SE537019C2

SE537019C2 - Device for detecting the presence of one or more cavities in a borehole

Info

Publication number: SE537019C2
Application number: SE1350239A
Authority: SE
Inventors: Leif Gustafsson; Sture Åberg
Original assignee: Malmfälten I Norr Ab
Priority date: 2013-02-28
Filing date: 2013-02-28
Publication date: 2014-12-02
Also published as: EP2961928A4; EP2961928A1; SE1350239A1; WO2014133449A1; CL2015002411A1; EP2961928B1

Abstract

SAMNEANBRAG Uppfinningen avser en anordning för detektering av förekomst av en kavitet i ett borrtiàiavsett för upptagande av ett innefattande ett iångsträckt företärkningsorgan sominnefattar ett mätrör, varvid mfaïtröret är försett med minst ett ergan för tiiiförande av ettmàtmedium tiii berrháiet, där Qrganet har en ventiitunktion sem aktiveras genom trycksättning. (tig. ta) BACKGROUND OF THE INVENTION The invention relates to a device for detecting the presence of a cavity in a drill bit for receiving one comprising an elongate actuating means comprising a measuring tube, the measuring tube being provided with at least one means for conveying a measuring medium which is pressurization. (fig. ta)

Description

537 019 direkta omgivning. Vid användande av metoden och systemet enligt det nämnda dokumentet införs förstärkningsorganet i ett borrhål kort efter att borrhålet fyllts med ohärdad fyllmassa som riskerar att tränga igenom hålen, öppningarna i kanalväggen. 537 019 direct surroundings. When using the method and the system according to the said document, the reinforcing means is inserted into a borehole shortly after the borehole has been filled with uncured filling mass which risks penetrating the holes, the openings in the channel wall.

Detta löses genom att hålen, öppningarna, förses med ett täckande ytskikt, ett hölje av ett tunnskiktigt material en gummiduk, en plastfilm, eller en tunn hinna av färg eller tejp. Vid tillförsel av trycksatt medium trycks höljet bort från hälen, och tränger ut om det finns en kavitet. Oavsett om det finns en kavitet eller ej förstörs vanligtvis skyddshöljet. Detta innebär om det inte finns en kavitet, och skyddshöljet har förstörts genom trycksättningen sä kan fyllmassan tränga in i öppningen. Fyllmassan riskerar då att täppa till kanalen, som då inte kan användas för det avsedda syftet. Detta riskerar att påverka mätresultatet.This is solved by providing the holes, the openings, with a covering surface layer, a cover of a thin-layered material, a rubber cloth, a plastic film, or a thin film of paint or tape. When applying pressurized medium, the casing is pushed away from the heel, and penetrates if there is a cavity. Whether there is a cavity or not, the protective cover is usually destroyed. This means that if there is no cavity, and the protective cover has been destroyed by the pressurization, the filling mass can penetrate into the opening. The filling mass then risks clogging the duct, which can then not be used for the intended purpose. This risks affecting the measurement result.

Det finns därför ett behov av att utforma kanalen så att problemet med inträngande fyllmassa genom hålen, öppningarna, undviks.There is therefore a need to design the channel so that the problem of penetrating filling mass through the holes, the openings, is avoided.

Ett syfte med föreliggande uppfinning är därför att åstadkomma en anordning för detektering av förekomst av en kavitet i ett borrhål löser problemen med inträngande fyllmassa i mätkanalen.An object of the present invention is therefore to provide a device for detecting the presence of a cavity in a borehole solves the problems of penetrating filling mass in the measuring channel.

Detta syfte med uppfinningen löses genom en anordning enligt kravet 1. Övriga särdrag och fördelar med uppfinningen framgår av underkraven.This object of the invention is solved by a device according to claim 1. Other features and advantages of the invention appear from the subclaims.

Fördelar och positiva effekter med uppfinningen kommer att beskrivas här nedan utifrån utföringsexempel av uppfinningen och med hänvisning till figurerna som visar: Fig.1a visar schematiskt en anordning enligt uppfinningen i ett tillstànd där ingen tillförsel av trycksatt medium sker; Fig. 1b visar anordningen enligt Fig. 1a i ett tillstånd av tillförsel av trycksatt medium.Advantages and positive effects of the invention will be described below on the basis of exemplary embodiments of the invention and with reference to the figures which show: Fig. 1a schematically shows a device according to the invention in a state where no supply of pressurized medium takes place; Fig. 1b shows the device according to Fig. 1a in a state of supply of pressurized medium.

Fig. 1a visar schematiskt en anordning 1 enligt uppfinningen. Anordningen är avsedd att användas för detektering av förekomst av en kavitet 2 i ett borrhål 3 som gjort i en bergstruktur 4 i samband med tunnelbyggnad, gruvdrift, ortdrivning och liknande enligt den metod som visas i SE 533769. Borrhålet 3 är avsett för upptagande av ett förstärkningsorgan, en bergbult 5.Fig. 1a schematically shows a device 1 according to the invention. The device is intended to be used for detecting the presence of a cavity 2 in a borehole 3 made in a rock structure 4 in connection with tunnel construction, mining, local excavation and the like according to the method shown in SE 533769. The borehole 3 is intended for receiving a reinforcing means, a rock bolt 5.

Förstärkningsorganet, bergbuiten 5 innefattar ett separat mätrör 6. Mätröret har en kanal 7 som är avsedd att föra in ett trycksatt medium 8 i ett borrhål som är fyllt eller delvis fyllt av härdande gjutmassa 16. Mätröret 6 utgörs av ett tunt, ihàligt, i längsled genomgående 537 019 öppet rör utformat av exempelvis formstabil flexibel plast eller formstabilt flexibelt gummi med en viss elasticitet. Med formstabilt menas att det flexibla materialet har förmåga att väsentligen återta sin ursprungliga form efter att kraftpåverkan på materialet upphört.The reinforcing member, the rock outer 5, comprises a separate measuring tube 6. The measuring tube has a channel 7 which is intended to introduce a pressurized medium 8 into a borehole which is filled or partially filled with hardening casting mass 16. The measuring tube 6 consists of a thin, hollow, longitudinal continuous 537 019 open tube formed of, for example, dimensionally stable flexible plastic or dimensionally stable flexible rubber with a certain elasticity. By dimensionally stable is meant that the flexible material has the ability to substantially regain its original shape after the force effect on the material has ceased.

Exempelvis kan mätröret vara gjort av polyamid eller polyuretan eller en kombination därav. Sådana material är särskilt lämpligt för detta ändamål, men är inte begränsande för uppfinningen. Den formstabíla aspekten avser den transversella stabiliteten, när mätröret böjs eller påverkas i transversell riktning återtas den ursprungliga formen efteråt.For example, the measuring tube may be made of polyamide or polyurethane or a combination thereof. Such materials are particularly suitable for this purpose, but are not limiting of the invention. The dimensionally stable aspect refers to the transverse stability, when the measuring tube is bent or actuated in the transverse direction, the original shape is regained afterwards.

Mätröret har en rörvägg 9 vars tjocklek väljs så att yttre belastning av härdande gjutmassa 16 och liknande inte påverkar kanalens 7 funktion.The measuring tube has a tube wall 9 whose thickness is chosen so that external load of hardening casting compound 16 and the like does not affect the function of the channel 7.

Mätröret 6 med kanalen 7 är försedd med en kanalöppning i minst en rörände, där kanalöppningen vid bergstrukturens yta är avsett att föra in ett medium i borrhålet.The measuring pipe 6 with the channel 7 is provided with a channel opening in at least one pipe end, where the channel opening at the surface of the rock structure is intended to introduce a medium into the borehole.

Rörets diameter är väsentligt mindre än förstärkningsorganets, bergbultens diameter, men har väsentligen samma längd eller är längre än bergbulten. Rörets längd överstiger därmed borrhålets djup.The diameter of the pipe is substantially smaller than the diameter of the reinforcing member, the rock bolt, but has substantially the same length or is longer than the rock bolt. The length of the pipe thus exceeds the depth of the borehole.

Mätrörets har en innerände 10 som är närliggande bergbultens bottenände 11 och borrhålets botten 12, och en kontaktände ( ej visad) som sträcker sig ut från borrhålet.The measuring tube has an inner end 10 which is adjacent the bottom end 11 of the rock bolt and the bottom 12 of the borehole, and a contact end (not shown) which extends from the borehole.

Mätröret är fäst vid förstärkningsorganet med en eller flera fästanordningar 13.The measuring tube is attached to the reinforcing member with one or more fastening devices 13.

Fästanordningarna 13 är exempelvis punktvis regelbundet fördelade utmed längden hos bergbulten och röret. Fästanordningen består exempelvis av en buntband, tejp, ståltråd eller liknande.The fastening devices 13 are, for example, pointwise regularly distributed along the length of the rock bolt and the pipe. The fastening device consists, for example, of a cable tie, tape, steel wire or the like.

Mätröret 6 med kanalen 7 kan fästas vid bergbulten 5 vid framställningen av bulten, i synnerhet om förstärkningsorganet är en fristående bergbult, exempelvis en kirunabult.The measuring tube 6 with the channel 7 can be attached to the rock bolt 5 in the manufacture of the bolt, in particular if the reinforcing member is a free-standing rock bolt, for example a kiruna bolt.

Om förstärkningsorganet 5 är en tvinnad bult anpassas bultens längd strax innan bergförstärkningen genomförs. Bulten är utförd i metall, exempelvis stål. Mätröret 6 med kanalen fästs då vid bergbulten just innan bergbulten med mätröret införs i, trycks upp i, det av härdande gjutmassa fyllda borrhälet . Efter förankringen är mätrörets kontaktända tillgänglig för anslutning till en mätutrustning (ej visad) för tillförsel och detektering av förekomsten av en kavitet utmed bergbulten, exempelvis en sådan utrustning som visas i SE 533769.If the reinforcing member 5 is a twisted bolt, the length of the bolt is adjusted just before the rock reinforcement is carried out. The bolt is made of metal, for example steel. The measuring tube 6 with the channel is then attached to the rock bolt just before the rock bolt with the measuring tube is inserted into, pressed up into, the borehole filled with hardening casting compound. After the anchoring, the contact end of the measuring tube is available for connection to a measuring equipment (not shown) for supplying and detecting the presence of a cavity along the rock bolt, for example such equipment as is shown in SE 533769.

Mätröret 6 med kanalen 7 är försedd med minst ett organ 14 för tillförande av ett mätmedium 8 till borrhålet 3, där organet 14 har en ventilfunktion som aktiveras genom trycksättning. 537 019 Organet 14 är utformat som en genom rörväggen 9 genomgående skära, ett snitt, genom kanalens sidoyta. Organet 14, snittet, har två mot varandra anliggande snittytor15a,15b. I opàverkat tillstånd anligger snittytorna 15a, 15b mot varandra och försluter snittet. Inget material har borttagits från röret i snittytorna. Mätröret består av ett plastmaterial av ett formstabilt slag, detta har effekten att organet, snittet, fungerar som en ventil. Organet 14 är p så sätt anordnat att öppnas vid trycksättning av kanalens 7 insida.The measuring tube 6 with the channel 7 is provided with at least one means 14 for supplying a measuring medium 8 to the borehole 3, where the means 14 has a valve function which is activated by pressurization. The member 14 is designed as a cut through the pipe wall 9, a section through the side surface of the channel. The member 14, the section, has two abutting section surfaces 15a, 15b. In the unaffected state, the cut surfaces 15a, 15b abut each other and close the cut. No material has been removed from the pipe in the cut surfaces. The measuring tube consists of a plastic material of a dimensionally stable kind, this has the effect that the body, the cut, functions as a valve. The member 14 is arranged to be opened when the inside of the channel 7 is pressurized.

När mätröret 6 med kanalen 7 tillförs ett trycksatt medium 8 öppnas organet 14, snittet, och snittytorna 15a, 15b trycks isär så att en öppning, en passage, uppstår mellan snittytorna, vilket visas i Fig. 1b. Dä det trycksatta mediet tillförs förbinds kanalen med rörväggutsidan. Om det föreligger en kavitet på mätrörets utsida tränger det trycksatta mediet 8 ut, och resulterar i en mätbar tryckförändring som indikerar förekomsten av kaviteten, ett hålrum utmed bergbulten 5.When the measuring tube 6 with the channel 7 is supplied to a pressurized medium 8, the member 14, the section, is opened and the section surfaces 15a, 15b are pushed apart so that an opening, a passage, arises between the section surfaces, as shown in Fig. 1b. When the pressurized medium is supplied, the duct is connected to the outside of the pipe wall. If there is a cavity on the outside of the measuring tube, the pressurized medium 8 pushes out, and results in a measurable pressure change which indicates the presence of the cavity, a cavity along the rock bolt 5.

En fördel med att snittytorna 15a, 15b pressas isär är att om det finns en tunn hinna av stelnad gjutmassa utanpå mätröret 6 så kan den hinnan spräckas av trycket i det tillförda mätmediet 8. Kraften som påverkar snittet motsvarar trycket multiplicerat med arean hos passagen. Snittet har en avsevärt större passagearea än exempelvis de hål eller perforeringar som föreslagits tidigare. Därför är kraften och därmed den ”spräckande” förmågan större _ När kanalen 7 inte tillförs ett trycksatt medium behålls organet 14, snittet, förslutet. Organet är därmed anordnat att vara förslutet i ett tillstånd då trycksatt mätmediurn inte tillförs. Detta har effekten att ohärdat gjutmaterial väsentligen helt hindras från att tränga in igenom organet och täppa till kanalen 7. Till skillnad från tidigare föreslagna lösningar behöver man inte täcka över öppningen med något hölje, vilket sparar mycket tid och blir avsevärt mer kostnadseffektivt.An advantage of the cutting surfaces 15a, 15b being pressed apart is that if there is a thin film of solidified casting mass on the outside of the measuring tube 6, the membrane can be cracked by the pressure in the supplied measuring medium 8. The cut has a considerably larger passage area than, for example, the holes or perforations previously proposed. Therefore, the force and thus the "cracking" ability is greater. When the channel 7 is not supplied with a pressurized medium, the member 14, the cut, is kept closed. The means is thus arranged to be closed in a state when pressurized measuring medium is not supplied. This has the effect that uncured casting material is essentially completely prevented from penetrating through the member and clogging the channel 7. Unlike previously proposed solutions, it is not necessary to cover the opening with a casing, which saves a lot of time and becomes considerably more cost-effective.

Organet 14 har på så sätt en ventilfunktion som dessutom väsentligen endast medger mediumtransport i en riktning. Ventilfunktionen har därmed ett slags backventileffekt som medger att tillfört trycksatt mätmedium 8 kan transporteras ut från kanalen 7, men förhindrar att ohärdad gjutmassa tränger in i kanalen.The member 14 thus has a valve function which, in addition, essentially only allows medium transport in one direction. The valve function thus has a kind of non-return valve effect which allows added pressurized measuring medium 8 to be transported out of the channel 7, but prevents uncured casting mass from penetrating into the channel.

Genom att välja material och anpassa antalet organ 14 och längden på snitten erhålls att organet endast öppnas när trycket i det tlllförda tryckmediet 8 övergår ett visst gränsvärde. På så sätt erhålls även en styrmöjlighet av organet. 537 019 Företrädesvis är mätröret försett med fiera organ 14, snâtt, fördeiade iängs heia sin âängd och ørnkrets. Särskiit i området nära inneränden, är mätröret försett med fiera organ utmed sin längd, eftersom det i den inre änden, invid borrhàlets botten är vaniigare att kaviteter uppträder.By selecting material and adjusting the number of members 14 and the length of the cuts, it is obtained that the member is only opened when the pressure in the supplied pressure medium 8 exceeds a certain limit value. In this way, a control option is also obtained from the body. 537 019 Preferably, the measuring tube is provided with several members 14, obliquely distributed all over the meadow and its eagle circle. Especially in the area near the inner end, the measuring tube is provided with several members along its length, since in the inner end, near the bottom of the borehole, it is more common for cavities to appear.

Vid mätning ansíuts mätrörets kontaktände ti!! en mäiutrustning av det slag som beskrivs i SE533769 (visas ej i figur).When measuring, the contact end of the measuring tube is indicated !! an equipment of the type described in SE533769 (not shown in figure).

Claims

537,019 Patent claims

Device (1) for detecting the presence of a cavity (2) in a borehole (3) intended for receiving a reinforcing member comprising a measuring tube (6) characterized in that the measuring tube (6) comprises at least one means (14) for supply of a measuring medium (8) to the borehole (3), where the means (14) acts as a valve and has a valve function which is activated by pressurization.

Device according to claim 1, wherein the means (14) is arranged to be opened during pressurization by supplying measuring medium (8) to the measuring tube (6).

Device according to claim 1 or 2, wherein the means (14) is arranged to be closed when no pressurized measuring medium is supplied.

Device according to any one of claims 1-3, wherein the means (14) functions as a valve, the valve function being a non-return valve function, wherein the means (14) is opened when the pressurized measuring medium (8) is supplied and allows the pressurized measuring medium to be transported out through the open the means from a channel (7) arranged in the measuring tube (6), and that the means is closed when pressurized measuring medium is not supplied, whereby casting mass is prevented from penetrating into the channel (7).

Device according to one of Claims 1 to 4, in which the means (14) are opened only when the pressure in the measuring medium (8) exceeds a certain limit value.

Device according to any one of claims 1-5, wherein the material in the measuring tube (6) comprises a plastic material which is dimensionally stable.

Device according to any one of claims 1-6, wherein the means comprises a section arranged through the pipe wall (9).

Device according to one of Claims 1 to 7, in which the measuring tube is provided with a large number of members (14) distributed along the entire length of the measuring tube (6).