EA019795B1 - Инжекционная уплотнительная клапанная и канальная система - Google Patents
Инжекционная уплотнительная клапанная и канальная система Download PDFInfo
- Publication number
- EA019795B1 EA019795B1 EA201170450A EA201170450A EA019795B1 EA 019795 B1 EA019795 B1 EA 019795B1 EA 201170450 A EA201170450 A EA 201170450A EA 201170450 A EA201170450 A EA 201170450A EA 019795 B1 EA019795 B1 EA 019795B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- channels
- channel
- valve
- valve assembly
- injector
- Prior art date
Links
- 238000002347 injection Methods 0.000 title claims abstract description 93
- 239000007924 injection Substances 0.000 title claims abstract description 93
- 238000007789 sealing Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 103
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 claims description 43
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 claims description 7
- 238000005553 drilling Methods 0.000 abstract description 35
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 12
- 239000011435 rock Substances 0.000 abstract description 7
- 239000004568 cement Substances 0.000 abstract description 6
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 abstract description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000012864 cross contamination Methods 0.000 abstract 1
- 239000011440 grout Substances 0.000 abstract 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 abstract 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 abstract 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 46
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 29
- 239000011083 cement mortar Substances 0.000 description 14
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 13
- 239000013521 mastic Substances 0.000 description 13
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 10
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 10
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 9
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000003570 air Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 3
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- -1 devices Substances 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D20/00—Setting anchoring-bolts
- E21D20/02—Setting anchoring-bolts with provisions for grouting
- E21D20/028—Devices or accesories for injecting a grouting liquid in a bore-hole
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
- E21B21/10—Valve arrangements in drilling-fluid circulation systems
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D21/00—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection
- E21D21/0026—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection characterised by constructional features of the bolts
- E21D21/0053—Anchoring-bolts in the form of lost drilling rods
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
- Piles And Underground Anchors (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
Abstract
Настоящее изобретение обеспечивает инжекционную уплотнительную клапанную и канальную систему для использования с полыми анкерными болтами и полыми инжекционными валами, используемыми при разработке месторождений, в гражданском строительстве, при прокладке туннелей и в строительстве, включая использование с полыми самонарезающими анкерными болтами. Система содержит множество каналов, содержащих один или более обратных клапанов управления потоком вдоль каналов. Система обеспечивает последовательное или одновременное закачивание одной или более текучих сред в полый анкерный болт или другой полый удлиненный элемент либо без перемешивания текучих сред в другом канале и обратного перемещения текучих сред вдоль ненадлежащего канала. Изобретение обычно используется для установки самонарезающих анкерных болтов, при которой сначала через полый болт закачивают буровой раствор во время цикла бурения, а затем через полый болт закачивают двухкомпонентный химический полимер или цементный раствор для закрепления данного болта в скважине.
Description
Настоящее изобретение вообще относится к клапану или клапанам или каналам и, более конкретно, относится к клапанам или каналам, приспособленным для управления потоком текучих сред. В частности, настоящее изобретение относится к инжекционной уплотнительной клапанной и канальной системе, приспособленной для направления и управления потоком текучих сред через полые буровые штанги, полые анкерные болты или полые самонарезающие анкерные болты.
Уровень техники
При разработке месторождений и при прокладке туннелей поток текучих сред, обычно воды, воздуха, цементного раствора или полимера, обычно закачивают через полые трубы, полые буровые штанги, полые анкерные болты и полые самонарезающие анкерные болты. Обычно воду или воздух используют для вымывания бурового шлама из скважин, когда их бурят полыми буровыми штангами. Кроме того, цементный раствор или полимер обычно закачивают через центральный канал в полых инжекционных штангах для стабилизации разрушенной, раздробленной или мягкой горной породы или грунта. Кроме того, цементный раствор или полимер также обычно закачивают через полые анкерные болты или полые самонарезающие анкерные болты для закрепления данных анкерных болтов в горной породе или грунте. Пример полого самонарезающего анкерного болта с буровой головкой на одном конце приведен в документе РСТ/Аи 91/00503.
Полые буровые штанги или полые анкерные болты могут быть изготовлены из любого пригодного полого вала, включая трубы, трубки или толстостенные полые валы, и обычно выполнены из стали, но могут быть выполнены из стекловолокна, пластмассы или углеродного волокна.
Когда текучие среды закачивают через полый вал для любого из упомянутых применений, обычно используют уплотнительное средство между полым валом и системой закачивания текучей среды. Обычно при выполнении бурения с использованием буровых штанг система закачивания текучей среды реализована посредством буровой машины с использованием воды или воздуха.
Данное уплотнительное средство может быть таким простым, как винтовая резьба на конце полого вала, полой буровой штанги или полого анкерного болта, которую ввинчивают в соответствующую резьбу внутри буродержателя на буровой машине. Как вариант, данное уплотнительное средство обычно представляет собой уплотнительное кольцо, расположенное на конце полого вала или внутри буродержателя. Уплотнительное кольцо предотвращает утечку текучих сред, когда они закачиваются через полый вал, и является простым, дешевым и проверенным способом уплотнения текучих сред для данного применения.
В некоторых применениях во время бурения через полый вал закачивают одновременно две текучие среды. Обычно это могут быть вода и воздух, так что во время бурения используют мелкодисперсный туман, чтобы минимизировать объем используемой воды. Как вариант, две текучие среды могут закачиваться через полый вал в разное время, например, воду можно использовать для цикла бурения для вымывания бурового шлама из скважины, а затем через тот же полый вал можно закачивать цементный раствор, чтобы заполнить скважину цементным раствором и закрепить полый вал в скважине.
В гражданском строительстве и прокладке туннелей данную операцию обычно выполняют посредством сначала ввинчивания конца полого вала, полой буровой штанги или полого анкерного болта с резьбой на его конце в буродержатель и последующего вращения вала во время цикла бурения. Вращающее действие буровой машины затягивает сопрягаемые резьбы между валом и буродержателем и образует уплотнение для текучих сред, используемых во время цикла бурения. После завершения цикла бурения вал отвинчивают от буродержателя и на конец вала обычно навинчивают резьбовой штуцер, соединенный со шлангом для подачи цементного раствора. Данный резьбовой штуцер обычно вручную затягивают на конец вала таким образом, что образуется уплотнение для текучих сред, которое обеспечивает закачивание цементного раствора, полимера или другой химической закрепляющей текучей среды в и через вал для заполнения скважины. Когда скважина заполнена цементным раствором или другой закрепляющей текучей средой, резьбовой штуцер отвинчивают от вала и удаляют.
Таким образом, использование винтовых резьб или уплотнительных колец является самым обычным способом уплотнения при закачивании текучих сред через полые валы, полые буровые штанги или полые анкерные болты при разработке месторождений, в гражданском строительстве и при прокладке туннелей.
Завинчивание и отвинчивание винтовых резьб является тяжелой операцией, и при использовании шлангов для подачи цементного раствора и штуцеров ее обычно выполняют вручную. Данная операция трудоемкая и не приспособлена для автоматизации процесса цементации.
Кроме того, винтовые резьбы или уплотнительные кольца, используемые для уплотнения текучих сред, закачиваемых через полые валы, преимущественно предназначены для уплотнения от утечек в самом уплотнении и не предназначены для направления и управления потоком текучих сред либо внутри буродержателя, либо внутри полого вала.
В конкретном случае самонарезающих анкерных болтов воду, воздух или смесь воды с воздухом, которая известна как буровой раствор, обычно закачивают через болт, чтобы удалять буровой шлам во время операции бурения скважины. Пример самонарезающего анкерного болта приведен в документе РСТ/АИ 2006/001775. Для предотвращения утечки бурового раствора между буровой машиной и болтом
- 1 019795 используют уплотнительное устройство. После того как скважина пробурена и весь буровой шлам удален из скважины, закачивание бурового раствора прекращают. Затем через болт обычно закачивают цементный раствор, полимер или другую химическую текучую среду, известную как закрепляющая текучая среда, чтобы заполнить скважину и основательно разместить болт в буровой скважине, и когда закрепляющая текучая среда отверждается и затвердевает, она закрепляет и фиксирует болт в буровой скважине. В существующих системах буровой раствор и закрепляющую текучую среду обычно закачивают в самонарезающие анкерные болты через отдельные шланги и штуцеры, которые нужно отдельно соединять и отсоединять от конца самонарезающего анкерного болта, и обычно это делается вручную.
Кроме того, если в полый вал, полый болт или полый самонарезающий анкерный болт закачивают двухкомпонентный химический полимер, то данный двухкомпонентный химический полимер обычно состоит из отверждаемого компонента (известного как мастика) и отверждающего компонента (известного как катализатор). Обычно, когда мастика входит в контакт с катализатором, полимер начинает отверждаться, и он может затвердеть за менее чем 60 с, обычно он затвердевает за менее чем 30 с. Очевидно, что мастику необходимо удерживать целиком отдельно от катализатора, пока данные два компонента полимера закачиваются через буровую машину и через буродержатель буровой машины, в противном случае она будет отверждаться и затвердевать и закупоривать буродержатель. Кроме того, если в буродержателе для впрыскивания двухкомпонентного полимера в полый болт используется инжекционное сопло, то обе части химического полимера, мастика и катализатор, должны также удерживаться отдельно сразу после или выше инжекционного сопла, в противном случае может произойти преждевременное отверждение и привести к закупориванию данного инжекционного сопла.
Кроме того, если давления закачки в мастике и катализаторе, когда они вытекают из инжекционного сопла, неодинаковые, то это может вызвать обратный поток либо мастики или катализатора по ненадлежащему каналу, что может привести к закупориваниям в инжекционном сопле. Инжектор для использования с самонарезающим анкерным болтом, который не содержит системы обратных клапанов и каналов, которая описана в настоящем изобретении, имеет склонность к закупориваниям, и пример такого инжектора приведен в документе № ЛИ 199959340 А1.
Более конкретно, если инжекционное сопло используется для закачивания одной или более текучих сред в полый вал одновременно или последовательно, то имеется существенное преимущество в возможности использования данного одного инжекционного сопла для закачивания одной или более текучих сред в полый вал без необходимости привинчивать или отвинчивать различные штуцеры к концу вала, чтобы закачивать различные текучие среды в вал. Однако система для впрыскивания полимера, показанная в документе Аи 199959340 А1, имеет склонность к закупориваниям. Автор настоящего изобретения обнаружил, что если обеспечить соединение мастики жидкого полимера и катализатора жидкого полимера непосредственно в конце инжектора, то конец инжектора, скорее всего, станет закупоренным полимером, который отверждается и затвердевает. Для того чтобы предотвратить закупоривание инжектора затвердевшим полимером, необходимо удерживать мастику полимера и катализатор полимера совершенно отдельно, когда они выходят из инжектора, и обеспечить их принудительное перемещение вдоль их собственных отдельных каналов внутри конца болта. В этом случае мастика и катализатор перемещаются вдоль их собственных отдельных каналов внутри болта и соединяются и перемешиваются только в некоторой точке, находящейся на расстоянии от конца инжектора. На практике расстояние между концом инжектора и точкой, в которой мастика и катализатор соединяются и перемешиваются, может быть малым и обычно находится в пределах от 5 до 50 мм, но не ограничено данным диапазоном.
Кроме того, автор изобретения также обнаружил, что если две или более текучих среды закачивают в полый вал одновременно или последовательно, то часто необходимо предотвратить обратный поток одной или более текучих сред в ненадлежащем направлении по каналу, используемому для другой текучей среды, или часто необходимо предотвратить преждевременное перемешивание двух или более текучих сред. Кроме того, если две или более текучих среды закачивают в полый вал одновременно, то давления закачки для каждой текучей среды могут быть неодинаковыми, что может привести к обратному потоку или потоку через ненадлежащий канал. Таким образом, необходимо создать систему обратных клапанов, которая будет предотвращать обратный поток жидких полимеров вдоль ненадлежащего канала, и обычно это может быть достигнуто посредством размещения отдельных обратных клапанов вдоль каждого канала внутри болта.
Кроме того, если отдельные каналы и обратные клапаны используются только в инжекторе, то в результате отверждения и затвердевания двухкомпонентных жидких полимеров все же возможно закупоривание конца инжектора. Например, публикация \УО 2006042530 раскрывает инжекционную головку, содержащую два отдельных канала с двумя отдельными клапанами, которые затем объединяются в один канал в соединительном элементе, которая введена в конец полого вала или болта. Однако данная публикация раскрывает, что данный один канал в соединительном элементе необходимо промывать после использования, в противном случае двухкомпонентные жидкие полимеры будут отверждаться и затвердевать в канале, выходящем из болта, не позволяя использовать инжектор для следующих болтов.
Таким образом, имеется существенное преимущество в инжекционной уплотнительной канальной и клапанной системе для использования с полыми самонарезающими анкерными болтами, которая обеспе
- 2 019795 чивает возможность вращения болта при бурении, вымывания бурового шлама водой или воздухом, впрыскивания мастики жидкого полимера и впрыскивания катализатора жидкого полимера в и через болт для заполнения скважины, перемешивания, отверждения и затвердевания двух компонентов жидкого полимера для закрепления болта в скважине, затягивания гайки на конце полого самонарезающего анкерного болта, удаления инжектора из полого самонарезающего анкерного болта, при этом все вышеуказанное осуществляется без обратного потока полимера вдоль ненадлежащего канала в инжекторе, смешивания или закупоривания любой части инжектора, при этом инжектор остается полностью чистым после удаления из болта и пригодным для установки следующего полого самонарезающего анкерного болта.
Кроме того, имеется существенное преимущество в возможности обеспечения гидравлического уплотнения или уплотнений между неподвижным инжектором с одним или более каналами и вращающимся болтом, в который вставлен или с которым соединен данный инжектор.
Настоящее изобретение относится к инжекционному уплотнительному канальному и клапанному средству, которое устраняет вышеописанные проблемы существующих систем и позволяет одновременно или последовательно закачивать одну или более текучих сред в и через полый вал, полую буровую штангу или полый анкерный болт без обратного потока или смешивания с обеспечением отверждения и затвердевания полимера в болте без закупоривания инжектора, оставляя инжектор совершенно чистым после его удаления из болта и пригодным для установки следующего болта.
Существует потребность в усовершенствованном механизме или устройстве для устранения упомянутых проблем ручного переключения отдельных шлангов и штуцеров, чтобы закачивать различные текучие среды в полые валы и управлять и направлять потоки данных текучих сред внутри полого вала. Кроме того, существует потребность в создании отдельных каналов с необязательными обратными клапанами, чтобы управлять перемещением химических полимеров, предотвратить обратный поток вдоль ненадлежащего канала и не допустить преждевременного перемешивания и отверждения химических полимеров, цементных растворов или других закрепляющих текучих сред.
Автор настоящего изобретения создал инжекционную уплотнительную клапанную и канальную систему, которая может быть установлена, по существу, в конце полого вала, или полой буровой штанги, или полого анкерного болта, или полого самонарезающего анкерного болта и/или частично внутри внешнего инжектора, которая устраняет данные проблемы и обеспечивает закачивание одной или более текучих сред в и через полый вал, или полую буровую штангу, или полый болт, или полый самонарезающий анкерный болт без преждевременного перемешивания или обратного потока или утечки, так что данные валы, штанги или болты могут быть установлены с минимальной ручной работой и без закупоривания инжектора буродержателя.
Кроме того, данная инжекционная уплотнительная клапанная и канальная система обеспечивает закачивание воды через полый самонарезающий анкерный болт во время операции бурения, когда болт вращается, и затем обеспечивает закачивание через данный болт полимера или цементного раствора во время цикла цементации без какого-либо изменения в уплотнительной или клапанной системе. Инжекционная уплотнительная клапанная и канальная система способна функционировать и обеспечить гидравлическое уплотнение не только при вращении полого самонарезающего анкерного болта при скорости бурения, обычно равной 500 об/мин, но также способна обеспечить гидравлическое уплотнение и разделение двухкомпонентных полимеров, химических веществ или цементных растворов во время цикла цементации. Существенное преимущество этого состоит в том, что нет необходимости заменять штуцеры на одном конце болта между циклом бурения и циклом цементации, как это осуществляется при существующей практике.
Краткая сущность изобретения
Настоящее изобретение обеспечивает инжекционную уплотнительную клапанную и канальную систему для использования с полыми удлиненными элементами, используемыми в разработке месторождений, гражданском строительстве, при прокладке туннелей и в строительстве, включающем использование самонарезающих анкерных болтов, причем данная система содержит множество каналов, причем по меньшей мере один из каналов содержит по меньшей мере один клапан управления потоком в некотором положении вдоль него. Клапан управления потоком обычно представляет собой обратный клапан управления потоком.
Каналы способны обеспечить перемещение текучих сред вдоль них без смешивания с текучими средами в другом канале, причем по меньшей мере один из каналов способен обеспечить последовательное или одновременное перемещение одной или более текучих сред вдоль них. Кроме того, каналы обычно выполнены, по существу, внутри полого вала или болта и частично выполнены внутри внешнего инжектора, который гидравлически уплотнен с полым валом или болтом.
Кроме того, каналы в валу или болте гидравлически соединены и гидравлически уплотнены с каналами в инжекторе не только при отсутствии относительного вращения между валом и инжектором, но и при наличии относительного вращения между валом и инжектором во время цикла бурения.
Боковые границы каналов могут быть образованы любыми средствами и обычно образованы при помощи одной или более отдельных деталей или элементов. Входной и выходной концы каналов обычно
- 3 019795 являются открытыми, но могут также содержать один или более обратных клапанов, расположенных в любом месте вдоль длины каналов. Каналы могут иметь неодинаковую длину и неодинаковую площадь поперечного сечения.
Каналы в инжекторе проходят за пределы конца инжектора, так что текучие среды, перемещающиеся вдоль отдельных каналов в инжекторе, затем перемещаются вдоль отдельных каналов в валу или болте и не соединяются до тех пор, пока не проходят за конец инжектора, так что данные текучие среды не могут перемешиваться в конце инжектора и затвердевать и закупоривать отверстия в конце инжектора.
Каналы внутри полого удлиненного элемента обычно содержат уплотнение или уплотнения для обеспечения гидравлического уплотнения с каналами, расположенными внутри внешнего инжекционного сопла или сопел.
Предпочтительно каналы содержат один или более обратных клапанов, обеспечивающих перемещение текучих сред в одном направлении вдоль каналов, но препятствующих перемещению текучих сред в обратном направлении вдоль каналов.
Предпочтительно каналы способны обеспечивать последовательное или одновременное перемещение одной или множества текучих сред.
Предпочтительно на практике канальный и клапанный узел внутри болта или вала выполнен из пластмассы и, по существу, состоит из пластмассового цилиндрического элемента, содержащего по меньшей мере один внутренний канал с одним обратным клапаном и по меньшей мере один внешний канал с другим обратным клапаном, так что через внутренний канал может закачиваться одна текучая среда, а через внешний канал может закачиваться другая текучая среда.
Предпочтительно, когда самонарезающий анкерный болт вставлен в буровую машину, клапанная система, которая, по существу, расположена внутри самонарезающего анкерного болта, образует посадку соединения и уплотнения с инжекционным соплом внутри буровой машины, так что между каналами в инжекционном сопле и каналами в болте образуется гидравлическое уплотнение или гидравлические уплотнения. Г идравлическое уплотнение или уплотнения могут функционировать, когда болт вращается во время цикла бурения или когда болт неподвижен во время цикла цементации. В этом случае вода, воздух, цементный раствор или другие текучие среды могут закачиваться в самонарезающий анкерный болт через инжекционное сопло в надлежащий канал посредством клапанной системы без обратного потока или потока через ненадлежащий канал, таким образом исключая преждевременное перемешивание текучих сред или другие проблемы.
Предпочтительно часть пластмассовой клапанной системы способна, по существу, вытирать дочиста инжекционное сопло, когда инжекционное сопло извлекают из болта.
Предпочтительно клапанная система используется только для установки одного самонарезающего анкерного болта, но не ограничена этим.
Предпочтительно клапанная система содержит два отдельных канала, но не ограничена этим, и может содержать три или более отдельных каналов.
Наиболее предпочтительно клапанный узел, по существу, состоит из одного или более пластмассовых цилиндров с одним или более круговыми пластмассовыми тарельчатыми или створчатыми клапанами, которые смыкаются и гидравлически уплотнены с круговой частью инжектора. Данные тарельчатые или створчатые клапаны открываются потоком текучей среды в одном направлении и закрываются любым потоком текучей среды в обратном направлении.
Наиболее предпочтительно клапанный узел в валу или болте способен обеспечить гидравлическое уплотнение с неподвижным инжектором даже в том случае, если клапанный узел в валу или болте вращается.
Наиболее предпочтительно клапаны по меньшей мере в одном канале способны обеспечить последовательное перемещение множества текучих сред вдоль него, так что данный канал может промываться промывочной текучей средой после впрыскивания полимера или цементного раствора.
Специалистам в данной области техники будет понятно, что различные варианты осуществления настоящего изобретения могут быть использованы с полыми самонарезающими анкерными болтами, полыми анкерными болтами, полыми инжекционными трубами или любым другим устройством, используемым для перемещения одной или более текучих сред.
Необходимо понимать, что в данном описании, если контекст не требует иного, слово содержать или такие его варианты, как содержит или содержащий, означает включение указанного элемента, целого или части, или группы элементов, целых или частей, но не исключение любого другого элемента, целого или части, или группы элементов, целых или частей.
Любое упоминание документов, актов, материалов, устройств, изделий или тому подобного включено в данное описание только с целью обеспечить контекст настоящего изобретения. Его не следует воспринимать как признание того, что любой или все из данных материалов образуют часть обоснования известного уровня техники или общеизвестного знания в области, связанной с настоящим изобретением, которое существовало в Австралии перед датой приоритета каждого пункта данного описания.
Для лучшего понимания настоящего изобретения предпочтительные варианты осуществления будут описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи и примеры.
- 4 019795
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 представляет собой схематичный вид в разрезе инжекционной уплотнительной клапанной и канальной системы в соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления изобретения, приспособленной для использования с самонарезающим анкерным болтом, показывающий обратный клапан в закрытом положении;
фиг. 2 - схематичный вид в разрезе части инжекционной уплотнительной клапанной и канальной системы в соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления изобретения, приспособленной для использования с самонарезающим анкерным болтом, показывающий обратный клапан в открытом положении;
фиг. 3 - схематичный вид в разрезе инжекционной уплотнительной клапанной и канальной системы в соответствии с тем же вариантом осуществления изобретения, который показан на фиг. 2, но с обратным клапаном в закрытом положении;
фиг. 4 - схематичный вид в разрезе клапанного узла, который образует часть того же варианта осуществления изобретения, который показан на фиг. 2;
фиг. 5 - вид с торца клапанного узла, показанного на фиг. 4, в соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления изобретения, приспособленного для использования с самонарезающим анкерным болтом;
фиг. 6 - трехмерный вид клапанного узла, показанного на фиг. 5, в соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления изобретения, приспособленного для использования с самонарезающим анкерным болтом;
фиг. 7 - схематичный вид в разрезе инжекционной уплотнительной клапанной и канальной системы в соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления изобретения, приспособленной для использования с самонарезающим анкерным болтом с двумя обратными клапанами, показанными в закрытом положении;
фиг. 8 - схематичный вид в разрезе инжекционной уплотнительной клапанной и канальной системы в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения, показанным на фиг. 7, приспособленной для использования с самонарезающим анкерным болтом с двумя обратными клапанами, показанными в открытом положении;
фиг. 9 - схематичный вид в разрезе инжекционной уплотнительной клапанной и канальной системы в соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления изобретения, приспособленной для использования с самонарезающим анкерным болтом с двумя обратными клапанами, показанными в закрытом положении;
фиг. 10 - схематичный вид в разрезе инжекционной уплотнительной клапанной и канальной системы в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения, показанным на фиг. 9, приспособленной для использования с самонарезающим анкерным болтом с двумя обратными клапанами, показанными в открытом положении;
фиг. 11 - схематичный вид в разрезе инжекционной уплотнительной клапанной и канальной системы в соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления изобретения, приспособленной для использования с самонарезающим анкерным болтом с множеством обратных клапанов, показанных в закрытом положении;
фиг. 12 - схематичный вид в разрезе инжекционной уплотнительной клапанной и канальной системы в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения, показанным на фиг. 11, приспособленной для использования с самонарезающим анкерным болтом с обратными клапанами, показанными в открытом положении, чтобы обеспечить перемещение воды, и с обратными клапанами для перемещения мастики и катализатора, показанными в их закрытом положении;
фиг. 13 - схематичный вид в разрезе инжекционной уплотнительной клапанной и канальной системы в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения, показанным на фиг. 11, приспособленной для использования с самонарезающим анкерным болтом с обратными клапанами, показанными в открытом положении, чтобы обеспечить перемещение мастики и катализатора, и с обратными клапанами для перемещения воды в закрытом положении;
фиг. 14 - схематичный вид в разрезе инжекционной уплотнительной клапанной и канальной системы в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения, показанным на фиг. 11, приспособленной для использования с самонарезающим анкерным болтом с инжектором, частично удаленным из вала или болта, но с инжектором, тем не менее, обеспечивающим гидравлическое уплотнение при помощи уплотнений и обратных клапанов в валу или болте;
фиг. 15 - схематичный вид в разрезе инжекционной уплотнительной клапанной и канальной системы в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения, показанным на фиг. 11, приспособленной для использования с самонарезающим анкерным болтом с инжектором, полностью удаленным из вала или болта;
фиг. 16 - схематичный вид в разрезе инжекционной уплотнительной клапанной и канальной системы в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения, показанным на фиг. 11, приспособленной для использования с самонарезающим анкерным болтом, в которой часть или вся кла
- 5 019795 панная и канальная система расположена в инжекционном штуцере, ввинченном в конец вала или болта; фиг. 17 - схематичный изометрический вид в разрезе инжекционной уплотнительной клапанной и канальной системы в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения, показанным на фиг. 11, приспособленной для использования с самонарезающим анкерным болтом, в которой часть или вся клапанная и канальная система расположена в инжекционном штуцере, ввинченном в конец вала или болта, и в которой инжектор полностью удален из вала или болта.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления
Если в описании упоминается вал, полый вал, полая буровая штанга, полый анкерный болт, полый самонарезающий анкерный болт, полый удлиненный элемент, полая инжекционная труба, труба или трубка, необходимо понимать, что данное изобретение включает все такие изменения и модификации вышеперечисленного, включая любой длинный полый удлиненный элемент, включающий самонарезающие анкерные болты.
Если в описании упоминается инжекционное сопло, сопло, сопла, инжектор, внешний инжектор, необходимо понимать, что данное изобретение включает все такие изменения и модификации одной или более инжекционных сопел, которые могут содержать один или более каналов, которые способны разделять поток одной или более текучих сред.
Если в описании упоминается инжекционный штуцер или штуцер, необходимо понимать, что данное изобретение включает все такие изменения и модификации инжекционного штуцера, которые могут содержать и обеспечивать уплотнение с внешним инжектором, и инжекционный штуцер может содержать один или более каналов и один или более обратных клапанов управления потоком и одно или более уплотнений.
Если в описании упоминается уплотнение, уплотнения или уплотнительное устройство, необходимо понимать, что данное изобретение включает все такие изменения и модификации уплотнения, включающие резьбы, уплотнительные кольца, заслонки, клапаны или другие устройства, которые способны обеспечить гидравлическое уплотнение текучей среды от утечки или перемещения в нежелательном направлении.
Если в описании упоминается клапан, клапаны, обратные клапаны или обратные клапаны управления потоком, необходимо понимать, что данное изобретение включает все такие изменения и модификации клапана, включающие обратные клапаны управления потоком или любое устройство, которое способно управлять или направлять поток текучих сред.
Если в описании упоминается створчатый клапан или тарельчатый клапан, необходимо понимать, что данное изобретение включает все такие изменения и модификации обратного клапана, который открывается потоком текучей среды в одном направлении и закрывается потоком текучей среды в обратном направлении.
Если в описании упоминается канал или каналы, необходимо понимать, что данное изобретение включает все такие изменения и модификации упомянутого, включающие трубы, трубки, отверстия любой формы, любой комплект элементов, который способен образовать сквозное отверстие или сквозной канал, и любой другой элемент или комплект элементов, который способен содержать текучие среды и обеспечить перемещение через него текучих сред. Каналы могут быть образованы как во время вращения для бурения, так и при отсутствии вращения для бурения.
Если в описании упоминается клапанная система или клапанная и канальная система, необходимо понимать, что данное изобретение включает инжекционную уплотнительную клапанную и канальную систему, которая может быть выполнена из множества деталей, и все такие изменения и модификации вышеупомянутой системы.
Если в описании упоминается клапанный узел или клапанный и канальный узел, необходимо понимать, что данное изобретение включает клапанный и канальный узел, который включает по меньшей мере один канал и включает по меньшей мере один обратный клапан и обычно образован посредством соединения пластмассовых труб и обратных клапанов, но включает все такие изменения и модификации упомянутого и может быть образован любым способом.
Для соответствия на чертежах одинаковые ссылочные позиции относятся к одинаковым признакам или элементам конструкции.
Предпочтительные варианты осуществления, показанные на фиг. 1-17, изображают инжекционную уплотнительную клапанную и канальную систему, посредством которой может осуществляться вращательное движение между инжектором 2 и валом 1, а также может быть обеспечено гидравлическое уплотнение между каналами в инжекторе 2 и каналами в вале 1. Обычно вал 1 вращается вокруг неподвижного инжектора 2.
Один вариант осуществления инжекционной, уплотнительной, клапанной и канальной системы, показанный на фиг. 1, содержит полый удлиненный вал 1, который может быть гидравлически уплотнен с внешним инжекционным соплом 2 посредством уплотнения или уплотнений 3, и внешнее инжекционное сопло 2, которое может содержать один или более отдельных каналов 7 и 8. Полый удлиненный вал 1 содержит центральное отверстие 12, в котором может размещаться клапанный и канальный узел 4. Клапанный и канальный узел 4 может содержать один или более отдельных каналов 10 внутри него или ка
- 6 019795 налов 11 вокруг него. Клапанный и канальный узел 4 содержит по меньшей мере один клапан 13 внутри него или вокруг него. Клапан 13 может быть приведен в действие при помощи пружины 14 или любого другого средства.
В рабочем состоянии инжекционное сопло 2 установлено на или в конец полого вала 1 таким образом, что по меньшей мере один канал 7 в инжекционном сопле 2 гидравлически соединен с каналом 10 в клапанном и канальном узле 4. Дополнительные каналы 8 в инжекционном сопле 2 также гидравлически соединены с каналами 11 внутри или вокруг клапанного и канального узла 4 внутри полого вала 1.
На фиг. 2 показан вид в разрезе другого варианта осуществления клапанной системы, в которой инжекционное сопло 2 содержит три отдельных канала 7, 8 и 9. На фиг. 2 также показан открытый клапан 13, позволяющий текучей среде из канала 7 перемещаться в канал 10 в клапанном и канальном узле 4 и, по существу, перемещаться через клапанный и канальный узел 4 в центральный канал 12 в полом валу
1. На фиг. 2 также показано, что текучая среда из канала 8 может перемещаться в канал 10 в клапанном и канальном узле 4 и затем перемещаться через клапанный и канальный узел 4 в центральный канал 12 в полом валу 1. На фиг. 2 также показано, что канал 9 в инжекционном сопле 2 гидравлически соединен с каналом 11, который, в свою очередь, соединен с центральным отверстием 12 в полом валу 1. Каналы 9 и 11 изолированы от каналов 7, 8 и 10.
На фиг. 3 показан вид в разрезе клапанной системы, в которой клапан 13 закрыт пружиной 14, предотвращающей обратное перемещение текучих сред по каналу 7.
На фиг. 4 показан вид в разрезе клапанного и канального узла 4 с клапаном 13, который приводится в действие при помощи пружины 14.
На фиг. 5 показан вид с торца клапанного и канального узла 4, показанного на фиг. 4, с клапаном 13 и с внутренним каналом 10 и другим внутренним каналом 11.
На фиг. 6 показан трехмерный вид клапанного и канального узла 4, показанного на фиг. 4 и 5, с клапаном 13 и внутренним каналом 10 и другим внутренним каналом 11.
На фиг. 7 показан вид в разрезе другого варианта осуществления клапанной системы, в которой инжекционное сопло 2 содержит два отдельных канала 7 и 8, которые гидравлически соединены с каналами 10 и 11 внутри и вокруг клапанного и канального узла 4. Клапанный и канальный узел 4 содержит внутренний клапан 13, который на фиг. 7 показан в его закрытом положении. На фиг. 7 также показано, что клапанный и канальный узел 4 также содержит внешний клапан 15, который также показан в его закрытом положении.
На фиг. 8 показан вид в разрезе того же варианта осуществления, который показан на фиг. 7, за исключением того, что клапаны 13 и 15 показаны в их открытом положении, позволяющем текучим средам проходить из канала 7 в канал 10 и через центральное отверстие 12 в валу 1, а также из канала 8 в канал 11 и через центральное отверстие 12 в валу 1. На фиг. 8 также показано, что клапанный и канальный узел 4 удерживается в заданном положении внутри полого вала 1 посредством установочного выступа 17 на узле 4, который защелкивается в канавку 16 внутри полого вала 1.
На фиг. 9 показан вид в разрезе другого варианта осуществления клапанной системы, в которой инжекционное сопло 2 содержит два отдельных канала 7 и 8, гидравлически соединенных с каналами 10 и 11 внутри и вокруг клапанного и канального узла 4. Клапанный и канальный узел 4 содержит внутренний клапан 13, который приводится в действие при помощи внутренней пружины 14 и который на фиг. 9 показан в его закрытом положении. На фиг. 9 также показано, что клапанный и канальный узел 4 также содержит внешний клапан 15, который также показан в его закрытом положении.
На фиг. 10 показан вид в разрезе того же варианта осуществления, который показан на фиг. 9, за исключением того, что клапаны 13 и 15 показаны в их открытом положении, позволяющем текучим средам проходить из канала 7 в канал 10 и через центральное отверстие 12 в валу 1, а также из канала 8 в канал 11 и через центральное отверстие 12 в валу 1.
На фиг. 11 показан вид в разрезе другого предпочтительного варианта осуществления клапанной системы, в которой инжекционное сопло 2, по существу, вставлено в полый вал 1 и гидравлически уплотнено внутри полого вала 1 посредством гидравлических уплотнений 3 и 23. Уплотнения 3 и 23 являются круглыми в виде с торца (не показанном) и уплотняют относительно круглые части инжектора 2. Инжекционное сопло содержит два внутренних канала 24 и 25, которые соединяются с каналом 8 посредством двух обратных клапанов 19 и 20. Инжекционное сопло также содержит другой внутренний канал 26, который соединяется с каналом 7 посредством обратного клапана 18. Вал 1 также содержит клапанный узел 4, который содержит три обратных клапана 15, 13 и 22. Клапаны 15, 13 и 22 представляют собой предпочтительно круглые пластмассовые створчатые или тарельчатые клапаны, которые смыкаются с круглыми частями инжектора 2. Инжектор 2 содержит круглый центральный вал 21 для уплотнения с клапанами 13 и 22. В данном варианте осуществления клапанный узел 4 содержит два канала 10 и 11, образованные из двух трубчатых частей, которые удерживаются на расстоянии друг от друга посредством элемента 29. На фиг. 11 показано, что инжекционное сопло 2 содержит два отдельных канала 7 и 8, которые гидравлически соединяются соответственно с каналами 10 и 11. Инжекционное сопло 2 содержит два отдельных канала 7 и 8, которые могут также содержать один или более обратных клапанов 18, 19 и 20 вдоль их длины. Обратные клапаны 18, 19 и 20 могут представлять собой любые обрат
- 7 019795 ные клапаны управления потоком, но предпочтительно подпружиненные клапаны (не показанные). На фиг. 11 также показано, что канал 8 в инжекционном сопле 2 содержит два обратных клапана 19 и 20, которые показаны в их закрытом положении, но которые, когда они открываются, позволяют двум разным текучим средам перемещаться в канал 8 из каналов 24 и 25. Клапан 19 обычно открывается посредством давления текучей среды из канала 24. Клапан 20 обычно открывается посредством давления текучей среды из канала 25. Клапан 18 обычно открывается посредством давления текучей среды из канала 26. На фиг. 11 также показано, что канал 8 гидравлически соединен с каналом 11 посредством обратного клапана 15 в клапанном и канальном узле 4, который показан в его закрытом положении. На фиг. 11 также показано, что канал 7 гидравлически соединен с каналом 10 посредством двух обратных клапанов 13 и 22 в клапанном и канальном узле 4, которые также показаны в их закрытом положении. На фиг. 11 также показано, что клапанный и канальный узел 4 вставлен в конец полого вала 1 и предохранен от выпадения из полого вала 1 посредством уплотнения 3.
На фиг. 12 показан вид в разрезе того же варианта осуществления, который показан на фиг. 11, за исключением того, что все клапаны 13, 22 и 18 находятся в их закрытом положении, препятствующем перемещению из любого направления в канал 7. Клапан 19 также находится в его закрытом положении, препятствующем любому обратному перемещению текучей среды обратно за клапан 19. Клапаны 20 и 15 находятся в их открытых положениях, позволяющих текучей среде перемещаться через клапан 20 в канал 8 и через клапан 15 в канал 11 и затем в центральное отверстие 12 в валу 1. На фиг. 12 показана конфигурация клапанов во время цикла бурения, когда воду закачивают через клапан 20 в канал 8, и тогда давление воды открывает клапан 15, обеспечивая перемещение воды через канал 11 и затем в центральное отверстие 12 в валу 1. Клапаны 13 и 22, находящиеся в закрытом положении, препятствуют перемещению воды обратно по каналу 7.
На фиг. 13 показан вид в разрезе того же варианта осуществления, который показан на фиг. 11, за исключением того, что клапаны 18, 13 и 22 находятся в открытом положении, позволяющем текучим средам перемещаться через канал 7 в канал 10 и в центральное отверстие 12 в валу 1. Клапаны 19 и 15 также находятся в открытом положении, позволяющем текучим средам перемещаться через канал 8 в канал 11 и в центральное отверстие 12 в валу 1. Клапан 20 закрыт, препятствуя любому обратному перемещению текучих сред за клапан 20. На фиг. 13 показана конфигурация клапанов во время цикла закачивания полимера, когда одну часть полимера, обычно не растворимый в воде компонент, называемый здесь частью А, закачивают через каналы 7 и 10, а вторую часть полимера, обычно растворимый в воде компонент, называемый здесь частью В, закачивают через каналы 8 и 11. Клапан 15 препятствует любому обратному перемещению части А в канал 8, который является каналом для части В. Клапаны 13 и 22 препятствуют любому обратному перемещению части В в канал 7, который является каналом для части А.
На фиг. 14 показан вид в разрезе того же варианта осуществления, который показан на фиг. 11, за исключением того, что инжекционное сопло 2 частично удалено из вала 1 и от клапанного и канального узла 4, но при этом инжекционное сопло 2 гидравлически уплотнено с валом 1 и с клапанным и канальным узлом 4 посредством уплотнений 3 и 23.
На фиг. 15 показан вид в разрезе того же варианта осуществления, который показан на фиг. 11, за исключением того, что инжекционное сопло 2 полностью удалено из гидравлического уплотнения с клапанным и канальным узлом 4 и валом 1. Клапан 18 в канале 7 закрыт, и клапан 19 в канале 8 также закрыт. Клапан 20 в канале 8 открыт. На фиг. 15 показана конфигурация клапанов во время операции промывки водой, когда воду закачивают через клапан 20 и вымывают часть В полимера из канала 8. Часть В полимера вытесняется из канала 8 водой и вытекает и перемешивается с любой остаточной частью А полимера, остающейся у передней части канала 7 или центрального вала 21. Поскольку часть В полимера быстро перемешивается с частью А полимера, поток воды вымывает как часть В, так и часть А полимера из инжекционного сопла 2. На фиг. 15 также показано, что когда промывающая вода (не показанная) вытекает из канала 8, часть данной воды будет также промывать и очищать конец клапанного и канального узла 4. Кроме того, когда инжектор удаляют из вала 1, уплотнения 3 способны вытирать дочиста внешнюю поверхность канала 8 и удалять с нее любой избыточный полимер. Кроме того, уплотнение 23 и тарельчатый клапан 15 способны вытирать дочиста внешнюю поверхность канала 7 и удалять с нее любой избыточный полимер. Кроме того, тарельчатые клапаны 13 и 22 способны вытирать дочиста внешнюю поверхность центрального вала 21 и удалять с нее любой избыточный полимер.
На фиг. 16 показан вид в разрезе того же варианта осуществления, который показан на фиг. 11, за исключением того, что весь клапанный узел 4 расположен внутри полого инжекционного штуцера 27, который прикреплен к валу 1 посредством резьбы или посредством сварки (не показанной) или любого другого пригодного средства.
На фиг. 17 показан схематичный изометрический вид в разрезе того же варианта осуществления, который показан на фиг. 11, за исключением того, что инжектор 2 полностью удален из инжекционного штуцера 27. На фиг. 17 показано, что клапанный узел 4 полностью расположен внутри полого инжекционного штуцера 27, и внутренняя и наружная трубы клапанного узла 4 удерживаются на расстоянии друг от друга посредством элемента 29. На фиг. 17 показано также, что клапаны 15, 13 и 22 представляют собой круглые тарельчатые клапаны, и что уплотнение 23 представляет собой круглое манжетное уплотне
- 8 019795 ние, и что уплотнения 3 представляют собой уплотнительные кольца. Клапаны 15, 13 и 22 и уплотнение 23 и уплотнения 3 все являются круглыми на виде с торца (не показанном) и поэтому способны вращаться вокруг инжектора 2, который также является круглым на виде с торца (не показанном), а также обеспечивать гидравлическое уплотнение. На фиг. 17 также показано, что инжектор 2 содержит внутренние каналы 24, 25 и 26, которые содержат обратные клапаны 19, 20 и 18, которые управляют перемещением текучих сред из канала 26 в канал 7 и из каналов 24 и 25 в канал 8. На фиг. 17 также показано, что клапанный узел 4 удерживается внутри инжекционного штуцера 27 посредством уплотнительного кольца 3.
В предпочтительных вариантах осуществления настоящее изобретение не требует использования отдельных шлангов или соединительных устройств или других систем для цементации и, таким образом, устраняет значительную ручную работу, а также уменьшает травматизм рабочих. Настоящее изобретение позволяет автоматически бурить и закачивать полимер или цементный раствор через самонарезающие анкерные болты с использованием автоматических или полуавтоматических буровых машин.
В предпочтительных вариантах осуществления настоящее изобретение позволяет впрыскивать химические полимеры, состоящие из двух и более компонентов, или цементные растворы в и через полые валы, полые болты или полые самонарезающие анкерные болты без преждевременного перемешивания или обратного перемещения и, таким образом, предотвращает возникновение нежелательных закупориваний.
В особенно предпочтительном варианте осуществления по меньшей мере одна часть закрепляющей текучей среды является растворимой в воде и способна перемещаться в один канал через обратный клапан, после чего в данный канал через отдельный обратный клапан может быть закачана промывающая вода, так что растворимая в воде закрепляющая текучая среда может быть смыта водой.
В предпочтительном варианте осуществления клапанный и канальный узел и обратные клапаны, выполненные из пластмассы, но которые могут быть выполнены из любого пригодного материала. Клапанный и канальный узел обычно содержит две или более, по существу, трубчатые части, которые соединены вместе.
В предпочтительном варианте осуществления некоторые из обратных клапанов представляют собой створчатые клапаны или тарельчатые клапаны. Данные створчатые или тарельчатые клапаны открываются и закрываются посредством перемещения текучей среды и уплотнены с круглым инжектором или круглым валом.
В наиболее предпочтительном варианте осуществления предусмотрен по меньшей мере один центральный круглый вал или круглая труба, которая позволяет по меньшей мере одному створчатому или тарельчатому клапану смыкаться с внешней поверхностью данного вала или трубы.
В наиболее предпочтительном варианте осуществления все тарельчатые клапаны и уплотнения и инжектор выполнены таким образом, что инжектор может быть частично извлечен из вала и при этом обеспечивает гидравлическое уплотнение с валом и клапанным узлом.
В наиболее предпочтительном варианте осуществления часть или все каналы расположены внутри полого инжекционного штуцера, который прикреплен посредством резьбы к полому валу и который может быть удален из полого вала посредством его отвинчивания.
Необходимо отметить, что настоящее изобретение обеспечивает закачивание воды, воздуха или воды с воздухом через полые валы, полые болты, полые самонарезающие анкерные болты с левосторонним или правосторонним вращением для бурения. Настоящее изобретение обеспечивает также закачивание химических полимеров, состоящих из двух или более компонентов или цементных растворов, в и через полые валы, полые болты или полые самонарезающие анкерные болты без удаления вала или болта из буродержателя и без обратного перемещения текучих сред вдоль ненадлежащего канала. Настоящее изобретение дополнительно обеспечивает вымывание растворимого в воде химического полимера или цементного раствора из переднего конца инжектора и конца вала или болта посредством удаления инжектора из вала или болта и подачи потока воды при удаленном инжекторе. Настоящее изобретение дополнительно обеспечивает вытирание дочиста круглой трубы и участков вала инжектора посредством тарельчатых клапанов и посредством манжетного уплотнения и посредством уплотнительных колец, когда инжектор извлекают из вала или болта. Настоящее изобретение дополнительно обеспечивает удерживание клапанного узла внутри инжекционного штуцера или вала посредством уплотнительных колец.
Специалистам в данной области техники будет понятно, что в изобретении, показанном в конкретных вариантах осуществления, может быть выполнено множество изменений и/или модификаций без отхода от сущности и объема изобретения, сформулированного в формуле изобретения. Поэтому данные варианты осуществления должны рассматриваться во всех отношениях как пояснительные, а не ограничивающие.
Claims (15)
1. Инжекционная уплотнительная клапанная и канальная система для инжектирования текучих сред, используемая с анкерным болтом, или тросовым болтом, или полым инжекционным валом, содержащая
- 9 019795 инжектор, имеющий первое множество каналов, выполненных с возможностью протекания по ним текучих сред без перемешивания с текучими средами в другом канале, клапанный узел, размещенный внутри полого элемента анкерного болта, или тросового болта, или полого инжекционного вала и имеющий второе множество каналов, сообщающихся с каналами первого множества, соединительное средство, обеспечивающее гидравлическое уплотнение между первыми каналами инжектора и вторыми каналами клапанного узла как при наличии, так и в отсутствие относительного вращения между инжектором и клапанным узлом, и по меньшей мере один из вторых каналов имеет по меньшей мере один одноходовой клапан управления потоком для предотвращения обратного потока текучей среды в инжектор.
2. Система по п.1, в которой по меньшей мере один из вторых каналов выполнен с возможностью приема текучих сред по меньшей мере из двух первых каналов для обеспечения потока по нему одной или более текучих сред последовательно или одновременно.
3. Система по п.2, в которой упомянутый канал выполнен с возможностью обеспечения потока закрепляющей текучей среды и промывочной текучей среды последовательно.
4. Система по любому из пп.1-3, в которой первое множество каналов включает в себя соответствующие каналы, выполненные с возможностью инжектирования отверждаемого компонента и отверждающего компонента двух частей закрепляющей текучей среды без перемешивания компонентов в инжекторе или клапанном узле.
5. Система по п.4, в которой инжектор и клапанный узел выполнены с возможностью раздельного хранения отверждаемого компонента и отверждающего компонента в инжекторе и приведения компонентов в контакт по потоку после вторых каналов.
6. Система по п.5, в которой вторые каналы включают в себя внутренний канал и внешний кольцевой канал клапанного узла, причем каждый из внутреннего и внешнего кольцевого каналов клапанного узла имеет одноходовой клапан.
7. Система по любому из пп.1-6, в которой каждый из первых каналов имеет одноходовой клапан для предотвращения противотока.
8. Клапанный узел, выполненный с возможностью взаимодействия с инжектором, используемым при инжекции текучих сред к анкерному болту, или кабельному болту, или полому инжекционному валу, причем инжектор имеет первое множество каналов, выполненных с возможностью протекания по ним текучих сред перемешивания с текучими средами в другом канале, при этом клапанный узел выполнен с возможностью размещения внутри полого элемента анкерного болта, или тросового болта, или полого инжекционного вала и имеет второе множество каналов, сообщающихся с каналами первого множества, причем гидравлическое уплотнение между первыми каналами инжектора и вторыми каналами клапанного узла как при наличии, так и в отсутствие относительного вращения между инжектором и клапанным узлом, обеспечивается соединительным средством, и по меньшей мере один из вторых каналов имеет по меньшей мере один одноходовой клапан управления потоком для предотвращения обратного потока текучей среды в инжектор.
9. Клапанный узел по п.8, в котором по меньшей мере один из вторых каналов выполнен с возможностью приема текучих сред по меньшей мере из двух первых каналов для обеспечения потока одной или более текучих сред по нему последовательно или одновременно.
10. Клапанный узел по п.8, в котором упомянутый канал выполнен с возможностью обеспечения потока закрепляющей текучей среды и промывочной текучей среды последовательно.
11. Клапанный узел по любому из пп.8-10, в котором второе множество каналов включает в себя соответствующие каналы, выполненные с возможностью инжектирования отверждаемого компонента и отверждающего компонента двух частей закрепляющей текучей среды без перемешивания компонентов в клапанном узле.
12. Клапанный узел по п.11, в котором вторые каналы выполнены с возможностью раздельного хранения отверждаемого компонента и отверждающего компонента и приведения компонентов в контакт по потоку после вторых каналов.
13. Клапанный узел по любому из пп.8-12, в котором вторые каналы включают в себя внутренний канал и внешний кольцевой канал клапанного узла, причем каждый из внутреннего и внешнего кольцевого каналов клапанного узла имеет одноходовой клапан.
14. Клапанный узел по любому из пп.8-13, который выполнен с возможностью введения в конец полого самонарезающего анкерного болта.
15. Клапанный узел по любому из пп.8-14, в котором одноходовые клапаны являются тарельчатыми клапанами или створчатыми клапанами.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AU2008904851A AU2008904851A0 (en) | 2008-09-18 | An Injection, Sealing, Valving and Passageway System | |
| AU2009202836A AU2009202836A1 (en) | 2008-09-18 | 2009-07-09 | An injection, sealing, valving and passageway system |
| PCT/AU2009/001239 WO2010031132A1 (en) | 2008-09-18 | 2009-09-18 | An injection, sealing valving and passageway system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201170450A1 EA201170450A1 (ru) | 2011-12-30 |
| EA019795B1 true EA019795B1 (ru) | 2014-06-30 |
Family
ID=42039021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201170450A EA019795B1 (ru) | 2008-09-18 | 2009-09-18 | Инжекционная уплотнительная клапанная и канальная система |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8753041B2 (ru) |
| EP (1) | EP2331789A4 (ru) |
| JP (1) | JP2012503117A (ru) |
| CN (1) | CN102216565B (ru) |
| AU (2) | AU2009202836A1 (ru) |
| CA (1) | CA2737726A1 (ru) |
| EA (1) | EA019795B1 (ru) |
| NZ (1) | NZ592218A (ru) |
| WO (1) | WO2010031132A1 (ru) |
| ZA (1) | ZA201102559B (ru) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2010100811A4 (en) | 2010-07-29 | 2010-08-26 | Minova International Limited | Resin system and rock anchor |
| DE102011005855A1 (de) * | 2011-03-21 | 2012-09-27 | Hilti Aktiengesellschaft | Gesteinsanker |
| CN103874829A (zh) * | 2011-06-14 | 2014-06-18 | 谢恩.布朗 | 在用于安装地锚的钻孔设备上使用的树脂注入装置 |
| EP2645500B1 (en) | 2012-03-29 | 2017-11-15 | 3M Innovative Properties Company | Non-return valve for a resin injection system and resin injection system incorporating same |
| KR101313010B1 (ko) * | 2013-04-03 | 2013-09-30 | (주)희송지오텍 | 시추공 지진계 설치를 위한 역류방지 밸브형 그라우팅 장치 및 이를 이용한 시추공 그라우팅 시공방법 |
| CN103470271A (zh) * | 2013-10-09 | 2013-12-25 | 枣庄矿业(集团)有限责任公司田陈煤矿 | 矿用注浆导管 |
| WO2016210456A2 (en) * | 2015-06-23 | 2016-12-29 | Ncm Innovations (Pty) Ltd | Grout delivery system |
| WO2017147626A1 (en) | 2016-02-23 | 2017-08-31 | Ncm Innovations (Pty) Ltd | Resin pump for introducing resin into a rock anchor |
| SE540076C2 (sv) | 2016-04-12 | 2018-03-13 | Atlas Copco Rock Drills Ab | Förfarande och anordning vid bergförstärkning |
| CN107218071A (zh) * | 2017-07-31 | 2017-09-29 | 中铁十七局集团第工程有限公司 | 可适用360°范围内中空锚杆快速注浆装置 |
| SE541304C2 (sv) * | 2017-10-27 | 2019-06-25 | Epiroc Rock Drills Ab | Förfarande och system för att säkerställa kvaliteten på en flerkomponentsblandning för bergförstärkning |
| CN109505525B (zh) * | 2019-01-08 | 2020-09-25 | 新沂市中振电器科技有限公司 | 一种锚杆钻机使用的钎杆与钎尾密封结构 |
| WO2020222030A1 (en) * | 2019-04-30 | 2020-11-05 | Franco Di Matteo | Self-drilling expandable rock bolt arrangement and related method of manufacture |
| SE543524C2 (en) * | 2019-07-08 | 2021-03-16 | Epiroc Rock Drills Ab | Nozzle, system and method for securing a bolt in a rock hole |
| EP3992423B1 (en) * | 2020-10-27 | 2024-04-17 | Sandvik Mining and Construction Oy | Apparatus for resin injection, mining machine and method |
| GB202206087D0 (en) * | 2022-04-26 | 2022-06-08 | Minova Int Ltd | A method of installing a cable bolt, a system and components of same |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3994138A (en) * | 1973-11-28 | 1976-11-30 | Dyckerhoff & Widmann Aktiengesellschaft | Device for the discharge of compression material in the production of the compression member of a pull and pressure anchor |
| US5622454A (en) * | 1993-09-20 | 1997-04-22 | Bridon Plc | Anchor bolt for stabilizing rock strata and method of installing |
| US5653557A (en) * | 1991-07-02 | 1997-08-05 | Gd-Anker Gmbh | Injection tube and method for placing a ground anchor |
| US5997219A (en) * | 1996-02-21 | 1999-12-07 | Atlas Copco Rock Drill Ab | Tube-formed expansion rock bolt |
| US20050077041A1 (en) * | 2002-08-13 | 2005-04-14 | Compagnie Du Sol | Head for injecting a fluid under pressure to break up ground from a borehole |
| WO2007059580A1 (en) * | 2005-11-24 | 2007-05-31 | Peter Andrew Gray | Self drilling rock bolt |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ZA744550B (en) * | 1973-07-27 | 1976-05-26 | Envirotech Corp | Injector apparatus and plug for retention of liquids underpressure |
| JPS5532849A (en) * | 1978-08-30 | 1980-03-07 | Sato Kogyo Kk | Grouting method |
| US5433558A (en) | 1990-10-29 | 1995-07-18 | Bhp Engineering Pty Ltd | Self-tapping, and self-tapping and self-drilling, rock bolts |
| AU5934099A (en) | 1998-11-11 | 2000-05-18 | Broken Hill Proprietary Company Limited, The | Resin injection system |
| AUPP955399A0 (en) * | 1999-03-31 | 1999-04-29 | Hydramatic Engineering Pty. Ltd. | Method and apparatus for insertion of rockbolts |
| DE102005050929B4 (de) | 2004-10-21 | 2009-06-04 | Minova International Ltd., Witney | Verfahren zum Setzen von Gesteinsankern |
| DE102007008966A1 (de) | 2006-02-24 | 2007-09-06 | Friedr. Ischebeck Gmbh | Injektionskopf |
| DE102007005540B4 (de) * | 2006-02-24 | 2015-04-23 | Friedr. Ischebeck Gmbh | Verfahren und Injektionsanker mit fixiertem Statikmischer |
| CN201013392Y (zh) * | 2007-03-07 | 2008-01-30 | 新汶矿业集团有限责任公司协庄煤矿 | 锚杆加固用注浆器 |
-
2009
- 2009-07-09 AU AU2009202836A patent/AU2009202836A1/en not_active Abandoned
- 2009-09-18 US US13/119,741 patent/US8753041B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2009-09-18 EA EA201170450A patent/EA019795B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2009-09-18 CN CN200980145204.1A patent/CN102216565B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2009-09-18 NZ NZ592218A patent/NZ592218A/xx not_active IP Right Cessation
- 2009-09-18 WO PCT/AU2009/001239 patent/WO2010031132A1/en active Application Filing
- 2009-09-18 CA CA2737726A patent/CA2737726A1/en not_active Abandoned
- 2009-09-18 JP JP2011527155A patent/JP2012503117A/ja active Pending
- 2009-09-18 AU AU2009295276A patent/AU2009295276B2/en not_active Ceased
- 2009-09-18 EP EP09813899.3A patent/EP2331789A4/en not_active Withdrawn
-
2011
- 2011-04-07 ZA ZA2011/02559A patent/ZA201102559B/en unknown
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3994138A (en) * | 1973-11-28 | 1976-11-30 | Dyckerhoff & Widmann Aktiengesellschaft | Device for the discharge of compression material in the production of the compression member of a pull and pressure anchor |
| US5653557A (en) * | 1991-07-02 | 1997-08-05 | Gd-Anker Gmbh | Injection tube and method for placing a ground anchor |
| US5622454A (en) * | 1993-09-20 | 1997-04-22 | Bridon Plc | Anchor bolt for stabilizing rock strata and method of installing |
| US5997219A (en) * | 1996-02-21 | 1999-12-07 | Atlas Copco Rock Drill Ab | Tube-formed expansion rock bolt |
| US20050077041A1 (en) * | 2002-08-13 | 2005-04-14 | Compagnie Du Sol | Head for injecting a fluid under pressure to break up ground from a borehole |
| WO2007059580A1 (en) * | 2005-11-24 | 2007-05-31 | Peter Andrew Gray | Self drilling rock bolt |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ZA201102559B (en) | 2012-01-25 |
| EA201170450A1 (ru) | 2011-12-30 |
| NZ592218A (en) | 2013-07-26 |
| WO2010031132A1 (en) | 2010-03-25 |
| AU2009202836A1 (en) | 2010-04-08 |
| EP2331789A1 (en) | 2011-06-15 |
| JP2012503117A (ja) | 2012-02-02 |
| US20110168398A1 (en) | 2011-07-14 |
| CN102216565B (zh) | 2014-07-30 |
| CN102216565A (zh) | 2011-10-12 |
| US8753041B2 (en) | 2014-06-17 |
| EP2331789A4 (en) | 2014-12-17 |
| AU2009295276A1 (en) | 2010-03-25 |
| AU2009295276B2 (en) | 2016-06-30 |
| CA2737726A1 (en) | 2010-03-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EA019795B1 (ru) | Инжекционная уплотнительная клапанная и канальная система | |
| AU2005297473B2 (en) | Method for embedding rock anchors | |
| US5342149A (en) | Long hole chemical grout injector system | |
| CA2913663C (en) | A self-drilling rock bolt assembly and method of installation | |
| AU2012269719B2 (en) | Resin injection apparatus for drilling apparatus for installing a ground anchor | |
| KR101725392B1 (ko) | 균열 또는 배면차수 보수용 멀티 패커 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수 공법 | |
| DE102007008966A1 (de) | Injektionskopf | |
| DE102006011652B4 (de) | Zweischritt-Hohlstabverbundanker für Kleberpatronen und Klebergranulat | |
| EP3184732B1 (en) | Method and arrangement for the injection of rock and soil material | |
| FI130471B (en) | STORAGE AND DEVICE FOR ROCK REINFORCEMENT | |
| WO2007095690A1 (en) | Stabilising bolt adaptor, grouting injection nut, combined grouting injection nut and stabilising bolt and method for using them | |
| CN218912355U (zh) | 一种双组分灌浆止水针头 | |
| JP4972054B2 (ja) | リターン装置およびロックボルト | |
| SU1078092A1 (ru) | Устройство дл нагнетани скрепл ющих составов через шпуры в трещиноватые породы | |
| SU1133415A2 (ru) | Устройство дл упрочнени горных пород | |
| JP2954307B2 (ja) | クラック注入装置 | |
| DE19824667C2 (de) | Verfahren zum Abdichten von Schadstellen in Wandungen von Baukörpern | |
| JPH04161665A (ja) | クラック注入装置 | |
| JPH04155065A (ja) | クラック注入工法 | |
| AU3544100A (en) | Method and apparatus for insertion of rock bolts |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU |