DE102010053048A1 - Doppelrohrbohrstrangventil - Google Patents

Doppelrohrbohrstrangventil Download PDF

Info

Publication number
DE102010053048A1
DE102010053048A1 DE201010053048 DE102010053048A DE102010053048A1 DE 102010053048 A1 DE102010053048 A1 DE 102010053048A1 DE 201010053048 DE201010053048 DE 201010053048 DE 102010053048 A DE102010053048 A DE 102010053048A DE 102010053048 A1 DE102010053048 A1 DE 102010053048A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sleeve
inner sleeve
tube
outer sleeve
cross
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE201010053048
Other languages
English (en)
Inventor
Anmelder Gleich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE201010053048 priority Critical patent/DE102010053048A1/de
Publication of DE102010053048A1 publication Critical patent/DE102010053048A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/18Pipes provided with plural fluid passages
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B21/00Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
    • E21B21/12Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor using drilling pipes with plural fluid passages, e.g. closed circulation systems
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B34/00Valve arrangements for boreholes or wells
    • E21B34/06Valve arrangements for boreholes or wells in wells
    • E21B34/12Valve arrangements for boreholes or wells in wells operated by movement of casings or tubings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Check Valves (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Doppelrohrbohrstrangventil, welches eine Außenhülse (1) und eine insbesondere koaxial darin angeordnete Innenhülse (2) umfasst, wobei die Außenhülse (1) an beiden axialen Enden (1a, 1b) mit einem Außenrohr eines Doppelrohrbohrstranges verbindbar ist und die Innenhülse (2) an beiden axialen Enden (2a, 2b) mit einem Innenrohr des Doppelrohrbohrstranges verbindbar ist und wobei innen an der Außenhülse (1) und außen an der Innenhülse (2) einander in axialer Richtung gegenüberliegende Dichtflächen (1c, 2c) angeordnet sind, die durch eine axiale Relativbewegung zwischen Außen- und Innenhülse (1, 2) in eine den Fluiddurchgang zwischen Außen- und Innenhülse absperrende oder freigebende Lage bewegbar sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Doppelrohrbohrstrangventil. Im Stand der Technik ist es bekannt, Tiefbohrungen in Erdreich z. B. mit einem Doppelrohrbohrstrang durchzuführen, wobei ein solcher Doppelrohrbohrstrang ein Innenrohr umfasst, mittels dem von einer Bohranlage ein Spülfluid, z. B. eine Spülflüssigkeit oder auch ein Spülgas durch das innere Rohr hindurch zum Bohrlochgrund, d. h. an das untere Ende des Doppelrohrbohrstranges geführt werden kann, z. B. mittels einer Pumpe und wobei ein solcher Bohrstrang weiterhin ein Außenrohr aufweist, welches das Innenrohr umgibt, so dass zwischen Innen- und Außenrohr ein ringförmiger kanalartiger Hohlraum ausgebildet ist, in dem das Spülfluid, das beim Bohren mit Abraum beladen ist, an die Oberfläche transportiert wird, wofür im Außenrohr unterhalb des Antriebs Öffnungen angeordnet sind, um das abraumbeladene Spülfluid aus dem Zwischenbereich zwischen Innen- und Außenrohr herauszuleiten. Ein solcher Ort an einem Außenrohr wird auch als Auswurftopf oder als Preventer bezeichnet.
  • Anlagen dieses Typs werden als Doppelkopfbohranlagen oder auch als Überlagerungsbohranlagen bezeichnet. Bei diesen Anlagen kann es vorgesehen sein, Innenrohr und Außenrohr während des Bohrvorgangs gleich oder auch gegensinnig zu drehen, wobei die jeweiligen unteren Enden der Rohre an ihren dem Bohrlochgrund zugewiesenen Stirnseiten Bohrwerkzeuge aufweisen können.
  • Bei einer gleichsinnigen Drehung von Innen- und Außenrohr kann es vorgesehen sein, lediglich einen Antriebskopf zu verwenden, der durch Antrieb eines der Rohre sowohl Innenrohr als auch Außenrohr in Bewegung setzt, wofür diese mechanisch z. B. durch eine Mitnehmermechanik gekoppelt sein können.
  • Bei einer gegensinnigen Drehung kann es vorgesehen sein, für Außenrohr und Innenrohr separate Antriebsköpfe einzusetzen.
  • Bei solchen Bohranlagen bzw. bei einem Bohrvorgang mit einem Doppelrohrbohrstrang können Probleme besonders dann auftreten, wenn eine unter Druck stehende fluidgefüllte Kavität, z. B. eine Wasser-, Gas- oder Ölblase angebohrt wird. Solche Kavitäten werden auch als Arteser bezeichnet bzw. allgemein im Fall von Wasser auch als vorgespannter Wasserträger.
  • In einem solchen Fall kann es sodann vorkommen, dass durch den ringförmigen Kanal, der zwischen Innenrohr und Außenrohr des Doppelrohrbohrstranges ausgebildet ist, das Druckfluid aus der angebohrten Kavität ungehindert an die Erdoberfläche ausströmen kann. Sofern der Förderdruck im Innenrohr von dem zum Bohrlochgrund geförderten Spülfluid kleiner ist als der Druck in der angebohrten Kavität kann es darüber hinaus ebenso vorkommen, dass auch durch den Kanal des Innenrohrs unter Druck stehendes Fluid aus der angebohrten Kavität zur Erdoberfläche durch das Innenrohr des Doppelbohrrohrstrangs strömt.
  • Vor dem Hintergrund dieses geschilderten Problems ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Doppelbohrrohrstrangventil bereitzustellen, welches eine Sicherung der Bohrstelle gegen ausströmendes Fluid aus angebohrten Kavitäten bereitstellt, sofern eine solche unter Druck stehende Kavität während des Bohrvorgangs angebohrt wird.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Doppelrohrbohrstrangventil gelöst, welches eine Außenhülse und eine darin angeordnete, z. B. koaxial darin angeordnete Innenhülse umfasst, wobei die Außenhülse an beiden axialen Enden mit einem Außenrohr eines Doppelrohrbohrstrangs verbindbar ist und die Innenhülse an beiden axialen Enden mit einem Innenrohr des Doppelrohrbohrstrangs verbindbar ist.
  • Weiterhin ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass innen an der Außenhülse und außen an der Innenhülse jeweils Dichtflächen angeordnet sind, die einander in axialer Richtung gegenüberliegen und die durch eine axiale Relativbewegung zwischen Außen- und Innenhülse in eine den Fluiddurchgang zwischen Außen- und Innenhülse absperrende oder freigebende Lage bewegbar sind.
  • Dieser Fluiddurchgang ist in axialer Richtung durch das Ventil gegeben, wenn die Dichtflächen nicht aufeinander liegen, da zwischen Innenhülse und Außenhülse sodann ein ringförmiger Kanal ausgebildet ist, so wie dies auch zwischen Innenrohr und Außenrohr des Doppelrohrbohrstranges der Fall ist.
  • Es ist somit der wesentliche Kerngedanke, hier ein zweiteiliges Ventil bereitzustellen, welches einen inneren und einen äußeren Ventilteil, nämlich Innenhülse und Außenhülse aufweist, die gleichzeitig die Funktion von Ventilsitz und Ventilstellglied übernehmen, nämlich dadurch, dass sowohl Innenhülse als auch Außenhülse axial gegenüberliegende Dichtflächen aufweisen, deren axialer Abstand zueinander durch eine Relativbewegung in axialer Richtung zwischen Außen- und Innenhülse veränderbar ist. So ist der Strömungsquerschnitt zwischen Außen- und Innenhülse in Abhängigkeit der relativen axialen Verschiebung zueinander einstellbar bis zu einem vollständigen Schließen des möglichen, insbesondere ringförmigen Strömungsquerschnitts.
  • Da Außen- und Innenhülse an ihren jeweiligen axialen Enden Verbindungsmittel, wie beispielsweise Gewinde aufweisen, um mit Außenrohren bzw. Innenrohren von Doppelrohrbohrsträngen verbunden zu werden, kann ein solches erfindungsgemäßes Doppelrohrbohrstrangventil problemlos zwischen zwei Abschnitte, insbesondere zwischen zwei erdoberflächennahe, insbesondere oberhalb der Erdoberfläche liegende Abschnitte eines Doppelrohrbohrstranges eingefügt werden, wobei die vollständige Drehmomentübertragung auf Innenrohr und/oder Außenrohr des Doppelbohrrohrstranges mittels Außenhülse und Innenhülse dieses Ventils möglich ist.
  • Da die Innenhülse bevorzugt koaxial in der Außenhülse angeordnet ist und bevorzugt ebenso wie die Außenhülse ein rotationssymmetrisches Bauteil jeweils ausbildet, besteht die Möglichkeit, Innenhülse und Außenhülse gleichgerichtet als auch in entgegengesetzter Richtung zueinander zu rotieren, je nachdem, wie mittels einer eingesetzten Bohranlage der Doppelrohrbohrstrang in Bewegung versetzt werden soll.
  • Durch die relative axiale Verschiebbarkeit zwischen Innenhülse und Außenhülse besteht beim Bohren die Möglichkeit, die relative axiale Lage beider Hülsen so zueinander einzustellen, dass der erfindungsgemäß ausgebildete Fluidweg, der zwischen den beiden Dichtflächen hindurchfährt, geöffnet ist, so dass mit einem üblichen Spülbetrieb eine Bohrmaßnahme vorgenommen werden kann, bei der durch eine Pumpe durch das Innenrohr des Doppelrohrbohrstrangs und somit auch durch die Innenhülse des Ventils hindurch ein Spülfluid, z. B. eine Spülflüssigkeit (Wasser) zum Bohrlochgrund zugeführt wird und ein mit Abraum beladenes Spülfluid zwischen Innen- und Außenrohr des Doppelrohrbohrstrangs und somit auch zwischen Innenhülse und Außenhülse des Ventils in Richtung zur Erdoberfläche zurückgefördert wird.
  • Tritt nun der eingangs genannte Fall auf, dass eine unter Druck stehende Fluidgefüllte Kavität angebohrt wird, so kann durch eine axiale Verschiebung zwischen Innenrohr und Außenrohr des Doppelrohrbohrstrangs und somit durch eine gleichzeitig erfolgte axiale relative Verschiebung zwischen Innenhülse und Außenhülse des Ventils das erfindungsgemäße Ventil geschlossen werden, nämlich dadurch, dass in axialer Richtung die beiden aufeinander zuweisenden Dichtflächen miteinander in Kontakt gebracht werden.
  • Hierdurch ist der Querschnitt im Ventil zu Null reduziert, so dass das unter Druck stehende Fluid aus der Kavität nunmehr nicht mehr durch den Kanal zwischen Innen- und Außenrohr des Doppelrohrbohrstrangs zur Erdoberfläche gelangen kann. Das Austreten von Druckfluid ist somit wirkungsvoll verhindert, so dass Maßnahmen vorgenommen werden können, um den Bohrvorgang fortzuführen bzw. die angebohrte Kavität sicher zu verschließen.
  • Es besteht ebenso neben der zuvor beschriebenen Maßnahme zur Verhinderung von Fluidaustritt die Möglichkeit, den Strömungsquerschnitt innerhalb des Ventils durch eine relative axiale Bewegung von Innenhülse und Außenhülse zueinander auf beliebige gewünschte Werte einzustellen und somit die Fördergeschwindigkeit des Spülfluids zu regulieren.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass die Dichtfläche innen an der Außenhülse durch einen inneren ringförmigen Umfangsflächenbereich der Außenhülse und die Dichtfläche außen an der Innenhülse durch einen äußeren ringförmigen Umfangsflächenbereich der Innenhülse gebildet ist. Insbesondere kann dies so erfolgen, dass jeweils ein ringförmiger Ventilsitz bzw. Dichtsitz gebildet wird und beide ringförmigen Ventilsitze/Dichtsitze durch die axiale Bewegung zwischen Innen- und Außenhülse miteinander in Kontakt gebracht werden können oder in einen axialen Abstand gebracht werden.
  • Hierbei wird es als vorteilhaft empfunden, wenn die ausgebildeten Dichtflächen Kegelstumpfform aufweisen. So wird durch eine solche Kegelstumpfform automatisch beim Schließen des erfindungsgemäßen Ventils eine Zentrierung zwischen Innenhülse und Außenhülse bewirkt.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführung wird darin erkannt, wenn die Dichtfläche an der Innenhülse durch ein Anheben eines Innenrohrs eines Doppelrohrbohrstrangs auf die Dichtfläche an der Außenhülse zubewegbar ist.
  • So wird in einem solchen Fall ein automatisches Schließen des erfindungsgemäßen Ventils bewirkt, wenn das Innenrohr des Doppelrohrbohrstrangs angehoben wird gegenüber dem dieses umgebenden Außenrohr, welches aufgrund der Reibungskräfte zwischen dessen Außenwand und dem umgebenden Erdreich bei einem Anhebevorgang zunächst seine axiale Lage beibehält, bis dass die Dichtflächen von Innen- und Außenhülse aneinander zur Anlage kommen und sodann im gedichteten Zustand der Doppelrohrbohrstrang insgesamt in axialer Richtung bewegt wird.
  • Um dies zu bewirken, kann es vorgesehen sein, dass die Dichtfläche der Innenhülse in Bohrrichtung betrachtet hinter der Dichtfläche der Außenhülse liegt, somit bei einer vertikalen Anordnung des Doppelrohrbohrstrangs also die Dichtfläche an der Innenhülse unterhalb der Dichtfläche an der Außenhülse liegt. Im Schließvorgang wird demnach die Dichtfläche an der Innenhülse in axialer Richtung angehoben.
  • Ebenso kann es vorgesehen sein, dass Verschließen des Fluiddurchgangs zwischen den Dichtflächen zu bewirken, indem das Innenrohr gegenüber dem Außenrohr in Bohrrichtung, also nach unten vorgeschoben wird. Insbesondere ist dann Anordnung der Dichtflächen umgekehrt zu der zuvor beschriebenen Anordnung.
  • In einer weiterhin bevorzugten Ausführung kann es vorgesehen sein, dass die Dichtflächen und/oder daran angrenzende Bereiche sowohl bei der Innen- als auch bei der Außenhülse aus einem gehärteten Metall bestehen. Alternativ oder in Ergänzung kann es auch vorgesehen sind, die Dichtflächen und/oder die daran angrenzenden Bereiche mit einer Beschichtung zu versehen, deren Härte größer ist als das umgebende Metall der Hülsen. Durch eine solche Härtung und/oder Beschichtung kann wirkungsvoll ein zu schneller Verschleiß der Dichtflächen durch den mit dem Spülfluid geförderten Abraum, der stark abrasive Eigenschaften haben kann, verhindert werden.
  • Neben der Absperrmöglichkeit zwischen Innen- und Außenhülse durch die relative axiale Verschiebung dieser beiden Elemente zueinander kann es in einer besonders bevorzugten Ausbildung des erfindungsgemäßen Ventils auch vorgesehen sein, dass die Innenhülse ein Rückschlagventil umfasst.
  • Dieses ist bevorzugt so orientiert, dass ein Fluidfluss vom Bohrlochgrund in Richtung zur Oberfläche durch die Innenhülse gesperrt ist. So kann im Normalfall des Betriebs das Spülfluid in der gewünschten Förderrichtung von der Erdoberfläche in Richtung zum Bohrlochgrund durch das Rückschlagventil hindurchgefördert werden, ein Fluidfluss in Rückrichtung ist jedoch verhindert.
  • Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn wie eingangs beschrieben eine unter Druck stehende fluidgefüllte Kavität angebohrt wird und der in der Kavität vorherrschende Druck gegebenenfalls größer ist als der Förderdruck des Spülfluids.
  • In einem solchen Fall tendiert das Druckfluid aus der Kavität in das Innenrohr des Doppelrohrbohrstranges einzutreten und in Richtung zur Erdoberfläche zu strömen, was in diesem Fall sodann wirkungsvoll durch das Rückschlagventil verhindert ist, da dieses aufgrund der umgekehrten, nicht gewünschten Fließrichtung sofort den Fluidfluss stoppt.
  • So wird mit einem derart ausgestatteten erfindungsgemäßen Ventil sowohl ein Fluidfluss im Innenrohr als auch zwischen Innenrohr und Außenrohr eines Doppelrohrbohrstrangs wirkungsvoll verhindert, wenn eine unter Druck stehende Kavität angebohrt wird.
  • In einer erfindungsgemäßen Weiterbildung kann es auch vorgesehen sein, dass Außen- und Innenhülse zwischen den an die Anschlussquerschnitte von Außenrohr und/oder Innenrohr eines Doppelrohrbohrstrangs angepassten Querschnitten der jeweiligen axialen Enden einen im Querschnitt vergrößerten Abschnitt aufweisen.
  • Hiermit kann dem Umstand Rechnung getragen werden, dass das Anbringen von einander axial gegenüberliegenden Dichtflächen an Außen- und Innenhülse in Hülsen mit einem Querschnitt, die dem normalen Querschnitt von Außen- und Innenrohren des Bohrstrangs entsprechen, zu einer ungewünschten Querschnittsverringerung führen würden, welche gegebenenfalls den Fluss des Spülfluids behindert.
  • So kann es demnach erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das zuvor beschriebene Ventil zwar an seinen jeweiligen axialen Enden von Innen- und Außenhülse entsprechende Anschlussquerschnitte aufweist, um mit den Verbindungsstücken von Innen- und Außenrohren des Bohrstrangs kompatibel zu sein, jedoch zwischen diesen axialen Endbereichen demgegenüber eine Querschnittsvergrößerung aufweist, wobei in dem querschnittsvergrößerten Abschnitt von Innen- und Außenhülse die Dichtflächen angeordnet sein können.
  • Querschnitte und Dichtflächen können hierbei so bemessen sein, dass der maximale freie Querschnitt in dem Ventil dem maximalen Querschnitt zwischen Innen- und Außenrohr des Bohrstrangs entspricht oder sogar diesen übertrifft.
  • So kann erzielt werden, dass der Einsatz eines solchen erfindungsgemäßen Ventils zumindest nicht zu einer ungewollten Querschnittsverringerung und' somit zu einem zusätzlichen Widerstand für das Spülfluid führt.
  • Darüber hinaus kann es vorgesehen sein, ein Rückschlagventil, insbesondere eines wie zuvor beschrieben, in einem querschnittsvergrößerten Abschnitt der Innenhülse anzuordnen. Beispielsweise kann ein solches Rückschlagventil durch eine Kugel und einen daran angepassten Ventilsitz ausgebildet sein. Durch die Querschnittsvergrößerung der Innenhülse kann auch hier bewirkt werden, dass das Rückschlagventil keine effektive Querschnittsverringerung gegenüber den sonstigen Querschnittsbereichen der Innenrohre des Doppelbohrrohrstrangs bildet.
  • Der im Querschnitt vergrößerte Abschnitt der Innenhülse kann sodann innerhalb des querschnittvergrößerten Abschnitts der Außenhülse angeordnet sein, wobei sodann zwischen Innen- und Außenhülse wie eingangs beschrieben die jeweiligen Dichtflächen realisiert sind.
  • In einer weiteren Ausführung, insbesondere die mit der zuvor beschriebenen Ausbildung der im Querschnitt vergrößerten. Abschnitte von Außen- und Innenhülse kombinierbar ist, kann es vorgesehen sein, dass zumindest die Außenhülse in axialer Richtung zweigeteilt ist, bevorzugt Außenhülse und Innenhülse in axialer Richtung zweigeteilt sind, insbesondere nämlich mit Bezug auf die zuvor beschriebene Ausführung mit einer jeweiligen Trennstelle einer Hülse im Bereich eines querschnittvergrößerten Abschnittes.
  • So kann das erfindungsgemäße Ventil, bevorzugt jede der Hülsen an einer solchen Trennstelle in zwei in axialer Richtung hintereinander liegende Ventilteile aufgetrennt werden.
  • Es besteht so auf einfache Art und Weise die Möglichkeit, in das Innere einer axial zweigeteilten Innenhülse das Rückschlagventil zu realisieren, z. B. durch Einlegen einer Kugel und einen ohnehin an einem der axialen Teile der Innenhülse vorgesehenen Dichtsitz, mit welchem die Kugel zusammenwirkt. Nach der Montage der beiden axialen Teile einer Innenhülse zu einer Gesamteinheit, wofür z. B. auch Passungen vorgesehen sein können, können von beiden axialen Seiten aus die beiden axialen Teile der Außenhülse über die Innenhülse herübergeführt werden und ebenfalls miteinander zu einer Außenhülseneinheit verbunden werden. In diesem Fall ist sodann die Innenhülse im Inneren der Außenhülse aufgenommen und die gesamte Konstruktion bildet die erfindungsgemäße Ventileinheit, die mit einem Doppelbohrrohrstrang, d. h. sowohl mit dessen Innenals auch Außenrohr an beiden axialen Enden verbindbar ist.
  • Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ventils ist in der nachfolgend beschriebenen Figur dargestellt.
  • Die 1 zeigt in einem Schnitt durch die Mittenachse M parallel zur axialen Erstreckung ein erfindungsgemäßes Ventil. Die 1 zeigt hierbei die Konstruktion lediglich linksseitig von der Mittenachse M. Erkennbar ist hier eine Außenhülse 1 mit einem oberen axialen Ende 1a und einem unteren axialen Ende 1b. Beide Enden können derart ausgebildet sein, dass diese Enden mit einem Außenrohr eines hier nicht gezeigten Doppelbohrrohrstrangs verbindbar sind. Beispielsweise können diese Enden entsprechend korrespondierende Gewinde aufweisen.
  • Hierbei zeigt die 1, dass zwischen den beiden axialen Enden 1a und 1b, die an die Anschlussquerschnitte eines Außenrohrs angepasst sind, ein im Querschnitt erweiterter Abschnitt angeordnet ist. In Außenhülse 1 ist eine Innenhülse 2 aufgenommen, die bei der hier gezeigten Anordnung koaxial in der Außenhülse 1 liegt. Die Innenhülse 2 weist ihrerseits ebenso zwei axiale Enden, nämlich ein oberes Ende 2a und ein unteres Ende 2b auf, wobei diese beiden axialen Enden angepasst sind, um mit einem Innenrohr eines Doppelbohrrohrstrangs verbunden zu werden, beispielsweise wiederum über entsprechend angepasste Gewinde. Auch hier ist erkennbar, dass die Innenhülse 2 zwischen diesen beiden Endbereichen 2a und 2b einen im Querschnitt erweiterten Abschnitt aufweist. Der erweiterte Abschnitt der Innenhülse liegt dabei im erweiterten Abschnitt der Außenhülse.
  • Für die Erfindung besonders wesentlich ist es hier, dass außen auf der Innenhülse eine diese Hülse ringförmig umgebende Dichtfläche 2c angeordnet ist, die im vorliegenden Fall kegelstumpfförmig ausgebildet ist, sich demnach der Radius dieser Dichtfläche von unten nach oben verringert. Diese Dichtfläche am hier oberen außenliegenden Ende des im Querschnitt verbreiterten Abschnittes der Innenhülse 2 liegt axial einer Dichtfläche 1c gegenüber, die innen an der Außenhülse 1 angeordnet ist. Hier ist diese Dichtfläche 1c innen an der Außenhülse am oberen Ende des im Querschnitt vergrößerten Abschnittes der Außenhülse angeordnet, wobei die Dichtfläche 1c korrespondierend zur Form der Dichtfläche 2c ebenso kegelstumpfförmig ausgebildet ist. Beide Dichtflächen befinden sich somit in einander gegenüberliegenden Bereichen von Innen- und Außenhülse, wo sich diese z. B. stufenartig oder auch stetig im Querschnitt erweitern.
  • Der axiale Abstandsbereich zwischen den beiden Dichtflächen 1c und 2c, wie in der 1 dargestellt ist, ist durch eine axiale Relativbewegung zwischen Innenhülse 2 und Außenhülse 1 verstellbar, insbesondere verkleinerbar, bis dass die beiden Dichtflächen 1c und 2c miteinander in Kontakt kommen und den ansonsten zwischen diesen Dichtflächen ausgebildeten Ringspalt vollständig schließen.
  • Ist es nun in einem Bohrvorgang vorgesehen, durch ein Innenrohr des Doppelrohrbohrstrangs ein spülfluid, z. B. Spülflüssigkeit zum Bohrlochgrund zuzuführen, so geschieht dies durch die Innenhülse 2 des hier dargestellten erfindungsgemäßen Ventils hindurch, wobei das Spülfluid zusammen mit Abraum in dem Ringbereich zwischen Innenrohr und Außenrohr des Doppelrohrbohrstranges und innerhalb des Ventils zwischen Innenhülse 2 und Außenhülse 1 und hier besonders in dem Ringspalt zwischen den Dichtflächen 1c und 2c zurück zur Erdoberfläche strömt.
  • Wird demnach der axiale Abstand zwischen den Dichtflächen 1c und 2c durch axiale relative Verschiebung zwischen Innen- und Außenhülse verringert, so kann der Fluidfluss verkleinert und gegebenenfalls abgesperrt werden, was besonders dann vorteilhaft ist, wenn unvorbereiteterweise eine unter Druck stehende mit Fluid (z. B. Wasser, Gas, Öl) gefüllte Kavität im Erdreich angebohrt wird und dieses unter Druck stehende Fluid sodann sofortig durch das Bohrgestänge zur Erdoberfläche strömt.
  • Neben dem Absperren dieses ungewünschten Fluidrückflusses durch das Ventil hindurch mittels der axialen Relativbewegung von Innen- und Außenhülse kann bei dieser Ausführung zusätzlich auch verhindert werden, dass das unter Druck stehende Fluid durch das Innenrohr bzw. die Innenhülse 2 des Ventils strömt.
  • Dafür ist es in der hier dargestellten weiter gebildeten Ausführungsform vorgesehen, in der Innenhülse 2 ein Rückschlagventil 3 auszubilden, welches im vorliegenden Fall gebildet ist durch eine Kugel 3a und einen mit der Kugel 3a zusammenwirkenden Dichtsitz 3b an einem oberen Innenbereich der Innenhülse 2, wobei hier der Dichtsitz 3b wiederum ringförmig ausgebildet ist. Wenn demnach Fluid durch ein Innenrohr und durch die Innenhülse 2 des hier gezeigten Ventils entgegen der üblichen Spülrichtung SRI nach oben zur Erdoberfläche in Richtung des Pfeils SR2 strömt, so wird automatisch das Rückschlagventil 3 geschlossen, da hier die Kugel 3a in den darüber liegenden Dichtsitz 3b gedrückt wird und somit den inneren freien Querschnitt der Innenhülse 2 verschließt.
  • Die 1 zeigt hier weiterhin noch eine in axialer Richtung zweigeteilte Ausführung des hier dargestellten Ventils, wobei hier Trennstellen T vorgesehen sind, an denen jeweils Innenhülse 2 und Außenhülse 1 in zwei axial getrennte Teile aufgetrennt werden können.
  • Dies vereinfacht sowohl die Montage des in der Innenhülse 2 angeordneten Rückschlagventils 3, insbesondere das Einlegen einer Kugel 3a ebenso wie das Einbringen der gesamten Innenhülse 2 in den Innenbereich der Außenhülse 1, wofür diese zunächst axial zweigeteilt sein kann, um sodann diese beiden Außenhülsenteile in axialer Richtung entgegengesetzt über die Innenhülse herüberzuschieben und sodann die beiden axialen Außenhülsenteile miteinander zu verbinden.
  • In einer so gebildeten Einheit kann grundsätzlich die Innenhülse 2 frei innerhalb der Außenhülse 1 bewegt werden. Es kann hier vorgesehen sein, dass eine koaxiale Lageanordnung der Innenhülse 2 in der Außenhülse 1 erst dann erreicht wird, wenn Innen- und Aussenhülse jeweils an Innen- und Außenrohr eines Doppelrohrbohrstrangs befestigt sind.

Claims (8)

  1. Doppelrohrbohrstrangventil, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Außenhülse (1) und eine insbesondere koaxial darin angeordnete Innenhülse (2) umfasst, wobei die Außenhülse (1) an beiden axialen Enden (1a, 1b) mit einem Außenrohr eines Doppelrohrbohrstranges verbindbar ist und die Innenhülse (2) an beiden axialen Enden (2a, 2b) mit einem Innenrohr des Doppelrohrbohrstranges verbindbar ist und wobei innen an der Außenhülse (1) und außen an der Innenhülse (2) einander in axialer Richtung gegenüberliegende Dichtflächen (1c, 2c) angeordnet sind, die durch eine axiale Relativbewegung zwischen Außen- und Innenhülse (1,2) in eine den Fluiddurchgang zwischen Außen- und Innenhülse absperrende oder freigebende Lage bewegbar sind.
  2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtfläche (1c) innen an der Außenhülse (1) durch einen inneren, ringförmigen Umfangsflächenbereich (1c) der Außenhülse und die Dichtfläche (2c) außen an der Innenhülse durch einen äußeren, ringförmigen Umfangsflächenbereich (2c) der Innenhülse (2) gebildet ist und so jeweils einen Ringventilsitz ausbildet.
  3. Ventil nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtflächen (1c, 2c) als kegelstumpfförmige Flächenbereiche ausgebildet sind.
  4. Ventil nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtfläche (2c) an der Innenhülse (2) durch ein Anheben der Innenhülse/eines Innenrohres eines Doppelrohrbohrstranges auf die Dichtfläche (1c) an der Außenhülse (1) zu bewegbar ist.
  5. Ventil nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtflächen (1c, 2c) und/oder daran angrenzende Bereiche aus gehärtetem Metall bestehen und/oder eine Beschichtung aufweisen, deren Härte größer ist als das Metall der Hülsen (1,2).
  6. Ventil nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenhülse (2) ein Rückschlagventil (3) umfasst, insbesondere welches so orientiert ist, dass ein Fluidfluß vom Bohrlochgrund in Richtung zur Oberfläche durch die Innenhülse (2) gesperrt ist.
  7. Ventil nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Außen- und Innenhülse (1, 2) zwischen den an die Anschlußquerschnitte von Außenrohr und/oder Innenrohr eines Doppelrohrbohrstranges angepassten Querschnitten der jeweiligen axialen Enden einen im Querschnitt vergrößerten Abschnitt aufweisen, insbesondere wobei in dem querschnittsvergrößerten Abschnitt der Innenhülse (2) ein Rückschlagventil (3) angeordnet ist und in dem querschnittsvergrößerten Abschnitt der Außenhülse (1) der querschnittsvergrößerte Abschnitt der Innenhülse (2) angeordnet ist.
  8. Ventil nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Außenhülse (1) in axialer Richtung zweigeteilt ist, bevorzugt Außenhülse (1) und Innenhülse (2) in axialer Richtung zweigeteilt sind, insbesondere wobei die Trennstelle einer Hülse im Bereich eines querschnittsvergrößerten Abschnitts liegt.
DE201010053048 2010-12-02 2010-12-02 Doppelrohrbohrstrangventil Withdrawn DE102010053048A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201010053048 DE102010053048A1 (de) 2010-12-02 2010-12-02 Doppelrohrbohrstrangventil

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201010053048 DE102010053048A1 (de) 2010-12-02 2010-12-02 Doppelrohrbohrstrangventil

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102010053048A1 true DE102010053048A1 (de) 2012-06-06

Family

ID=46082729

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201010053048 Withdrawn DE102010053048A1 (de) 2010-12-02 2010-12-02 Doppelrohrbohrstrangventil

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102010053048A1 (de)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3309031A1 (de) * 1983-03-14 1984-09-20 Turkmenskij naučno-issledovatel'skij geologorasvedočnyj institut, Ašchabad Bohrgeraet
US20090294177A1 (en) * 2008-06-02 2009-12-03 Chan Kwong O Backup safety flow control system for concentric drill string

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3309031A1 (de) * 1983-03-14 1984-09-20 Turkmenskij naučno-issledovatel'skij geologorasvedočnyj institut, Ašchabad Bohrgeraet
US20090294177A1 (en) * 2008-06-02 2009-12-03 Chan Kwong O Backup safety flow control system for concentric drill string

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69919906T2 (de) Einzelventil für eine vorrichtung zur befüllung von futterrohren sowie zirkulation
DE60123630T2 (de) Aktivierungskugel zur benutzung mit einem by-pass in einem bohrstrang
DE602005004135T2 (de) Verfahren zum Einbringen von Liftgas in eine Förderleitung eines Ölschachtes und Gaslift-Strömungssteuerungsvorrichtung zur Verwendung in dem Verfahren
DE2608248C3 (de) Absperreinrichtung für Tiefbohrungen
DE2652901A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur sicherung eines bohrloches
DE2832478A1 (de) Bohrloch-foerder- und absperrvorrichtung
DE60025886T2 (de) Bohrrohr mit Verteiler und Verfahren
DE202009004753U1 (de) Druckbegrenzungsventil
DE1927864B2 (de) Vorrichtung zum einzementieren eines futterrohrstranges
DE112008000328T5 (de) Schnellverbindungsverbinder mit Toleranzanpassung
DE112017007572T5 (de) Bohrlochfluidkommunikationswerkzeug
DE102008010249A1 (de) Antriebseinrichtung
DE3014834C2 (de) Bohrlochverschlußstopfen
DE1918201A1 (de) Zementiervorrichtung fuer Tiefbohrungen
DE102005045050A1 (de) Rohreinzugsadapter mit Dichtkissen
DE3807321C1 (de)
DE10318699B4 (de) Absperrorgan aus Kunststoff für Fluidleitungen
DE102010053048A1 (de) Doppelrohrbohrstrangventil
DE3107012A1 (de) Schieberventil fuer oel-in-wasser-emulsionen
DE112016005573T5 (de) Mechanismen zum Übertragen von hydraulischer Regulierung von einem primären Sicherheitsventil zu einem sekundären Sicherheitsventil
DE4128154A1 (de) Injektionsrohr und verfahren zum setzen eines gebirgsankers
EP2933380B1 (de) Injektionskopf für eine Hochdruckinjektion von Suspension in einen Boden
DE10123058A1 (de) Erdbohrvorrichtung
EP3469155B1 (de) Absperrorgan und hydrant mit einem derartigen absperrorgan
DE102005015420B4 (de) Arbeitszylinder mit Endlagendämpfung

Legal Events

Date Code Title Description
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: E21B0021100000

Ipc: E21B0021120000

R163 Identified publications notified
R084 Declaration of willingness to license

Effective date: 20120630

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20130702