DE3121951A1

DE3121951A1 - Rohrstrang, insbesondere pruefstrang, in einem bohrloch

Info

Publication number: DE3121951A1
Application number: DE19813121951
Authority: DE
Inventors: Burchus Quinton Barrington; George Jordan 73533 Duncan Okla. Nix
Original assignee: Halliburton Co
Current assignee: Halliburton Co
Priority date: 1980-06-13
Filing date: 1981-06-03
Publication date: 1982-02-04
Also published as: FR2484524A1; NL8102790A; AU7068381A; NO812000L; GB2081776A; DK255781A; US4375239A

Description

PATENTANWÄLTE
DipL-Phys. JÜRGEN WEISSE · Dipl.-Chera. Dr. RUDOLF WOLG^t? 19

BÖKENBUSCH41 · D 5620 VELBERT 11-LANGENBERG Postfach 110386 · Telefon: (02127) 4019 · Telex: 8516895

Patentanmeldung Halliburton Company, Duncan, Oklahoma, USA

Rohrstrang, insbesondere Prüfstrang, in einem Bohrloch

Die Erfindung betrifft einen Rohrstrang in einem Bohrloch, der aus einer Mehrzahl von miteinander verbunde- ^" nen Rohrabschnitten besteht.

Während des Bohr- oder Prüfvorgangs bei Offshore-Bohrungen ist es wünschenswert, in der Nähe eines Ausbruch-Preventers im Rohrstrang ein Steuerventil anzubringen. Normalerweise bleibt dieser Ausbruch-Preventer auf dem Meeresboden, wobei sich das Steuerventil zur Steuerung von durch den Prüf- oder Bohrstrang fließenden Bohrlochflüssigkeiten in dem Ausbruch-Preventer befindet.

Diese unter Wasser befindlichen Prüfbaum-Steuerventile werden vorzugsweise betätigt, indem Tandemventile zum Öffnen und Schließen des Strömungskanals durch das Ventil unter Verwendung von hydraulischem Druck betätigt werden.

Es ist in der Verganqenheit herrschende Praxis gewesen,

für die Zufuhr von Betriebs-Druckmittel zur Steuerung der Tandemventile hydraulische Leitungen von der Wasseroberfläche abzusenken. Solche Steuerventile sind

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zum Beispiel in US-PS Re. 27 464 und US-PS 3 967 647 offenbart. Diese Steuervorrichtungen können getrennte Druckmittel-Steuerleitungen oder konzentrische Rohrstränge aufweisen, die sich von der Steuervorrichtung

bis zur Wasseroberfläche erstrecken. t

Die US-PS 4 116 272 zeigt einen weiteren Unterwasser-Prüfbaum, der eine in Bezug auf den Ausbruch-Preventer schon in Betriebsstellung befindliche hydraulische Steuerleitung verwendet.

Es ist auch schon bekannt, solche Ventile durch akustische Signale zu steuern, die von der Erdoberfläche her den Rohrstrang hinab übertragen werden. Solche Systeme zeigen die US-PS 3 961 308 und die US-PS 4 073 341.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Signalübertragungssystem zu schaffen.
20

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß

(a) zwischen benachbarten Rohrabschnitten akustische Kopplungsmittel vorgesehen sind,

(b) mit einem oberen Teil des Rohrstrangs ein Sender verbunden ist, der akustische Steuersignale über die akustischen Kopplungsmittel den Rohrstrang hinab überträgt,

(c) unter der Erd- oder Wasseroberfläche eine Vorrichtung angeordnet ist, die durch ein von dem Sender den Rohrstrang hinab übertragenes Signal betätigt werden soll,

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' (d) ein Signalempfänger mit dem Rohrstrang verbunden ist und das akustische Steuersignal empfängt, das über die akustischen Kopplungsmittel den Rohrstrang hinab übertragen wird, und
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(e) eine Stellgliedanordnung von dem Signalempfänger gesteuert ist und die unter der Erd- oder Wasseroberfläche angeordnete Vorrichtung auf das akustische Steuersignal hin betätigt, das über die akustischen Kopplungsmittel den Rohrstrang hinab übertragen wird.

Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche·
15

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine durchgehende Schnittansicht

einer typischen Bohrloch-Prüfanordnung, in der das Gerät der vorliegenden Erfindung zur Anwendung kommen kann.

-

Fig. 2 ist eine schematische Ansicht des akustisch

sendenden und empfangenden Gerätes und der damit verbundenen hydraulischen Anordnung zum Leiten von Druckmittel zu 3Q den dadurch zu betätigenden Bauteilen.

Fig. 3A-3I enthalten eine schematische Schnittansicht des Unterwasser-Prüfbaums der vorliegenden Erfindung.

Fig. 4 ist eine schematische Darstellung ähnlich

der von Fig. 2 und zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

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' in dem die DruckmittelVersorgung mittels

einer in dem Gehäuse des Unterwasser-Prüfbaums befindlichen, elektrisch

angetriebenen Pumpe erfolgt. 5

Fig. 5 ist eine Schnittansicht zweier Rohrteile, die durch eine akustische Koppelung nach der vorliegenden Erfindung miteinander

verbunden sind.
10

Fig. 6 ist eine Draufsicht der in Fig. 5 verwendeten akustischen Koppelung.

Fig. 7 ist ein Schnitt entlang der Linie 7-7 ,c von Fig. 6.

Fig. 8 ist eine Schnittansicht der beiden Rohrteile unter Verwendung einer anderen Form von akustischer Koppelung.

Fig. 9 zeigt eine Einzelheit.

Es liegt an dieser Stelle nahe, eine Beschreibung der Umgebung zu liefern, in der die vorliegende Erfindung zum Tragen kommt. Bei einer Ölbohrung wird während des

Bohrvorgangs das Bohrloch mit einer als Bohrflüssigkeit oder Bohrschlamm bekannten Flüssigkeit gefüllt. Zweck dieser Bohrflüssigkeit ist es unter anderem, in durchsetzten Formationen irgendeine der dort auffindbaren Formationsflüssigkeiten zurückzuhalten. Zu diesem Zweck

wird der Bohrschlamm mit verschiedenen Additiven so beschwert, daß der hydrostatische Druck des Schlamms in Formationstiefe ausreicht, um die Formationsflüssigkeit in der Formation zu halten, ohne ihren Austritt in

das Bohrloch zu ermöglichen.
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Wird eine Prüfung der Ergiebigkeit der Formation gewünscht, senkt man einen Prüfstrang bis auf Formationstiefe in das Bohrloch ab und läßt innerhalb eines kontrollierten Prüfprogramms Formationsflüssigkeit in den Rohrstrang fließen.

Manchmal wird beim Absenken des Prüfstangs in das Bohrloch ein niedrigerer Druck innerhalb des Prüfstrangs aufrechterhalten. Dies wird normalerweise dadurch

■)0 erreicht, daß ein Formations-Prüf ventil am untersten Ende des PrüfStrangs in Schließstellung gehalten wird. Wenn die Prüftiefe erreicht ist, wird zum Abdichten des Bohrlochs ein Packer gesetzt, der die Formation vom hydrostatischen Druck der Bohrflüssigkeit im Ringraum der Bohrung abschließt. Dann wird das Formations-Prüfventil am unteren Ende des PrüfStrangs geöffnet, und die vom eingeschlossenen Druck der Bohrflüssigkeit freie Formationsflüssigkeit kann in den Prüfstrang fließen.

Manchmal sind die Bedingungen derart, daß es wünschenswert ist, beim Absenken des PrüfStrangs in das Bohrloch diesen oberhalb des Formations-Prüfventils mit Flüssigkeit zu füllen. Dies kann zum Zweck des Ausgleichs der hydrostatischen Druckdifferenz durch die Wände des PrüfStrangs hindurch geschehen, um ein Zusammendrücken der Rohre nach innen zu vermeiden, und / oder um beim Absenken des Prüfstrangs in das Bohrloch dessen Druckprüfung zu gestatten.

Das Prüfprogramm der Bohrung enthält Perioden des Formationsflusses und Perioden, wo die Formation eingeschlossen ist. Um bei späteren Analysen die Ergiebigkeit der Formation bestimmen zu können, werden während des Programms Druckaufzeichnungen gemacht. Gegebenenfalls kann in einer geeigneten Probenkammmer eine Probe von Formationsflüssigkeit genommen werden.

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Am Ende des Prüfprogramms der Bohrung wird ein Zirkulationsventil im Prüfstrang geöffnet, die Formationsflüssigkeit tritt aus, der Packer wird gelöst und der Prüfstrang hochgezogen.

Figur 1 zeigt eine typische Anordnung für eine Offshore-Bohrlochprüfung. Eine solche Anordnung würde, eine schwimmende Bohrplattform 10 über einer Unterwasser-Arbeitsstelle einschließen. Die Bohrung besteht aus einem Bohrloch 14, welches in typischer Weise mit einem Verrohrungsstrang 16 ausgekleidet ist, der sich von der Unterwasser-Arbeitsstelle 12 bis zu einer Unterwasser-Formation 18 erstreckt. Der Verrohrungsstrang 16 ist an seinem unteren Ende mit einer Mehrzahl von Durchbrechungen versehen, die die Verbindung zwischen der Formation 18 und dem Inneren der Bohrung 20 herstellen.

An der Unterwasser-Arbeitsstelle 12 ist die mit Ausbruchs-Preventermechanismen versehene Bohrlochkopf-Installation 22 angebracht. Von der Bohrlochkopf-Installation verläuft eine Unterwasserleitung 24 zu der schwimmenden Bohrplattform 10. Die schwimmende Bohrplattform 10 besteht in einer Arbeitsplattform 26, die ein Bohrturm 28 trägt.

■ ι Der Bohrturm 28 trägt ein Hebezeug 30. Am oberen Bnde deir

"" Unterwasserleitung 24 ist ein Bohrlochkopfverschluß 32 vorgesehen. Der BohrlochkopfVerschluß 32 ermöglicht das Absenken eines durch Hebezeug 30 in der Bohrung heb- und absenkbaren Prüfstrangs 34 in die Unterwasserleitung und

in das Bohrloch 14. !

Zur Unterdrucksetzung des den Prüfstrang 34 umgebenden Ringraums 40 ist eine Zufuhrleitung 36 vorgesehen, die sich von einer hydraulischen Pumpe 38 an Deck 26 der

schwimmenden Bohrplattform 10 bis zur Bohrlochkopf-35

Installation 22 an eine Stelle unterhalb der Ausbruch-Preventer erstreckt.

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Der Prüfstrang 34 schließt einen oberen Leitungsstrangabschnitt 42 ein, der sich von der Unterwasser-Arbeitsstelle 12 bis zur Bohrlochkopf-Installation 22 erstreckt« Am Ende des oberen Leitungsstrangabschnitts 42 befindet sich ein hydraulisch arbeitender Leitungsstrang-Prüfbaum 44, der an der Bohrlochkopf-Installation 22 abgestützt ist, um so den unteren Abschnitt des Prüfstrangs zu stützen, wie weiter unten genauer beschrieben. Der untere Abschnitt des PrüfStrangs erstreckt sich vom Prüfbaum 44 bis zur Formation 18. Ein Packermechanismus 46 isoliert die Formation 18 von Flüssigkeiten im Ringraum der Bohrung 40. Zur Verbindung der Flüssigkeit zwischen der Formation 18 und dem Inneren des rohrförmigen PrüfStrangs 34 ist am unteren Ende des Prüfstrangs 34 ein perforiertes Endstück 48 vorgesehen.

Der untere Abschnitt des Prüfstrangs 34 weist ferner einen zwischenliegenden Leitungsabschnitt 50 und ein drehmomentübertragendes, druck- und volumenausgeglichenes Gleitverbindungsstück 52 auf. Ein zwischenliegender Leitungsabschnitt 54 ist vorgesehen, um das Gewicht zum Setzen des Packers auf den Packermechanismus 46 am unteren Ende des Prüfstrangs zu übertragen.

oft ist es wünschenswert, am unteren Ende des Prüfstrangs ein übliches Zirkulationsventil 56 anzubringen, das durch Drehung, durch Hin- und Hergehen des PrüfStrangs, durch Kombination beider oder durch Herabsenken einer beschwerten Stange in das Innere des PrüfStrangs 10

¹^ geöffnet werden kann. Unterhalb des Zirkulationsventils 56 kann eine Kombination von Probenahmeventil und Umkehrzirkulationsventil 58 angebracht werden.

Ebenfalls am unteren Ende des Prüfstrangs 34 befindet

sich ein Formations-Prüfventil 60, das vorzugsweise ein durch den Ringraumdruck betätigbares Prüfventil ist. Unmittelbar über dem Formations-Prüfventil 60 kann sich ein Rohrprüfventil 62 befinden.

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Unterhalb des Formations-Prüfventils 60 befindet sich eine Druckschreiber-Vorrichtung 64. Die Druckschreiber-Vorrichtung 64 ist vorzugsweise so eingerichtet, daß ein zentraler, sich vollständig öffnender Kanal darin vorgesehen ist, damit über die gesamte Länge des PrüfStrangs ein sich vollständig öffnender Kanal vorhanden ist.

Es kann wünschenswert sein, zusätzliche Vorrichtungen zum Prüfen der Formation im Prüfstrang 34 anzubringen. Wo zum

'0 Beispiel die Gefahr eines Festklemmens des PrüfStrangs im Bohrloch 14 besteht, ist es wünschenswert, zwischen dem Druckschreiber 64 und dem Packermechanismus 46 zusätzlich eine Rüttelvorrichtung anzubringen. Die Rüttelvorrichtung dient dazu, im Falle eines Festklemmens des

'5 PrüfStrangs Stöße auf den Prüfstrang zu übertragen, um einen festgeklemmten Prüfstrang durch Rüttelbewegungen aus dem Bohrloch freizubekommen. Zusätzlich kann es wünschenswert sein, zwischen der Rüttel- und der Packervorrichtung 4 6 eine Sicherheitsverbindung anzubringen.

Falls die Rüttelvorrichtung nicht in der Lage wäre, einen festgeklemmten Prüfstrang freizubekommen, könnte eine solche Sicherheitsverbindung den Prüfstrang 34 von dem Packermechanismus 46 trennen.

Der Standort der Druckschreibervorrichtung kann nach Wunsch variiert werden. Der Druckschreiber kann zum Beispiel in einem geeigneten Druckschreiber-Ankerschuhgehäuse unterhalb des perforierten Endstücks 48 untergebracht werden. Um weitere Daten für die Bewertung der

Bohrung zu erzeugen, kann unmittelbar oberhalb des Formations-Prüfventils 60 zusätzlich ein zweiter Druckschreiber eingesetzt werden.

Fig. 2 stellt schematisch den akustischen Unterwasser-35

Prüfbaum 44 der vorliegenden Erfindung dar, der allgemein als ein in die Bohrung eingeführtes Gerät bezeichnet werden kann.

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' Im oberen linken Abschnitt von Fig. 2 ist der Prüfstrang 34 in schematischer Form dargestellt. Auf der Arbeitsplattform 26 von Fig. 1 befindet sich eine Oberflächen-Kontrollstation 66, die durch eine elektrische Verbindung ** 68 mit einem Schallsender 70 verbunden ist, der zur Übertragung eines akustischen Signals abwärts entlang dem Prüfstrang 34 akustisch an den Prüfstrang 34 gekoppelt ist.

Wie Fig. 1 am besten zeigt, befindet sich der Unterwasser-Prüfbaum 44 an einem mittleren Punkt innerhalb des PrüfStrangs 34. Der Rest von Fig. 2 stellt schematisch die innenliegenden Bauteile des Unterwasser-Prüfbaums 44 dar, und es ist selbstverständlich, daß sich diese Bauteile im Prüfstrang 34 befinden.

Der Unterwasser-Prüfbaum 44 weist allgemein einen Druckmittel-Zufuhrteil 72, einen Tandem-Kugelventilteil 74, einen kombinierten Verriegelungs- und hydraulischen Ver-

bindungsteil 76 und einen Steuerventilteil 78 zum Leiten von Druckmittel unter Druck von der Quelle 72 zum Ventilteil 74 und zum Verriegelungs- und hydraulischen Verbindungsteil 76 auf.

Der Druckmittel-Zufuhrteil 72 weist eine erste mit einem Druckmittel wie öl füllbare Zone 80 und eine zweite, mit Druckgas wie Stickstoff füllbaren Zone 82 auf.

Zur Druckübertragung von Druckmittel in einer dieser Zonen auf Druckmittel in der anderen dieser Zonen trennt ein schwimmender Kolben 84 die erste und zweite Zone 80 und 82. Zur Aufnahme verbrauchten hydraulischen Druckmittels ist eine leere Ablaßkammer 86 vorgesehen.

Der Ventilteil 74 weist zum Betätigen des einen Strömungskanal durch den Prüfstrang 34 schließenden ersten und zweiten Kugelventils einen ersten und zweiten hydraulischen Zylinderteil 88 und 90 auf.

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Ein erstes, elektrisch angetriebenes Dreipunkt-Magnetventil 92 des Steuerventilteils 78 steuert den Durchfluß von hydraulischem Druckmittel vom und zum Ventilteil 74. Ein zweites, elektrisch angetriebenes Dreipunkt-Magnetventil 94 steuert den Durchfluß von hydraulischem Druck- _t mittel von und zu der hydraulisch angetriebenen Verriegelung des Verriegelungs- und hydraulischen Verbindungsteils 76. Diese Verriegelung dient im allgemeinen dazu, einen Prüfstrangabschnitt oberhalb des Ventil-

teils 74 schnell mit einem den Ventilteil 74 enthaltenen Abschnitt des Prüfbaums 44 zu verbinden und von ihm zu lösen, so daß z.B. bei schlechten Wetter der Ventilteil 74 geschlossen und in der Bohrlochkopf-Installation 22 in dieser Betriebsstellung gehalten werden kann, während der

^5 oberhalb der Bohrlochkopf-Installation 22 befindliche PrüfStangabschnitt gelöst und eingeholt werden kann.

Ein Flüssigkeitskanal 96 verbindet die Ölzufuhrzone 80 des Druckmittel-Zufuhrabschnitts 72 mit dem ersten Magnet- ^ ventil 92. Ein zweiter Kanal 98 verbindet das erste Magnetventil 92 mit der Ablaßkammer 86. Eine erste Antriebszuleitung 100 für das Schließventil verbindet das Magnetventil 92 in hydraulisch paralleler Weise mit

den Oberseiten jedes der hydraulischen Zylinder 88 und or

Auf ähnliche Weise verbindet eine zweite Antriebszuleitung 102 für das Schließventil das erste Magnetventil 92 in hydraulisch paralleler Weise mit den unteren Enden jedes der hydraulischen Zylinder 88 und 90.

Der Unterwasser-Prüfbaum 44 weist ein signalaufnehmendes Element 101 auf, das zur Aufnahme eines abwärts am Prüfstrang 34 übertragenen akustischen Signals akustisch mit dem Prüfstrang 34 gekoppelt ist. Das signalaufnehmende Element 101 weist Mittel zum Dekodieren des aufgenommenen

Signals und zu seiner Umwandlung in ein elektrisches Signal auf, das über elektrische Verbindungen 1Ο4 auf das erste Magnetventil übertragen wird, wodurch dieses in eine von drei Positionen bewegt wird.

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In einer ersten, durch den linken Block 106 dargestellten Position des schematisch dargestellten Magnetventils 92 ist die Leitung 96 mit der Leitung 100 und die Leitung 102 mit der Leitung 108 verbunden, so daß hydraulisches Druckmittel unter Druck von der ölzufuhr 80 auf die oberen Enden der hydraulischen Zylinder 88 und 90 übertragen wird, um.das Ventilglied des Ventilteils 74 zu schließen. Hydraulisches Druckmittel niedrigen Drucks wird von den unteren Enden der hydraulischen Zylinder 88 und 90 in die Ablaßkammer 86 zurückgeführt»

In einer zweiten, durch den rechten Block 108 dargestellten Position des schematisch dargestellten Magnetventils 92 ist die Leitung 96 mit der Leitung 102 und die Leitung 100 mit der Leitung 98 verbunden, so daß unter Druck hydraulisches Druckmittel den unteren Enden der Zylinder 88 und 90 zugeführt und dadurch das Schließventil des Ventilteils 74 geöffnet wird. Verbrauchtes, hydraulisches Druckmittel wird von den oberen Enden der Zylinder 88 und 90 durch die Leitungen 100 und 98 in die Schneilablaßkammer 86 zurückgeleitet.

Wenn keine Kraft auf das Magnetventil 92 wirkt, wird das Magnetventil 92 durch eine Feder in eine dritte, durch 2*> den dritten Block 110 dargestellte Position gebracht, in der kein hydraulisches Druckmittel zu oder von den hydraulischen Zylindern 88 und 90 fließen kann und diese Zylinder dadurch hydraulisch in Betriebsstellung

geschlossen werden.
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Eine Batterie 112 versorgt das schallaufnehmende Element 1O1 und das erste Magnetventil 92 mit Strom.

Zur Betätigung der hydraulischen angetriebenen Verriege-

lung des Verriegelungs- und hydraulischen Verbindungsteils 76 wird ein vom Schallsender 70 übertragenes akustisches Signal von einem zweiten Teil 101A des signalaufnehmenden Elements 101 aufgenommen, welcher das zweite,

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elektrisch angetriebene Magnetventil 94 einem oberen oder unteren Ende des hydraulischen Zylinders 114 der Verriegelung Druckmittel zuführen läßt, um die Verriegelung hydraulisch zu ver- oder entriegeln. 5 Fig. 3A-3I zeigen den Aufbau des Unterwasser-Prüfbaums mit weit größerer Genauigkeit. Zu beachten ist jedoch, daß die Figuren 3A-3I zum Teil schematisch sind.

Der Unterwasser-Prüfbaum 44 weist einen allgemein mit

bezeichneten Unterwasser-Prüfbaumkörper auf, der eine

hindurchgehende Längsbohrung oder einen Strömungskanal aufweist.

^5 Fig. 3A und 3B zeigen allgemein den Druckmittel-Zufuhrteil· 72. Fig. 3F-3I zeigen allgemein den Ventilteil· 74. Fig. 3D und 3E zeigen a^gemein den Verriegeiungs- und hydraulischen Verbindungsteil· 76. Fig. 3C zeigt a^gemein den

Steuerventilteil 20

Der Druckmittel-Zufuhrteil 72 kann, in Kombination mit dem Ventilteil 74, der ein erstes und ein zweites, vom ersten bzw. zweiten hydraulischen Zyiinder 88 bzw. angetriebenes Kugeiventil· 120 und 122 aufweist, al·s ein

mit dem schallaufnehmenden Element 101 in Wirkverbindung stehendes Stellglied bezeichnet werden, das den Steuerventilteil· 78 zur Bewegung der Kugel·ventiie 120 und 122 in eine ihrer jeweils gewünschten Offen- oder Schiießstellungen betätigt, die auf das vom schallaufnehmenden

Element 101 aufgenommene akustische Steuersignal· ansprechen.

Der in Fig. 3A und 3B gezeigte Druckmittel·-Zufuhrteil· 72 weist ein oberes Paßstück 124, ein unteres

Paßstück 126 und ein allgemein mit 128 bezeichnetes äußeres zylindrisches, rohrförmiges Gehäuse auf, das mit einem oberen Ende 130 durch ein Gewinde 132 mit

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dem oberen Paßstück 124, und mit einem unteren Ende 134 durch ein Gewinde 136 mit dem unteren Paßstück 126 verbunden ist.

Ein allgemein mit 138 bezeichneter zylindrischer, rohrförmiger Innenteil ist konzentrisch in dem Gehäuse 128 angeordnet, und sein oberes und unteres Ende 140 und sind mit dem oberen bzw. unteren Paßstück 124 bzw. 126 verbunden. Dieses obere und untere Paßstück 124 und bilden zusammen mit der zylindrischen Innenfläche 114 des Gehäuses 128 und der zylindrischen Außenfläche 146 des Innenteils 138 einen zwischenliegenden ringförmigen Hohlraum 148.

zum Trennen des ringförmigen Hohlraums 148 in einen ersten und zweiten ringförmigen Hohlraumteil 152 bzw. 154 ist ein befestigter ringförmiger Teiler 150 zwischen der inneren und der äußeren zylindrischen Fläche 144 und

146 angebracht.
20

Der schon früher in Verbindung mit Fig. 2 beschriebene schwimmende Kolben 84 ist in Fig. 3B genauer dargestellt und kann allgemein als ein beweglicher ringförmiger Teiler 84 beschrieben werden. Der schwimmende Kolben

^Zw> weist Dichtmittel 156 und 158 zur abdichtenden Anlage an der inneren und äußeren zylindrischen Fläche 144 und des Gehäuses 128 bzw. des Innenteils 138 auf, um den ersten ringförmigen Hohlraumteil 152 in die erste und zweite ringförmige Zone 80 bzw. 82 zu teilen, die den

oben in Verbindung mit Fig. 2 beschriebenen Öl- und Druckstickstoffabschnitten 80 und 82 entsprechen.

Die Druckmittel-Zufuhrzone 80 wird zum Teil von dem Innenteil 138, dem äußeren Gehäuse 128 und einer unteren Seite

des schwimmenden Kolbens 84 begrenzt. Die Druckstickstoff zone 82 wird zum Teil von dem äußeren Gehäuse 128, dem Innenteil 138 und der oberen Seite des schwimmenden Kolbens 84 begrenzt.

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Der zweite ringförmige Hohlrauinteil 154 ist der oben in Verbindung mit Fig. 2 beschriebene Schnellablaßteil 86.

Unterhalb des unteren Paßstücks 126 befindet sich ein Steuerventilgehäuse 157. Die Bauteile des Steuerventilteils 78 befinden sich in einem Ringraum 159 zwischen dem Gehäuse 157 und einem antreibenden Innenteil· 160. Ein oberes Ende des antreibenden Innenteils ist über ein Gewinde 163 mit dem unteren Paßstück 126 verbunden. 10

Die linke und rechte Seite des oberen Abschnitts von Fig.3C zeigen das erste und zweite Magnetventil 92 und 94 innerhalb des Gehäuses 157.

■5 Der in Fig. 2 gezeigte, die Druckmittel-Zufuhrzone 80 mit dem ersten Magnetventil 92 verbindende Durchfluß 96 ist in dem unteren Paßstück 126 und in dem antreibenden Innenteil 160, der unten genauer beschrieben wird, angeordnet.

*® Der Durchfluß 98, der verbrauchtes Druckmittel von dem ersten Magnetventil 92 in die Schne^aWaBkammer 96 zurückleitet, ist in dem antreibenden Innenteil 160, dem unteren Paßstück 126, dem Gehäuse 128 und dem feststehenden ringförmigen Teiler 150 angeordnet.

In ähnlicher Weise leitet ein Zufuhrkanal 162 Druckmittel von der Druckmittel-Zufuhrzone 80 zu dem zweiten Magnetventil 94, und ein Rückführkanal 164 leitet Druckmittel geringen Drucks von dem zweiten Magnetventil 94

zurück in die Schnellablaßkammer 86.

SelbstVerstand^ch sind die Kanäle 96. 98, 162 und 164 in Fig. 3A-3C etwas schematisch dargestellt.

Das Gehäuse 128 weist einen oberen Gehäuseteil 166 und einen unteren Gehäuseteil 168 auf. Ein unteres Ende 170 des oberen Gehäuseteils 166 ist an dem befestigten ringförmigen Teiler 150 angebracht, und ein oberes Ende 172

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des unteren Gehäuseteils 168 ist ebenso an dem befestigten ringförmigen Teiler 150 angebracht.

Der Innenteil 138 weist ebenfalls einen oberen Innenteilabschnitt 174 und einen unteren Innenteilabschnitt 176 auf» Ein unteres Ende 178 des oberen Innenteilabschnitts 174 ist an dem befestigten.ringförmigen Teiler150 angebracht, und ein oberes Ende 180 des unteren Innenteilabschnitts 176 ist ebenfalls an dem feststehenden ringförmigen Teiler 150 an-10-gebracht.

Das untere Ende des Steuerventilgehäuses 156 weist einen an der Schweißstelle 184 angebrachten gleitenden Schuh 182 auf. Zwischen einer Innenfläche des Schuhs 182 und einer

'5 Außenfläche des antreibenden Innenteils 160 sind Dichtmittel 186 angeordnet. Die in dem Gehäuse 157 angeordneten Bauteile des Steuerventilteils 78 sind leicht erreichbar, indem das Gewinde 188 zwischen dem Steuerventilgehäuse 157 und dem unteren Paßstück 126 zerbrochen und das Steuer-

^ζυ ventilgehäuse 157 dann relativ zu dem antreibenden Innenteil 160 gleitend anwärts bewegt wird, wodurch die im Gehäuse 157 angeordneten Bauteile für leichten Zugang und Bedienbarkeit freigelegt werden.

^J Wie schon früher bemerkt, befinden sich das erste und zweite Magnetventil 92 und 94, wie Fig.. 3C zeigt, innerhalb des Ringraums 159 zwischen Steuerventilgehäuse 157 und antreibendem Innenteil 160. Die vorher in Verbindung mit Fig. 2 beschriebene Batterie 112 und das das

akustische Signal aufnehmende Element 101 befinden sich ebenfalls in diesem Ringraum 159. Diese Bauteile sind in Fig. 3B oder 3C nicht dargestellt.

Der in Fig. 3A, 3B und 3C gezeigte antreibende Innenteil

160 und die oberhalb davon angeordneten Bauteile können allgemein als ein oberer Teil 190 des Unterwasser-Prüfbaumkörpers 116 bezeichnet werden.

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Der antreibende Innenteil 160 wird von einem in Fig. 3C-3E dargestellten schlagaufnehmenden Rohr 192 aufgenommen. Das schlagaufnehmende Rohr 192 und die unterhalb davon angeordneten Bauteile des Unterwasser-Prüfbaumkörpers 116 können allgemein als ein unterer Teil 194 des Unterwasser-Prüfbaumkörpers 116 bezeichnet werden. Der Ventilteil 74 ist in dem unteren Teil 194 angeordnet.

Der in Fig. 3C-3E gezeigte Verriegelungs- und hydraulische Verbindungsteil 76 dient zum Verbinden und Lösen des oberen und unteren Teils 190 und 194 des Unterwasser-Prüf baumkörpers 116. Dies erlaubt ein Lösen und Einholen des Druckmittel-Zufuhrteils 72 auf die Arbeitsplattform 26 der schwimmenden Bohrplattform 10, während der untere Teil 194 mit dem Ventilteil 72 an der Unterwasser-Arbeitsstelle 12 auf dem Meeresboden befindlichen Bohrlochkopf-Installation 22 befestigt bleibt.

Der Verriegelungs- und hydraulische Verbindungsteil 76 weist eine hydraulische Verbindungsvorrichtung zur Verbindung des Durchflußkanals in dem oberen Teil 190 mit dem Durchflußkanal in dem unteren Teil 194 und eine mechanische Verriegelung zur mechanischen Verbindung und zum Zusammenhalten des oberen und des unteren Teils 190 und 194. 25

Fig. 3C-3I zeigen den oben in Verbindung mit Fig. 2 beschriebenen Durchfluß 100. der das erste Magnetventil 92 mit den oberen Enden der hydraulischen Zylinder 88 und 90 verbindet. Fig. 3C-3I zeigen ebenfalls den Durchfluß 102,

der die unteren Enden der hydraulischen Zylinder 88 und 90 mit dem ersten Magnetventil 92 verbindet.

Der Verriegelungs- und hydraulische Verbindungsteil 76 weist ein in Fig. 3D und 3E allgemein mit 196 bezeichnetes

hydraulisches Verbindungsstück auf, das ein Mittel zum Verbinden und Lösen der Durchflußabschnitte 100 und 102 innerhalb des oberen Teils 190 und der Durchflußabschnitte 100 und 102 innerhalb des unteren Teils 194 vorsieht.

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Mit Bezug auf das hydraulische Verbindungstück 196 und besonders auf den in Fig. 3E gezeigten hydraulischen Durchflußabschnitt 100 kann das antreibende Innenteil 160 allgemein als ein erstes zylindrisches, rohrförmiges Glied mit einer ersten hydraulischen öffnung 198 in seiner radialen Außenfläche bezeichnet werden.

Das schlagaufnehmende Rohr 192 kann allgemein als ein zweites zylindrisches, rohrförmiges Glied mit einer zweiten hydraulischen öffnung 200 in seiner radialen Innenfläche bezeichnet werden.

Ein erstes zylindrisches, Schieberventil 202 ist um den antreibenden Innenteil 160 angeordnet und relativ zu I*⁵ dem antreibenden Innenteil 160 zwischen einer Offen- und einer Schließstellung beweglich, wobei die erste hydraulische Öffnung 198 im antreibenden Innenteil 160 geöffnet bzw. geschlossen wird.

™ Fig. 3E zeigt das erste Schieberventil 202 in seiner Offenstellung relativ zum antreibenden Innenventil 160.

Ein zweites zylindrisches Schieberventil 204 ist in einer radialen Innenfläche des schlagaufnehmenden Rohrs 192

angeordnet und relativ zu dem schlagaufnehmenden Rohr 192 zwischen einer Offen- und einer Schließstellung beweglich, wodurch die zweite hydraulische Öffnung 200 geöffnet bzw. geschlossen wird. Fig. 3E zeigt das Schieberventil 204

in seiner Offenstellung.
30

Um das erste und zweite Schieberventil 202 und 204 in seine in Fig. 3E gezeigte jeweilige Offenstellung zubewegen, wenn das antreibende Innenteil 160 durch seine Abwärtsbewegung relativ zu dem schlagaufnehmenden Rohr

in das schlagaufnehmende Rohr 192 eingeführt ist, ist ein Verbindungsstück vorgesehen.

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Zur Verbindung mit der ersten hydraulischen öffnung 198 bei Offenstellung des ersten Schieberventils 202 weist das erste Schieberventil 202 eine darin angeordnete erste Ventilöffnung 206 auf.

Zur Verbindung mit der zweiten hydraulischen Öffnung 200 ^: bei Offenstellung des zweiten Schieberventils 204 weist das zweite Schieberventil 204 eine darin angeordnete zweite Ventilöffnung 208 auf.

Das erste und zweite Schieberventil 202 und 204 sind so angeordnet und aufgebaut, daß die erste und zweite Ventilöffnung 206 und 208 bei jeweiliger, in Fig. 3E gezeigter Offenstellung des ersten und zweiten Schieberventils 202 und 204 miteinander in Verbindung stehen. Relativ zum Verbindungsstück 196 ist der Durchfluß 102 in sehr ähnlicher Weise wie der hydraulische Durchfluß 100 aufgebaut, so daß bei Offenstellung der Schieberventile ähnliche öffnungen der Schieberventile 202 und 204 mit dem Durchfluß 102 in Verbindung stehen.

Die folgende Beschreibung des Verbindungsstücks ist am besten verständlich, wenn man sich zuerst die Ausrichtung der Bauteile vor dem Einführen des antreibenden Innenteils 160 in das schlagaufnehmende Rohr 192 vergegenwärtigt. Der antreibende Innenteil 16O befindet sich oberhalb des schlagaufnehmenden Rohrs 192. Das erste Schieberventil 202 ist mit dem antreibenden Innenteil 160 verbunden und befindet sich relativ zum antreibenden Innenteil 160 in einer tiefstmöglichen Position, in der es die erste hydraulische Öffnung 198 schließt. Das zweite Schieberventil 204 befindet sich in dem schlagaufnehmenden Rohr 192 und relativ dazu in seiner höchstmöglichen Position, in der

es die zweite hydraulische Öffnung 200 schließt. 35

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Das Verbindungsstück weist auf dem ersten Schieberventil 202 Eingreifmittel 210 auf, die das zweite Schieberventil 204 in eine nach oben weisende Oberfläche 212 von ihm eingreifen und das erste Schieberventil 202 relativ zum zweiten Schieberventil 204 halten, wenn der antreibende Innenteil 160 zum öffnen des ersten Schieberventils relativ zum ersten und zweiten Schieberventil 202 und abwärts bewegt wird»

Ferner weist das Verbindungstück eine Verschiebeanordnung 214 mit einer Schraubendruckfeder auf, die das zweite Schieberventil 204 aufwärts in seine Schließstellung schiebt.

Das Verbindungsstück weist ebenfalls zweite Eingreifmittel 216 auf dem antreibenden Innenteil 160 auf, die eine zweite, nach oben weisende Oberfläche 218 des zweiten Schieberventils 204 eingreifen lassen und beim Einführen des antreibenden Innenteils 160 in das schlag-

2" aufnehmende Rohr 192 dieses zweite Schieberventil 204 zu dem schlagaufnehmenden Rohr 192 abwärts in seine Offenstellung bewegen»

Das erste Schieberventil 202 weist einen Federfinger ■" mit einer radial nach außen weisenden Schulter 222 auf, die die ersten Eingreifmittel, die in einer sich verjüngenden Oberfläche auf der Schulter 222 bestehen, einschließt. Der Federfinger 220 gibt in radialer Einwärtsrichtung elastisch nach, so daß beim Ausüben einer vorbestimmten Kraft auf

das erste Schieberventil 202 in Abwärtsvorrichtung die Schulter 222 des Federfingers 220 hinter einer entsprechenden, vom zweiten Schieberventil 204 radial nach innen weisenden Schulter 224 einschnappt. Die entsprechende Schulter 224 hat die nach oben weisende, sich verjüngende

Oberfläche 212, die einen oberen Abschnitt der Schulter begrenzt.

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^ Die entsprechende Schulter 224 des zweiten Schieberventils 204 befindet sich auf einem radial nach außen weisenden, elastischen Federfinger 226 des zweiten Schieberventils 204.

Fachleuten ist selbstverständlich, daß das erste Schieberventil 202 eine Mehrzahl von Federfingern wie Federfinger 220 aufweist, die radial im Abstand um das obere Ende des ersten Schieberventils 202 angeordnet sind. In ähnlicher Weise weist das zweite Schieberventil 204 eine Mehrzahl von einzelnen, in radialem Abstand angeordneten Federfingern auf, die alle einen Längsschnitt wie der auf der linken Seite von Fig. 3D gezeigte Federfinger 226

haben.
15

Der radial nach innen weisende, elastische Federfinger 220 des ersten Schieberventils 202 weist eine zweite sich verjüngende Oberfläche 228 auf seiner Schulter 222 auf, die in eine nach unten weisende Oberfläche 230 der

entsprechenden Schulter 224 des zweiten Schieberventils 204 eingreift, wenn der antreibende Innenteil 160 in Aufwärtsrichtung aus dem schlagaufnehmenden Rohr 192 herausgezogen wird, und die das erste Schieberventil 202

festhält, wenn der antreibende Innenteil 160 relativ nc

zu dem schlagaufnehmenden Rohr 192 aufwärts bewegt wird, so daß das erste Schieberventil 202 in seine Schließstellung bewegt wird.

Wie gerade beschrieben, wird das erste Schieberventil

in Schließstellung relativ zu dem antreibenden Innenteil 160 abwärts von der in Fig. 3D und 3E gezeigten Stellung bewegt, so daß die erste Ventilöffnung 206 aus der Verbindung mit der ersten hydraulischen Öffnung 198 bewegt

wird.
35

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Das erste Schieberventil 202 weist auch eine Mehrzahl von nach unten weisenden Federfingern wie Federfinger 232 auf, die eine nach unten weisende Oberfläche 234 z-_yür elastischen Anlage an einer radial nach außen weisenden Schulter 236 des antreibenden Innenteils 160 aufweisen. Die nach unten weisende Oberfläche 234 des Federfingers 236 sieht eine lösbare Haltevorrichtung 234 zum lösbaren Festhalten des ersten gleitenden Schieberventils 202 in seiner Offenstellüng vor, bis das zweite Schieberventil aufwärts in seine Schließstellung bewegt ist und Sie zweite sich verjüngende Oberfläche 228 des radial nach innen weisenden, elastischen Federfingers 220 des ersten) Schieberventils 202 an der entsprechenden Schulter 224 des zweiten Schieberventils 204 anliegt, wenn der antreibende _% Innenteil 160 aus dem schlagaufnehmenden Rohr 192 herausgezogen

ist. i|

Wie bereits erwähnt, ist ein Verschiebeglied 214 mit einer Schraubendruckfeder vorgesehen, um das zweite Schieberventil 204 relativ zu dem schlagaufnehmenden Rohr 192 aufwärts zu schieben. Wenn der antreibende Innenteil 160 aus dem schlagaufnehmenden Rohr 192 herausgezogen ist, bewegt die Schraubendruckfeder 214 das zweite gleitende

Schieberventil 204 aufwärts in seine Schließstellung. 25

Die Aufwärtsbewegung des zweiten Schieberventils 204 wird durch das Anlegen seines oberen Endes 238 an eine nach unten weisende Oberfläche 240 des schlagaufnehmenden

Rohres 192 begrenzt.
30

Bis das obere Ende 238 an der nach unten weisende Oberfläche 240 anliegt,, gibt es beim Herausziehen des antreibenden Teils 160 aus dem schlagaufnehmenden Rohr keine Bewegung des antreibenden Innenteils 160 relativ

zum ersten oder zweiten Schieberventil 202 und 204.

Hat sich aber das obere Ende 238 an die Oberfläche 240 angelegt, dann legt sich die nach oben weisende

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!•Oberfläche 228 der Schulter 222 des Federfingers 220 des . ersten Schieberventils 202 an die nach unten weisende Oberffläche 230 der nach innen weisenden Schulter 224 des Feder- \fingers 226 des zweiten Schieberventils 204 an. Diese Anlage der Oberflächen 228 und 230 hält dann das erste Schieberventil 202 relativ zu dem antreibenden Innenteil 160 fest, und die unteren Enden der nach unten weisenden Federfinger wie Federfinger 232 des ersten Schieberventils 4202 schnappen über der radial nach außen weisenden '"'Schulter 226 des antreibenden Innenteils 160 ein, wodurch Jder antreibende Innenteil 160 relativ zum ersten Schieberfventil 202 aufwärts in die Schließstellung des ersten .Schieberventils 202 bewegt wird. Die Verwendung von iSchieberventilen sorgt gegenüber z.B. den im Stand '^ raer Technik oft verwendeten federbelasteten Kugelventilen ''für eine Einrichtung zum Abtrennen der Durchflußabschnitte Jim antreibenden Innenteil 160 von den Durchflußabschnitten ■in dem schlagaufnehmenden Rohr 192, während das Eintreten !irgendwelcher kontaminierender Flüssigkeiten in die Durch-

flußabschnitte während ihres Verbindens oder Abtrennens verhindert wird.

Außerdem ist zu bemerken, daß das Schließen des zweiten Schieberventils 204 die Kugelventile 120 und 122

hydraulisch schließt, in welcher Stellung sich diese auch gerade befinden mögen.

Der Verriegelungs- und hydraulische Verbindungsteil 76 weist eine im unteren Teil von Fig. 3C und im oberen Teil

von Fig. 3D dargestellte Verriegelung 242 auf. Die Verriegelung 242 weist Mittel zum lösbaren Verbinden von antreibendem Innenteil 160 und schlagaufnehinendem Rohr 192 beim Einführen des antreibenden Innenteils 160 in das schlagaufnehmende Rohr 192 auf, so daß die Verriegelung 242 gelöst werden muß, bevor der antreibende Innenteil 160 aus dem schlagaufnehmenden Rohr 192 herausgezogen werden kann.

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Die Verriegelung 176 weist eine auf dem antreibenden Innenteil begrenzte Riegelschulter 24 4 auf. Eine Mehrzahl von radial nach innen verschobenen Federfingern 24 6 weisen von dem schlagaufnehmenden Rohr 192 aufwärts und haben am oberen Ende jedes Federfingers 246 eine Riegelklinke 248 zur Anlage an der Riegelschulter 244, um den antreibenden Innenteil 160 mit dem schlagaufnehmenden Rohr 192 zu verbinden.

Die nach oben weisenden Federfinger 246 sind an einem mit Gewinde versehenen Kragen 250 befestigt, der mittels Gewinde 2 52 am Rest des schallaufnehmenden Rohrs 192 befestigt ist.

'5 Um den antreibenden Innenteil 160 herum befindet äich ein hydraulisch angetriebener ringförmiger Keil 254, der an einer sich verjüngenden Oberfläche 256 der Riegelklinke 248 anliegt und die Riegelklinke 248 radial nach außen

aus der Anlage an der Riegelschulter 244 drückt. 20

An einer Außenfläche des antreibenden Innenteils 160 ist ein ringförmiger Kolben 258 angebracht. Der ringförmige Keil 254 wird von einer zylindrischen, gleitenden Zylinderhülse 260 getragen. Eine Dichtung 262 dichtet

^J zwischen dem Kolben 2 58 und einer Innenfläche der gleitenden Zylinderhülse 260. Kolben 258 und Hülse 260 bilden den in Fig. 2 schematisch dargestellten hydraulischen Zylinder 114.

Von dem zweiten Magnetventil 94 wird hydraulisches Druckmittel unter Druck zu einem oberen Ende 264 des Kolbens oder zu einem unteren Ende 266 des Kolbens 258 geleitet.

Das Druckmittel wird durch einen schematisch in Fig. 2

und genauer in Fig. 3C und 3D gezeigten Durchfluß 268 von dem zweiten Magnetventil 94 zum oberen Ende 264

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des Kolbens 258 geleitet. Von dem zweiten Magnetventil zum unteren Ende 266 des Kolbens 258 wird das Druckmittel durch einen Durchfluß 269 geleitet.

Der Mittelteil von Fig. 3C zeigt, daß der antreibende Innenteil 160 einen ersten Teil 270 und einen zweiten Teil 272 aufweist, die durch ein Gewinde 274 miteinander verbunden sind.

An einem oberen Ende 276 des zweiten Teils 272 des antreibenden Innenteils 160 würde die schematische Darstellung der Durchflüsse 268 und 269 Fehlen der Verbindung zwischen den im ersten Teil 270 befindlichen Teilen der Durchflüsse 268 und 269 und den im zweiten Teil 272

• 5 des antreibenden Innenteils 160 befindlichen Teilen der Durchflüsse 268 und 269 zeigen.

Tatsächlich ist z.B. der Durchfluß 268 durch den ersten und zweiten Teil 270 und 272 des antreibenden Innenteils ™ 160 ununterbrochen. Die Verbindung zwischen diesen Abschnitten des Durchflusses 268 wird von einem Längsdurchfluß geschaffen, der sich in dem radial äußeren Abschnitt des ersten Teils 270 des antreibenden Innenteils 160 befindet, an einer Stelle, die von der Mittelachse des

antreibenden Innenteils 160 im Abstand radial auswärts liegt und gleich der nach außen versetzten Position der im Mittelteil von Fig. 3C bezeichneten Teile 276 und der Durchflüsse 100 und 102 ist. Der obere und untere Teil des Durchflusses 268 stehen mit dem hinter dem

Teil 278 des Durchflusses 102 befindlichen radial äußeren Durchfluß durch (nicht gezeigte) radial ausgerichtete Durchflüsse in Verbindung.

Fachleuten wird es wiederum selbstverständlich sein,

daß die Darstellung der in Fig. 3A-3I gezeigten Durchflüsse wegen der Komplexität und Schwierigkeit, solche

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Durchflüsse vollständig und ihrem tatsächlichen Aufbau gemäß darzustellen, nur schematisch ist. Selbstverständlich gilt es zahlreiche Möglichkeiten zur Gestaltung dieser Durchflüsse in den verschiedenen Teilen des Unterwasser-Prüfbaums 44.

Wie bereits erwähnt, enthält der Ventilteil 74 ein oberes Kugelventilglied 120 und ein unteres Kugelventilglied 122. Das obere Kugelventilglied 120 wird durch einen Kolben 276 des ersten hydraulischen Zylinders 88 angetrieben, und das untere Kugelventilglied 122 wird durch einen Kolben 278 des zweiten hydraulischen Zylinders 90 angetrieben.

'5 Die Einzelheiten des Aufbaus des Ventilteils 74 des Unterwasser-Prüfbaumes 44 sind den Einzelheiten des Aufbaus der gleichen Bauteile des in den Fig. 3D-3E der US-PS 4 116 272 offenbarten Unterwasser-Prüfbaums sehr ähnlich, und auf diese Einzelheiten wird hiermit

^iKJ Bezug genommen. Wie bereits erwähnt, ist der Unterwasser-Prüfbaum 44 in Fig. 3A-3I dieser Anmeldung nur schematisch dargestellt, wodurch der dargestellte Aufbau in geringfügigen Einzelheiten von dem in der US-PS 4 116 272 gezeigten abweichen kann, doch sind die Grundlagen der Betriebsweise der Ventilteile im wesentlichen die gleichen.

Eine besondere Eigenschaft des Ventilteils 74, die erwähnt werden sollte, besteht darin, daß der innere

Durchmesser der Bohrung 118 an der in Fig. 3F gezeigten, sich verjüngenden Innenfläche 280 abnimmt. Dies geschieht durch die Begrenzungen am Außendurchmesser des Unterwasser-Prüfbaums unterhalb des kannelierten Hakens 350 durch die Größe des Gehäuses 16, für das das darge-

stellte spezifische Ausführungsbeispiel eingerichtet war.

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Für ein Gehäuse 16 größeren Durchmessers könnten die Abmessungen veiyiöüert weiden, so daß der kleinere Innendurchmesser nicht nötig ist. Die oberhalb des in Fig. 3F gezeigten Gewindes 282 befindlichen Teile des Unterwasser-Prüfbaums 44 sind von konventionellem Aufbau und verändern sich ohne Rücksicht auf die Größe des fichMufU'S 1 r> nichi. Die mit erhül b tier, d-wi iitlt*:; 2H? Ix-I imllichen Teile des Unterwasser-Piüfbaums 44 werden tür verschiedene Größen des Gehäuses 16 verändert.

Fig. 4 zeigt ein allgemein mit 300 bezeichnetes anderes Ausführungsbeispiel des Unterwasser-Prüfbaums der vorlit'ijenden Krfindunq. Der Unt crwasRcr-Pt üfbnuin 300 unter-Kcheidot sich von dem Unterwayser-Prüi'baum AA von Fig. 2 in erster Linie dadurch, daß die Druckmittel-Zufuhranordnung dahingehend verändert ist, daß der schwimmende Kolben 84 und die Kammern 80 und 82 durch eine von einem Elektromotor 304 angetriebene hydraulische Pumpe 302 ersetzt wird, der von einer Batterie 306 mit Strom versorgt und durch Signale von Einrichtungen 101 und 101A gesteuert wird, welche Signale durch die elektrischen Verbindungen 308 bzw. 310 aufnehmen.

Die Pumpe 302, der Motor 304 und die Batterie 306 befinden sich in dem gleichen, im Ausführungsbeispiel von Fig. 2 von der ersten und zweiten Zone 80 und 82 und dem schwimmenden Kolben 84 eingenommenen Bereich des Unterwasser-Prüfbaums 44.

Die Pumpe 302 ist vorzugsweise eine ringförmige Pumpe mit eine Mehrzahl von in Längsrichtung verlaufenden, hin- und hergehenden Kolben.

Fig. 5-8 zeigen Einrichtungen, die akustische Koppelungen zwischen benachbarten Rohrabschnitten des Prüfstrangs 34 schaffen. Wie z.B. Fig. 5 zeigt, setzt sich der Prüfstrang 34 aus einer Mehrzahl von Rohrabschnitten wie dem ersten Abschnitt 320 und dem zweiten Abschnitt 322 zusammen. Die

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Rohrabschnitte 320 und 322 sind übliche, mit Bolzen- und Muttergewinde versehene Rohrstränge.

Ein unteres Ende des Rohrabschnitts 320 ist dargestellt, das einen mit Gewinde versehenen Vaterteil 324 und eine nach unten weisende Schulter 326 aufweist.

Ein oberes Ende des zweiten Rohrabschnitts 322 ist dargestellt das einen Mutterteil 328 und eine der Schulter 326 gegenüberliegende, nach oben weisende Schulter 330 aufweist.

Zwischen dem ersten.und zweiten Rohrabschnitt 320 und befindet sich eine akustische Koppelung 332, die das oben beschriebene akustische Signal von dem ersten Rohrabschnitt 320 durch die akustische Koppelung 332 auf den zweiten Rohrabschnitt 322 überträgt.

Ähnliche akustische Koppelungen befinden sich zwischen

allen benachbarten Rohrabschnitten des Prüfstrangs 34 zwischen Schallsender 70 und Schallempfänger 101.

Der Wunsch nach der akustischen Koppelung 332 gründet sich darin, daß die Gewinde zwischen Rohrabschnitten

in typischer Weise fettig und schmutzig sind und diese dünne Fettschicht das akustische Signal bei seiner Übertragung dorthindurch erheblich dämpft. Die große Anzahl von Gewinden zwischen Rohrabschnitten eines PrüfStrangs kann deshalb eine signifikante und ernsthafte Dämpfung des akustischen Signals verursachen. Durch das Schaffen eines Übertragungsweges für das akustische Signal durch die akustische Koppelung 332, die mit den Schultern 326 und 330 der Rohrabschnitte 320 bzw. 322 zu relativ sauberer Anlage kommt, werden diese Dämpfungsprobleme erheblich eingeschränkt.

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■Si- \;-/y\v::_y ;_:/

Fig. 6 zeigt eine Draufsicht auf eine der akustischen Koppelungen 332, die allgemein als ringförmige metallene Bolzenscheibe beschrieben werden können. Die ringförmige Bolzenscheibe hat einen in Fig. 7 gezeigten Schnitt. Wie Fig. 7 zeigt, hat die akustische Koppelung 332 einen flachen Scheibenquerschnitt, der über eine Dimension in einer radialen Richtung wesentlich breiter, als er in einer Dimension 336 in einer zur Mittelachse 338 der Bolzenscheibe 332 parallelen Richtung dick ist.

Die akustische Koppelung 332 wird zu Beginn von einer Mehrzahl von deformierten Abschnitten wie 340 und 342 gebildet, die in einer zur Achse 338 parallelen Richtung von einer in Fig. 5 gezeigten ebenen Endkonfiguration der Bolzenscheibe 332 versetzt sind. Die deformierten Abschnitte 340 und 342 sind zwischen den Schultern 326 und 3 30 zusammendrückbar, um sich der ebenen Endkonfiguration anzupassen.

Die deformierten Abschnitte 340 und 342 und eine Mehrzahl zusätzlicher deformierter Abschnitte sind auf der Bolzenscheibe 332 so angeorndet, daß sie ein ununterbrochenes ringförmiges Muster regelmäßig festgelegter Wellenbewegung bilden. Mit anderen Worten, die Bolzenscheibe sieht aus, als ob sie eine Reihe stehender Wellen aufweise.

Diese anfängliche Deformation sorgt für eine Elastizität

der Bolzenscheibe 332, die ein dichteres Anliegen der on
^ou Schultern 326 und 330 der Rohrabschnitte 330 und 322

ermöglicht.

Fig. 8 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der akustischen Koppelung mit einer akustischen Koppelung 340,

die in einem Ring mit anfänglich kreisförmigem Durchschnitt besteht und sich in einer ringförmigen Nut 342

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im Endteil 322 des ersten Rohrabschnitts 320 befindet. Der Ring 340 ist in einer Draufsicht in Fig. 9 dargestellt und weist einen sich zwischen zwei seiner Enden 346 und 348 befindenden Luftspalt 344 auf.

Wie Fig. 8 zeigt, liegt der Ring 340 ebenfalls an dem zweiten Rohrabschnitt 322 an.

Die Betriebsweise des Unterwasser-Prüfbaums 44 der vorliegenden Erfindung ist allgemein wie folgt: Zuerst wird der Unterwasser-Prüfbaum 44 zur Bildung eines Prüfbaums 34, wie er oben mit Bezug auf Fig. 1 dargestellt und erläutert wurde, mit einem Rohrstrang verbunden . Dann werden der Rohrstrang und der Unterwasser-Prüfbaum

44 von der schwimmenden Bohrplattform 10 in die durch die Bohrloch-Verrohrung 14 begrenzte Unterwasserbohrung abgesenkt. Der Unterwasser-Prüfbaum 44 befindet sich dann innnerhalb der Ausbruch-Preventer der Bohrlochkopf-Installation 22, wobei seine Stellung allgemein durch

*® Abstützen eines kannelierten Hakens 350 (vgl. Fig. 3F) gegen einen gestauchten Innendurchmesser-Abschnitt der der Bohrlochkopf-Installation 22, wie er Fachleuten bekannt ist, festgelegt wird. Die Verbindung des Unterwasser-Prüfbaums mit dem Ausbruch-Preventer ist in

*"* der US-PS 4 116 272 weit genauer beschrieben.

Dann wird ein akustisches Steuersignal über die Oberflächensteuerung 66 und den Transmitter 70, der ein akustisches Signal auf den Prüfstrang 34 überträgt,

ausgesandt. Das akustische Steuersignal pflanzt sich den Prüfstrang 34 abwärts fort und wird von einem akustischen Steuersignal-Empfänger 101 am Unterwasser-Prüfbaum 44 empfangen.

Dann wird der auf das akustische Steuersignal ansprechende Ventilteil 74 betätigt, der die Kugelventilglieder 120 und 122 in eine ihrer jeweiligen Offen- und Schließstellungen bewegt.

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Gegebenenfalls werden zum Prüfen der Unterwasserformation 18 die Schließventile geöffnet, so daß Flüssigkeit von der Formation 18 aufwärts durch den Prüfstrang 34 zu der schwimmenden Bohrplattform 10 fließen kann. Wird die Beendigung des PrüfVorgangs gewünscht, dann wird zum Schließen des Strömungskanals 118 durch den Unterwasser-Prüfbaum 44 der Ventilteil 74 geschlossen.

Wenn es bei schlechtem Wetter wünschenswert ist, den Prüfstrang 34 von der Bohrlochkopf-Installation 22 schnell zu lösen, ist es wünschenswert, die Ventile des Ventilteils 74 schließen und den oberen Teil des Prüfstrangs 34 oberhalb der Bohrlochkopf-Installation 22 von dem unteren, unterhalb der Bohrlochkopf-Installation 22 befindlichen '^ und mit ihr verbundenen Teil lösen zu können. Dies wird wünschenswerterweise während die Kugelventile im Ventilteil 74 in Schließstellung gehalten werden.

Die wird mit der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, *^w daß ein zweites akustisches Steuersignal den Prüfstrang 34 hinab zum Abschnitt 101A des akustischen Steuersignalempfängers 101 des Unterwasser-Prüfbaums 44 gesendet wird. Dann wird die auf das zweite akustische Steuersignal ansprechende lösbare Verriegelung 242 betätigt, um

den antreibenden Innenteil 160 von dem schlagaufnehmenden Rohr 192 zu lösen.

Dann wird der obere Teil des Prüfst.rangs 34 mit dem oberen Teil 190 dos Unterwasser-Prüfbaums 44 aus dem

Eingriff mit dem unteren Teil 194 des Unterwasser-Prüfbaums 44 herausbewegt, und der den oberen Teil 190 enthaltende Teil des PrüfStrangs 34 kann dann auf die schwimmende Bohrplattform 10 eingeholt werden,

während der untere Teil 194 und der daran befestigte 35

Teil des Prüfstangs mit dem Ventilteil 74 mit dem Ausbruch-Preventer der auf dem Meeresboden befindlichen Bohrlochkopf-Installation 22 verbunden bleibt.

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1 Dies gestattet das Abschließen der Bohrung und das Abtrennen der schwimmenden Bohrplattform 10 bei schlechtem Wetter, wodurch bei schlechtem Wetter ein Brechen des Prüfstrangs 34 und ein Bohrlochausbruch verhindert wird.

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■Η'

Leerseite

Claims

* ΛΑ η η * Patentansprüche

1. Rohrstrang in einem Bohrloch, der aus einer Mehrzahl von miteinander verbundenen Rohrabschnitten besteht,

dadurch gekennzeichnet, daß

(a) zwischen benachtbarten Rohrabschnitten (320, 322) akustische Kopplungsmittel (332 bzw. 340)

vorgesehen sind,

(b) mit einem oberen Teil des Rohrstrangs (34) ein Sender (70) verbunden ist, der akustische

Steuersignale über die akustischen Kopplungs

mittel (332,340) den Rohrstrang (34) hinab überträgt,

(c) unter der Erd- oder Wasseroberfläche eine Vorrichtung (74 bzw. 76) angeordnet ist, die durch ein von dem Sender (70) den Rohrstrang hinab übertragenes Signal betätigt werden soll,

(d) ein Signalempfänger (101) mit dem Rohrstrang

verbunden ist und das akustische Steuersignal empfängt, das über die akustischen Kopplungsmittel (332,340) den Rohrstrang hinab übertragen wird, und
35

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(e) eine Stellgliedanordnung (72,74,88,90) von dem Signalempfänger (101) gesteuert ist und die unter der Erd- oder Wasseroberfläche angeordnete Vorrichtung auf das akustische Steuersignal hin betätigt, das über die

akustischen Kopplungsmittel den Rohrstrang hinab übertragen wird.

2. Prüfstrang zur Untersuchung von Bohrlöchern unter Wasser, nach Anspruch 1 enthaltend

(a) einen Rohrstrang mit wenigstens einem ersten und einem zweiten Rohrabschnitt (320,322), und

(b) einem Unterwasser-Prüfbaum (44), der mit dem Rohrstrang verbunden ist und· einen Strömungskanal enthält

dadurch gekennzeichnet, daß

(c) der Rohrstrang akustische Kopplungsmittel (332, 340) enthält, die zwischen dem ersten und dem zweiten Rohrabschnitt (320,322) so angeordnet sind, daß ein akustisches Steuersignal

von dem ersten Rohrabschnitt (320) durch die akustischen Kopplungsmittel (332,340) auf den zweiten Rohrabschnitt (322) übertragbar sind,

(d) in dem Unterwasser-Prüfbaum (44) eine Schließventilanordnung vorgesehen ist, die zwischen einer Offen- und einer Schließstellung beweglich ist und den Strömungskanal des Unterwasser-Prüfbaums (44) beherrscht,

(e) ein Signalempfänger (101) zum Empfangen der akustischen Steuersignale vorgesehen ist und

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(f) die Schließventilanordnung zwischen der Offen- und der Schließstellung durch eine Stellgliedanordnung (72,74,88.90) bewegbar ist, das von dem Signalempfänger (101) gesteuert wird.

3. Prüfstrang nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die akustischen Kopplungsmittel einen Ring (322) aufweisen, der zwischen einer Schulter (326) des einen mit Außengewinde versehenen Rohrabschnitts (324) und einer gegenüberliegenden Schulter (330) des anderen, mit Innengewinde versehenen RohrabSchnitts (328) sitzt.

4. Prüfstrang nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (332) im Ausgangszustand einen verformten Teil aufweist, der in einer Richtung parallel zu einer zentralen Achse des Rings (332 gegenüber einer endgültigen Ebene des Rings (332) versetzt ist und der zwischen den Schultern (326,330) zusammendrückbar ist, so daß er einer endgültigen ebenen Gestalt des Rings entspricht.

5. Prüfstrang nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

daß der Ring (332)
25

(a) einen flachen Querschnitt besitzt und in

radialer Richtung wesentlich breiter ist als er in einer zur zentralen Achse parallelen Richtung dick ist und

(b) im Ausgangszustand eine Mehrzahl von verformten Teilen aufweist, die so angeordnet sind, daß sie ein durchgehendes ringförmiges Muster von regelmäßigen, stehenden Wellen bilden.

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■ ** §121951.

6. Prüfstrang nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die akustischen Kopplungsmittel einen in einer Ringnut in einem Ende des Rohrabschnitts aufgenommenen Ring (340) enthalten, der an dem Ende des anderen Rohrabschnitts anliegt.

7. Prüfstrang nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (340) im Ausgangszustand kreisförmigen Querschnitt besitzt.

8. Prüfstrang nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (340) einen Spalt (344) zwischen zwei Enden (346,348) des Rings (340) aufweist.

9. Prüfstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellgliedanordnung

(a) eine Quelle (72) von unter Druck stehendem hydraulischen Druckmittel enthält sowie

(b) hydraulisch angetriebene Verstellmittel (88,90), die mit der Schließventilanordnung verbunden sind und durch die die Schlxeßventilanordnung zwischen der Offen- und der Schließstellung bewegbar ist, und

(c) eine Steuerventilanordnung (78) zum Leiten von hydraulischem Druckmittel unter Druck von

der Quelle (72) zu den Verstellmitteln. 30

10. Prüfstrang nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellmittel (88,90) eine Kolbenanordnung aufweisen zum Bewegen der Schießventilanordnung zwischen der Offen- und der Schließstellung, wenn

eine Druckdifferenz an der Kolbenanordnung wirksam wird.

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11. Prüfstrang nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventilanordnung (78) ein Magnetventil enthält, das zwischen einer ersten Stellung, in welcher hydraulisches Druckmittel unter Druck zum Bewegen der Schließventilanordnung in ihre Offenstellung auf eine erste Seite des Kolbens geleitet wird, und einer zweiten Stellung bewegbar ist, in welcher das hydraulische Druckmittel unter Druck zum Bewegen der Schließventilanordnung in ihre Schließstellung auf eine zweite Seite des Kolbens geleitet wird.

12. Prüfstrang nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetventil (78) in einer dritten

'5 Stellung federzentriert ist, in welcher die Strömung von hydraulischem Druckmittel zu und von dem Kolben (88,90) unterbrochen ist, so daß der Kolben (88 bzw. 90) hydraulisch in seiner Stellung

verriegelt ist, wenn sich das Magnetventil in dieon
*^w ser dritten Stellung befindet.

13. Prüfstrang nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) die Schließventilanordnung ein erstes und ein zweites Schließventil enthält,

(b) die Kolbenanordnung einen ersten und einen

zweiten Kolben (88,90) enthält, die mit dem

ersten bzw. dem zweiten Schließventil verbunden sind und

Cc) die Stellgliedanordnung

(C₁) eine erste hydraulische Kanalanordnung

aufweist, die hydraulisches Druckmittel unter Druck zu ersten Seiten des ersten und des zweiten Kolbens (88,90) leitet und

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(c~) eine zweite hydraulische Kanalanordnung,

die hydraulisches Druckmittel unter Druck zu zweiten Seiten des ersten und des zweiten Kolbens (88,90) leitet, wobei

(c,) der erste und der zweite Kolben (88,90), hydraulisch parallel geschaltet sind

14. Prüfstrang nach einem der Anprüche 9 bis 13,

dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle (72) von hydraulischem Druckmittel unter Druck

(a) eine erste Zone (80) enthält, die mit hydraulischem Druckmittel füllbar ist, sowie

(b) eine zweite Zone (82), die mit einem unter Druck stehenden zweiten Druckmittel füllbar ist, und

^zu (c) einen schwimmenden Kolben (84), der die erste

und die zweite Zone (80 bzw. 82) trennt und Druck von Druckmittel in einer der Zonen auf Druckmittel in der anderen Zone überträgt.

15. Prüfstrang nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) der Unterwasser-Prüfbaum (44) ein äußeres, zylindrisches, rohrförmiges Glied (128) und ein dazu koaxiales inneres, zylindrisches, rohrförmiges Glied (138) aufweist,

(b) die erste und die zweite Zone (80,82) zwischen

dem äußeren und dem inneren rohrförmigen

Glied (128,138) gebildet sind und

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§121951

(c) der schwimmende Kolben (84),

(C₁ ) als Ringkolben ausgebildet ist und

(C₂) äußere und innere Dichtmittel (156,158)

zur Abdichtung zwischen dem schwimmenden Kolben (84) und dem äußeren bzw. dem inneren, zylindrischen, rohrförmigen Glied (128,138) aufweist. 10

16. Prüfstrang nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle von hydraulischem Druckmittel unter Druck eine hydraulische Pumpe zum Unterdrucksetzen

des hydraulischen Druckmittels enthält. 15

17. Prüfstrang nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Pumpe elektrisch angetrieben ist.

^Q

18. Prüfstrang nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterwasser-Prüfbaum (4 4)

(a) einen Oberteil (190),
^ (b) einen Unterteil (194) und

(c) Verriegelungsmittel (76) enthält, die

(C₁) den Oberteil und den Unterteil (190,194)

30

lösbar miteinander verbinden und

(c_?) von dem Signalempfänger (101) gesteuert sind, derart, daß der Oberteil (190) auf

ein akustisches Steuersignal hin von dem

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Unterteil (194) lösbar sind.

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19. PrüfStrang nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsmittel (76)

(a) eine an einem der Teil des Unterwasser-Prüfbaums gebildeten Schulter aufweisen sowie

(b) federbelastete Riegelnasen, die mit dem anderen Teil des Unterwasser-Prüfbaums (44) verbunden sind und an der Schulter zum Verbinden des oberen und des unteren Teils angreifen,

und

(c) Auslösemittel, durch welche die Riegelnasen auf das akustische Steuersignal hin außer Eingriff mit der Schulter bewegbar sind.

20. Prüfstrang nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) die Auslösemittel (76) hydraulisch angetrieben

sind und

(b) der Unterwasser-Prüfbaum (44) eine weitere hydraulische Steuerventilanordnung enthält ■" zum Leiten von hydraulischem Druckmittel

unter Druck auf die Auslösemittel (76).

21. Prüfstrang nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterwasser-Prüfbaum (44)

(a) einen hydraulischen Kanal aufweist, der hydraulisches Druckmittel von der Quelle von hydraulischem Druckmittel unter Druck zu den hydraulisch angetriebenen Verstellmitteln leitet,

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(b) einen Oberteil (190) und einen Unterteil (194) aufweist, wobei die Schließventilanordnung in dem Unterteil (194) sitzt,

(c) eine hydraulische Verbindungsventilanordnung aufweist, die

(c.) eine Verbindung zwischen einem ersten

im Oberteil (190) verlaufenden Teil (100) des Strömungskanals und einem zweiten,

im Unterteil (194) verlaufenden Teil (102) des Strömungskanals herstellt, wenn der Ober- und der Unterteil miteinander verbunden sind, und

(c_?) den ersten und den zweiten Teil (100,102) des Strömungskanals absperrt, so daß der Eintritt von verunreinigender Bohrlochflüssigkeit verhindert wird, wenn der Ober- und der Unterteil voneinander

getrennt sind.

22. Prüfstrang nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet,

daß die Verbindungsventilanordnung 25

(a) ein erstes Schieberventil (202) enthält, das mit dem Oberteil (190) verbunden und zwischen einer Offen- und einer Schließstellung beweglich ist, in welcher es den ersten Teil (100)

des Strömungskanals öffnet bzw. schließt,

sowie

(b) ein zweites Schieberventil (204), das mit dem

Unterteil (194) verbunden und zwischen einer

Offen- und einer Schließstellung beweglich

ist, in welcher es den zweiten Teil (102) des Strömungskanals öffnet oder schließt, wobei

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(c) eines der Schieberventile konzentrisch in dem anderen angeordnet ist, und

(d) Verbindungsmittel durch welche 5

(d₁) das erste und das zweite Schieberventil in ihre Offenstellungen gebracht werden, wenn der Ober- und der Unterteil miteinander verbunden sind, und 10

(d_) das erste und das zweite Schieberventil

in ihre Schließstellungen gebracht werden, wenn der Ober- und der Unterteil voneinander getrennt werden. 15

23. Prüfstrang nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterwasser-Prüfbaum (44) eine Kammer (86) enthält zur Aufnahme und zum Speichern von hydraulischem Druckmittel, das von der Niederdruckseite ^ der hydraulisch angetriebenen Verstellmittel zurückläuft.

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