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Rückgewinnbarer Erdölbohrungspacker
Die Erfindung bezieht sich auf einen rückgewinnbaren Erdölbohrungspacker, der mittels eines zentralen Futters an die Bohrlochwandung anpressbare Klemmbacken aufweist.
Es sind bereits rückgewinnbare Erdölbohrungspacker bekannt, welche eine Festklemmung am
Rohrstrang bewirkende Festklemmkeile aufweisen, wobei das Festklemmen der Keile entweder durch Drehen des Rohrstranges und Ziehen, oder aber durch Abstützen eines Teiles des Rohrstranggewichtes auf den Packer bewirkt wird. Bei andern bekannten rückgewinnbaren Packern erfolgt das Festklemmen der Keile lediglich durch Drehung des Rohrstranges, der jedoch immer am Packer befestigt bleibt. Diese bekannten Packertypen weisen den Nachteil eines komplizierten Aufbaues auf und können, da die Möglichkeit besteht, dass sich die Klemmteile noch vor Erreichen des bestimmten Ortes lösen oder ein Keilbruch oder eine Packerblockierung während des Gestängeausbaues auftritt, Unfälle verursachen.
Es sind weiters Erdölbohrungspacker bekannt, bei welchen das zentrale Futter an seiner Aussenseite sägezahnförmige Rillen aufweist, in die beim Verklemmen des Packers mittels einer Setzvorrichtung als Klemmring eingreift. Bei diesem bekannten Packer ist das von einer, Gummidichtung gebildete Dichtungsorgan zwischen zwei Reihen von Klemmfuttern angeordnet, durch die eine beiderseitige Festklemmung erzielt wird. Auch ein solcher bekannter Packer weist einen komplizierten Aufbau auf und besitzt ferner den Nachteil, dass er nicht rückgewinnbar ist.
Die Erfindung geht aus von einem rückgewinnbaren Erdölbohrungspacker mit mittels eines zentralen Futters an die Bohrlochwandung anpressbaren Klemmbacken, wobei das zentrale Futter an seiner Aussenseite sägezahnförmige Rillen aufweist, in die beim Verklemmen des Packers mittels einer Setzvorrichtung ein Klemmring eingreift, und sucht die Nachteile der bekannten Packer zu vermeiden. Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, dass mit dem zentralen Futter ein zylindrischer Körper verschraubt ist, der beim Verklemmen des Packers abgeschraubt wird, und dass die Setzvorrichtung für das Drehen und Versetzen des zentralen Futters zwecks Festklemmen des Packers am Ende des Förderrohrstranges sowie zum Lösen des Packers und zu dessen Ausfahren eine Abziehvorrichtung vorgesehen ist.
Der erfindungsgemässe Packer weist den Vorteil auf, dass er sicher in die Bohrung eingeführt werden kann und dass eine Auslösung desselben während der Einführung ausgeschlossen ist.
Dieser Packer kann mittels einfacher Manöver verklemmt werden und die Setzvorrichtung kann nach dem Einführvorgang leicht gelöst und für die Einführung eines andern erfindungsgemässen Packers verwendet werden. Dadurch, dass für das Ausfahren eine eigene Abziehvorrichtung vorgesehen ist, wird eine einfache und sichere Rückgewinnung des Packers ohne Zuhilfenahme der Setzvorrichtung ermöglicht.
Die Setzvorrichtung weist erfindungsgemäss ein zentrales Rohr auf, welches mit seinem Ende in das zentrale Futter einschraubbar und mit seinem andern Ende an einem Rohrstrang befestigbar ist, und das in Abstand von der Befestigungsstelle am zentralen Futter eine untere, mit Kupplungsklauen an der Stirnfläche versehene Muffe und im Bereich des oberen Endes eine zweite, obere Muffe aufweist, die in an sich bekannter Weise mit der unteren Muffe mittels Blattfedern verbunden ist, und es ist am zentralen Rohr ein mit einer Muffe zusammenwirkender Ring vorgesehen, wobei durch Anheben des
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zentralen Rohres die Kupplungsklauen der unteren Muffe mit dem zylindrischen Körper kuppelbar sind.
Eine solche Setzvorrichtung kann vom Packerkörper selbst getrennt und hierauf aus dem Bohrloch herausgezogen werden, so dass es möglich ist, die selbe Setzvorrichtung zum Setzen eines weiteren Packers zu verwenden.
Die Abziehvorrichtung weist erfindungsgemäss eine konzentrische, mit Innengewinde versehene Muffe zum Aufschrauben auf den zylindrischen Körper des Packers und einen am Ende des Rohrstranges befestigten Zylinder auf, der entlang des Rohrstranges mittels einer am Zylinder angebrachten Feder gleitbar ist, wobei die konzentrische Muffe von einem Stift geführt wird, ein mit
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Klemmringes bewirkt.
Um ein Losspülen der Backen im Falle einer Blockierung durch Versandung durchführen zu können, kann erfindungsgemäss die Kolbenstange mit einer Reihe von Schlitzen entsprechend im zentralen Futter des Packers befindlichen Spülöffnungen und mit elastischen Dichtungen versehen sein und es kann durch den Rohrstrang eine Kugel einführbar sein, die mit einem im Kolben angeordneten Ventilsitz zusammenwirkt, wobei eine an der Kolbenstange befestigte, über den zylindrischen Körper und den Klemmring auf das zentrale Futter wirkendene Durckmutter vorgesehen ist. Mit einer solchen Abziehvorrichtung ist eine Rückgewinnung des Packers selbst im Falle einer Versandung gewährleistet, weil der Sand weggespült werden kann. Ferner kann das Lösen des Packers zusätzlich auch hydraulisch durchgeführt werden.
In den Zeichnungen ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles schematisch dargestellt. Fig. l zeigt einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemässen Packer während des Einfahrens in die Bohrung, Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Packer nach Festklemmen in der Bohrung, jedoch vor Ausbau des Gestänges und der Befestigungsvorrichtung, und Fig. 3 einen Längsschnitt durch den Packer während des Ausbaus mittels der Ausbauvorrichtung. Wie aus Fig. l hervorgeht, besteht der erfmdungsgemässe Packer aus einer Setzvorrichtung-A-und einem Dichtungspacker--B--.
Die Setzvorrichtung-A--weist ein zentrales Rohr --1-- auf, welches an seinem oberen Ende mit einem Rohrstrang --2-- durch ein Reduktionsstück --3-- verbunden ist.
Das untere Ende des zentralen Rohres-l-ist im eigentlichen Packer --B-- eingeschraubt
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während des Einfahrens entlang des Rohres--l--und ist am unteren Ende mit einem Kupplungszahnkranz--b--versehen.
Vier Blattfedern--5-, welche an der Innenwand des Futterrohrstranges gleiten, sind einerseits an der Muffe --4-- und anderseits an einer oberen verschiebbaren Muffe --6-- befestigt. Die aus den Muffen-4 und 6-und den Blattfedern --5-- bestehende Anordnung kann sich entlang des Rohres--l--in Längsrichtung um eine begrenzte Stecke verschieben.
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Aussengewinde-d-auf.befestigungsrillen --8-- versehen und in der unteren Hälfte desselben befindet sich ein Bund-e-- und eine Anzahl von Spüllöchem-f--.
Das untere Ende des Futters --7- wird in einen Teil --9-- eingeschraubt, auf welchem eine Gummidichtung --10-- abgestützt ist.
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zw.Reihe-11-mit nach unten gerichteten Zähnen. und eine untere Reihe --12-- mit nach oben gerichteten Zähnen. Die Backen werden mittels eines schrägkantigen Ringes --13-- zentriert, welcher das gleichzeitige und gleichmässige Aufweiten der Backen sicherstellt.
Ein unterer kegelstumpfförmiger Ring--14--, der Führungsrippen--g--aufweist, ist unterhalb der Backen--12--vorgesehen, und ein zweiter oberer kegelstumpfförmiger Ring mit Führungsrippen--h--, ist oberhalb der Backen --1-- angebracht. Die ringe --14 und 15-dienen zum Aufweiten der Backen-11 und 12--.
Ein zylindrischer Körper--16--, dessen oberes Ende mit Kupplungsklauen--i--versehen ist, ist mittels Innengewinde-j-mit dem zentralen Futter --7-- bzw. mit dem Gewinde-dverbunden. Die Aussenseite des Oberteiles des zylindrischen Körpers-16-ist mit einem Gewinde
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- versehen. Im Innenraum-l-befindet sich ein Feststellring --17-- mit V-Querschnitt, der in die Befestigungsrillen --8-- eindringen kann, und so den Packer festklemmt. Ein Abscherstift - dient zur Blockierung der Verschraubung des zylindrischen Körpers --16-- im oberen kegelstumpfförmigen Ring-15--.
Zwischen dem oberen kegelstumpfförmigen Ring --15-- und dem zentralen Futter --7-befindet sich in der Höhe der Befestigungsrillen --8-- ein kegelstumpfförmiger Entriegelungsteil
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zylindrischen Körper --20-- besteht, der mittels Gewinde am Bohrrohrstrang--2--befestigt und aussen gegen das obere Ende mit einem Bund-m-, gegen das untere Ende mit einem inneren Bund --n-- und einem äusseren Bund --0-- versehen ist. Der äussere Bund--o--ist mit einer Anzahl von Führungsstiften --21-- versehen.
Eine Schraubenfeder --22-- ist ausserhalb des zylindrischen Körpers --20-- angebracht, und stützt sich mit ihrem einen Ende auf den Bund--m--und mit ihrem andern Ende auf eine konzentrische Muffe--23-, welche entlang des Körpers--20- entgegen der Wirkung der Feder --22-- verschiebbar ist. Im unteren Teil der konzentrischen Muffe - beEmden sich Längsschlitze --p--, in welchen die Führungsstifte --21-- gleiten, während sich am unteren Ende ein mit Innengewinde versehener Kopf befindet.
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untere Ende des Packers-B-zu verlängert.
In Höhe der öffnungen-f-ist eine Anzahl vo Schlitzen-t-vorgesehen, um das Spülen der Backen-11 und 12-im Falle einer Verstopfung
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--25-- abgedichtet.- ineinandergreifen, wobei die Muffe--4-durch die Reibung der Blattfedern --5-- an der Rohrwand unbeweglich bleibt.
Man führt dann fünf Umdrehungen des Rohrstranges nach rechts durch und zieht weiter, wodurch erstens der zylindrische Körper --16-- vom Futter --7-- durch Lösen des Gewindes--j--vom Gewinde-d-, welcher von Anfang an nur mit geringem Moment verschraubt war, abgekuppelt wird, und zweitens durch Versetzung des zentralen Futters nach oben sich die Backen-11 und 12-erweitern und am Futterrohr festklemmen (s. Fig. 2).
Durch weiteres Ziehen wird die Gummipackung --10-- zusammengedrück und dichtet das Bohrrohr ab.
Wird nun mit dem Rohrstrang --2-- weiter auf den Packerkörper gedrückt, so wird die Kraft über den Befestigungsring --17-- auf den oberen kegelstumpfförmigen Ring --15-- übertragen, welcher die Backen --11-- weiter auf das Bohrrohr drückt. Wird nun an dem Packerkörper gezogen, so drückt die Gummidichtung --10-- den unteren kegelstumpfförmigen Ring --14-- gegen die Backen --12-- und verklemmt sich im Bohrrohr. Der Packer wird demzufolge desto fester verklemmt, je grösser die in beiden Richtungen auf ihn wirkenden Kräfte sind.
Mit dem Versetzen des Futters--7--nach oben dringt der Befestigungsring--17-in die Rillen--8--und verhindert eine Rückkehr des Futters nach unten, so dass der Packer in festgeklemmter Lage verbleibt.
Führt man ungefährt sieben weitere Umdrehungen nach rechts durch, so löst sich auch das
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dem Bohrloch ausgeführt werden.
Um den Packer auszubauen, wird in die Bohrung die Abziehvorrichtung-C--mit dem Rohrstrang --2-- eingeführt, so dass der Kolben --24-- durch das Innere des Packers--B-- dringt, und er untere Teil der Muffe-23-, welcher von der Feder --22-- belastet ist, das obere
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--2-- nachKörpers-16--zur Folge hat.
Dreht man weiter nach rechts, so wird der Stift --18-- abgeschert und der zylindrische Körper --16-- wird vollständig mit dem kegelstumpfförmigen Ring--15--verschraubt. Durch diese Bewegung dring der kegelstumpfförmige Entkupplungsteil--19--unter den Befestigungsring --17--, den er erweitert, wodurch das Futter --7-- freigegeben wird. Infolge der Elastizität der Dichtung --10-- wird der kegelstumpfförmige Teil-14-vom Bund-e-des Zentralfutters --7-- geschoben und nach unten versetzt, so dass der Packer verformt wird und herausgezogen werden kann.
Ist der Packer, während er in der Bohrung war, versandet, so kann ein Abspülen der Backen durch den Rohrstrang-2-, die Kolbenstange und die Öffnungen-t und f-durchgeführt werden. Durch Verschieben des Packers nach oben und nach unten erfolgt eine unmittelbare Einwirkung auf die kegelstumpfförmigen Ringe-14 und 15--, was das Lösen der Backen-11 und 12--vom Bohrrohr verursacht.
Man kann die Rückgewinnung des Packers auch dadurch erzwingen, dass man eine Kugel durch den Rohrstrang--2-hineinwirft. Die Kugel setzt sich auf den Ventilsitz-s-des zylindrischen Kolbens-24-. Pumpt man Flüssigkeit unter Druck durch den Rohrstrang-2-, so wird die Kraft, welche auf das Futter --7-- wirkt, erhöht. Dadurch wird der untere kegelstumpfförmige Ring --14-- nach unten gedrückt, so dass die unteren Backen --12-- befreit und die oberen Backen --11-- durch Ziehen verformt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Rückgewinnbarer Erdölbohrungspacker mit mittels eines zentralen Futters an die Bohrlochwandung anpressbaren Klemmbacken, wobei das zentrale Futter an seiner Aussenseite sägezahnförmige Rillen aufweist, in die beim Verklemmen des Packers mittels einer Setzvorrichtung ein
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zylindrischer Körper (16) verschraubt ist, der beim Verklemmen des Packers abgeschraubt wird, und für dass die Setzvorrichtung (A) für das Drehen und Versetzen des zentralen Futters (7) zwecks Festklemmen des Packrh B) am Ende des Förderrohrstranges (2) sowie zum Lösen des Packers (B) und zu dessen Ausfahren eine Abziehvorrichtung (C) vorgesehen ist.
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