DEF0012887MA

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Publication number: DEF0012887MA
Authority: DE

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 23. September 1953 Bekanntgemacht am 12. April 1956Registration date: September 23, 1953 Advertised on April 12, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gefrierverfahren für wasserhaltiges Gebirge unter Verwendung von Bohrlöchern, von denen jedes ein an seinem Fußende geschlossenes Kühlrohr aufnimmt, in das ein offen endendes Fallrohr eingehängt ist, wobei diese Rohranlage ständig von einer tiefgekühlten, nicht gefrierbaren Salzlösung durchströmt wird, die ihre Kälte an das umgebende Gebirge abgibt. The invention relates to a freezing method for water-containing mountains using of boreholes, each of which receives a cooling tube closed at its foot end, in which an open-ended downpipe is hung, whereby this pipe system is constantly from a deep-frozen, non-freezable saline solution is flowed through, which releases its coldness to the surrounding mountains.

Zwischen dem Kühlrohr und der zuweilen mit einem Mantelrohr teilweise abgedeckten Bohrlochswand ist ein Zwischenraum von einigen Zentimetern vorhanden, der mit Wasser oder mit Schlamm gefüllt ist, dessen unter Ausdehnen erfolgendes Gefrieren ein Eindrücken oder Reißen des Kühlrohres zur Folge haben kann. In bestimmten Fällen zieht sich das Kühlrohr, das in zwei gefrorenen Gebirgsschichten zu früh festgehalten wird, zwischen diesen Schichten infolge fortschreitenden Absinkens der Temperatur weiter zusammen und zerreißt schließlich, wobei dieses Zerreißen vor allem an den Gewindeverbindungsstellen erfolgt.There is a space of a few centimeters between the cooling pipe and the borehole wall, which is sometimes partially covered with a casing pipe present filled with water or sludge, its freezing with expansion can result in the cooling tube being dented or torn. In certain cases it pulls the cooling pipe, which is held in place too early in two frozen mountain layers, lies between them Layers continue to collapse and tear as a result of a progressive drop in temperature Finally, this tearing occurs primarily at the threaded connection points.

Die Gefahr des Eindrückens hängt von verschiedenen Umständen ab. Sie ist am größten, wenn ein Teil des zwischen Kühlrohr und Gebirge vorhandenen Zwischenraumes durch unelastische, abdichtende Gebirgsschichten eingeengt oder begrenzt wird. Wenn in bestimmten Fällen die Ausdehnung des Eises von dem umgebenden Gebirge nicht aufgenommen wird, übt das Eis einen Druck auf dasThe risk of indentation depends on various circumstances. She is greatest when one Part of the space between the cooling pipe and the rock by inelastic, sealing Mountain strata is narrowed or limited. If in certain cases the expansion of the ice is not absorbed by the surrounding mountains, the ice exerts pressure on it

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Kühlrohr aus. Das Vorhandensein eines Mäntelrohres kann diese Gefahr nur vergrößern.Cooling pipe off. The presence of a jacket tube can only increase this risk.

Es ist daher sehr erwünscht, den zwischen Kühlrohr und Gebirge liegenden Ringraum zu neutralisieren. It is therefore very desirable to neutralize the annular space between the cooling pipe and the rock.

. '.. Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß zwischen das äußere Kühlrohr und die Bohrlochwand, die gegebenenfalls noch mit einem Mantelrohr abgedeckt ist, eine Schutzschicht aus einer nicht gefrierbaren. '.. For this purpose, according to the invention between the outer cooling pipe and the borehole wall, which may be is still covered with a jacket pipe, a protective layer made of a non-freezable

ίο Masse eingebracht, die aus einem Stoff besteht, der bei der Berührung mit salzhaltigen Wässern wasserabweisende Gele bildet. Durch diese Schutzschicht wird das Kühlrohr gegen Zerstören durch Eindrücken oder durch Zerreißkräfte, die von Temperaturänderungen in, dem Gebirge ,oder, in ,dem. Rohr selbst herrühren, oder vor anderen sich aus der Eisbildung ergebenden Nachteilen geschützt. Als Schutzmasse kann beispielsweise Natriumsilikat oder'ein anderer Abkömmling der'Kieseiao säure verwendet werden. Durch die bei der Berührung dieser Masse mit dem Bohrlochwasser oder mit bei Undichtigkeiten der Rohre austretender Kühlflüssigkeit sich bildenden Gele wird die Verbreitung dieser Wässer verhindert oder mindestens weitgehend gehemmt, wodurch die obenerwähnten schädlichen Dehnungen der gefrierenden Schichten stark abgeschwächt und damit auch Rohrbeschädigungen verhindert werden.
., Weitere Einzelheiten und Kennzeichen der Erfindung ergeben sich aus der als nicht begrenzendes Beispiel gegebenen Beschreibung an Hand der Zeichnung.ίο Mass introduced, which consists of a substance that forms water-repellent gels on contact with salty water. Through this protective layer, the cooling tube is protected against destruction by pressing in or by tearing forces caused by temperature changes in, the mountains, or, in, the. Pipe itself originate, or protected from other disadvantages resulting from the formation of ice. Sodium silicate or another derivative of kieseaoic acid, for example, can be used as the protective mass. The spread of this water is prevented or at least largely inhibited by the gels that form when this mass comes into contact with the borehole water or with cooling liquid escaping from leaks in the pipes, whereby the above-mentioned damaging expansion of the freezing layers is greatly weakened and pipe damage is prevented.
., Further details and characteristics of the invention emerge from the description given as a non-limiting example with reference to the drawing.

Die Figur zeigt ein in ein Bohrloch eingesetztes Kühlrohr mit seinem Fallrohr.The figure shows a cooling pipe inserted into a borehole with its downpipe.

Bei dem Gefrierverfahren für wasserhaltiges Gebirge werden eine Reihe von Bohrlöchern gebohrt, - in die zwei konzentrische Rohrsäulen eingesetzt werden. Diese Säulen bestehen aus dem an seinem Fuß geschlossenen Kühlrohr 1, in dem ein an seinem Fuß offenes kleineres Rohr 2, das sogenannte »Fallrohr«, hängt. Diese Rohranlage wird ständig . von einer tiefgekühlten, nicht gefrierbaren Salzlösung durchspült, die bei 3 in das Fallrohr 2 einströmt und beim Aufsteigen in dem Kühlrohr 1 das umgebende Gebirge kühlt, um dann bei 4 abzuströmen. In the freezing process for water-containing rock, a number of boreholes are drilled, - in which two concentric tubular columns are used. These pillars consist of the one on his Foot closed cooling tube 1, in which a smaller tube 2 open at its foot, the so-called "Downpipe" hangs. This pipe system is constantly. from a frozen, non-freezable saline solution flushed through, which flows into the downpipe 2 at 3 and the surrounding mountains cool, only to flow away at 4.

Erfindungsgemäß wird das Bohrloch 8 nach dem Spülen mit einer Masse 7 gefüllt, die vorzugsweise folgende Eigenschaften hat:According to the invention, the borehole 8 is filled with a mass 7 after flushing, which is preferably has the following properties:

i. Geringe Volumenänderung zwischen 15 und —25⁰ C;i. Small change in volume from 15 to -25 ⁰ C;

2. gute Wärmeleitfähigkeit;2. good thermal conductivity;

3. größere Dichte als Eins;3. greater than one density;

4. neutral gegenüber dem Metall der Röhren und dem zu gefrierenden Gebirge;
S. nicht gefrierbar und ohne schädliche Wirkung auf die Gefrierbarkeit des mit der Masse in Berührung befindlichen Gebirges.4. neutral to the metal of the pipes and the mountains to be frozen;
S. cannot be frozen and has no detrimental effect on the freezing of the mountains in contact with the mass.

Eine solche Masse kann beispielsweise aus handelsüblichem Natriurnsilikat, das alle öberierwähn¹ ten Bedingungen erfüllt, oder aus einem anderen Abkömmling der Kieselsäure hergestellt werden.Such a mass can, for example, be made from commercially available sodium silicate, which meets all of the above-mentioned ^1- th conditions, or from another derivative of silica.

Das erfindungsgemäße Gefrierverfahren verhütet außer dem von der Eisbildung zwischen dem Kühl- 65, rohr und dem Gebirge hervorgerufenen Eindrücken der Röhren auch das durch Zugeinwirkung erfolgende Reißen de^:s..Kühlrohr.es zwischen zwei¹ zu früh gefrorenen Schichten 5 und 6. In diesem Falle zieht sich das Kühlrohr zwischen diesen Schichten 5 und 7a 6 infolge des fortschreitenden Sinkens der Temperatur zusammen und reißt schließlich infolge der Zugwirkung meistens an einer Verbindungsstelle. Bei, dem erfindungsgemäßen Verfahren bleibt das Kühlrohr ständig frei und kann sich infolge der das 75, Rohr umgebenden, nicht gefrierbaren Deckschicht zusammenziehen und ausdehnen.The freezing process of the invention prevented except by the ice formation between the refrigerator 65, pipe and caused the mountains impressions of the tubes and the pulling action taking place by tearing ^de: s..Kühlrohr.es between two ¹ too early frozen layers 5 and 6. In this In the case, the cooling tube between these layers 5 and 7a 6 contracts as a result of the progressive drop in temperature and finally tears as a result of the tensile effect, mostly at a connection point. In the case of the method according to the invention, the cooling tube remains free at all times and can contract and expand as a result of the non-freezable cover layer surrounding the tube.

Die Verwendung solcher nicht gefrierbaren Massen hat bei Gefrierverfahren noch andere Vorteile, die von ihren Gel bildenden Eigenschaften herrühren, indem diese Massen beispielsweise ein Kieselsäuregel bilden, sobald sie mit salzhaltigen Wassern in Berührung kommen. Ein solches Gel hält die Kühlflüssigkeit, die sich bei Undichtigkeit eines Kühlrohres in dem Gebirge verbreitern will, wirksam auf.The use of such non-freezable masses has other advantages in freezing processes, derive from their gel-forming properties by adding these masses, for example Silica gel form as soon as they come into contact with salty water. Such a gel holds the cooling liquid that wants to widen in the event of a leak in a cooling pipe in the mountains, effective on.

Claims

Patent claims:

1. Freezing process for water-containing goods. mountains using boreholes, from each of which receives a pipe system from a frozen, non-freezable saline solution is flowed through, which gives off its coldness to the surrounding mountains, characterized in that, that in the borehole a Rohränlage over all or part of their Length surrounding, non-freezable protective layer (7) is introduced, which consists of a at 10a the contact with salty water consists of a water-repellent gel-forming substance.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the protective layer of sodium silicate or another derivative 105, the silica consists.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the non-freezable mass is poured into the previously cleaned borehole, so that the mass the borehole at least no partially fills out.

4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that the borehole wall is covered in a known manner by a jacket tube.

Referred publications:
German patent specification No. 369 694.

1 sheet of drawings