FR2585405A2

FR2585405A2 - Closure tube for bore hole with elastic sleeve

Info

Publication number: FR2585405A2
Application number: FR8610701A
Authority: FR
Inventors: Otto-Ernst Glaesmann; Walter Marsch; Frank Meyer; Wilhelm Wertelewski
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1985-07-25
Filing date: 1986-07-23
Publication date: 1987-01-30
Also published as: DE3526557A1; DE3526557C2; FR2585405B2; BE905156A

Abstract

A tubular closure for a bore hole used to inject synthetic resin has a tube with a non-return valve at one end, a flexible elastic sleeve surrounding the tube, an aperture in the tube within the sleeve contg. a supplementary valve, a second non-return valve in opposition to the first to press the sleeve against the tube, and sockets holding each end of the sleeve to the tube. The sleeve may be of rubber. The supplementary valve pref. has a deformable plastic differential piston in a body with transverse apertures between the tube and the piston, which extends into the tube.

Description

Le brevet principal a pour objet un dispositif tubulaire perdu pour la fermeture de trous de forages destiné à l'injection de fluides appropriés comme par exemple pour l'injection de résine synthétique, principalement pour renforcer les terrains, ce dispositif étant principalement constitué d'un tube de remplissge équipé à son extrémité d'une soupape anti-retour formant sécurité anti-retour, ainsi que d'un élément flexible en matériau élastique entourant le tube de remplissage, placé comme une douille en extrémité et formant un élément étanche, tandis qu'une autre soupape ari ti -retour, disposée eri opposition avec la soupape placée à l'extrémité du tube de remplissage et réglée sur urge tension initiale plus petite est pré vue pour plaquer l'élémergt étanche et que la soupape anti-retour est disposée dans la zone de l'élément étanche entourant le tube de remplissage comme une manchette élastigue entourant au moins une ouverture prévue dans le tube de remplissage. The main patent relates to a lost tubular device for closing drilling holes intended for the injection of suitable fluids such as for example for the injection of synthetic resin, mainly for reinforcing the grounds, this device mainly consisting of a filling tube fitted at its end with a non-return valve forming a non-return security, as well as a flexible element of elastic material surrounding the filling tube, placed like a sleeve at the end and forming a sealed element, while '' another ari-return valve, arranged eri opposition with the valve placed at the end of the filling tube and set to urge smaller initial tension is foreseen to press the sealed element and that the non-return valve is arranged in the area of the sealed element surrounding the filling tube like an elastic cuff surrounding at least one opening provided in the filling tube.

La solution présentée darus le brevet principal se caractérise principalement par le fait que, avec le secours de l'élément d'étanchéité, ure fermeturé du trou de forage est mise en action d'une façon étanche même dans une sec tiori de trou rori définie.Eri ce qui concerne le durcissement de la résine artificielle dans la zone de gonflement, arrêté
à ur point souhaité et avec urie augmerstatiorz de volume correspondante, on suppose qu'or tilise toutefois des rdsi- nes durcissant relativement vite c'est-à- dire par exemple en moins d'une demi-minute.La contre-pression due à la solidification rapide à l'intérieur de l'élément d'étanchéite permet une élévation de la pression d'injection jusqu'à la pression totale de la pompe, par exemple jsq'à 300 bars, sar,s qu y ait danger que de la résine artificielle pénètre dans la zone de gonflement de l'élément d'étanché- ité.The solution presented in the main patent is mainly characterized by the fact that, with the help of the sealing element, a closed hole of the borehole is actuated in a sealed manner even in a defined time of defined hole .Eri regarding hardening of the artificial resin in the swelling area, stopped
at a desired point and with an increase in the corresponding volume, it is assumed that it uses rdsines that harden relatively quickly, that is to say in less than half a minute. the rapid solidification inside the sealing element allows an increase in the injection pressure up to the total pressure of the pump, for example jsq 'to 300 bars, sar, if there is a danger of the artificial resin enters the swelling zone of the sealing element.

Le manchon d'étanchéité formant anti-retour et entourant l'ouverture dans le tube de remplissage rie donne pas une protection suffisante contre la destruction éventuelle du mar,chor, d'étanchéité, eri particulier dar,s les
trous de forages dont la section est indéfinie, si on utili se pour monter eri pressior urie résine artificielle à durcis- sement lent, par exemple dans un temps de deux heures.Aussi longtemps que la résine à l'intérieur de l'élément d'étanchéité ne durçit pas, la pression dans la zone du manchon r,e suffit pas por présenter, au moment de la montée e pressier, de la pompe por la mise er, oeuvre du procédé d' iri- jectiori proprement dit, une sécurité telle que la résine rie fasse pas irruption dans le joint d'étanchéité avec la plei- rie pression de ta pompe et détruise ce joint. The non-return sealing sleeve surrounding the opening in the filling tube gives insufficient protection against possible destruction of the sealant, sealant, sealant, etc.
boreholes of indefinite cross-section, if used to mount a pressurized slow-curing artificial resin, for example within two hours. As long as the resin inside the element tightness does not harden, the pressure in the area of the sleeve r, e is not enough por present, at the time of press e rise, the pump por la er er, work of the method of irijectiori itself, such security that the resin does not burst into the seal with the full pressure of your pump and destroy this seal.

Dans l'extension de l'inevntion suivant le brevet principal, l'invention Si est fixé la tâche de développer or dispositif de fermeture du trou de forage permettant d'assu- rer, eri particulier lors d'utilisation de résine artificielle durcissant lentement, que le joint gonflé à orle pres sio de 60 bars par exemple et plaqué cotre la paroi d tro de forage, rie sera pas détrit et ne sera pas non plus emporté par l'élévation ultérieure de pression. In the extension of the invention according to the main patent, the invention Si is fixed the task of developing or closing device of the borehole allowing to ensure, eri particular when using artificial resin hardening slowly, that the inflated seal has a pressure close to 60 bars, for example, and pressed against the wall of the drilling hole, it will not be damaged and will not be washed away by the subsequent increase in pressure.

Ce but est atteint, suivant l'invention, du fait que l'ouverture à l'intérieur du tube de remplissage est prévue avec une soupape suplémentaire. This object is achieved, according to the invention, because the opening inside the filling tube is provided with an additional valve.

Suivant une première forme d'exécution de l'inven tiori il est apparu particulièrement avantageux de faire eri sorte que ta soupape formant limiteur de pression soit pré- vue avec or piston différentiel qui est disposé au bout du corps de soupape pénétrant dans le tube de remplissage tan- dis que des ouvertures traversantes sont prévues dans le corps de soupape, au dessous de ta pls petite surface du piston . According to a first embodiment of the invention tiori it appeared particularly advantageous to make eri so that your valve forming a pressure relief valve is provided with a differential piston which is disposed at the end of the valve body penetrating into the filling while through holes are provided in the valve body, below your pls small surface of the piston.

Eri outre il s'est révélé avantageux que le piston différentiel soit fabriqué eri matériau cisaillable ou dé fo r- mable, par exemple eri plastique ou métal. Furthermore, it has proved advantageous if the differential piston is made of shearable or deformable material, for example plastic or metal.

L'inveritior, repose, eri utilisant, pour te piston différentiel, uri matériau cisaitlable ou déformable, sur le fait que celui-ci, aspiré à l'intérieur du corps de soupape par urie certaine élévation de pression, se coupe ou se déforme au contact des arête préves por cela et obstrue d'une façon sûre l'écoulement dans le joint détanchéité. Inveritior, rests, eri using, for te differential piston, uri material cisisslable or deformable, on the fact that this one, sucked inside the body of the valve by urie certain rise of pressure, cuts or deforms with contact of the edges provided for this and securely obstructs the flow in the seal.

Dans le cadre de l'invention, on peut envisager de visser dans l'ouverture faite dans le tube de remplissage, des soupapes anti-retour d'autre conception, par exemple des soupapes ar,ti-reto.r commandées par ressort. Within the framework of the invention, it is conceivable to screw in the opening made in the filling tube, non-return valves of other design, for example ar, ti-reto.r valves controlled by spring.

Le progrès technique de de l'invention doit être vu et ce que, lors de l'utilisation de résines artificielles à durcissement relativement lent,d'une part on empêche la destruction de l'élément d'étanchéité et d'autre part ou ne limite pas le déroulement continu de l'opération. The technical progress of the invention must be seen and that, when using relatively slow-curing artificial resins, on the one hand the destruction of the sealing element is prevented and on the other hand or does not not limit the continuous progress of the operation.

Or décrira ci-après,à titre d'exemple rori limitatif, une forme d'exécution de la présente invention,en référence au dessin annexé sur lequel
La figure 1 est urie vue er coupe axiale d1uri dispositif de fermeture d'un trou de forage.Or will describe below, by way of limiting example, an embodiment of the present invention, with reference to the accompanying drawing in which
Figure 1 is urie view er axial section of a device for closing a borehole.

a figure 2 est urie vue en coupe faite suivant la tigre A-B de la figure 1. Figure 2 is a sectional view taken along the tiger A-B in Figure 1.

Le dispositif de fermeture du trou de forage soit varit la figure I consiste essentiellement en uri tube de remplissage 1 prévu avec des filetages 13,14 pour fixer des douilles 11,12 formant manchon. Les douilles 11,12 sont vissées eri opposition sr le tube de remplissage l de telle façon qu'elle fixent, à la façon d'une capsule, un joint d'étanchéité 2, formant flexible et réalisé eri matériau élastique, par exemple eri caoutchouc.Pour le renforcer, le joint d'étanchéité 2, peut être prévu avec un grillage de renfort, par exemple eri métal ou en tissu. Le joint d' é tari- chéité 2 est indépendant de la soupape 5 placée à l'extrd- mité du dispositif de fermeture, chargée d'assurer la sécu- ri té du reflux et constituée d'un ressort 6 et d'rie bille 7, et disposée sur le tube de remplissage 1 ou sur Irn élé ment du tube de remplissage 1 à l'endroit souhaité du trou de forage. La soupape 5 pet aussi être formée d'un chapeau de protection 38 avec une plaque d'explosion adaptée 39. The closing device of the borehole is varit Figure I consists essentially uri filling tube 1 provided with threads 13,14 to fix sleeves 11,12 forming sleeve. The sockets 11,12 are screwed eri opposite sr the filling tube l so that they fix, like a capsule, a seal 2, forming flexible and made of elastic material, for example rubber To reinforce it, the seal 2 can be provided with a reinforcing mesh, for example metal or fabric. The draft seal 2 is independent of the valve 5 placed at the end of the closing device, responsible for ensuring the safety of the reflux and consisting of a spring 6 and of ball 7, and disposed on the filling tube 1 or on Irn element of the filling tube 1 at the desired location of the borehole. The valve 5 pet can also be formed of a protective cap 38 with a suitable explosion plate 39.

Dans le tube de remplissage 1 et spécialement dans la zone du joint d'étanchéité 2 est disposée une soupape anti-retour 8 qui consiste er, au moir,s ure ouverture Q dans le tube de remplissage 1 et un manchon 10, eri matériau souple, entou- rarit le tube 1 et l'ouverture 9. In the filling tube 1 and especially in the region of the seal 2, there is a non-return valve 8 which consists, in the moiré, of an opening Q in the filling tube 1 and a sleeve 10, made of flexible material. , surrounds the tube 1 and the opening 9.

Les douilles 11 et 12 présentent, er fonction de la longueur du joint d'étanchéité 2, un écartement fixe l'une par rapport à 1' autre. La hauteur des douilles 11 et 12 fixant , comme une capsule, l'élément d'étanchéité 2, sert à t, emmagasinage de l'élément 2 . L'élément d'étanchéité 2 se retire des doilles 11,12 au moment d gonflement jusqu'à ce que la section non définie du trou forage, c'est-àdire la paroi du trou de forage, offre urie résistance.Pour éviter, sous l'effet du gonflement, une destruction du joint d'étanchéité 2 au bord des douilles 11,12, ces douil- les 11,12 peuvent être au moins partiellement fendues dans leurs longueurs. De cette manière on obtient une certaine souplesse de la paroi des douilles. The sockets 11 and 12 have, as a function of the length of the seal 2, a fixed spacing relative to one another. The height of the sockets 11 and 12 fixing, like a capsule, the sealing element 2, serves to store the element 2. The sealing element 2 is withdrawn from the pins 11, 12 at the time of inflation until the undefined section of the borehole, that is to say the wall of the borehole, offers a resistance. under the effect of swelling, destruction of the seal 2 at the edge of the sockets 11,12, these sockets 11,12 can be at least partially split in their lengths. In this way a certain flexibility is obtained from the wall of the sockets.

Simultamément l'espace de gonflement proprement dit est rendu étanche par des jointes 15 formant coins qui se glisserit, sous l'effet de la pression de gonflement croissari te, d a ris la z ôr, e des dozilles 11,12 et ainsi rendent étanche la zone du bord.Le glissement des joints 15, avec effet d'étanchéité correspondant, est produit par les fentes
longitudinales des douilles 11,12.Simultaneously, the actual inflation space is sealed by joints 15 forming corners which slide under the effect of increasing inflation pressure in the risers, and in the dozen 11,12 and thus seal the edge area. The sliding of the seals 15, with corresponding sealing effect, is produced by the slots
longitudinal sockets 11,12.

A l'intérieur de l'ouverture 9 dans le tube de remplissage 1, au dessous du manchon ln est placée, par exemple vissée, urie soupape auxiliaire 31. Cette soupape 31 fonc- tioririe comme soupape limiteur de pression A l'extrémité du corps de soupape est disposé uri piston différentiel avec deux faces 33 et 34. En dessous de la plus petite face 33, quatre ouvertures traversantes sont pratiquées dans le corps de la soupape.Le piston différentiel 32 est prévu avec tilre rainure circulaire qi correspond à urie arête 36 dans le corps de sopape. Inside the opening 9 in the filling tube 1, below the sleeve ln is placed, for example screwed, an auxiliary valve 31. This valve 31 functions as a pressure relief valve at the end of the body valve is arranged uri differential piston with two faces 33 and 34. Below the smallest face 33, four through openings are formed in the body of the valve. The differential piston 32 is provided with circular circular tilre qi corresponds to urie edge 36 in the body of sopape.

Au moment de l'injection d'une résine synthétique à deux composants, la résine avarice d'abord à l'intérieure du tube de remplissage I jusqu'à la soupape 5 située à l'extré- mité. La soupape 5 est préréglée plus haut et, aprés refus, la résine pénètre violemment dans les ouvertures traversantes 35 passant contre le manchon 10 jusque dans l'élément d'étanchéité 2.Lorsqu'une pression prédéterminée est at teirite, par exemple 60 bars, la pression provoque sur la face la plus grande 34 uri découpage ou urie déformation du piston différeritiel 32 réalisé er plastique ou eri métal, de telle sorte que ce piston, par suite du découpage ou de la déformabilité, quitte sa position initiale et est comprimé daris la position inférieure prévue daris le corps de soupape. At the time of injection of a two-component synthetic resin, the resin first damages the inside of the filling tube I up to the valve 5 situated at the end. The valve 5 is preset above and, after refusal, the resin penetrates violently into the through openings 35 passing against the sleeve 10 as far as the sealing element 2. When a predetermined pressure is reached, for example 60 bars, the pressure causes on the larger face 34 uri cutting or urie deformation of the differential piston 32 made er plastic or eri metal, so that this piston, as a result of cutting or deformability, leaves its initial position and is compressed daris the lower position provided in the valve body.

L'arête circulaire 37 formant tout autour une nouvelle réduction de section, retient le piston différentiel 32 dans cette position de fermeture de telle sorte que, pendant la poursuite du processus d'injection, la résine artificielle rie peut plus surgir dans le volume de gonflement de l'élé- ment d'étanchéité 2. The circular edge 37 forming a new reduction in section all around, retains the differential piston 32 in this closed position so that, during the continuation of the injection process, the artificial resin can no longer arise in the swelling volume. sealing element 2.

Claims

Tubular device lost for closing all drills intended for the injection of appropriate fluids such as for example the injection of synthetic resin, mainly for re-forcing earth, this device being mainly coristi killed by a filling tube equipped with at one end of a non-return valve forming a non-return security, as well as a flexible element of elastic material surrounding the filling tube, placed as a sleeve at the end and forming a sealed element, while another anti-return valve -return, arranged in opposition to the valve placed at the end of the filling tube and adjusted to a smaller initial tension, is provided for pressing the sealed element and that the non-return valve is disposed in the area of the etar.che element surrounding the filling tube like an elastic cuff surrounding at moiris an opening provided in the filling tube, characterized eri qe the opening (9) inside The filling tube (1) is provided with an additional valve (31).

2.- device for closing three holes according to claim 1, characterized in that the valve forming a pressure limiter is provided with a differential piston (32) which is disposed at the end of the valve body penetrating into the filling tube. (1) while through openings (35) are provided of the valve body, below the smallest on the face of the udder cry (33).

3. A device for closing drill holes according to claim 2, characterized in that the differential piston is made of shearable or deformable material, for example plastic or metal.

4. A device for closing drill holes according to claim 2, characterized in that the valve body is provided, inside the section receiving the differential piston (32), with a circular edge (36) reducing the section

5. A device for closing drill holes according to claim 2, characterized in that the valve body is provided, below the through openings (35), with another ridge (37) reducing the area.

6. A device for closing drilling holes according to claim 2, characterized in that in the valve body, four cross-bar openings (35) are provided below the small surface (33) of the differential piston (32). .

7. A device for closing drill holes according to claim 1, characterized in that the additional valve (31) forms a spring-controlled non-return valve.

8. A device for closing drill holes according to claim 1, characterized in that it comprises

gaskets (15) forming coils, surrounding the filling tube (1) and capable of sliding in the sockets (11,12) under the sealing element (2).