FR2602000A1

FR2602000A1 - Borehole closure in underground mines for synthetic resin injection

Info

Publication number: FR2602000A1
Application number: FR8710299A
Authority: FR
Inventors: Otto-Ernst Glaesmann; Walter Marsch
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1986-07-26
Filing date: 1987-07-21
Publication date: 1988-01-29
Also published as: BE1000756A4; DE3625393C1

Abstract

The closure of a borehole in underground mines for the injection of a synthetic resin uses a filler tube which is pref. made of a strong yet easily cut material, i.e. plastic material. This tube supports a sealing element, pref. a hose made of elastically deformable material, held between two caps made of the same material.

Description

La présente invention concerne un dispositif de fermeture d'un trou de forage destiné à l'injection de fluides appropriés. en particulier pour la consolidation des roches. tels que par exemple une résine, qui est constitué essentiellement d'un tube de remplissage pourvu d'un clapet anti-retour monté à Sa pointe et formant un dispositif de sécurité à 0' égard d'un écoulement vers l'arrière, ainsi que d'un élément de retenue dispos sur le tube de remplissage, en nrrière du clapet anti-retour et d'un tronçon de tuyau flexible entourant le tobe de remplissage, monté à ses extrémités dans des douilles et intervenant en tant qu'élément d'étanchéi té. The present invention relates to a device for closing a borehole intended for injecting suitable fluids. especially for the consolidation of rocks. such as for example a resin, which essentially consists of a filling tube provided with a non-return valve mounted at its tip and forming a safety device with respect to a backward flow, as well as a retaining element arranged on the filling tube, at the back of the non-return valve and a section of flexible pipe surrounding the filling rod, mounted at its ends in sockets and acting as a sealing.

Le brevet Allemand 3 402 615 décrit d'une manière détaillée le dispositif de fermeture d'un trou de forage perdu dont il est présentement question. Un tel dispositif de fermeture d'un trou de forage est pourvu d'un élément de retenue en forme de col entourant le tube de remplissage. German patent 3,402,615 describes in detail the device for closing a lost borehole which is currently being discussed. Such a device for closing a borehole is provided with a neck-shaped retaining element surrounding the filling tube.

lequel n'est pas réqlahle et n'assure pas un blocage suffisant du dispositif de fermeture d'un trou de forage dans le trou de forage. L'élément d'étanchéité monté sur le tube de remplissage. en arrière de l'élément de retenue, est un tronçon de tuyau en matériau élastique qui est monté à ses deux extrémités sur des douilles métalliques pouvant être vissées sur le tube de remplissage.Par suite de l'appui du tronçon de tuyau formant élément d'étanchéité sur le filetage du tube de remplissage et l'engagement par les douilles métalliques il en résulte. lors du serrage du dispositif de fermeture d'un trou de forage c est--di re de l'élément d'étanchéité, par suite de la rotation nécessaire du tube de remplissage, une torsion en hélice du tronçon de tuyaux élastique si bien que l'on ne peut pas obtenir de cette façon une étanchéité suffisante
Au contraire la présente invention a pour but de fournir un dispositif de fermeture d'un trou de forage destiné è l'injection de fluides appropriés notamment pour la consolidation de roches, qui puisse être fabriqué d'une manière simple et peu coûteuse, qui est pourvu d'un élément de retenue assurant la force de retenue nécessaire et qui comporte un élément d'étanchéité assurant un étanchement sûr adapté eu rapport des pressions.which is not reqlahle and does not ensure sufficient blocking of the closing device of a borehole in the borehole. The sealing element mounted on the filling tube. behind the retaining element is a section of hose of elastic material which is mounted at its two ends on metal sockets which can be screwed onto the filling tube. As a result of the support of the section of pipe forming an element d tightness on the thread of the filling tube and engagement by the metal sockets it results. when tightening the closing device of a borehole c is - di re of the sealing element, due to the necessary rotation of the filling tube, a helical twist of the elastic pipe section so that you cannot get a sufficient seal in this way
On the contrary, the object of the present invention is to provide a device for closing a borehole intended for the injection of fluids suitable in particular for the consolidation of rocks, which can be manufactured in a simple and inexpensive manner, which is provided with a retaining element ensuring the necessary retaining force and which comprises a sealing element ensuring a suitable seal in relation to the pressures.

Ce bu t est atteint, suivant l'invention, du fa i t que les douilles recevant l'élément d'étanchéité sont fabriquées en un matériau déformable élsstiquement, la douille qui est située è l'opposé du fond du trou de forage, est monter coulissante sur le tube de remplissage au moyen d'un manchon interne et elle entoure l'élément d'étanchéité au moyen d'une jupe annulaire la douille fendue qui est tournée vers le fond du trou de forage, est vissée sur le tube de remplissage au moyen d'un taraudage et, an combinaison avec une douille an forme de coin. montée à coulissement sur le tube de remplissaqe et engagée partiellement sous l'élé- ment d'étanchéité elle présente des languettes expansibles s'étendant par dessus ]8 douille en forme de coin et de l'élément d'étanchéité, pour constituer l'élément de retenue. This bu t is reached, according to the invention, so that the sockets receiving the sealing element are made of an elastically deformable material, the socket which is located opposite the bottom of the borehole, is mounted sliding on the filling tube by means of an internal sleeve and surrounding the sealing element by means of an annular skirt, the split sleeve which is turned towards the bottom of the borehole, is screwed onto the filling tube by means of a female thread and in combination with a wedge-shaped socket. sliding mounted on the filling tube and partially engaged under the sealing element it has expandable tongues extending over it] 8 wedge-shaped bushing and sealing element, to constitute the retainer.

La réalisation en matière plastique en particulier de la douille éloigne du fond du trou de forage et recevant partiellement l'élément d'étanchéité permet, lors du serrage dans le trou de forage et du refoulement qui en résulte, en particulier par suite du quidege rectiligne du manchon interne, un appui complet de l'élément d'étanchéité sur la paroi du trou de forage. The realization in plastic material in particular of the bushing moves away from the bottom of the borehole and partially receiving the sealing element allows, during tightening in the borehole and the resulting discharge, in particular as a result of the rectilinear quidege of the internal sleeve, full support of the sealing element on the wall of the borehole.

La réalisation en un matériau élastique déformable < Je la douille qui est située du côté du fond du trou de forage, ainsi que ]'exécution de l'élément fendu entourant l'élément d'étanchéité permet d'éviter salement, en combinaison avec la douille en forme de coin, une torsion de l'élément d'étanchéité. En mm temps la forme d'exécution de cette douille représente une bonne solution pour son utilisation en tant qu'élément de retenue.Le diamètre qui est prévu, dans la zone conique évasée de la douille, plus grand que le diamètre d'un trou de forage. permet d'obtenir, déjà lors de l'introduction du dispositif de fermeture d'un trou de forage dans le trou de forage, un ancrage sûr contre la paroi du trou de forage si bien que, lors de la rotation du tube de remplissage et du serrage corrélatif de ]'élément de retenue, les saillies qui sont prévues sur les lanquettes, du côté opposé au sens de pénétration de l'élé- ment d'étanchéité dans la douille, servent d'éléments de retenue additionnels à action rapide.Le mode de réalisation de la douille en forme de coin qui est effilée dans les deux directions jusqu h ses extrémités, assure un engagement de cet le douille sous l'élément d'étanchéité et en même temps un passage des languettes de la douille par dessus l'élément d'étanché i té. The realization in a deformable elastic material <I the sleeve which is located on the side of the bottom of the borehole, as well as the execution of the split element surrounding the sealing element makes it possible to avoid dirtying, in combination with the wedge-shaped socket, a twist of the sealing element. In mm time the embodiment of this socket represents a good solution for its use as a retaining element. The diameter which is provided, in the flared conical zone of the socket, larger than the diameter of a hole drilling. makes it possible, already during the introduction of the device for closing a borehole into the borehole, to secure anchoring against the wall of the borehole so that, during the rotation of the filling tube and the corresponding tightening of the retaining element, the projections which are provided on the tabs, on the side opposite to the direction of penetration of the sealing element in the sleeve, serve as additional fast-acting retaining elements. The embodiment of the wedge-shaped sleeve which is tapered in both directions to its ends, ensures engagement of this sleeve under the sealing element and at the same time a passage of the tabs of the sleeve over the sealed element.

Un avantage particulier procuré par l'invention est que le tube de remplissage est réalisé en un matériau solide et résistant,pouvant toutefois être coupé, par exemple en matière plastique. Les tubes de remplissage qui ont été utilisés jusqu'à présent et qui sont pourvus d'un filetage sur leurs faces extérieures, sont fabriqués en acier et ils entraînent de grandes difficultés, en particulier dans le charhon, lors du passage des machines d'abattage. Aussi est-il particulièrement avantageux que les tubes de remplissage qui demeurent dans les trous de forage, soient fabri- qués en un matériau pouvant être coup, cor ceci permet d'éviter que des dommages indésirables ne soit causés aux machines d'abattages. A particular advantage provided by the invention is that the filling tube is made of a solid and resistant material, which can however be cut, for example plastic. The filling tubes which have been used until now and which are provided with a thread on their external faces, are made of steel and they cause great difficulties, in particular in the charhon, during the passage of the slaughtering machines. . It is therefore particularly advantageous that the filling tubes which remain in the boreholes are made of a material which can be cut, so that this avoids undesirable damage being caused to the slaughtering machines.

On décrira ci-après,à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention,en référence au dessin annexé sur lequel
La figure 1 est une vue moitié en élévation moitié en coupe axiale d'une forme d'exécution d'un dispositif de fermeture d'un trou de forage tubulaire du type perdu.An embodiment of the present invention will be described below, by way of non-limiting example, with reference to the attached drawing in which
Figure 1 is a half elevational view in axial section half of an embodiment of a closure device of a tubular borehole of the lost type.

La figure 2 est une vue an coupe transversale faite suivant la ligne A-A de la figure 1. Figure 2 is a cross-sectional view taken along line A-A of Figure 1.

Si on se réfère à la figure 1, on voit que cette figure représente un dispositif de fermeture d'un trou de forage qui comporte essentiellement un tube de remplissage 1 qui est pourvu, sur sa surface externe, d'un filetage 36 s'étendant d'un raccord 17, solidaire du tube de remplissage ], jusqu' la pointe 5. Le tube de remplissage 1 est conformé de manière à pouvoir être prolongé à volonté, d'une ma nière non représentée sur le dessin, par l'intermédiaire de raccords de liaison 17 et de tronçon correspondant du tube de remplissage. Un élément d'étanchéité 2 est limité par deux douilles élastiques déformables 3 et 4.La douille 3 est pourvue d'un manchon interne 8 appliqué sur le filetage 16 du tube de remplissage 1 et pouvant coulisser sur celuici. La douille 3 entoure l'élément d'étanchéité 2 au moyen d'une jupe annulaire 9. A l'autre extrémité du dispositif de fermeture d'juin trou de forage qui est dirigée vers le fond du trou, un élément de retenue est porté par la douille 4.Cependant une douille 14 formant coin est montée coulissante sur le tube remplissage J, entre la douille 4 et l'élément d'étanchéité 2, cette douille 34 mitant effilée en forme de coin dans les deux directions en s'engageant en dessous de l'élément d'étanchéité 2 par l'une de ses extrémités et en faisant saillie dans la -douille 4 par son autre extrémité. La douille 4 est légèrement conique et la paroi de cette douille est subdivisée, par des fentes longitudinales 11, en un certain nombre de languettes 12. Ces languettes 12 sont pourvues, du côté opposé è la directinn de péné tration de l'élément d'étanchéité dans la douille 4, de saillies 13 formant des éléments de retenue. Le manchon interne R de la douille 3, pouvant coulisser sur le tube de remplissage 1, et le mode de réalisation en forme de coin, des deux côtés, de la douille 34 pouvant également coulisser sur le tube de remplissage 1 assurent, lors du serrage du dispositif de fermeture d'un trou de forage, un refoulement correct de l'élément d'étanchéité 2 et évitent une transmission do mouvement de rotation à l'élément d'étanchéité. Referring to FIG. 1, it can be seen that this figure represents a device for closing a borehole which essentially comprises a filling tube 1 which is provided, on its external surface, with a thread 36 extending a connector 17, integral with the filling tube], up to the tip 5. The filling tube 1 is shaped so that it can be extended at will, in a manner not shown in the drawing, by means of connection fittings 17 and corresponding section of the filling tube. A sealing element 2 is limited by two deformable elastic sockets 3 and 4. The socket 3 is provided with an internal sleeve 8 applied to the thread 16 of the filling tube 1 and capable of sliding thereon. The sleeve 3 surrounds the sealing element 2 by means of an annular skirt 9. At the other end of the device for closing a borehole which is directed towards the bottom of the hole, a retaining element is carried by the sleeve 4.However a sleeve 14 forming a wedge is slidably mounted on the filling tube J, between the sleeve 4 and the sealing element 2, this sleeve 34 mitant tapered in the form of a wedge in both directions by engaging below the sealing element 2 by one of its ends and projecting into the sleeve 4 by its other end. The sleeve 4 is slightly conical and the wall of this sleeve is subdivided, by longitudinal slots 11, into a certain number of tongues 12. These tongues 12 are provided, on the side opposite the directinn of penetration of the element of sealing in the socket 4, of projections 13 forming retaining elements. The inner sleeve R of the sleeve 3, which can slide on the filling tube 1, and the embodiment in the form of a wedge, on both sides, of the sleeve 34 which can also slide on the filling tube 1 ensure, during tightening of the device for closing a borehole, correct delivery of the sealing element 2 and avoid transmission of rotational movement to the sealing element.

Claims

3 - Device for closing a borehole intended for the injection of suitable fluids, in particular for the consolidation of rocks, such as for example a resin, which essentially consists of a polishing tube provided with a non-return valve mounted at its point and forming a safety device with regard to a backward flow, as well as a retaining element disposed on the filling tube, at the rear non-return valve and dhin section of flexible pipe surrounding the filling tube, mounted at its ends in sockets and acting as a sealing element, characterized in that the sockets (3,4) receiving the element sealing elements (2) are made of an elastically deformable material, the sleeve (3) which is located opposite the bottom of the borehole, is slidably mounted on the filling tube (1) by means of a sleeve internal (8) and it surrounds the sealing element (2) by means of an annular skirt (9), the d slotted plug (4) which faces the bottom of the borehole, is screwed onto the filling tube (1) by means of a thread (10) and, in combination with a wedge-shaped bushing (14) mounted sliding on the filling tube (1) and partially engaged under the sealing element (2), it has expandable tongues (12), extending over the wedge-shaped bushing (14) and l 'sealing element (2), to constitute the retaining element (15).

2.- device for closing a borehole according to claim 1 characterized in that the sleeve (4) provided with slots (13) is made so as to have a slightly conical shape and it has, at its end, a diameter larger than that of the borehole (7).

3 .. device for closing a borehole according to any one of the preceding claims, characterized in that the tongues (12) of the sleeve (4) which are separated by the slots (13) are provided on the side opposite to the direction of engagement of the sealing element (2) in the sleeve (4), projections (13) constituting retaining elements.

4. A device for closing a borehole according to any of the preceding claims, characterized in that the wedge-shaped sleeve (14) has a wedge-shaped tapered surface in the two directions.

5.- device for closing a borehole siiivant] 'any one of the preceding claims characterized in that the filling tube (1) is made of a solid and resistant material, which can however be cut, for example in material plastic.