DE1939989A1 - Piping for boreholes, which are used in particular to extract mine gas - Google Patents

Description

"Verrohrung für Bohrlöcher, die insbesondere der Grubengasabsaugung dienen" Die Erfindung betrifft eine Verrohrung für Bohrlöcher, die insbesondere der Grubengasabsaugung dienen, mit einer elastischen Dichtung, die an dem in das Bohrloch eingeführten Rohr befestigt ist."Piping for boreholes, especially for mine gas extraction "The invention relates to a casing for boreholes, in particular are used for mine gas extraction, with an elastic seal attached to the in the Well inserted pipe is attached.

Die Verrohrung muß gegen die Wandung des Bohrloches abgedichtet worden, damit beim Anliegen des zur Absaugung benötigten Unterdruckes keine Falschluft angesaugt wird, die die Absaugung beeinträchtigen und daß abgesaugte Gas in unerwünschtem Umfang verdünnen würde.The casing must be sealed against the wall of the borehole, so that no false air is sucked in when the negative pressure required for suction is applied will affect the suction and that sucked gas in undesirable Would thin out the scope.

Es ist bereits bekannt, elastische Dichtungen in Form von topfförmigen Manschetten oder Dichtungsringen aus elastomeren und gegebebebfalls geschäumten Werkstoffen für diesen Zweck zu verwenden. Der Außendurchmesser der Dichtung muß größer als der Innendurchmesser des Bohrloches sein, damit sich die Dichtung zwischen der eingebrachten Verrchrung und der Bohrlochinnenwand verspannen und Plustoleranzen, wie z.B. Ausbrüche, ausgleichen kann. Das führt allerdings zu erheblichen Beanspruchungen der Dichtungen beim Einbringen der Verrohrung, weil die Bohrlochwandungen verhältnismäßig rauh sind und die Dichtung mit ihrer Vorspannung einen entsprechend hohen Reibungswiderstand erzeugt.It is already known, elastic seals in the form of cup-shaped Sleeves or sealing rings made of elastomeric and, if necessary, foamed To use materials for this purpose. The outside diameter of the seal must be be larger than the inner diameter of the borehole so that the seal is between the introduced Verrchrung and the inner wall of the borehole brace and can compensate for plus tolerances such as breakouts. However, that leads to Considerable stresses on the seals when the piping is installed, because the borehole walls are relatively rough and the seal with its bias generates a correspondingly high frictional resistance.

Dadurch entsteht der Nachteil, daß die Dichtungen häufig bereits beim Einbringen der Verrohrung so weit verschlissen sind, daß sie nach dem Einbringen der Verrohrung nicht mehr die für die Abdichtung erforderliche Vorspannung aufbringen.This has the disadvantage that the seals are often already at Insertion of the piping are so worn that they are worn after the installation the piping no longer applies the pretension required for sealing.

Die so ganz oder teilweise nicht zustandekommende Abdichtung der Verrohrung führt su entsprechenden Nachteilen bei der Gasabsangung.The complete or partial failure of the piping to be sealed su leads to corresponding disadvantages in gas extraction.

Bekannt ist ferner der Versuch, eine Blähdichtung in Form einer dehnungsfähigen Gummi- oder Kunststoffmanschette einzusetzen, die an ihren Enden an die Verrohrung geschnallt ist und die durch eine separate Leitung, die durch die Verrohrung in Hohe der Dichtung von innen durch die Wandung geführt ist, aufgepumpt wird. Hierfür ist eine komplizierte abdichtung an der Durchführungsstelle der Wandung der Verrohrung erforderlich, damit die für das Aufblähen der Dichtung notwendige Preßluft nicht in das abgesaugte Gas gelangt. Der Blähdichtungsdruck muß über ein kompliziertes System der Überwachung konstant gehalten werden, was leicht ru Störungen führen kann, denn im rauhen Grubenbetrieb können Armaturen schnell verschmntzen und versagen.Also known is the attempt to create an expandable seal in the form of an expandable one Use rubber or plastic sleeves attached to the piping at their ends is strapped and fed by a separate conduit running through the tubing in Height of the seal is passed from the inside through the wall, is inflated. Therefor is a complicated seal at the point where the piping wall passes through required so that the compressed air required for inflating the seal is not gets into the extracted gas. The bloat pressure must be about a complicated one System of monitoring can be kept constant, which can easily lead to ru faults can, because in rough mining operations, fittings can quickly become blurred and fail.

Außerdem ist es bekannt, den bei eingebrachter Verrohrung im Bohrloch entstehenden Ringraum zwischen Verrohrung und Bohrlochstößen mit einer Dichtungsmasse auszufüllen, beispielsweise mit einer Zoientbrtlhe zuzuschlämmen. Bein Einschlämmen von Zementbrühe in den abzudichtenden Ringraum entsteht jedoch der Nachteil verhältnismäßig hoher Arbeits-und Materialkosten. Außerdem hat eine solche Abdichtung eine verhältnismäßig geringe Lebensdauer, weil sie unter dem Einfluß von Gebirgsbewegungen bricht, bröckelig und rissig wird und dann eine zuverlässige Abdichtung nicht mehr gewährleistet.It is also known that when the casing is installed in the borehole resulting annulus between casing and borehole joints with a sealing compound to be filled in, for example, to be slurried with a zipper. Leg sludging of cement slurry into the annulus to be sealed however, the Disadvantage of relatively high labor and material costs. Also has such Sealing a relatively short service life because it is under the influence from mountain movements breaks, becomes crumbly and cracked and then a reliable one Sealing no longer guaranteed.

Die Erfindung schafft eine Verrohrung, die ihre Abdichtung an dem in das Bohrloch einzuführenden Rohr trägt, die aber gegen Verschleiß beim Einbringen der Verrohrung in das Bohrloch gesichert ist.The invention provides a casing that can be sealed to the carries pipe to be introduced into the borehole, but against wear during introduction the casing is secured in the wellbore.

Gemäß der Erfindung wird su diesem Zweck vorgeschlagen, daß die elastische Dichtung eine zylindrische Manschette ist, die mit einer mantelförmigen Hülle auf einen dem Bohrlochdurchmesser unterschreitenden Durchmesser zusammengepreßt ist und daß zum Abziehen der Hülle von der Manschette an dieser ein aus dem Bohrloch herausgeführtes Zugmittel angebracht ist.According to the invention it is proposed su this purpose that the elastic Seal is a cylindrical sleeve that is covered with a jacket-shaped cover is compressed a diameter which is less than the borehole diameter and that for pulling the casing from the sleeve on this one from the borehole brought out traction means is attached.

Diese Verrohrung wird mit der an ihr befestigten Manschette und der zweckmäßig erst unmittelbar vor dem Einbringen in das Bohrloch über diese gezogene Hülle in das Bohrloch eingefahrt.This piping is with the cuff attached to it and the expediently drawn over this immediately before being introduced into the borehole Envelope retracted into the borehole.

Beim Einschieben der Verrohrung in das Bohrloch treten keine nennenswerten Widerstände auf, weil die manschette bzw. die Hülle nicht den Bohrlochstößen anliegt. Sobald die Verrohrung ihre richtige Stellung einnimmt, wird.die Hülle abgezogen, wodurch die Manschette infolge der Elastizität ihres Werkstoffes sich ausdehnt und den Bohrlochstößen anlegt. Die Hülle läßt sich mehrfach verwenden.When the casing is pushed into the borehole, nothing worth mentioning occurs Resistances arise because the sleeve or the casing does not lie against the borehole joints. As soon as the piping is in its correct position, the casing is pulled off, whereby the cuff expands due to the elasticity of its material and the borehole joints. The cover can be used multiple times.

Der hierdurch erzielbare technische Vorteil besteht darin, daß das Anlegen der Manschette an die Bohrlochstöße und damit der Eintritt der Abdichtung der Verrohrung gegenüber dem Bohrloch erat erfolgt, wenn keine Relativbewegungen zwischen der Verrohrung bzw. der Manschette und den Bohrlochstößen mehr auftreten. Infolgedessen wird der Verschleiß beseitigt, der bisher beim Einbringen der Verrohrung an der Dichtung auftrat. Deshalb läßt sich auch ein verhältnismäßig hoher Andruck der Dichtmanschette an den Bohrlochstößen erzielen, weil es keine großen Schwierigkeiten macht, das Material der Manschette entsprechend stark vor dem Einbringen der Verrohrung zu komprimieren.The technical advantage that can be achieved in this way is that the Applying the sleeve to the borehole joints and thus the entry of the seal the casing relative to the borehole is erat if there are no relative movements occur more between the casing or the sleeve and the borehole joints. As a result, the wear is eliminated, the one so far when bringing in the piping occurred on the seal. Therefore, a proportionate achieve high pressure of the sealing sleeve on the borehole joints because there is no makes great difficulty, the material of the cuff accordingly strong to compress the piping in place.

Die Verrohrungen bestanden bisher im allgemeinen aus einzelnen Schüssen von z.B. 1,5 m Länge in Form von Eisenrohren. Diese sind natürlich hinreichend schiebesteif. Besondere Schwierigkeiten bereiten aber Verrohrungen n halbsteifen Schläuchen oder flexiblen Rohren z.B. aus Kunststoff. Diese haben den Vorteil, über die ganze Länge einheitlich, also dicht zu sein, Jedoch den Nachteil, sich infolge der Fleixibilität nicht gut einschieben zu lassen, wenn ein Widerstand vorhanden ist.The pipework has hitherto generally consisted of individual sections e.g. 1.5 m in length in the form of iron pipes. These are of course sufficiently rigid. However, piping n semi-rigid hoses or create particular difficulties flexible pipes, e.g. made of plastic. These have the advantage over the entire length uniform, i.e. dense, but the disadvantage of being flexible because of its flexibility cannot be pushed in well if there is resistance.

Hier kommt die Erfindung besonders zum Tragen.This is where the invention comes into its own.

Zweckmäßig besteht die Manschette aus einem oder mehreren, das Rohr umschließenden Zylinderkörpern und Folienringen, die auf einer oder mehreren Stirnseiten der Dichtungen befestigt sind. Die Folienringe stellen innerhalb der Manschette Gassperren dar, so daß eine verhältnismäßig große Sicherheit gegen nachträgliches Undichtwerden der Verrohrung erzielt werden kauen.The cuff expediently consists of one or more, the tube enclosing cylinder bodies and foil rings on one or more end faces the seals are attached. The foil rings put inside the cuff Gas barriers represent, so that a relatively high level of security against subsequent If the tubing is leaking, chew.

Die Zylinderkörper können aus geschäumten, dann aber zweckmäßig offenporigen Elastomeren bestehen, die sich im ausreichenden Maße zusammendrücken lassen Um den Abrieb der Dichtungen beim Abziehen der Manschette su vermeiden, bedarf es in der Regel keiner besonderen Maßnahmen. Gleichwohl kann es sich empfehlen, die Manschette mit einer Gleit schicht zu versehen, um darüberhinaus noch ein besseres Abziehen der Hülle von der Manschette zu erreichen. Das Gleitmittel kann die Poren an der Oberfläche der Manschette ausfüllen.The cylinder bodies can consist of foamed, but then expediently open-pore elastomers, which can be compressed sufficiently. In order to avoid abrasion of the seals when the cuff is removed, no special measures are generally required. Nevertheless, it can be recommended to use a Sliding to provide layer in order to achieve even better removal of the cover from the cuff. The lubricant can fill the pores on the surface of the cuff.

Wenn gemäß einem anderen Merkmal in der Manschette Ringnuten oder Kammern vorhanden sind, die mit dem Gleitmittel gefüllt werden können, läßt sich verhindern, daß das Gleitmittel zu früh abgestreift wird.If according to another feature in the cuff, annular grooves or There are chambers that can be filled with the lubricant prevent the lubricant from being stripped off too early.

Durch diese Maßnahmen läßt sich die Manschette mit verhältnismäßig großer axialer Länge ausführen, was wiederum Voraussetzung für eine gute Abdichtung und Arretierung der Vsrrohrung im Bohrloch ist.Through these measures, the cuff can be relatively perform a large axial length, which in turn is a prerequisite for a good seal and locking the tubing in the borehole.

Die Einzelheiten und weiteren Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles; ee zeigen Fig. 1 im Schnitt eine Verrohrung gemäß der Erfindung, nach dem diese in das Bohrloch eingeführt @@@ worden ist und Fig. 2 in der Fig. 1 entsprechender Darstellung die Verrohrung nach Verspannen ihrer elastischen Dichtung.The details and further features of the device according to the invention result from the following description of an exemplary embodiment; ee Fig. 1 shows in section a piping according to the invention, according to which this in the borehole has been introduced and FIG. 2 in the representation corresponding to FIG. 1 the piping after tensioning its elastic seal.

Das in das Gestein 1 getriebene Bohrloch 2 ist ansteigend gebohrt und dient zur Absaugung von Grubengas. Eine Verrohrung 3 besteht aus einzelnen, miteinander bei 4 verschraubten Rohrzügen 5.The borehole 2 driven into the rock 1 is drilled in an ascending manner and is used to extract mine gas. A piping 3 consists of individual, with each other with 4 screwed pipe trains 5.

Am Ende 6 der Verrohrung, mit dem diese in das Bohrloch eingeführt wird, sitzt eine elastische Dichtung 7. Die Dichtung hat die Gestalt einer zylindrischen Manschette, welche das Rohr bei 6 über eine verhältni@mäßig großaxiale Länge umgibt.At the end 6 of the casing with which it is inserted into the borehole is seated an elastic seal 7. The seal has the shape of a cylindrical Cuff which surrounds the pipe at 6 over a relatively large axial length.

Gemäß Fig. 1 trägt die Manschotte eine mantelförmige Hülle 8.According to FIG. 1, the sleeve bears a jacket 8.

Die Hülle ist im wesentlichen unelastisch in radialer Richtung und kann aus einem Gewebe, einem Kunststoff beschichteten Gewebe, einer Folie o.dgl. bestehen.The shell is essentially inelastic in the radial direction and can be made of a fabric, a plastic-coated fabric, a film or the like. exist.

Die Hülle besitzt einen 7 *eaEurohmeaer d, der geringer als der Bohrlochdurchmesser D ist. Beim tberstreiren der Hülle auf die Manschette 7 wird diese daher auf einen den Bohrlochdurchmesser D unterschreitenden Durchmesser d zusammengepreßt.The shell has a 7th * eaEurohmeaer d, which is smaller than the borehole diameter D. When the casing is streaked onto the sleeve 7, it is therefore compressed to a diameter d which is less than the diameter of the borehole.

Das Überstreifen der Hülle findet außerhalb des Bohrlochs statt.The covering is slipped over outside the borehole.

An der Hülle @ ist ein Zugmittel 9 mit Hilfe einer Öse 10 befestigt. Das Zugmittel besteht aus einem Draht oder einer Kordel und ist so lang, daß es bei eingefhhrter Verrohrung aus dem Bohrloch heraushängt.A traction means 9 is attached to the sheath @ with the aid of an eyelet 10. The traction means consists of a wire or a cord and is so long that it hanging out of the borehole when the casing is in place.

Nachdem die Verrohrung gemäß Fig. 1 bis in das Bohrloch eingeführt worden ist, kann die Hülle mit Hilfe des Zugmittels abgezogen werden. Infolge der Rückstellkraft der zylindrischen Manschette 7 verspannt sich die Dichtung zwischen der Außenwand 11 der Verrohrung und der Wand 12 des Bohrloches. Die Verspannkraft ist so groß, daß die Manschette 7 einen gasdichten Abschluß des zwischen 11 und 12 bestehenden Ringraumes 13 gegenüber dem Innenraum 14 der Verrohrung herbeiführt.After the casing according to FIG. 1 is inserted into the borehole has been, the shell can be pulled off with the help of the pulling means. As a result of The restoring force of the cylindrical sleeve 7 clamps the seal between the outer wall 11 of the casing and the wall 12 of the borehole. The tension force is so large that the cuff 7 is a gas-tight seal between 11 and 12 existing annular space 13 brings about the interior 14 of the piping.

Außerdem reicht der Verspanndruck aus, um die Verrohrung im Bohrloch zu halten.In addition, the clamping pressure is sufficient to keep the casing in the borehole to keep.

Die Manschette besteht gemäß dem Ausführungsbeispiel aus drei axial hintereinandergeschalteten und das Rohr umschliessenden Zylinderkörpern 20. Auf den Stirnflächen 21 dieser Zylinderkörper liegen Folienringe 22 bew. -scheiben. Die Folien bilden eine Gassperre und verhindern so ein Diffundieren des Gases durch das Material der Dichtkörper. Diese Dichtkörper können deshalb aus offenperigen, geschäumten Elastomeren best@hen und worden zweckmäßig außen mit einer Schicht 23 versehen, die aus einem Gleitmittel besteht, daß auch teilweise in die Poren eindringt. Das Gleitmittel erleichtert das Abziehen der Manschet;te 7.According to the exemplary embodiment, the cuff consists of three axially cascaded and the tube enclosing cylinder bodies 20. On the end faces 21 of these cylinder bodies are film rings 22 bew. -disks. The foils form a gas barrier and thus prevent the gas from diffusing through the material of the sealing body. These sealing bodies can therefore be made from open, foamed elastomers and were expediently provided with a layer 23 provided, which consists of a lubricant that also partially into the pores penetrates. The lubricant makes it easier to pull off the cuff; te 7.

Einer der Zylinderkörper 20 besitzt eine Nut @@ 24, die ringförmig und mit Gleitmittel gefüllt ist. Dadurch wird erreicht, daß beim Abziehen der Manschette die Gleitmittels@hicht fortlaufend erneuert wird.One of the cylinder bodies 20 has a groove @@ 24 that is annular and filled with lubricant. This ensures that when the cuff is pulled off the lubricant @ is not continuously renewed.

PatentansprücheClaims

Claims (5)

Patentansprüche 1. Verrohrung für Bohrlöcher, die insbeson4ere der Grubengasabsaugung dienen mit einer elastischen Dichtung, die an dem in das Bohrloch eingeführten Rohr befestigt ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,daB die elastische Dichtung eine zylindrische Manschette (7) ist, die mit einer mantelförmigen Hülle (8) auf einen dem Bohrlochdurchmesser (D) unterschreitenden Durchmesser (d) zusammengepreßt ist und daß zum Abziehen der Hülle von der Manschette an dieser ein aus dem Bohrloch herausgeflihrtes Zugmittel angebracht ist. Claims 1. Casing for boreholes, in particular the Mine gas evacuation serve with an elastic seal, which is attached to the in the borehole is attached to the pipe that has been introduced the elastic seal is a cylindrical sleeve (7) with a jacket-shaped Cover (8) to a diameter (d) that is less than the borehole diameter (D) is compressed and that to pull the sleeve from the cuff on this a traction means guided out of the borehole is attached. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , d a d u r zu c h g e -k e n n s e i e h n e t , daß die Manschette aus einem oder mehreren, das Rohr umschließenden Zylinderkörpern (20) und Folienringen (22) besteht, die auf einer oder mehreren Stirnseiten (21) der Dichtkörper befestigt sind.2. Apparatus according to claim 1, d a d u r to c h g e -k e n n s e e h e n e t that the cuff consists of one or more, surrounding the pipe Cylinder bodies (20) and foil rings (22) consists of one or more End faces (21) of the sealing body are attached. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2 , d a d u r c h ge -k e n n z e i c h n e t , daß die Zylinderkörper aus offenporigen Elastomeren bestehen.3. Apparatus according to claim 2, d a d u r c h ge -k e n n z e i c h n e t that the cylinder bodies are made of open-pore elastomers. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden Ansprüche , d a d u r c h g e k e n n -Z e i e h n e t , daß die Zylinderkörper mit einer Gleitmittelschicht (23) versehen sind.4. Apparatus according to claim 1 and one or more of the following Claims that the cylinder body are provided with a lubricant layer (23). 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden Ansprüche , d a d u r 0 h g e k e n n -z e i o h n e t, daß die Manschette (7) Ringnuten (24) oder Kammern aufweist, die mit Gleitmittel gefüllt sind.5. Apparatus according to claim 1 and one or more of the following Claims that the cuff (7) have annular grooves (24) or chambers which are filled with lubricant. L e e r s e i t eL e r s e i t e