DE1291705B - Einstellvorrichtung fuer den Abstand eines Bohrlochgeraetes von der Bohrlochsohle - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur fest- beschädigungen am inneren Rohr der relativen Gleitstellbaren Einstellung des Abstandes eines Bohrloch- bewegung entgegenwirken.

gerätes, z. B. eines Bohrlochpackers oder eines Bohr- Eine andere bekannte Vorrichtung zeigt einen loch-Probeentnahmegerätes von der Bohrlochsohle Bohrlochpacker mit einer an der Bohrlochsohle anmit zwei teleskopartig ineinandergreifenden, aus einer 5 greifenden, in der Höhe verstellbaren Vorrichtung, eingezogenen in eine ausgezogene durch Anschläge die zwei teleskopartig ineinandergreifende Teile aufbegrenzte Stellung beweglichen Teilen, von denen das weist, von denen das innere an der Bohrlochsohle erste Teil fest mit dem unteren Ende des Bohrloch- angreifende Teil mit dem äußeren sich vom Bohrgerätes verbunden ist, und einer Verriegelungs- lochpacker abwärts erstreckenden Teil durch eine vorrichtung, die beim Anschlag des zweiten Teiles io Bajonettvorrichtung verriegelbar ist.
an der Bohrlochsohle durch das Gewicht des das Die in den verschiedenen Höhen am Außenumfang Bohrlochgerät tragenden Rohrstranges zwischen den des inneren Teiles angeordneten Bajonettausnehmunbeiden Teilen ausgelöst wird, um eine relative Auf- gen sind mit sich längs und schräg erstreckenden wärtsbewegung des ersten Teiles zu gestatten, jedoch Führungsnuten verbunden, in die ein am unteren eine Abwärtsbewegung zu verhindern. 15 Ende des äußeren Teiles angeordneter Bajonettstift

Obwohl die Vorrichtung gemäß der Erfindung eingreift. Diese Vorrichtung ist, wie ohne weiteres auch für andere Bohrlochgeräte verwendbar ist, wird ersichtlich, sehr schwierig zu bedienen und auch sie vornehmlich bei Probeentnahmegeräten für Flüs- unzuverlässig in ihrer Arbeitsweise, da keine Gewähr sigkeiten in der das Bohrloch umgebenden Erd- dafür besteht, daß sich das innere Teil bei der Drehformation verwendet, die zwei mit Abstand zu- 20 bewegung des äußeres Teiles nicht mitdreht. Aber einander angeordnete Bohrlochpacker aufweisen, selbst wenn man dies außer acht läßt, ist es sehr zwischen denen ein gelochtes, die Flüssigkeit der schwierig, den Bajonettstift in die zu den gewünsch-Erdformation aufnehmendes Rohr angeordnet ist. ten Bajonettausnehmungen führenden Führungsnuten Hierbei kommt es vor, daß die Bohrlochspule gegen- einzuführen.

über der Probeentnahmestelle zu tief liegt, so daß 25 Es ist ferner bei Bohrlochpackern bekannt, zudie Bohrlochpacker beim Aufsitzen der Vorrichtung sammenwirkende hydraulische Vorrichtungen vorauf der Bohrlochsohle nicht die gewünschte Stellung zusehen, die teleskopartig ineinandergreifende Teile gegenüber der Probeentnahmestelle einnehmen. Um in ausgefahrener Stellung zueinander halten und die hier eine Abhilfe zu schaffen und eine nachträgliche beim Ablassen von Flüssigkeit aus einer Kammer Höhenverstellung der Bohrlochpacker zu ermög- 30 zusammenfahrbar sind. Das Ablassen der Flüssigkeit liehen und dadurch das Ziehen des ganzen Rohr- erfolgt durch Betätigung eines Ventils. Diese hydraustranges, wie es früher erforderlich war, zu ver- lischen Vorrichtungen sind zur Verstellung der meiden, sind bereits verschiedene Vorrichtungen ge- Höhe eines Bohrlochgerätes ungeeignet, da sie einem schaffen worden, die jedoch alle keine befriedigen- völlig anderen Zweck dienen,
den Resultate zeigten. 35 Mit der Erfindung soll eine Vorrichtung der ein-

Eine dieser bekannten Vorrichtungen, von der die gangs beschriebenen Art geschaffen werden, die Erfindung ausgeht, zeigt einen Bohrlochpacker mit stufenlos in der Einstellung des Abstandes zwischen einer an der Bohrlochsohle angreifenden, in der Höhe der Bohrlochsohle und dem Bohrlochgerät unter verstellbaren Vorrichtung, die zwei teleskopartig in- Vermeidung mechanischer Verriegelungsteile und daeinandergreifende Rohre aufweist, von denen das 40 durch verursachter Oberflächenbeschädigungen der innere Rohr eine Verlängerung des den Bohrloch- Teile verstellbar ist, und zwar einfach durch eine packer tragenden Rohrstranges bildet, während das Längsbewegung des das Bohrlochgerät tragenden äußere Rohr durch Scherstifte mit dem inneren Rohr Rohrstranges. Die Vorrichtung soll ferner äußerst verbunden ist, die beim Aufsetzen des geschlossenen betriebssicher arbeiten und einfach im Aufbau und Bodens des äußeren Rohres durch das darauf 45 daher wirtschaftlich herstellbar sein,
lastende Gewicht des Rohrstranges abscheren, so daß Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß eine Relativverschiebung stattfinden kann. Zwischen das eine Teleskopteil einen Zylinderraum aufweist, dem äußeren und dem inneren Rohr ist eine Kugeln in dem das andere als Kolben ausgebildete Teleskopoder Keile als Klemmelemente aufweisende Klemm- teil gleitend eingreift, und daß der Zylinderraum vorrichtung vorgesehen, die zwischen der Außen- 50 über einen Flüssigkeitsdurchgang, in dem ein Rückwandung des inneren Rohres und der Innenwandung schlagventil vorgesehen ist, das sich beim Einströmen eines sich konisch nach unten verjüngenden Ab- von Flüssigkeit in den Zylinderraum öffnet und beim schnittes des äußeren Rohres wirksam sind. Wenn Ausströmen schließt, mit dem Bohrlochraum verbunder Rohrstrang mit dem Packer angehoben wird, den ist.

geben die Klemmelemente nach, und das innere Rohr 55 Mit der gemäß der Erfindung ausgebildeten Vorgleitet im äußeren Rohr aufwärts. Sobald das Ge- richtung sind alle den bekannten Vorrichtungen wicht des Rohrstranges das innere Rohr abwärts zu dieser Art anhaftenden Mängel behoben. Die Vorverschieben sucht, werden die Klemmelemente wirk- richtung arbeitet äußerst zuverlässig und hat, da die sam und verriegeln die beiden Rohre. Um die Scher- einzelnen Teile während des Betriebes nicht bestifte abscheren zu können, weist das innere Rohr 60 schädigt werden, eine lange Lebensdauer,
eine ringförmige Ausnehmung des Außendurchmes- Um ein ungewolltes Ausziehen der teleskopartig sers auf, die eine freie, anfängliche Abwärtsbewegung ineinandergreifenden Teile während des Einfahrens des inneren Rohres entsprechend der Breite der Aus- der Vorrichtung in das Bohrloch durch ein eventuell nehmung gestattet. Diese mechanische Verriegelungs- erforderliches Anheben des Rohrstranges und damit vorrichtung bewirkt durch die sich festklemmenden 65 verbundenem Öffnen des Rückschlagventils zu verElemente Eindrückungen und Beschädigungen an der meiden, sieht die Erfindung in weiterer vorteilhafter Oberfläche des inneren Rohres, so daß die Vorrich- Ausgestaltung vor, daß der Einlaß des Flüssigkeitstung bald unbrauchbar wird, da die Oberflächen- durchganges durch ein Teil verschlossen ist, das beim

Aufsetzen der Vorrichtung auf der Bohrlochsohle in F i g. 1 gezeigt, einnehmen, so daß der Rohrstrang entfernbar ist. mit dem Gerät, wenn keine Verstellvorrichtung vor-

Ein sehr einfaches und wirksames Mittel, den gesehen wäre, aus dem Bohrloch gezogen werden Flüssigkeitsdurchgang in den Zylinderraum bis zum müßte, um die Länge des auf der Bohrlochsohle auf-Aufsetzen der Vorrichtung auf der Bohrlochsohle 5 sitzenden Endteiles so zu verändern, daß beim geschlossen zu halten, zeichnet sich gemäß der Erfin- Wiedereinführen des Rohrstranges mit dem neuen dung dadurch aus, daß das den Flüssigkeitsdurch- Endteil die Packer die in F i g. 2 gezeigte ordnungsgang verschließende Teil eine durch den beim Auf- gemäße Stellung einnehmen würden. Dieses Aus- und setzen der Vorrichtung auf der Bohrlochsohle im Einfahren des Rohrstranges ist zeitraubend und kost-Zylinderraum entstehenden Flüssigkeitsdruck zer- io spielig und wird durch Anbringung der Verstellbrechliche Scheibe ist. Hierbei kann zwischen dem vorrichtung vermieden.

den Flüssigkeitsdurchgang verschließenden Teil und Die Verstellvorrichtung weist ein oberes Teil 1 und

dem Schließkörper des Rückschlagventils ein den ein unteres rohrförmiges Teil 2 auf, die teleskopartig Schließkörper gegen die Kraft einer Feder in der ineinandergreifen und bei 6 mit dem Probeentnahmegeöffneten Stellung haltender Stift angeordnet sein, 15 gerät verbunden sind. Aus F i g. 3 ist die Konstrukder bei der Entfernung des Verschlußteiles frei- tion der Verstellvorrichtung ersichtlich', die nunmehr gegeben wird. im einzelnen beschrieben werden soll. Das obere

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Teil 1 besteht aus einer Stange 4, die beispielsweise Erfindung soll nunmehr an Hand der Zeichnungen durch einen Stift und eine Gewindemuffe 6 mit dem beschrieben werden. Es zeigt 20 unteren Ende des Probeentnahmegerätes verbunden

Fig. 1 einen Aufriß eines Bohrloch-Probe- ist. Das untere Teil2 der Verstellvorrichtung weist entnahmegerätes mit doppeltem Bohrlochpacker, das an seinem oberen Ende einen gleitend auf der in einem Bohrloch in einer ersten unerwünschten Stange 4 angeordneten Kopf 7 auf. Das untere Ende Stellung gesetzt ist, wobei die Einstellvorrichtung innerhalb der in das untere Teil 2 eingreifenden gemäß der Erfindung auf der Sohle des Bohrlochs 25 Stange 1 ist als Kolben 8 ausgebildet und mit einer aufsitzt, ringförmigen Dichtung 9 versehen, die auf einem im

Fig.2 einen Aufriß entsprechend der Fig. 1, bei Durchmesser verkleinerten Abschnitt 10 der Stange dem jedoch das Probeentnahmegerät in der ge- angebracht und mittels eines Halteringes 11 und einer wünschten höheren Stellung im Bohrloch gesetzt ge- Mutter 12 darauf befestigt ist. Der Dichtungsring 9 zeigt, die Verstellvorrichtung vollständig ausgefahren 30 hat die Form einer nach unten gerichteten Man- und hydraulisch verriegelt ist, schette und besteht aus haltbarem Material, um einem

F i g. 3 einen axialen Längsschnitt der Verstell- wesentlichen Druck zu widerstehen, ohne zu brechen vorrichtung in größerem Maßstab, wobei die Ver- oder in den zwischen dem Kolben 8 und der Innenstellvorrichtung und die hydraulische Verriegelung wand des rohrförmigen Körpers 2 bestehenden Raum in einer Stellung zum Einfahren in das Bohrloch 35 verdrängt zu werden,
gezeigt sind, Innerhalb des unteren rohrförmigen Teiles 2 ist

Fig.4 einen axialen Längsschnitt entsprechend unter dem Kolben8 der Zylinderraum 13 mit Flüsder Fig.4, in dem jedoch die Verstellvorrichtung sigkeit gefüllt. In der unteren Stirnwand des Zylinin der ausgezogenen Stellung hydraulisch verriegelt derraumes ist ein sich nach oben öffnendes Rückgezeigt ist, und 40 schlagventil mit einer Ventilsitzscheibe 14 in einer

Fig. 5 einen Querschnitt nach Linie 5-5 der Bohrung 15 angeordnet und durch einen Gewinde-Fig.3. stutzen 16 in Stellung gehalten, die in die untere

In Fig. 1 ist ein bekanntes Bohrloch-Probe- Stirnwand des unteren Teiles2 eingeschraubt ist. entnahmegerät mit einer Verstellvorrichtung gemäß Zwischen dem Ventil 14 und dem Gewindestutzen der Erfindung dargestellt, die zusammen an einem 45 16 ist eine zerbrechliche Scheibe 17 eingespannt, die einlaufenden Rohrstrang befestigt sind. Das Probe- die Flüssigkeit im Zylinderraum 13 hält,
entnahmegerät weist zwei mit Abstand zueinander Ein Stift 18 erstreckt sich durch die Ventilsitzangeordnete, durch ein hydraulisches Hauptventil be- scheibe 14 und greift mit seinem unteren Ende an tätigbare, an der Bohrlochwand dichtend angreifende der zerbrechlichen Scheibe 17 und mit seinem oberen Bohrlochpacker und ein dazwischenliegendes geloch- 50 Ende an einer den Schließkörper des Ventils bildentes Rohr zur Aufnahme einer Formationsflüssigkeits- den Kugel 19 an, um letztere gegen die Kraft einer probe auf. in einer Bohrung 21 im unteren Ende des unteren

Die Packer werden in üblicher Weise gesetzt, d. h. Teiles 2 angeordneten Feder 20 vom Sitz abgehoben aufgeweitet, wenn sich das Gewicht des Rohrstranges zu halten. Durchgänge 22 in der unteren Stirnwand auf einem Teil abstützt, das sich vom Bohrloch- 55 des unteren Teiles 2 und Durchgänge 23 in der Ven-Probeentnahmegerät nach unten erstreckt und auf tilsitzscheibe 14 stellen eine Verbindung zwischen der Bohrlochsohle aufsitzt, wie dies in der einschlä- dem Zylinderraum 13 und dem Bohrlochraum durch gigen Technik allgemein bekannt ist. ein offenes Endstück 24 her, das am unteren Ende

Die zu untersuchende, möglicherweise produktive des unteren Teiles 2 befestigt und geeignet ist, sich Erdformation kann jedoch, wie aus F i g. 1 ersieht- 60 auf der Sohle des Bohrloches abzustützen. Wenn die lieh, aus einer schmalen Sandschicht bestehen, die Verstellvorrichtung sich in der in das Bohrloch einmit F bezeichnet ist. Wenn daher die Packer die zufahrenden Stellung, wie in F i g. 3 gezeigt, befindet, Formation F nicht ordnungsgemäß zwischen sich auf- ist die Verbindung zwischen dem Zylinderraum 13 nehmen und die Packer eine versetzte Stellung gegen- und dem Bohrlochraum durch die Scheibe 17 verüber der Sandschicht F einnehmen, kann dies eine 65 schlossen, und die Vorrichtung kann ohne Gefahr Fehluntersuchung zur Folge haben. Es ist in einigen einer ungewollten Betätigung eingefahren werden, bis öl- und gasführenden Formationen nicht ungewöhn- das Endstück 24 auf der Sohle des Bohrloches zum lieh, daß die Packer eine ungeeignete Stellung, wie Aufsitzen kommt.

Bei einer Gewichtsbelastung des oberen Abschnittes 1 durch den eingefahrenen Rohrstrang wird die Stange 4 gegenüber dem unteren Teil 2 nach unten gedrückt, wobei der auf die Scheibe 17 wirkende Flüssigkeitsdruck dieselbe herausbricht und dabei den Stift 18 unter der Kugel 19 freigibt, so daß sich das Ventil schließen kann. Die im Zylinderraum 13 · durch das Rückschlagventil eingefangene Flüssigkeit hält dann den Kolben 8 und die Stange 4 gegen eine weitere Abwärtsbewegung fest, wobei das Gewicht des eingefahrenen Rohrstranges dann ein Setzen der Packer bewirkt.

Falls es dann eintreten sollte, daß die Packer, wie in F i g. 1 geeigt, sich in einer unerwünschten Stellung befinden oder aus anderen Gründen keine wirksame Abdichtung herstellen, wird der eingefahrene Rohrstrang, wie in Fig.4 gezeigt, angehoben. Wenn der Rohrstrang und damit die Packer angehoben werden, werden die Stange 4 und der Kolben 8 des oberen Teiles 1 aus dem Zylinderraum 13 des unteren Teiles 2 herausgezogen. Der Flüssigkeitsdruck im Bohrloch hebt dann das Kugelventil 19 vom Sitz 14 ab, so daß sich der Zylinderraum 13 füllt. Diese Relativbewegung wird durch Anschlag des Kolbens 8 an einer inneren Schulter 8' des Kopfes 7 begrenzt. Unmittelbar unter der Schulter 8' ist ein Durchgang 2' vorgesehen, der den Zylinderraum 13 des unteren Teiles 2 mit dem Bohrlochraum verbindet, damit sich der Kolben 8 frei im Zylinderraum aufwärts bewegen kann.

Wenn nun das Gewicht des eingefahrenen Rohrstranges wieder auf das obere Teil 1 einwirkt, ist er hydraulisch gegen eine Abwärtsbewegung gegenüber dem unteren Teil 2 durch die Flüssigkeit im Zylinderraum 13 verriegelt, wobei der Austritt der Flüssigkeit durch das geschlossene Rückschlagventil verhindert wird. So können die Packer in der höheren, in F i g. 2 gezeigten Stellung gesetzt werden.

Während die speziellen Einzelheiten des Erfindungsgegenstandes gezeigt und beschrieben worden sind, können Änderungen vorgenommen werden, ohne vom Erfindungsgedanken, wie er in den Ansprüchen zum Ausdruck gebracht ist, abzuweichen.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur feststellbaren Einstellung des Abstandes eines Bohrlochgerätes, z.B. eines Bohrlochpackers oder eines Bohrloch-Probeentnahmegerätes, von der Bohrlochsohle mit zwei teleskopartig ineinandergreifenden, aus einer eingezogenen in eine ausgezogene, durch Anschläge begrenzte Stellung beweglichen Teilen, von denen das erste Teil fest mit dem unteren Ende des Bohrlochgerätes verbunden ist, und einer Verriegelungsvorrichtung, die beim Anschlag des zweiten Teiles an der Bohrlochsohle durch das Gewicht des das Bohrlochgerät tragenden Rohrstranges zwischen den beiden Teilen ausgelöst wird, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Teleskopteil (2) einen Zylinderraum (13) aufweist, in den das andere Teleskopteil (1) mit einer einen Kolben (8) aufweisenden Stange (4) gleitend eingreift, und daß der Zylinderraum über einen Flüssigkeitsdurchgang (22, 23), in dem ein Rückschlagventil (14,19) vorgesehen ist, das sich beim Einströmen von Flüssigkeit in den Zylinderraum öffnet und beim Ausströmen schließt, mit dem Bohrlochraum verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (23) des Flüssigkeitsdurchganges (22, 23) durch ein Teil (17) verschlossen ist, das beim Aufsetzen der Vorrichtung auf der Bohrlochsohle entfernbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das den Flüssigkeitsdurchgang (23) verschließende Teil (17) eine durch den beim Aufsetzen der Vorrichtung auf der Bohrlochsohle im Zylinderraum (13) entstehenden Flüssigkeitsdruck zerbrechliche Scheibe ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem den Flüssigkeitsdurchgang (22,23) verschließenden Teil (17) und dem Schließkörper (19) des Rückschlagventils (14,19) ein den Schließkörper gegen die Kraft einer Feder (20) in der geöffneten Stellung haltender Stift (18) angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen