[go: up one dir, main page]

DE2360268A1 - Formationspruefvorrichtung - Google Patents

Formationspruefvorrichtung

Info

Publication number
DE2360268A1
DE2360268A1 DE2360268A DE2360268A DE2360268A1 DE 2360268 A1 DE2360268 A1 DE 2360268A1 DE 2360268 A DE2360268 A DE 2360268A DE 2360268 A DE2360268 A DE 2360268A DE 2360268 A1 DE2360268 A1 DE 2360268A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pressure
fluid
piston
operating
valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE2360268A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2360268C2 (de
Inventor
Harold J Urbanosky
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Services Petroliers Schlumberger SA
Original Assignee
Societe de Prospection Electrique Schlumberger SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Societe de Prospection Electrique Schlumberger SA filed Critical Societe de Prospection Electrique Schlumberger SA
Publication of DE2360268A1 publication Critical patent/DE2360268A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2360268C2 publication Critical patent/DE2360268C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/16—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B49/00—Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells
    • E21B49/08—Obtaining fluid samples or testing fluids, in boreholes or wells
    • E21B49/10—Obtaining fluid samples or testing fluids, in boreholes or wells using side-wall fluid samplers or testers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205—Systems with pumps
    • F15B2211/20507—Type of prime mover
    • F15B2211/20515—Electric motor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30—Directional control
    • F15B2211/305—Directional control characterised by the type of valves
    • F15B2211/30505—Non-return valves, i.e. check valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40—Flow control
    • F15B2211/405—Flow control characterised by the type of flow control means or valve
    • F15B2211/40515—Flow control characterised by the type of flow control means or valve with variable throttles or orifices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40—Flow control
    • F15B2211/415—Flow control characterised by the connections of the flow control means in the circuit
    • F15B2211/41572—Flow control characterised by the connections of the flow control means in the circuit being connected to a pressure source and an output member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40—Flow control
    • F15B2211/42—Flow control characterised by the type of actuation
    • F15B2211/426—Flow control characterised by the type of actuation electrically or electronically
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/50—Pressure control
    • F15B2211/505—Pressure control characterised by the type of pressure control means
    • F15B2211/50509—Pressure control characterised by the type of pressure control means the pressure control means controlling a pressure upstream of the pressure control means
    • F15B2211/50518—Pressure control characterised by the type of pressure control means the pressure control means controlling a pressure upstream of the pressure control means using pressure relief valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/50—Pressure control
    • F15B2211/505—Pressure control characterised by the type of pressure control means
    • F15B2211/50563—Pressure control characterised by the type of pressure control means the pressure control means controlling a differential pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/50—Pressure control
    • F15B2211/555—Pressure control for assuring a minimum pressure, e.g. by using a back pressure valve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/50—Pressure control
    • F15B2211/575—Pilot pressure control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/605—Load sensing circuits
    • F15B2211/6051—Load sensing circuits having valve means between output member and the load sensing circuit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63—Electronic controllers
    • F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/6306—Electronic controllers using input signals representing a pressure
    • F15B2211/6309—Electronic controllers using input signals representing a pressure the pressure being a pressure source supply pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63—Electronic controllers
    • F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/6306—Electronic controllers using input signals representing a pressure
    • F15B2211/6313—Electronic controllers using input signals representing a pressure the pressure being a load pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/665—Methods of control using electronic components
    • F15B2211/6651—Control of the prime mover, e.g. control of the output torque or rotational speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/665—Methods of control using electronic components
    • F15B2211/6653—Pressure control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/705—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor characterised by the type of output members or actuators
    • F15B2211/7051—Linear output members
    • F15B2211/7055—Linear output members having more than two chambers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/71—Multiple output members, e.g. multiple hydraulic motors or cylinders
    • F15B2211/7107—Multiple output members, e.g. multiple hydraulic motors or cylinders the output members being mechanically linked
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/71—Multiple output members, e.g. multiple hydraulic motors or cylinders
    • F15B2211/7114—Multiple output members, e.g. multiple hydraulic motors or cylinders with direct connection between the chambers of different actuators
    • F15B2211/7128—Multiple output members, e.g. multiple hydraulic motors or cylinders with direct connection between the chambers of different actuators the chambers being connected in parallel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/71—Multiple output members, e.g. multiple hydraulic motors or cylinders
    • F15B2211/7142—Multiple output members, e.g. multiple hydraulic motors or cylinders the output members being arranged in multiple groups
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/77—Control of direction of movement of the output member
    • F15B2211/7716—Control of direction of movement of the output member with automatic return

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
  • Piles And Underground Anchors (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Electrotherapy Devices (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Description

Beschreibung zum Patentgesuch
der Firma Societe, de Prospection Electrique Schlumberger 42, Rue Saint-Dominique, Paris
betreffend:
FormationsprüfVorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Formationsprüfvorrichtung, welche in einem Bohrloch aufgehängt werden kann, welches sich durch Erdformationen erstreckt.
Die bisher im Handel befindlichen Formationsprüfvorrichtungen mit Kabeln sind auf eine Einzelprüfung eines ausgewählten Formationsausschnittes beschränkt (US Patentschrift Nr. 3 011 554) Nachdem eine, dieser Vorrichtungen in einem Bohrloch angeordnet worden ist und ein Prüfvorgang oder eine Probenentnahme eingeleitet worden ist, kann eine derartige Vorrichtung nicht von neuem betätigt werden, ohne daß sie zunächst aus dem Bohrloch entfernt wird und für den nächsten Einlauf verschiedene Bauteile der Vorrichtungen neu eingestellt werden. Selbst wenn man schnell feststellt, daß ein gerade eingeleiteter PrüfVorgang oder eine Probenentnahme wahrscheinlich nicht erfolgreich sein werden, hat die Bedienungsperson keine andere Wahl als den Betrieb zu unterbrechen und dann die Vorrichtung zur Oberfläche zurückzubringen. Dieses führt offensichtlich zu einem Zeitverlust und zu Kosten, welche vermeidbar wären, wenn ein neuer Versuch ausgeführt werden könnte, oKae daß die Prüfvor-
409824/0 331
richtung aus dam Bohrloch entfernt werden müßte.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, wird in der US Patentschrift Nr. 3 385 364 eine modernere Prüfvorrichtung beschrieben. Prüfvorrichtungen gemäß dieser Patentschrift enthalten zwei oder mehr abgeschlossene Prüfeinheiten, welche tandemartig miteinander verbunden sind und unabhängig voneinander arbeiten. Obgleich Vorrichtungen dieser Art im Handel erhältlich sind, hat es sich herausgestellt, daß ihr Gesamtgewicht und ihre Länge die Verwendung in vielen Fällen schwierig machen.
Es sind eine Reihe von Versuchen unternommen worden, um Formationsprüfvorrichtungen zu schaffen, welche mehr als einen Prüfvorgang oder eine Probenentnahme bei einem Einlauf ausführen können. Die meisten dieser Prüfvorrichtungen verwenden äußerst komplizierte Anordnungen von Magnetschaltern und Steuervorrichtungen, so daß bezweifelt werden muß, daß sich diese Vorrichtungen bei den in der Praxis anzutreffenden schwierigen Bedingungen in einem Bohrloch bewähren.
Ein anderer Grund dafür, daß bisher kein in praktikabler Weise wiederholt betätigbares Formationsprüfgerät bekannt geworden ist, liegt darin, daß in zuverlässiger Weise eine Strömungsmittel- oder Druckverbindung mit den nicht ausgebauten oder befestigten Erdformationen hergestellt werden muß. Obgleich die verschiedenen neuen und verbesserten Prüfvorrichtungen gemäß den US Patentschriften Nr. 3 352 361, 3 530 933, 3 565 169 und 3 653 436 zur Prüfung nicht befestigter Formationen gedacht sind, sind sie aus dem einen oder anderen Grund nicht in der Lage, mehr als einen Prüfvorgang während eines einzigen Einlaufe in einem gegebenen Bohrloch auszuführen.
Eine der besseren, wiederholt betätigbaren Prüfvorrichtungen ist in Fig. 2 der US Patentschrift 3 577 781 beschrieben.
4 0 9824/0331
Diese Vorrichtung verwendet ein nicht-rückgekoppeltes Steuerungssystem mit nur einem einzigen Magnetventil und einer wahlweise in der einen oder anderen Richtung betätigbaren Hydraulikpumpe. Diese Vorrichtung ist jedoch nicht zum Sammeln einer Strömungsmittelprobe geeignet, welche zur überprüfung an die Oberfläche zurückgebracht v/erden kann. Da bei dieser Vorrichtung der Strömungsraitteleinlaß dauernd geöffnet ist, ist diese nicht für einen Betrieb geeignet, bei welchem die untersuchte Formation verhältnismäßig wenig ausgebaut oder befestigt ist.
Der Erfindung liegt daher vor allem die Aufgabe zugrunde, eine neue und verbesserte Prüfvorrichtung zu schaffen, mit welcher in zuverlässiger Weise Mehrfachmessungen von einem oder mehreren Strömungsmitteln oder Formationen vorgenommen werden können und mit welcher selektiv eine oder mehrere Proben der Formationsstror.iungsmittel gewünschtenfalls gesammelt werden Tonnen, unabhängig von der Art oder Befestigung der untersuchten Formationen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgexnäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Dementsprechend wird eine Formationsprüfvorrichtung mit einer wahlweise betätigbaren Einrichtung geschaffen, welche die Vorrichtung lösbar in einem Bohrloch verankert und eine isolierte Verbindung mit einer Erdformation herstellt, während der Zutritt loser Formationsmaterialien begrenzt oder verhindert wird. Weiterhin ist eine wahlweise betätigbare Einrichtung vorgesehen, mittels welcher wenigstens Messungen über eine oder mehrere Eigenschaften der Erdformation oder der darin enthaltenen fossilen Strömungsmittel vorgenommen werden können. Um die Vorrichtung wahlweise für eine oder mehrere Prüfperioden einzusetzen, sind jede der verschiedenen wahlweise betätigbaren Einrichtungen sowie verschiedene Strömungssteuerventile in der Vorrichtung angeordnet und mit einer wahlweise betätigbaren Hydraulikpumpe
409824/0331
mittels eines Steuersystemes verbunden, welches mehrere Hydrauliksteuerventile aufweist, die bei verschiedenen vorbestimmten Hydraulikdrücken arbeiten können. Auf diese Weise wird einfach durch das Anlassen der Hydraulikpumpe und den Druckanstieg am Ausgang der Pumpe jedes der verschiedenen Hydrauliksteuerventile nacheinander in einer vorbestimmten Reihenfolge betätigt, so daß die Vorrichtung durch einen ausgewählten Arbeitszyklus geführt wird.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles erläutert? es zeigen:
Fig. 1 die Oberflächen- und Bohrlochabschnitte einer
bevorzugten Ausführungsform der neuartigen Formationsprüfvorrichtung;
Fig. 2A und 2B zusammen schematisch die Formationsprüfvorrichtung gemäß Fig. 1 in der Ausgangslage;
Fig. 3 ein Diagramm des Betriebs der neuen Formationsprüfvorrichtung, welche wahlweise einen typischen Prüf- und Probenentnahmevorgang durchführt;
Fig. 4-7 die aufeinanderfolgenden Stellungen verschiedener Bauteile der neuartigen Vorrichtung gemäß Fig. 2A und 2B während eines typischen Prüf- und ProbenentnahmeVorganges;
Fig. 8 ähnlich wie Fig. 3 den Betrieb der Formationsprüfvorrichtung, wie sie wahlweise in ihre Ausgangsposition nach einem vollständigen Prüf- und PorbenentnahmeVorgang zurückkehrt und
Fig. 9-11 die aufeinanderfolgenden Positionen verschiedener Bauteile der neuartigen und verbesserten Forma-
409824/0331
tionsprüfvorrichtung bei der Rückkehr der Vorrichtung in ihre Ausgangslage.
Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer neuartigen Formationsprufvorrichtung 20 während des Verlaufs eines typischen Mess- und Probenentnahmevorgangs in einem Bohrloch, beispielsweise einem Bohrloch 21, welches bei 22 und 23 durch mehr als eine Erdformation ragt. Die Vorrichtung ist in dem Bohrloch 21 von dem unteren Ende eines Kabels 24 für einen Mehrfachleiter aufgehängt, der in üblicher Weise auf einer nicht dargestellten Seilwinde an der Oberfläche abgewickelt und mit dem Oberflächenabschnitt einer neuen und verbesserten Steuereinrichtung 25 verbunden ist. Außerdem sind eine typische Aufzeichnungs- und Anzeigevorrichtung 26 und ein Netzgerät 27 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform enthält die Vorrichtung 20 einen längsgestreckten Hüllkörper 28, der den im Bohrloch befindlichen Abschnitt der Steuerungseinrichtung 25 umschließt und eine wahlweise ausfahrbare Verankerungseinrichtung 29 und eine Einlaßeinrichtung 30 für Strömungsmittel trägt, welche auf gegenüberliegenden Seiten des Hüllkörpers angeordnet sind, sowie eine oder mehrere tandemartig verbundene Sammelkammern 31 und 32 für Strömungsmittel.
Wie noch -im einzelnen erläutert wird, wirken die Formationsprüfvorrichtung 20 und die Steuerungseinrichtung 25 derart zusammen, daß bei einem von der Oberfläche abgegebenen Befehl die Vorrichtung wahlweise in eine oder mehrere von fünf ausgewählten Betriebslagen versetzt werden kann. Die Steuerungseinrichtung 25 bringt die Vorrichtung 20 entweder in eine oder mehrere dieser Lagen oder sie führt diese durch ausgewählte Betriebslagen. Diese fünf Betriebslagen werden noch im einzelnen erläutert und bedingen die Vielseitigkeit der Steuervorrichtung 25, welche die Vorrichtung 20 entsprechend der Aufgabenstellung betätigen. Dieses erfolgt dadurch, daß wahlweise
409824/0331
Steuerungsschalter 33 und 34 im Oberflächenabschnitt des Systemes in verschiedene Schaltlagen 35 bis 40 gebracht werden, so daß wahlweise verschiedenen Leitungen 41 bis 48 in dem Kabel 24 Leistung zugeführt wird.
Gemäß Fig. 2A und 2B sind der gesamte im Bohrloch befindliche Abschnitt der Steuerungseinrichtung sowie die Verankerungseinrichtung 29, die Strömungsmittel-Einlaßeinrichtung 30 und die Sammelkammern 31 und 32 der Vorrichtung in derjenigen Lage dargestellt, in welcher sie sich befinden, wenn die neuartige Vorrichtung ganz zurückgezogen ist und die Schalter 33 und 34 sich in ihren ersten oder "abgeschalteten" Betriebslagen 35 befinden* Bei der bevorzugten Ausführungsform der wahlweise ausfahrbaren Verankerungseinrichtung 29 gemäß Fig. 2A für die Vorrichtung, ist ein senkrechtes, in Eingriff mit der Wand gelangendes Verankerungsglied 5O typischerweise mit einem sich längsseitig im Abstand voneinander befindlichen Paar nach hinten bewegbarer Kolben/Zylindereinrichtungen 51 und 52 verbunden, welche typischerweise quer zu dem Hüllkörper 28 bewegt werden können. Wie noch erläutert wird, werden die seitliche Ausdehnung und die Rückzugsbewegung des Verankerungsgliedes 50 bezüglich der Rückseite des Hüllkörpers 28 durch die Steuerungseinrichtung 25 gesteuert, welche wahlweise eine unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit zu den Kolben/Zylinderanordnungen 51 und 52 gelangen oder von diesen abgeben läßt.
Die Strömungsmittel-Einlaßeinrichtung 30 dient bei der bevorzugten Ausfuhrungsform auch zur Abdichtung ausgewählter Abschnitte der Wand des Bohrloches 21. Nachdem ein ausgewählter Abschnitt der Bohrlochwand gegenüber den Strömungsmitteln des Bohrloches isoliert ist, wird eine Druck- oder Strömungsmittelverbindung mit den angrenzenden Erdformationen hergestellt. Gemäß Fig. 2A enthält die Strömungsmittel-Einlaßeinrichtung 30 vorzugsweise eine ringförmige, elastische
40982A/0331
Dichtung 53, die auf der Stirnfläche eines senkrechten Stützgliedes oder einer Platte 54 angeordnet ist, welche mit einem längsseitig im Abstand voneinander befindlichen Paar von nach vorne beweglichen Kolben/Zylinderanordnungen 55 und 56. verbunden ist, die quer zu dem Hüllkörper 28 angeordnet sind und den Dichtungsring seitlich in Richtung auf die vordere Seite des Hüllkörpers bewegen. Wenn die Steuerungseinrichtung 25 wahlweise eine unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit den Kolben/Zylindereinrichtungen 55 und 56 zuführt, wird der Dichtungsring 53 seitlich zwischen einer zurückgezogenen Position neben der Vorderseite des Hüllkörpers 28 und einer vorgeschobenen Position bewegt.
Durch die Anordnung des Dichtungsringes 53 auf der dem Verankerungsglied 50 gegenüberliegenden Seite des Hüllkörpers 28 drückt die seitliche Verlängerung dieser zwei Glieder den Dichtungsring in dichtenden Kontakt mit der anliegenden Wand des Bohrloches 21 und der Verankerungseinrichtung 20, wann immer die Kolben/Zylinderanordnungen 51, 52, 55 und 56 ausgefahren werden. Das Verankerungsglied 50 sowie die Kolben/ Zylinderanordnungen 51 und 52 wären nicht erforderlich, falls der Hub der Kolben/Zylinderanordnungen 55 und 56 ausreichen würde , um den Dichtungsring in festen, dichtenden Kontakt mit einer Wand des Bohrloches ,21 zu drücken, wobei die Rückseite des Hüllkörpers 28 sicher gegen die gegenüberliegende Wand des Bohrlochs verankert wäre. Umgekehrt könnten die Kolben/Zylinderanordnungen 55 und 56 in ähnlicher Weise fortgelassen werden, falls das Ausfahren des Verankerungsgliedes 50 alleine ausreichen würde, um die andere Seite des Hüllkörpers 28 zu einer Wand des Bohrloches 21 nach vorne zu bewegen, um den Dichtungsring 53 mit dieser in abdichtenden Kontakt zu bringen. Bei der bevorzugten Ausführungshorn der Formationsprüfvorrichtung 20 sind sowohl die Verankerungseinrichr tung 29 als auch die Einlaßeinrichtung 30 für das Strömungsmittel wahlweise ausfahrbar, so daß die Vorrichtung in Bohr-
409824/0331
löchern mit beträchtlichem Durchmesser verwendet werden kann. Bei dieser Ausführung der Vorrichtung 20 wird der Gesamthub der Kolben/Zylinderanordnungen 51 und 52 und der Kolben/ Zylinderanordnungen 55 und 56 minimal gehalten, so daß der Gesamtdurchmesser des Hüllkörpers 28 herabgesetzt wird.
Um Strömungsmittel in die Vorrichtung 20 einzuführen, enthält die Einlaßeinrichtung 30 ein vergrößertes rohrförmiges Glied 57 mit einem offenen vorderen Abschnitt, der sich koaxial innerhalb des Dichtungsringes 53 erstreckt, und einem geschlossenen hinteren Abschnitt, der gleitfähig in einem größeren rohrförmigen Glied 58 angeordnet ist, welches an der Rückfläche der Platte 54 befestigt ist und sich von dort nach hinten erstreckt. Da sich die Nase des rohrförmigen Einlaßgliedes 57 für das Strömungsmittel üblicherweise um ein kleines Stück über die Vorderfläche des Dichtungsringes 53 erstreckt, erfaßt die Verlängerung der Einlaßeinrichtung 30 das vordere Ende des Einlaßgliedes mit der angrenzenden Fläche der Wand des Bohrloches 21, da der Dichtungsring ebenfalls gegen diese gedrückt wird und diesen Teil der Wandung des Bohrloches sowie die Nase des Einlaßgliedes gegen die Strömungsmitteln des Bohrloches isoliert. Um das rohrförmige'Einlaßglied 57 bezüglich des vergrößerten äußeren Gliedes 53 zu bewegen, ist das kleinere rohrförmige Glied gleitfähig innerhalb des äußeren Rohrgliedes angeordnet und bezüglich dieses äußeren Rohrgliedes gegenüber Strömungsmitteln durch Dichtungsglieder 59 und 60 auf den nach innen vergrößerten Endabschnitten 61 und 62 des Außengliedes und ein Dichtungsglied 63 auf dem Abschnitt 64 mit vergrößertem Durchmesser des inneren Gliedes abgedichtet.
Durch die Dichtungsglieder 59, 60 und 63 werden geschlossene Kolbenkammern 65 und 66 innerhalb des äußeren rohrförmigen Gliedes 58 und auf gegenüberliegenden Seiten des nach außen vergrößerten Abschnittes 64 des inneren Rohrgliedes 57 ausgebildet, welches als Kolbenglied arbeitet. Wenn der Hydraulikdruck auf die hintere Kammer 65 erhöht wird, wird das Einlaßglied 57 vorwärts bezüglich des äußeren rohrförmigen
409824/0331
Gliedes 58 und des Dichtungsringes 53 bewegt. Wenn umgekehrt ein erhöhter Hydraulikdruck auf die. vordere Kolbenkammer 66 ausgeübt wird, wird das Einlaßglied 57 bezüglich des äußeren Gliedes 58 und des Dichtungsringes 53 zurückgezogen.
Der Druck oder die Strömungsmittelverbindung mit der Einlaßeinrichtung 30 wird durch eine Einrichtung, beispielsweise ' ein zylindrisches Ventilglied 67 gesteuert, welches koaxial in dem Einlaßglied 57 angeordnet ist und sich in diesem axial zwischen einer zurückgezogenen Öffnungslage und der dargestellten vorgeschobenen Schließlage bewegt, in welcher das vergrößerte Vorderende 68 des Ventilgliedes im wesentlichen, wenn nicht vollständig, dichtend an dem vorderen Innenabschnitt des Einlaßgliedes für das Strömungsmittel anliegt. Zur Halterung des Ventilgliedes 67 ist der hintere Abschnitt des Ventilgliedes axial bei 69 hohl ausgebildet und koaxial über einem Rohrglied 70 angeordnet, welches nach vorne von der Querwand ragt und das hintere Ende des Einlaßgliedes 57 für die Flüssigkeit verschließt. Die axiale Bohrung 69 verjüngt sich und erstreckt sich längs des Ventilgliedes 67 bis zu einem oder mehreren transversal verlaufenden Strömungsmittelkanälen 71 in dem vorderen Abschnitt des Ventilgliedes direkt hinter dessen vergrößertem Kopfstück 68«,
Zur wahlweisen Bewegung des Ventilgliedes 67 bezüglich des Einlaßgliedes 57 für das Strömungsmittel ist der hintere Abschnitt des Ventilgliedes bei 72 vergrößert und die äußeren und inneren Dichtungsglieder 73 und 74 sind auf diesem koaxial angeordnet und dichten den Innenraum des Einlaßgliedes und den Außenraum des sich nach vorne erstreckenden rohrförmigen Gliedes 70 ab. Ein Dichtungsglied 75 ist auf dem mittleren Abschnitt des Ventilgliedes 67 angeordnet und dichtet die Innenwand des angrenzenden Abschnittes des Einlaßgliedes 57 ab. Dabei wird das Ventilglied bezüglich des Einlaßgliedes
409824/0331
abgedichtet. Durch eine Erhöhung des Ilydraulikdruckes in der vergrößerten Kolbenkammer 76, die zu der Rückseite des vergrößerten als Kolbenglied wirkenden Ventilabschnittes ausgebildet ist, wird das Ventilglied 67 nach vorne bezüglich des Einlaßgliedes 57 bewegt. Wenn umgekehrt der Druck der Hydraulikflüssigkeit auf die vordere Kolbenkammer 77 erhöht wird, die zwischen den Dichtungsgliedern 73 und 75 ausgebildet ist, wird das Vantilglied 67 nach hinten längs des nach vorne ragenden rohrförmigen Gliedes 70 bewegt, so daß das Ventilglied bezüglich des Einlaßgliedes 57 zurückgezogen wird.
Bekanntlich sind viele Erdformationen wie an der Stelle 22 relativ wenig befestigt und werden daher bei der Entnahme der fossilen Strömungsmittel leicht fortgespült. Um eine bedeutende Erosion derartiger nicht befestigter Formationsmaterialien zu verhindern, ist das Einlaßglied 57 derart ausgebildet, daß es einen inneren Ringraum 78 und einen Strömungsmitteldurchgang 79 in dem vorderen Abschnitt des Einlaßgliedes ausbildet und ein rohrförmiges Sieb 80 mit ausreichender Maschendichte ist koaxial um den Ringraum herum angeordnet. Wenn das Ventilglied 67 zurückgezogen wird, werden die Strömungsmittel der Formation durch den freigelegten vorderen Abschnitt des Siebes 80 vor dem vergrößerten Kopfstück 68 in den Ringraum 78 und dann durch den Durchgang 79 hindurch in die Durchgänge 71 und 69 gedrückt. Wenn das Ventilglied 67 zurückgezogen wird, werden lose Formationsmaterialien, die von einer Formation durch den Abzug der Strömungsmittel abgelöst worden sind, durch den hervorstehenden Abschnitt des Siebes 80 vor dem vergrößerten Kopfstück 68 den Ventilgliedes angehalten und bilden dadurch schnell eine durchlässige Sperrschicht, durch welche die weitere Erosion der losen Formationsmaterialien verhinder t wird, wenn das Ventilglied anhält.
Eine Proben- oder Strömungsleitung 81 ist mit der Formations-
409824/0331
BAD ORIGINAL
prüfvorrichtung 20 verbunden. Ihr eines Ende ist beispielsweise durch eine biegsame Leitung 82 mit der Einlaßeinrichtung verbunden, und ihr anderes Ende endet in einem Paar von Zweigleitungen 83 und 84, die mit den Sammelkammern 31 und 32 für das Strömungsmittel verbunden sind. Zur Steuerung der Verbindung zwischen der Einlaßeinrichtung 30 für die Probe und den Sammelkammern 31 und 32 werden üblicherweise geschlossene Strömungs-Steuerventile 85 bis 87 mit einem ähnlichen oder identischen Aufbau in der Strömungsleitung 81 und den Zweigleitungen 83 und 84 angeordnet, die zu den Probenkaramern führen. Ein normalerweise geöffnetes Steuerventil 88, welches ähnlich wie die üblicherweise geschlossenen Steuerventile 85 bis 87 aufgebaut ist, ist in einer Zweigleitung 89 angeordnet und steuert wahlweise die Verbindung zwischen den Strömungsmitteln des Bohrloches ausserhalb der^Vorrichtung 20 und dem oberen Abschnitt der Strömungsleitung 81, der sich zwischen dem Steuerventil 85 und der Einlaßeinrichtung 30 für das Strömungsmittel erstreckt.
Das Steuerventil 85 sowie jedes der Steuerventile 86 und für- die Kammer besteht aus einem längsgestreckten Körper mit einem vergrößerten Zylinder.91, in welchem ein Kolben aufgenommen ist, der üblicherweise durch eine Feder 93 mit einer vorgegebenen Federstärke in eine untere Position vorgespannt ist. Ein mit dem Kolben 92 verbundenes Ventilglied 94 sperrt zusammen mit dem Kolben den StrÖmungsmitteldurchgang zwischen den Einlaß- und Auslaßöffnungen 95 und 96, bis der Kolben sich in seiner unteren Lage befindet. Zur Steuerung des Betriebs des Ventiles 85 sind öffnungen 97 und 98 für den Zutritt und die Abgabe der Hydraulikflüssigkeit in den Zylinder 91 oberhalb und unterhalb desKolbens 92 vorgesehen. Das Ventil 88 ist ähnlich aufgebaut wie die Ventile 85 bis 87 mit der Ausnahme, daß eine Feder 99 mit einer bestimmten Federkraft das Ventilglied 100 im Ruhezustand in eine Öffnungslage drückt-.
: 409824/0331
J/ΐΐΟ^Ο GM
-λ2 -
Gemäß Fig. 2A bis 2B ist eine Verzweigungsleitung 101 mit der Leitung 81 an einer geeigneten Stelle zwischen den Steuerventilen 86 und 87 und dem Steuerventil 85 angeordnet. Diese Verzweigungsleitung wird durch wahlweise betätigbare Druckreduziereinrichtungen 102 abgeschlossen. Bei der bevorzugten Ausführungsform enthält die Druckreduziereinrichtung 102 einen Körper 103 mit einem vergrößerten Kolbenzylinder 104, in welchem ein Betätigungskolben 105 angeordnet ist, der einen Kolben 106 mit geringerem Durchmesser trägt, welcher sich in einem vorbestimmten Volumen zwischen ausgewählten oberen und unteren Positionen in einer Kammer 107 mit verjüngtem Durchmesser bewegen kann. Zur Steuerung der Bewegungen des Kolbens 106 sind öffnungen 108 und 109 für den Einlaß und den Auslaß der Hydraulikflüssigkeit in bzw. von den isolierten Abschnitten des größeren Zylinders 104 auf gegenüberliegenden Seiten des Kolbens 105 vorgesehen. Bei einer Bewegung des Kolbens 106 von seiner unteren Lage gemäß Fig. 2A in eine obere Lage wird das Gesamtvolumen der Strömungsmittel, die sich dann in der Zweigleitung 1Ol befinden sowie desjenigen Abschnittes der Leitung 81 zwischen dem Steuerventil 85 und den Ventilen 86 und 87 entsprechend erhöht. Die Bedeutung der wesentlichen Herabsetzung des Druckes durch diese wahlweise Erhöhung des Volumens wird nachfolgend erklärt. Wie sich am besten aus Fig. 2A" ergibt, enthält die bevorzugte Ausführungsform der Steuerungseinrichtung 25 weiterhin eine Pumpe 110, die mit einem Antriebsmotor 111 verbunden ist und eine Hydraulikflüssigkeit, beispielsweise öl von einem Behälter 112 in eine Abgabeleitung 113 pumpt. Da die Vorrichtung 20 in Bohrlöchern wie an der Stelle 21 arbeiten soll, welche üblicherweise schmutzige und korrodierende Strömungsmittel enthalten, ist der Behälter 112 vorzugsweise derart angeordnet, daß die Pumpe 110 und der Motor 111 vollständig in der reinen Hydraulikflüssigkeit eintauchen. Wenn die Vorrichtung 20 in Tiefen arbeiten muß, in denen der hydrostatische Druck
2 der Strömungsmittel des Bohrloches bis zu l,O5 - 1,4 kp/cm
409824/0331
betragen kann, enthält der Behälter 112 einen Einlaß 114 für die Strömungsmittel des Bohrloches, und ein isolierender Kolben 115 ist beweglich in dem Behälter angeordnet und hält die Hydraulikflüssigkeit in diesem auf einem Druck, der etwa gleich dem hydrostatischen Druck in jeder Tiefe der Vorrichtung ist, in welcher sich diese jeweils befindet. Es ist eine Vorspannungseinrichtung, beispielsweise eine Feder 116 vorgesehen, die auf den Kolben 115 einwirkt und den Druck der Hydraulikflüssigkeit in dem Behälter 112 auf einem erhöhten Wert hält, welcher etwas über dem hydrostatischen Druck im Bohrloch liegt, so daß das Einströmen der Strömungsmittel in den Behälter wenigstens minimal gemacht wird. Zusätzlich zu der Isolation der Hydraulikflüssigkeit in dem Behälter 112 kann sich der Kolben 115 auch frei bewegen, um die Volumenänderungen in der Hydraulikflüssigkeit aussugleichen, die bei verschiedenen Bedingungen des Bohrloches auftreten. Es sind ein oder mehrere Einlasse 117 und 118 vorgesehen, welche die Hydraulikflüssigkeit von der Steuerungseinrichtung 25 zu dem Behälter während des Betriebs der Vorrichtung 20 zurückführen.
Die Auslaßleitung 113 ist in zwei Hauptverzweigungsleitungen unterteilt, welche als Setzleitung 119 und als Rückzugsleitung 120 bezeichnet werden können. Die Steuerungseinrichtung 25 kann die Hydraulikflüssigkeit wahlweise mit ausgewählten Drücken und zu ausgewählten Zeiten über die Setz- und Rückzugsleitungen 119 und 120 einem oder mehreren Bauteilen der Vorrichtung 20 zuführen, wie es der Betrieb der Vorrichtung bei einem Prüf- oder Probenentnahmevorgang erforderlich macht. Die bevorzugten Betriebsfolgen werden später erläutert.
Zur Steuerung des Zutritts der Hydraulikflüssigkeit In die Leitungen 119 undrl20 enthält die Steuerungseinrichtung auch wahlweise betätigbare Ventile, beispielsweise ein Paar im Ruhezustand geschlossener über Magnetspulen betätigter Ventile
409824/0331
121 und 122, welche derart zusammenwirken, daß sie wahlweise die Hydraulikflüssigkeit in die beiden Leitungen eintreten lassen, wenn der Steuerungsschalter an der Oberfläche sich in der entsprechenden Lage befindet. In der Leitung 119 ist ein übliches Prüfventil 123 stromab von dem Steuerungsventil 121 vorgesehen, durch welches eine Strömungsuinkehr der Hydraulikflüssigkeit vermieden wird, wann immer der Druck in der Leitung 119 größer als derjenige in der Auslaßleitung 113 sein sollte. In den Leitungen 119 und 120 sind Steuerungseinrichtungen, beispielsv/eise Druckschalter 124 bis 126 zur wahlweisen Unterbrechung des Betriebs der Pumpe HO vorgesehen, falls der Druck der Hydraulikflüssigkeit in einer dieser Leitungen einen erwünschten maximalen Betriebsdruck erreicht, und die Pumpe wird dann wieder in Betrieb genommen, wenn der Druck unter diesen Wert fällt, so daß der Leitungsdruck innerhalb eines ausgewählten Betriebsbereiches gehalten wird.
Da die Punpe 110 eine sogenannte Verdrängerpumpe ist, un riaen schnellen vorhersehbaren Anstieg der Betriebsdrücke in den Leitungen 119 und 120 in einer kurzen Zeitspanne zu erreichen, sollte die Steuerungseinrichtung 25 auch eine zeitweilige öffnung der Auslaßleitung 113 ermöglichen, bis der Motor 111 seine vorgesehene Betriebsgeschwindigkeit erreicht hat. Daher ist die Steuerungseinrichtung 25 derart aufgebaut, daß bei jedem Anlaßvorgang der Pumpe 110 das Steuerungsventil 122, falls es nicht schon geöffnet ist, sowie ein drittes im Ruhezustand geschlossenes und durch eine Magnetspule betätigtes Ventil 127 zeitweilig geöffnet wird, so daß die Hydraulikflüssigkeit direkt von der Ausgangsleitung 113 zu dem Behälter 112 über die Rückführleitung geleitet wird. Nachdem der Motor 111 einmal die Betriebsgeschwindigkeit erreicht hat, wird das Nebenschlußventil 127 natürlich wieder geschlossen und entweder das Ventil 121 oder das Ventil 122 wird wahlweise geöffnet, wie es für die
409824/0331
spezielle Betriebsphase der Vorrichtung 20 erforderlich ist. Während derjenigen Zeitintervalle, in denen das Ventil 122 und das Ventil 127 geöffnet sind, damit der Motor 111 seine Betriebsgeschwindigkeit erreichen kann, verhindert das Prüfventil 123 den Rückstrom der Hydraulikflüssigkeit von der Leitung 119, wenn das Ventil 121 geöffnet isto
Die Steuerungseinrichtung 25 versorgt die Leitungen 119 und 120 wahlweise mit Druckflüssigkeit. Da die Druckschalter 124 und 125 nur die Drücke in den Setz- bzw« Rückzugsleitungen auf einen ausgewählten maximalen Betriebsdruck in Abstimmung mit dem Druck der Pumpe 110 begrenzen, ist bei der neuartigen Steuerungseinrichtung 25 weiterhin vorgesehen, daß der Druck der Hydraulikflüssigkeit geregelt wird, welcher zu verschiedenen Zeitpunkten den ausgewählten Abschnitten der Einrichtung zugeführt wirdo Obgleich diese Regelung auf verschiedene Weise ausgeführt werden kann? wird vorzugsweise eine Anzahl von durch Druck betätigten Steuerungsventilen, beispielsweise bei 128 bis 131 in den Figuren 2A-und 2B verwendete Gemäß Pig« 2Ά enthält bfeispielst^eise das Ventil 128 einen Ventilkörper 132 mit einem Ventilsits 133, der koaxial zwischen den Einlaß- und Auslaßöffsiungen 134 und 135 für das Strömungsmittel angeordnet ist«. Der obere Abschnitt des Ventilkörpers 132 ist vergrößert und ergibt einen Zylinder 136, der einen Kolben 137 trägt, welcher mit dem Ventilsits 133 ausgerichtet ist» Eine Vorspanneinrichtung, beispielsweise eine Feder 138 drückt normalerweise den Kolben 137 auf den Ventilsitz 133, und es ist eine Öffnung 139 vorgesehen, durch welche die Hydraulikflüssigkeit in den Zylinder 136 mit einem ausreichenden Druck eingelassen werden kann* damit die Kraft der Feder überwunden wird, wenn der Kolben wahlweise von dem Ventilsitz abgehoben werden soll» Da die Steuerungseinrichtung 25 bei Drücken arbeitet, die nicht geringer als der hydrostatische ; Druck der Strömungsmittel in dem Bohrloch Ist? 1st eine Ausgleichsöffnung 140 in dem Ventilkörper 132 zur Verbindung des
Raumes in dem Zylinder 136 über dem Kolben 137 mit dem Behälter 112 vorgesehen. Ein Ventilglied 141 kann auf dem Ventilsitz 133 aufsitzen und ist mit dem Kolben 137 durch einen senkrechten Zapfen 142 verbunden, der gleitfähig in einer axialen Bohrung 143 in dem Kolben angeordnet ist. In der axialen Bohrung 143 befindet sich eine Feder 144 mit einer ausgewählten Federkraft, durch welche das Ventilglied 141 in der Ruhelage auf den Ventilsitz 133 gedruckt wird.
In der Arbeitslage gemäß Fig. 2A arbeitet das Steuerungsventil 128 ebenso wie das Ventil 129 einfach als im Ruhezustand geschlossenes Rückschlagventil. Das bedeutet, daß die Hydraulikflüssigkeit in dieser Arbeitslage nur in einer umgekehrten Richtung vom Auslaß 135 zum Einlaß 134 strömen kann, wenn der Druck am Ausgang hinreichend größer als der Einlaßdruck ist, so daß das Ventilglied 141 vom Ventilsitz 133 gegen den vorbestimmten Schließdruck der Feder 144 angehoben wird. Wenn andererseits ein ausreichender Strömungsdruck auf die Steuerungsöffnung 139 ausgeübt wird, um den Kolben 137 anzuheben, gelangen gegenüberliegende Schultern an der Stelle 145 auf dem Zapfen 142 und der Kolben in Eingriff und heben das Ventilglied 141 von dem Ventilsitz 133 an.
Gemäß Fig. 2A und 2B ist das Steuerungsventil 130 ebenso wie das Ventil 131 ähnlich wie das Steuerungsventil 128 aufgebaut mit der Ausnahme, daß in dem zuerst genannten Steuerungsventil das Ventilglied 146 vorzugsweise starr mit dem zugeordneten Betätigungskolben 147 verbunden ist. Daher hat das Steuerungsventil 130 ebenso wie das Ventil 131 nicht wechselweise eine Prüffunktion, welche einen umgekehrten Fluß zuläßt, und es ist einfach als im Ruhezustand geschlossenes durch Druck betätigbares Ventil für die wahlweise Steuerung der Strömungsverbindung zwischen den Einlaß- und Auslaßöffnungen 148 und 149 ausgebildet. Wiederum wird der Hydraulikdruck, bei
409824/0331
welchem das Steuerungsventil 130 ebenso wie das Ventil 1-31 sich wahlweise öffnen soll, durch die vorbestimmte Stärke der Feder 150 gesteuert, welche im Ruhezustand das Ventilglied 146 in die Schließlage drückt.
Die "Setz"-Leitung 119 stromab des Prüfventiles 123 besteht aus einem Niederdruckabschnitt 151 mit einem Zweigkanal 152, der mit dem Einlaß des Ventiles 130 verbunden ist und einem anderen Zweigkanal 153, der mit dem Einlaß des Ventiles verbunden ist und die Hydraulikflüssigkeit wahlweise einem Hochdruckabschnitt 154 der Leitung 119 zuführt, die selbst an dem Strömungsmitteleinlaß des Steuerungsventiles 131 endet. Um die Zufuhr der Hydraulikflüssigkeit von dem Niederdruckabschnitt 151 zu dem Hochdruckabschnitt 154 der Leitung 119 zu regeln, ist zwischen dem Hiederdruckabschnitt und der Steuerungsöffnung des Ventiles 128 eine Druckverbindungsleitung 155 angeschlossen» Solange der Druck der. Hydraulikflüssigkeit in dem Niederdruckabschnitt der Leitung 119 unter dem vorbestimmten Betätigungsdruck bleibt, welcher zur öffnung des Steuerungsventiles 128 erforderlich ist, ist der Hochdruckabschnitt 154 von dem Niederdruckabschnitt 151 isoliert. Wenn umgekehrt der Hydraulikdruck in der Niederdruckleitung 151 den vorbestimmten Betätigungsdruck des Ventiles 128 erreicht, wird das Steuerüngsventil geöffnet und läßt die Hydraulikflüssigkeit in die Hochdruckleitung 154 einströmen.
Die Steuerungsventile 130 und 131 sind derart angeordnet, daß sie wahlweise die Niederdruck- und Hochdruckabschnitte 151 und 154 der Leitung 119 mit dem Strömungsmittelbehälter 112 verbinden. Hierzu sind die Steuerungsöffnungen der beiden Ventile 130 und 131 jeweils mit der "Rückzugs"-Leitung 120 durch Druckleitungen 156 und 157 verbunden. Wann immer der Druck in der Rückzugsleitung 120 die vorbestimmten Werte erreicht, werden die Ventile 130 bzw. 131 geöffnet, so daß sie
4 0 9824/0331
wahlweise die beiden Abschnitte 151 und 154 der Leitung mit dem Behälter 112 durch die Rückführleitung 117 verbinden, die mit den entsprechenden Strömungsmittelauslässen der beiden Steuerungsventile verbunden ist.
In Fig. 2A bis 2B ist die Formationsprüfvorrichtung 20 und der unter der Oberfläche befindliche Abschnitt der Steuerungsvorrichtung 25 in derjenigen Position dargestellt, in welcher sich die einzelnen Baugruppen bei der ursprünglichen oder zurückgezogenen Betriebslage der Vorrichtung befinden. An diesem Punkt sind das Verankerungsglied 50 und der Dichtungsring 53 zum Hüllkörper 28 der Vorrichtung zurückgezogen, so daß der Durchgang der Vorrichtung 20 in das Bohrloch 21 erleichtert wird. Um die Vorrichtung 20 zum Absenken in das Bohrloch 21 vorzubereiten, werden die Schalter 33 und 34 in ihre zweiten oder "Auslöse"-Positionen 36 bewegt. Dann wird die Hydraulikpumpe 110 in Betrieb genommen, so daß der Druck in der Leitung 120 auf den Maximaldruck steigt, um sicherzustellen, daß der Dichtungsring 53 und das Verankerungsglied 50 ganz zurückgezogen sind. Die Ventile 122 und 127 werden augenblicklich geöffnet, wenn die Pumpe 110 ihren Betrieb aufnimmt, bis der Pumpenmotor 111 seine Betriebsgeschwindigkeit erreicht hat. In diesem Zeitpunkt ist das Steuerungsventil 88 geöffnet und der Teil der Strömungsleitung 81 zwischen dem geschlossenen Steuerungsventil 85 und der Einlaßeinrichtung 30 füllt sich mit den Strömungsmitteln des Bohrloches bei dem hydrostatischen Druck in den Tiefen, in denen die Vorrichtung 20 sich dann jeweils befindet.
Beim Betrieb der Vorrichtung 20 ist es lediglich erforderlich, daß die Steuerungsschalter 33 und 34 (Fig. 1) wahlweise in eine oder mehrere ihrer verschiedenen Schaltstellungen 35 bis 40 gebracht werden. Wenn die Vorrichtung 20 sich in einer ausgewählten Tiefe befindet, werden die Schalter 33 und 34 in ihre dritten Positionen 37 .· weitergeschaltet. Zu diesem
409824/0331 BAD ORiGINAt '
Zeitpunkt ist die Pumpe 110 angehalten worden, so daß die Umschaltung des Schalters 33 in dessen "Setzlage11 37 die Pumpe wieder betätigt, damit ein erhöhter Druck in der Setzleitung erzeugt wird. Wiederum werden die Ventile 122 und 127 augenblicklich geöffnet, damit der Motor 111 seine volle Geschwindigkeit erreichen kann, bevor die Steuerungseinrichtung 25 damit beginnt, die Vorrichtung 20 einzusetzen. Wie schematisch durch die Kurve 158 in Fig. 3 angedeutet ist, steigt der Hydraulikdruck in der Ausgangsleitung 113 schnell auf seinen ausgewählten maximalen Betriebsdruck entsprechend der Maximaleinstellung des Druckschalters 124, nachdem die Pumpe 110 die gewünschte Betriebsgeschwindigkeit erreicht hat. Wenn der Druck weiter anschreitet arbeitet die Steuerungseinrichtung 25 nacheinander bei ausgewählten Zwischendrücken, die durch die Buchstaben A bis D in Fig. 3 bezeichnet sind.
In Fig. 4 sind ausgewählte Abschnitte der Steuerungseinrichtung 25 und der verschiedenen Bauteile der Formationsprüfvorrichtung 20 schematisch dargestellt, um den Betrieb der Vorrichtung etwa in dem Zeitpunkt zu beschreiben, in welchem der Druck in der Hydraulikleitung 113 den untersten Betriebsdruck "A" gemäß Fig. 3 erreichte Um die Betriebsweise der Vorrichtung 20 und der Steuerungseinrichtung 25 leichter verständlich zu machen, sind in Fig. 4 nur die tätsächlich bei diesem Vorgang beteiligten Bauteile dargestellt.
Da der Steuerungsschalter 33 (Fig. 1) sich in der dritten Position 37 befindet, sind die Magnetventile 121 und 127 geöffnet. Da der Hydraulikdruck in der Setzleitung 119 noch nicht die obere durch den Druckschalter 124 bestimmte Druckgrenze erreicht hat, arbeitet der Pumpenmotor 111. Da das in Fig. 4 nicht dargestellte Steuerungsventil 128 geschlossen ist, ist der Hochdruckabschnitt 154 der Leitung 119 noch von dem Niederdruckabschnitt 151 getrennt. Gleichzeitig wird " die Hydraulikflüssigkeit in den vorderen Druckkammern der
409824/0331
Kolben/Zylinderanordnungen 51, 52, 55 und 56 gemäß den bei 159 dargestellten Teilen in die Leitung 120 gedrückt und in den Behälter 112 durch das geöffnete Magnetventil 127 zurückgeführt. Dadurch werden das Verankerungsglied 50 sowie der Dichtungsring 53 in entgegengesetzten seitlichen Richtungen nach außen verschoben, bis jedes dieser Teile sich in festen Eingriff mit den gegenüberliegenden Seiten des Bohrloches 21 bewegt hat.
Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß die Hydraulikflüssigkeit durch Verzweigungsleitungen 160 und 161 in die Ringkammer zur Rückseite des Abschnittes 64 mit vergrößertem Durchmesser des Einlaßgliedes 57 eingelassen wird. Gleichzeitig wird Hydraulikflüssigkeit von der Kolbenkarnmer 66 vor dem Abschnitt 64 mittels der Zweigleitungen 162 und 163 an die Leitung 120 abgegeben, um progressiv das Einlaßglied 57 vorwärts bezüglich des Dichtungsringes 53 zu verschieben, bis die Nase des Einlaßgliedes in Eingriff mit der Wand des Bohrlochs 21 gelangt und dann anhält. Der Dichtungsring 53 wird dann nach vorne zu dem jetzt angehaltenen rohrförmigen Glied 57 gedrückt, bis der Dichtungsring in Eingriff mit der Wand des Bohrlochs gelangt und den isolierten Wandabschnitt von den Strömungsmitteln des Bohrlochs isoliert.
Obgleich die Druckflüssigkeit auch zu diesem Zeitpunkt in die vordere Kolbenkammer 77 zwischen den Dichtungsgliedern 73 und 75 auf dem Ventilglied 67 gelangen kann, wird vorübergehend verhindert, daß das Ventilglied sich nach hinten bezüglich der inneren und äußeren Rohrglieder 57 und 58 bewegt, da das in Fig. 4 nicht dargestellte Steuerungsventil 129 noch geschlossen ist, so daß vorübergehend die Druckflüssigkeit in der hinteren Kolbenkammer 76 zur Rückseite des Ventilgliedes hin eingeschlossen ist. Nachfolgend wird die Bedeutung dieser Verzögerung in der Rückführung des Ventilgliedes 67 erläutert.
409824/0331
Wie ebenfalls aus Fig. 4 hervorgeht, wird die Druckflüssigkeit in dem Niederdruckabschnitt 151 der Leitung 119 auch durch eine Zweigleitung 164 zu dem Zylinder 104 der Druckreduziereinrichtung 102 geleitet. Dadurch wird der Kolben 106 bezüglich des Körpers 103 angehoben, da die sich über dem Kolben 105 befindende Hydraulikflüssigkeit zu der Rückzugsleitung 120 durch eine Zweigleitung 165 zurückgeführt wird. Durch die Anhebung des Kolbens 106 in der Kammer 107 mit vermindertem Durchmesser wird der ursprünglich existierende Druck in den isolierten Abschnitten der Zweigleitung 101 und der Strömungsleitung 81 zwischen dem noch geschlossenen Steuerungsventil 85 und den noch geschlossenen und in Fig. 4 nicht dargestellten Steuerungsventilen 86 und 87 herabgesetzt. Der Zweck dieser Druckreduzierung wird nachfolgend erläutert.
Nachdem das Verankerungsglied 50, der Dichtungsring 53 und das Einlaßglied 57 ihre ausgefahrenen Positionen gemäß Fig. erreicht haben, steigt der Hydraulikdruck der Pumpe 110 wieder entsprechend der Kurve 158 in Fig. 3 an. Nachdem der Druck in der Ausgangsleitung 113 den zweiten Wert "B" des Betriebsdruckes erreicht hat, öffnet sich das Steuerungsventil 129 aufgrund dieses erhöhten Druckes und gibt jetzt die vorher in der Kammer 76. eingeschlossene Hydraulikflüssigkeit an die Rückseite des Ventilgliedes 67 zurück zu dem Behälter 112.
Nachdem das Steuerungsventil 129 sich geöffnet hat, wird die Druckflüssigkeit von der hinteren Kolbenkammer 76 durch die Zweigleitungen 166 und 167 zu der Rückzugsleitung 120 geleitet, da Druckflüssigkeit von der Leitung 119 in die Kolbenkammer 77 vor dem Abschnitt 72 mit vergrößertem Durchmesser des Ventilgliedes 67 eintritt. Dadurch verschiebt sich das Ventilglied 67 nach hinten bezüglich des Einlaßgliedes 57
0 9 8 2 4/0331
und ergibt eine Strömungsmittel- oder Druckverbindung zwischen dem isolierten Abschnitt der Erdformation 22 und den Strömungsdurchgängen 69 und 71 in dem Ventilglied durch das Filtersieb 80.
Wie aus den Figuren 2A und 2B, nicht jedoch aus Fig. 5 hervorgeht, wurden die Steuerungsventile 85 bis 87 ursprünglich geschlossen, um den unteren Abschnitt der Leitung 81 zwischen diesen Ventilen sowie die Zweigleitung 101 zu der Druckreduziereinrichtung 102 zu isolieren. Das dem Druckausgleich dienende Steuerungsventii 88 ist jedoch noch zu dem Zeitpunkt geöffnet, in welchem das Steuerungsventil 129 sich öffnet, um das Ventilglied 67 gemäß Fig. 5 zurückzuziehen. Wenn daher das Ventilglied 67 progressiv das Filtersieb 80 freigibt, werden Strömungsmittel des Bohrlochs bei einem Druck, der größer als derjenige irgendwelcher fossiler Strömungsmittel ist, die sich in der isolierten Erdformation 22 befinden können, gemäß dem Pfeil 168 in den oberen Abschnitt der Leitung 81 eingeführt und durch die biegsame Leitung 82 in das hintere Ende des rohrförmigen Gliedes 70 geleitet. Da diese Strömungsmittel unter hohem Druck in den Ringraum 78 um das Filtersieb 80 gelangen, werden sie unter Druck gemäß den Pfeilen 169 von dem vorderen Ende des Einlaßgliedes 57 abgegeben, so daß sie jegliche verstopfenden Materialien, wie Schlammkuchen oder dergleichen wegwasehen, die sich auf der Innenfläche des Filtersiebes angesammelt haben könne», wenn das Ventilglied 67 das erste Mal das Sieb freigibt. Daher bewirkt die Steuerungseinrichtung 35, daß augenblicklich ein Strom der Strömungsmittel des Bohrlochs entsteht, welcher das Filtersieb 80 von unerwünschten Rückständen reinigt, bevor eine Probenentnahme oder ein PrüfVorgang eingeleitet werden.
Nachdem die verschiedenen Bauteile der Formationsprüfvorrichtung 20 und der Steuerungseinrichtung 25 ihre entsprechenden Posi-
40982A/0331
tionen gemäß Fig. 5 erreicht haben, nimmt der Hydraulikdruck in der Ausgangsleitung 113 schnell von dem Betriebspegel "B" zu dem Betriebspegel "C" su. Wie sich aus Fig. 3 ergibt. Nachdem die Pumpe 110 den Druck in der Ausgangsleitung 113 auf den vorbestimmten Pegel "C" erhöht hat, öffnet sich das Steuerungsventil 128 gemäß Fig. 6A. Das öffnen des Steuerungsventiles 128 bewirkt, daß jetzt Hydraulikflüssigkeit in den Hochdruckabschnitt 154 der Leitung 119 und zwei Zweigleitungen 170 und 171 gepumpt wird, die mit dieser zum nachfolgenden Schließen des Steuerungsventiles 88 und dann zum öffnen des Steuerungsventiles,85 verbunden sind»
Auf diese durch verschiedene Pfeile bei 172 und 173 angedeutete Weise wird die Hydraulikflüssigkeit mit einem dem Wert nC" entsprechenden Druck mittels eines Rückschlagventiles 174 im oberen Abschnitt des Zylinders 175 des im Ruhezustand geöffneten Steuerungsventiles 88 zugeführt, wenn das Strömungsmittel von dessen unterem Abschnitt mittels einer Leitung 176 abgeführt wird, die mit der Rückzugsleitung 120 verbunden ist. Dadurch wird das Ventilglied 100 geschlossen und die Verbindung zwischen der Strömungsleitung 81 und den Bohrlochströmungsmitteln außerhalb der Vorrichtung 20 unterbrochen. Gleichzeitig wird die Hydraulikflüssigkeit in den unteren Abschnitt der Zylinder 91 des Steuerungsventiles 85 eingelassen. Wenn die Feder 99 für das im Ruhezustand geöffnete Steuerungsventil 88 auf einen Wert eingestellt wird, der etwas kleiner als derjenige der Feder 93 für das im Ruhezustand geschlossene Steuerungsventil 85 ist, wird das zweite Ventil augenblicklich in seiner Schließlage gehalten, bis das erste Ventil Zeit zum Schließen hatte. Nachdem das Ventil 88 geschlossen ist, tritt die Hydraulikflüssigkeit in den unteren Abschnitt des Zylinders 91 des Steuerungsventiles 85 ein, und das Ventilglied 94 wird geöffnet, wenn die Hydraulikflüssigkeit von dem oberen Abschnitt des Zylinders durch ein Rückschlagventil 177 und eine Zweig-Rückleitung
409824/03 31
zurückgepumpt wird, die mit der Leitung 120 verbunden ist.
Wenn sich die Vorrichtung 20 in der Lage gemäß Fig. 6A befindet, ist die Leitung 81 isoliert von den Strömungsmitteln des Bohrlochs/ und sie steht in Verbindung mit dem isolierten Abschnitt der Erdformation 22 durch die flexible Leitung 82. Wie sich aus der Erläuterung von Fig. 4 ergab, wurden die Zweigleitung 101 sowie der Abschnitt der Hauptleitung zwischen dem Steuerungsventil 85 und den Steuerungsventilen 86 und 87 durch die nach oben gerichtete Bewegung des Kolbens 106 in der Kammer 107 mit vermindertem Volumen vorher erweitert. Daher wird beim öffnen des Steuerungsventiles 85 der isolierte Abschnitt der Erdformation 22 schnell in Verbindung mit dem Raum gelangen, der zeitweilig einen verminderten Druck hat und durch die vorher isolierten Abschnitte der Strömungsleitung 81 und der Zweigleitung 101 dargestellt wird.
Sollten sich irgendwelche fossilen Strömungsmittel in der isolierten Erdformation 22 befinden, so bewirkt der Formationsdruck, daß diese Strömungsmittel durch die Einlaßeinrichtung 30 in die Strömungsleitung bis zu dem Zeitpunkt gelangen, bei welchem' der vorher erwähnte untere Abschnitt der Strömungsleitung 81 und die Zweigleitung 101 gefüllt sind und wieder in der gesamten Strömungsleitung ein Druckausgleich erreicht ist. Durch einen üblichen Druckmeßwertwandler 179 (oder gewünschtenfalls einen oder mehrere Meßwandler) in der Strömungsleitung 81 können eine oder mehrere Messungen über die Eigenschaften der fossilen Strömungsmittel und die Formation 22 an die Oberfläche durch einen Leiter 180 übertragen und gegebenenfalls durch eine Aufzeichnungseinrichtung 26 gemäß Fig. 1 aufgezeichnet werden. Die Druckmessungen durch den übertrager 179 gestatten es der Bedienungsperson an der Oberfläche, schnell den Formationsdruck zu bestimmen und eine oder mehrere Anzeigen über die mögliche Ergiebigkeit der Formation 22 zu erhalten. Es sind
409824/0331
verschiedene Verfahren zur Analyse von Formationsdrucken bekannt, und diese brauchen hier nicht erläutert zu werden.
Die Bedienungsperson kann auch die durch den Druckwandler 179 erhaltenen Messungen verwenden und zuverlässig bestimmen, ob der Dichtungsring 53 tatsächlich eine vollständige Abdichtung gegenüber der Erdformation 22 herstellt, so daß die Strömungsmittel des Bohrlochs daran gehindert werden, in das vordere Ende des Einlaßgliedes 57 einzutreten. Eine etwaige mangelhafte Abdichtung des Dichtungsringes 53 an der Wand des Bohrloches 21 wird schnell erkannt, da die in der Erdformation 22 erwarteten Formationsdrücke niedriger als der hydrostatische Druck der Strömungsmittel des Bohrlochs in der speziellen Tiefe sein werden, in welcher die Vorrichtung 20 sich dann gerade befindet. Durch diese Möglichkeit, die Dichtung zu überprüfen, kann die Bedienungsperson das Verankerungsglied 50 und den Dichtungsring 53 sofort aurückziehen, ohne unnötigerweise den Rest der gesamten Betriebsfolge abwarten zu müssen.
Angenommen die durch den Druckwandler 179 vorgenommenen Messungen zeigen, daß der Dichtungsring 53 fest anliegt, so kann die Bedienungsperson die Formationsprüfvorrichtung 20 in der in den Figuren 6A und 6B dargestellten Lage solange belassen, wie es erwünscht ist, Druckmessungen durchzuführen und aufzuzeichnen. Die Bedienungsperson kann beispielsweise die Zeit bestimmen, welche erforderlich ist, bis der Formationsdruck das Gleichgewicht herstellt, und es kann die Geschwindigkeit des Druckanstiegs und dadurch eine wertvolle Information über verschiedene Eigenschaften der Erdformation 22, beispielsweise über die Durchlässigkeit und Porosität erhalten werden. Mit der neuartigen Vorrichtung kann die Bedienungsperson schnell bestimmen, ob gewährleistet ist, daß eine Stromungsmittelprobe entnommen werden kann.
409824/0331
Aus Fig. 6B geht insbesondere hervor, daß wegen der relativ wenig befestigten Formation 22 die nach hinten gerichtete Bewegung des Ventilgliedes 67 zusammen mit der nach vorne gerichteten Bewegung des Einlaßgliedes 57 nur solche losen Formationsmaterxalien in das Einlaßglied gelangen läßt, die durch die Verschiebung des Einlaßgliedes in die Formation verschoben worden sind. Das bedeutet, daß das Einlaßglied 57 für das Strömungsmittel in die Formation 22 nur durch die Verschiebung loser Formationsmaterxalien eindringen kann. Da der durch die rückwärts gerichtete Bewegung des Ventilgliedes 67 geöffnete Raum der einzig verfügbare Raum ist, in welchen diese losen Formationsmaterxalien eintreten können, wird eine weitere Erosion der Formationsmaterialien angehalten, nachdem das Einlaßglied mit losen Materialien gefüllt worden ist. Falls andererseits eine gerade untersuchte Formationsmenge relativ verdichtet ist, wird der Vorschub des Einlaßgliedes 57 relativ gering sein und dessen Nase wird wenig oder überhaupt nicht in die isolierte Erdformation eindringen. Natürlich wird die Nase des Einlaßgliedes 57 für das Strömungsmittel nach außen mit hinreichendem Druck gedrückt, so daß sie wenigstens durch den Schlammkuchen dringt, der üblicherweise die Bohrlochwände neben den durchlässigen Erdformationen auskleidet. In dieser Situation ist die nach vorne gerichtete Bewegung des Einlaßgliedes 57 nicht mit der nach hinten gerichteten Bewegung des Ventilgliedes 67 abgestimmt, wenn dieses das Filtersieb 80 freigibt. In jedem Fall verursacht eine plötzliche öffnung des Ventiles 85, daß der Schlammkuchen zur Rückseite des Siebes 80 gezogen wird und das Sieb für den nachfolgenden Durchgang der Strömungsmittel reinigt.
Nachdem die verschiedenen Bauteile der Vorrichtung 20 und der Steuerungseinrichtung 25 in ihre entsprechenden Positionen gemäß Fig. 6A und 6B bewegt worden sind? steigt der Hydraulikdruck wieder bis zu dem Zeitpunkt an, bei welch&m
409824/0331
der Druckschalter 124 wirksam wird und die Hyäraulikpumpe 110 anhält. Da der Druckschalter 124 einen ausgewählten Betriebsbereich (wie bei 181) hat, und dessen unterer Schwellwert vorzugsweise nicht kleiner als der Betriebsdruck "C" ist, ergibt sich, daß in dem typischen Fall die Pumpe 110 angehalten wird, kurz nachdem das Steuerungsventil 88 schließt und das Steuerungsventil 85 sich öffnet« An diesem Punkt der Betriebsperiode der Formatiög-aprüfvorrichtung kann eine Entscheidung darüber getroffen werden^ ob eine oder mehrere Proben der fossilen Strömungsmittel in der ' Erdformation 22 entnommen werden sollen, falls eine aus™ reichende Anzahl von Druckmessungen vorgenommen worden ist. Wenn derartige Proben nicht erwünscht sind, kann die Bedienungsperson einfach die Schalter 33 und,34 betätigen und. das Verankerungsglied 50 und den Dichtungsring 53 zurückziehen. .
Sollte andererseits die Entnahme einer Strömungsmittelprobe erwünscht sein,, so werden die Steuerungsschalter 33 und gemäß Fig. 1 in die sogenannte Probenposition 38 bewegt, in welcher sie beispielsweise ein Magnetventil 182 öffnen, so daß Druckflüssigkeit von dem Hochdruckabschnitt 154 der Leitung 119 in den unteren Abschnitt des Zylinders 183 des Steuerungsventiles 86 für die Probenkammer gelangen kann. Gemäß Fig. 7 wird dadurch das Steuerungsventil 86 geöffnet, so daß fossile Strömungsmittel in Richtung der Pfeile 184 durch die Leitung 81 und die Zweigleitung 83 in die Probenkammer 31 eingelassen werden. Gegebenenfalls kann ein MKammerwählll-Schalter 185 im Oberflächenabschnitt der Einrichtung 25 ebenfalls von seiner Position 186 "erste Probe" in die Position 187 "zweite Probe" gemäß Fig. 1 umgeschaltet werden, um ein Magnetventil 188 zum öffnen des Steuerungsventiles 87 zu betätigen und ebenfalls fossile Strömungsmittel in die andere Probenkammer 32 einzulassen. In jedem Fall können eine oder mehrere Proben der Strömungsmittel,
4098 24/0331
welche sich in dem isolierten Abschnitt der Erdformation befinden, wahlweise durch die neuartige Vorrichtung 20 entnommen werden. Wenn die Vorrichtung 20 in dem Bohrloch 21 wieder neu ausgerichtet werden soll, um Druckmessungen von einer anderen" Formation, beispielsweise an der Stelle 23 vorzunehmen, gestattet es die Steuerungseinrichtung 25 der Bedienungsperson, die Probenkammer 32 für eine Probe aus dieser Formation zu reservieren.
Die neuartige Steuerungseinrichtung 25 arbeitet derart, daß die Hydraulikpumpe 110 niemals während größerer Zeitintervalle im Betrieb ist. Gemäß Fig. 3 erreicht die Pumpe 11O schnell ihren maximalen Betriebsdruck entsprechend der Einstellung des Druckschalters 124. Die Pumpe 110 wird dann angehalten und bleibt in diesem Zustand, bis die Probenkammern 31 und 32 verschlossen werden sollen und das Verankerungsglied 50 und der Dichtungsring 53 zurückgezogen werden sollen. Zu diesem Zeitpunkt wird der Motor 111 wieder angelassen, indem die Steuerungsschalter 33 und 34 in ihre sogenannten "Probenfang^Positionen 39 bewegt warden, um die Pumpe 110 wiedar anzulassen. Die Steuerungsventile 122 und 123 öffnen sich momentan und lassen die Pumpe 110 ihre Betriebsgeschwindigkeit erreichen, bevor sie wieder verschlossen werden. Das Rückschlagventil 123 verhindert wieder eine Strömungsumkehr der unter Druck stehenden Hydraulikflüssigkeit, die dann in der Leitung 119 enthalten ist. Nachdem die Pumpe 110 die Betriebsgeschwindigkeit erreicht hat, arbeitet sie im wesentlichen in der gleichen Weise, die vorher unter Bezugnahme auf Fig. 3 erläutert wurde. Gemäß Fig. 8 steigt der Hydraulikdruck in der Ausgangsleitung 113 wieder gemäß der Kurve 189 an, und es ergeben sich augenblickliche Haltepunkte bei verschiedenen Betriebspegeln "W" bis "Z", die den verschiedenen Betriebspositionen der Vorrichtung gemäß den Figuren 9 bis 11 entsprechen.
409824/0331
Wenn·die Steuerungsschalter 33 und 34 in ihre "Probenfang"-Positionen 39 umgelegt worden sind, öffnet das Magnetventil 122 und läßt,die Hydraulikflüssigkeit in die "Rückzugsleitung11 120 einströmen. Durch den elektrischen Leiter 41 wird der Druckschalter 125 eingeschaltet und der Druckschalter 126 abgeschaltet, so daß in dieser Position der Steuerungsschalter 33 und 34 der maximale Betriebsdruck, den die Pumpe 110 ursprünglich erreichen kann, auf den Druck "W11 begrenzt ist, der durch den Druckschalter 125 bestimmt ist. Da das Steuerungsventil 131 bei einem Hydraulikdruck öffnet, der. dem vorbestimmten Druck mit dem Wert "Ww entspricht, wird die Hydraulikflüssigkeit in dem Hoehdruckabschnitt 154 der "Setzleitung11 119 in den Behälter 112 durch die Rückführleitung 117 zurückgeführt. Wenn die Hydraulikflüssigkeit in dem Hoehdruckabschnitt 154 in den Behälter 112 zurückgeführt wird, nimmt der Druck in diesem Abschnitt der Leitung 119 schnell ab und das Steuerungsventil 128 wird geschlossen, sobald der Druck in dieser Leitung nicht mehr ausreicht, um das Ventil geöffnet zu halten. Nachdem das Steuerungsventil 128 geschlossen ist, bleibt der in dem Niederdruckabschnitt 151 der Leitung 119 bestehende Druck auf einem verminderten Wert, der jedoch ausreicht, um das Verankerungsglied 50 und den Dichtungsring 53 in der Spreizstellung zu halten»
Wenn die Hydraulikflüssigkeit von dem unteren Abschnitt des Zylinders 183 durch das noch geöffnete Magnetventil 182 abgegeben wird und das Strömungsmittel.von der "Rückzugsleitung11 120 in den oberen Teil des Zylinders durch eine Zweigleitung 190 eintritt, schließt das Kammersteuerungsventil und fängt die Probe der fossilen Strömungsmittel, die sich dann in dsr Probenkammer 31 befinden. Sollte sich auch eine derartige Probe in der anderen Probenkammer 32 befinden, so kann das Steuerungsventil 87 in ähnlicher Weise ebenfalls schnell geschlossen werden, indem der Schalter 185 zur wieder-
■ '- 409824/0331
holten Öffnung des Magnetventiles 188 geschlossen wird. Das Verschliessen des Steuerungsventlies 86 sowie des Ventiles 87 bewirkt, daß die Proben in der einen oder anderen Probenkammer 31 oder 32 festgehalten werden.
Nachdem das Steuerungsventil 86 und erforderlichenfalls das Steuerungsventil 87 wieder geschlossen worden sind, werden die Steuerungsschalter 33 und 34 in ihre nächsten "Rückzugs"-Schaltpositionen 40 bewegt, so daß der gleichzeitige Rückzug des Verankerungsgliedes 50 und des Dichtungsringes 53 ausgelöst wird. In dieser letzten Position der Steuerungsschaltungen 33 und 34 wird der Druckschalter 125 wieder abgeschaltet und der Druckschalter 126 wird eingeschaltet, so daß die Hydraulikpumpe 110 jetzt mit der vorbestimmten Kapazität betrieben werden kann und Hydraulikdrücke über dem Wert "W" erreicht. Nachdem der Druckschalter 125 einmal abgeschaltet worden ist, bewirkt der Druckschalter 126 gemäß Fig. 8, daß die Pumpe 110 arbeitet und der Druck schnell bis zu dem Betriebsdruck WX" ansteigt.
An diesem Punkt wird gemäß Pig. IO die Hydraulikflüssigkeit mit dem Druck "Χ" in Richtung der Pfeile 191 durch die Rückzugsleitung 120 und die Verzweigungsleitung 176 zur wiederholten Öffnung des Steuerungsventiles 88 für den Druckausgleich geleitet, damit die Strömungsmittel des Bohrloches in die Strömungsleitung 81 in Richtung der Pfeile 192 strömen können. Das öffnen des Druckausgleichsventiles 88 läßt die Bohrloch-Strömungsmittel in den isolierten Raum eindringen, der durch den Dichtungsring 53 definiert ist, damit der Druckunterschied an dem Dichtungsring aufgehoben wird. Die aus dem oberen Abschnitt der Kolbenkammer 175 des Ventiles 88 verdrängte Hydraulikflüssigkeit wird mittels eines Rückschlagventiles 193 abgeleitet, welches nur anspricht, wenn der Druck größer oder gleich dem Betriebsdruck "X" ist«
409824/0331
Die'aus der Kolbenkammer 175 durch ein überdruckventil 193 verdrängte Hydraulikflüssigkeit wird zu dem Behälter 112 durch die Zweigleitung 170, den Hochdruckabschnitt 154 der Leitung 119, das noch geöffnete Steuerungsventil 131 und die Rückführleitung 117 zurückgeführt.
Aus Fig. 11 geht der Betriebszustand der Formationsprüfvorrichtung 20 hervor, in welchem der Hydraulikdruck in der Ausgangsleitung 113 entweder den Betriebspegel "Υ" oder gewünschtenfalls einen höheren Wert MZM (Fig. 8) erreicht hat. An diesem Punkt öffnet die Druckflüssigkeit in der Leitung 120 wieder das Steuerungsventil 130 und verbindet den Niederdruckabschnitt 151 der Leitung 119 mit dem Behälter 112. Wenn dieses eintritt, kann die Hydraulikflüssigkeit in der Rückzugsleitung in die "Rückzugsseite11 der verschiedenen Kolben/Zylinderanordnungen 51, 52, 55 und 56 gemäß den Pfeilen 195 eintreten. In ähnlicher Weise kann die Druckflüssigkeit auch in den Ringraum 66 vor dem Kolbenabschnitt 64 mit vergrößertem Durchmesser eintreten und das Einlaßglied 57 zurückstellen. Sie kann auch in den Ringraum 76 einströmen und das Ventilglied 67 in seine vordere Position zurückstellen. Die aus den verschiedenen Kolben/Zylinderanordnungen 51, 52, 55 und 56 und den Kolbenkammern 65 und 77 abgezogene Hydraulikflüssigkeit wird direkt in den Behälter 112 durch den Hochdruckabschnitt 151 der Leitung 119 und das Steuerungsventil 130 zurückgeführt. Dadurch wird das Verankerungsglied 50 sowie der Dichtungsring 53 zu dem Hüllkörper 28 zurückgeführt, so daß die Vorrichtung 20 entweder wieder in dem Bohrloch 21 ausgerichtet wird oder zur Oberfläche zurückgeführt wird, wenn kein weiterer PrüfVorgang mehr, erwünscht ist.
Obgleich gemäß Fig. 10 ein Betriebsdruck auf den oberen Abschnitt des Zylinders 91 für das Steuerungsventil 85 in dem Zeitpunkt einwirkt, in welchem das Steuerungsventil 88 wieder
409824/0331
öffnet, wird ein im Ruhezustand geschlossenes überdruckventil 194, welches parallel zu dem Rückschlagventil 177 liegt, in einer geschlossenen Position gehalten, bis der durch die Pumpe 110 entwickelte steigende Hydraulikdruck den Betriebspegel ("Y" oder "Z") übersteigt, der zur Rückführung des Verankerungsgliedes 50 und des Dichtungsringes 53 dient. An diesem Punkt der Arbeitsfolge der Vorrichtung 20 wird das Steuerungsventil 85 wieder geschlossen, was in Fig. 11 nicht dargestellt ist.
Die Pumpe 110 arbeitet solange weiter, bis der Hydraulikdruck in der Ausgangsleitung 113 den oberen Grenzwert erreicht, der durch die Einstellung des Druckschalters 126 bestimmt ist. Die Steuerungsschalter 33 und 34 werden dann wieder in ihre ursprünglichen Positionen 35 zurückgeführt und halten den v/eiteren Betrieb des Pumpenmotors 111 an und öffnen wieder das Magnetventil 127, so daß die Rückzugsleitung 120 mit dem Behälter 112 wieder verbunden wird. Dadurch wird die bevorzugte Reihenfolge der Betriebsvorgänge der neuartigen Formationsprüfvorrichtung 20 abgeschlossen.
Die Vorrichtung 20 kann also einen oder mehrere Prüf- oder Probenentnahmevorgänge ausführen, wenn dieses erwünscht ist, ohne daß sie aus dem Bohrloch 21 zwischen den Vorgängen entnommen werden müßte. Durch die Vielseitigkeit der Steuerungseinrichtung 25 kann die Bedienungsperson das Verhalten der Vorrichtung 20 bei einem gegebenen Prüf- oder Probenentnahmevorgang überprüfen, so daß entweder Änderungen vorgenommen werden können, welche durch die verschiedenen Bedingungen im Bohrloch erforderlich werden, oder der Vorgang kann ohne weiteren Zeitverlust erforderlichenfalls beendet werden. Diese Flexibilität ergibt also beträchtliche Vorteile.
Obgleich die Vorrichtung 20 im Regelfall in der vorbeschriebenen Weise arbeiten wird, um eine Reihe von Drucktnessungen
409824/0331
und eine oder mehrere Strömungsmittelproben zu erhalten, können auch unerwartete oder unerwünschte.Zustände auftreten, die den erfolgreichen Abschluß des speziellen Prüfvorganges oder der Erobenentnahme verhindern. Beispielsweise kommt es vor, daß der Dichtungsring 53 aus dem einen oder anderen Grund keine vollständige Dichtung mit der Wand des Bohrloches 21 ergibt. Dieser Zustand macht Messungen des Formationsdruckes oder die Entnahme repräsentativer Strömungsmittelproben unmöglich, da die Strömungsmittel des Bohrlochs einfach in die Einlaßeinrichtung 30 eintreten, falls der Prüfvorgang oder die Probenentnahme fortgesetzt werden.
Dieser Zustand wird jadoch schnell erkannt, da die Strömungsleitung 81 ursprünglich mit Strömungsmitteln aus dem Bohrloch gefüllt ist (Fig. 2A, 2B und 4). Dadurch zeigt der Druckwandler 179 den hydrostatischen Druck der Strömungsmittel des Bohrlochs an. Wenn die Steuerungsschalter 33 und 34 in ihre dritten Positionen 37 bewegt werden, um die Vorrichtung 20 zu "setzen" und der Ausgangsdruck der Pumpe den Wert "B" erreicht, öffnet das Steuerungsventil 129 die Einlaßeinrichtung 30, wenn sich das Ventilglied 67 nach hinten bewegt, so daß die Formation 22 in Verbindung mit der Strömungsleitung 81 tritt. (Fig. 5) Nachdem die Pumpe 113 den Druckwert "C" gemäß Fig. 6A erreicht hat, schließt das Ausgleichsventil 88 und das Steuerungsventil 85 öffnet wieder, so daß eine Verbindung zwischen dem Abschnitt mit vermindertem Druck der Strömungsleitung 81 und der Einlaßeinrichtung 30 schnell hergestellt wird. In diesem Fall kann nur eines von drei Ereignissen betrachtet werfen. Falls ein wesentlicher Druckabfall an einer Meßeinrichtung 26 an der Oberfläche festgestellt wird, dem ein Druckanstieg auf einen für Formationsdrücke üblichen Wert folgt, so kann daraus geschlossen werden, daß der Dichtungsring 53 die Wand des Bohrloches 21 abdichtet und die Formation 22 durchlässig, ist
409824/0331
und den Ablauf des Prüfvorganges und der Probenentnahme in der vorbeschriebenen Weise gewährleistet, um die Art der Formation und deren Strömungsmittel zu untersuchen.
Falls andererseits der Druck in der Strömungsleitung 81 nicht abfällt und stattdessen auf dem gleichen Wert bleibt, so ergibt sich, daß der Dichtungsring 53 die Wand des Bohrloches 21 nicht ordnungsgemäß abdichtet und die Strömungsmittel des Bohrloches in die Nase des Einlaßgliedes 57 eindringen. Wenn andererseits der Druck in der Ströraungsleitung 81 fällt aber nicht in einem vernünftigen Maß ansteigt, so ergibt sich, daß entweder die untersuchte Formation nicht ergiebig ist oder daß die Einlaßeinrichtung 3O trotz des in Fig. 5 dargestellten Spülvorganges verstopft ist. In jedem Fall ist es unnütz mit dem Prüfvorgang oder der Probenentnahme fortzufahren. Die Steuerungsschalter 33 und 34 werden einfach über die Positionen 38 und 39 hinweg in ihre Schaltpositionen 40 umgelegt. Gemäß Fig. 10 und 11 kehrt dadurch die Vorrichtung 20 in ihre Ausgangslage (Fig. 2A und 2B) zurück, so daß einer oder mehrere Versuche unternommen werden können, nachdem die Vorrichtung nach Möglichkeit in eine bessere Lage bezüglich der Formation bei 22 verschoben worden ist. Dadurch kann die Bedienungsperson besser bestimmten, ob die Formation in der Tat nicht ergiebig ist oder ob die Einlaßeinrichtung 30 lediglich vorübergehend verstopft war.
Die Vielseitigkeit der verbesserten Vorrichtung 20 geht auch daraus hervor, daß die Bedienungsperson immer noch den Prüfvorgang oder die Probenentnahme zu einem späteren Zeitpunkt unterbrechen kann, selbst wenn der Dichtungsring 53 sich fest im Eingriff mit der Wand des Bohrlochs 21 befindet. Beispielsweise werde angenommen, daß die Vorrichtung 20 sich in der Prüfposition gemäß Fig. 6A und 6B befindet. Wenn die durch den Druckwandler 179 vorgenommenen Druckmessungen anzeigen, daß mehr als eine Strömungsmittelprobe erhalten werden
409824/0331
soll, werden die Schalter 33 und 34 einfach in ihre entsprechenden Abtastpositionen bei 38 bewegt,- und der Schalter 185 wird in der erforderlichen Weise betätigt, so daß er wenigstens eine Probe gemäß Fig» 7 in der vorbeschriebenen Weise einfängt. Wenn andererseits die Ergebnisse dieser Druckmessungen nicht ermutigend sind, hat die Betriebsperson wiederum die Xfahl die Schalter 33 und 34 über ihre Schaltpositionen 38 und 39 hinweg direkt in die Rückzugspositionen 40 umzuschalten. Die Vorrichtung 2O kann entweder wieder bezüglich der Formation 22 neu ausgerichtet werden oder in ein anderes Formationsintervall 23 bewegt oder an die Oberfläche zurückgeführt werden.
Durch das Zusammenwirken der Vorrichtung 20 und der Steuerungseinrichtung 25 können ein oder mehrere Prüfungen oder Probenentnahmen ohne übermäßigen Zeitverlust durchgeführt werden, falls die Einlaßeinrichtung 30 für das Strömungsmittel nicht isoliert in Verbindung mit einer ausgewählten Formation steht oder falls die Formation keine oder nur eine geringe Ergiebigkeit zeigt. Durch die verschiedenen druckempfindlichen Steuerungsventile, die bei ausgewählten Druckwerten ansprechen, kann die Vorrichtung 20 wahlweise in irgendeine der Betriebspositionen mit einem Minimum an Schaltvorgängen gebracht werden.
Zusammengefaßt handelt es sich um eine mit einem Kabel versehene Formationsprüfvorrichtung mit einer druckempfindlichen Einlaßeinrichtung für Strömungsmittel und einer Verankerungseinrichtung. Diese Einrichtungen sind auf einem Hüllkörper der Vorrichtung zur wahlweisen Verankerung der Vorrichtung in einer Position in einem Bohrloch angeordnet, um wenigstens eine Messung oder Strömungsmittelentnahme von einer unterirdischen Erdformation zu erhalten. Weiterhin ist eine wahlweise betätigbare Hydraulikpumpe, vorgesehen, die durch mehrere wahlweise betätigbare Hydraulikventile mit einer druckempfirid-
409824/0331
lichen Einrichtung sov/ie mit mehreren druckempfindlichen Steuerungsventilen für die Strömung verbunden ist· Da jedes der Steuerungsventile derart angeordnet und aufgebaut ist, daß es nur bei bestimmten Hydraulikdrücken anspricht, wird die neuartige Vorrichtung schrittweise betätigt, um ausgewählte Messungen und gewünschtenfalls eine oder mehrere Proben der Formations-Strömungsmittel von einem oder mehreren Formationsintervallen vor der Entfernung der Vorrichtung aus dem Bohrloch zu erhalten.
409824/0331

Claims (36)

Patentansprüche
1. Formationsprüfvorrichtung, welche in einem Erdfonnationen durchquerenden Bohrloch aufgehängt werden kann und einen Hüllkörper mit einem Strömungsmitteldurchgang zur Aufnahme fossiler Strömungsmittel sowie eine Strömungsmittel-Einlaßeinrichtung auf dem Hüllkörper enthält, die mit dem Strömungsmitteldurchgang verbunden ist und v/ahlweise in Eingriff gebracht werden kann mit der Wand des Bohrloches zur Isolation eines Teiles der Wand gegenüber den Strömungsmitteln aus dem Bohrloch, dadurch gekennzeichnet , daß eine erste auf Druck ansprechende Einrichtung (52, 51, 55 und 56) auf dem Hüllkörper (28) vorgesehen ist und auf einen ersten Betriebsdruck (A) mit einer ausgewählten Größe anspricht und die Einlaßeinrichtung (30) für das Strömungsmittel gegen die Wand (21) des Bohrlochs drückt und eine Verbindung mit den Erdformationen (22, 23) herstellt, eine zweite auf Druck ansprechende Einrichtung (85, 86, 87) auf dem Hüllkörper Betriebslagen aufweist, in denen der Strom hindurchgelassen oder unterbrochen werden kann, und den Strom des Strömungsmittels in dem Durchgang (79) gegenüber der Strömungsmittel-Einlaßeinrichtung (30) steuert und bei einem zweiten Betriebsdruck (B) mit einem anderen Wert in den einen der Betriebs zustände umschaltet und eine Antriebseinrichtung (110, 111) auf dem Hüllkörper mit den ersten und zweiten auf Druck ansprechenden Einrichtungen verbunden ist und wahlweise nacheinander wenigstens erste und zweite Betriebsdrücke zur Betätigung der ersten und zweiten auf Druck ansprechenden Einrichtungen in einer vorbestimmten Reihenfolge erzeugt.
409824/0331
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der zweite Betriebsdruck (B) größer als der erste Betriebsdruck (A) ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Meßwertwandler (179) auf dem Hüllkörper (28) in Verbindung mit dem Strömungsmitteldurchgang (79) zur Messung von wenigstens einem charakteristischen Wert der fossilen Strömungsmittel angeordnet ist.
4. Vorrichtung· nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Meßwertwandler ein Druckmeßwertwandler ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die erste auf Druck ansprechende Einrichtung bei einem dritten Betriebsdruck (C) mit einer ausgewählten Größe betätigt ist und die Strömungsmitteleinlaßeinrichtung (30) von der Bohrlochwandung (21) weg bewegt, so daß die Verbindung mit der Erdformation (22) unterbrochen wird, die zweite auf Druck ansprechende Einrichtung durch einen vierten Betätigungsdruck mit einem ausgewählten Wert betätigt ist und den Strom der Strömungsmittel in dem Strömungsmitteldurchgang (79) gegenüber der Einlaßeinrichtung (30) steuert und in die andere Betriebslage umschaltet und die Antriebseinrichtung ein Betätigungsorgan auf dem Hüllkörper (28) enthält und ein Strömungsmittel in einem Bereich unterschiedlicher Ausgangsdrücke bereitstellt und eine von der Oberfläche aus wahlweise betätigbare Steuerungseinrichtung (25) eine Druckflüssigkeit von dem Betätigungsorgan mit den auf Druck ansprechenden Einrichtungen verbindet und die Einlaßeinrichtung (30) schrittweise bewegt und den Strom der Strömungsmittel in dsm Durchgang (75) entsprechend den aufeinanderfolgende änderungen der Ausgangsdrücke auf vorbestimmte Drucks regelt.
409824/0331
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Betriebsdruck (C)
größer als der erste Betriebsdruck (A) ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der vierte Betriebsdruck (D)
größer als der zweite Betriebsdruck (B) ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die dritten und vierten Betriebsdrücke (C, D) jeweils größer als die ersten und zweiten Betriebsdrücke (A, B) sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite auf Druck ansprechende Einrichtung eine mit dem Strömungsdurchgang (79) verbundene Ventileinrichtung enthält.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die* erste auf Druck ansprechende Einrichtung einen ersten Kolben enthält, der zur Verschiebung zu einer Bohrlochwand (21) bei
einem auf das eine Ende des ersten Kolbens wirkenden
Differenzdruck angeordnet ist und von der Bohrlochwand bei einem auf das andere Ende des ersten Kolbens wirkenden Druck zurückgezogen wird, die zweite auf Druck ansprechende Einrichtung ein Ventil aufweist, welches zwischen einer Öffnungslage und einer Sperrlage verschiebbar ist und mit dem Strömungsdurchgang (79) und einem zweiten Kolben (55, 56) verbunden ist, der mit
dem Ventil (67) verbunden ist und das Ventil wahlweise in die eine Betriebslage bei einem auf das eine Ende
des zweiten Kolbens wirkenden Differenzdruck verschoben wird und das Ventil in die andere Betriebslage bei einem auf das andere Ende des zweiten Kolbens wirkenden Differenzdruck verschoben wird und eine Antriebseinrichtung
409824/0331
eine hydraulische Betätigungseinrichtung auf dem Hüllkörper (28) und eine Pumpe (110) aufweist, die wahlweise von der Oberfläche aus betätigbar ist und eine Hydraulikflüssigkeit bei progressiv ansteigenden Drükken über einen ausgewählten Bereich von Betriebsdrücken abgibt, eine erste Hydraulikleitung mit dem einen Ende des ersten Kolbens verbunden ist, eine zv/eite Hydraulikleitung mit dem anderen Ende des ersten Kolbens und mit dem anderen Ende des zweiten Kolbens verbunden ist und eine dritte Hydraulikleitung mit dem einen Ende des zweiten Kolbens verbunden ist, eine erste Steuerungseinrichtung bei einer ersten Betriebsperiode der Pumpe wahlweise die erste Hydraulikleitung mit dem Ausgang der Pumpe verbindet und die zweite Hydraulikleitung mit dem Einlaß der Pumpe verbindet und den ersten Kolben ausfährt, wenn die Pumpe zunächst eine Hydraulikflüssigkeit bei dem ersten ausgewählten Betriebsdruck an die erste Hydraulikleitung abgibt, eine zweite Steuerungseinrichtung nur bei einer weiteren Steigerung des Strömungsmitteldruckes bis zu einem zweiten ausgewählten Betriebsdruck in der ersten Hydraulikleitung über den ersten ausgewählten Betriebsdruck anspricht und die erste Hydraulikleitung mit der dritten Hydraulikleitung verbindet und die Hydraulikflüssigkeit dem einen Ende des zweiten Kolbens nur solange zuführt, wie der Strömungsmitteldruck in der ersten Hydraulikleitung nicht geringer als der erste ausgewählte Druckwert ist, eine dritte Steuerungseinrichtung bei einem zweiten Betriebszyklus der Pumpe (110) wahlweise die zweite Hydraulikleitung mit dem Pumpenauslaß verbindet und die dritte Hydraulikleitung mit dem Pumpeneinlaß verbindet die Hydraulikflüssigkeit bei einem dritten ausgewählten Druckwert dem anderen Ende des zweiten Kolbens zuführt und eine vierte Steuerungseinrichtung nur bei meiner weiteren Steigerung des Strömungsmitteldruckes in der zweiten Hydraulikleitung über den dritten ausgewählten Druckwert anspricht und die erste Hydraulikleitung mit dem Pumpen-
409824/0331
einlaß nur solange verbindet, wie der Strömungsmitteldruck in der zweiten Hydraulikleitung nicht geringer als der dritte ausgewählte Druckpegel ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die erste auf Druck ansprechende Einrichtung einen ersten Kolben aufweist, der zu einer Bohrlochwand bei einem auf das eine Ende des ersten Kolbens wirkenden Differenzdruck ausfahrbar ist und der von der Bohrlochwand bei einem auf das andere Ende des ersten Kolbens wirkenden Differenzdruck zurückziehbar ist, die zweite auf Druck ansprechende Einrichtung ein zwischen einer Öffnungslage und einer Schließlage bewegbares Ventil aufweist, das mit dem Strömungsmitteldurchgang verbunden ist, und ein zweiter Kolben mit dem Ventil verbunden ist und das Ventil wahlweise in die eine Betriebslage entsprechend einem auf das eine Ende des zweiten Kolbens wirkenden Differenzdrück bewegt und das Ventil wahlweise in die andere Betriebslage bei einem auf das andere linde des zweiten Kolbens wirkenden Differenzdruck bewegt, die Antriebseinrichtung ein hydraulisches Betätigungsorgan auf dem Hüllkörper (28) und eine wahlweise von der Oberfläche aus betätigbare Pumpe (110) aufweist, die eine Hydraulikflüssigkeit bei zunehmenden Drücken Über einen vorbestimmten Bereich von Betriebsdrücken abgibt, eine erste Hydraulikleitung mit dem einen Ende des ersten Kolbens und mit dem einen Ende des zweiten Kolbens verbunden ist und eine zweite Hydraulikleitung mit dem anderen Ende des Kolbens verbunden ist, eine erste Steuerungseinrichtung bei einem ersten Betriebszyklus der Pumpe wahlweise die erste Hydraulikleitung mit dem Auslaß der Pumpe und die zweite Hydraulikleitung mit dem Einlaß der Pumpe verbindet, so daß der erste Kolben ausgefahren wird, wenn die Pumpe zunächst eine Hydraulikflüssigkeit bei dem ersten ausgewählten
409824/0331
Betriebsdruck an die erste Hydraulikleitung abgibt, die zweite Steuerungseinrichtung nur bei einer weiteren Steigerung des Strömungsmitteldruckes bis zu einem zweiten ausgewählten Betriebsdruck in der ersten Hydraulikleitung über den ersten ausgewählten Betriebsdruck anspricht und die zweite Hydraulikleitung mit dem anderen Ende des zweiten Kolbens verbindet und von. diesem nur solange Hydraulikflüssigkeit aufnimmt, wie der Strömungsmitteldruck in der ersten Hydraulikleitung nicht geringer als der erste ausgewählte Druck ist, die dritte Steuerungseinrichtung bei einem zweiten Betriebszyklus der Pumpe zur wahlweisen Verbindung der zweiten Hydraulikleitung mit dem Pumpenauslaß anspricht und die Hydraulikflüssigkeit bei einem dritten vorgewählten Druckpegel dem anderen Ende des zweiten Kolbens zuführt und die vierte Steuerungseinrichtung nur bei einer weiteren Steigerung des Strömungsmitteldruckes in der zweiten Hydraulikleitung über den dritten ausgewählten Druckpegel anspricht und die erste Hydraulikleitung mit dem Pumpeneinlaß nur solange verbindet, wie der Strömungsmitteldruck in der zweiten Hydraulikleitung nicht geringer als der dritte ausgewählte Druckwert ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Probensammeleinrichtung (31, 32) mit dem Strömungsmitteldurchgang stromab von dem Ventil vorgesehen ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet , daß eine Steuerungseinrichtung wahlweise von der Oberfläche aus betätigbar ist und den Zutritt der Hydraulikflüssigkeit von der dritten Hydraulikleitung zu einem Ende des zweiten Kolbens steuert.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil zwischen
409824/0331
Betriebslagen bewegbar ist und die eine Lage die Öffnungslage und die andere Lage die Schließlage für den Strom ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 9 und einem der Ansprüche
1 bis 6 oder Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Einlaßeinrichtung (30) ein rohrfönaiges Strömungsmittel führendes Glied aufweist, das mit dem Strömungsdurchgang verbunden ist und die zweite auf Druck ansprechende Einrichtung auf dem rohrförmigen Glied angeordnet ist und den Strömungsmittelstrom zwischen dem rohrförmigen Glied und dem Durchgang steuert.
16. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßeinrichtung (30) für das Strömungsmittel ein Dichtungsglied (53) aufweist, das auf dem rohrförmigen Glied angeordnet ist und zur Abdichtung gegen die Bohrlochwand (21) bestimmt ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet , daß das Strömungsmittel führende Glied einen vorderen rohrförmigen Abschnitt mit einem Strömungsmitteleingang aufweist, der in Eingriff mit der Wand des Bohrlochs gelangen kann, und auf einer Wand des Gliedes ein Filter (80) zwischen dem Strömungsmitteleingang und dem Durchgang angeordnet ist und das Ventil ein koaxial in dem Glied angeordnetes Ventilglied zur Bewegung zwischen einer vorgeschobenen Stellung innerhalb des vorderen Abschnittes in die andere Betriebslage und in eine zurückgezogene Position in der einen Betriebslage enthält, und das Filter unbedeckt ist und einen Raum zur Aufnahme des in den vorderen rohrförmigen Abschnitt gelangenden Materiales ausbildet.
18. Vorrichtung nach Anspruch 9 und einem der Ansprüche
1 bis 8 und 10, dadurch gekennzeichnet ,
409824/0331
daß das Ventil mit einem Prüfleitungsabschnitt des Durchganges stromab von der Strömungsmitteleinlaßeinrichtung verbunden ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 9 und einem der Ansprüche
1 bis 6 und 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Strömungsmittelprobenkammer (31, 32) auf dem Hüllkörper (28) mit dem Strömungsmitteldurchgang verbunden ist und das Ventil den Strom des Strömungsmittels von dem Durchgang zu der Probenkammer steuert.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet ,. daß das Ventil zwischen verschiedenen Lagen bewegbar ist und die eine Lage die Sperrlage und die andere die Öffnungslage für das Strömungsmittel ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 9, einem der Ansprüche 1 bis
8 und Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß das Ventil den Strom in dem Durchgang zwischen einer öffnung, die den Durchgang mit den Strömungsmitteln des Bohrlochs verbindet, und der Einlaßeinrichtung (30) steuert.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß eine dritte auf Druck ansprechende Einrichtung mit der Antriebseinrichtung (110) verbunden ist und auf einen fünften Betriebsdruck mit einem ausgewählten Wert anspricht, der durch die Antriebseinrichtung erzeugt wird und von den ersten und zweiten Betriebsdrücken verschieden ist, so daß eine Verbindung zwischen der Einlaßeinrichtung (30) und dem Strömungsmitteldurchgang in einer ersten Betriebslage geöffnet und die Verbindung in der zweiten Betriebslage geschlossen wird.
409824/0331
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet , daß der fünfte Betriebsdruck größer als der erste Betriebsdruck und der zweite Betriebsdruck größer .als der fünfte Betriebsdruck ist.
24. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite auf Druck ansprechende Einrichtung ein mit dem Strömungsmitteldurchgang verbundenes Ventil aufweist, das in der einen Lage geschlossen und in der anderen Lage geöffnet ist und den Strom der Strömungsmittel des Bohrlochs in den Durchgang zu der: Einlaßeinrichtung (3.0) gelangen läßt.
25. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, mit einer Probensammeleinrichtung aus dem Hüllkörper, die mit dem Strömungsmitteldurchgang verbunden ist, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite auf Druck ansprechende Einrichtung ein Ventil aufweist, das den Durchgang mit der Probensammeleinrichtung (31, 32) in der einen Betriebslage verbindet und in der anderen Betriebslage unterbricht.
26. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 25, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuereinrichtung die Druckflüssigkeit von der Betätigungseinrichtung mit der dritten auf Druck ansprechenden Einrichtung verbindet und ein Ventil auf dem Hüllkörper (28) vorgesehen ist, das von' der Oberfläche aus die Strömungsmittel-Verbindung zwischen der zweiten auf Druck ansprechenden Einrichtung und der Betätigungseinrichtung steuert.
27. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet , daß die dritte auf Druck ansprechende Einrichtung bei einem sechsten Betriebsdruck mit einer ausgewählten Größe anspricht, der durch
409824/0331
ßAD OFUOJNAL
die Antriebseinrichtung erzeugt ist und die Verbindung in der zweiten Betriebslage schließt.
28. Vorrichtung nach Anspruch 25 und 27, dadurch gekennzeichnet , daß der zweite Betriebsdruck größer als der dritts Betriebsdruck und der dritte Betriebsdruck größer als der erste Betriebsdruck ist.
29. Vorrichtung nach Anspruch 25 und 27, dadurch gekennzeichnet, daß der sechste Betriebsdruck größer als der fünfte Betriebsdruck und der fünfte Betriebsdruck größer als der vierte Betriebsdruck ist.
30. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet , daß die dritte auf Druck ansprechende Einrichtung ein drittes Ventil auf der Einlaßeinrichtung (30) zur Steuerung der Verbindung zwischen einem Strömungsmitteleingang auf der Einlaßeinrichtung und dem Strömungsmitteldurchgang enthält und die zweite auf Druck ansprechende Einrichtung ein zweites ': stromab von dem dritten Ventil auf dem Strömungsmitteldurchgang angeordnetes Ventil zur öffnung des Durchganges in der einen Betriebslage enthält, so daß Strömungsmittel durch den Durchgang gelangen können und in der anderen Betriebslage dieser Durchgang versperrt wird.
31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die erste auf Druck ansprechende Einrichtung einen Kolben enthält, der in Richtung auf die Bohrlochwandung ausfahrbar ist, wenn auf das eine Ende des Kolbens ein Differenzdruck wirkt und der von der Bohrlochwandung bei einem auf das andere Ende des Kolbens wirkenden Differenzdruck zurückgesogen
409824/0331
wird, die zweite auf Druck ansprechende Einrichtung ein erstes Ventil enthält, das mit dem Durchgang verbunden ist und zwischen einer Öffnungslage, in welcher die Strömungsmittel des Bohrloches in den Durchgang gelangen können, und eine Schließlage bewegbar ist, in welcher der Eintritt der Strömungsmittel des Bohrloches in den Durchgang gesperrt ist, eine erste Kolbenbetätigungseinrichtung mit dem ersten Ventil verbunden ist und das erste Ventil in seine Schließlage bei einem auf das eine Ende der ersten Kölbenbetätigungseinrichtung wirkenden Differenzdruck bewegt und wahlweise das erste Ventil in die Öffnungslage bei einem auf das andere Ende der ersten Kolbenbetätigungseinrichtung wirkenden Differenzdruck bewegt wird, ein zweites Ventil mit dem Strömungsmitteldurchgang verbunden ist und zwischen einer Schließlage, in welcher der Strom durch den Durchgang gesperrt wird, und einer Öffnungslage bewegbar ist, in welcher der Strom durch den Durchgang gelangen kann, eine zweite Kolbenbetätigungseinrichtung mit dem zweiten Ventil verbunden ist und das zweite Ventil in seiner Öffnungslage bei einem auf das eine Ende der zweiten Kolbenbetätigungseinrichtung wirkenden Druck bewegt und das zweite Ventil in seine Schließlage bei einem auf das andere Ende der zweiten Kolbenbetätigungseinrichtung wirkenden Differenzdruck bewegt und die Antriebseinrichtung eine Hydraulikeinrichtung auf dem Hüllkörper (28) und eine Pumpe (110) aufweist, die wahlweise von der Oberfläche aus betätigbar ist und eine Hydraulikflüssigkeit bei progressiv ansteigenden Drücken über einen ausgewählten Bereich von Betriebsdrücken abgeben kann, eine erste Hydraulikleitung mit dem einen Ende der Kolbeneinrichtung verbunden ist, eine zweite Hydraulikleitung mit dem anderen Ende der Kolbeneinrichtung und den anderen Enden der ersten und zweiten Kolbenbetätigungseinrichtungen verbunden ist, und eine dritte Hydraulikleitung
409824/0331 ..
mit den einen Enden der ersten und zweiten Kolbenbetätigungseinrichtungen verbunden ist/ eine erste Steuerungseinrichtung bei einem ersten Betriebszyklus der Pumpe wahlweise die erste Hydraulikleitung mit dem Auslaß der Pumpe und die zweite Hydraulikleitung mit dem Einlaß der Pumpe verbindet und den Kolben ausfährt, wenn die Pumpe zunächst eine Hydraulikflüssigkeit bei dem ersten ausgewählten Betriebsdruck an die erste Hydraulikleitung abgibt, eine zweite Steuerungseinrichtung nur bei einer weiteren Steigerung des Strömungsmitteldruckes bis zu einem zweiten Betriebsdruck in der ersten Hydraulikleitung über den ersten ausgewählten Druck anspricht und die erste Hydraulikleitung mit der dritten Hydraulikleitung verbindet und die Hydraulikflüssigkeit den Enden der ersten und zweiten Kolbenbetätigungseinrichtungen nur solange zuführt, bis der Strömungsmitteldruck in der ersten Plydraulikleitung nicht geringer als der erste ausgewählte Druck ist, eine dritte Steuerungseinrichtung bei einem zweiten Betriebszyklus der Pumpe anspricht und wahlweise die zweite Hydraulikleitung mit dem Pumpenauslaß und die dritte Hydraulikleitung mit dem Pumpeneinlaß verbindet und die Hydraulikflüssigkeit bei einem dritten ausgewählten Druck den anderen Enden der ersten und zweiten Kolbenbetätigungseinrichtungen zuführt und eine vierte Steuerungseinrichtung nur bei einer weiteren Steigerung des Strömungsmitteldruckes in der zweiten Hydraulikleitung über den dritten ausgewählten Druckwert anspricht und die erste Hydraulikleitung mit dem Einlaß der Pumpe nur so lange verbindet, wie der Strömungsmitteldruck in der zweiten Hydraulikleitung nicht geringer als der dritte ausgewählte Druckwert ist.
32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und 22 bis 30, dadurch gekennzeichnet , daß die erste auf Druck ansprechende Einrichtung eine Kolbenbetätigungs·
409824/0331
einrichtung auf dem Hüllkörper und wenigstens ein Kolbenglied enthält, das von dem Hüllkörper bei einem ersten auf die Kalbenbetätigungseinrichtung wirkenden Betriebsdruck ausfahrbar ist und von einer Bohrlochwand entfernt wird, wenn der dritte Betriebsdruck auf die Kolbenbetätigungseinrichtung einwirkt.
33. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch g e k e η η -
ζ e ic h η e t , daß ein im Eingriff mit der Bohrlochwand stehendes Glied mit dem Kolben verbunden ist und durch diesen mit der Bohrlochwand verankert wird, wenn der Kolben aus dem Hüllkörper ausgefahren ist.
34. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung die Strömungsmitteleinlaßeinrichtung (30) mit dem Kolben verbindet und dabei in Eingriff mit der Bohrlochwand gelangt, wenn der Kolben von dem Hüllkörper ausgefahren.ist.
35. Formationspritfvorrichtung, welche in einem Erdformationen durchquerenden Bohrloch aufgehängt werden kann, dadurch gekennzeichnet , daß ein Hüllkörper (28) mit einem ersten Strömungsmitteldurchgang zur Aufnahme fossiler Strömungsmittel vorgesehen ist, eine Strömungsmitteleinlaßeinrichtung (30) auf dem Hüllkörper angeordnet ist und ein Probenglied für Strömungsmittel mit einem rohrförmigen vorderen Abschnitt aufweist, der in Eingriff mit einer Bohrlochwand gelangen kann und dessen Fläche von den Strömungsmitteln des Bohrloches isoliert, eine wahlweise betätigbare Einrichtung das Sammelglied gegen eine Bohrlochwand ausrichtet und eine Verbindung mit Erdformationen ergibt, eine erste Einrichtung den Zutritt von verstopfenden Materialien in den ersten Strömungsmitteldurchgang begrenzt und einen zweiten Strömungsmitteldurchgang in dem Probenglied aufweist, der mit dem ersten Durchgang
40982A/Q331
so
verbunden ist, ein Filter (80) auf einer Wand des Strömungsmittel-Probengliedes zwischen dem zweiten Durchgang und dem rohrförmigen vorderen Abschnitt vorgesehen ist, welches verstopfende Materialien in dem Strömungsmittel-Sammelglied zurück hält, wenn die gefilterten fossilen Strömungsmittel durch das Filter gelangen und in den zweiten Durchgang eintreten, eine zweite Einrichtung den Zutritt der Verstopfungsmaterialien und fossiler Strömungsmittel in die SammeIkammer steuert und ein Ventil aufweist, welches koaxial zu dem Sammelglied angeordnet ist und zwischen einer vorgeschobenen Position innerhalb aes vorderen rohrförmigen Abschnittes, welche die Verbindung mit der Sammelkammer sperrt, und einer zurückgezogenen Position zur Rückseite des rohrförmigen vorderen Abschnittes bewegbar ist, so daß das Filter freigelegt und ein Raum zur Aufnahme der verstopfenden Materialien ausgebildet ist, die in den vorderen rohrförmigen Abschnitt gelangen und eine Ventilsteuerungseinrichtung wahlweise das Ventilglied vor- und rückwärts zwischen seinen vorgeschobenen und zurückgezogenen Lagen verschiebt.
36. Verfahren zum Prüfen von Formationen, durch welche sich ein Bohrloch erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hüllkörper (28) abgesenkt wird, der fossile Strömungsmittel in dem Bohrloch aufnehmen kann und eine Einlaßeinrichtung für Strömungsmittel aufweist, welche wahlweise mit der Wand des Bohrloches in Eingriff gelangen kann, so daß ein Teil der Wand gegenüber den Strömungsmitteln des Bohrlochs isoliert wird, ein erster Betriebsdruck mit einer ausgewählten Größe erzeugt wird, so daß die Einlaßeinrichtung gegen eine Wand des Bohrlochs bewegt und eine Verbindung mit den darunter befindlichen Erdfonuationen geschaffen wird und dann ein zweiter Betriebsdruck mit einem ausgewählten unterschiedlichen Wert erzeugt wird, so daß der Durchgang mit der EinlaS-
409824/0 331
SV
einrichtung <3O) verbunden wird, nachdem die Einlaßeinrichtung diese Verbindung hergestellt hat.
409824/0331 .
DE2360268A 1972-12-08 1973-12-04 Formationsprüfvorrichtung Expired DE2360268C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US31323572A 1972-12-08 1972-12-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2360268A1 true DE2360268A1 (de) 1974-06-12
DE2360268C2 DE2360268C2 (de) 1984-05-03

Family

ID=23214911

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2360268A Expired DE2360268C2 (de) 1972-12-08 1973-12-04 Formationsprüfvorrichtung

Country Status (12)

Country Link
US (1) US3780575A (de)
JP (1) JPS5616279B2 (de)
AR (1) AR215408A1 (de)
BR (1) BR7309631D0 (de)
CA (1) CA988030A (de)
DE (1) DE2360268C2 (de)
FR (1) FR2209890B1 (de)
GB (1) GB1449857A (de)
IE (1) IE38549B1 (de)
NL (1) NL178805C (de)
NO (1) NO141697C (de)
SU (1) SU839448A3 (de)

Families Citing this family (89)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4434653A (en) 1982-07-15 1984-03-06 Dresser Industries, Inc. Apparatus for testing earth formations
US4507957A (en) * 1983-05-16 1985-04-02 Dresser Industries, Inc. Apparatus for testing earth formations
US4513612A (en) * 1983-06-27 1985-04-30 Halliburton Company Multiple flow rate formation testing device and method
US4720996A (en) * 1986-01-10 1988-01-26 Western Atlas International, Inc. Power control system for subsurface formation testing apparatus
US4745802A (en) * 1986-09-18 1988-05-24 Halliburton Company Formation testing tool and method of obtaining post-test drawdown and pressure readings
US4742459A (en) * 1986-09-29 1988-05-03 Schlumber Technology Corp. Method and apparatus for determining hydraulic properties of formations surrounding a borehole
US4860580A (en) * 1988-11-07 1989-08-29 Durocher David Formation testing apparatus and method
US5265015A (en) * 1991-06-27 1993-11-23 Schlumberger Technology Corporation Determining horizontal and/or vertical permeability of an earth formation
US5279153A (en) * 1991-08-30 1994-01-18 Schlumberger Technology Corporation Apparatus for determining horizontal and/or vertical permeability of an earth formation
US5269180A (en) * 1991-09-17 1993-12-14 Schlumberger Technology Corp. Borehole tool, procedures, and interpretation for making permeability measurements of subsurface formations
US5329811A (en) * 1993-02-04 1994-07-19 Halliburton Company Downhole fluid property measurement tool
US5555945A (en) * 1994-08-15 1996-09-17 Halliburton Company Early evaluation by fall-off testing
US5540280A (en) * 1994-08-15 1996-07-30 Halliburton Company Early evaluation system
US5622223A (en) * 1995-09-01 1997-04-22 Haliburton Company Apparatus and method for retrieving formation fluid samples utilizing differential pressure measurements
DE69636665T2 (de) * 1995-12-26 2007-10-04 Halliburton Co., Dallas Vorrichtung und Verfahren zur Frühbewertung und Unterhalt einer Bohrung
US5741962A (en) * 1996-04-05 1998-04-21 Halliburton Energy Services, Inc. Apparatus and method for analyzing a retrieving formation fluid utilizing acoustic measurements
US5934374A (en) * 1996-08-01 1999-08-10 Halliburton Energy Services, Inc. Formation tester with improved sample collection system
US5826662A (en) * 1997-02-03 1998-10-27 Halliburton Energy Services, Inc. Apparatus for testing and sampling open-hole oil and gas wells
US5859430A (en) * 1997-04-10 1999-01-12 Schlumberger Technology Corporation Method and apparatus for the downhole compositional analysis of formation gases
US5887652A (en) * 1997-08-04 1999-03-30 Halliburton Energy Services, Inc. Method and apparatus for bottom-hole testing in open-hole wells
US5939717A (en) * 1998-01-29 1999-08-17 Schlumberger Technology Corporation Methods and apparatus for determining gas-oil ratio in a geological formation through the use of spectroscopy
US6164126A (en) * 1998-10-15 2000-12-26 Schlumberger Technology Corporation Earth formation pressure measurement with penetrating probe
US6350986B1 (en) 1999-02-23 2002-02-26 Schlumberger Technology Corporation Analysis of downhole OBM-contaminated formation fluid
US6274865B1 (en) 1999-02-23 2001-08-14 Schlumberger Technology Corporation Analysis of downhole OBM-contaminated formation fluid
GB2359631B (en) * 2000-02-26 2002-03-06 Schlumberger Holdings Hydrogen sulphide detection method and apparatus
GB2362469B (en) 2000-05-18 2004-06-30 Schlumberger Holdings Potentiometric sensor for wellbore applications
US6437326B1 (en) 2000-06-27 2002-08-20 Schlumberger Technology Corporation Permanent optical sensor downhole fluid analysis systems
US6476384B1 (en) 2000-10-10 2002-11-05 Schlumberger Technology Corporation Methods and apparatus for downhole fluids analysis
US6474152B1 (en) 2000-11-02 2002-11-05 Schlumberger Technology Corporation Methods and apparatus for optically measuring fluid compressibility downhole
US7025138B2 (en) 2000-12-08 2006-04-11 Schlumberger Technology Corporation Method and apparatus for hydrogen sulfide monitoring
US6501072B2 (en) 2001-01-29 2002-12-31 Schlumberger Technology Corporation Methods and apparatus for determining precipitation onset pressure of asphaltenes
US6590647B2 (en) 2001-05-04 2003-07-08 Schlumberger Technology Corporation Physical property determination using surface enhanced raman emissions
RU2204714C1 (ru) * 2001-09-28 2003-05-20 Открытое акционерное общество НПФ "Геофизика" Испытатель пластов автоматический
GB2381862A (en) 2001-11-10 2003-05-14 Schlumberger Holdings Fluid density measurement
US6729400B2 (en) 2001-11-28 2004-05-04 Schlumberger Technology Corporation Method for validating a downhole connate water sample
US7028773B2 (en) * 2001-11-28 2006-04-18 Schlumberger Technology Coporation Assessing downhole WBM-contaminated connate water
US7075062B2 (en) 2001-12-10 2006-07-11 Schlumberger Technology Corporation Apparatus and methods for downhole determination of characteristics of formation fluids
US6640625B1 (en) 2002-05-08 2003-11-04 Anthony R. H. Goodwin Method and apparatus for measuring fluid density downhole
US7075063B2 (en) * 2002-06-26 2006-07-11 Schlumberger Technology Corporation Determining phase transition pressure of downhole retrograde condensate
US7002142B2 (en) * 2002-06-26 2006-02-21 Schlumberger Technology Corporation Determining dew precipitation and onset pressure in oilfield retrograde condensate
GB2391314B (en) * 2002-07-25 2005-08-10 Schlumberger Holdings Methods and apparatus for the measurement of hydrogen sulphide and thiols in fluids
US7152466B2 (en) * 2002-11-01 2006-12-26 Schlumberger Technology Corporation Methods and apparatus for rapidly measuring pressure in earth formations
GB2397651B (en) * 2003-01-15 2005-08-24 Schlumberger Holdings Methods and apparatus for the measurement of hydrogen sulphide and thiols in fluids
EP1631732B1 (de) * 2003-05-02 2008-03-19 Baker Hughes Incorporated Optisches verfahren und analysator
US7013723B2 (en) * 2003-06-13 2006-03-21 Schlumberger Technology Corporation Apparatus and methods for canceling the effects of fluid storage in downhole tools
GB2404738B (en) * 2003-08-04 2005-09-28 Schlumberger Holdings System and method for sensing using diamond based microelectrodes
US8758593B2 (en) * 2004-01-08 2014-06-24 Schlumberger Technology Corporation Electrochemical sensor
GB2409902B (en) 2004-01-08 2006-04-19 Schlumberger Holdings Electro-chemical sensor
GB2415047B (en) * 2004-06-09 2008-01-02 Schlumberger Holdings Electro-chemical sensor
US7565835B2 (en) 2004-11-17 2009-07-28 Schlumberger Technology Corporation Method and apparatus for balanced pressure sampling
GB2420849B (en) * 2004-12-02 2007-06-27 Schlumberger Holdings Optical pH sensor
US7305306B2 (en) * 2005-01-11 2007-12-04 Schlumberger Technology Corporation System and methods of deriving fluid properties of downhole fluids and uncertainty thereof
US7461547B2 (en) 2005-04-29 2008-12-09 Schlumberger Technology Corporation Methods and apparatus of downhole fluid analysis
US7279678B2 (en) * 2005-08-15 2007-10-09 Schlumber Technology Corporation Method and apparatus for composition analysis in a logging environment
US7673679B2 (en) * 2005-09-19 2010-03-09 Schlumberger Technology Corporation Protective barriers for small devices
US7392697B2 (en) * 2005-09-19 2008-07-01 Schlumberger Technology Corporation Apparatus for downhole fluids analysis utilizing micro electro mechanical system (MEMS) or other sensors
GB2430749B (en) * 2005-09-21 2007-11-28 Schlumberger Holdings Electro-chemical sensor
US20070108378A1 (en) * 2005-11-14 2007-05-17 Toru Terabayashi High pressure optical cell for a downhole optical fluid analyzer
US7609380B2 (en) * 2005-11-14 2009-10-27 Schlumberger Technology Corporation Real-time calibration for downhole spectrometer
US7336356B2 (en) * 2006-01-26 2008-02-26 Schlumberger Technology Corporation Method and apparatus for downhole spectral analysis of fluids
US7379180B2 (en) 2006-01-26 2008-05-27 Schlumberger Technology Corporation Method and apparatus for downhole spectral analysis of fluids
US7511813B2 (en) * 2006-01-26 2009-03-31 Schlumberger Technology Corporation Downhole spectral analysis tool
US7445043B2 (en) * 2006-02-16 2008-11-04 Schlumberger Technology Corporation System and method for detecting pressure disturbances in a formation while performing an operation
EP2021768B1 (de) * 2006-06-01 2016-09-14 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Bohrlochwerkzeuge für die terahertz-untersuchung eines fluids in einer bodenschicht und entsprechendes untersuchungsverfahren
US7707878B2 (en) * 2007-09-20 2010-05-04 Schlumberger Technology Corporation Circulation pump for circulating downhole fluids, and characterization apparatus of downhole fluids
US7788972B2 (en) * 2007-09-20 2010-09-07 Schlumberger Technology Corporation Method of downhole characterization of formation fluids, measurement controller for downhole characterization of formation fluids, and apparatus for downhole characterization of formation fluids
US7520160B1 (en) * 2007-10-04 2009-04-21 Schlumberger Technology Corporation Electrochemical sensor
US20090160047A1 (en) * 2007-12-21 2009-06-25 Schlumberger Technology Corporation Downhole tool
US8297351B2 (en) 2007-12-27 2012-10-30 Schlumberger Technology Corporation Downhole sensing system using carbon nanotube FET
US8434356B2 (en) 2009-08-18 2013-05-07 Schlumberger Technology Corporation Fluid density from downhole optical measurements
US9309735B2 (en) * 2008-06-17 2016-04-12 Schlumberger Technology Corporation System and method for maintaining operability of a downhole actuator
US8109157B2 (en) * 2008-06-30 2012-02-07 Schlumberger Technology Corporation Methods and apparatus of downhole fluids analysis
US7874355B2 (en) * 2008-07-02 2011-01-25 Schlumberger Technology Corporation Methods and apparatus for removing deposits on components in a downhole tool
CN102803653B (zh) * 2009-04-10 2016-02-17 普拉德研究及开发股份有限公司 井下传感器系统及其方法
US8483445B2 (en) 2010-09-29 2013-07-09 Schlumberger Technology Corporation Imaging methods and systems for downhole fluid analysis
GB2490117B (en) 2011-04-18 2014-04-09 Schlumberger Holdings Electrochemical pH sensor
FR2968348B1 (fr) * 2010-12-03 2015-01-16 Total Sa Procede de mesure de pression dans une formation souterraine
US9097088B2 (en) 2010-12-15 2015-08-04 Schlumberger Technology Corporation Downhole tool thermal device
GB2497795B (en) 2011-12-21 2020-04-08 Schlumberger Holdings Derivatization of carbon
GB2497791B (en) 2011-12-21 2021-01-20 Schlumberger Holdings Derivatization of carbon
GB2497788B (en) 2011-12-21 2020-12-30 Schlumberger Holdings Derivatization of carbon
GB2497972B (en) 2011-12-23 2016-03-16 Schlumberger Holdings Electrochemical sensors
US9810060B2 (en) 2012-07-02 2017-11-07 Halliburton Energy Services, Inc. Controlling formation tester probe extension force
RU2601354C1 (ru) * 2015-11-25 2016-11-10 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Пакер" Устройство для испытания пласта
US10481291B2 (en) * 2016-03-03 2019-11-19 Shell Oil Company Chemically-selective imager for imaging fluid of a subsurface formation and method of using same
NO342792B1 (en) * 2016-11-30 2018-08-06 Hydrophilic As A probe arrangement for pressure measurement of a water phase inside a hydrocarbon reservoir
CN110261165B (zh) * 2019-05-13 2021-07-23 湖南达道新能源开发有限公司 一种可多方位检测的地热探测装置
US12037900B2 (en) * 2020-05-22 2024-07-16 Schlumberger Technology Corporation Sidewall coring tool systems and methods
CN113605888B (zh) * 2021-06-24 2023-10-13 浙江大学 一种用于小直径地层测试器的单泵驱动节能型液压系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3011554A (en) * 1956-01-23 1961-12-05 Schlumberger Well Surv Corp Apparatus for investigating earth formations
US3385364A (en) * 1966-06-13 1968-05-28 Schlumberger Technology Corp Formation fluid-sampling apparatus
US3530933A (en) * 1969-04-02 1970-09-29 Schlumberger Technology Corp Formation-sampling apparatus
US3565169A (en) * 1969-04-02 1971-02-23 Schlumberger Technology Corp Formation-sampling apparatus
US3577781A (en) * 1969-01-10 1971-05-04 Schlumberger Technology Corp Tool to take multiple formation fluid pressures
US3653436A (en) * 1970-03-18 1972-04-04 Schlumberger Technology Corp Formation-sampling apparatus

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3352361A (en) * 1965-03-08 1967-11-14 Schlumberger Technology Corp Formation fluid-sampling apparatus

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3011554A (en) * 1956-01-23 1961-12-05 Schlumberger Well Surv Corp Apparatus for investigating earth formations
US3385364A (en) * 1966-06-13 1968-05-28 Schlumberger Technology Corp Formation fluid-sampling apparatus
US3577781A (en) * 1969-01-10 1971-05-04 Schlumberger Technology Corp Tool to take multiple formation fluid pressures
US3530933A (en) * 1969-04-02 1970-09-29 Schlumberger Technology Corp Formation-sampling apparatus
US3565169A (en) * 1969-04-02 1971-02-23 Schlumberger Technology Corp Formation-sampling apparatus
US3653436A (en) * 1970-03-18 1972-04-04 Schlumberger Technology Corp Formation-sampling apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
DE2360268C2 (de) 1984-05-03
IE38549B1 (en) 1978-04-12
NO141697B (no) 1980-01-14
BR7309631D0 (pt) 1974-10-22
NL178805C (nl) 1986-05-16
CA988030A (en) 1976-04-27
NO141697C (no) 1980-05-07
IE38549L (en) 1975-06-08
JPS501794A (de) 1975-01-09
NL178805B (nl) 1985-12-16
JPS5616279B2 (de) 1981-04-15
NL7316840A (de) 1974-06-11
FR2209890A1 (de) 1974-07-05
SU839448A3 (ru) 1981-06-15
US3780575A (en) 1973-12-25
AR215408A1 (es) 1979-10-15
AU6303673A (en) 1975-05-29
GB1449857A (en) 1976-09-15
FR2209890B1 (de) 1978-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2360268C2 (de) Formationsprüfvorrichtung
DE68929040T2 (de) Einrichtung und Verfahren zum Steuern eines Bohrlochwerkzeugs
DE60128771T2 (de) Probenkammer mit Totraumspülung
DE60026688T2 (de) Vorrichtung zur fokussierter probennahme von formations flüssigkeit.
DE69923907T2 (de) Druckmessung von Erdformationen mit einer durchdringbaren Probe
DE2841687C2 (de) Zirkulationsventilgerät für einen Bohrloch-Prüfstrang
DE60132115T2 (de) Absenkungsvorrichtung und -verfahren zur in-situ-analyse von formationsfluiden
DE69000895T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur durchfuehrung von perforationsgaengen in einem bohrloch.
US3924463A (en) Apparatus for testing earth formations composed of particles of various sizes
DE3031282A1 (de) Differentialdruck-regelventileinrichtung fuer bohrlochabsperrvorrichtungen oder preventer
DE102005048332A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Formationsbewertung
DE102007001399A1 (de) Testen oder Behandeln eines Mehrzonen-Bohrlochs oder Fördern aus einem solchen
DE60026249T2 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Testen und Bohren eines Bohrloches
DE102004057165A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Untersuchen einer unterirdischen Formation
DE2600252A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur manipulation von zirkulations- und/oder pruefventilen in einem bohrloch
DE3107886C2 (de)
DE1433202B1 (de) Vorrichtung zum Untersuchen von Erdformationen in Spuelung enthaltenden Bohrloechern
EP0399426B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von unverfälschten Wasserproben beim Niederbringen eines Brunnens durch Bohren
DE3132436C2 (de) Vorrichtung zum Durchspülen einer Kernbohrvorrichtung
DE3047261A1 (de) Vorrichtung zum bewegen eines elements durch eine fluessigkeitsgefuellete leitung
DE2255949A1 (de) Fluiddruckgesteuertes bohrlochpruefgeraet und verfahren zu seiner benutzung
DE60306183T2 (de) Vorrichtung und verfahren zur reinigung und abdichtung eines bohrloches während formationsberwertung
DE68906043T2 (de) Hydraulisches setzgeraet.
DE2353128C2 (de) Vorrichtung zum Bekämpfen von beginnenden Gasausbrüchen bei Arbeiten in einem Bohrloch
DE3884677T2 (de) Werkzeug im Bohrloch und Verfahren zum Perforieren und zur Probeentnahme.

Legal Events

Date Code Title Description
OD Request for examination
8172 Supplementary division/partition in:

Ref country code: DE

Ref document number: 2366562

Format of ref document f/p: P

Q171 Divided out to:

Ref country code: DE

Ref document number: 2366562

8125 Change of the main classification

Ipc: E21B 49/10

AH Division in

Ref country code: DE

Ref document number: 2366562

Format of ref document f/p: P

D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee