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DE3625393C1 - Hole plug - Google Patents

Hole plug

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Publication number
DE3625393C1
DE3625393C1 DE19863625393 DE3625393A DE3625393C1 DE 3625393 C1 DE3625393 C1 DE 3625393C1 DE 19863625393 DE19863625393 DE 19863625393 DE 3625393 A DE3625393 A DE 3625393A DE 3625393 C1 DE3625393 C1 DE 3625393C1
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DE
Germany
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sealing element
sleeve
filling tube
borehole
designed
Prior art date
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DE19863625393
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German (de)
Inventor
Otto-Ernst Dipl-Ing Glaesmann
Walter Dipl-Ing Marsch
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Bergwerksverband GmbH
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Bergwerksverband GmbH
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    • 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
    • E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/12—Packers; Plugs
    • E21B33/128—Packers; Plugs with a member expanded radially by axial pressure

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mining & Mineral Resources (AREA)
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  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Piles And Underground Anchors (AREA)
  • Pipe Accessories (AREA)
  • Catching Or Destruction (AREA)

Abstract

Hole plugs for the injection of, in particular, media suitable for rock grouting, such as, for example, synthetic resin, consist essentially of a filling tube with a non-return valve arranged at the tip and designed as an anti-backflow safeguard, of a holding element arranged behind the non-return valve on the filling tube, and of a hose portion of flexible material surrounding the filling tube, supported at the ends in sleeves and designed as a sealing element. To avoid twisting of the flexible hose portion designed as the sealing element and to guarantee reliable sealing, the sleeves (3, 4) accommodating the sealing element (2) are produced from an elastically deformable material, the sleeve (3) remote from the bottom of the drilled hole being provided with an inner tube (8) which allows it to be displaced on the filling tube (1) and surrounding the sealing element (2) with a ring-like portion (9), and the split sleeve (4) facing the bottom of the hole being provided with an internal thread (10) which allows it to be screwed onto the filling tube (1) and, in conjunction with a wedge sleeve (14), which can be pushed onto the filling tube (1) and reaches at least partially under the sealing element (2), and with expandable wings (12) which overlap the wedge sleeve (14) and the sealing element (2), is designed as a retaining element (15). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Bohrlochverschluß zum Injizieren von insbesondere zur Gebirgsverfestigung geeigneten Medien wie beispielsweise Kunstharz, der im wesentlichen aus einem Füllrohr mit einem an der Spitze angeordneten, als Rückflußsicherung ausgebildeten Rückschlagventil und einem hinter dem Rückschlagventil auf dem Füllrohr angeordneten Halteelement sowie aus einem das Füllrohr umgebenden, an den Enden in Hülsen gelagerten und als Dichtelement ausgebildeten Schlauch­ abschnitt aus elastischem Material besteht.The invention relates to a borehole closure Injecting especially for rock solidification suitable media such as synthetic resin, the essentially consisting of a filling pipe with one on the Point arranged, designed as a backflow protection Check valve and one behind the check valve on the filling tube arranged holding element and from one around the filling tube, at the ends in sleeves stored and designed as a sealing element hose section made of elastic material.

In dem deutschen Patent 34 02 615 ist der gattungsgemäße, verlorene Bohrlochverschluß im Detail beschrieben. Ein derartiger Bohrlochverschluß ist mit einem das Füllrohr kragenartig umgebenden Halteelement versehen, welches nicht verstellbar ist und keine ausreichende Arretierung des Bohrlochverschlusses im Bohrloch gewähr­ leistet. Das dem Halteelement auf dem Füllrohr nachge­ schaltete Dichtelement ist ein Schlauchabschnitt aus elastischem Material, das an beiden Enden in auf das Füllrohr aufschraubbaren Metallhülsen gelagert ist. Durch die Anlage des als Dichtelement ausgebildeten Schlauchabschnittes auf dem Gewinde des Füllrohres und die Einfassung durch die Metallhülsen ergibt beim Verspannen des Bohrlochverschlusses bzw. des Dichtelemen­ tes durch die erforderliche Drehung des Füllrohres eine spiralartig auftretende Verdrillung des elastischen Schlauchabschnittes, so daß auf diese Weise keine ausrei­ chende Dichtung erzielbar ist.In the German patent 34 02 615 the generic, lost hole closure described in detail. Such a borehole closure is the one Filler tube surrounding collar-like holding element, which is not adjustable and not sufficient Ensure that the borehole closure is locked in the borehole accomplishes. The nachge the holding element on the filling tube switched sealing element is a hose section elastic material that at both ends in on the Filling tube screw-on metal sleeves is stored. By creating the sealing element Hose section on the thread of the filling pipe and the border through the metal sleeves results in  Bracing the borehole closure or the sealing element tes by the required rotation of the filling tube spiral twisting of the elastic Hose section, so that in this way none appropriate seal can be achieved.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Bohrlochverschluß zum Injizieren von insbesondere zur Gebirgsverfestigung geeigneten Medien zu schaffen, der einfach und kostengünstig herstellbar ist, der mit einem die erforderliche Haltekraft aufbringenden Halte­ element versehen ist und ein den Druckverhältnissen angepaßtes, eine sichere Abdichtung gewährleistendes Dichtelement aufweist.In contrast, the invention is based on the object a borehole plug for injecting in particular to create media suitable for rock solidification, that is easy and inexpensive to manufacture, that with a holding the required holding force element is provided and the pressure conditions adapted, ensuring a secure seal Has sealing element.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die das Dichtelement aufnehmenden Hülsen aus einem elastisch verformbaren Material hergestellt sind, wobei die dem Bohrlochtiefsten abgewandte Hülse auf dem Füllrohr verschiebbar mit einem Innenrohr versehen das Dichtelement mit einem ringartigen Abschnitt umgreift und die dem Bohrlochtiefsten zugewandte, geschlitzte Hülse auf das Füllrohr aufschraubbar mit einem Innengewinde versehen und in Verbindung mit einer auf das Füllrohr aufschieb­ baren, das Dichtelement teilweise untergreifenden Keil­ hülse sowie die Keilhülse und das Dichtelement übergrei­ fenden, spreizbaren Flügeln als Halteelement ausgebildet ist.This object is achieved in that the sleeves receiving the sealing element from a are made of elastically deformable material, wherein the sleeve on the filling pipe facing away from the borehole slidably provided with an inner tube the sealing element engages with a ring-like section and the Downhole facing, slotted sleeve on the Screw-on filling tube with an internal thread and in connection with one slides on the filling pipe baren, the sealing element partially under the wedge sleeve as well as the wedge sleeve and the sealing element fenden, expandable wings designed as a holding element is.

Die Ausbildung insbesondere der dem Bohrlochtiefsten abgewandten, das Dichtelement teilweise aufnehmenden Hülse aus Kunststoff erlaubt bei der Verspannung im Bohrloch und der damit auftretenden Stauchung insbeson­ dere durch die geradlinige Führung des Innenrohres ein vollständiges Anliegen des Dichtelementes an der Bohr­ lochwandung.The training in particular the deepest of the borehole facing away, partially receiving the sealing element Plastic sleeve allows for tensioning in the Borehole and the resulting upsetting in particular through the straight line of the inner tube  complete contact of the sealing element with the drill perforated wall.

Die Ausbildung der dem Bohrlochtiefsten zugewandten Hülse aus einem verformbaren elastischen Material sowie die Ausbildung des geschlitzten, das Dichtelement über­ greifenden Teiles vermeidet ebenfalls in Verbindung mit der Keilhülse ein Verdrillen des Dichtelementes. Gleichzeitig stellt die Ausbildung dieser Hülse eine gute Lösung für die Verwendung als Halteelement dar. Der im konisch sich erweiternden Bereich der Hülse vor­ gesehene größere Durchmesser als der Durchmesser eines Bohrloches erlaubt bereits beim Einschieben des Bohrloch­ verschlusses in das Bohrloch ein sicheres Anhaften an der Bohrlochwandung, wobei beim Eindrehen des Füllrohres und dem damit verbundenen Verspannen des Halteelementes, die auf der der Eindrehrichtung des Dichtelementes in die Hülse abgewandten Seite auf den Flügeln vorgesehenen Erhöhungen als zusätzliche, schnellwirkende Halteelemente dienen. Die Ausführung der Keilhülse, die in beide Rich­ tungen zum Ende hin abgeflacht ausgebildet ist, gewähr­ leistet ein Untergreifen unter das Dichtelement und gleichzeitig ein Übergreifen der Flügel der Hülse über das Dichtelement.The formation of the deepest towards the borehole Sleeve made of a deformable elastic material as well the formation of the slotted, the sealing element over engaging part also avoids connection a twisting of the sealing element with the wedge sleeve. At the same time, the formation of this sleeve is a good solution for use as a holding element. That in front of the conically widening area of the sleeve seen larger diameter than the diameter of a Drill hole already allows when inserting the drill hole closes securely in the borehole the borehole wall, whereby when screwing in the filling pipe and the associated tensioning of the holding element, which on the the direction of rotation of the sealing element in the side facing away from the sleeve provided on the wings Elevations as additional, fast-acting holding elements serve. The execution of the wedge sleeve, which in both Rich is flattened towards the end, guarantee provides a grip under the sealing element and at the same time an overlap of the wings of the sleeve the sealing element.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß das Füllrohr aus einem festen und widerstandsfähigen, jedoch schneidbaren Material, beispielsweise Kunststoff besteht. Die bisher verwendeten Füllrohre, die auf der Außenseite mit einem Gewinde versehen sind, sind aus Stahl hergestellt und bereiten insbesondere in der Kohle beim Durchgang der Gewinnungsmaschinen große Schwierigkei­ ten. So ist es von besonderem Vorteil, wenn die in den Bohrlöchern verbleibenden Füllrohre aus einem schneidbaren Material hergestellt sind, wodurch unnötige Zerstörungen an den Gewinnungsmaschinen vermieden werden.A particular advantage of the invention is that that the filling tube is made of a solid and resistant however, cuttable material, such as plastic consists. The filling pipes used so far, which on the Outside are threaded Steel is manufactured and prepared especially in coal great difficulty in passing through the extraction machines So it is particularly advantageous if the in the Filling tubes remaining from a cuttable hole  Material are made, causing unnecessary destruction be avoided on the extraction machines.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeich­ nungen dargestellt und wird im folgenden näher erläuert. Es zeigtAn embodiment of the invention is in the drawing shown and is explained in more detail below. It shows

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines rohrförmigen verlorenen Bohrlochverschlusses in einer teil­ weise geschnittenen Seitenansicht und Fig. 1 shows an embodiment of a tubular lost hole closure in a partially sectioned side view and

Fig. 2 einen Schnitt nach den Linien A, B in Fig. 1. FIG. 2 shows a section along lines A, B in FIG. 1.

Wie aus der teilweisen Ansicht nach Fig. 1 zu entnehmen ist, besteht der Bohrlochverschluß im wesentlichen aus einem Füllrohr 1 das von der fest mit dem Füllrohr 1 verbundenen Muffe 17 bis zur Spitze 5 auf der Außensei­ te mit einem Gewinde 16 versehen ist. Wie nicht näher dargestellt, ist das Füllrohr 1 über Verbindungsmuffen 17 und entsprechende Füllrohrabschnitte beliebig verlän­ gerbar ausgebildet. Das Dichtelement 2 wird durch die beiden elastisch verformbaren Hülsen 3 und 4 begrenzt. Die Hülse 3 ist mit einem auf dem Gewinde 16 des Füll­ rohres 1 anliegenden und auf diesem verschiebbaren Innenrohr 8 versehen. Die Hülse 3 umgreift das Dichtele­ ment 2 mit einem ringartigen Abschnitt 9. Am anderen, zum Bohrlochtiefsten gerichteten Ende des Bohrlochver­ schlusses wird das Halteelement von der Hülse 4 aufge­ nommen. Zwischen Hülse 4 und Dichtelement 2 ist jedoch eine auf dem Füllrohr 1 verschiebbar ausgebildete Keilhül­ se 14 vorgesehen, die in beiden Richtungen keilartig abgeflacht ist und mit einem Ende das Dichtelement 2 untergreift und mit dem anderen Ende in die Hülse 4 hineinragt. Die Hülse 4 ist geringfügig konisch verlaufend ausgebildet, wobei die Hülsenwandung durch Längsschlitze 11 in einer Anzahl Flügel 12 unterteilt ist, wobei die Flügel 12 auf der der Eindrehrichtung des Dichtelementes 2 in die Hülse 4 abgewandten Seite mit als Halteelementen ausgebildeten Erhöhungen 13 verse­ hen sind. Das auf dem Füllrohr 1 verschiebbare Innenrohr 8 der Hülse 3 und die keilartige Ausbildung nach beiden Seiten der ebenfalls auf dem Füllrohr 1 verschiebbaren Keilhülse 14 gewährleisten bei der Verspannung des Bohr­ lochverschlusses ein einwandfreies Stauchen des Dichtele­ mentes 2 und vermeiden eine Übertragung der Drehbewegung auf das Dichtelement. As can be seen from the partial view of FIG. 1, the borehole closure consists essentially of a filling tube 1 which is provided with a thread 16 from the sleeve 17, which is firmly connected to the filling tube 1 , to the tip 5 on the outer side. As not shown in detail, the filler pipe 1 is formed by connecting sleeves 17 and corresponding filler pipe sections as desired. The sealing element 2 is limited by the two elastically deformable sleeves 3 and 4 . The sleeve 3 is provided with an on the thread 16 of the filling tube 1 and slidable on this inner tube 8 . The sleeve 3 encompasses the Dichtele element 2 with an annular portion 9th At the other, the deepest end of the Bohrlochver closure, the holding element is taken up by the sleeve 4 . Between sleeve 4 and sealing element 2 , however, a wedge sleeve 14 which is designed to be displaceable on the filling tube 1 is provided, which is flattened in a wedge-like manner in both directions and engages under the sealing element 2 at one end and projects into the sleeve 4 at the other end. The sleeve 4 is slightly tapered, the sleeve wall is divided by longitudinal slots 11 in a number of wings 12 , the wings 12 on the side facing away from the screwing of the sealing element 2 in the sleeve 4 are hen with increases designed as retaining elements 13 verses hen. The displaceable on the filling tube 1 inner tube 8 of the sleeve 3 and the wedge-like configuration on both sides of the wedge sleeve 14 which can also be displaced on the filling tube 1 ensure a perfect upsetting of the sealing element 2 during the tensioning of the drill hole closure and avoid transmission of the rotary movement to the sealing element .

  •  1  Füllrohr
     2  Dichtelement
     3  Hülse
     4  Hülse
     5  Spitze
     6  Ventil
     7  Bohrloch
     8  Innenrohr
     9  ringartiger Abschnitt
    10 Innengewinde
    11 Schlitze
    12 Flügel
    13 Erhöhungen
    14 Keilhülse
    15 Halteelement
    16 Gewinde des Füllrohres
    17 Muffe     1 filling tube
    2 sealing element
    3 sleeve
    4 sleeve
    5 tip
    6 valve
    7 borehole
    8 inner tube
    9 ring-like section
    10 internal threads
    11 slots
    12 wings
    13 increases
    14 wedge sleeve
    15 holding element
    16 threads of the filling pipe
    17 sleeve

Claims (5)

1. Bohrlochverschluß zum Injizieren von insbesondere zur Gebirgsverfestigung geeigneter Medien wie bei­ spielsweise Kunstharz, der im wesentlichen aus einem Füllrohr mit einem an der Spitze angeordneten, als Rückflußsicherung ausgebildeten Rückschlagventil und einem hinter dem Rückschlagventil auf dem Füllrohr angeordneten Halteelement sowie aus einem das Füllrohr umgebenden, an den Enden in Hülsen gelagerten und als Dichtelement ausgebildeten Schlauchabschnitt aus elastischem Material besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die das Dichtelement (2) aufnehmenden Hülsen (3, 4) aus einem elastisch verformbaren Material hergestellt sind, wobei die dem Bohrlochtiefsten abgewandte Hülse (3) auf dem Füllrohr (1) verschiebbar mit einem Innen­ rohr (8) versehen, das Dichtelement (2) mit einem ringartigen Abschnitt (9) umgreift und die dem Bohrloch­ tiefsten zugewandte, geschlitzte Hülse (4) auf das Füllrohr (1) aufschraubbar, mit einem Innengewinde (10) versehen und in Verbindung mit einer auf das Füllrohr (1) aufschiebbaren, das Dichtelement (2) teilweise untergreifenden Keilhülse (14) sowie die Keilhülse (14) und das Dichtelement (2) übergreifenden spreizbaren Flügeln (12) als Halteelement (15) ausge­ bildet ist.1. Borehole closure for injecting media particularly suitable for rock solidification, such as synthetic resin, which essentially consists of a filling pipe with a non-return valve arranged at the tip, designed as a non-return valve, and a holding element arranged behind the non-return valve on the filling pipe, as well as a surrounding of the filling pipe. at the ends of sleeves and formed as a sealing element, the hose section consists of elastic material, characterized in that the sleeves ( 3, 4 ) receiving the sealing element ( 2 ) are made of an elastically deformable material, the sleeve ( 3 ) which is the deepest away from the borehole. on the filling tube ( 1 ) slidably provided with an inner tube ( 8 ), the sealing element ( 2 ) with a ring-like section ( 9 ) and the deepest facing, slotted sleeve ( 4 ) screwed onto the filling tube ( 1 ), with provided with an internal thread ( 10 ) d in conjunction with a push-fit on the filler tube ( 1 ), the sealing element ( 2 ) partially engages under the wedge sleeve ( 14 ) and the wedge sleeve ( 14 ) and the sealing element ( 2 ) overlapping expandable wings ( 12 ) as a holding element ( 15 ) . 2. Bohrlochverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die mit Schlitzen (11) versehene Hülse (4) geringfügig konisch verlaufend ausgebildet ist und im Endbereich einen größeren Durchmesser als das Bohrloch (7) aufweist.2. Borehole closure according to claim 1, characterized in that the slots ( 11 ) provided sleeve ( 4 ) is slightly tapered and has a larger diameter in the end region than the borehole ( 7 ). 3. Bohrlochverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die durch Schlitze (11) getrennten Flügel (12) der Hülse (4), auf der der Eindrehrichtung des Dichtelementes (2) in die Hülse (4) abgewandten Seite mit als Halteelementen ausgebildeten Erhöhungen (13) versehen ist.3. Borehole closure according to claim 1, characterized in that the slots ( 11 ) separated wing ( 12 ) of the sleeve ( 4 ) on the direction of insertion of the sealing element ( 2 ) in the sleeve ( 4 ) facing away from formed as holding elements Elevations ( 13 ) is provided. 4. Bohrlochverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Keilhülse (14) auf der Oberfläche in beiden Richtungen keilartig abgeflacht ausgebildet ist.4. Borehole closure according to claim 1, characterized in that the wedge sleeve ( 14 ) is flattened on the surface in both directions. 5. Bohrlochverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Füllrohr (1) aus einem festen und wider­ standsfähigen, jedoch schneidbaren Material, beispiels­ weise Kunststoff, hergestellt ist.5. Borehole closure according to claim 1, characterized in that the filling pipe ( 1 ) is made of a solid and resistant but cut material, for example plastic.
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