DE102004056545A1

DE102004056545A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Gewinnen von Informationen aus einer unterirdischen Formation

Info

Publication number: DE102004056545A1
Application number: DE102004056545A
Authority: DE
Inventors: Patrick Missouri City Fisseler; Tom Stafford Palmer; James Richmond Mather; Colin Houston Longfield; Richard Sugar Land Meehan; Jean-Marc Houston Follini; Jean-Michel Houston Hache
Original assignee: Schlumberger Technology BV
Current assignee: Schlumberger Technology BV
Priority date: 2003-11-24
Filing date: 2004-11-23
Publication date: 2005-06-23
Also published as: GB0424888D0; US7114562B2; CN1657744A; FR2862697B1; US7311142B2; RU2281392C2; CA2488302C; GB2408274B; CN1657744B; US20070039730A1; FR2862697A1; US20050109538A1; RU2004134198A; MXPA04011306A; CA2488302A1; GB2408274A

Abstract

Vorrichtung (10) zum Gewinnen von Informationen aus einer unterirdischen Formation (F), durch die sich ein Bohrloch (W) erstreckt, mit einem rohrförmigen Körper (12) und einem Meßkopf (22) daran, wobei der rohrförmige Körper (12) zum Verbinden mit einem Bohrstrang (112), der im Bohrloch (W) angeordnet ist, ausgestaltet und mit wenigstens einem einen erweiterten axialen Abschnitt (20) bildenden Vorsprung (14, 16, 18) entlang eines axialen Abschnitts ausgestattet ist, der Meßkopf (22) vom Körper (12) an oder nahe einer ersten Stelle (24) innerhalb des erweiterten axialen Abschnitts (20) des Körpers (12), wo die Querschnittsfläche des erweiterten axialen Abschnitts (20) minimal ist, getragen ist, wobei der Meßkopf (22) zwischen einer zurückgezogenen und einer ausgefahrenen Stellung bewegbar ist, und daß am Körper (12) ein Aktuator zum Bewegen des Meßkopfs (22) zwischen der zurückgezogenen und der ausgefahrenen Stellung angeordnet ist, wobei die ausgefahrene Stellung dem Berühren der Wand des Bohrlochs (W) und dem Gewinnen der Informationen aus der Formation (F) und die zurückgezogene Stellung dem Schutz des Meßkops (22) beim Bohren dient.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Gewinnen von Informationen aus einer unterirdischen Formation nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 35.

Der Betrieb von Ölbohrlöchern und die Förderung umfassen nach derzeitigem Stand der Technik eine Beobachtung verschiedener Parameter der unterirdischen Formation, durch die sich ein Bohrloch erstreckt. Ein Aspekt einer derartigen standardmäßigen Beurteilung einer Formation betrifft die Parameter Reservoir-Druck und Durchlässigkeit der Gesteinsformation des Reservoirs. Eine ununterbrochene Beobachtung von Parametern, wie beispielsweise dem Reservoir-Druck und der Durchlässigkeit, zeigen eine Änderung des Formationsdrucks über einen Zeitabschnitt an und sind zum Bestimmen der Kapazität und der Lebenszeit einer unterirdischen Formation wesentlich. Derzeit werden diese Parameter üblicherweise durch eine drahtgebundene Datenerfassung über ein "Formationsprüf"-Werkzeug erhalten. Diese Art der Messung erfordert eine zusätzliche Fahrt, d.h. der Bohrstrang muß aus dem Bohrloch herausgefahren werden, ein Formationsprüf-Werkzeug muß in das Bohrloch eingebracht werden, um die Formationsdaten zu gewinnen, und nachdem das Formationsprüf-Werkzeug wieder aus dem Bohrloch herausgefahren worden ist, muß der Bohrstrang zum Fortsetzen des Bohrens wieder in das Bohrloch eingebracht werden. Es ist üblich, Parameter einer Formation einschließlich des Drucks mit drahtgebundenen Formationsprüf-Werkzeugen, wie beispielsweise den aus US 3 934 468 , US 4 860 581 , US 4 893 505 , US 4 936 139 und US 5 622 223 bekannten, zu beobachten.

Die bekannten Formationsprüf-Werkzeuge sind jedoch nur in der Lage, Informationen zu gewinnen, während sie sich im Bohrloch und in physikalischem Kontakt mit der interessierenden Zone der Formation befinden. Da die zur Verwendung derartiger Formationsprüf-Werkzeuge erforderlichen Fahrten im Bohrloch jedoch erhebliche Mengen teurer Bohrzeit verbrauchen, finden sie üblicherweise nur dann statt, wenn die Informationen unbedingt erforderlich sind oder wenn der Bohrstrang beispielsweise zum Wechseln einer Bohrspitze oder aus anderen Gründen verfahren wird.

Die Verfügbarkeit von Informationen aus einer unterirdischen Formation auf einer Echtzeitbasis während der Bohraktivitäten ist eine wertvolle Eigenschaft. Beispielsweise gestattet eine Information über den Formationsdruck beim Bohren in Echtzeit, daß ein Bohrführer Entscheidungen betreffend Änderungen des Gewichts des Bohrschlamms und der Bohrschlammzusammensetzung sowie der Durchdringungsparameter viel früher treffen kann, um sichere Bohrarbeiten zu gewährleisten. Die Verfügarbeit in Echtzeit von Informationen über ein Reservoir ist ferner deshalb wünschenswert, damit das Gewicht der Bohrspitze präzise in Abhängigkeit von Änderungen des Formationsdrucks und der Durchlässigkeit gesteuert werden kann, so daß die Bohrarbeiten mit größtmöglicher Effizienz durchgeführt werden können.

Es ist daher auch wünschenswert, eine Vorrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, verschiedene Informationen aus einer unterirdischen Formation zu gewinnen, während sich der Bohrstrang mit den Schwerstangen, der Bohrspitze und anderen Bohrkomponenten im Bohrloch befindet, so daß die Notwendigkeit für ein Verfahren der Bohrwerkzeuge für den einzigen Zweck, Formationsprüfwerkzeuge in das Bohrloch einzubringen, um die Formationsparameter zu gewinnen, entfällt oder minimiert wird.

Insbesondere ist es wünschenswert, eine Vorrichtung zu schaffen, die einen ausfahrbaren Meßkopf zum Kontaktieren der Wand des Bohrlochs während einer Meßsequenz während des Bohrens des Bohrlochs verwendet. Der Meßkopf ist typischerweise im Inneren eines Abschnitt des Bohrstrangs angeordnet, beispielsweise im Werkzeugbund während normaler Bohrarbeiten. Der den Meßkopf umgebende Abschnitt eines derartigen Werkzeugbunds ist eine wichtige Komponente des Werkzeugs und ihre Ausführung hat einen erheblichen Einfluß auf die Qualität der Messungen, die Zuverlässigkeit des Werkzeugs und seine Fähigkeit, während Bohrarbeiten eingesetzt zu werden.

Der den Meßkopf umgebende Abschnitt ist jedoch typischerweise nicht geeignet, um den Meßkopf in der ausgefahrenen Stellung gegen mechanische Beschädigungen (Schneiden, Trümmer, Schläge gegen die Wand des Bohrlochs, Abrieb) und Erosion (infolge der im Ringraum zirkulierenden Flüssigkeiten) zu schützen.

Es ist zudem bekannt, daß die Geschwindigkeit zirkulierender Flüssigkeiten in einem Bohrloch eine direkte Auswirkung auf die Dicke und die Integrität des Schlammkuchens hat (je höher die Geschwindigkeit, desto geringer sind die Dichteigenschaften des Schlammkuchens), was wiederum zu einer örtlichen Erhöhung des Formationsdrucks nahe der Wand des Bohrlochs führt (was auch als "dynamic supercharging" oder "dynamische Überladung" bezeichnet wird). Hierdurch wird die Genauigkeit der Messung des Formationsdrucks durch einen Meßkopf an einem Werkzeug verringert. Um die Wirkungen der Geschwindigkeit zu verringern, wenn ein solches Werkzeug betrieben wird und Flüssigkeiten im Bohrloch zirkulieren, ist es wünschenswert, die Durchflußfläche im Ringraum zu erhöhen, wodurch die Geschwindigkeit der Flüssigkeit nahe des Meßkopfs verringert wird.

Viele der zum Durchführen von Messungen verwendeten Werkzeuge (drahtleitungs- und bohrstrangbasiert) verwenden ein Futter, einen Kolben oder eine andere Vorrichtung, die hydraulisch oder mechanisch zusammen mit einem Meßkopf oder entgegengesetzt zu diesem ausgefahren wird, um die Wand des Bohrlochs zu kontaktieren. Probleme ergeben sich dann, wenn im Werkzeug oder im diese Einrichtungen ausfahrenden und einholenden Aktuator ein Fehler auftritt, wodurch das Werkzeug ausgefahren bleibt oder im Bohrloch feststeckt. Häufig führt ein Zurückholen des Werkzeugs unter derartigen Umständen zu einer dauerhaften Beschädigung der hydraulischen Zylinder, wodurch das Werkzeug inoperabel wird oder es im schlimmsten Fall zu einem hydraulischen Leck kommt, der dazu führen kann, daß das Werkzeug mit Schlamm volläuft.

Es ist daher ferner wünschenswert, derartige Werkzeuge so auszugestalten, daß sie auch bei Auftreten eines derartigen Fehlers ohne Beeinträchtigung des Betriebs der hydraulischen und/oder mechanischen Komponenten zurückziehbar sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Gewinnen von Informationen aus einer unterirdischen Formation nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 35 zu schaffen, die eine Informationsgewinnung mit erhöhter Betriebssicherheit ermöglichen.

Diese Aufgabe wird entsprechend den Merkmalen der Ansprüche 1 bzw. 35 gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den beigefügten Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
1 ist eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Gewinnen von Informationen aus einer unterirdischen Formation.
2 ist eine Seitenansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung.
3 bis 6 sind vereinfachte Querschnitte der Vorrichtungen aus 1 und 2.
7A ist eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfin dungsgemäßen Vorrichtung.
7B und 7C sind Querschnitte durch die Ausführungsformen der 7A.
8 ist eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
9 ist eine Teilschnittansicht der Vorrichtung aus 8.
10A ist eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
10B ist ein Querschnitt durch die Vorrichtung der 10A.
11A zeigt ein Stabilisierblatt der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
11B ist ein Schnitt, der das Stabilisierblatt aus 11A zeigt.
11C ist eine Draufsicht auf einen Abschnitt des Stabilisierblatts aus 11A.
12 ist eine Schnittansicht durch eine weitere Ausführungsform eines Stabilisierblatts.
13A und 13B sind Schnittansichten, die einen Meßkopf zeigen, der bei einer Bewegung von einer zurückgezogenen zu einer ausgefahrenen Stellung eine Schutzabdeckung freigibt.
14 und 15 zeigen weitere Ausführungsformen der Schutzabdeckung der 13A und 13B.
16A und 16B zeigen einen axialen bzw. einen radialen Querschnitt einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Stützeinrichtung.
17A und 17B zeigen einen axialen bzw. einen radialen Querschnitt mit der Stützeinrichtung in einer zurückgezogenen Stellung, nachdem ein Teil der Stützeinrichtung abgeschert worden ist.
18 ist ein Querschnitt durch einen Bohrstrang mit einer weiteren Ausführungsform einer Stützeinrichtung.
18A ist eine Detailansicht der Stützeinrichtung aus 18.
19 zeigt einen Abschnitt eines Bohrstrangs mit einer weiteren Ausführungsform einer Stützeinrichtung.
20 zeigt einen bekannten Bohrturm mit einem Bohrstrang.
Der in 20 bekannte Bohrturm 110 ist landbasiert und über einem Bohrloch W angeordnet, das sich durch eine unterirdische Formation F erstreckt. Im dargestellten Beispiel ist das Bohrloch W auf bekannte Weise durch Rotationsbohren gebildet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren sind insbesondere beim dargestellten Beispiel, jedoch auch bei anderen Anwendungen, wie beispielsweise gerichteten Bohranwendungen und See-Bohrtürmen usw. verwendbar.
Ein eine Bohrspitze 115 an seinem unteren Ende umfassender Bohrstrang 112 ist im Bohrloch W eingehängt. Der Bohrstrang 112 wird durch einen Drehtisch 116 in Drehung versetzt, der über nicht dargestellte Mittel mit Energie versorgt wird und in einen Mitnehmer 117 am oberen Ende des Bohrstrangs 112 eingreift. Der Bohrstrang 112 ist über den Mitnehmer 117 und ein Drehgelenk 119 an einem Haken 118 aufgehängt, der an einem nicht dargestellten Hampelmann befestigt ist, wobei das Drehgelenk 119 eine Drehung des Bohrstrangs 112 relativ zum Haken 118 ermöglicht.
Bohrflüssigkeit oder Bohrschlamm 126 befindet sich in einer an der Bohrstelle ausgebildeten Grube 127. Eine Pumpe 129 liefert die Bohrflüssigkeit 126 an das Innere des Bohrstrangs 112 über eine Öffnung im Drehgelenk 119, wodurch ein Fluß der Bohrflüssigkeit 126, wie durch den Pfeil 109 dargestellt, nach unten durch den Bohrstrang 112 verursacht wird. Die Bohrflüssigkeit 126 verläßt den Bohrstrang 112 durch Öffnungen in der Bohrspitze 115 und zirkuliert dann nach oben durch den Ringraum zwischen der Außenseite des Bohrstrangs 112 und der Wand des Bohrlochs W, wie es durch die Pfeile 132 illustriert ist. Auf diese Weise schmiert die Bohrflüssigkeit 126 die Bohrspitze 115 und trägt herausgeschnittene Formationsteile an die Oberfläche, wenn sie für Rezirkulation zur Grube 127 zurückgeführt wird.
Der Bohrstrang 112 enthält ferner eine Bohrlochbodenanordnung 100 in der Nähe der Bohrspitze 115, d.h. innerhalb weniger Schwerstangenabschnitte von der Bohrspitze 115 entfernt. Die Bohrlochbodenanordnung umfaßt Einrichtungen zum Messen, Verarbeiten und Speichern von Informationen sowie zur Kommunikation mit der Oberfläche. Die Bohrlochbodenanordnung umfaßt ferner eine Schwerstange 130 zum Durchführen verschiedener anderer Meßfunktionen sowie eine Unteranordnung 150 zur Kommunikation mit der Erdoberfläche.
Der dargestellte Bohrstrang 112 ist ferner mit einem Stabilisator 300 versehen. Derartige Stabilisatoren 300 werden verwendet, um der Tendenz eines Bohrstrangs zum "Taumeln" entgegenzuwirken, durch die der Bohrstrang, während er sich im Bohrloch dreht, dezentralisiert wird, was zu Abweichungen in der Richtung des Bohrlochs vom gewünschten Weg, der beispielsweise eine gerade, senkrechte Linie ist, führen kann. Solche Abweichungen können zu erheblichen seitlichen Kräften auf Bohrstrangabschnitte sowie die Bohrspitze führen, wodurch sich die Abnutzung beschleunigt. Dies kann verhindert werden, indem ein Mittel zum Zentralisieren der Bohrspitze und in gewissem Maße des Bohrstrangs im Bohrloch bereitgestellt wird. Bekannte Beispiele von Werkzeugen zum Zentralisieren umfassen Rohrschützer und andere Werkzeuge sowie Stabilisatoren. Die vorliegende Erfindung ist in jedem dieser Werkzeuge sowie weiteren verwendbar.
1 zeigt eine Vorrichtung 10 für einen Bohrstrang zum Gewinnen von Informationen aus einer unterirdischen Formation, durch die sich ein Bohrloch erstreckt. Die Vorrichtung 10 umfaßt einen rohrförmigen Körper 12, der zur Verbindung mit einem im Bohrloch angeordneten Bohrstrang, beispielsweise in der in 20 dargestellten Weise vorgesehen ist. Der Körper 12 ist entlang eines axialen Abschnitts mit einem Vorsprung oder mehreren Vorsprüngen 14, 16, 18 versehen, die einen erweiterten axialen Abschnitt 20 bilden. Der Begriff „Vorsprung" wird hier verwendet, um Abschnitte der Vorrichtung 10 zu bezeichnen, sich vom Körper 12 auswärts erstrecken, und umfaßt insbesondere Rippen, Blätter, Zapfen, Flügel und dergleichen, die dazu geeignet sind, den Körper 12 durch einen Kontakt mit der Wand W des Bohrlochs zu stabilisieren oder zu zentralisieren.
Bei oder in der Nähe einer ersten Stelle 24 im erweiterten axialen Abschnitt 20 des Körpers 12, wo die Querschnittsfläche des erweiterten axialen Abschnitts 20 minimal ist, ist ein Meßkopf 22 vom Körper 12 getragen. Der Begriff "Meßkopf" umfaßt hier auch eine Sonde, eine Verbindungsvorrichtung zu einer an anderer Stelle angeordneten Meßvorrichtung u.dgl. Der Meßkopf 22 ist zwischen einer zurückgezogenen und einer ausgefahrenen Stellung auf bekannte Weise bewegbar. Ein nicht dargestellter hydraulischer oder elektrischer Aktuator ist vom Körper 12 zum Bewegen des Meßkopfs 22 zwischen seiner zurückgezogenen und seiner ausgefahrenen Stellung getragen. Die ausgefahrene Stellung ermöglicht, daß der Meßkopf 22 mit der Wand des Bohrlochs in Berührung gelangt, was hier synonym auch als Eingriff mit der Wand bezeichnet wird, (s. z.B. 4) und Informationen aus einer unterirdischen interessierenden Formation gewinnt, während die zurückgezogene Stellung (s. z.B. 11B) dem Schutz des Meßkopfs beim Bohren dient. Ein Beispiel eines verwendbaren hydraulischen Aktuators ist US 6 230 557 beschrieben.
Die dargestellte Vorrichtung 10 umfaßt zwei Sektionen, die als Schutzsektion PS und als Zentralisiersektion CS bezeichnet werden, vgl. 1 und 2. Zusammen verbessern die beiden Sektionen die Zuverlässigkeit der Vorrichtung 10 sowie die Qualität der Messungen, die sie liefert.
Der Hauptzweck der Schutzsektion PS besteht darin, den Meßkopf 22 gegen eine mechanische Beschädigung infolge von Schnitten, Trümmern, Schlägen gegen die Wand des Bohrlochs und Abrieb sowie infolge von Erosion zu schützen, die durch im Ringraum im Bohrloch zirkulierende Flüssigkeiten hervorgerufen wird. Es ist bekannt, daß die Geschwindigkeit von Flüssigkeiten, wie beispielsweise dem Bohrschlamm 126, der in einem Bohrloch zirkuliert, einen direkten Einfluß auf die Dicke und die Integrität des Schlammkuchens hat, d.h. je höher die Geschwindigkeit ist, desto niedriger sind die Dichteigenschaften des Schlammkuchens. Dies führt wiederum zu einer örtlichen Erhöhung des Formationsdrucks nahe der Wand des Bohrlochs, was als dynamische Überladung bekannt ist. Dieser Effekt führt zu einer Verringerung der Genauigkeit der Messung des Formationsdrucks durch den Meßkopf 22 einer Vorrichtung 10. Um die Geschwindigkeitseffekte zu verringern, während ein solches Werkzeug betrieben wird und Flüssigkeiten im Bohrloch zirkulieren, wird vorzugsweise der Querschnitt der Vorrichtung 10 in der Schutzsektion PS auf einem Minimum gehalten (vgl. z.B. 4), wodurch im Ringraum eine größere Durchflußfläche entsteht und sich die Geschwindigkeit der Flüssigkeit nahe des Meßkopfs 22 verringert.
Ein typischer Betrieb der Vorrichtung 10 führt zu hohen auf den Meßkopf 22 wirkenden Kontaktkräften. Es ist daher möglich und im allgemeinen anzuraten, zumindest eine Stützeinrichtung wie beispielsweise einen Stützkolben (s. 5) oder eine Stützplatte (s. 6) im Inneren eines der Vorsprünge 14, 16, 18 der Zentralisiersektion CS zum Bewegen zwischen ausgefahrenen und zurückgezogenen Stellungen vorzusehen, wie nachstehend beschrieben ist. Derartige Stützeinrichtungen können auch im Inneren der Vorsprünge in der Schutzsektion PS angeordnet sein. Die Stützeinrichtungen können hydraulisch oder mechanisch auf bekannte Weise betätigt werden. Ein Beispiel eines geeigneten hydraulischen Aktuators ist in US 2003/0098156 A1 beschrieben.
Während 1 ein Beispiel der Vorrichtung 10 mit zwei Zentralisiersektionen CS zeigt, ist in 2 ein Beispiel der Vorrichtung 10 mit nur einer Zentralisiersektion CS dargestellt. Der Hauptzweck der Zentralisiersektion(en) CS besteht darin, die Vorrichtung 10 innerhalb der Wand des Bohrlochs W zu zentralisieren, um eine bessere Abdichtung des Meßkopfs 22 sicherzustellen, wenn dieser in eine ausgefahrene Stellung bewegt wird. Das Profil der Zentralisiersektion PS ist ähnlich zu dem eines üblichen Spiralblatt-Stabilisators, um Schläge auf die Vorrichtung 10 während des Rotationsbohrens sowie ein Drehmoment und einen Widerstand zu verringern. 3 zeigt ein Beispiel einer dreiblättrigen Zentriersektion CS, wobei jedoch auch vier oder mehr Blätter vorgesehen sein können.
Der Körper 12 der Vorrichtung 10 kann eine Schwerstange, ein Stabilisator (rotierend oder nicht rotierend) mit mehreren Rippen/Blättern zum Stabilisieren der Schwerstange oder eine Zentralisiereinrichtung sein, die mit mehreren Rippen/Blättern zum Zentralisieren des Bohrstrangs versehen ist.
Der in 1 dargestellte Körper 12 ist mit einem Vorsprung 14 versehen, der eine erste Rippe bildet, die sich im wesentlichen über die Länge des erweiterten axialen Abschnitts 20 erstreckt. Der Körper 12 ist ferner mit Vorsprüngen 16, 18 versehen, die zweite und dritte Rippen bilden, die jeweils eine Länge aufweisen, die weniger als die Länger der ersten Rippe 14 beträgt. Die zweiten und dritten Rippen 16, 18 dieser Ausführungsform sind auf entgegengesetzten Seiten des Mittelpunkts des erweiterten axialen Abschnitts 20 angeordnet. Die erste Stelle 24 befindet sich im Mittelpunkt des erweiterten axialen Abschnitts 20.
Der Körper 12 kann ferner mit einer vierten Rippe versehen sein, die sich im wesentlichen über die Länge des erweiterten axialen Abschnitts entgegengesetzt zur ersten Rippe erstreckt (s. z.B. 7A und 7B).
In der in 1 dargestellten Ausführungsform ist die erste Rippe 14 in der Nähe ihrer Enden helixförmig gewunden und zwischen ihren Enden linear in Axialrichtung. Jede der Rippen kann jedoch helixförmig gewunden, schräg gestellt, oder in Axialrichtung linear sein (s. 7A). Zudem kann wenigstens eine der Rippen eine Dicke aufweisen, die sich im Verlauf ihrer Länge ändert (s. 10A).
Der in 4 dargestellte Meßkopf 22 umfaßt typischerweise eine Leitung 23, die innerhalb eines sogenannten Packers, d.h. einer ringförmigen Dichtung 25, angeordnet ist sowie einen Sensor S, der mit der Leitung 23 zum Messen einer Eigenschaft der Formation in Flüssigkeitsverbindung steht. Der Sensor S kann beispielsweise ein Drucksensor sein, der zum Messen des Porendrucks der Formation ausgestaltet ist, wenn der Meßkopf 22 zum Eingriff mit der Wand W des Bohrlochs ausgefahren ist.
Bei der in 11A bis 11C dargestellten Ausführungsform befindet sich die erste Stelle 24 auf einer Rippe 14 innerhalb des erweiterten axialen Abschnitts 20 und der Meßkopf 22 ist zumindest teilweise in einer Bohrung 28a/28b in einem Kanal 26, der in der Rippe an oder nahe der ersten Stelle 24 (s. auch 1) gebildet ist, getragen. Die Rippe 14 erstreckt sich radial über den zurückgezogenen Meßkopf 22 hinaus, so daß der Meßkopf 22 um einen Abstand D in der Rippe 14 zurückgesetzt ist, wenn der Meßkopf 22 zurückgezogen ist. Der Kanal 26 hat eine Weite, die dazu bemessen ist, nahe an einem Abschnitt des Meßkopfs 22 (d.h. Dichtung 25) heran zu grenzen und der Kanal 26 erstreckt sich quer (im allgemeinen azimutal) vom Meßkopf 22 durch eine Seite der Rippe 14 gegenüber der Richtung der Bohrstrangdrehung (unter der Annahme einer Rotationsbohrung, s. Pfeil 27), wie insbesondere in 11A und 11C dargestellt ist. Auf diese Weise können Trümmer aus dem Bohrloch entlang des Kanals 26 während des Bohrens vom Meßkopf 22 wegfließen. Im Gegensatz hierzu weist die Rippe 14' der 12 keinen Kanal für Trümmer bzw. Abstand D zum Zurücksetzen des Meßkopfs auf, so daß dementsprechend Trümmer 30 sich aufhäufen, die die Bewegung des Meßkopfs 22 in einem oberen Abschnitt 28a der Bohrung behindern können.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann, wie in 13 bis 15 dargestellt, eine Abdeckung 32 aufweisen, die lösbar um den Meßkopf 22 im oberen Abschnitt 28a der Bohrung befestigt ist, um den Meßkopf 22 beim Bohren zu schützen, bevor der Meßkopf 22 das erste Mal aus dem Abschnitt 28a der Bohrung in seine ausgefahrene Stellung bewegt wird. Auf diese Weise gibt die Bewegung des Meßkopfs 22 durch den nicht dargestellten Aktuator in die ausgefahrene Stellung (siehe 13B) des Meßkopfs 22 die Abdeckung 32 vom Meßkopf 22 frei und positioniert den Meßkopf 22 in Eingriff oder Berührung mit der Wand des Bohrlochs, um Informationen aus der Formation F zu gewinnen. Die Abdeckung 32 ist vorzugsweise aus einem bohrbaren Material hergestellt.
Der Meßkopf 22 ist vorzugsweise im wesentlichen zylindrisch und in einem entlang eines Abschnitts des Körpers 12 der Vorrichtung 10 gebildeten Vorsprung, beispielsweise der Rippe 14, zur Bewegung in der Bohrung 28a/28b getragen. Die Abdeckung 32 weist eine zylindrische Seitenwand auf, die so bemessen ist, daß sie genau in einen Ringraum paßt, der zwischen dem Meßkopf 22 und der Wand des Abschnitts 28a der Bohrung gebildet wird, wenn der Meßkopf 22 zurückgezogen ist (siehe 13A).
In der in 14 dargestellten Ausführungsform ist in der Wand des oberen Abschnitts 28a der Bohrung im Vorsprung eine erste ringförmige Rille gebildet, während eine zweite ringförmige Rille in der Seitenwand der Abdeckung 32' gebildet ist. Die beiden ringförmigen Rillen sind, wenn die Abdeckung 32 am Meßkopf 22 befestigt ist, ausgerichtet, um einen toroidalen Raum zu bilden. Ein abscherbarer Ring 34 ist im toroidalen Raum angeordnet, um die Abdeckung 32' lösbar mit dem Abschnitt 28a der Bohrung zu verbinden.
Alternativ hierzu kann, wie in 15 dargestellt, eine ringförmige Rille 29 in der Wand des Abschnitts 28a der Bohrung in der Rippe 14 ausgebildet sein, wobei die Seitenwand einer Abdeckung 32'' mit einem abscherbaren ringförmigen Flansch 33 an einem Ende davon versehen ist, der in die ringförmige Rille 29 paßt.
Die Vorrichtung 10 kann, wie in 16 bis 19 dargestellt, ferner eine Stützeinrichtung 40 aufweisen, die vom Körper 12 azimutal (radial) gegenüber dem Meßkopf 22 (vgl. auch 4 mit 5 und 6) getragen und zwischen einer zurückgezogenen und einer ausgefahrenen Stellung bewegbar ist. Die Stützeinrichtung 40 ist so ausgestaltet, daß sie an einer bestimmten Stelle abschert, wenn eine vorgegebene Scherlast erreicht wird. Der Körper 12 trägt ferner einen Betätiger oder Aktuator für die Stützeinrichtung, um die Stützeinrichtung zwischen ihrer zurückgezogenen und ihrer ausgefahrenen Stellung wie vorstehend beschrieben zu bewegen. Die ausgefahrene Stellung dient dazu, den Eingriff des Meßkopfs mit der Wand des Bohrlochs dadurch zu unterstützen, daß die Kontaktfläche zwischen der Wand des Bohrlochs und der Stützeinrichtung und somit die durch die Vorrichtung 10 auf den Meßkopf 22 ausgeübte Reaktionskraft erhöht werden, wenn die Stützeinrichtung ausgefahren ist. Die zurückgezogene Stellung dient dem Schutz der Stützeinrichtung beim Bohren.
In der Ausführungsform der 16 und 17 umfaßt die Stützeinrichtung 40 einen Kolbenkörper 42, der in einer Bohrung 41 im Körper 12 für eine Bewegung zwischen einer zurückgezogenen und einer ausgefahrenen Stellung getragen ist. Die Stützeinrichtung 40 umfaßt ferner einen Kolbenkopf 44, der zumindest teilweise in einer Bohrung im Kolbenkörper 42 für eine Bewegung zwischen der zurückgezogenen und der ausgefahrenen Stellung getragen ist. Der Kolbenkopf 44 ist dazu ausgestaltet, bei Auftreten einer vorbestimmten Scherlast abzuscheren.
Die Scherfähigkeit des Kolbenkopfs 44 kann durch geeignete Materialauswahl erzielt werden. Beispielsweise kann der Kolbenkopf 44 ein Material mit einer verhältnismäßig geringen Scherstärke aufweisen. Geeignete Materialien umfassen Aluminium-Legierungen und gerichtete Faserzusammensetzungen. Das Abscheren kann durch eine Erosion und/oder durch einen Scherbruch erreicht werden.
Die Scher- oder Opferausführung des Kolbenkopfs 44 kann ferner gegebenenfalls zusätzlich zur Materialauswahl durch eine mechanische Ausgestaltung erreicht werden. Beispielsweise kann der Kolbenkopf 44 eine aus Metall gebildete mittlere Basis 46 und einen um die mittlere Basis 46 herum gebildeten äußeren zusammengesetzten Mantel 48 aufweisen. In dieser Ausführungsform kann die Basis 46 darin ausgebildete Rillen für einen mechanischen Eingriff durch den Mantel 48 aufweisen. Derartige Rillen können zudem als bevorzugte Scherbruchstellen dienen, da sie die lasttragende Querschnittsfläche des Kolbenkopfs 44 verringern. Die Basis 46 ist vorzugsweise aus einem bohrbaren Material gebildet, da große Stücke abbrechen und im Bohrloch stecken bleiben können, wenn der Kolbenkopf 44 versagt.
Insbesondere weist der zusammengesetzte Mantel 48 einen vergrößerten Außendurchmesser an einem distalen Ende auf, der einen pilzförmigen Kopf 50 mit einer Schulter 49 bildet (siehe 16B). Die Schulter 49 weist darin ausgebildete radiale Rillen auf, die Kanäle zum Abfluß von Trümmern aus der Schulter 49 bereitstellen, wodurch die Wahrscheinlichkeit dafür sinkt, daß Trümmer zwischen dem Kopf 50 und dem Körper 12 gefangen werden, wenn der Kolbenkopf 44 in seine zurückgezogene Position bewegt wird.
Der Kolbenkörper 42 verbleibt im Körper 12 der Vorrichtung 10 selbst dann zurückgezogen, wenn die Stützeinrichtung 40 vollständig ausgefahren ist. Damit erstreckt sich lediglich der Kolbenkopf 44 aus dem Werkzeug heraus. Der Kolbenkörper 42 enthält alle Dichtoberflächen zwischen der "sauberen" Hydraulik in der Vorrichtung 10 und dem Schlamm im Bohrloch. Im Fall des Versagens, bei dem die Vorrichtung 10 im Bohrloch W steckenbleibt, könnte sie freigezogen werden, was zu einem Scherbruch des Kolbenkopfs 44 (siehe 17A und 17B) ohne Beschädigung des Kolbenkörpers 42 oder der Dichtung der Hydraulik führt. Da das Material des Kolbenkopfs 44 bohrbar ist, würden selbst große Stücke davon die Bohrarbeiten nicht stören.
16A und 16B zeigen einen axialen bzw. einen radialen Querschnitt durch die Stützeinrichtung 40 in vollständig ausgefahrenem Zustand. Der Kolbenkörper 42 bleibt auch hier vollständig im Außendurchmesser des Körpers 12 zurückgezogen, selbst in der vollständig ausgefahrenen Stellung. 17A und 17B zeigen den Kolbenkörper 42 in der vollständig zurückgezogenen Stellung ohne den Teil des Kolbenkopfs 44, der abgeschert, d.h. geopfert worden ist.
Wenn die Vorrichtung 10 feststeckt und ein Herausziehen erforderlich wird, gibt es mehrere Arten, auf die der Kolbenkopf 42 versagen kann, und zwar abhängig von der Strecke, um die er ausgefahren ist und der Rauheit der Wand des Bohrlochs W. Wenn der Kolbenkopf 42 nur teilweise herausgefahren ist, beispielsweise in einem Bohrloch, das nur geringfügig größer ist als der Durchmesser der Vorrichtung 10, kann das Material des Kolbens beim Herausziehen der Vorrichtung 10 durch Reiben gegen die Wand des Bohrlochs abgerieben werden. In einem Bohrloch mit größerem Durchmesser oder in einem sehr unebenen Bohrloch wird der Kolbenkopf 44 beim Herausziehen in große Stücke brechen, da um die Basis des Kolbens ein großes Moment auftritt und die Wahrscheinlichkeit, daß der Kolbenkopf an einem Vorsprung oder einem ähnlichen Hindernis im Bohrloch hängenbleibt, sehr hoch ist.
Wie erwähnt, können die Materialien des Kolbenkopfs 44 auf Stärke, Elastizität, Abrieb und Erosionsbeständigkeit getrimmt sein. In der einfachsten Ausführungsform kann der Kolbenkopf aus einem Metall geringer Stärke, wie etwa einer Aluminium-Legierung, gebildet sein. Eine weitere Option besteht in der Verwendung einer gerichteten Faserzusammensetzung. Diese Option kann verwendet werden, um sowohl die Stauch- als auch die Schereigenschaften des Kolbenkopfs nahezu unabhängig voneinander individuell einzustellen. Hierdurch kann der Kolbenkopf mit einer besonders hohen Stärke in bezug auf eine Stauchung für die normalen Einsatzzwecke und einer verhältnismäßigen Schwäche in bezug auf Scherkräfte ausgestaltet werden, damit er bei einer für eine drahtleitungsgebundene Anwendung oder das Bohrrohr geeigneten Zugkraft abscheren kann.
Der in 18 und 19 dargestellte Kolbenkopf 44' kann so ausgestaltet sein, daß er in einem Kolbenkörper 42' der Stützeinrichtung 40' kollabiert, anstatt die Stützeinrichtung 40' abzuscheren, abzureiben oder zu erodieren. Dies wird unter Verwendung von Scherstiften 52 zum Verbinden des Kolbenkopfs 44' und des Kolbenkörpers 42' sowie einer Platte oder eines "Schuhs" 50 erreicht, der an einem Stift 51 schwenkbar befestigt ist, um eine axiale Last an die Scherstifte 52 zu liefern, wenn der Schuh 50 mit einem Betrag belastet wird (beispielsweise infolge eines starken Eingriffs mit der Wand des Bohrlochs W), die den vorgegebenen Schwellenwert zum Abscheren übersteigt.
Der schwenkbar befestigte Schuh 50' kann axial (siehe 19) anstelle von radial (wie in 18) aufgehängt sein, um die Scherstifte 52 mit der gewünschten Last zu beaufschlagen, abhängig von der bevorzugten Methode zum Zurückziehen. Wenn eine Drehung der Vorrichtung 10 die bevorzugte Methode ist, ist der Schuh 50 vorzugsweise wie in 18 dargestellt ausgerichtet. Wenn die bevorzugte Methode zum Herausziehen der Vorrichtung 10 darin besteht, axial am Bohrstrang zu ziehen, ist der Schuh 50' vorzugsweise wie in 19 dargestellt ausgerichtet. Der Vorteil dieses Verfahrens gegenüber den vorstehend beschriebenen Verfahren besteht darin, daß in dem Bohrloch keine großen Stücke zurückgelassen werden, wobei jedoch die Einfachheit leidet.

Claims

Vorrichtung (10) zum Gewinnen von Informationen aus einer unterirdischen Formation (F), durch die sich ein Bohrloch (W) erstreckt, mit einem rohrförmigen Körper (12) und einem Meßkopf (22) daran, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Körper (12) zum Verbinden mit einem Bohrstrang (112), der im Bohrloch (W) angeordnet ist, ausgestaltet und mit wenigstens einem einen erweiterten axialen Abschnitt (20) bildenden Vorsprung (14, 16, 18) entlang eines axialen Abschnitts ausgestattet ist, der Meßkopf (22) vom Körper (12) an oder nahe einer ersten Stelle (24) innerhalb des erweiterten axialen Abschnitts (20) des Körpers (12), wo die Querschnittsfläche des erweiterten axialen Abschnitts (20) minimal ist, getragen ist, wobei der Meßkopf (22) zwischen einer zurückgezogenen und einer ausgefahrenen Stellung bewegbar ist, und daß am Körper (12) ein Aktuator zum Bewegen des Meßkopfs (22) zwischen der zurückgezogenen und der ausgefahrenen Stellung angeordnet ist, wobei die ausgefahrene Stellung dem Berühren der Wand des Bohrlochs (W) und dem Gewinnen der Informationen aus der Formation (F) und die zurückgezogene Stellung dem Schutz des Meßkopfs (22) beim Bohren dient.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (12) eine Schwerstange ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (12) ein Stabilisator (300) ist, der mit mehreren Rippen zum Stabilisieren des Bohrstrangs (112) versehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (12) eine Zentralisiereinrichtung mit mehreren Rippen zum Zentralisieren des Bohrstrangs (112) ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (12) mit einer ersten Rippe, die sich im wesentlichen über die Länge des erweiterten axialen Abschnitts (20) erstreckt, und einer zweiten sowie dritten Rippe versehen ist, die jeweils eine Länge aufweisen, die geringer ist, als die Hälfte der Länge der ersten Rippe und die an entgegen gesetzten Seiten des Mittelpunkts des erweiterten axialen Abschnitts (20) angeordnet sind, und daß die erste Stelle (24) sich am Mittelpunkt des erweiterten axialen Abschnitts (20) befindet.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Körper (12) eine vierte Rippe vorgesehen ist, die sich im wesentlichen über die Länge des erweiterten axialen Abschnitts (20) radial gegenüber der ersten Rippe erstreckt.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Rippe nahe ihrem Ende helixartig gewunden und zwischen den Enden in Axialrichtung linear ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen helixartig gewunden, schräg gestellt oder in Axialrichtung linear sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Rippen eine Dicke aufweist, die sich über ihre Länge ändert.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf (22) eine Leitung (23) aufweist, die in einer ringförmigen Abdichtung (25) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktuator eine hydraulische Flüssigkeit zum Bewegen des Meßkopfs (22) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktuator zum Verwenden von elektrischer Energie zum Bewegen des Meßkopfs (22) ausgestaltet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensor (S) in Flüssigkeitsverbindung mit der Leitung (23) zum Messen einer Eigenschaft der Formation (F) steht.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (S) ein Drucksensor zum Messen des Porendrucks der Formation (F) ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Stelle (24) an einem Vorsprung (14, 16, 18) innerhalb des erweiterten axialen Abschnitts (20) angeordnet ist, und der Meßkopf (22) zumindest teilweise in einem Kanal (26) getragen ist, der im Vorsprung (14, 16, 18) an oder nahe der ersten Stelle (24) gebildet ist, wobei der Vorsprung (14, 16, 18) sich radial über den zurückgezogenen Meßkopf (22) derart hinaus erstreckt, daß der Meßkopf (22) im Vorsprung (14, 16, 18) zurückgesetzt ist, wenn der Meßkopf (22) zurückgezogen ist, wobei der Kanal (26) eine Weite (D) aufweist, die so bemessen ist, daß ein Abschnitt des Meßkopfs (22) und des Kanals (26), der sich azimutal vom Meßkopf (22) durch eine Seite des Vorsprungs (14) erstreckt, eng begrenzt wird, wobei während des Bohrens Trümmer vom Meßkopf (22) entlang des Kanals (26) aus dem Bohrloch (W) wegfließen können
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (26) sich azimutal im Uhrzeigersinn vom Meßkopf (22) erstreckt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abdeckung (32) lösbar um den Meßkopf (22) herum befestigt ist zum Schützen des Meßkopfs (22) beim Bohren, bevor der Meßkopf (22) das erste Mal in seine ausgefahrene Stellung bewegt wird, und daß die Bewegung des Meßkopfs (22) durch den Aktuator in die ausgefahrene Stellung des Meßkopfs (22) die Abdeckung (32) vom Meßkopf (22) löst und den Meßkopf (22) in Eingriff mit dem Bohrloch bringt, (W) um Informationen über die Formation (F) zu gewinnen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf (22) im wesentlichen zylindrisch und zur Bewegung in einer Bohrung in einem entlang eines Abschnitts des Körpers (12) gebildeten Vorsprung (14, 16, 18) getragen ist, und daß die Abdeckung (32) eine ununterbrochene zylindrische Seitenwand aufweist, die so bemessen ist, daß sie genau in einen zwischen dem Meßkopf (22) und der Wand der Bohrung im Vorsprung (14, 16, 18) gebildeten Ringraum paßt, wenn der Meßkopf (22) zurückgezogen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wand der Bohrung im Vorsprung eine erste ringförmige Rille gebildet ist und eine zweite ringförmige Rille in der Seitenwand der Abdeckung (32) gebildet ist, wobei die beiden Rillen im gesicherten Zustand der Abdeckung (32) um den Meßkopf (22) ausgerichtet sind, um einen toroidalen Raum zu bilden, und daß ein abscherbarer Ring (34) im toroidalen Raum zum lösbaren Sichern der Abdeckung (32) an der Bohrung des Vorsprungs vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wand der Bohrung im Vorsprung eine ringförmige Rille gebildet ist und die Seitenwand der Abdeckung (32) mit einem abscherbaren ringförmigen Flansch (33) an einem Ende versehen ist, der in die Rille paßt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stützeinrichtung (40) vorgesehen und vom Körper (12) azimutal gegenüber dem Meßkopf (22) getragen und zwischen einer zurückgezogenen und einer ausgefahrenen Stellung bewegbar ist, wobei die Stützeinrichtung (40) zum Abscheren an einer bestimmten Stelle beim Auftreten einer vorbestimmten Scherlast ausgestaltet ist, und daß ein Aktuator für die Stützeinrichtung (40) vorgesehen und vom Körper (12) getragen ist zum Bewegen der Stützeinrichtung (40) zwischen der zurückgezogenen und der ausgefahrenen Stellung, wobei die ausgefahrene Stellung der Unterstützung des Eingriffs des Meßkopfs (22) mit der Wand des Bohrlochs (W) dient, und die zurückgezogene Stellung dem Schutz der Stützeinrichtung (40) beim Bohren dient.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf (22) im wesentlichen zylindrisch und zum Bewegen in einer Bohrung im Vorsprung getragen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf (22) im wesentlichen zylindrisch und für eine Bewegung in einer Bohrung im Vorsprung getragen ist, wobei die Bohrung den Kanal (26) durchdringt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützeinrichtung einen Kolbenkörper (42) umfaßt, der in einer Bohrung im Körper (12) zur Bewegung zwischen einer zurückgezogenen und einer ausgefahrenen Stellung getragen ist, und ein Kolbenkopf (44) vorgesehen ist, der zumindest teilweise in einer Bohrung im Kolbenkörper (42) für eine Bewegung zwischen einer zurückgezogenen und einer ausgefahrenen Stellung getragen ist, wobei der Kolbenkopf (44) zum Abscheren beim Auftreten einer vorgegebenen Scherlast ausgestaltet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenkopf (44) ein Material mit einer verhältnismäßig geringen Scherstärke aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Material eine Aluminium-Legierung ist.
Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Material eine gerichtete Faserzusammensetzung ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenkopf (44) zum Abscheren durch Erosion ausgestaltet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenkopf zum Abscheren durch Scherbruch ausgestaltet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenkopf eine aus Metall gebildete mittlere Basis (46) und einen äußeren zusammengesetzten Mantel (48) aufweist, der um die mittlere Basis (46) herum gesichert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Basis (46) darin ausgebildete Rillen für einen Eingriff des Mantels (48) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen bevorzugte Scherbruchstellen bilden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 30 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß der zusammengesetzte Mantel (48) an einem distalen Ende einen vergrößerten Außendurchmesser aufweist, der einen pilzförmigen Kopf (50) mit einer Schulter (49) bildet.
Vorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Schulter (49) darin ausgebildete radiale Rillen aufweist, die Kanäle zum Abfluß von Trümmern von der Schulter (49) bereitstellen, wodurch die Wahrscheinlichkeit dafür, daß Trümmer zwischen dem Kopf (50) und dem ringförmigen Körper (12) eingefangen werden, wenn der Kolbenkopf (44) in die zurückgezogene Stellung bewegt wird, verringert wird.
Verfahren zum Gewinnen von Informationen aus einer unterirdischen Formation (F), durch die sich ein Bohrloch (W) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß ein rohrförmiger Körper (12) mit wenigstens einem Vorsprung (14, 16, 18) entlang eines axialen Abschnitts zum Bilden eines verbreiteten axialen Abschnitts (20) sowie mit einem bewegbaren Meßkopf (22) an oder nahe einer ersten Stelle (24) am Körper (12) innerhalb des erweiterten axialen Abschnitts (20), wo die Querschnittsfläche des erweiterten axialen Abschnitts (20) ein Minimum aufweist, versehen wird, der Körper (12) mit einem Bohrstrang (112) verbunden wird, der Bohrstrang (112) im Bohrloch (W) angeordnet wird, und der Meßkopf (22) so ausgefahren wird, daß der Meßkopf (22) mit der Wand des Bohrlochs (W) in Eingriff gerät, um Informationen aus der Formation (F) zu gewinnen, und der Meßkopf (22) zum Schutz des Meßkopfs (22) während des Bohrens zurückgezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (14, 16, 18) einen darin ausgebildeten Kanal (26) aufweist, der sich quer durch zumindest eine Seite des vorstehenden Abschnitts (14, 16, 18) erstreckt, und der bewegliche Meßkopf (22) zumindest teilweise im Kanal (26) getragen wird, und wobei beim selektiven Ausfahren des Meßkopfs (22) der Meßkopf (22) mit der Wand des Bohrlochs (W) zum Gewinnen von Informationen aus der Formation (F) in Eingriff gerät, und der Meßkopf (22) in eine zurückgezogene Stellung im vorspringenden Abschnitt zurückgezogen wird, wodurch Trümmer im Bohrloch (W) beim Bohren entlang des Kanals (26) vom Meßkopf (22) wegfließen können.
Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf (22) eine lösbare Abdeckung (32) aufweist, die Abdeckung durch Ausfahren des Meßkopfs (22) aus einer zurückgezogenen Stellung gelöst wird und daß der Meßkopf selektiv aus der zurückgezogenen Stellung ausgefahren wird, um die Abdeckung (32) zu lösen und den Meßkopf (22) in Eingriff mit der Wand des Bohrlochs (W) zum Gewinnen von Informationen aus der Formation (F) zu bewegen, und der Meßkopf (22) in die zurückgezogene Stellung zurückgezogen wird, um den Meßkopf (22) beim Bohren zu schützen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (12) mit einer beweglichen Stützeinrichtung (40) versehen wird, die radial gegenüber dem Meßkopf (22) angeordnet ist, wobei die Stützeinrichtung zum Abscheren an einer vorgegebenen Stelle beim Auftreten einer vorgegebenen Scherlast ausgestaltet ist, und daß die Stützeinrichtung (40) selektiv in Eingriff mit der Wand des Bohrlochs (W) radial gegenüber dem Meßkopf (22) ausgefahren wird, um den Eingriff des Meßkopfs (22) mit der Wand des Bohrlochs (W) zu unterstützen, die Stützeinrichtung (40) bei Bedarf während des Bohrens zurückgezogen wird und, wenn die Stützeinrichtung (40) nicht zurückgezogen werden kann, eine Scherlast angewendet wird, die zumindest so groß ist, wie die vorbestimmte Scherlast, so daß die Stützeinrichtung (40) an der vorbestimmten Stelle abschert.