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Vorrichtung zum Verschliessen von Tiefbohrlöchern
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verschliessen von Tiefbohrlöchern mittels eines an einem Seil oder Kabel auf die Einsatzstelle absenkbaren, mit einem durch ein Druckmittel aufblähbaren
Balg versehenen Sperrkörpers, dessen Einlassrohrleitung, z. B. mit einem Rückschlagventil, verschliessbar und der mit einem Fangkopf versehen ist, so dass mittels eines mit dem Fangkopf zusammenwirkenden
Greifkopfes die Vorrichtung nach Ausströmen des Druckmittels von der Einsatzstelle entfernt werden kann.
Bei einer Vorrichtung dieser Art enthält der Sperrkörper einen Motor und eine Pumpe, wodurch der Balg des Sperrkörpers mit Bohrlochflüssigkeit aufgebläht werden kann. Soll der Sperrkörper verschoben oder ganz entfernt werden, so muss die Bohrlochflüssigkeit aus dem Balg herausgepumpt werden. Zum Füllen und Entleeren bedarf es der von aussen über ein Kabel zugeführten elektrischen Energie, was unsicher ist. Im übrigen stellt diese Einrichtung ein aus vielen Bestandteilen bestehendes Gerät dar, welches wegen des im Bohrloch verhandenen Schlammes und Sandes nicht zuverlässig arbeitet.
Ausgehend nun von einer Vorrichtung der eingangs genannten Art besteht das Wesentliche der Erfindung darin, dass die Vorrichtung eine das Ablassen des Druckmittels aus dem Balg bewirkende Sollbruchstelle aufweist, die in Sperrstellung der Vorrichtung beim Anziehen des Fangkopfes bricht und das Druckmittel aus dem Balg ausströmen lässt, und dass zwischen dem Sperrkörper und dem Fangkopf eine erst nach dem Brechen der Sollbruchstelle wirksam werdende Zugverbindung vorgesehen ist, mittels der die Vorrichtung von der Einsatzstelle entfernt werden kann.
Eine solche Vorrichtung, die also rein mechanisch das Lösen des Sperrkörpers herbeiführt, arbeitet unbedingt zuverlässig. Gemäss einer besonderen Ausführungsform ist an die Einlassrohrleitung des Sperrkörpers ein zwei Kammern und einen in diesen wirkenden Differentialkolben aufweisender Arbeitszylinder trennbar angeschlossen, dessen das Druckmittel enthaltende kleinere Kammer mit der Einlassöffnung verbunden ist, wobei die grössere Kammer über ein von aussen betätigbares oder selbsttätig öffnendes Ventil mit der im Bohrloch vorhandenen Flüssigkeit verbunden ist. Nach einer andern Ausführungsform ist an die Einlassrohrleitung des Sperrkörpers, wie an sich bekannt, ein Energiespeicher für das Druckmittel angeschlossen, wobei im Strömungsweg des Druckmittels ein von aussen betätigbares Ventil, z.
B. ein elektrisch schmelzbarer Verschlusspfropfen, ein durch ein Zeitschaltwerk oder ein durch eine chemische Umsetzung betägbares Ventil, angeordnet ist.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 stellt den Schnitt einer mit örtlicher hydrostatischer Energie betätigten Vorrichtung dar.
Fig. 2 zeigt, gleichfalls im Schnitt, die Vorrichtung bei Betätigung durch die in der Vorrichtung aufgespeicherte Energie.
In das Futterrohr-l-wird mit Hilfe eines Kabels oder eines einen Stromleitungsdraht
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gesteuert, z. B. durch einen elektrischen Impuls über ein Relais, durch Erwärmung mittels geothermischer Wärme, durch ein Uhrwerk oder auf eine chemische oder sonstige Art geöffnet. Hiedurch strömt die im Bohrloch befindliche Flüssigkeit --4-- durch das geöffnete Einlassventil - in einen Raum über dem Kolben --7-- ein, der in der Kammer-6a-grösseren Durchmessers des aus zwei Arbeitskammern bestehenden Zylinders--6--bewegbar angeordnet ist.
Dadurch wird der Kolben --7-- mit der seiner Kolbenfläche und dem Druck entsprechenden Kraft nach abwärts gedrückt. Diese Druckkraft wird von der Kolbenstange --8-- auf den in der Kammer
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kleinerenüberdruck ausgesetzt, welcher dem Verhältnis der beiden Kolbenflächen entspricht. Der Kolben - drückt die Flüssigkeit aus der Kammer --10-- über ein Druckrohr ein
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Vertiefungen am oberen und unteren Ende der für seine Einspannung vorgesehenen Aussparung an. Der Verschlussmantel --15-- kann sich dabei nur nach aussen hin ausdehnen, weil ihn der Sperrkörper
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begrenzt bzw. verhindert.
Der aus den Teilen-15, 16 und 16a--bestehende Sperrkörper ist durch federnd
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Oberflächenverhältnis der Kolben --7 und 9--, sowie aus dem Druck der im Bohrloch befindlichen Flüssigkeit --4-- ergibt, und bleibt dann in dieser Grösse konstant. Ist der Schliessdruck erreicht, so wird der Balg--15--an das Futterrohr--l-angepresst, so dass der über und unter der Vorrichtung befindliche Futterrohrabschnitt voneinander getrennt ist.
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das Rückschlagventil --12-- verhindert, so dass der Sperrkörper im Futterrohr --1-- festsitzend zurückbleibt. Danach kann der Oberteil des Gerätes mit dem Zylinder --6-- mit Hilfe des Kabels aus dem Bohrloch herausgezogen werden. Nun können die nötigen Lagerstättenprüf- und Produktionsarbeiten vorgenommen werden.
Das Lösen der Schliessvorrichtung nach Durchführung der notwendigen Arbeiten erfolgt mit Hilfe eines am Seil --2-- hinabgelassenen Greifkopfes. Dieser erfasst den Fangkopf-19--, reisst beim Anziehen des Seiles mit dem Flansch --19a-- das auf Abscherung bemessene Löserohr-20-mit Hilfe des Bruchbolzens-21-ab. Infolgedessen sinkt der in der Flüssigkeitskammer-M-- herrschende überdruck auf den Druck im Bohrloch ab, wodurch es über das Löserohr zum
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eine mit den Schraubenköpfen --22-- zusammengebaute und durch Zug lösbare Verbindung sein ; ebenso kann auch das Druckrohr --11-- als eine lösbare Verbindung hergestellt werden. Der Oberteil
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Die erläuterte Ausführungsvariante des Schliessgerätes ist nur eine der verschiedenen Lösungsmöglichkeiten. So kann z. B. als Druckenergiequelle eine angeschlossene Energiespeicherflasche benützt werden, welche mit der Kammer--6a-grösseren Durchmessers des Gerätes bzw. dem Kolben--7--und dem Anlassventil --3-- verbunden ist, wobei der auf den Kolben-7einwirkende Druck von dem in der Gasflasche aufgespeicherten Medium geliefert wird.
Das Anlassen der Vorrichtung erfolgt mit dem Anlassventil-3-. Dieses Ventil kann verschiedene Ausführungsformen haben : Es kann z. B. ein Schmelzmetall aufweisen, welches mit der elektrischen Heizspirale--23--erhitzt wird, oder es kann ein Ventil sein, das von einem Uhrwerk geöffnet wird. Schliesslich kann es ein durch chemische Einwirkung lösbares oder mechanisch perforierbares Schliesselement sein ; auch andere auf Zeit eingestellte oder von über Tage betätigte
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Lösungen sind möglich.
Auch für die Energie zur Sicherung der Betätigung gibt es mehrere Lösungen, wie beispielsweise : hydrostatische Energie, geothermische Energie, aus chemischen Prozessen (z. B. durch Vergasung, Verdampfung, usw. ) freiwerdende Energie.
Eine solche Ausführungsvariante stellt Fig. 2 dar, bei deren Erörterung für die identischen Teile die
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die Anpresskraft ausübt, wird in die Energiespeicherkammer-25-des Sperrkörpers-16-- eingefüllt. Sodann wird das Gerät auf die gewünschte Teufe hinabgelassen.
Das die Druckkraft ausübende Gas kann über das Rohr-26-aus dem Energiespeicher --25-- in den Raum-14des Balges --15-- gelangen, wenn durch das Kabel-2a-der Heizspule-23-Strom zugeleitet wird, welche durch Schmelzen der Metalleinlage --27-- die Verbindung zwischen Kammer-25- und Rohr --26-- herstellt. Hierauf gelangt das komprimierte Gas durch das Rohr-26-in den Raum-14--, wo dann der Expansionsdruck den Balzan die Futterrohrwand-l-- anpresst.
Nach der Fixierung der Verschliessvorrichtung lösen sich die beiden Seile beim Anziehen aus den Ösen 24 ; ebenso reisst auch das Kabel-2a-bzw. die Stromverbindung der Spule --23-- ab.
Um das Schliessen der Vorrichtung zu lösen und das Gerät aus dem Bohrloch herauszunehmen, wird am Plazierungsseil der an dem konischen Greifkopf --19-- anschliessbare Fangkopf hinabgelassen. Ist die Verbindung hergestellt, dann wird das Plazierungsseil hochgezogen, wodurch der Greifkopf-19-zusammen mit seiner Sohlplatte-19a-bis an die Köpfe der Leitschrauben - gehoben wird. Am Schaft des Kopfes ist in der Querrichtung ein Brechbolzen-28-- durchgesteckt. Dieser übt beim Anheben eine Zugkraft auf den Querschnitt des Auslösungsrohres --29-- der Schliessvorrichtung aus und reisst es ab.
Infolgedessen kann aus der Kammer--14--der Gasdruck durch das Rohr-26--, unter der Sohlplatte-19a-des Kopfes-19-aus dem Gerät in das Bohrloch gelangen. Hiedurch gleicht sich der im Inneren des Gerätes herrschende Druck dem Druck der Umgebung an, so dass der Balg-15-zusammenschrumpft. Wird hienach der Greifkopf-19-weiter aufwärts bewegt, so erfasst die Sohlen platte --19a-- die Schraubenköpfe - und nimmt die Vorrichtung mit, so dass sie aus dem Bohrloch hinausgezogen werden kann.
Über das Rückschlagventil-30-kann die Anfüllung der Kammer-14-, nötigenfalls auch deren Entleerung durchgeführt werden.
Da mit technischen Unfällen, Beschädigungen oder andern Einwirkungen von aussen, z. B. bei
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Aluminium oder Weichguss, hergestellt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zum Verschliessen von Tiefbohrlöchern mittels eines an einem Seil oder Kabel auf die Einsatzstelle absenkbaren, mit einem durch ein Druckmittel aufblähbaren Balg versehenen Sperrkörpers, dessen Einlassrohrleitung, z. B. mit einem Rückschlagventil, verschliessbar und der mit einem Fangkopf versehen ist, so dass mittels eines mit dem Fangkopf zusammenwirkenden Greifkopfes die Vorrichtung nach Ausströmen des Druckmittels von der Einsatzstelle entfernt werden kann,
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Balg (15) bewirkende Sollbruchstelle (21, 28) aufweist, die in Sperrstellung der Vorrichtung beim Anziehen des Fangkopfes (19) bricht und das Druckmittel aus dem Balg ausströmen lässt, und dass zwischen dem Sperrkörper (16) und dem Fangkopf (19) eine erst nach dem Brechen der Sollbruchstelle wirksam werdende Zugverbindung (22)
vorgesehen ist, mittels der die Vorrichtung von der Einsatzstelle entfernt werden kann.