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DE3103762A1 - Einrichtung zum regeln der geschwindigkeit einer geraetebewegung in der verrohrung eines bohrlochs - Google Patents

Einrichtung zum regeln der geschwindigkeit einer geraetebewegung in der verrohrung eines bohrlochs

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Publication number
DE3103762A1
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Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pressure
pressure medium
slot
inner part
housing
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.)
Withdrawn
Application number
DE19813103762
Other languages
English (en)
Inventor
Harry Alvin 73533 Duncan Okla. Braswell
Neal Gregory Skinner
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.)
Halliburton Co
Original Assignee
Halliburton Co
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 Halliburton Co filed Critical Halliburton Co
Publication of DE3103762A1 publication Critical patent/DE3103762A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B23/00Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells
    • E21B23/004Indexing systems for guiding relative movement between telescoping parts of downhole tools
    • E21B23/006"J-slot" systems, i.e. lug and slot indexing mechanisms
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B29/00Cutting or destroying pipes, packers, plugs or wire lines, located in boreholes or wells, e.g. cutting of damaged pipes, of windows; Deforming of pipes in boreholes or wells; Reconditioning of well casings while in the ground
    • E21B29/06Cutting windows, e.g. directional window cutters for whipstock operations
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/11Perforators; Permeators
    • E21B43/114Perforators using direct fluid action on the wall to be perforated, e.g. abrasive jets

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Description

PATENTANWÄLTE DipL-Phys. JÜRGEN WEISSE . DipL-Chem. Dr. RUDOLF WOLGAST
BÖKENBUSCH41 · D 5620 VELBERT H-LANGENBERG Postfach 110386 · Telefon: (02127) 4019 · Telex: 8516895
Patentanmeldung
Halliburton Company, Duncan, Oklahoma U.S.A.
Einrichtung zum Regeln der Geschwindigkeit einer Geräte-
bewegung in der Verrohrung eines Bohrlochs
Bei praktisch allen Arten von Bohrlöchern, einschließlich Öl- und Gasbohrungen, Wasserbrunnen und Bohrungen für
den Auswaschabbau ist allgemein üblich, in das Bohrloch ein Rohr oder eine Strömungsleitung einzuführen und in vielen Fällen diese Strömungsleitung in dem Bohrloch zu sichern, indem Zement in die Strömungsleitung hinein- und an ihren unteren Ende zur Außenseite derselben
hinausgepumpt wird, wo der Zement abbinden und die Strömungsleitung in der Bohrung sichern kann. Die Art der Strömungsleitung, die allgemein als "Verrohrung" bezeichnet wird, hängt von der Art des Bohrlochs ab. Beispielsweise besteht die Verrohrung bei Gas- oder Ölbohrungen und bei einigen Wasserbrunnen aus miteinander
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verbundenen Eisen- und Stahlrohrabschnitten. Bei anderen Wasserbrunnen und bei dem Auswaschabbau, wo Mineralien wie Uran, Schwefel/ Kupfer und Nickel aus Erdformationen ausgewaschen werden, kann die Verrohrung nichtmetallisch sein und aus einer Polyvinylchlorid-Verbindung oder glasfaserverstärktem, wärmehärtbaren Epoxidharzmaterial bestehen. Bei allen diesen Bohrlöchern ist es jedoch erforderlich, Durchbrechungen vorzusehen, die runde Löcher oder langgestreckte Schlitze in der Verrohrung und dem umgebenden Zement sind, um eine Druckmittelverbindung zwischen dem Bohrloch und der angrenzenden Erdformation herzustellen und eine Strömung in und/oder aus dem Bohrloch möglich zu machen. Im Falle des Auswaschabbaus werden ebenso wie bei einigen Erdölbohrungen sowohl Injektions- als auch fördernde Bohrungen benutzt, wobei die Verrohrung in beiden Fällen durchbrochen oder geschlitzt ist.
Einige Arten von Geräten und Verfahren zum Durchbrechen von Verrohrungen bei Bohrlöchern schließen die Verwendung explosiver Ladungen ein. Ein solches Verfahren ist jedoch zwar bequem, die Strahlen von heißem gasförmigen Material, die durch die Detonation der explosiven Ladungen erzeugt werden, neigen jedoch in vielen Fällen dazu, die Erdformation angrenzend an die Verrohrung zu schädigen. Weiterhin bewirken, wenn die Verrohrung aus Polyvinylchlorid oder glasfaserverstärktem,, wärmehärtbaren Epoxidharz besteht, die von der explosiven Ladung erzeugten Temperaturen eine Plastifizierung und ein Fließen der Verrohrung, wodurch wenigstens teilweise die gebildeten Durchbrechungen wieder geschlossen werden und somit die Strömung zwischen dem Bohrloch und der Erdformation blockiert wird. Im Falle einer Verrohrung aus glasfaserverstärktem, wärmehärtbaren Epoxidharz zerspringt üblicherweise die Verrohrung
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ΑΛ
durch dje explosive Ladung. Die Verrohrung blättert auch durch die erzeugten Temperaturen ab.
Eine Lösung der bei dem Durchbrechen der Verrohrungen mittels explosiver Ladungen auftretenden Probleme ist das sogenannte Erosionsstrahlen (abrasive jetting), bei welchem ein Strahl eines mit Reibmittel beladenen Druckmittels gegen die Verrohrung gepumpt wird, wodurch ein Loch ober ein Schlitz in die Verrohrung geschnitten wird. Geräte dieser Art sind bekannt. Die US-PS 3 145 zeigt eine Art von Strahlkörper, der benutzt wird, um einen Strom von erodierendem Druckmittel zu erzeugen. Die US-PS 4 050 529 zeigt eine andere Ausführung eines solchen Strahlkörpers. Das erodierende Druckmittel wird den Rohrstrang hinab zu dem Strahlkörper gepumpt und durch eine Düse gegen die Innenseite der Verrohrung geleitet. Der Rücklauf des Druckmittels zusammen mit den Bruchstücken von der Verrohrung und Erdformation werden durch den Ringraum des Bohrlochs aufgenommen. Ein Hauptnachteil der Verwendung des Erosionsstrahlens war jedoch das Problem der Längssteuerung der Strahldüse in dem Bohrloch. Wenn ein Rohrstrang benutzt wird, um bei einem Vorgang Druckmittel zu dem Strahlkörper zu leiten, besteht das Verfahren der Bewegung des Druckmittelstahls darin, den Rohrstrang an der Erdoberfläche auf- und abzubewegen und anzunehmen, daß die Bewegung des Strahls im Bohrloch dieser Bewegung entspricht. Bei tiefen Bohrlöchern, wo eine erhebliche Streckung des Rohrstranges stattfindet, und in stark abgewichenen Bohrlöchern, wo der Rohrstrang eine Neigung zum Hängenbleiben an der Innenseite der Verrohrung hat, ist die Annahme, daß der Strahl richtig gerichtet ist, im allgemeinen falsch. Ein Verfahren und ein Gerät zur Steuerung des Strahls ist in der US-PS 2 303 976
beschrieben: Dort ist ein schraubenförmiger Innenteil
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vorgesehen, der die Strahldüse von einer Stellung in Längsrichtung in eine andere bewegt. Dort sind jedoch keine Vorkehrungen getroffen, um die Strahldüse auf einer geraden Bahn zu halten, wenn sie gegenüber der Verrohrung auf- oder abwärtsbewegt wird. Daher kann dort kein Schlitzvorgang erfolgen. Es können nur einzelne Durchbrüche in verschiedenen Höhen erzeugt werden. Eine andere Lösung des Steuerproblems ist in der US-PS 4 134 453 beschrieben. Dort ist eine Strahldüse mit einem durchgehenden Rohrstrang verbunden, der von einer Trommel in das Bohrloch eingeführt wird. Da keine Rohrverbindungen vorhanden sind, besteht eine geringere Neigung zum Hängenbleiben in dem Bohrloch, und es wird eine bessere Kontrolle des Hubs der Strahldüse erreicht infolge der durchgehenden Natur des Rohrstrangs und der Möglichkeit, diesen von einer Trommel abzuwickeln. Jedoch ist die Tiefe, bis zu welcher ein solches Gerät abgesenkt werden kann, offensichtlich durch die Größe der Trommel begrenzt, die benutzt werden kann, und"durch die Tragfähigkeit des Rohrstrangs, die notwendigerweise durch dessen Biegsamkeit beschränkt ist. Weiterhin kann in abgewichenen Bohrlöchern der hin- und hergehende Hub des Rohrstrangs, der bei Schlitzvorgängen angewandt wird ein Ausknicken des Rohrstranges bewirken, wenn nicht zuviel Kontakt mit der Wandung der Verrohrung gegeben ist, oder der Hub kann zu lang werden. Weiterhin ergibt sich auch bei diesem Gerät unter den meisten Bedingungen die Unbequemlichkeit, daß eine Mehrzahl von Durchgängen erforderlich sind, um die Verrohrung und den Zement zu schlitzen und in die Erdformation hineinzustrahlen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, welche eine definierte Bewegung eines Geräts in einem Bohrloch, insbesondere eines
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Strahlkörpers zum Durchbrechen der Verrohrung, gewährleistet.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im
Kennzeichen des Patentanspruchs 1 aufgeführten Maßnahmen gelöst.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
In der bevorzugten Ausführung der Erfindung ist ein Strahlkörper an einem Rohrstrang mittels eines Steuermechanismus befestigt, der nachstehend als Schlitzanordnung bezeichnet wird. Der Strahlkörper kann von bekannter Art sein und in Umfangsrichtung gegeneinander um 120°, 90°, 180° usw. versetzte Strahldüsen tragen. Der Strahlkörper ist an einem Innenteil befestigt, der in Längsrichtung gleitbeweglich geführt ist. Der Hub des Innenteils entspricht der Länge des in die Verrohrung zu schneidenden Schlitzes. Die
Schutzanordnung wird durch Abfangkeile mechanisch an der gewünschten Stelle in der Verrohrung verankert. Dann wird ein vorgegebenes Gewicht über den Innenteil auf die verankerte Schlitzanordnung aufgesetzt, während gleichzeitig erodierendes Druckmittel den Rohrstrang hinabgepumpt wird. Die Geschwindigkeit der Bewegung des Innenteils gegenüber der Verankerungsstellung
der Schlitzanordnung wird bestimmt, indem hydraulisches Druckmittel von einer Kammer in dem Gehäuse in eine andere dosiert eingeleitet wird. Wenn der Innenteil das Ende seines Hubs erreicht, ist dadurch ein Schlitz (oder sind Schlitze, einer für jede Strahldüse) in einem einzigen Durchgang geschnitten worden. Der Rohrstrang wird angehoben, was den verankerten Abfangkeil löst, und das Gewicht des freigegebenen Außengehäuses der
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Schlitzanordnung in Verbindung mit einer Rückholfeder "zieht" den Innenteil in seine Ausgangsstellung zurück. Die Schlitzanordnung ist dann bereit, in der Verrohrung für einen neuen Durchgang wieder positioc niert zu werden. Es können am Ende des Innenteils mehrere Strahlkörper hintereinander befestigt sein, so daß während des gleichen Durchgangs Schlitze in verschiedenen Höhen geschnitten werden. Die Schlitzanordnung kann in der Verrohrung in Sprüngen abwärts-
IQ bewegt werden, die kleiner oder gleich dem Hub des Innenteils sind, so daß langgestreckte Schlitze durch Verbindung einer Mehrzahl von Schlitzen gebildet werden, die in aufeinanderfolgenden Durchgängen geschnitten worden sind. Es ist leicht einsehbar, daß die hinsichtlich der Strahlsteuerung bei den bekannten Geräten gefundenen Nachteile durch die erfindungsgemäße Schlitzanordnung vermieden werden. Die Positionierung des Geräts ist genau. Alles, was erforderlich ist, um die Bewegung des Strahlkörpers einzuleiten, ist das Aufsetzen-von Gewicht auf den Rohrstrang, wobei sowohl die Länge des Schlitzes als auch der angewandte Druck un^ das verwendete erodierende Gemisch vorgegeben sind. Bei der vorliegenden Erfindung ergibt sich keine Grenze hinsichtlich der Tiefe. Es treten auch keine Probleme hinsichtlich der Begrenzung der Zugfestigkeit des Rohrstrangs auf, wie sie bei einem durchgehenden Rohrmaterial gegeben sind. Es ist nicht erforderlich, gesonderte Einrichtungen für solches durchgehendes Rohrmaterial vorzusehen, da bei einem Rohrstrang zur Durchführung der vorliegenden Erfindung übliche Ausrüstungen an der Erdoberfläche verwendet werden können. Es wird auch eine sperrige Trommel für das Rohrmaterial vermieden. Außerdem ist der Auslösevorgang und die automatische Rückstellung der Schlitzanordnung extrem einfach und bietet sich für ausgedehnte Schlitzvorgänge an.
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] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert:
Fig. 1 A bis Fig. 1 D sind auf einer Seite geschnittene Seitenansichten der Schlitzanordnung mit angesetztem Strahlkörper, die in einer Verrohrung eines Bohrlochs aufgehängt ist, vor dem SchlitzVorgang.
Fig. 2 A bis Fig. 2 D sind auf einer Hälfte geschnittene Seitenansichten und zeigen· die Schlitzanordnung verankert in der Verrohrung des Bohrlochs am Ende eines Schlitzvorgangs.
Fig. 3 und Fig. 4 zeigen zwei alternative Ausführungen von J-Schlitzen, die benutzt werden können, um die Auffangkeile der Schljtzanordnung anzulegen und zu lösen.
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Fig. 5 ist ein vergrößerter Querschnitt einer bei der Schlitzanordnung benutzten Dosierpatrone.
Fig. 6 ist eine schematische Darstellung und veranschaulicht die Anwendung der Schlitzanordnung
in einem Bohrloch bei der Herstellung eines langgestreckten Schlitzes in mehreren Durchgängen, wobei die Schlitze von aufeinanderfolgenden Durchgängen miteinander verbunden sind.
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Die Figuren 1 A bis 1 D und 2 A bis 2 D zeigen eine bevorzugte Ausführungsform der Schlitzanordnung. Die Schlitzanordnung 40 ist in einer Verrohrung 10 durch Verschrauben mit einem Rohrstrang 12 aufgehängt, der eine Bohrung besitzt. Das untere Ende der Schlitzanordnung 40 ist mit
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einem Strahlkörper 16 verschraubt, der eine Bohrung und Strahldüsen 20 besitzt, welche in ümfangsrichtung gegeneinander versetzt um den Strahlkörper 16 herum angeordnet sind. Im vorliegenden Fall sind die Strahldüsen 20 jeweils 120 gegeneinander versetzt. Sie sind aus einem abriebfesten Material, beispielsweise Wolframcarbid hergestellt oder mit diesem beschichtet. Eine Kugel 22, die aus einer Phenolverbindung bestehen kann, sitzt auf einem Sitz 26 in einer Einschnürung 24 am unteren Ende des Strahlkörpers 16 auf. Der Zweck der Kugel 22 wird unten erläutert. Im unteren Teil von Figur 1 D ist das obere Ende einer Endführung 28 gezeigt, einem Gewinderohrstück, welches das mit Gewinde versehene Ende des Strahlkörpers 16 schützt. Der Strahlkörper 16 enthält ein oberes Strahlkorperpaßstück 30, einen Düsenkörper 32 und ein Ventilsitzgehäuse 34. Er kann in seiner Länge durch Einsetzen von zusätzlichen Düsenkörpern 32 zwischen dem Strahlkorperpaßstück 32 und dem Ventilsitzgehäuse 34 erweitert werden, um so die Möglichkeit zu erhalten, gleichzeitig Schlitze an verschiedenen in Längsrichtung aneinander angrenzenden Stellen zu schneiden. Es ist natürlich möglich, Düsenkörper in Abständen voneinander laufen zu lassen, indem zwischen ihnen ein Rohrstück von geeigneter Länge eingesetzt wird, oder einen Düsenkörper oberhalb der Schlitzanordnung und einen anderen darunter anzuordnen. Es können auch beide Düsenkörper oberhalb der Schlitzanordnung vorgesehen sein.
Die Schlitzanordnung 40 enthält ein Gehäuse 42, welches einen Innenteil 90 umgibt. Das Gehäuse 42 umfaßt ein Kolbengehäuse 44, welches mit einem oberen Gehäuse teil 48 verschraubt ist. Zwischen diesen beiden Teilen bewirkt ein O-Ring 46 eine Dichtung. Ein unterer Ge-
häuseteil 52 ist mit dem oberen Gehäuseteil 48 verschraubt.
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Eine Dichtung zwischen diesen TeJlen erfolgt durch einen O-Ring 50. Mit dem unteren Gehäuseteil 52 ist ein Keil 54 an seinem oberen Ende verschraubt. An seinem unteren Ende ist Keil 44 mit einer J-Schlitzhülse 56 verschraubt. Ein Abfangkeilkörper 60 umgibt die J-Schlitzhülse 56 und ist gleitbeweglich darauf geführt. An dem Abfangkeilkörper 60 ist ein J-Schlitzstift mit einem Ende befestigt. Das andere Ende des J-Schlitzstifts gleitet in dem J-Schlitz 58 der J-Schlitzhülse 56. Eine Abwicklung des J-Schlitzes ist in Figur 3 dargestellt. An dem Abfangkeilkörper sind Bremsfedern 64 in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt durch Halteschrauben 66 in Längsnuten 68 befestigt. Abfangkeile 70 fluchten in umfangsrichtung mit den Bremsfedern 64 und sind durch Haltefedern in Anlage an dem Keil 54 und der J-Schlitzhülse 65 gehalten. Die Haltefedern 72 sind durch Schrauben und 7 6 an dem Abfangkeilkörper 60 befestigt. Das obere Ende des Abfangkeilkörpers 60 ragt über die Abfangkeile 70 in ihrer eingezogenen Stellung (Figur 1 c) hinaus. In das überragende Ende sind Keilnutschlitze eingeschnitten, die mit entsprechend geformten Keilen im unteren Teil der Keile 70 (siehe Figur 2 C) zusammenwirken. Der Innenteil 90, der gleitbeweglich in dem Gehäuse 42 geführt ist, enthält ein oberes Paßstück 92, welches mit einem Oberteil 96 unter Zwischenlage eines O-Ringes 94 verschraubt ist. Der Oberteil hat im wesentlichen gleichförmigen Durchmesser an seinem oberen Ende. An seinem unteren Ende besitzt er Führungskeile 98, die um 180 gegeneinander versetzt sind und mit Längsnuten zusammenwirken, welche in den oberen Gehäuseteil 48 eingeschnitten sind, so daß eine Verdrehung des Innenteils 90 gegenüber dem Gehäuse 4 2 verhindert wird. Die gestrichelte Linie
OJ gibt die Höhe der Führungskeile 98 an, die auf der
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4*
rechten Seite der Figuren 1 A und 1 B dargestellt sind, während die gestrichelte Linie 102 die radiale und Längsausdehnung der damit zusammenwirkenden Längsnut im oberen Gehäuseteil 48 zeigt. Der Oberteil 96 ist mit einem Unterteil 106 unter Zwischenlage eines O-Ringes 104 verschraubt. Zwischen dem Oberteil 96 und dem Unterteil 106 ist eine Dosierpatronenanordnung durch das Hineinragen einer radialen Leiste 302 in einen Ringraum 108 gehalten. Der Unterteil 106 besitzt
]0 im wesentlichen gleichförmigen Durchmesser unterhalb des Bereiches des Ringraums 108 und ist an seinem unteren Ende an seinem unteren Paßstück 110 befestigt. Das untere Paßstück 110 ist seinerseits durch das obere Strahlkörperpaßstück 30 an dem Strahlkörper 16 befestigt.
Durch den Innenteil 90 ersteckt sich eine im wesentlichen gleichförmige Bohrung 112. Der Innenteil ist Längsrichtung von dem Gehäuse 42 weg durch eine Schraubenfeder 114 vorbelastet.
Die Schlitzanordnung besitzt eine obere ringförmige Kammer 116 und eine untere ringförmige Kammer 118, die zwischen dem Innenteil 90 und der Innenseite des Gehäuses 42 gebildet sind. Die Kammern sind an ihrem oberen Ende durch O-Ringe 120 und 122 an der Innenseite 124 und 126 und an der Außenseite eines schwimmenden Ringkolbens 128 abgedichtet. Der Ringkolben 128 ist zwischen dem Innenteil 90 und dem Gehäuse 42 angeordnet. Am unteren Ende der unteren ringförmigen Kammer 118 bewirken O-Ringe 142 und 144 eine Abdichtung. Sowohl die obere» ringförmige Kammer 116 als auch die untere ringförmige Kammer 118 ist mit einer geeigneten Flüssigkeit, beispielsweise öl 20CST durch Füllöffnungen 130 bzw. 133 gefüllt. Nach dem Füllen werden die Kammern mit Stopfen 134 und 136 geschlossen.
Am oberen Ende des schwimmenden Ringkolbens 128 sitzt
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eine Druckkammer 138, die durch einen Durchbruch 140 zur Außenseite des Gehäuses 42 hin offen ist.
Figur 5 ist eine vergrößerte Schnittdarstellung der Dosierpatronenanordnung 300 während eines Teils des Hubs des Innenteils beim Betrieb des Geräts. Die Leiste 302 eines Dosierkörpers 304 ist zwischen dem Oberteil und dem Unterteil 106 befestigt, wie oben erwähnt wurde. Der Dosierkörper 304 besitzt im wesentlichen gleichförmigen Durchmesser an der Außenseite. Eine Dichtung zwischen dem Dosierkörper 304 und der Innenseite des unteren Gehäuseteils 52 wird durch einen 0-Ring 306 und eine Stützdichtung 308 bewirkt. Die Bohrung des Dosierkörpers 304 ist an ihren oberen und unteren Enden kleiner wobei eine im wesentlichen enge Passung mit dem Unterteil 106 erreicht wird, während der mittlere Teil der Bohrung des Dosierkörpers zwischen O-Ring und 342 einen vergrößerten Durchmesser besitzt und einen Dosierringraum 312 erzeugt, der einen oberen Ringkanal und einen· unteren Ringkanal 316 verbindet. Der obere Ringkanal steht mit einer Dosierbohrung 318 und einer Druckausgleichsbohrung 320 in Verbindung, während der untere Ringkanal mit einer Dosierbohrung 322 und einer Druckausgleichsbohrung 324 in Verbindung steht. DJe Bohrungen 318, 320, 322 und 324 sind durch Siebe 326, 328, 330 und 332 abgeschlossen, die einzelne Siebe ober ein ringförmiges Sieb an jedem Ende des Dosierkörpers 304 sein können, welches die Enden der Bohrungen abdeckt. Zwischen dem Sieb 326 und dem Kanal 314 sitzt in einem erweiterten Abschnitt der Dosierbohrung 318 ein Druckausgleichsventil 334. Das kann ein geeignetes handelsüblich erhältliches Druckausgleichsventil sein, wie es von The Lee Company, Westbrook, Connecticut hergestellt wird. Zwischen dem Sieb 238 und dem Kanal 314
OJ sitzt in einem erweiterten Abschnitt der Druckausgleichsbohrung 320 ein Rückschlagventil 336. Ein handelsüblich erhältliches Rückschlagventil ist das von The Lee Company
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so
hergestellt "LEECKEK". Zwischen den Sieben 3 30 und dem Ringkanal 316 sitzt in einem erweiterten Abschnitt der Dosierbohrung 322 eine strömungsdrosselnde Strahlanordnung 338. Eine geeignete, handelsüblich erhältliche ist der "LEE VISCO JET" der The Lee Company dessen Aufbau und Wirkungsweise in der US-PS 3 323 550 beschrieben ist. zwischen dem Sieb 332 und dem Ringkanal sitzt in einem erweiterten Abschnitt der Druckausgleichsbohrung 324 ein Rückschlagventil 340. Ein geeignetes handelsüblich erhältliches Rückschlagventil ist das "LEECKEK" der The Lee Company. Unterhalb des Ringkanals 316 verhindert ein O-Ring 342, daß öl, welches zu und von der unteren Ringkammer 118 fließt, die Strahlanordnung 338 und das Rückschlagventil 340 umgeht.
Die Wirkungsweise des Schlitzmechanismus 40 in Verbindung mit dem Strahlkörper 16 werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Figur 1, 2, 3, und 5 in ihrer Anwendung bei einer Ölbohrung beschrieben. Die Schlitzanordnung 40 ist in einer Stahlverrohrung 10 in dem Bohrloch durch den Rohrstrang 12 aufgehängt, die Schlitzanordnung ist in Figur 1 in der eingezogenen Stellung, wobei der J-Schlitzstift 62 in der Stellung 62 a (Figur 3) im Schlitz 58 ist. Die Abfangkeile 70 sind dadurch außer Anlage an der Verrohrung 10 verriegelt. Die Bremsfedern 64 ergeben einen Zentrierefekt um so das Hängenbleiben nach Möglichkeit zu vermeiden, wenn das Gerät in der Bohrung der Verrohrung nach unten läuft. In der zu schlitzenden Teufe wird der Rohrstrang 12 angehoben, nach rechts verdreht und abgesetzt, wobei der J-Schlitzstift 62 relativ zu der J-Schlitzhülse 56 aus der Stellung 62 a zum unteren Ende der J-Schlitzes und dann in die Stellung 62 b am oberen Ende des "J" bewegt wird. Die tatsächliche Bewegung in der Schlitzanordnung ist die der J-Schlitzhülse. Ihre Abwärtsbewegung
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zwingt die Abfangkeile 70 zu einer Verschiebung relativ dazu nach oben und radial nach außen auf den Keil 54. Dadurch kommen die Abfangkeile 70 in Kontakt mit der Innenwandung der Verrohrung 10 (Figur 2 C) und halten die Schlitzanordnung 40 in dieser. Das Gewicht des Rohrstranges 12 bewirkt über den Teil 54, daß die Abfangkeile 70 in Anlage an der Verrohrung 10 gehalten werden. Das Setzen der Abfangkeile 70 verhindert eine weitere Abwärtsbewegung der Schlitzanordnung 40.
Um den Schlitzvorgang zu beginnen, wird ein mit Reibmittel beladenes Druckmittel, beispielsweise ein Gemisch von 1/8 kg Sand pro Liter Wasser, unter einem geeigneten Druck, beispielsweise von 200 bar, die Bohrung 14 des Rohrstranges hinab durch die Schlitzanordnung 40 zu dem Strahlkörper 16 gepumpt, wo die Kugel 22 eine weitere Abwärtsströmung verhindert. Das Druckmittel wird dann aus den Strahldüsen 20 heraus aus die Wandung der Verrohrung gerichtet und anschließend durch den Ringraum des Bohrloches, der den Rohrstrang umgibt, zur Erdoberfläche zurückgeführt. In vielen Fällen ist es wünschenswert, während einer bestimmten Zeitspanne, beispielsweise 3 Minuten, in der anfänglichen Strahlstellung zu verweilen, um sicherzustellen, daß -die Verrohrung durchdrungen worden ist, bevor der Schlitzvorgang beginnt. Der Benutzer kann den Rohrstrang während dieser Verweilzeit mit einem geringeren Gewicht belasten, als zur Einleitung der Bewegung des Innenteils erforderlich ist. Danach wird das gewünschte Gewicht, beispielsweise von
75 O00 N auf die Schlitzanordnung über den Rohrstrang aufgesetzt, so daß der Hub des Innenteils 90 und damit des Strahlkörpers 16, der an dem Innenteil 90 befestigt ist, nach unten mit vorgegebener Geschwindigkeit von beispielsweise 1,2 cm pro Minute
beginnt.
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Die Geschwindigkeit der Abwärtbewegung wird durch Dosieren von Flüssigkeit durch die Dosierpatronenanordnung 300 aus der unteren ringförmigen Kammer 118 zur oberen ringförmigen Kammer 116 geregelt. Während tj die Schlitzanordnung 40 in das Bohrloch abgesenkt wird, wirkt der erhöhte Druck auf den schwimmenden Ringkolben 128 über den Durchbruch 140 und die ringförmige Druckkammer 138. Der Druck im Bohrloch stellt somit sicher, daß alle kompressiblen Bestandteile des
TO Öls in den Kammern 116 und 118 schon zusammengedrückt sind und das öl sich auf den gleichen Druck befindet wie die Flüssigkeit im Bohrloch, so daß das Gerät die gleichen Betriebseigenschaften besitzt ungeachtet der Tiefe, bis zu welcher das Gerät abgelassen wird.
Die ringförmigen Kammern 116 und 118 besitzen veränderliche Länge je nach der Stellung der Dosierpatronenanordnung 300. Bei Beginn des Hubs des Innenteils ist die untere ringförmige Kammer 118 die größere der beiden Kammern und enthält den größten Teil des Öls. Das Öl in der unteren ringförmigen Kammer wird durch das aufgesetzte Gewicht des Rohrstranges unter Druck gesetzt. Dadurch öffnet das Druckausgleichsventil 134 bei einem vorgegebenen Druck, der dem aufgesetzten Gewicht des Rohrstranges entspricht, beispielsweise bei 170 bar.
Das öl strömt mit einer geregelten Geschwindigkeit in die obere ringförmige Kammer 116 durch die strömungsdrosselnde Strahlanordnung 338, die Dosierbohrung 322, den unteren Ringkanal 316, die Dosierbohrung 312, den oberen Ringkanal 314, die Dosierbohrung 318 und das Druckausgleichsventil 334. Die Rückschlagventile 336 und 340 sind für eine Strömung aus der unteren rinförmigen Kammer 118 geschlossen, so daß das gesamte Öl durch die strömungsdrosselnde Strahlanordnung 33 8 gezwungen wird. Die Geschwindigkeit der Bewegung des Innenteils 90 wird auf diese Weise während des
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gesamten Hubs geregelt, der im vorliegenden Fall 25 cm beträgt. Am Ende des Hubs sind ein oder mehrere Schlitze 160 (je nach der Anzahl der Strahldüsen in dem Strahlkörper 16) von geringfügig größerer Länge als der Hub in die Verrohrung (siehe Figur 2 D) geschnitten worden. Auch der Zement um die Verrohrung und die (nicht dargestellte) umgebende Erdformation sind eingeschnitten. Am Ende des Hubs ist die Feder 114 zusammengedrückt, und der größte Teil des Öls befindet sich in der oberen Kammer 116. Die Schlitzanordnung 40 kann jetzt von der Verrohrung 10 gelöst werden, indem der Rohrstrang 12 nach oben gezogen wird, was automatisch die Abfangkeile 70 zurückzieht und diese in der eingezogenen Stellung verriegelt, sobald eine weitere Abwärtsbewegung versucht wird. Das geschieht dadurch, daß der J-Schlitzstift 62 in dem J-Schlitz 58 sich bewegt. Das automatische Einziehen liegt an dem schrägen Unterteil des J-Schlitzes 58, der den J-Schlitzstift 62 zum unteren Teil des kurzen Schenkels des "J" führt, von wo aus jede anschließende Abwärtsbewegung des Rohrstranges den J-Schlitzstift 62 in die Stellung 62 a bewegt. Der Innenteil wird zurückgezogen, wenn der Rohrstrang nach oben gezogen wird, und zwar infolge des Gewichts des Gehäuses 42 und der Rückstellkraft der zusammengedrückten Feder 114 (tatsächlich bewegt sich das Gehäuse 42 nach unten). Das öl läuft aus der oberen ringförmigen Kammer 116 durch das Rückschlagventil 336, die Druckausgleichsbohrung 320, den oberen Ringkanal
314, den Dosierringraum 312, den unteren Ringkanal 316, die Druckausgleichsbohrung 324 und das Rückschlagventil 340 zur unteren Ringkammer 118 zurück, wobei beide Rückschlagventile bei der Strömung aus der oberen
Ringkammer 116 Öffnen.
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Wenn einmal der Innenteil in seiner Ausgangsstellung zurückgekehrt ist, ist das Gerät bereit zu einer Neupositionierung für einen anderen Schlitzvorgang entweder oberhalb oder unterhalb des ersten Satzes von Schlitzen. Bei relativ flachen Bohrlöchern, wo das Gewicht des Rohrstranges kein Problem bildet, kann die Schlitzanordnung kopfstehend betrieben werden, so daß sie mit einem nach oben gerichteten Zug (beispielsweise wieder 75 000 N) gegen das Gewicht des Rohrstranges arbeitet.
Wenn alle Schlitzvorgänge beendet sind, kann die Kugel 22 entfernt werden, indem eine Flüssigkeit den Ringraum zwischen Rohrstrang 12 und Verrohrung 10 hinabgepumpt wird, so daß der gesamte Gerätestrang beim Herausholen aus dem Bohrloch leerlaufen kann.
Als Alternative zu dem automatischen J-Schlitz 58 von Figur 3 kann ein "rotierender" J-Schlitz 58', wie er in Figur 4 dargestellt ist, benutzt werden. Der rotierende J-Schlitz erfordert infolge seiner horizontal statt schräg verlaufenden Unterkante ein Anheben des Rohrstranges, eine geringe Verdrehung nach rechts und ein Absetzen, um die Abfangkeile 70 auszulösen und die Schlitzanordnung 40 in der Verrohrung zu verriegeln. Der J-Schlitzstift 62 bewegt sich aus der Stellung 62 a an der Oberseite des kurzen Schenkels des "J" beim Anheben des Rohrstrangs nach unten, wird dann seitlich zum unteren Ende des langen Schenkels des "j» bewegt, wenn der Rohrstrang verdreht wird, und wandert dann in die Stellung 62 b' am oberen Ende des langen Schenkels, wenn der Rohrstrang abgesetzt wird. Um die Abfangkeile in die eingezogene Stellung'zurückzuziehen (Figur 1 C) hebt der Benutzer
OJ den Rohrstrang an und verdreht den Rohrstrang geringfügig nach links. Diese nicht-automatische Verriegelung
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des rotierenden J-Schlitzes 58' kann benutzt werden, wenn es erforderlich ist, die Verrohrung in verschiedenen Durchgängen zu durchschneiden, beispielsweise, wenn eine extrem feste Metallegierung verwendet wird. Außerdem kann, wenn es gewünscht wird die umgebende Erdformation in größerem Maße zu durchdringen als es in einem einzigen Durchgang möglich ist, ein zweiter Durchgang benutzt werden, um den Schnitt seitlich in die Erdformation auszudehnen durch den in die Verrohrung und den Zement während des ersten Durchganges des Geräts geschnittenen Schlitz hindurch. Der Benutzer kann auch, wenn er eine große Anzahl von aneinandergrenzenden Längsschlitzen schneidet, am unteren Ende des zu schlitzenden Abschnitts beginnen, den ersten Schlitz schneiden, den Rohrstrang gerade hoch zu der Teufe des zweiten Schlitzes anheben und wieder absetzen, wobei sich die Schlitzanordnung verankert. In Folge der Wanderung des J-Schlitzstiftes 62 aus der Stellung 62 b1 nach 62 c1 in dem J-Schlitz 58' während des Anhebens und zurück zur Stellung 62 b1 beim Absetzen (statt in die Stellung 62 a, wie es bei den J-Schlitz eintreten würde) kann die Schlitzanordnung 40 bewegt und ohne Verdrehung wieder gesetzt
werden für so viele Durchgänge wie erforderlich sind. 25
Ein wesentlicher Vorteil der beschriebenen Anordnung ist die Möglichkeit, in mehreren Schritten stark langgestreckte Schlitze zu schneiden. Ein Schlitzvorgang
einschließlich der Verlängerung der Schlitze ist on
ou durch Figur 6 dargestellt. Ein Vorratsbehälter 402, der eine geeignete Flüssigkeit enthält, ist in der Nähe des Bohrlochs 400 angeordnet. Eine solche Flüssigkeit kann entweder Wasser sein oder Sand gemischt mit
Wasser in einem Konzentrationsbereich von beispiels-35
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weise 1/64 bis 1/8 kg Sand pro Liter Wasser. Die Zusammensetzung der Flüssigkeit hängt natürlich von dem Material und der Dicke der Verrohrung ab, der Geschwindigkeit des Strahls, dem Druck, dem Abstand des Strahls von der Verrohrung und der Tiefe, bis zu welcher die Erdformation hinter der Verrohrung eingeschnitten werden soll. Je nach dem Durchmesser der Strahldüsen 2o und 20' in den Strahlkörper 16 und 16' ( die im wesentlichen übereinstimmend ausgebildet sind) und der Art der zu schlitzenden Verrohrung kann der Sand in seiner Größe von 40 bis 60 mesh bis 22Ο mesh variieren, wobei üblicherweise Sand von 1OO mesh benutzt wird. Ein Gel enthaltend eine thixotrope Lösung wie Wasser, Bentonit und Sand kann benutzt werden, um den Sand bei Aufhören der Strömung schwebend zu halten. Die Flüssigkeit wird von dem Behälter 402 zu einer Pumpe 404 abgezogen und durch den Rohrstrang 12 in dem Bohrloch hinabgepumpt. Der Rohrstrang 12 ist in dem Bohrloch 400 durch übliche, nicht dargestellte Einrichtungen aufgehängt. Das Bohrloch 400 ist mit einer Verrohrung 406 ausgekleidet, die vorher in das Bohrloch einzementiert worden ist, so daß eine Hülle von Zement 408 die Verrohrung umgibt. Die schematisch dargestellte Schlitzanordnung 40 ist bis zu der Teufe der fördernden Erdformation 410 abgesenkt worden und ist in dem Bohrloch mit Abfangkeil gesetzt worden, wobei sie während des Absenkens in das Bohrloch durch die Bremsfedern 64 zentriert worden ist. Es sind andere, nicht dargestellte, Abfangkeile und
Bremsfedern längs des Umfangs in der Schlitzanordnung 40 gegeneinander versetzt angeordnet. Wie man sieht, ist die Schlitzanordnung 40 am Ende des zweiten Hubs des Innenteils 90, nachdem die Strahlkörper 16 und 16' die Verrohrung bei 423 und 425 aufgeschlitzt haben.
Die erodierenden Strahlen haben in die umgebende Erdformation in Bereichen 416 und 418 eingeschnitten. Die
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ort,
J Schraubenfeder 114 ist zusammengedrückt, so daß sie den Innenteil in seiner Ausgangsstellung zurückführt, wenn der Rohrstrang 12 angehoben wird und die Abfangkeile 70 gelöst werden. Bei einem vorhergegangenen Hub sind die Schlitze 422 und 424 in der Verrohrung geschnitten worden. Die Erdformation ist durch die Strahlen in Bereichen 412 und 414 eingeschnitten, die sich an die Bereiche 416 und 418 anschließen. Der zweite Durchgang des Geräts ergab sowohl eine Verlängerung des Schlitzes als auch eine in Längsrichtung erweiterte seitliche Durchbrechung des Zements und der die Verrohrung umgebenden Erdformation. Wenn die Erdformation dicker als die dargestellte ist, oder wenn eine weitere Verlängerung aus irgend einem anderen Grunde erforderlich ist, können offensichtlich dritte, vierte und weitere Durchgänge des Geräts angewandt werden. Es sind benachbarte aber nicht ineinander übergehende Schlitze dargestellt, da in den meisten Fällen die Erzeugung eines langen durchgehenden Schlitzes- die Verrohrung bis zu dem Punkt des möglichen Einknickens mechanisch schwächen würde. Die Durchbrechung der Formation hinter der Verrohrung ist jedoch durchgehend und liefert den praktischen Efekt eines einzigen langen Schlitzes. Es ist zwar für jeden der Strahlkörper 16 und 16' nur eine einzige Strahldüse dargestellt. Das dient nur der Vereinfachung der Darstellung. Es können an einem Strahlkörper eine Mehrzahl von Strahldüsen um 90 , 120 , 180 oder irgendwelche andere geeigneten Winkelintervalle gegeneinander versetzt vorgesehen sein. Wenn eine einzige Strahldüse benutzt wird, ist es möglich, Zentrierer an der gegenüberliegenden Seite des Strahlkörpers vorzusehen, um zu verhindern, daß der Rückstoß des Flüssigkeitsstrahls einen übermäßigen Versatz zwischen der Strahldüse und der Verrohrung hervorruft.
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Die Schlitzanordnung gestattet ein Schlitzen mit einem einzigen Durchgang, da die Zusammensetzung der erodierenden Flüssigkeit, die Düsengröße und der Förderdruck vorherberechnet sind und mit dem Material der Verrohrung und der zu schlitzenden Wandungsdicke sowie der gewünschten Eindringtiefe hinter der Verrohrung geändert werden. Beispielsweise kann eine Stahlverrohung geschlitzt werden unter Verwendung eines Gemisches von 1/8 kg Sand pro Liter Wasser bei einem Förderdruck von 200 bar. Es kann eine geringere Konzentration an Sand bei höherem Druck oder einer geringeren Vorschubgeschwindigkeit des Strahls oder beides verwendet werden. Es ist dem Fachmann verständlich, daß diese Parameters stark je nach dem speziellen gewünschten Ergebnis variieren können. Eine Verrohrung aus Polyvinylchlorid kann geschlitzt werden, indem nur Wasser als Flüssigkeit verwendet wird, während eine Verrohrung aus glasfaserverstärktem wärmehärtenden Epoxidharz ein Sandgemisch erfordert, da ein Wasserstrahl ein Brechen und/oder Abblättern der Verrohrung hervorruft statt einen sauberen Schlitz zu liefern. In ähnlicher Weise wird ein Druck von 340 bis 1000 bar, vorzugsweise von 550 bis 700 bar, bei einer Verrohrung aus Polyvinylchlorid angewandt, während bei Verrohrungen aus glasfaserverstärktem wärmehärtbaren Epoxidharz ein Druck von weniger als 270 bar wünschenswert ist. In allen Fällen ist der Abstand von der Strahldüse zu der Wandung der Verrohrung ebenfalls wichtig, da bei einem zu großen Abstand die Verrohrung nicht durch-
^ schnitten wird oder ein zu breiter Schlitz geschnitten wird, während ein zu enger Abstand ein übermäßiges Zurückspringen von erodierendem Material gegen den Strahlkörper bewirkt, was zu einer Beschädigung des Strahlkörper selbst führt. Die Verwendung von Schutz-
platten an dem Strahlkörper aus Wolframkarbid oder Keramik ist eine wichtige Überlegung, wenn stärker erodierende Flüssigkeitsgemische bei hohen Drücken
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zu einem Schlitzvorgang mit einem Durchgang verwendet i
werden, wie oben beschrieben ist. Das Zurückspritzen j
oder Zurückspringen ist schwerwiegender als bei
Schlitzvorgängen mit mehreren Durchgängen, da die ;
zurückspringende oder zurückspritzende Flüssigkeit
sich oberhalb der Strahldüse zu konzentrieren trachtet,
wenn die Strahldüse nach unten wandert. Es ist daher
leichter möglich, daß ein Loch in den Strahlkörper '
erodiert wird, als wenn die Strahldurchgänge in zwei !
i Richtungen erfolgen. Der Aufbau eines Strahlkörpers ·
mit Schutzplatten ist in US-PS 3 145 776 und
US-PS 4 050 529 beschrieben.
l Die Wanderungsgeschwindigkeit des Innenteils der i
Schlitzanordnung ist natürlich wählbar ebenso wie das j
Rohrgewicht, das erforderlich ist, um die Auswanderung j
des Innenteils einzuleiten. Wenn eine Verrohrung aus [
Polyvinylchlorid geschlitzt wird statt der oben er- ;
örterten Verrohrung aus Stahl, kann es zweckmäßig sein, i
das Druckausgleichsventil in dem Dosierkörper, das bei
170 bar anspricht, durch ein Druckausgleichsventil zu
ersetzen, welches auf ein Gewicht des Rohrstrangs von
weniger als 75000 N anspricht, so daß über die Abfangkeile nicht zuviel Spannung auf die Verrohrung über-
tragen wird. Die Wanderungsgeschwindigkeit kann auch
erhöht oder vermindert werden je nach dem Grad der
zu erhaltenden seitlichen Eindringtiefe hinter der
Verrohrung und der Dicke und dem Material der Wandung
der Verrohrung. . .
Die Verwendung eines verankerten Schlitzmechanismus
und einer vorgegebenen Wanderung des Strahlkörpers
liefert eine genauere Lokalisierung der Schlitze.
Es ergibt sich die Möglichkeit, langgestreckte Schlitze
OC ;
OJ durch mehrere aneinander anschließende Durchgänge
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herzustellen, was nach dem Stand der Technik nicht bekannt ist. Weiterhin wird die Durchführung des Aufschlitzens stark vereinfacht und schließt nur das Aufsetzen von Gewicht auf den Rohrstrang ein
c statt einer hin- und hergehenden Bewegung, wie sie bei den bekannten Anordnungen angewandt wird. Außerdem ergibt sich keine Begrenzung hinsichtlich der Tiefe und Abweichung des Bohrlochs, wie sie sich bei einem durchgehenden Rohrmaterial ergeben hatte. Es wird
]Q ein neues und vorteilhaftes Verfahren und Gerät zum Durchbrechen von Erdformationen geschaffen ohne die Schaden, die mit explosiven Verfahren verbunden sind. Es ergibt sich auch eine bessere Kontrolle der Eindringtiefe durch den erodierenden Strahl als dies mit
]5 bekannten Geräten der Fall ist.
Die Erfindung ist im Zusammenhang mit dem Aufschlitzen von Strömungsleitungen in Bohrlöchern in Erdformationen beschrieben. Sie kann aber überall dort angewandt werden, wo ein Aufschlitzen eines Hohlkörpers erforderlich ist. Zum Rückstellen des Innenteils könnte eine Gas-Rückstellfeder benutzt werden. Die Dosierpatrone könnte an dem Gehäuse statt an dem Innenteil befestigt sein, wobei das letztere dann einen daran befestigten Ringkolben aufweisen würde, um das öl unter Druck zu setzen. Der J-Schlitz- und Stiftmechanismus könnte umgekehrt werden, wobei die J-Schlitzhüle ein inneres Gehäuse umgibt und gleichzeitig als Abfankeilkörper wirkt, dor die Bremsfedern trägt. Statt der Bremsfedern könnten federbelastete Bremsblöcke benutzt werden. Zur Verhinderung einer Relativverdrehung des Gehäuses und des Innenteils könnte eine einzige Nut und Federanordnung verwendet werden.
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Leerseite

Claims (38)

Patentansprüche
1. Einrichtung zum Regeln der Geschwindigkeit einer Gerätebewegung in der Verrohrung eines Bohrlochs, gekennzeichnet durch
(a) ein Gehäuse (42) mit einer Abfangkeilanordnung (70), die an die Verrohrung (10) des Bohrlochs
anlegbar ist,
(b) einen längsbeweglich in dem Gehäuse (42) geführten Innenteil (90) und ·
(c) eine Dosiereinrichtung (300), durch welche die Geschwindigkeit der Längsbewegung des Innenteils (90) gegenüber dem Gehäuse (42)
regelbar ist.
25
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfangkeilanordnung (70) an die Verrohrung (10) des Bohrlochs wahlweise anlegbar ist.
ow
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das wahlweise Anlegen der Abfangkeilanordnung (70) von einem J-Schlitzmechanismus (58,62) gesteuert ist.
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4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der J-Schlitzmechanismus
(a) einen J-Schlitz (58) in dem Gehäuse (42) und
(b) einen Stift (62) enthält, der an einem Ende an dem auf dem Gehäuse (4 2) gleitbeweglich geführten, die Abfangkeilanordnung (70) tragenden Abfangkeilkörper (60) befestigt
ist und dessen freies Ende in den J-Schlitz (58) hineinragt.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
(a) das Gehäuse (42) in Längsrichtung angrenzend an die Abfangkeilanordnung (70) von einem
ringförmigen Keil (54) umgeben ist und 20
(b) die Abfangkeilanordnung (70) durch in Längsrichtung wirksamen Kontakt mit dem Keil (54) radial auswärtsgedrmckt wird.
·"
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenteil (90) eine Längsbohrung (112) besitzt.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Innenteil (90) mit einem Rohrstrang (12) verbindbar ist.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiereinrichtung
(300) eine hydraulische Dosiereinrichtung ist.
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9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Dosiereinrichtung (300) den Druckmittelübergang zwischen einer oberen und einer unteren Kammer (116, 118) dosiert. 5
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die obere und die untere Kammer (116, 118) zwischen dem Innenteil (90) und dem Gehäuse (42) gebildet sind.
10
1.1. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiereinrichtung (300) eine Dosierpatrone zwischen der oberen und der unteren Kammer (116, 118) enthält.
15
12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierpatrone eine Strahlanordnung (338) enthält, durch welche der Druckmittelübergang zwischen der oberen und der unteren Kammer (116, 118) in einer ersten Richtung dosierbar ist, und eine Rückschlagventxlanordnung (336) , welche eine freie Strömung des Druckmittels in einer zweiten, entgegengesetzten Richtung gestattet.
*5
13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierpatrone in Reihe mit der Strahlanordnung (338) ein Druckausgleichsventil (334) enthält, daß bei einem vorgegebenen Druckmitteldruck
in einer der Kammern (116, 118) öffnet. 30
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß
(a) die Dosiereinrichtung (300) an dem Innenteil
(90) befestigt ist und abdichtend an dem
Gehäuse (42) anliegt und
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(b) die obere und untere Kammer (116, 118) in ihren Volumen veränderlich sind.
15. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
(a) die Rückschlagventilanordnung ein erstes und ein zweites Rückschlagventil (340, 386) aufweist und
(b) das erste Rückschlagventil (340) eine Druckmittelumgehung der Strahlanordnung (338) in der erste Richtung und
(c) das zweite Rückschlagventil (336) eine Druckmittelumgehung des Druckausgleichsventils (334) in der ersten Richtung verhindert.
16. Einrichtung nach Anspruch 15, gekennzeichnet
durch Druckkompensationsmittel, durch welche der das Gerät umgebende Umgebungsdruck auf das besagte Druckmittel übertragbar ist.
17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkompensationsmittel das besagte Druckmittel über gleitbewegliche Kolbenmittel (128) mit dem Umgebungsdruck beaufschlagen.
18. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Umgebungsdruck direkt auf ein Ende der Kolbenmittel (128) wirkt und das andere Ende der Kolbenmittel (128) auf das Druckmittel wirkt.
19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Längsbewegung im wesentlichen konstant ist.
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20. Einrichtung nach den Ansprüchen 12 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Längsbewegung durch die Strahlanordnung (300) bestimmt ist.
21. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenteil (90) durch eine Federanordnung (114) gegen die Längsbewegung vorbelastet ist.
22. Einrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenteil (90) durch Ausübung einer Längskraft bewegbar ist, die ausreicht, die Vorbelastung zu überwinden und wenigstens soviel Druckmitteldruck in einer der Kammern (116, 118) zu erzeugen, daß das Druckausgleichsventil (334) geöffnet wird.
23. Einrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmitteldruck in der unteren Kammer (118) erzeugt wird und der Druckmittelübergang von der unteren Kammer (118) zur oberen Kammer (116) erfolgt.
24. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Strecke der Längs bewegung des Innenteils (90) vorgegeben ist.
25. Einrichtung nach den Ansprüchen 19 und 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Strecke der Längsbewegung im wesentlichen gleich der Gesamtlänge der oberen und der unteren Kammer (116, 118) ist.
26. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 25,
dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Innenteil (90) ein Strahlkörper (16) verbindbar ist.
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27. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß längs des ümfangs des Gehäuses (42) Bremsfedern (64) angeordnet sind.
28. Einrichtung nach den Ansprüchen 2 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfangkeilanordnung (70) durch Längs- und Drehbewegung des Rohrstrangs (12) wahlweise zur Anlage an der Verrohrung (10) des Bohrlochs auslösbar ist.
29. Einrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfangkeilanordnung (70) wahlweise durch Längsbewegung des Rohrstrangs (12) einziehbar ist.
30. Einrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfangkeilanordnung (70) durch Längsbewegung des Rohrstrangs (12) in eingezogener Stellung wahlweise verriegelbar ist.
31. Einrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfangkeilanordnung durch Drehbewegung des Rohrstrangs (12) in eingezogener Stellung wahlweise verriegelbar ist.
32. Verfahren zum Schlitzen der Verrohrung in einem Bohrloch, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte:
(a) Erzeugen eines Durchbruchs in der Verrohrung mittels eines Druckmittelstrahls und
(b) Verlängern dieses Durchbruchs zu einem Schlitz mit einem einzigen Längsdurchgang des Strahls.
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33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Strahl während des einzigen Längsdurchgangs die die Verrohrung umgebende Erdformation durchstoßen wird.
34. Verfahren zum Schneiden eines langgestreckten Schlitzes in die Verrohrung eines Bohrlochs, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte:
(a) Festsetzen eines Schneidgeräts, das einen
vorgegebenen Hub besitzt, in der Verrohrung,
(b) Schneiden durch die Verrohrung mit dem Schneidgerät, während das Schneidgerät bis zum Ende seines Hubs gestreckt wird,
(c) Einziehen des Schneidgeräts in seine Ausgangsstellung,
(d) erneutes Festsetzen des Schneidgeräts in der Nähe des Endes des vorangegangenen Schnitts und
(e) Schneiden durch die Verrohrung mit dem Schneidgerät, während das Schneidgerät bis zum Ende
seines Hubs gestreckt wird.
35. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schnitt sich unmittelbar an den
ersten anschließt.
36. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schnitt in der Nähe des ersten aber sich nicht unmittelbar an diesen anschließend
angebracht wird.
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37. Verfahren nach Anspruch 35 oder 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Erdformation hinter der Verrohrung anschließend an den ersten und den zweiten Schnitt durch den Schneidvorgang mit durchstoßen wird.
38. Verfahren zum Schlitzen eines Hohlkörpers, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte
(a) Einbringen eines Erosionsschneidgeräts in
den Hohlkörper am Ende einer Strömungsleitung,
(b) Hindurchpumpen eines erodierenden Druckmittels durch die Strömungsleitung zu dem Erosionsschneidgerät,
(c) Richten des Druckmittels gegen die Innenwandung des Hohlkörpers, so daß ein Durchbruch geschnitten wird, und
(d) Bewegen des Erosionsschneidgeräts in Längsrichtung unter weiterem Hindurchpumpen von Druckmittel, so daß dieser Durchbruch verlängert
•wird. 25
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DE19813103762 1980-02-25 1981-02-04 Einrichtung zum regeln der geschwindigkeit einer geraetebewegung in der verrohrung eines bohrlochs Withdrawn DE3103762A1 (de)

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