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Bohrlochkopf Diese Erfindung bezieht sich auf einen Bohrlochkopf,
mit dem zwei oder mehr Rohrstränge nebeneinander in einem Bohrloch aufgehängt werden
können, wobei mit jedem Strang ein getrennter Bereich im Bohrloch erreicht werden
kann. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung, durch welche die innerhalb
eines Bohrlochkopfes angeordneten Absetzstücke. für dieStelgrohrstränge unterhalb
ihrerAbsetzstellung gesenkt und in diese Absetzstellung wieder zurückgebracht werden
können, so daß bestimmte, zum Ausbau der Fördereinrichtung erforderliche Arbeiten
durchgeführt werden können, beispielsweise kann ein Packer angebracht und entfernt
werden, der am Boden des Bohrloches befindliche Schlamm ausgewaschen oder durch
Ausüben einer Spannung der Steigrohrstrang unter Zug gesetzt werden.
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Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen,
bei der alle möglichen Steigrohrabmessungen und Packer verwendet werden können,
wobei bei letzteren ein Rohrstrang gedreht werden muß, wenn er daran befestigt oder
davon entfernt werden soll. Weiterhin soll eine Vorrichtung geschaffen werden, bei
der eine größere Sitzfläche zwischen den Absetzstücken und ihrem Widerlager vorhanden
und die Absetzstücke besonders einfach ausgebildet sind.
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Weitere Ziele, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus
der folgenden Beschreibung, die an Hand von Zeichnungen durchgeführt ist in denen
zeigt Fig. 1 teilweise im Schnitt eine gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellte
Vorichtung, bei der eine schieberartige Absetzplatte des Bohrlochkopfes zurückgezogen
ist und das dazugehörige Absetzstück sich unterhalb der Absetzstellung befindet,
Fig. 2 ein Schnitt durch einen Teil der in Fig. 1
veranschaulichten Vorrichtung,
wobei das Absetzstück sich oberhalb der Absetzstellung befindet, Fig.
3 einen Schnitt ähnlich wie Fig. 2, bei dem die Absetzplatte in die Bohrung
hineinragt und das teilweise im Schnitt gezeigte Absetzstück sich in der Absetzstellung
befindet, Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 von Fig. 5, wobei sich
ein zweites Absetzstück in Absetzstellung auf einer anderen Absetzplatte befindet
und einen zweiten Steigrohrstrang trägt, der sich entlang des am ersten Absetzstück
aufgehängten Stranges erstreckt, und eine Dichtung zum Abdichten der Bohrung des
Bohrlochkopfes von den Absetzstücken vorhanden ist, Fig. 5 einen Schnitt
entlang der Linie 5-5 von Fig. 4, in dem der Sitz der rechten Absetzplatte
veranschaulicht ist, und Fig. 6 eine perspektivische Darstellung einer aus
dem Bohrlochkopf entfernten Absetzplatte.
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Die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung besteht aus einem
Bohrlochkopf 10, der eine Bohrung 11 hat, in der Absetzstücke 22 zum
Absetzen von parallelen Rohrsträngen angeordnet sind (Fig. 4). Weiterhin sind im
Bohrlochltopf auch noch schieberartig bewegbare Absetzplatten 24 vorgesehen, die
zum Ab-
setzen der Absetzstücke in die Bohrung hineingeschoben und zurückgezogen
werden können, wodurch die Absetzstücke von der Absetzstellung nach unten bewegt
und anschließend wieder gehoben und in die Haltestellung gebracht werden können.
Die Verbindungsstücke in den Steigrohren 23 sind im wesentlichen zylindrisch
ausgebildet, so daß sie in der Bohrung des Bohrlochkopfes um ihre eigene Achse gedreht
und damit an einen im Bohrloch befindlichen Packer angeschlossen oder von diesem
entfernt werden können. Da auch die Absetzstücke nicht genau in die Bohrung eingepaßt
sind, können sie in alle möglichen Futterrohre eingebaut werden.
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Insbesondere ist jede Absetzplatte an ihrer inneren Seite mit einer
Aussparung 41 versehen, um welche eine Sitzfläche 43 ausgebildet ist. Auch jedes
Absetzstück ist mit einer Sitzfläche 40 versehen, an die sich ein Teil 42 mit verringertem
Durchmesser anschließt. Wird eine Absetzplatte in die Bohrung hineingeschoben, so
umschließt sie diesen Teil 42 eines Absetzstückes unterhalb der Sitzfläche, wobei
letztere auf die Sitzfläche der Absetzplatte zu hegen kommt. Falls ein Rohrstrang
in das Bohrloch mit dem Absetzstück
gesenkt werden soll, eiitferüf
manil' die Absetzplatte zum Festhalten des Absetzstückes, so daß, wie in Fig.
1 gezeigt ist, das Absetzstück unter seine Absetzstellung gesenkt werden,
kann. Befindet sich das Absetzstück oberhal " b seine Absetzstellung (Fig.
2), so wird die eiitsprebhe#de Äbs'etzplatte in die Bohrung des Bohrlochkopf#§ hineingeschoben,
so daß die Sitzfläche 43 der .1 Absetzplatte 24 unterhalb der Sitzfläche 40 zu liegm
kommt. # Wird das Absetzstück 22 auf die Absetzplatte 24 abgesenkt (Fig.
3), so ist es sowohl gegen senkrechtc'als auch ge gen seitliche Bewegungen
gesichert. Werden beide Absetzstücke auf diese Weise festgehalten (Fig. 4 und
5), so sind die beiden Rohrstränge 23 nebeneinanger im Bohrloch aufgehängt,
und es kann von zwei getrennten Zonen des Bohrloches gefördert werden. Ist es nun
aus einem bestimmten Grund erforderlich, daß ein Absetzstück ober auch beide zunächst
abgesenkt und dann wieder gezogen werden, müssen, so werden zunächst das entsprechende
AbsCzstück oder auch beide aus der Absetzstellung etwas nach oben gezogen und anschließend
die entsprechende Absetzplatte zurückgezogen, so daß da> s od er die Absetzstücke
abgesenkt werden können. Es können natürlich auch mehr als zwei Rohrstränge und
damit auch mehr als zwei Absetzstücke und Absetzplatten vorgesehen werden.
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Sind beide Absetzstücke abgesetzt, so wird der Zwischenraum zwischen#den
Absetzstücken und der Bohrung des Bohrlochkopfes durch eine Dichtung 45 abgeschlossen
(Fig, 4).' Erfindungsgemäß besteht diese Dichtung aus mehreren: aufeinanderliegenden
scheibenförmigen Elementen, die mit zwei Öffnungen47 für die oberhalb der Absetzplatte
liegenden Teile 48 des Absetzstückes 22 versehen sind. Die Dichtung 45 sitzt auf
einer Schulter 46, die sich in der Bohrung oberhalb der Führungen 12 für die Absetzplatten
befindet.
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Im einzelnen ist in #Fig. 1 gezeigt, daß das mit einem Flansch
versehene untere Ende des Bohrlochkopfes 10 mit dem Obei#ffansch'der Futterrohre
14 in bekannter Weise mit Hilfe von Schrauben 13 verbunden und durch einen
Dichtuggsring 15 abgedichtet ist. Die Bohrung 11 des B-ohrlochkopfes
ist am unteren Ende bei 16 etwas größer gÜsgebiloet und nimmt das obere Ende
eines Fütterroh#es 17 auf, das in bekannter Weise (nicht gezei.#t5"> am Oberflansch
befestigt ist. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist,'bildet die lichte Weite des
Futterrohres 17 die'Fortsetzung der Bohrung 11.
Je nach der Abmessung
der Futterrohre kann natürlich diese lichte Weite äuch etwas größer oder kleiner
sein.
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Wird das Bohrloch,durch zwei Rohrstränge 23 gefördert, dann
sitzen'die Absetzplatten 24 normalerweise in Führungen'12, die sich in einander
gegenüberliegenden Ansätzen 25 des Bohrlochkopfes befinden. Die äußeren Enden
der Führungen 12 sind durch Kappen 26 abgeschlossen, die bei 27 an
die Ansätze angeschraubt und mit Hilfe flacher Metalldichtungen 28 zwische,n
den Ansätzen und den Kappen druckdicht abgeschlossen sind.
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Wie aus Fig. 6, ersichtlich ist, hat jede Absetzplatte 24 im
wesentliqhen einen zylindrischen Querschnitt und ist gleitend in einer ähnlich geformten
Führung 12 geführt. jede Absetzplatte 24 kann zwischen einer zurückgezogenen Stellung,
wie sie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, und einer vorgeschobenen Stellung,
wie sie in den Fig. 3, 4, und 5 gezeigt ist, verschoben, werden jede
Absetzplatte 24 kann mit Hilfe einer Welle 29 hin und her bewegt werden,
die in der Kappe 26 geführt ist und mit ihrem spindelartig ausgebildeten
inneren Ende 30 mit dem äußeren Ende der Absetzplatte verschraubt ist. Ein
an jeder Welle 29 befestigter Flansch 31 wird gegen Längsverschiebung
durch die Kappe gehalten, und jede Absetzplatte wird gegen Verdrehung in der Führung
durch einen Stift 32 gehalten, dessen inneres Ende in die Führung hineinragt
und in einen Schlitz 33 hineinpaßt, welcher sich, wie in Fig. 5 gezeigt
ist, entlang der Seitenflächen der Absetzplatte erstreckt. Das nach außen zu liegende
Ende 34 des Schlitzes 33
ist so angebracht, daß die Absetzplatte nicht über
die vorgeschobene Lage zum Absetzen eines Absetzstilkkes hinaus bewegt werden kann.
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Ein auf der Unterseite der Absetzplatte eingearbeiteter Schlitz
35 verbindet das innere Ende mit dem äußeren Ende, damit die Fremdstoffe
abfließen können, die sich in der Führung möglicherweise hinter der Absetzplatte
ansammeln. Die drehbare Welle 29 ist gegenüber der Kappe mit Hilfe einer
in der Kappe angeordneten Packung 36 und einer die Welle 29 umgebenden
Stopfbüchsenmutter 37 abgedichtet.
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Jedes Absetzstück 22 besteht aus einem Kein, der im wesentlichen einen
zylindrischen Querschnitt hat und durch den sich in axialer Richtung eine öffnung
38 erstreckt. Die oberen und unteren Enden der durch den Kein hindurchgehenden
öffnung 38 sind mit Innengewinden versehen, so daß'auf der Unterseite ein
Steigrohrstrang 23 und auf der Oberseite eine Anschlußleitung 39 befestigt
werden kann. Der Bedienungsanschluß 39 erstreckt sich in bekannter Weise
durch einen Produktionskopf nach oben und steht mit einer geeigneten Vorrichtung
in Verbindung, durch welche das Absetzstück angehoben und gesenkt werden kann.
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Die Sitzfläche 40 eines Absetzstückes wird durch eine konisch nach
unten und nach außen verlaufende ringförmige Fläche auf der Unterseite des Kemoberteils
48 gebildet. Die Aussparung 41 an der inneren Seite einer Absetzplatte 24 ist so
bemessen, daß der unterhalb des Sitzes 40 liegende, im Durchmesser verringerte Teil
42 des Absetzstückes hineinpaßt. Die Sitzfläche 43 einer Absetzplatte ist entsprechend
der Sitzfläche 40 eines Absetzstückes ebenfalls konisch a . usgebildet, so
daß das Absetzstück gegen seitliche und senkrechte Bewegungen in der Bohrung
11 des Bohrlochkopfes gesichert ist, wenn er auf der Absetzplatte aufliegt.
Die Aussparung 41 einer Absetzplatte ist im wesentlichen U-förmig ausgebildet, so
daß die Sitzfläche der Absetzplatte mehr als 1801> der Sitzfläche des Absetzstückes
überdeckt und dadurch die Tragfläche einen Höchstwert erreicht.
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Die Länge des unterhalb der Sitzfläche 40 liegenden Teils 42 mit verringerter
Dicke ist wenigstens so bemessen, daß die Aussparung seitlich vorbeigeschoben werden
kann, wenn sich das Absetzstück -in der in Fig. 2 gezeigten angehobenen Stellung
befindet. Wie Fig. 1 zeigt, ist das untere Ende des Absetzstückes bei 44
stärker ausgebildet, damit ein Innengewinde angebracht werden kann, welches zur
Befestigung der Steigrohrleitung 23 dient, deren Innendurchmesser im wesentlichen
gleich dem Innendurchmesser 38 des Absetzstückes ist. Die im wesentlichen
zylindrische Außenfläche des Absetzstückes gestattet ein Senken und Drehen innerhalb
des Futterrohres 17, dessen Innendurchmesser im wesentlichen gleich dem Durchmesser
der Bohrung 11 des Bohrlochkopfes
ist. Diese Bewegungen
können auch noch durchgeführt werden, wenn ein zweites Absetzstück vorhanden ist.
Weiterhin ist wenigstens ein kleiner Zwischenraum zwischen dem Absetzstück und der
Bohrung 11
vorhanden, so daß das Absetzstück selbst in Bohrlochköpfe höchster
Druckstufe eingebaut werden kann.
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Sind die Absetzplatten aus der Bohrung des Bohrlochkopfes zurückgezogen,
so kann der erste Steigrohrstrang 23 an seinem Absetzstück 22 in das Bohrloch
eingebracht werden. Normalerweise wird ein Packer (nicht gezeigt) am ersten Strang
in einer solchen Lage befestigt, daß das Futterrohr 17 oberhalb der unteren
von zwei Förderzonen abgedichtet wird, in deren Bereich die Futterrohre perforiert
sind; hierdurch wird der Zufluß von der unteren Zone in den ersten Rohrstrang beschränkt.
Dieser Strang trägt noch einen weiteren Packer, der mit einer zweiten Öffnung versehen
ist und oberhalb des ersten Packers angeordnet wird, damit dadurch das Futterrohr
oberhalb der oberen Zone abgedichtet wird. Es kann also ein zweiter Rohrstrang in
das Bohrloch eingebaut und durch die zweite öffnung des oberen Packers zum Fördern
aus der oberen Zone hindurchgeführt werden.
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Es ist manchmal ein Drehen und Senken der Stränge erforderlich, um
die Packer einzustellen, vom Boden des Bohrloches den Schlamm auszuwaschen oder
eine Zugspannung auf die Stränge auszuüben. Ist jedoch der erste Strang
23 eingebaut, so wird sein Absetzstück 22 unterhalb der Absetzstellung abgesenkt
(Fig. 1), worauf das Absetzstück dann in die in Fig. 2 gezeigte Stellung
gebracht wird, in welcher seine Sitzfläche 40 oberhalb der Sitzfläche 43 der Absetzplatte
liegt. Es kann nun die Absetzplatte so lange nach innen verschoben werden, bis das
Ende 34 des Schlitzes 33 der Absetzplatte am Innenende des Stiftes
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anliegt und die Sitzfläche 43 der Absetzplatte genau unterhalb der Sitzfläche
40 des Absetzstückes zu liegen kommt. Anschließend wird das Absetzstück mit Hilfe
der Anschlußleitung 39 so lange abgesenkt, bis die Sitzfläche 40 auf der
Sitzfläche 43 der Absetzplatte aufliegt und dadurch das Absetzstück in dem Bohrlochkopf
gegen senkrechte und seitliche Bewegungen gesichert ist. Der zweite Strang
23, der in den Fig. 4 und 5 auf der linken Seite gezeigt ist, wird
in das Bohrloch eingeführt und in derselben Weise von der zweiten Absetzplatte festgehalten.
Wie in Fig. 1
g ge zeigt ist, befindet sich in der Öffnung 38 jedes Absetzstückes
ein weiteres Innengewinde 54 zum Einbau eines Rückschlagventils (nicht gezeigt).
Diese Rückschlagventile können bereits eingebaut sein, wenn die Absetzstücke mit
Hilfe der Anschlußleitung 39 bedient werden. Sie können aber auch erst eingebaut
werden, nachdem die Absetzstücke in dem Bohrlochkopf festgehalten werden und die
Anschlußleitungen 39 entfernt worden sind. In jedem Falle wird die Dichtung
45 durch den Flansch 18 in die Bohrung 11 eingebracht und auf die
um die Bohrung verlaufende Schulter 46 aufgesetzt. Dabei liegen die Öffnungen 47
der Dichtung eng an den oberen Teilen 48 der Absetzstücke an, und auch die äußere
Umfangsfläche der Dichtung ist genau der Innenfläche der Bohrung angepaßt.
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Die Dichtung 45 besteht aus einer Scheibe 49 aus Gummi od. dgl., die
sich zwischen einer oberen und unteren Scheibe 50 und 51 aus festem
Material befindet. Die Außenfläche des oberen Ringes 50 ist bei
52 konisch ausgebildet, wobei an dieser konischen Fläche die konischen inneren
Enden von Stiften 53
anliegen, die rund um das obere Ende des Bohrlochkopfes
angeordnet sind. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, sind diese Stifte 53 im Bohrlochkopf
verschraubbar abgedichtet und können ra ' dial nach innen bewegt werden.
Wird ein Stift 53 nach innen gegen die konisehe Kante 52 bewegt, so
drückt die Scheibe 50 die elastische Scheibe 49 zusammen, wodurch eine
Ab-
dichtung zwischen den Absetzstücken und dem Bohrlochkopf erzielt wird.
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Werden die inneren Enden der Stifte 53 aus der Bohrung zurückgezogen,
so kann die Dichtung 45 eingesetzt und entfernt werden. Da die Dichtung auf die
in der Bohrung des Bohrlochkopfes vorhandene Schulter aufliegt# wird vermieden,
daß die von den Stiften ausgeübte Belastung über die Absetzstücke auf die Absetzplatten
übertragen wird.
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Ist der Bohrlochkopf durch die Rückschlagventile und durch die Dichtung
45 abgedichtet, so wird die Drucküberwachungseinrichtung mit dem Flansch
18
entfernt und ein Produktionskopf, beispielsweise ein Hauptschieber und
ein Produktionskreuz (nicht gezeigt), auf dem Bohrlochkopf befestigt. üblicherweise
besitzt das untere Ende dieses Schiebers Aussparungen, in welcher die oberen Enden
der Absetzstücke passen, wodurch diese abgedichtet werden und sich nicht nach oben
bewegen können. Vor dem Anbringen des Hauptschiebers würde eine Aufwärtsbewegung
der Absetzstücke dadurch verhindert werden, daß der verstärkte untere Teil 44 jedes
Absetzstückes, dessen Außendurchmesser zumindest im wesentlichen gleich dem Außendurchmesser
des oberen Teils ist, auf der Unterseite der Aussparung 41 einer Absetzplatte anliegt.
Ist der Produktionskopf angebracht, so können die Rückschlagventile entfernt und
das Bohrloch betriebsfertig gemacht werden.