Mantelteil in seiner Lage im Bohrungsloch drückend haltenden Stützteil und diesem Mantelteil ein beispielsweise plastisch und/oder elastisch verformbares Formteil zu positionieren. Durch Zusammendrücken dieses Formteils kann sich dasselbe dann so in eine verkeilende Anlage mit der Hülse bringen, daß nach Entfernen des Stützteils und auch des Positionierteils die Hülse ihre relative Lage zum verformten Mantelteil nicht mehr verändern kann.

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In einem Ausführungsbeispiel sind konstruktive Einzelheiten einer entsprechenden Ausführungsform für eine derartige Abdichtvorrichtung angegeben.

Um zu verhindern, daß die unter Druck durch den Packer hindurchgedrückte Flüssigkeit rückwärts wieder aus dem Durchflußkanal heraustreten kann, kann im Bereich des tellerartigen Fußteils ein Rückschlagventil vorgesehen sein, das nach einer wesentlichen Ausführungsform der Erfindung einen Ventilkörper in Form einer Kugel besitzt. Die Kugel ist in einem aufgeweiteten Bereich des Durchflußkanals frei beweglich. Ein derartiges Rückschlagventil ermöglicht es, praktisch ohne Überwindung eines Gegendruckes das jeweils zu injizierende Medium hindurchzuleiten. Andererseits wird bei Auftreten eines Gegendruckes die Durchflußöffnung im Durchflußkanal sofort durch den Ventilkörper verschlossen. Damit kann mit einem sehr niedrigen Injektionsdruck gearbeitet werden. Auch ist dadurch ein präzises Messen des jeweils herrschenden Injektionsdruckes und der Injektionsmenge möglich.

Der Setzvorgang läßt sich wesentlich beschleunigen, wenn das Positionierteil motorisch innerhalb des Stützteils in Rotationsdrehung versetzt und längs verschoben werden kann. Die Drehung kann dabei sowohl zum Aufschrauben des Positionierteils auf die Hülse des Packers als auch zum Abschrauben desselben von der Hülse des Packers benutzt werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den in den Ansprüchen ferner aufgeführten Merkmalen sowie durch das nachfolgende Ausführungsbeispiel.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:

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Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Packer und sein Positionierteil, mit dem er in ein Bohrloch eingesetzt wird,

Fig. 2 den in einem Bohrloch eingesetzten Packer und

Fig. 3 den Packer nach Fig. 2, nach Beendigung des Injiziervorganges.

WEGE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG

In Fig. 1 ist links ein sogenannter Packer 10 dargestellt. Der Packer 10 dient zum Verschließen eines Bohrloches 12, wie noch weiter unten näher beschrieben wird.

Der Packer 10 besteht aus einer hülsenartigen Schraube 14, die eine tellerkopfartige Fußverbreiterung 16 besitzt. In Längsrichtung führt eine Längsbohrung 20 durch die Schraube 14 und die Fußverbreiterung 16 hindurch. Im Bereich der Fußverbreiterung 16 besitzt die Längsbohrung 20 eine Kanalverbreiterung 22 . Die Kanalverbreiterung 22 wirkt als Käfig für eine im Inneren befindliche Kugel 24. Sofern die Kugel 24 ganz nach rechts verschoben ist, verschließt sie die in der Schraube 14 befindliche Längsbohrung 20.

Im Anschluß an die Fußverbreiterung 16 ist die Schraube 14 von einem verformbaren, zylindrischen Mantelring 26 umgeben. Im verformten Zustand ist der Durchmesser des im Querschnitt kreisförmigen Mantelringes 26 gleich dem Durchmesser der im Querschnitt ebenfalls kreisförmigen Fußverbreiterung 16. Vor der in der Zeichnung rechtsseitigen Stirnfläche 30 des Mantelringes 26 ist eine Scheibe 32 positioniert.

Auf das Außengewinde 34 der Schraube 14, die aus dem Mantelring 2 6 nach rechts herausragt, läßt sich ein sogenanntes Positionierteil 40 aufschrauben. Dazu besitzt das als Stabteil

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ausgebildete Positionierteil 40 eine endseitige Bohrung 42, die mit einem Innengewinde 4 4 versehen ist.

Das Positionierteil 40 läßt sich in der Zeichnung nach links und rechts innerhalb einer Hülse 50 verschieben. Die Hülse 50 besitzt eine endseitige, einspringende Schulter 52, die verhindert, daß das Positionierteil 40 nach links aus der Hülse 50 herausfallen kann.

Zum Einführen des Packers 10 in ein Bohrloch 12 wird das Positionierteil 40 auf die Schraube 14 aufgeschraubt. Anschließend wird der Packer 10 in das Bohrloch 12 eingesetzt. Mit seiner Schulter 52 drückt die Hülse 50 gegen den Mantelring 26, wobei die Scheibe 32 zwischen der Stirnfläche 30 des Mantelringes 26 und der Schulter 52 zusammengedrückt wird (Fig. 2) . Anschließend wird das Positionierteil 40 - in Fig. 2 nach rechts verschoben, wobei die Anlage der Hülse 50 an der Stirnfläche 30 des Manteiringes 26 erhalten bleibt. Die in dem Positionierteil 40 eingeschraubte Schraube 14 wird mit nach rechts gezogen. Dadurch drückt ihre Fußverbreiterung 16 ebenfalls nach rechts gegen den Mantelring 26. Der Mantelring 2 6 wird dadurch ausgebeult und in Anlage an der Innenwandung 54 des Bohrloches 12 gebracht. Der zusammengestauchte Mantelring 26 beult sich aus und liegt dadurch flüssigkeitsdicht an der Innenwandung 54 des Bohrloches 12 an. Die Scheibe 32 verkeilt sich in der Windung der Schraube 14 und verhindert, daß nach Abschrauben des Positionierteils 40 von der Schraube 14 und Entfernen des Positionierteils 40 und der Hülse 50 von dem Packer 10 sich dessen Mantelring 26 wieder entspannen und seine in Fig. 1 dargestellte Position einnehmen kann. Der Mantelring 2 6 bleibt damit zwischen der Fußverbreiterung 16 und der Scheibe 32 zusammengedrückt (Fig. 2, 3) gehalten.

Nach Entfernen des Positionierteils 40 und der Hülse 50 wird eine sogenannte Muffe 60 auf die Schraube 14 aufgeschraubt. Dadurch besitzt sie auf ihrem linksseitigen Ende 64 eine Boh-

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rung 62 mit einem entsprechenden Innengewinde. Durch diese Bohrung 62 kann nun Injizierflüssigkeit eingedrückt werden (Pfeil 66) . Die Injizierflüssigkeit strömt durch die Längsbohrung 20 und verschiebt die in Figur 3 nach rechts verschobene Kugel nach links, so wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Die Kugel 24 liegt frei beweglich in der Kanalverbreiterung 22, so daß die Injizierflüssigkeit mit äußerst geringen Drücken eingeführt werden kann. Sobald der Bereich links von der Fußverbreiterung 16 ausreichend mit Injizierflüssigkeit 68 gefüllt ist und sich ein entsprechender Gegendruck ausgebildet hat, wird dieser Druck die Kugel 24 nach rechts gegen die Längsbohrung 20 drücken, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Die Längsbohrung 20 wird dadurch verschlossen. Anschließend wird die Muffe 60 von der Schraube 14 abgeschraubt und weggenommen. Der Injiziervorgang ist beendet.

Das Positionierteil 40 und die Hülse 50 können Teil einer pistolenartigen Vorrichtung sein. So können durch elektrische oder pneumatische Antriebskraft das Aufschrauben und Abschrauben des Positionierteils 40 sowie das Längsverschieben des Positionierteils 40 relativ zur Hülse 50 mit "motorischer" Unterstützung erfolgen. Der Zeitaufwand für das Setzen eines Packers und für das nachfolgende Injizieren wird dadurch extrem klein.

Claims

05 10 15 20 25 30

ANSPRÜCHE

01) Vorrichtung zum Abdichten eines Bohrungsloches (12), wobei

- ein Packer (10) in dichtende Anlage an der Innenwandung (54) des Bohrloches (12) bringbar ist,

- der Packer (10) eine mit einem tellerartigen Fußteil (16) versehene Hülse (14) besitzt, die mit einem Außengewinde (34) versehen ist,

- die Hülse (14) des Packers (10) in ein Positionierteil (40) einschraubbar ist, mit dem der Packer (10) in das Bohrloch (12) einführbar ist,

- die Hülse (14) von einem sich am Fußteil (16) abstützenden, verformbaren Mantelteil (26) umgeben ist, das durch Zusammenstauchen ausbeulbar und dadurch in dichtende Anlage an der Innenwand (54) des Bohrloches (12) bringbar ist,

- die Hülse (14) und das Tellerteil (16) einen Durchflußkanal (20, 22) für durch den Packer (10) hindurchleitbare Injektionsflüssigkeiten aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß

- ein Stützteil (50) drückend gegen das Mantelteil (26) anlegbar ist,

- das Positionierteil (40) relativ zu dem Stützteil (50) verschiebbar ist,

- zwischen Stützteil (50) und Mantelteil (26) ein Formteil (32) vorhanden ist, das durch die drückende Anlage des Stützteils (50) in verkeilende Anlage mit der Hülse (14, 34) bringbar ist.

02) Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß

- das Formteil eine die Hülse (14) zumindest teilweise umschließende Scheibe (32) ist.

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03) Vorrichtung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (32) plastisch und/oder elastisch verformbar ist.

04) Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

- das Positionierteil (40) ein mit einem endseitigen Innengewinde (44) versehenes stabförmiges Teil ist, das in dem Inneren des Stützteils (50) längsverschieblich gelagert ist,

- das Stützteil (50) als eine mit einer endseitigen, einspringenden, umlaufenden Schulter (52) versehene Hülse ausgebildet ist.

05) Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

- in dem Durchflußkanal (22) im Bereich des tellerartigen Fußteils (16) ein Rückschlagventil vorhanden ist.

06) Vorrichtung nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß

- das Rückschlagventil einen Ventilkörper in Form einer Kugel (24) besitzt, die in einem querschnittsmäßig aufgeweitetem Bereich des Durchflußkanals (22) frei beweglich vorhanden ist.

07) Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß - das Positionierteil (40) motorisch innerhalb des Stützteils in Rotationsdrehung versetzbar und längsverschiebbar ist.

08) Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß - das Positionierteil (40) in Aufschraub- und Abschraubrichtung jeweils motorisch antreibbar ist.