VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM VERSCHLIESSEN EINES ERDBOHRLOCHS

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verschließen eines Erdbohrlochs, wobei ein aufweitbarer Verschlusskorpus in das Erdbohrloch eingeführt und zum Zwecke des Verschließens im Durchmesser aufgeweitet wird.

[0002] Unterirdische Rohstoffvorkommen wie beispielsweise Ölfelder oder Gasfelder werden üblicherweise über Erdbohrlöcher erschlossen, die von oben her vertikal oder auch geneigt durch die über der die Rohstoffe beinhaltenden Erdkammer liegenden Erdschichten getrieben werden, bis die Bohrung an ihrem unteren Ende auf die genannte Erdkammer trifft. Derartige Erdbohrlöcher können hierbei von der Erdoberfläche her, aber auch unter Wasser vom Meeres- oder Gewässerboden aus in das Erdreich eingebracht werden.

[0003] Um zu verhindern, dass über derartige Erdbohrlöcher unkontrolliert die in der angebohrten Erdkammer befindlichen Rohstoffe austreten, insbesondere wenn diese unter hohem Druck stehen, wird üblicherweise am oberen Ende der Erdbohrung bzw. einem dort aus dem Erdbohrloch herausgeführten Rohrleitungsabschnitt ein sog. Blowout-Preventer angebracht, mittels dessen das Erdbohrloch bzw. die daran anschließende Rohstoffleitung verschlossen werden kann. Hierzu besitzt der besagte Blowout-Preventer eine Ventileinrichtung, die nur bei gezielter Ansteuerung offen ist und im Übrigen automatisch verschließt. Probleme ergeben sich jedoch, wenn dieser Verschlussmechanismus beispielsweise in Folge von Beschädigung nicht funktioniert, oder Leckagen zwischen dem besagten Blowout-Preventer und dem Erdbohrloch im Bereich der Mündung des Erdbohrlochs an der Erdoberfläche auftreten. Um hier den unkontrollierten Austritt von beispielsweise unter Druck stehendem Erdöl zu verhindern, wurde bereits vorgeschlagen, den Austrittsbereich des Erdbohrlochs an der Erdoberfläche bzw. dem Meeresboden flächig mit einer ausreichend schweren Verschlussmasse wie beispielsweise Sand und/oder einem Sand-Beton-Gemisch zu beschießen bzw. zu übergießen, um eine abdichtende Oberflächenversiegelung des Erdbohrlochs zu erreichen. Je nach Umgebungsbedingungen und dem Druck der aus dem Erdbohrloch austretenden Flüssigkeit ist diese Verschlussmethode jedoch nicht zuverlässig und nicht schnell ausführbar, da sich die unter hohem Druck austretende Flüssigkeit im Grenzbereich zwischen Verschlussmasse und Erd- bzw. Meeresboden neue Austrittswege schafft, bevor die Versiegelungsmasse am Erd- bzw. Meeresboden bindet.

[0004] Es wurde daher bereits vorgeschlagen, Erdbohrlöcher dadurch zu verschließen, dass in das Erdbohrloch ein aufweitbarer Verschlusskorpus eingebracht wird, der zunächst in kollabiertem Zustand in das Erdbohrloch eingeführt und sodann im Erdbohrloch radial aufgeweitet wird, so dass sich eine am Umfang des aufweitenden Abschnitts befindliche Radialdichtfläche gegen die Innenwandung des Erdbohrlochs presst. Derartige radial aufweitbare Verschlussvorrichtungen sind beispielsweise aus der DE 20 2009 010 814 U1, der EP 0 842 348 B1, der DE 39 21 189 A1 oder der US 4,462,714 bekannt, wobei letztere als Verschlusskorpus einen aufblasbaren Ballon zeigt, der in einer konischen Kaverne mit Beton verfüllt werden soll. Die radiale Aufweitung des Dichtungsabschnitts erfolgt hier beispielsweise über einen Spannkonus, der durch axiales Verstellen einen elastischen Spannring nach außen drückt, oder beispielsweise durch axiales Quetschen von Gummiringen zwischen zwei zusammenfahrbaren Anlageschultern, so dass die axial gequetschten Gummiringe radial ausweichen.

[0005] Die vollständige Abdichtung mit solchen radial aufweitbaren Verschlusskörpern im Bohrloch ist jedoch in weicheren Erdschichten oder unregelmäßig geformten Bohrlöchern nicht einfach. Einerseits sind die Dichtabschnitte der genannten Verschlusskörper nur begrenzt radial aufweitbar, so dass bei einem Nachgeben der Wandung des Erdbohrlochs eine ausreichende Anpresskraft und Dichtwirkung nicht erzielt werden kann. Ähnliches gilt bei unregelmäßig geformten Erdbohrlöchern mit beispielsweise Ausbrüchen in der Bohrungswandung, die nach Art eines Bypasses um den Dichtabschnitt herum zu Undichtigkeiten führen können. Diese Problematik könnte an sich durch eine ausreichend weiche, elastische Ausbildung des aufweitbaren Dichtungsabschnittes entschärft werden, so dass sich der Dichtungsabschnitt ausreichend an die Kontur des Erdbohrlochs anpassen kann. Andererseits können für den Dichtungsabschnitt nicht beliebig weiche und elastische Materialien verwendet werden, da der sich gegen die Wandung des Bohrlochs spannende Dichtungsabschnitt auch die axiale Fixierung des Verschlusskörpers auffangen muss, um zu verhindern, dass der Verschlusskörper vom Druck, der von unten her aus der Erdkammer her kommend am Verschlusskörper ansteht, nach oben aus dem Erdbohrloch getrieben wird.

[0006] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren sowie eine verbesserte Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die Nachteile des Standes der Technik vermeiden und Letzteren in vorteilhafter Weise weiterbilden. Vorzugsweise soll auch bei schwierigen Verhältnissen mit hohen Drücken und unregelmäßig geformten Erdbohrlöchern in schlechten Böden eine sichere Abdichtung des Erdbohrlochs erreicht werden, ohne hierfür lange Bearbeitungszeiten und eine schwierige Handhabung in Kauf nehmen zu müssen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren nach Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung nach Anspruch 7 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

[0007] Es wird also vorgeschlagen, das Erdbohrloch an seinem unteren Ende, wo das Erdbohrloch in die mit Rohstoffen befüllte Erdkammer übergeht, von unten her abzudichten und den in der Erdkammer herrschenden Rohstoff- bzw. Flüssigkeitsdruck positiv dafür zu nutzen, den Verschlusskörper an die das Bohrloch umgebende Erdreichwandung anzudrücken und die Dichtungskraft zu erzeugen. Erfindungsgemäß wird der Verschlusskorpus zumindest teilweise aus dem unteren Ende des Erdbohrlochs herausgeführt, in der Erdkammer unter dem Erdbohrloch aufgeweitet und mit einer Axialdichtfläche von unten her gegen die das Erdbohrloch umgebende Kammerdecke der Erdkammer geführt, wobei ein Spreizkörper verwendet wird, der nach Aufweiten mit einem Randabschnitt auf die Kammerdecke gesetzt und durch zurückbewegen entgegen der Einfüllrichtung aufgespreizt wird. In vorrichtungstechnischer Hinsicht ist hierzu vorgesehen, dass der Verschlusskorpus an einem aufweitbaren Abschnitt eine Axialdichtfläche besitzt, deren Durchmesser im aufgeweiteten Zustand des Verschlusskorpus deutlich größer als der Erdbohrlochdurchmesser ist. Um den Verschlusskorpus nach dem Aufweiten in der Erdkammer zurückziehen und mit der Axialdichtfläche gegen die Kammerdecke ziehen zu können, ist ein reversierbarer Vorschubantrieb vorgesehen, mittels dessen der Verschlusskorpus zunächst durch das Erdbohrloch hindurch und über das Ende des Erdbohrlochs hinaus in die genannte Erdkammer geführt wird und nachdem der aufweitbare Abschnitt des Verschlusskorpus aufgeweitet ist, rückwärts verfahren wird, bis die Axialdichtfläche an der das Erdbohrloch umgebenden Erdkammerdecke ansteht. Durch die Abdichtung des Erdbohrlochs von unten her und die Abstützung des Verschlusskörpers an der Kammerdecke ist die Gefahr von Undichtigkeiten in Folge von Ausbrüchen am Bohrloch gebannt und die axiale Fixierung unproblematisch. Zudem erhöhen sich die den Dichtsitz bewirkenden Dicht- bzw. Anpresskräfte mit zunehmendem Druck in der Erdkammer von selbst, da der in der Erdkammer herrschende Flüssigkeits- und/oder Gasdruck dazu genutzt wird, den über der unteren Erdbohrlochmündung sitzenden Verschlusskörper gegen die Kammerdecke zu drücken. Die Axialdichtfläche wird mit einer Dichtkraft, die im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Erdbohrlochs nach oben gerichtet ist, gegen die Kammerdecke gepresst.

[0008] Vorteilhafterweise wird der Verschlusskorpus nicht in aufgeweiteten Zwischenabschnitten des Bohrlochs aufgeweitet, sondern unmittelbar in die die abzubauenden, flüssigen oder gasförmigen Rohstoffe speichernden Erdkammer gefahren und unmittelbar dort aufgeweitet, um von unten her gegen die Kammerdecke gefahren zu werden. Die Kammerdecke derartiger Rohstoffspeicherkammern besitzen oftmals näherungsweise betrachtet ebene Kammerdecken, die sich je nach Neigung des Erdbohrlochs zumindest näherungsweise senkrecht zur Längsachse des Erdbohrlochs erstrecken bzw. können derartige Rohstoffspeicherkammern vorteilhafterweise derart angebohrt werden, dass sich die Kammerdecken um die Mündung des Erdbohrlochs herum im Wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung des Erdbohrlochs im Mündungsbereich erstrecken. Je nach den Gegebenheiten können vorteilhafterweise Kammerabschnitte angebohrt werden, in denen sich die Kammerdecke um die Mündung des Erdbohrlochs herum unter einem Winkel im Bereich von 70°-110°, insbesondere etwa 80°-100° und insbesondere etwa 90° +/- 5° erstrecken, d.h. die Kammerdecke erstreckt sich zumindest um die Mündung des Bohrlochs herum näherungsweise senkrecht zur Längsachse des Erdbohrlochs. Hierdurch kann die Axialdichtfläche ihre volle Wirkung entfalten.

[0009] Insbesondere kann hierbei die Abdichtung des Erdbohrlochs ausschließlich durch axiales, d.h. in Richtung des Erdbohrlochs wirkendes Anpressen der Axialdichtfläche des Verschlusskorpus gegen die Kammerdecke erfolgen, wobei der die Dichtung bewirkende axiale Anpressdruck durch Zurückziehen des Verschlusskörpers zum Erdbohrloch hin, insbesondere aber auch durch Ausnutzen der in der Kammer herrschenden Fluiddruckkräfte erfolgen können. Der Verschlusskorpus kann eine im aufgeweiteten Zustand ausreichend große Axialdruck-Beaufschlagungsfläche besitzen, die auf der der Kammerdecke abgewandten Seite des Verschlusskorpus vorgesehen ist und sich vorteilhafterweise zumindest näherungsweise parallel zur Kammerdecke erstreckt und/oder näherungsweise eben ausgebildet sein kann, so dass die Fluiddruckkräfte eine überwiegend axial nach oben gerichtete Stellkraft auf den Verschlusskorpus ausüben. Die genannte Axialdruck-Beaufschlagungsfläche des Verschlusskorpus fängt also sozusagen den Fluiddruck ein und ist derart konturiert und ausreichend groß bemessen, um die Axialdichtfläche des Verschlusskorpus mit ausreichendem Anpressdruck gegen die Kammerdecke zu pressen.

[0010] Der genannte aufweitbare Dichtabschnitt des Verschlusskorpus kann grundsätzlich verschieden ausgebildet sein und in verschiedener Art und Weise aufgeweitet werden. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann der genannte aufweitbare Dichtabschnitt ein aufklappbares bzw. -faltbares Schirmelement umfassen, dessen äußerer Randabschnitt die genannte Axialdichtfläche bildet. Mittels eines solchen aufklappbaren bzw. -faltbaren Schirmelements kann eine große Überdeckung des Mündungsbereiches des Erdbohrlochs erzielt werden, d.h. es kann eine sehr starke Aufweitung bewerkstelligt werden, um dem Dichtabschnitt einen sehr viel größeren Durchmesser zu geben als dem Erdbohrloch. Hierdurch wird einerseits die Gefahr von Undichtigkeiten durch Ausbrüche des Erdbohrlochs in dessen Mündungsbereich beseitigt. Zum anderen wird eine große Fläche erzielt, auf die der Flüssigkeitsdruck in der Erdkammer wirken kann, wodurch der Verschlusskorpus mit hoher Kraft gegen die Kammerdecke gedrückt wird.

[0011] In Weiterbildung der Erfindung ist der Verschlusskorpus und/oder sein aufweitbarer Dichtungsabschnitt derart ausgebildet, dass sich die Axialdichtfläche unter dem Druck der in der Erdkammer befindlichen Flüssigkeit mit der Kammerdecke verspreizt und schabend bzw. grabend an die genannte Kammerdecke anlegt bzw. in diese ein Stück weit eingräbt. Insbesondere kann der aufweitbare Dichtabschnitt als Spreizkorpus ausgebildet sein, der nach Aufweiten mit einem Randabschnitt auf die Kammerdecke gesetzt und durch Niederdrücken eines weiter innen liegenden Abschnitts entgegen der Einführrichtung aufgespreizt wird. Beim Niederdrücken des zentralen Abschnitts des Spreizkorpus weitet sich der die Axialdichtfläche bildende Randabschnitt noch ein Stück weiter auf, so dass sich der genannte Axialdichtabschnitt in die Wandung der Kammerdecke eingräbt bzw. hineinschabt, wodurch eine besonders effiziente Abdichtung erzielt wird. Das Niederdrücken des zentralen Abschnitts des Spreizkorpus kann vorteilhafterweise durch den dort anstehenden Erdkammerdruck bewirkt oder zumindest unterstützt werden. Hierzu kann der genannte Spreizkorpus ausreichend elastisch und/oder verformbar ausgebildet sein, so dass er sich unter dem Erdkammerdruck entsprechend verformen lässt.

[0012] Der genannte Spreizkorpus kann in Weiterbildung der Erfindung - grob gesprochen - kegel-, wannen-, schalen- oder konusförmig ausgebildet sein, so dass im aufgeweiteten Zustand des Dichtabschnitts der äußere Randabschnitt des Spreizkorpus an der Kammerdecke ansteht und von dem genannten Randabschnitt aus sich die Kontur des Spreizkorpus nach innen hin ansteigend erstreckt, so dass der Spreizkorpus zum Bohrloch hin zunehmend von der Kammerdecke beabstandet ist. Beispielsweise kann nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung der genannte Spreizkorpus eine Regenschirmform besitzen, bei der sich die Flanken des Spreizkorpus - im Schnitt betrachtet - flachwinklig, beispielsweise in einem Winkelbereich zwischen 10° und 35° zu einer Ebene erstrecken, die senkrecht auf die Längsachse des Erdbohrlochs bzw. des Verschlusskorpus steht.

[0013] Vorteilhafterweise wird der regenschirmartige Spreizkorpus hierbei mit seinem zur Kammerdecke hinweisenden Randabschnitt aufgespreizt, so dass sich eine zum Erdbohrloch hin flach konkave Spreizschüssel ergibt. Dieser schirmförmige Spreizkorpus wird sodann von unten her gegen die Kammerdecke gedrückt derart, dass der schirmförmige Spreizkorpus noch weiter aufgespreizt und/oder überdrückt wird, so dass der Spreizkorpus mit seinem die Axialdichtfläche bildenden Randabschnitt gegen die Kammerdecke verspreizt. Durch die hierdurch erzeugte Eingrabwirkung kann ein besonders wirkungsvolles Abdichten erreicht werden. Der von unter her gegen den Schirm wirkende Fluiddruck versucht den Schirm noch weiter aufzuspreizen, wodurch sich dieser an der Kammerdecke verspreizt.

[0014] Nach einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung kann der aufweitbare Dichtabschnitt des Verschlusskorpus auch einen durch Druckfluidbefüllung aufweitbaren ringförmigen Ballon bzw. Ballonabschnitt umfassen, der eine kollabierbare Hülle umfasst, die einen Druckfluidraum begrenzt, in den ein Druckfluid, beispielsweise Öl oder auch ein Gas einleitbar ist. Zum Einführen des Verschlusskörpers durch das Erdbohrloch wird der Ballon im kollabierten Zustand geführt, so dass der ringförmige Ballon einen Durchmesser kleiner als das Erdbohrloch besitzt. Ist die Erdkammer unter dem Erdbohrloch erreicht, wird Druckfluid in den Innenraum des Ballons gepresst, wodurch sich dieser auf einen Durchmesser deutlich größer als der des Erdbohrlochs aufweitet, so dass sich der rückwärts orientierte, ringförmige Ballonabschnitt an die Erdkammerdecke pressen lässt, um dort abzudichten.

[0015] In Weiterbildung der Erfindung kann der aufweitbare Dichtungsabschnitt des Verschlusskörpers auch andere Aufweitmechanismen besitzen, beispielsweise radial nach außen fahrbare Dichtungsbacken oder dergleichen.

[0016] In Weiterbildung der Erfindung besitzt der Dichtungsabschnitt des Verschlusskörpers und/oder die daran vorgesehene Axialdichtfläche einen Außendurchmesser, der mindestens 150 % des Erdbohrlochdurchmessers, vorzugsweise mehr als 200 % des Erdbohrlochdurchmessers beträgt. Hierdurch können Ausbrüche am Mündungsbereich des Erdbohrlochs ausreichend überdeckt und hohe Dichtkräfte erzeugt werden.

[0017] Die genannte Axialdichtfläche kann als Ringfläche ausgebildet sein, deren Innendurchmesser ebenfalls deutlich größer ist als der genannte Erdbohrlochdurchmesser. Vorzugsweise ist die Breite der genannten Ringfläche relativ schmal, um hohe Flächenpressungen an der Kammerdecke zu erreichen. Ist der Außendurchmesser in der vorgenannten Weise mit mehr als 150 % des Erdbohrlochdurchmessers bemessen, kann der Innendurchmesser der genannten Ringdichtfläche mehr als 125 % des Erdbohrlochdurchmessers betragen, bzw. dann, wenn der Außendurchmesser der Axialdichtfläche mehr als 200 % des Erdbohrlochdurchmessers beträgt, 150 % oder mehr des Erdbohrlochdurchmessers betragen.

[0018] Der Verschlusskorpus kann grundsätzlich in verschiedener Weise in das Erdbohrloch eingeführt und in der Erdkammer von unten her an der Kammerdecke die Bohrlochmündung überdeckend positioniert werden. Nach einer vorteilhaften Ausführung des Verfahrens wird der Verschlusskorpus zusammen mit einem Bohrkopf an einer Bohrstange in das Erdbohrloch eingeführt, wobei der Bohrkopf bohrend betrieben werden kann, beispielsweise durch Verdrehen der Bohrstange um deren Längsachse. Der vorteilhafterweise in Einführrichtung vor dem Verschlusskorpus angeordnete Bohrkopf kann in der Erdkammer belassen werden, wenn der Verschlusskorpus montiert ist, wobei der Bohrkopf prinzipiell mit dem Verschlusskorpus verbunden bleiben kann, oder ggf. alternativ abgetrennt und in der Erdkammer versenkt werden kann.

[0019] Alternativ oder zusätzlich kann der genannte Verschlusskorpus auch an einem selbstfahrenden Wagen in das Erdbohrloch eingeführt werden, wobei der genannte selbstfahrende Wagen beispielsweise nach Art einer Patrone oder eines Aufzugskorbs ausgebildet sein kann, die bzw. der im Bereich radialer Umfangsflächen antreibbare Vortriebsräder umfassen kann, die radial gegen die Erdbohrlochwandung gedrückt werden. Mittels eines solchen selbstfahrenden Wagens wird der Verschlusskorpus ebenfalls durch das Erdbohrloch geführt, bis der Verschlusskorpus zumindest teilweise die darunter befindliche Erdkammer erreicht hat. Nach Aufweiten des Verschlusskorpus wird der noch im Erdbohrloch befindliche Wagen zurückgefahren, bis der Verschlusskorpus mit seiner Axialdichtfläche an der Kammerdecke ansteht.

[0020] Der Verschlusskorpus kann hierbei in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ein Ventil umfassen, um auch bei montiertem Verschlusskorpus gezielt Flüssigkeit oder Gas aus der Erdkammer in das Erdbohrloch eintreten und über dieses austreten zu lassen, beispielsweise um einen Druckabbau zu ermöglichen oder die in der Erdkammer befindlichen Rohstoffe zu gewinnen. Durch Verschließen des genannten Ventils wird dies unterbunden und kann die Erdkammer gegenüber dem Erdbohrloch abgedichtet werden. Ein mit einer solchen Ventileinrichtung versehener Verschlusskorpus kann auch schon vor auftretenden Problemen oder Undichtigkeiten in das Erdbohrloch eingeführt werden, beispielsweise gleich bei der Ausbildung des Erdbohrlochs. Während der kontrollierten Förderung der in der Erdkammer befindlichen Rohstoffe wird die Ventileinrichtung offen gehalten. Sobald Probleme auftreten, kann durch Schließen der Ventileinrichtung abgedichtet werden. Vorzugsweise ist die Ventileinrichtung selbstschaltend ausgebildet derart, dass sie nur bei gezielter Ansteuerung in die offene Stellung geht und bei Ausfall der Ansteuerung automatisch schließt, beispielsweise durch entsprechende Vorspannung.

[0021] Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1:

eine schematische Schnittdarstellung einer Vorrichtung zum Verschließen eines Erdbohrlochs nach einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung, die von einem Schiff aus in ein im Meeresboden befindliches Erdbohrloch eingeführt wird,

Fig. 2:

eine ausschnittsweise vergrößerte Darstellung des Verschlusskorpus der Vorrichtung aus Fig. 1 in einer noch im Bohrloch oberhalb der Erdkammer befindlichen Stellung,

Fig. 3:

eine ausschnittsweise, vergrößerte Ansicht des Verschlusskorpus der Vorrichtung in einer noch nicht aufgeweiteten, jedoch bereits in der Erdkammer befindlichen Stellung,

Fig. 4:

eine ausschnittsweise, vergrößerte Ansicht des Verschlusskorpus in einer Stellung ähnlich Fig. 3, wobei jedoch der Dichtabschnitt in Form eines auffaltbaren Spreizkörpers bereits aufgeweitet ist, jedoch noch nicht in Anlage mit der Kammerdecke der Erdkammer gebracht ist,

Fig. 5:

eine ausschnittsweise, vergrößerte Darstellung des Verschlusskörpers in vollständig aufgeweiteter Stellung und in Dichtanlage mit der Kammerdecke der Erdkammer, so dass das Erdbohrloch verschlossen ist,

Fig. 6:

eine ausschnittsweise vergrößerte Ansicht des Verschlusskorpus in einer Stellung ähnlich Fig. 4, wobei die Vorrichtung jedoch nach einer weiteren Weiterbildung der Erfindung mit einem Bohrkopf versehen und der Verschlusskorpus zusammen mit dem Bohrkopf in das Erdbohrloch eingebracht wurde, und

Fig. 7:

eine ausschnittsweise, vergrößerte Ansicht des Verschlusskorpus nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, wonach der aufweitbare Dichtabschnitt des Verschlusskorpus einen durch Befüllen aufweitbaren Ballon umfasst und der Verschlusskorpus mittels eines selbstfahrenden Wagens in das Erdbohrloch eingebracht wurde.

[0022] Fig. 1 zeigt ein Erdbohrloch 1, das den Meeresboden 2 mit einer darunter befindlichen Erdkammer 3 verbindet, in der beispielsweise Erdöl oder andere abbaubare Rohstoffe gelagert sind.

[0023] Über eine an der Meeresoberfläche befindliche Plattform 4 beispielsweise in Form eines Schiffs wird die Vorrichtung 5 zum Verschließen des Erdbohrlochs 1 von oben her abgesenkt und in das Erdbohrloch 1 eingeführt.

[0024] Die genannte Vorrichtung 5 umfasst hierbei den aus den Figuren 2 bis 5 näher ersichtlichen Verschlusskorpus 6, der über eine Bohrstange 7 oder andere geeignete Vorschub- und/oder Führungsmittel von oben her in das Erdbohrloch 1 eingeführt und dort vorangetrieben wird. Wird in der genannten Weise eine Bohrstange 7 verwendet, kann der auf der Plattform 4 vorhandene Bohrstangen-Vorschubantrieb als Vorschubvorrichtung 8 verwendet werden.

[0025] In der in Fig. 2 ersichtlichen, noch im Erdbohrloch 1 befindlichen Stellung ist der Verschlusskorpus 6 kollabiert, so dass der Außendurchmesser des Verschlusskorpus 6 einschließlich seines aufweitbaren Dichtungsabschnitts 9 kleiner ist als der Erdbohrlochdurchmesser. Wie Fig. 3 zeigt, wird der Verschlusskorpus 6 über das untere Ende des Erdbohrlochs 1 hinaus in die Erdkammer 3 hinein bewegt, so dass der gesamte aufweitbare Dichtungsabschnitt 9 sich außerhalb des Erdbohrlochs 1 vollständig in der Erdkammer 3 befindet. Ist diese Stellung erreicht, wird der Dichtungsabschnitt 9 radial aufgeweitet, bis sein Außendurchmesser D deutlich größer ist als der Durchmesser d des Erdbohrlochs 1, vgl. Fig. 4 und Fig. 5.

[0026] In der gezeichneten Ausführung nach den Figuren 2 bis 5 umfasst der Dichtungsabschnitt 9 ein aufklappbares bzw. auffaltbares Schirmelement 10, das nach Art eines Regen- oder Sonnenschirms stabilisierende Abstützstreben und eine hiervon getragene Schirmmembran umfassen kann. Die genannten Abstützstreben können um quer zur Längsachse des Verschlusskorpus bzw. tangential an dessen Außenumfang anschließende Klappachsen aufgeklappt werden, so dass sich die Schirmmembran in der gezeigten Weise entfaltet. Die genannte Schirmmembran ist aus einem ausreichend stabilen, verformbaren Material wie beispielsweise einem hochfesten, beispielsweise fasergewebeverstärkten Tuch- und/oder Laminat- und/oder Folienmaterial beispielsweise in Form eines mehrlagigen Aramidfaserlaminats.

[0027] Zum Aufweiten des genannten Dichtabschnitts 9 ist ein Aufweitantrieb 11 vorgesehen, der in der gezeichneten Ausführung beispielsweise ein mechanischer Stellmechanismus für das Schirmelement 10 am Verschlusskorpus 6 sein kann.

[0028] Ist der Dichtabschnitt 9 ausreichend aufgeweitet, wird der Verschlusskorpus 6 durch Reversieren der Vorschubvorrichtung 8 entgegen der Einführrichtung nach oben zurückgezogen, bis der Dichtungsabschnitt 9 an der Kammerdecke 12 der Erdkammer 3 ansteht und die an dem Dichtungsabschnitt 9 befindliche Axialdichtfläche 13 gegen die genannte Kammerdecke 12 gepresst wird.

[0029] Die Axialdichtfläche 13 ist als Ringfläche ausgebildet und vorteilhafterweise am äußeren Rand des Dichtungsabschnitts 9 angeordnet, wobei sich die Axialdichtfläche 13 auf einer rückwärts orientierten Kontur des genannten Dichtungsabschnitts 9 befindet. Mit anderen Worten: Die Axialdichtfläche 13 befindet sich an einem Abschnitt des genannten Dichtungsabschnitts 9, der im aufgeweiteten Zustand des genannten Dichtungsabschnitts 9 der Kammerdecke 12 zugewandt ist, vgl. Fig. 5.

[0030] Vorteilhafterweise bildet der Dichtungsabschnitt 9 im aufgeweiteten Zustand einen zur Kammerdecke 12 hin leicht konkaven, schalenförmigen Spreizkörper, dessen Flanken flachwinklig zur Kammerdecke 12 hin ansteigen, vgl. Fig. 5. Der Neigungswinkel der Kontur bzw. der Flanken des Dichtungsabschnitts 9 kann hierbei variieren, wobei vorteilhafterweise recht flache Gestaltungen vorgesehen sind, um eine hohe Spreizwirkung zu erzielen. Beispielsweise kann der Dichtungsabschnitt 9 unter einem Winkel von 2x 5° bis 2x 20° geneigt sein, so dass sich ein insgesamt flacher Konus ergibt. Befindet sich der Dichtungsabschnitt 9 in der abdichtenden Stellung gemäß Fig. 5, versucht der in der Erdkammer 3 herrschende Druck p den sich zum Zentrum hin erhöhenden Dichtungsabschnitt 9 des Verschlusskorpus 6 flachzudrücken. Gibt dieser leicht nach, kommt es zu einer Spreizwirkung, bei der sich die randseitig vorgesehene Axialdichtfläche 13 noch leicht weiter radial aufweitet und dabei in das Material der Kammerdecke 12 einarbeitet.

[0031] Wie Fig. 6 zeigt, kann der Verschlusskorpus 6 beispielsweise zusammen mit einem Bohrkopf 14 in das Erdbohrloch 1 eingebracht werden, wobei vorteilhafterweise der Bohrkopf 14 in Einführrichtung vor dem Verschlusskorpus 6 angeordnet ist und einen zumindest geringfügig größeren Durchmesser besitzt als der Verschlusskorpus 6 in dessen kollabiertem Zustand. Hierdurch kann der Verschlusskorpus 6 gleich beim Einbringen des Erdbohrlochs 1 in dieses eingeführt und an dessen Mündungsbereich in die Erdkammer 3 montiert werden. Hierbei kann der Bohrkopf 14 in der Erdkammer 3 verbleiben und/oder mit dem Verschlusskorpus 6 verbunden bleiben. Alternativ könnte der Bohrkopf 14 auch gelöst und in der Erdkammer 3 versenkt werden. Im Übrigen entspricht die Ausführung der Fig. 6 der zuvor beschriebenen, so dass auf die vorangehende Ausführung verwiesen wird.

[0032] Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführung der Erfindung, gemäß der der Verschlusskorpus 6 mittels eines selbstfahrenden Wagens 15 in das Erdbohrloch eingeführt wird. Der genannte Wagen 15 umfasst hierbei an seiner Umfangsseite Vorschubmittel, die als antreibbare Räder 16 ausgebildet sein können, die gegen die Innenwandung des Erdbohrlochs 1 gedrückt werden. Vorteilhafterweise kann der Wagen 15 paarweise auf gegenüberliegenden Seiten angeordnete Radsätze umfassen. Die Vorschubvorrichtung 8 ist hierbei an dem selbstfahrenden Wagen 15 angeordnet und kann beispielsweise einen motorischen Antrieb für die genannten Räder 16 umfassen, wobei eine Energieversorgung beispielsweise über eine Leitung von der Erd- bzw. Meeresoberfläche her erfolgen kann.

[0033] Weiterhin ist bei der Ausführung nach Fig. 7 ein aufweitbarer Dichtungsabschnitt 9 vorgesehen, der einen befüllbaren Ballon 17 umfasst, der im kollabierten Zustand einen Durchmesser kleiner als der Erdbohrlochdurchmesser besitzt. Durch Einleiten von Druckflüssigkeit bzw. -gas in den vom Ballon 17 begrenzten Innenraum weitet sich dieser auf einen Außenduchmesser auf, der in der genannten Weise deutlich größer ist als der des Erdbohrlochs 1. Der genannte Ballon 17 ist in der gezeichneten Ausführung ringförmig, könnte aber auch pilzkopfförmig oder scheibenförmig ausgebildet sein. Die rückwärts orientierte Kontur des genannten Ballons 17 bildet im aufgeweiteten Zustand gemäß Fig. 7 die Axialdichtfläche 13, die gegen die Kammerdecke 12 der Erdkammer 3 gedrückt werden kann. Dies erfolgt zunächst durch Umkehrung der Vorschubrichtung des Wagens 15, bis die genannte Axialdichtfläche 13 in Anlage mit dem Material der Kammerdecke 12 kommt. Unterstützt wird das Anpressen des Dichtungsabschnitts 9 sodann durch den in der Erdkammer 3 herrschenden Druck, der versucht, den Verschlusskorpus 6 durch das Erdbohrloch 1 zurück nach oben zu drücken, vgl. Fig. 7.

Ansprüche

1. Verfahren zum Verschließen eines Erdbohrlochs (1), bei dem ein aufweitbarer Verschlusskorpus (6) in das Erdbohrloch (1) eingeführt und zum Zwecke des Verschließens im Durchmesser aufgeweitet wird, wobei der Verschlusskorpus (6) zumindest teilweise aus dem unteren Ende des Erdbohrlochs (1) herausgeführt, in der Erdkammer (3) unter dem Erdbohrloch (1) aufgeweitet und mit einer Axialdichtfläche (13) von unten her gegen die das Erdbohrloch (1) umgebende Kammerdecke (12) der Erdkammer (3) geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass
ein Spreizkörper verwendet wird, der nach Aufweiten mit einem Randabschnitt auf die Kammerdecke (12) gesetzt und durch Zurückbewegen entgegen der Einführrichtung aufgespreizt wird.

2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Verschlusskorpus (6) zusammen mit einem Bohrkopf (14) an einer Bohrstange (7) in das Erdbohrloch (1) eingeführt wird, wobei der Bohrkopf (14) in Einführrichtung vor dem Verschlusskorpus (6) angeordnet ist und auch nach Verschließen des Erdbohrlochs in der Erdkammer (3) belassen wird.

3. Verfahren nach dem Anspruch 1, wobei der Verschlusskorpus (6) an einem selbstfahrenden Wagen in das Erdbohrloch (1) eingeführt wird, der nach Aufweiten des Verschlusskorpus (6) in dem Erdbohrloch (1) zurückgefahren wird, bis der Verschlusskorpus (6) mit seiner Axialdichtfläche (13) an der Kammerdecke (12) der Erdkammer (3) ansteht.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Erdkammer (3) eine flüssige oder gasförmige Rohstoffe speichernde Speicherkammer ist, deren Kammerdecke (12) sich um die Mündung des Erdbohrlochs (1) herum im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Erdbohrlochs erstreckt, wobei sich die Axialdichtfläche (13) des Verschlusskorpus (6) ebenfalls im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Erdbohrlochs (1) erstreckt, wobei der Verschlusskorpus (6) mit der Axialdichtfläche (13) axial in Richtung der Längsachse des Erdbohrlochs (1) gegen die Kammerdecke (12) gedrückt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abdichtung des Erdbohrlochs (1) ausschließlich durch axiales, in Richtung der Längsachse des Erdbohrlochs (1) wirkendes Anpressen der Axialdichtfläche (13) gegen die Kammerdecke vorgenommen wird, wobei die Axialdichtfläche (13) durch Beaufschlagung des Verschlusskorpus (6) mit in der Erdkammer (3) wirkenden Fluidkräften und/oder durch Zurückziehen des Verschlusskörpers zum Erdbohrloch (1) hin und/oder in das Erdbohrloch (1) hinein gegen die Kammerdecke (12) gepresst wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verschlusskorpus (6) ein auffaltbares Schirmelement (10) umfasst, an dessen äußeren Randabschnitt die Axialdichtfläche (13) vorgesehen ist, wobei das Schirmelement (10) in der Erdkammer (3) unter dem Erdbohrloch (1) aufgefaltet wird derart, dass der zum Bohrloch hin angeordnete Randabschnitt des Schirmelements (10) aufgespreizt wird, bis der Verschlusskorpus (6) einen zum Erdbohrloch (1) hin konkaven Schirm bildet, und wobei das aufgefaltete Schirmelement durch Zurückziehen des Verschlusskorpus (6) und/oder durch Beaufschlagung des Schirmelements (10) durch in der Erdkammer (3) wirkende Fluiddruckkräfte axial in Richtung der Längsrichtung des Erdbohrlochs (1) mit der Axialdichtfläche (13) gegen die Kammerdecke (12) gedrückt wird derart, dass das Schirmelement unter Abflachung seiner Konkavität weiter aufgespreizt und gegen die Kammerdecke (12) verspreizt wird.

7. Vorrichtung zum Verschließen eines Erdbohrlochs (1), mit einem aufweitbaren Verschlusskorpus (6), der im kollabierten Zustand einen kleineren Durchmesser als das Erdbohrloch (1) besitzt, wobei der Verschlusskorpus (6) an einem aufweitbaren Dichtabschnitt (9) eine Axialdichtfläche (13) besitzt, deren Durchmesser D im aufgeweiteten Zustand des Verschlusskorpus (6) größer als der Erdbohrlochdurchmesser d ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein reversierbarer Vorschubantrieb (8), mittels dessen der Verschlusskorpus (6) vorwärts über das Ende des Erdbohrlochs (1) hinaus in die darunter befindliche Erdkammer (3) fahrbar und nach Aufweiten des Dichtabschnitts (9) rückwärts mit der Axialdichtfläche (13) gegen die das Erdbohrloch (1) umgebende Kammerdecke (12) der Erdkammer (3) fahrbar ist, vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der aufweitbare Dichtabschnitt (9) ein aufklappbares bzw. -faltbares Schirmelement (10) umfasst, an dessen äußeren Randabschnitt die Axialdichtfläche (13) vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei der aufweitbare Dichtabschnitt (9) in aufgeweiteter Stellung eine an der Oberseite, die bestimmungsgemäß der Kammerdecke (12) zugewandt ist, konkave, vorzugsweise schalen- oder konusförmigen Spreizkörper bildet, der mit seinem äußeren Randabschnitt die Axialdichtfläche (13) bildet und innerhalb der Axialdichtfläche (13) zum Zentrum des Verschlusskorpus (6) hin ansteigend ausgebildet und/oder von der Kammerdecke (12) beabstandet ist.

10. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Spreizkörper verformbar, vorzugsweise elastisch verformbar, ausgebildet ist derart, dass durch Druckbeaufschlagung von der Erdkammer (3) her der Spreizkörper flach- bzw. flacher drückbar und hierdurch im Bereich der Axialdichtfläche (13) radial aufweitbar ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 10, wobei der aufweitbare Dichtabschnitt (9) in aufgeweiteter Stellung einen Außendurchmesser besitzt, der zumindest 150 %, vorzugsweise mehr als 200 % des Erdbohrlochdurchmessers d besitzt.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 11, wobei die Axialdichtfläche (13) eine Ringfläche bildet, deren Innendurchmesser größer ist als der Erdbohrlochdurchmesser, vorzugsweise zumindest 140 %, vorzugsweise mehr als 180 % des Erdbohrlochdurchmessers d beträgt.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 12, wobei der Verschlusskorpus (6) eine Ventileinrichtung umfasst, die in einem Verbindungskanal angeordnet ist, der einerseits eine Öffnung zur Erdkammer (3) hin und andererseits eine Öffnung zu dem Erdbohrloch (1) hin besitzt, so dass in geöffneter Ventilstellung Fluid aus der Erdkammer (3) in das Erdbohrloch (1) strömen kann.

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 13, wobei der Verschlusskorpus (6) im aufgeweiteten Dichtungszustand eine im Wesentlichen ebene, sich quer zur Längsachse des Erdbohrlochs erstreckende Druckbeaufschlagungsfläche umfasst, die von dem in der Erdkammer (3) herrschenden Fluiddruck beaufschlagt ist und der Kammerdecke (12) abgewandt ist und eine Fläche besitzt, die mehr als 200% der Querschnittsfläche des Erdbohrlochs (1) besitzt.

Claims

1. Method for closing an earth borehole (1), wherein an expandable closure body (6) is introduced into the earth borehole (1) and is expanded in its diameter for the purpose of closure, wherein at least part of the closure body (6) is led out of the lower end of the earth borehole (1), expanded within the earth cavity (3) below the earth borehole (1), and is, with an axial sealing surface (13), led from below against the earth cavity's (3) ceiling (12) surrounding the earth borehole (1), characterized in that
a spreading body is used, which, after expansion, is put, with an edge portion, onto the ceiling (12), and which is spread by moving the spreading body backwards in the direction opposite to the direction of insertion.

2. Method according to the preceding claim, wherein the closure body (6), together with a drill head (14), is inserted into the earth borehole (1) via a boring bar (7), wherein the drill head (14) is arranged in front of the closure body (6) when considering the direction of insertion and is left in the earth cavity (3) also after closure of the earth borehole.

3. Method according to claim 1, wherein the closure body (6) is inserted into the earth borehole (1) via a self-propelling vehicle which, after expansion of the closure body (6), is retracted in the earth borehole (1) until the closure body's (6) axial sealing surface (13) is in contact with the ceiling (12) of the earth cavity (3).

4. Method according to any of the preceding claims, wherein the earth cavity (3) is a storage chamber storing liquid or gaseous crude materials whose ceiling (12) is, around the mouth of the earth borehole (1), substantially perpendicular to the longitudinal axis of the earth borehole, wherein the axial sealing surface (13) of the closure body (6) is also substantially perpendicular to the longitudinal axis of the earth borehole (1), wherein the closure body (6) with the axial sealing surface (13) is pushed against the ceiling (12) axially in the direction of the longitudinal axis of the earth borehole (1).

5. Method according to any of the preceding claims, wherein the sealing of the earth borehole (1) is brought about exclusively by pressure effective axially, in direction of the longitudinal axis of the earth borehole (1), of the axial sealing surface (13) onto the ceiling, wherein the axial sealing surface (13) is pressed onto the ceiling (12) by fluid forces effective within the earth cavity (3) which act upon the closure body (6) and/or by retraction of the closure body towards the earth borehole (1) and/or into the earth borehole (1).

6. Method according to any of the preceding claims, wherein the closure body (6) comprises an expandable umbrella element (10) at the outer edge portion of which the axial sealing surface (13) is provided, wherein the umbrella element (10) is expanded in the earth cavity (3) below the earth borehole (1) such that the edge portion of the umbrella element (10) arranged towards the borehole is expanded until the closure body (6) forms a concave dome towards the earth borehole (1), and wherein the expanded umbrella element is, by means of retraction of the closure body (6) and/or by means of admission of pressure onto the umbrella element (10) from fluid compressive forces effective in the earth cavity (3) in an axial fashion in direction of the longitudinal direction of the earth borehole (1), pushed with its axial sealing surface (13) against the ceiling (12) such that the umbrella element is further spread while its concavity decreases and is braced against the ceiling (12).

7. Apparatus for closing an earth borehole (1), comprising an expandable closure body (6) which, in its collapsed state, has a diameter smaller than the earth borehole (1), wherein said closure body (6) has, at an expandable sealing portion (9), an axial sealing surface (13), the diameter D of which is, in the expanded state of the closure body (6), bigger than the earth borehole diameter d, characterized in that a reversible feed drive (8) is provided by means of which the closure body (6) is drivable forwards beyond the end of the earth borehole (1) into the earth cavity (3) situated below and, upon expansion of said sealing portion (9), is drivable backwards with its axial sealing surface (13) against the earth cavity's (3) ceiling (12) surrounding the earth borehole (1).

8. Apparatus according to the preceding claim, wherein the expandable sealing portion (9) comprises an openable and/or foldable umbrella element (10) at the outer edge portion of which the axial sealing surface (13) is provided.

9. Apparatus according to any of the two preceding claims, wherein the expandable sealing portion (9), in its expanded position, forms at its upper face, which in its intended use is facing the ceiling (12), a concave, preferably dome- or cone-shaped spreading body, the outer edge portion of which forms the axial sealing surface (13) and which spreading body, within the axial sealing surface (13), is rising at the center of said closure body (6) and/or is spaced apart from the ceiling (12).

10. Apparatus according to the preceding claim, wherein the spreading body is adapted to be deformable, preferably elastically deformable, such that said spreading body is able to be pressed flatter and/or flattened by pressure admission from the earth cavity (3) and as a result is radially expandable in the region of the axial sealing surface (13).

11. Apparatus according to any of the preceding claims 7 to 10, wherein the expandable sealing portion (9), in its expanded position, has an outside diameter of at least 150%, preferably more than 200%, of the earth borehole diameter d.

12. Apparatus according to any of the preceding claims 7 to 11, wherein the axial sealing surface (13) forms an annular surface, the inner diameter of which is bigger than the earth borehole diameter, amounts to preferably at least 140%, preferably at least 180% of the earth borehole diameter d.

13. Apparatus according to any of the preceding claims 7 to 12, wherein the closure body (6) comprises a valve arrangement which is arranged in a connection channel, which on the one hand has an opening towards the earth cavity (3) and on the other hand has an opening towards the earth borehole (1) so that in open valve position, fluid can stream from the earth cavity (3) into the earth borehole (1).

14. Apparatus according to any of the preceding claims 7 to 13, wherein the closure body (6) has, in its expanded sealing state, a pressure admission surface that is substantially planar and extending perpendicular to the longitudinal axis of the earth borehole and which is pressurized with fluid pressure present in the earth cavity (3) and is facing away from the ceiling (12) and has a surface area of more than 200% of the cross-sectional area of the earth borehole (1).

Revendications

1. Procédé pour fermer un trou de forage dans le sol (1), selon lequel un corps de fermeture (6) pouvant être élargi est introduit dans le trou de forage dans le sol (1) et est élargi en diamètre en vue de la fermeture, le corps de fermeture (6) étant sorti au moins en partie de l'extrémité inférieure du trou de forage dans le sol (1), élargi dans la cavité souterraine (3) sous le trou de forage dans le sol (1) et guidé du bas avec une surface d'étanchéité axiale contre le plafond de cavité (12) de la cavité souterraine (3) entourant le trou de forage dans le sol (1), caractérisé en ce
qu'un corps d'expansion est utilisé, qui est placé avec une partie de bord sur le plafond de cavité (12) après l'élargissement et qui est déployé par un mouvement de retour opposé au sens d'introduction.

2. Procédé selon la revendication précédente, le corps de fermeture (6) étant introduit dans le trou de forage dans le sol (1) conjointement avec une tête de forage (14) sur une tige de forage (7), la tête de forage (14) étant disposée avant le corps de fermeture (6) dans le sens d'introduction et étant laissée dans la cavité souterraine (3) même après la fermeture du trou de forage dans le sol.

3. Procédé selon la revendication 1, le corps de fermeture (6) étant introduit dans le trou de forage dans le sol (1) sur un chariot automoteur, qui est ramené dans le trou de forage dans le sol (1) après l'élargissement du corps de fermeture (6), jusqu'à ce que le corps de fermeture (6) affleure avec sa surface d'étanchéité axiale (13) contre le plafond de cavité (12) de la cavité souterraine (3).

4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, la cavité souterraine (3) étant une cavité réservoir stockant des matières premières liquides ou gazeuses, dont le plafond de cavité (12) s'étend autour de l'embouchure du trou de forage dans le sol (1) essentiellement perpendiculairement à l'axe longitudinal du trou de forage dans le sol, la surface d'étanchéité axiale (13) du corps de fermeture (6) s'étendant également essentiellement perpendiculairement à l'axe longitudinal du trou de forage dans le sol (1), le corps de fermeture (6) étant pressé avec la surface d'étanchéité axiale (13) axialement dans la direction de l'axe longitudinal du trou de forage dans le sol (1) contre le plafond de cavité (12).

5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, l'obturation du trou de forage dans le sol (1) étant effectuée exclusivement par pression axiale, agissant dans la direction de l'axe longitudinal du trou de forage dans le sol (1), de la surface d'étanchéité axiale (13) contre le plafond de cavité, la surface d'étanchéité axiale (13) étant pressée contre le plafond de cavité (12) par exposition du corps de fermeture (6) à l'action de forces de fluide agissant dans la cavité souterraine (3) et/ou par rétraction du corps de fermeture vers le trou de forage dans le sol (1) et/ou dans le trou de forage dans le sol (1).

6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, le corps de fermeture (6) comprenant un élément de protection (10) dépliable, la surface d'étanchéité axiale (13) étant prévue sur la partie de bord extérieure de celui-ci, l'élément de protection (10) étant déplié dans la cavité souterraine (3) sous le trou de forage dans le sol (1) de telle sorte que la partie de bord de l'élément de protection (10) disposée en direction du trou de forage est déployée jusqu'à ce que le corps de fermeture (6) forme une protection concave vers le trou de forage dans le sol (1), et l'élément de protection déplié étant pressé axialement dans la direction longitudinale du trou de forage dans le sol (1) avec la surface d'étanchéité axiale (13) contre le plafond de cavité (12) par rétraction du corps de fermeture (6) et/ou par exposition de l'élément de protection (10) à des forces de fluide agissant dans la cavité souterraine (3) de sorte que l'élément de protection se déploie encore avec aplatissement de sa concavité et qu'il est écarté contre le plafond de cavité (12).

7. Dispositif pour fermer un trou de forage dans le sol (1), comprenant un corps de fermeture (6) pouvant être élargi, qui présente un diamètre inférieur au trou de forage dans le sol (1) à l'état replié, le corps de fermeture (6) comportant une surface d'étanchéité axiale (13) sur une partie d'étanchéité (9) pouvant être élargie, le diamètre D de cette surface d'étanchéité axiale étant supérieur au diamètre d du trou de forage dans le sol à l'état élargi du corps de fermeture (6), caractérisé en ce qu'un entraînement d'avance (8) réversible est prévu, au moyen duquel le corps de fermeture (6) peut être déplacé vers l'avant au-delà de l'extrémité du trou de forage dans le sol (1) dans la cavité souterraine (3) se trouvant en dessous et peut être déplacé après l'élargissement de la partie d'étanchéité (9) vers l'arrière avec la surface d'étanchéité axiale (13) contre le plafond de cavité (12) de la cavité souterraine (3) entourant le trou de forage dans le sol (1).

8. Dispositif selon la revendication précédente, la partie d'étanchéité (9) pouvant être élargie comprenant un élément de protection (10) ouvrable ou dépliable, la surface d'étanchéité axiale (13) étant prévue sur la partie de bord extérieure de celui-ci.

9. Dispositif selon l'une des deux revendications précédentes, la partie d'étanchéité (9) pouvant être élargie formant dans la position élargie un corps d'expansion, de préférence en forme de cuvette ou de cône, concave sur le côté supérieur qui fait face au plafond de cavité (12) conformément à l'usage prévu, ledit corps d'expansion formant la surface d'étanchéité axiale (13) avec sa partie de bord extérieure et étant réalisé à l'inférieur de la surface d'étanchéité axiale (13) ascendant vers le centre du corps de fermeture (6) et/ou étant espacé du plafond de cavité (12).

10. Dispositif selon la revendication précédente, le corps d'expansion étant réalisé déformable, de préférence déformable élastiquement de sorte que, par effet de pression provenant de la cavité souterraine (3), le corps d'expansion peut être aplati ou pressé pour devenir plus plat et peut être ainsi élargi radialement dans la zone de la surface d'étanchéité axiale (13).

11. Dispositif selon l'une des revendications précédentes 7 à 10, la partie d'étanchéité (9) pouvant être élargie présentant à l'état élargi un diamètre extérieur égal à au moins 150 %, de préférence plus de 200 % du diamètre d du trou de forage dans le sol.

12. Dispositif selon l'une des revendications précédentes 7 à 11, la surface d'étanchéité axiale (13) formant une surface annulaire dont le diamètre intérieur est supérieur au diamètre du trou de forage dans le sol, et est égal de préférence à au moins 140 %, de préférence plus de 180 % du diamètre d du trou de forage dans le sol.

13. Dispositif selon l'une des revendications précédentes 7 à 12, le corps de fermeture (6) comprenant un dispositif de vanne, qui est disposé dans un canal de jonction, qui dispose d'un côté d'une ouverture vers la cavité souterraine (3) et de l'autre côté d'une ouverture vers le trou de forage dans le sol (1), de sorte qu'en position de vanne ouverte, du fluide peut s'écouler de la cavité souterraine (3) dans le trou de forage dans le sol (1).

14. Dispositif selon l'une des revendications précédentes 7 à 13, le corps de fermeture (6) comprenant à l'état d'obturation élargi une surface d'application de pression s'étendant essentiellement de manière plane, transversalement à l'axe longitudinal du trou de forage dans le sol, qui est exposée à l'action de la pression de fluide régnant dans la cavité souterraine (3) et qui est opposée au plafond de cavité (12) et présente une aire qui est égale à plus de 200 % de l'aire de la section droite du trou de forage dans le sol (1).

Zeichnung