DE112011105668T5 - Formationsfluidproben-Behältervorrichtung - Google Patents

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Abstract

Es wird eine Formationsfluid-Probenbehältervorrichtung beschrieben. Eine Beispielvorrichtung umfasst ein Untertagewerkzeug mit einem Körper mit einer Öffnung und einem Hohlraum, der sich von der Öffnung in den Körper erstreckt. Der Probenbehälter umfasst einen länglichen Behälter zum Halten einer Formationsfluidprobe und eine Hülle, die mit einer äußeren Oberfläche des länglichen Behälters gekoppelt ist und zumindest teilweise den länglichen Behälter umgibt. Der Probenbehälter ist im Hohlraum befestigt und die Hülle soll die mechanische Integrität des länglichen Behälters in einer Untertageumgebung erhöhen.

Description

  • Hintergrund der Offenbarung
  • Um von Fluiden wie z. B. Ablagerungen von Kohlenstoffwasserstoffen und anderen erwünschten Materialien, die in unterirdischen Formationen eingeschlossen sind, eine Probe zu nehmen und diese zu testen, wird ein Bohrloch durch Verbinden einer Bohrkrone mit dem unteren Ende einer Reihe von gekoppelten Abschnitten eines röhrenförmigen Rohrs, das als Bohrstrang bekannt ist, gebohrt. Ein Untertage-Probennahmewerkzeug kann im durch die Formationen hindurch gebohrten Bohrloch ausgefahren werden. Das Untertage-Probennahmewerkzeug kann eine Fluidverbindungsvorrichtung wie z. B. eine Sonde oder einen Portalpacker umfassen, um eine Fluidverbindung zwischen dem Untertage-Probennahmewerkzeug und einer von dem Bohrloch durchdrungenen Formation herstellen.
  • Fluidproben können aus der Formation über die Fluidverbindungsvorrichtung unter Verwendung einer Fluidpumpe gewonnen werden, die bei dem Untertage-Probennahmewerkzeug vorgesehen ist. Verschiedene Untertage-Probennahmewerkzeuge für Drahtleitungsanwendungen und/oder Anwendungen während des Bohrens sind auf dem Fachgebiet bekannt, wie z. B. jene, die in den US-Patenten Nrn. 6,964,301 , 7,543,659 , 7,594,541 und 7,600,420 beschrieben sind.
  • Probennahmewerkzeuge können mit mehreren Probenflaschen versehen sein, um Fluidproben aufzunehmen und zu halten. Probenflaschen umfassen beispielsweise jene, die in den US-Patenten Nrn. 6,467,544 , 7,367,394 und 7,546,885 beschrieben sind.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Die vorliegende Offenbarung wird am besten aus der folgenden ausführlichen Beschreibung verstanden, wenn sie mit den begleitenden Figuren gelesen wird. Es wird betont, dass gemäß der Standardpraxis in der Industrie verschiedene Merkmale nicht maßstäblich gezeichnet sind. Tatsächlich können die Abmessungen der verschiedenen Merkmale für die Deutlichkeit der Erörterung beliebig vergrößert oder verkleinert sein.
  • 1 bis 27 sind schematische Ansichten einer Vorrichtung gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung.
  • Ausführliche Beschreibung
  • Selbstverständlich schafft die folgende Offenbarung viele verschiedene Ausführungsformen oder Beispiele zum Implementieren von verschiedenen Merkmalen von verschiedenen Ausführungsformen. Spezifische Beispiele von Komponenten und Anordnungen werden nachstehend beschrieben, um die vorliegende Offenbarung zu vereinfachen. Diese sind natürlich lediglich Beispiele und sollen nicht begrenzend sein. Außerdem kann die vorliegende Offenbarung Bezugsziffern und/oder -buchstaben in den verschiedenen Beispielen wiederholen. Diese Wiederholung dient dem Zweck der Einfachheit und Deutlichkeit und gibt an sich keine Beziehung zwischen den verschiedenen erörterten Ausführungsformen und/oder Konfigurationen vor. Überdies kann die Bildung eines ersten Merkmales über oder auf einem zweiten Merkmal in der Beschreibung, die folgt, Ausführungsformen umfassen, in denen das erste und das zweite Merkmal in direktem Kontakt ausgebildet sind, und kann auch Ausführungsformen umfassen, in denen zusätzliche Merkmale ausgebildet sein können, die sich zwischen das erste und das zweite Merkmal einfügen, so dass es sein kann, dass das erste und das zweite Merkmal nicht in direktem Kontakt stehen.
  • In einem oder mehreren Aspekten beschreibt die vorliegende Offenbarung eine Vorrichtung, die das Integrieren einer variablen Anzahl von Probenflaschen in ein Untertage-Probennahmewerkzeug, beispielsweise ein Werkzeug zur Probennahme während des Bohrens (SWD), erleichtern kann. In einigen Beispielen soll das Untertage-Probennahmewerkzeug Proben von Formationsfluid in relativ wenig Probenflaschen einfangen. In anderen Beispielen soll das Untertage-Probennahmewerkzeug Proben von Formationsfluid in einer relativ großen Anzahl von Probenflaschen einfangen. Daher kann es nützlich sein, die Reihe von Probenflaschen, die in ein Untertage-Probennahmewerkzeug eingegliedert sind, variabel zu erweitern.
  • In einem oder mehreren Aspekten beschreibt die vorliegende Offenbarung eine Vorrichtung, die das Befestigen von Probenflaschen an einem Untertage-Probennahmewerkzeug, beispielsweise einem SWD-Werkzeug, erleichtern kann. Sobald Probenflaschen in das Untertage-Probennahmewerkzeug an der Erdoberfläche integriert wurden, wird das Untertage-Probennahmewerkzeug in ein Bohrloch, das unterirdische Formationen durchdringt, abgesenkt. Das Untertage-Probennahmewerkzeug kann verwendet werden, um Proben von Formationsfluid in einer oder mehreren der Probenflaschen zu sammeln. In einigen Beispielen wird das Bohrloch weiter durch unterirdische Formationen vor und/oder nach dem Sammeln von Fluidproben erweitert. Daher kann es nützlich sein, die Probenflaschen in einer Weise zu befestigen, die wahrscheinlich die raue Umgebung aushält, die während des Bohrens und/oder Betätigens angetroffen wird.
  • In einem oder mehreren Aspekten beschreibt die vorliegende Offenbarung eine Vorrichtung, die das Handhaben von Formationsfluidproben, die in Probenflaschen eines Untertage-Probennahmewerkzeugs, beispielsweise eines SWD-Werkzeugs, gehalten werden, erleichtern kann. Sobald das Untertage-Probennahmewerkzeug an die Erdoberfläche zurückgeholt wurde, können die in den Probenflaschen gehaltenen Fluidproben sicher innerhalb der Probenflaschen unter Verwendung beispielsweise eines manuell aktivierten Ventils abgedichtet werden. Die Probenflaschen können dann von zumindest einem Abschnitt des Untertage-Probennahmewerkzeugs gelöst oder entfernt werden, damit sie beispielsweise zu einem entfernten Labor transportiert werden, in dem die in den Probenflaschen gehaltenen Fluidproben analysiert werden können. Die in den Probenflaschen gehaltenen Fluidproben können alternativ zu einem anderen Behälter, Gefäß oder einer Analysatorkammer überführt werden, während die Probenflaschen noch in das Untertage-Probennahmewerkzeug eingegliedert sind. In diesem Fall kann der Zugang zu den Probenflaschen geschaffen werden, während die Probenflaschen noch in das Probennahmewerkzeug eingegliedert sind, um beispielsweise die gehaltenen Fluidproben unter anderen Zwecken sicher abzudichten und/oder zu überführen. Alternativ oder zusätzlich können die Probenflaschen mit selbstverschließenden Vorrichtungen versehen sein, die beim Lösen oder Entfernen der Probenflaschen von einem Untertage-Probennahmewerkzeug betätigt werden.
  • 1 ist eine schematische Ansicht einer Bohrstelle gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung. Die Bohrstelle kann an Land (wie gezeigt) oder küstennah liegen. Die Bohrstelle umfasst eine Plattform- und Bohrturmanordnung 110, die über einem Bohrloch 111 angeordnet ist. Die Plattform- und Bohrturmanordnung 110 soll das Bohrloch 111 durch unterirdische Formationen ausdehnen.
  • Die Plattform- und Bohrturmanordnung 110 soll einen Bohrstrang 112 innerhalb des Bohrlochs 111 aufhängen. Die Anordnung 110 umfasst beispielsweise einen Drehtisch 116, eine Spülstange 117, einen Haken 118 und ein Drehlager 119. Der Haken 118 ist an einem Laufblock (nicht dargestellt) der Plattform- und Bohrturmanordnung 110 befestigt. Der Bohrstrang 112 ist am Haken 118 durch die Spülstange 117 und das Drehlager 119 aufgehängt. Eine Drehung des Bohrstrangs 112 relativ zum Haken 118 wird durch das Drehlager 119 ermöglicht. Der Bohrstrang 112 kann durch den Drehtisch 116 gedreht werden, der selbst durch nicht gezeigte gut bekannte Mittel gedreht wird. Der Drehtisch 116 steht mit der Spülstange 117 am oberen Ende des Bohrstrangs 112 in Eingriff. Wie gut bekannt ist, kann anstelle der Spülstange 117 und des Drehtisches 116 ein oberes Antriebssystem alternativ verwendet werden, um den Bohrstrang 112 von der Oberfläche aus zu drehen.
  • Das Bohrloch 111 kann durch unterirdische Formationen unter Verwendung der Plattform- und Bohrturmanordnung 110 und des Bohrstrangs 112 erweitert werden. Der Bohrstrang 112 umfasst eine Bohrlochsohlenanordnung (BHA) 100 nahe dessen unterem Ende. Die BHA 100 umfasst eine Bohrkrone 105 an ihrem unteren Ende, die durch einen hydraulisch betriebenen Motor 150 angetrieben wird. Die Plattform- und Bohrturmanordnung 110 umfasst ferner Bohrfluid oder -schlamm 126, der in einem Tank oder einer Grube 127 gelagert ist, die an der Bohrstelle ausgebildet ist. Bohrfluide oder -schlamm können durch eine zentrale Bohrung des Bohrstrangs 112 nach unten gepumpt werden und durch Kanäle, die an der Bohrkrone 105 angeordnet sind, austreten. Die Bohrfluide wirken zum Schmieren und Kühlen der Bohrkrone 105, zum Zurückführen von Bohrklein zur Oberfläche, und zum Aufbauen einer ausreichenden Wassersäule, um zu verhindern, dass Formationsfluide aus dem Bohrloch 111 ausbrechen, sobald sie erreicht sind. Eine Pumpe 129 fördert das Bohrfluid 126 zu einem inneren Durchgang des Bohrstrangs 112 über einen Kanal im Lager 119, wodurch bewirkt wird, dass das Bohrfluid 126 nach unten durch den Bohrstrang 112 strömt, wie durch den Richtungspfeil 108 angegeben. Das Bohrfluid 126 betätigt den Motor 150, der die Krone 105 dreht. Das Bohrfluid 126 verlässt den Bohrstrang 112 über Wasserläufe oder Öffnungen (Düsen) in der Bohrkrone 105 und zirkuliert dann nach oben durch den ringförmigen Bereich zwischen der Außenseite des Bohrstrangs und der Wand des Bohrlochs 111, wie durch die Richtungspfeile 109 angegeben. In dieser gut bekannten Weise schmiert das Bohrfluid 126 die Bohrkrone 105 und trägt Formationsbohrklein nach oben zur Oberfläche, wo das Bohrfluid 126 gereinigt und zur Rückführung zur Grube 127 zurückgeführt werden kann.
  • Die BHA 100 soll Informationen über die Bahn des Bohrlochs 111 erfassen und übertragen. Die BHA 100 umfasst beispielsweise ein Werkzeug 130 zum Messen während des Bohrens (MWD). Das MWD-Werkzeug 130 kann in einem speziellen Typ von Schwerstange aufgenommen sein, wie auf dem Fachgebiet bekannt ist, und kann eine oder mehrere Vorrichtungen zum Messen von Eigenschaften des Bohrstrangs 112 und der Bohrkrone 105 enthalten. Das MWD-Werkzeug 130 kann beispielsweise einen oder mehrere der folgenden Typen von Messvorrichtungen umfassen: eine Vorrichtung zum Messen des Gewichts an der Krone, eine Drehmomentmessvorrichtung, eine Vibrationsmessvorrichtung, eine Stoßmessvorrichtung, eine Haftgleitmessvorrichtung, eine Richtungsmessvorrichtung und eine Neigungsmessvorrichtung. Wahlweise kann das MWD-Werkzeug 130 ferner einen ringförmigen Drucksensor und/oder einen Sensor für natürliche Gammastrahlen umfassen. Das MWD-Werkzeug 130 kann auch Fähigkeiten zum Messen, Verarbeiten und Speichern von Informationen sowie zur Kommunikation mit einer Protokollierungs- und Steuereinheit 160 umfassen. Das MWD-Werkzeug 130 und die Protokollierungs- und Steuereinheit 160 können beispielsweise Informationen in zwei Richtungen (d. h. nach Übertage über Aufwärtsstrecken und/oder nach Untertage über Abwärtsstrecken) unter Verwendung von Systemen, die manchmal als Schlammimpulstelemetrie (MPT) und/oder Telemetrie mit verdrahtetem Bohrrohr (WDP) bezeichnet werden, übertragen. In einigen Fällen kann die Protokollierungs- und Steuereinheit 160 einen Controller mit einer Schnittstelle zum Empfangen von Befehlen von einer menschlichen Bedienperson umfassen. Die Befehle können zur BHA 100 über das MWD-Werkzeug 130 rundgesendet werden.
  • Die BHA 100 soll auch Informationen über die unterirdischen Formationen, die vom Bohrloch 111 durchdrungen werden, erfassen und wahlweise übertragen. Die BHA 100 umfasst beispielsweise ferner ein Werkzeug 120 zur Probennahme während des Bohrens (SWD) und ein Werkzeug 120A zum Protokollieren während des Bohrens (LWD). Das SWD-Werkzeug 120 und das LWD-Werkzeug 120A können auch in einem speziellen Typ von Schwerstange aufgenommen sein, wie auf dem Fachgebiet bekannt ist, und können einen oder mehrere bekannte Typen von Bohrlochprotokollierungsinstrumenten enthalten. Das LWD-Werkzeug 120A umfasst beispielsweise eine oder mehrere einer Kernmagnetresonanz-Messvorrichtung, einer Widerstandsmessvorrichtung, einer Neutronen- oder Gammastrahl-Messvorrichtung usw. Das SWD-Werkzeug 120 umfasst eine Fluidverbindungsvorrichtung (nicht dargestellt), um sich vom Bohrstrang 112 zu erstrecken und eine Fluidverbindung mit einer unterirdischen Formation herzustellen, die durch das Bohrloch 111 durchdrungen wird, in dem der Bohrstrang 112 angeordnet ist. Das SWD-Werkzeug 120 und das LWD-Werkzeug 120A können Fähigkeiten zum Messen, Verarbeiten und Speichern von Informationen sowie zur Kommunikation mit dem MWD-Werkzeug 130 umfassen. Selbstverständlich kann mehr als ein LWD-Werkzeug oder SWD-Werkzeug innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Offenbarung verwendet werden.
  • 2 ist eine schematische Ansicht eines Werkzeugs 210 zur Probennahme während des Bohrens gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung. Das SWD-Werkzeug 210 ist in einem Bohrloch 240 angeordnet, das sich durch unterirdische Formationen wie z. B. die Formation 250 erstreckt. Das SWD-Werkzeug 210 soll Proben von Formationsfluid 254 gewinnen und zumindest einige der Proben in Probenflaschen 220 und 222 halten.
  • Das SWD-Werkzeug 210 kann mit einem Stabilisator versehen sein, der einen oder mehrere Flügel 258 umfassen kann, um mit einer Wand 260 des Bohrlochs 240 in Eingriff zu kommen. Das SWD-Werkzeug 210 kann mit mehreren Sicherungskolben 262 versehen sein, um beim Aufbringen einer Kraft zu unterstützen, um das SWD-Werkzeug 210 gegen die Wand 260 des Bohrlochs 240 zu schieben und/oder zu bewegen. Eine Fluidverbindungsvorrichtung wie z. B. eine Sonde 252 kann sich vom Stabilisatorflügel 258 des SWD-Werkzeugs 210 erstrecken. Die Fluidverbindungsvorrichtung kann mit einer überwachten oder konzentrierten Fluidaufnahmeanordnung implementiert werden, wie beispielsweise im US-Patent Nr. 6 964 301 gezeigt. Die Fluidverbindungsvorrichtung soll ausgewählte Abschnitte der Wand 260 des Bohrlochs 240 abdichten oder isolieren und das SWD-Werkzeug 210 fluidtechnisch mit der benachbarten Formation 250 koppeln. Obwohl das SWD-Werkzeug 210 als eine Fluidverbindung aufweisend dargestellt ist, können alternativ mehrere Fluidverbindungsvorrichtungen am SWD-Werkzeug 210 vorgesehen sein.
  • Sobald die Fluidverbindungsvorrichtung 252 fluidtechnisch mit der Formation 250 koppelt, können verschiedene Messungen an der Formation 250 durchgeführt werden, beispielsweise kann ein Druckparameter durch Durchführen eines Vortests in einer auf dem Fachgebiet bekannten Weise gemessen werden. Auch eine Pumpe 275 kann verwendet werden, um das Formationsfluid 254 aus der Formation 250 in das SWD-Werkzeug 210 in einer Richtung, die durch Pfeile 256 allgemein angegeben ist, zu saugen. Das SWD-Werkzeug 210 umfasst eine Fluidabtasteinheit 270, um Eigenschaften der aus der Formation 250 gewonnenen Fluidproben zu messen. Die Fluidabtasteinheit 270 kann eine beliebige Kombination von herkömmlichen und/oder in der Zukunft entwickelten Spektralanalysesystemen umfassen.
  • Das aus der Formation 250 in das SWD-Werkzeug 210 gesaugte Fluid kann durch einen Austrittskanal in das Bohrloch 240 ausgestoßen werden oder kann zu einer oder mehreren der Probenflaschen 220 und 222 geschickt werden, die das Formationsfluid für die anschließende Prüfung an der Oberfläche oder einer Testeinrichtung aufnehmen und halten. Mehr oder weniger als zwei Probenflaschen können verwendet werden.
  • Das SWD-Werkzeug 210 umfasst ein Untertage-Steuersystem 280, das einen Prozessor oder eine Verarbeitungseinheit umfassen kann, um Softwarebefehle oder Anweisungen, die in einem Speicher und/oder irgendeinem konkreten computerlesbaren Medium gespeichert sind, auszuführen. Das Untertage-Steuersystem 280 kann beispielsweise die Gewinnung von Fluidproben aus der Formation 250 durch Steuern der Pumprate der Pumpe 275 steuern. Das Untertage-Steuersystem 280 kann auch verwendet werden, um Daten zu analysieren und/oder zu verarbeiten, die beispielsweise von der Fluidabtasteinheit 270 oder anderen Untertagesensoren (nicht dargestellt) erhalten werden, Mess- oder verarbeitete Daten zu speichern und/oder zur Oberfläche für die anschließende Analyse zu übertragen.
  • 3 und 3A sind schematische Ansichten einer Beispielprobenflasche 310 gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung. Die Probenflasche 310 soll in ein Untertage-Probennahmewerkzeug 320A integriert werden. Die Probenflasche 310 kann verwendet werden, um Proben von Formationsfluid aufzunehmen und zu halten.
  • Die Probenflasche 310 umfasst einen länglichen Behälter 330. Der Behälter 330 kann aus einem korrosions- und druckbeständigen Material wie z. B. einer Legierung auf Nickelbasis bestehen. Der Behälter 330 soll Fluidproben durch einen Einlass 331 aufnehmen. Wie gezeigt, umfasst der Einlass 331 eine Strömungsleitung 332, die sich vom Behälter 330 durch eine Verrohrung 370 erstreckt, die in diesem Beispiel als rechtwinklige Verrohrung dargestellt ist. Die Strömungsleitung 332 kann über ein manuelles Absperrventil 361 verschlossen werden, das über einen verschließbaren Zugangskanal 360 zugänglich ist. Folglich kann eine Probe von Formationsfluid, die im Behälter 330 gehalten wird, sicher abgedichtet werden. Der in der Strömungsleitung 322 eingeschlossene Druck kann beispielsweise nach dem Schließen des Absperrventils 361 auch über einen Entlüftungsstopfen 364 abgebaut werden, der auch über einen verschließbaren Zugangskanal 365 zugänglich ist.
  • Ein Gleitkolben 325 ist innerhalb des länglichen Behälters 330 angeordnet und definiert eine Kammer 326 mit variablem Volumen, um die Probe des Formationsfluids aufzunehmen. Wahlweise kann ein Rührer 320 in der Kammer 326 enthalten sein. Der Rührer 320 kann verwendet werden, um die Probe von Formationsfluid, die in der Kammer 326 vorhanden ist, zu mischen oder zu rekombinieren. Die Rückseite des Kolbens 325 kann dem Bohrlochfluid oder einem anderen Fluid, das über einen Durchgang 380 in den Behälter 330 eintritt, ausgesetzt sein.
  • Die Probenflasche 310 umfasst eine Hülse oder Hülle 300 wie z. B. eine zylindrische blinde Kappe, die zum Eingriff mit einer äußeren Oberfläche des länglichen Behälters 330 bemessen ist. Der längliche Behälter 330 kann beispielsweise in die Hülse oder Hülle 300 vor der Installation der Verrohrung 370 und der Verschlussvorrichtungen der Kanäle 360 und 365 eingesetzt werden. Außerdem kann ein Federstapel 340 durch Schrauben einer Feststellmutter 350 in die Hülse oder Hülle 300 komprimiert werden, wodurch die Position des länglichen Behälters 330 innerhalb der Hülse oder Hülle aufrechterhalten wird. Die Feststellmutter 350 kann wahlweise mit einem Filter 355 versehen sein, um zu ermöglichen, dass Bohrlochfluid oder anderes Fluid in den Behälter 330 über den Durchgang 380 eintritt.
  • Die Hülle 300 besteht aus einem kratz- und stoßbeständigen Material wie z. B. Edelstahl. Der Edelstahl kann beispielsweise so gewählt sein, um mit dem Material elektrochemisch verträglich zu sein, das den Hohlraum bildet, in den die Probenflasche 310 zu befestigen ist. Die Hülle 300 kann zum Verhindern, dass der längliche Behälter 330 gegen die Wand eines Bohrlochs 322A, in dem das Untertage-Probennahmewerkzeug angeordnet ist, und/oder gegen andere Formationstrümmer, die im Bohrloch 322A vorhanden sind, schlägt oder daran schleift, beitragen. Die Hülle 300 kann folglich beim Aufrechterhalten der mechanischen Integrität des länglichen Behälters 330, beispielsweise der Fähigkeit des länglichen Behälters 330, Hochdruck-Fluidproben zu halten, unterstützen.
  • Die Probenflasche 310 soll mit einem Hohlraum 324A koppeln, der sich von einer Öffnung 326A im Körper des Untertage-Probennahmewerkzeugs 320A erstreckt, wie z. B. einer Schwerstange mit einem Durchgang 390A, um Bohrschlamm zu leiten. Die Probenflasche 310 kann beispielsweise in den Hohlraum 324A durch die Öffnung 326A eingesetzt werden. Beim Einsetzen kann der längliche Behälter 330 fluidtechnisch mit einer Strömungsleitung 340A koppeln. Folglich kann die Probenflasche 310 mit einer unterirdischen Formation, die durch das Bohrloch 322A durchdrungen wird, über eine Fluidverbindungsvorrichtung (z. B. eine Sonde) in auswählbarer Fluidverbindung stehen. Die Probenflasche 310 wird ferner im Hohlraum 324A über Spannstifte 350A und 352A, die sich durch Löcher in der Hülle 300 und im Körper des Untertage-Probennahmewerkzeugs 320A erstrecken, befestigt.
  • 4 und 4A sind schematische Ansichten einer Beispielprobenflasche 410 gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung. Die Probenflasche 410 soll in ein Untertage-Probennahmewerkzeug 420A integriert werden. Die Probenflasche 410 kann verwendet werden, um Proben von Formationsfluid aufzunehmen und zu halten.
  • Die Probenflasche 410 umfasst einen länglichen Behälter 430, eine Reihenverrohrung 470 und ein Absperrventil 461, die strukturell und/oder funktional ähnlich zum länglichen Behälter 330, zur rechtwinkligen Verrohrung 370 und zum Absperrventil 361, die in 3 gezeigt sind, sein können. Ferner umfasst die Probenflasche 410 einen Kolben 425, einen Rührer 420 und einen Durchgang 480, die auch strukturell und/oder funktional ähnlich zum Kolben 325, zum Rührer 320 und zum Durchgang 380, die in 3 gezeigt sind, sein können.
  • Die Probenflasche 410 umfasst eine Hülse oder Hülle 400. Die Hülse 400 kann aus einem Polymermaterial wie z. B. Polyetheretherketon, Polyetherketon, Fluorkohlenstoffpolymer, Nitrilbutadienkautschuk oder Epoxidharz bestehen. Die Hülse 400 kann über einer äußeren Oberfläche des länglichen Behälters 430 geformt sein. Die Hülse kann um den länglichen Behälter 430 aufgeschrumpft oder aufgeschoben sein. Die Hülse 400 ist bemessen, um die Enden 490 und 495 der Probenflasche 410 unbedeckt zu lassen, um einen Zugang zum manuellen Ventil 455 und/oder zum Absperrventil 461 zu ermöglichen.
  • Die Probenflasche 410 soll mit einem Hohlraum 424A, der sich von einer Öffnung 426A im Körper des Untertage-Probennahmewerkzeugs 420A erstreckt, wie z. B. einer Schwerstange mit einem Durchgang 490A, um Bohrschlamm zu leiten, koppeln. Die Probenflasche 410 kann beispielsweise in den Hohlraum 424A durch die Öffnung 426A eingesetzt werden. Beim Einsetzen kann der längliche Behälter 430 fluidtechnisch mit einer Strömungsleitung 440A koppeln. Folglich kann die Probenflasche 410 mit einer unterirdischen Formation, die durch ein Bohrloch 422A durchdrungen wird, über eine Fluidverbindungsvorrichtung (z. B. eine Sonde) in auswählbarer Fluidverbindung stehen.
  • Die Probenflasche 410 wird ferner im Hohlraum 424A mit einem Abstandhalter oder einer axialen Belastungsvorrichtung 470A wie z. B. einem Druckluftdruckzylinder oder anderen Vorrichtungen, die im US-Patent Nr. 7 367 394 gezeigt sind, befestigt. Außerdem ist die Hülle 400 bemessen, um bündig in den Hohlraum 424A zu passen (z. B. über einen geringfügigen Presssitz in diesem). Daher kann die Hülle 400 ferner das Befestigen der Probenflasche 410 im Hohlraum 424A unterstützen. Der Kontakt zwischen der Hülle 400 und der Wand des Hohlraums 424A kann auch das Verringern oder Dämpfen der Amplitude von Biege- oder seitlichen Bewegungen des länglichen Behälters 430 im Hohlraum 424A ermöglichen. Unerwünschte Biege- oder seitliche Bewegungen des länglichen Behälters 430 können beispielsweise durch Stöße des Untertage-Probennahmewerkzeugs 420A gegen die Wand eines Bohrlochs 422A erzeugt werden, in dem das Untertage-Probennahmewerkzeug angeordnet ist. Das Verringern der Amplitude der Biegebewegungen des länglichen Behälters 430 kann zum Aufrechterhalten der mechanischen Integrität des länglichen Behälters 430 beispielsweise durch Begrenzen von Ermüdung und Reißen des länglichen Behälters 430 beitragen. Das Verringern der Amplitude von Biegebewegungen des länglichen Behälters 430 kann auch zum Aufrechterhalten der hydraulischen Integrität von O-Ringen, die bei der Verrohrung 470 vorgesehen sind, unter anderen Dichtungen, die bei der Probenflasche 410 vorgesehen sind, beitragen.
  • 5, 6 und 7 sind schematische Ansichten von Abschnitten von Beispielprobenflaschen gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung. Probenflaschen 510, 610 und 710 umfassen einen jeweiligen länglichen Behälter 530, 630 und 730 und jeweilige Hüllen 500, 600 und 700. Die Hüllen 500, 600 und 700 umfassen Merkmale, die allein oder in Kombination verwendet werden können.
  • Die Hülle 500 umfasst beispielsweise Flansche oder Laschen 520, die vom Zentrum der Hülle abstehen. Die Flansche oder Laschen 520 sollen die Probenflasche 510 an einem Untertage-Probennahmewerkzeug befestigen, wenn die Probenflasche 510 mit einem Hohlraum des Untertagewerkzeugs gekoppelt wird. Die Flansche oder Laschen 520 können ein oder mehrere Löcher 540 umfassen, die zum Aufnehmen einer Schraube durch diese positioniert und bemessen sind.
  • In einem anderen Beispiel umfasst die Hülle 600 einen Schichtbereich 640 und einen Abdeckbereich 620, der an der Schicht 640 befestigt ist. Die Schicht 640 kann beispielsweise aus einem Polymermaterial wie z. B. Polyetheretherketon, Polyetherketon, Fluorkohlenstoffpolymer, Nitrilbutadienkautschuk oder Epoxidharz bestehen. Der Abdeckbereich 620 kann aus einem kratz- und stoßbeständigen Material wie z. B. Edelstahl bestehen. Der Edelstahl kann so ausgewählt sein, dass er mit dem Material, das den Hohlraum bildet, in dem die Probenflasche 610 befestigt wird, elektrochemisch kompatibel ist. Der Abdeckbereich 620 kann über einem Abschnitt der Öffnung, von dem sich der Hohlraum erstreckt, angeordnet sein.
  • In noch einem weiteren Beispiel umfasst die Hülle 700 eine Nabe 720. Die Nabe 720 kann mit einer entsprechenden Aussparung im Hohlraum in Eingriff kommen, in dem die Probenflasche 710 befestigt wird. Mit Rückbezug auf 3A ist eine Nabe 354A, die zur Nabe 720 ähnlich ist, gezeigt. Die Nabe 354A kann beim Abnehmen der mechanischen Last von der rechtwinkligen Verrohrung 370 unterstützen. Das Abnehmen der mechanischen Last von der rechtwinkligen Verrohrung 370 kann zum Aufrechterhalten der hydraulischen Integrität der O-Ringe, die bei der Verrohrung 370 vorgesehen sind, unter anderen Dichtungen, die bei der Probenflasche 310 vorgesehen sind, beitragen.
  • 8 und 9 sind schematische Ansichten von Abschnitten von Beispielprobennahmewerkzeugen gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung. Jedes Probennahmewerkzeug umfasst einen Körper 820 oder 920 (z. B. eine Schwerstange, einen Dornhalter, ein Gehäuse) mit einer äußeren Oberfläche bzw. einer äußeren Oberfläche 822 oder 922. Die äußeren Oberflächen 822 und 922 umfassen Öffnungen 826 und 926, die sich in Hohlräume 824 und 924 in den Körpern 820 bzw. 920 erstrecken. Die Probennahmewerkzeuge umfassen auch Probenflaschen 810 und 910, um Fluidproben aufzunehmen und zu halten, die von einer unterirdischen Formation gewonnen werden, die durch ein Bohrloch durchdrungen wird, in dem das Untertage-Probennahmewerkzeug angeordnet ist. Die Probenflaschen 810 und 910 können beispielsweise mit der unterirdischen Formation über eine Fluidverbindungsvorrichtung (nicht dargestellt) des Probennahmewerkzeugs in selektiver Fluidverbindung stehen. In einigen Fällen können die Probennahmewerkzeuge auch einen Durchgang umfassen, um Bohrschlamm zu leiten, wie z. B. mit Durchgängen 860 und 960 gezeigt.
  • Die Probenflaschen 810 und 910 umfassen jeweilige Hüllen 800 oder 900, die mit äußeren Oberflächen von länglichen Behältern 830 bzw. 930 in Eingriff stehen. Die Hüllen 800 und 900 sollen mit den Hohlräumen 824 bzw. 924 koppeln. Die Hülle 800 ist beispielsweise am Körper 820 unter Verwendung von einer oder mehreren Schrauben 850 befestigt. In einem anderen Beispiel umfasst die Hülle 900 einen Keilquerschnitt, um in einen Schwalbenschwanzquerschnitt des Hohlraums 924 zu gleiten. Wahlweise können die Hüllen 800 oder 900 eine Abdeckung (nicht dargestellt), die daran befestigt ist, umfassen. Die Abdeckung kann über zumindest einem Abschnitt der Öffnung 826 oder 926 angeordnet sein.
  • 10 ist eine schematische Ansicht eines Abschnitts eines Beispiel-Probennahmewerkzeugs gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung. Ähnlich zu 2 umfasst das Probennahmewerkzeug von 10 eine Fluidverbindungsvorrichtung, um sich vom Probennahmewerkzeug zu erstrecken und eine Fluidverbindung mit einer unterirdischen Formation herzustellen, die durch ein Bohrloch durchdrungen wird, in dem das Probennahmewerkzeug angeordnet ist.
  • Das Probennahmewerkzeug umfasst einen Körper 1020 (z. B. eine Schwerstange, einen Dornhalter, ein Gehäuse) mit einer äußeren Oberfläche 1022. Die äußere Oberfläche 1022 umfasst eine Öffnung 1026, die sich in einen Hohlraum 1024 im Körper 1020 des Probennahmewerkzeugs erstreckt. Das Probennahmewerkzeug umfasst auch eine Probenflasche 1010, die innerhalb des Hohlraums 1024 gekoppelt ist und mit der Formation über die Fluidverbindungsvorrichtung in auswählbarer Fluidverbindung steht. Das Probennahmewerkzeug kann auch einen Durchgang umfassen, um Bohrschlamm zu leiten, beispielsweise wie mit dem Durchgang 1060 gezeigt.
  • Ein Ring 1050 soll mit einem Umfang des Körpers 1020 des Probennahmewerkzeugs, beispielsweise einem zylindrischen Abschnitt der äußeren Oberfläche 1022, in Eingriff stehen. Der Ring 1050 soll auch mit einer äußeren Oberfläche der Probenflasche 1010 in Eingriff stehen. Folglich kann der Ring 1050 zum Befestigen der Probenflasche 1010 innerhalb des Hohlraums 1024 beitragen. Der Kontakt zwischen der Probenflasche 1010 und dem Ring 1050 kann auch das Verringern oder Dämpfen der Amplitude von Biege- oder seitlichen Bewegungen der Probenflasche 1010 im Hohlraum 1024 ermöglichen. Der Ring 1050 kann beispielsweise ein Verschleißband oder einen Bohrstrangstabilisator umfassen, der über zumindest einem Abschnitt des Hohlraums 1024 positionierbar ist.
  • Die Öffnung 1026 in den Hohlraum 1024 und der Ring 1050 können einen Zugang zu Komponenten der Probenflasche 1010 schaffen. Mit Rückbezug auf 4A ist ein Ring 452A, der zum Ring 1050 ähnlich ist, gezeigt. Der Hohlraum 424A und der Ring 452A sollen einen Zugang zum Absperrventil 461 ermöglichen. Das Absperrventil 461 soll die in der Probenflasche 410 gehaltenen Fluidproben sicher abdichten, beispielsweise durch manuelles Schließen des Ventils 461, sobald das Untertage-Probennahmewerkzeug an die Erdoberfläche zurückgeholt wurde. Die Probenflasche 410 kann dann sicher vom Hohlraum 424A gelöst oder entfernt werden.
  • Mit Rückkehr zu 10 kann die Probenflasche 1010 einen inneren metallischen Behälter 1030, um mit Druck beaufschlagtes Formationsfluid zu halten, und eine äußere Polymerhülle 1000 umfassen. Andere Materialkombinationen können jedoch innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Offenbarung verwendet werden.
  • 11, 12 und 13 sind schematische Ansichten von Abschnitten von Beispiel-Probennahmewerkzeugen gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung. Ähnlich zu 2 umfassen die Probennahmewerkzeuge eine oder mehrere Fluidverbindungsvorrichtungen (z. B. Sonden), um sich von den Probennahmewerkzeugen zu erstrecken und eine Fluidverbindung mit einer unterirdischen Formation herzustellen, die von einem Bohrloch durchdrungen wird, in dem irgendwelche der Probennahmewerkzeuge angeordnet sind.
  • Jedes Probennahmewerkzeug umfasst einen Körper 1120, 1220 oder 1320 (z. B. eine Schwerstange, einen Dornhalter, ein Gehäuse) mit einer äußeren Oberfläche, bzw. einer äußeren Oberfläche 1122, 1222 oder 1322. Die äußeren Oberflächen 1122, 1222 und 1322 umfassen Öffnungen 1126, 1226 und 1326, die sich in Hohlräume 1124, 1224 und 1324 in den Körpern 1120, 1220 bzw. 1320 erstrecken. Die Probennahmewerkzeuge umfassen auch Probenflaschen 1110, 1210 und 1310, um Fluidproben aufzunehmen und zu halten, die von einer unterirdischen Formation gewonnen werden. Die Probenflaschen 1110, 1210 und 1310 können beispielsweise mit der unterirdischen Formation über eine Fluidverbindungsvorrichtung (nicht dargestellt) der Probennahmewerkzeuge in selektiver Fluidverbindung stehen. In einigen Fällen können die Probennahmewerkzeuge auch einen Durchgang umfassen, um Bohrschlamm zu leiten, wie mit Durchgängen 1160, 1260 und 1360 gezeigt.
  • Jede Probenflasche 1110, 1210 oder 1310 ist in einem Hohlraum bzw. dem Hohlraum 1124, 1224 oder 1324 mit Streben befestigt. Die Streben sind mit der äußeren Oberfläche (1122, 1222 oder 1322) der Probennahmewerkzeugs auf entgegengesetzten Seiten des Hohlraums entfernbar gekoppelt. Die Streben können einiges der Last, die durch den Druck des Fluids innerhalb der Probenflasche erzeugt wird, abbauen. Die Streben können alternativ oder zusätzlich das Verringern oder Dämpfen der Amplitude von Biege- oder seitlichen Bewegungen der Probenflasche im Hohlraum ermöglichen, wenn solche Bewegungen beispielsweise während des Bohrens eines Bohrlochs erzeugt werden.
  • Die Streben können beispielsweise einen oder mehrere Spannstifte wie z. B. den Spannstift 1150, der in 11 gezeigt ist, umfassen. Der Spannstift ist in ein Loch eingesetzt, das in der Probenflasche 1110 vorgesehen ist. Das Loch ist in einer Hülle 1100 angeordnet, die mit einer äußeren Oberfläche eines länglichen Behälters 1130 der Probenflasche 1110 in Eingriff steht. Folglich kann die Fähigkeit des länglichen Behälters 1130 und der Probenflasche 1110 als Ganzes, Hochdruck-Fluidproben zu halten, durch die Anwesenheit des Lochs in der Probenflasche 1110 nicht beeinträchtigt werden. Der Spannstift steht auch mit dem Körper 1120 auf entgegengesetzten Seiten des Hohlraums 1124 in Eingriff, wodurch die Probenflasche mit der Oberfläche des Hohlraums in Kontakt gehalten wird. Obwohl in 11 ein Spannstift 1150 gezeigt ist, können mehrere Spannstifte vorgesehen sein, die beispielsweise entlang der Länge des länglichen Behälters 1130 verteilt sind. Der Spannstift 1150 ist mit der äußeren Oberfläche 1122 des Körpers gekoppelt, um zu ermöglichen, dass zu dem Spannstift 1150 leicht gelangt wird, wenn die Probenflasche 1110 in den Hohlraum 1124 eingesetzt wird oder die Probenflasche 1110 aus diesem entnommen wird.
  • In einem anderen Beispiel umfassen die Streben einen Netzabschnitt wie z. B. das in 12 gezeigte Netz 1250. Das Netz 1250 ist mit der äußeren Oberfläche 1220 des Probennahmewerkzeugs auf entgegengesetzten Seiten des Hohlraums 1224 mit mehreren Schrauben 1252 gekoppelt. Das Netz 1250 soll mit einer äußeren Oberfläche der Probenkammer 1210 in Eingriff stehen. Folglich kann das Netz 1250 zum Befestigen der Probenflasche 1210 innerhalb des Hohlraums 1226 durch Bedecken zumindest eines Abschnitts der Öffnung 1226 beitragen. Das Netz 1250 kann leicht von der Öffnung 1226 während der Wartung der Probenflasche 1210 entfernt werden.
  • In noch einem weiteren Beispiel umfassen die Streben eine oder mehrere Klemmen wie z. B. Klemmen 1350, die in 13 gezeigt sind. Die Klemmen 1350 sind mit der äußeren Oberfläche 1322 des Körpers 1320 auf entgegengesetzten Seiten des Hohlraums 1324 gekoppelt. Eine Seite einer Klemme kann beispielsweise mit dem Körper 1320 über eine Spindel 1352 gekoppelt sein, während die andere Seite der Klemme 1350 mit dem Körper 1320 über eine Schraube 1354 gekoppelt sein kann. Die Klemmen 1350 können Sattelklemmen umfassen. Die Klemmen 1350 sollen mit einer äußeren Oberfläche der Probenkammer 1310 in Eingriff stehen. Die Klemmen 1350 können leicht von der Öffnung 1326 während der Wartung der Probenflasche 1210 entfernt werden.
  • Die Beispielstreben von 11, 12 und 13 können kombiniert werden. Ein Verstrebungssystem kann beispielsweise Netze umfassen, die mit Klemmen oder Spannstiften überlappt sind. Da die Öffnungen 1126, 1226 und 1326 teilweise dem Bohrloch ausgesetzt sein können, in dem das Probennahmewerkzeug angeordnet ist, kann es nützlich sein, Probenflaschen mit einem inneren länglichen Zylinder, der mit einer äußeren Hülle geschützt ist, wie hier beschrieben, zu verwenden. Unter anderen Materialkombinationen kann der Zylinder beispielsweise aus einer Nickellegierung bestehen und die Hülle kann aus einem Polymer bestehen.
  • Wie in 11, 12 und 13 ersichtlich ist, sollen die Öffnung 1126, 1226 und 1326 und die Streben einen Zugang zu den Probenflaschen 1110, 1210 und 1310 schaffen, selbst wenn alle oder zumindest einige der Streben mit den Werkzeugkörpern 1120, 1220 und 1320 gekoppelt sind. Daher kann eine menschliche Bedienperson eine Fluidprobe in den Flaschen 1110, 1210 und 1310 durch Zugreifen auf und Betätigen eines manuellen Ventils der Probenflasche vor dem Lösen der Streben 1150, 1250 oder 1350 definitiv sichern. Die menschliche Bedienperson kann auch den in der Probennahmewerkzeug-Strömungsleitung eingeschlossenen Druck durch Zugreifen auf und Öffnen eines Entlüftungsstopfens der Probenflasche vor dem Lösen der Streben 1150, 1250 oder 1350 entlüften. Folglich können die Streben 1150, 1250 oder 1350 einen Schutz vor einer Hochdruckgefahr während der Wartung der Probenflaschen in einem Fall vorsehen, in dem die Entlüftungsstopfen zugänglich sind, während die Flaschen 1110, 1210 und 1310 durch die Streben 1150, 1250 bzw. 1350 befestigt sind.
  • 14 und 15 sind schematische Ansichten von Abschnitten von Beispiel-Probennahmewerkzeugen gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung. Ähnlich zu 2 umfassen die Probennahmewerkzeuge eine oder mehrere Fluidverbindungsvorrichtungen (z. B. Sonden), um sich von den Probennahmewerkzeugen zu erstrecken und eine Fluidverbindung mit einer unterirdischen Formation herzustellen, die durch ein Bohrloch durchdrungen wird, in dem beliebige der Probennahmewerkzeuge angeordnet sind.
  • Jedes Probennahmewerkzeug umfasst einen Körper 1420 oder 1520 (z. B. eine Schwerstrange, einen Dornhalter, ein Gehäuse) mit einer äußeren Oberfläche. Die äußere Oberfläche umfasst eine Öffnung, die sich in einen Hohlraum im Körper erstreckt. Die Probennahmewerkzeuge umfassen auch Probenflaschen 1410 und 1510, die in den Hohlräumen angeordnet sind und Fluidproben aufnehmen und halten sollen, die von einer unterirdischen Formation gewonnen werden. Die Probenflaschen 1410 und 1510 können beispielsweise mit der unterirdischen Formation über Strömungsleitungen 1440 bzw. 1540 in selektiver Fluidverbindung stehen. In einigen Fällen können die Probennahmewerkzeuge auch einen Durchgang (nicht dargestellt) umfassen, um Bohrschlamm zu leiten.
  • Die Probenflaschen 1410 und 1510 umfassen längliche Behälter (nicht separat dargestellt), um die Fluidprobe aufzunehmen. Die Probenflaschen umfassen auch Magnete 1450, 1550a und/oder 1550b, die mit dem länglichen Behälter mechanisch gekoppelt sind. Die Magnete 1450, 1550a und/oder 1550b können beispielsweise in eine Polymerhülle oder -hülse eingebettet sein, die die länglichen Behälter umgibt. Der Magnet (oder eine Reihe von Magneten) 1450 kann auf einer Seite der Probenflasche 1410 zwischen den Enden des länglichen Behälters angeordnet sein. Die Magnete 1550a und 1550b sind am Ende des länglichen Behälters angeordnet.
  • Die Probennahmewerkzeuge umfassen auch Magnete 1452, 1552a und/oder 1552b, die nahe den Hohlräumen angeordnet sind und die Magnete 1450, 1550a und/oder 1550b jeweils anziehen sollen. Die Paare von Magneten 1450 und 1452, 1550a und 1552a bzw. 1550b und 1552b sind beispielsweise benachbart und die Polaritäten der Magnetpaare sind angeordnet, um Anziehungskopplungen zu schaffen. Folglich kann die Probenflasche 1410 seitlich innerhalb ihres Hohlraums befestigt werden und/oder die Probenflasche 1510 kann axial innerhalb ihres Hohlraums befestigt werden. Alternativ können die Konfigurationen von 14 und 15 kombiniert werden.
  • Die Magnete 1450, 1550a und/oder 1550b können aus einem magnetischen Material bestehen. Die Magnete 1452, 1552a und/oder 1552b können Elektromagnete sein oder können aus einem Permanentmagnetmaterial bestehen.
  • Wenn mehrere Elektromagnete 1452 verwendet werden, können die Elektromagnete verwendet werden, um eine Position eines Gleitkolbens zu erfassen, der innerhalb des länglichen Behälters der Probenflasche 1410 angeordnet ist, beispielsweise unter Verwendung des Hall-Effekts.
  • 16 ist eine schematische Ansicht eines Abschnitts eines Beispiel-Probennahmewerkzeugs gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung. Ähnlich zu 2 umfasst das Probennahmewerkzeug eine Fluidverbindungsvorrichtung (z. B. eine Sonde), um sich von Probennahmewerkzeug zu erstrecken und eine Fluidverbindung mit einer unterirdischen Formation herzustellen, die durch ein Bohrloch durchdrungen wird, in dem das Probennahmewerkzeug angeordnet ist.
  • Das Probennahmewerkzeug umfasst einen Körper (z. B. eine Schwerstange, einen Dornhalter, ein Gehäuse) mit zwei Teilen 1620a und 1620b zum lösbaren Koppeln und Entkoppeln. Die Teile 1620a und 1620b können beispielsweise Buchsen- und Stiftabschnitte einer Gewindeverbindung umfassen. Wenn sie gekoppelt sind, wirken die Teile 1620a und 1620b zusammen, um einen Durchgang zu bilden, um Bohrschlamm zu leiten, beispielsweise wie mit dem Durchgang 1660 gezeigt.
  • Der Teil 1620a definiert eine äußere Oberfläche 1622a mit einer Öffnung 1626a, die sich in mindestens einen Hohlraum 1624a im Teil 1620a des Körpers des Probennahmewerkzeugs erstreckt. Obwohl nur ein Hohlraum in 16 dargestellt ist, kann das Probennahmewerkzeug mehrere zylindrische Hohlräume umfassen, die um den Umfang des Körperteils 1620a angeordnet sind, ähnlich zu den in 12 und 13 gezeigten Beispielen. Der Hohlraum 1624a kann eine Probenflasche 1610 aufnehmen, die innerhalb des Hohlraums 1624a gekoppelt wird und mit der Formation über eine Strömungsleitung 1640 und die Fluidverbindungsvorrichtung in auswählbarer Fluidverbindung steht.
  • Der Teil 1620b definiert eine äußere Oberfläche 1622b mit einer Öffnung 1626b, die sich in einen Hohlraum 1624b im Teil 1620b des Körpers des Probennahmewerkzeugs erstreckt. Die Öffnung 1626b ist zum Einrasten an der Probenflasche 1610 beim Koppeln der Teile 1620a und 1620b angeordnet. Der Hohlraum 1624b ist geformt, um das Verschrauben der Teile 1620a und 1620b zu ermöglichen, wenn die Probenflasche 1610 innerhalb des Hohlraums 1624a angeordnet ist. Der Hohlraum 1624b kann beispielsweise ein im Wesentlichen ringförmiger Hohlraum sein. Der Hohlraum 1624b ist bemessen, um eine Belastungsanordnung 1670 aufzunehmen. Die Belastungsanordnung kann einen ringförmigen Federstapel und Axiallager umfassen. Die Belastungsanordnung kann verwendet werden, um die Probenflasche 1610 zu komprimieren, wenn die Teile 1620a und 1620b gekoppelt sind.
  • Die Teile 1620a und 1620b umfassen Vorsprünge 1654a und 1654b, die sich von den äußeren Oberflächen 1622a bzw. 1622b erstrecken. Die Vorsprünge 1654a und 1654b sollen mit der Probenflasche 1610 beim Koppeln des Teils 1620a und 1620b in Eingriff kommen. Folglich kann die Probenflasche 1610 innerhalb der Hohlräume 1624a und 1624b radial befestigt werden. Die Vorsprünge 1654a und/oder 1564b können beispielsweise einen Steg umfassen, der sich über die Öffnungen 1626a bzw. 1626b erstreckt. Alternativ können die Vorsprünge 1654a und/oder 1654b einen Hals umfassen, der sich teilweise über die Öffnungen 1626a bzw. 1626b erstreckt. Die Vorsprünge 1654a und/oder 1654b können mit den Teilen 1620a und 1620b des Körpers des Probennahmewerkzeugs einteilig sein. Die Vorsprünge 1654a und 1654b können beim Befestigen der Probenflasche 1610 innerhalb der Hohlräume 1624a und 1624b unterstützen. Da die Probenflasche 1610 dem Bohrloch ausgesetzt sein kann, in dem das Probennahmewerkzeug abgesenkt wird, kann die Probenflasche 1610 einen inneren Behälter 1630 und eine äußere Hülle 1600 umfassen Unter anderen Materialkombinationen kann der innere Behälter 1630 beispielsweise einen metallischen Zylinder umfassen und die äußere Hülle 1600 kann eine Polymerhülse umfassen.
  • Beim Koppeln der Teile 1620a und 1620b an der Erdoberfläche wird folglich die Probenflasche 1610 in das Untertage-Probennahmewerkzeug eingegliedert. Nachdem das Untertage-Probennahmewerkzeug verwendet wird, um Proben von Formationsfluiden zu erhalten, und an die Erdoberfläche zurückgeholt wird, wird die in der Probenflasche 1610 gehaltene Fluidprobe innerhalb der Probenflasche 1610 beispielsweise durch manuelles Schließen eines Absperrventils 1680 sicher abgedichtet. Wie gezeigt, sollen die Öffnung 1626a und der Vorsprung 1654a einen Zugang zu einem Abschnitt der Probenflasche 1610 belassen, wie z. B. einen Zugang zum Ventil 1680. Außerdem kann ein Zugang zu einem Entlüftungsstopfen (nicht dargestellt) vorgesehen sein. Die Teile 1620a und 1620b werden entkoppelt und die Probenflasche 1610 kann dann vom Untertage-Probennahmewerkzeug gelöst oder entfernt werden.
  • 17, 18 und 19 sind schematische Ansichten von Abschnitten von Beispiel-Probennahmewerkzeugen gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung. Ähnlich zu 2 umfassen die Probennahmewerkzeuge eine oder mehrere Fluidverbindungsvorrichtungen (z. B. Sonden), um sich von den Probennahmewerkzeugen zu erstrecken und eine Fluidverbindung mit einer unterirdischen Formation herzustellen, die durch ein Bohrloch durchdrungen wird, in dem irgendwelche der Probennahmewerkzeuge angeordnet sind.
  • Jedes Probennahmewerkzeug umfasst einen Körper 1720, 1820 oder 1920 (z. B. eine Schwerstange, einen Dornhalter, ein Gehäuse) mit einer äußeren Oberfläche 1722, 1822 bzw. 1922. Die äußeren Oberflächen 1722, 1822 oder 1922 umfassen Öffnungen 1726, 1826 und 1926, die sich in Hohlräume 1724, 1824 und 1924 in den Körpern 1720, 1820 bzw. 1920 erstrecken. Die Probennahmewerkzeuge umfassen auch Probenflaschen 1710, 1810 und 1910, die in den Hohlräumen 1724, 1824 und 1924 angeordnet sind, und Fluidproben aufnehmen und halten sollen, die von einer unterirdischen Formation gewonnen werden. Die Probenflaschen 1710, 1810 und 1910 können beispielsweise mit der unterirdischen Formation über Strömungsleitungen 1740, 1840 bzw. 1940 in selektiver Fluidverbindung stehen. In einigen Fällen können die Probennahmewerkzeuge auch einen Durchgang (nicht dargestellt) umfassen, um Bohrschlamm zu leiten.
  • Jeder Hohlraum 1724, 1824 und 1924 umfasst eine Gewindeoberfläche 1754, 1854 bzw. 1954. Jede Probenflasche 1710, 1810 und 1910 umfasst einen länglichen Behälter, um eine Fluidprobe (nicht separat dargestellt) aufzunehmen, und einen mit dem Behälter gekoppelten Halter bzw. Halter 1750, 1850 und 1950. Jeder Halter 1750, 1850 und 1950 umfasst eine Gewindeoberfläche 1752, 1852 bzw. 1952. Jede Gewindeoberfläche des Halters soll mit der entsprechenden Gewindeoberfläche des Hohlraums 1754, 1854 bzw. 1954 in Eingriff kommen. Folglich können die Halter 1750, 1850 und 1950 zum Befestigen von jeder der Probenflaschen 1710, 1810 und 1910 innerhalb ihres entsprechenden Hohlraums bzw. der Hohlräume 1724, 1824 und 1924 beitragen.
  • Der Halter der Probenflasche 1710 umfasst beispielsweise eine Mutter 1750 im Spannschlossstil mit einer Gewindeoberfläche 1752. Der Halter ist mit einem Ende der Probenflasche 1710 über eine Zunge 1758 gekoppelt. Die Zunge 1758 ist mit der Mutter 1750 im Spannschlossstil gekoppelt und soll mit einer Nut 1756 in Eingriff stehen, die an einer äußeren Oberfläche der Probenflasche 1710 angeordnet ist. Wie gezeigt, kann die Mutter 1750 im Spannschlossstil verwendet werden, um die Probenflasche 1710 innerhalb des Hohlraums 1724 unter Spannung zu halten. Sobald die Probenflasche 1710 beispielsweise im Hohlraum 1724 durch die Öffnung 1726 hindurch angeordnet ist, wird ein Haken 1730 am Körper 1720 des Probennahmewerkzeugs über einen Stift, Keil oder eine Schraube 1732 befestigt. Der Haken 1730 umfasst ferner eine Hakenzunge 1734, die in eine Hakennut 1736 der Probenflasche 1710 eingesetzt wird. Der Halter 1750 wird dann auf den Körper 1720 des Probennahmewerkzeugs geschraubt, bis eine ausreichende Spannung auf die Probenflasche 1710 aufgebracht wird. Die auf die Probenflasche 1710 aufgebrachte Spannung kann das Befestigen der Probenflasche 1710 ermöglichen, selbst wenn die Temperatur der Probenflasche 1710 auf Temperaturpegel ansteigt, die in Bohrlöchern angetroffen werden, und der Temperaturpegel verursacht, dass sich die Probenflasche 1710 thermisch ausdehnt. Die auf die Probenflasche 1710 aufgebrachte Spannung kann auch das Befestigen der Probenflasche 1710 ermöglichen, selbst wenn die Probenflasche 1710 eine mit hohem Druck beaufschlagte Fluidprobe hält und der Druckpegel verursacht, dass sich die Probenflasche 1710 elastisch ausdehnt. Die Konfiguration von 17 kann jedoch so modifiziert werden, dass der Halter 1750 die Probenflasche 1710 unter Druck innerhalb des Hohlraums 1724 hält.
  • In einem anderen Beispiel umfasst der Halter der Probenflasche 1810 die Schraube 1850 mit der Gewindeoberfläche 1852. Die Schraube 1850 ist mit der Probenflasche 1810 einteilig und weist einen Außendurchmesser auf, der größer ist als ein Außendurchmesser der Probenflasche 1810. Wie gezeigt, kann die Probenflasche 1810 vertikal in den zylindrischen Hohlraum 1824 eingesetzt werden. Die Schraube 1850 wird dann auf den Körper 1820 des Probennahmewerkzeugs geschraubt. Ein entgegengesetztes Ende 1832 der Probenflasche 1810 liegt an einer Aufnahmeoberfläche 1834 des Hohlraums 1824 an. Das Schrauben kann fortfahren, bis ausreichend Kompression auf die Probenflasche 1810 aufgebracht wird, um das Befestigen der Probenflasche 1810 im Hohlraum 1824 zu ermöglichen.
  • In noch einem weiteren Beispiel umfasst der Halter der Probenflasche 1910 eine Gewindenase 1950, von der eine Schnittansicht in 19A gezeigt ist. Die Nase 1950 weist eine im Wesentlichen zylindrische Form auf. Die Nase 1950 umfasst einen Durchgang, um eine Verrohrung aufzunehmen. Die Verrohrung schafft eine Fluidverbindung zwischen dem länglichen Behälter der Probenflasche 1910 und der Strömungsleitung 1940. Die Probenflasche 1910 wird in den Hohlraum 1924 durch die Öffnung 1926 eingesetzt und wird an den Körper 1920 des Probennahmewerkzeugs geschraubt. Eine Drehschutzvorrichtung 1932 wird verwendet, um die Gewindeverbindung zwischen der Probenflasche 1910 und dem Körper 1920 während des Betriebs des Probennahmewerkzeugs aufrechtzuerhalten. Ein Ring 1930 kann auch vorgesehen sein, um das Befestigen der Probenflasche 1910 innerhalb des Hohlraums 1924 weiter zu unterstützen, beispielsweise ähnlich zur Beschreibung von 10. Die Probenflasche 1910 kann auch eine äußere Polymerhülle umfassen. Eine äußere Oberfläche der Hülle kann mit einer inneren Oberfläche des Hohlraums 1924 in Eingriff stehen, beispielsweise ähnlich zur Beschreibung von 4.
  • 20 ist eine schematische Ansicht eines Abschnitts eines Beispiel-Probennahmewerkzeugs gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung. Ähnlich zu 2 umfasst das Probennahmewerkzeug eine oder mehrere Fluidverbindungsvorrichtungen (z. B. Sonden), um sich vom Probennahmewerkzeug zu erstrecken und eine Fluidverbindung mit einer unterirdischen Formation herzustellen, die durch ein Bohrloch durchdrungen wird, in dem irgendein Probennahmewerkzeug angeordnet ist.
  • Das Probennahmewerkzeug kann in einem Bohrstrang enthalten sein. Das Probennahmewerkzeug umfasst beispielsweise Schwerstangen 2010 mit einem Durchgang 2090, um Bohrschlamm zu leiten, wie durch die Pfeile dargestellt. Dornhalter 2030 sind innerhalb der Schwerstangen 2010 positionierbar. Die Dornhalter 2030 sollen mindestens eine Probenflasche aufnehmen, wie z. B. Probenflaschen 2060. Es wird angemerkt, dass die Dornhalter 2030 mehr als eine Probenflasche umfassen können und dass Dornhalter 2030 Probenflaschen verschiedener Typen umfassen können. Folglich können die Dornhalter 2030 die Integration einer variablen Anzahl von Probenflaschen in das Untertage-Probennahmewerkzeug ermöglichen. Die Dornhalter 2030 können beispielsweise einen Rohrverteiler 2045 umfassen, um eine selektive Fluidverbindung zwischen jeder der mehreren Probenflaschen 2060 und der Formation zu schaffen.
  • Die Dornhalter 2030 umfassen mindestens ein Verbindungsende, das mit einem Verbindungsansatzstück 2050 lösbar gekoppelt werden soll. Das Verbindungsansatzstück 2050 ist mit der Schwerstange 2010 über Gewindeverbindungselemente 2012 und 2016 gekoppelt. Der Durchgang 2090 erstreckt sich durch das Verbindungsansatzstück 2050, wie durch die Pfeile angegeben, wodurch die Leitung von Bohrschlamm über das Probennahmewerkzeug ermöglicht wird.
  • Während der Verbindung wird eine Fluid- und/oder elektrische Verbindung zwischen den Dornhaltern 2030 und dem Verbindungsansatzstück 2050 hergestellt. Nach der Verbindung zwischen den Dornhaltern 2030 und dem Verbindungsansatzstück 2050 stehen folglich die Probenflaschen 2060 in auswählbarer Fluidverbindung mit der Formation über die Fluidverbindungsvorrichtung. Das Verbindungsansatzstück 2050 und die Dornhalter 2030 umfassen beispielsweise Abschnitte einer Strömungsleitung 2080. Die Strömungsleitung 2080 steht mit der Formation über die Fluidverbindungsvorrichtung in auswählbarer Fluidverbindung.
  • Das Verbindungsansatzstück 2050 umfasst ein Ventil 2070, um die Strömung von Formationsfluid zwischen der Strömungsleitung 2080 und einem Austrittskanal 2071 zu steuern. Wie gezeigt, steht der Austrittskanal 2071 mit dem Bohrloch fluidtechnisch in Verbindung, in dem das Probennahmewerkzeug angeordnet ist. Der Austrittskanal 2071 kann jedoch mit dem Durchgang 2090 fluidtechnisch in Verbindung stehen. Das Ventil 2070 kann passiv sein, wie z. B. mit einem Rückschlagventil, einem Entlastungsventil versehen, oder kann aktiv (elektrisch oder hydraulisch) angetrieben werden.
  • Das Ventil 2070 des Verbindungsansatzstücks 2050 kann einen Probennahmevorgang ermöglichen, der manchmal als Probennahme mit geringem Stoß bezeichnet wird. Während eines Probennahmevorgangs mit geringem Stoß wird Fluid aus Formationen gepumpt, die durch das Bohrloch durchdrungen werden, in dem das Probennahmewerkzeug angeordnet ist, und durch die Strömungsleitung 2080 befördert. Ein Isolationsventil 2074 wird geschlossen und das gepumpte Fluid entweicht aus der Strömungsleitung 2080 am Austrittskanal 2071. Wenn eine Fluidprobe erfasst werden soll, wird eines der Probenventile 2078, das einer der Probenflaschen 2060 zugeordnet ist, geöffnet. Sobald die Probenflasche 2060 voll ist, kann das gepumpte Fluid immer noch aus der Strömungsleitung 2080 am Austrittskanal 2071 entweichen. Das eine der Probenventile 2078 wird geschlossen, um eine Fluidprobe in der einen Probenflasche 2060 aufzufangen.
  • 21 und 22 sind schematische Ansichten von Abschnitten von Beispiel-Probennahmewerkzeugen gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung. Ähnlich zu 2 umfassen die Probennahmewerkzeuge eine oder mehrere Fluidverbindungsvorrichtungen (z. B. Sonden), um sich von den Probennahmewerkzeugen zu erstrecken und eine Fluidverbindung mit einer unterirdischen Formation herzustellen, die durch ein Bohrloch durchdrungen wird, in dem irgendwelche der Probennahmewerkzeuge angeordnet sind.
  • Die Probennahmewerkzeuge umfassen Schwerstangen 2110 oder 2210 mit einem Durchgang 2190 bzw. 2290, um Bohrschlamm zu leiten, wie durch die Pfeile dargestellt. Dornhalter 2130 und 2230 sind innerhalb der Schwerstange 2110 bzw. 2210 positionierbar. Die Dornhalter 2130 und 2230 sollen mindestens eine Probenflasche wie z. B. die Probenflasche 2160 oder 2260 aufnehmen. Es wird angemerkt, dass die Dornhalter 2130 und 2230 mehr als eine Probenflasche umfassen können und dass die Probenhalter 2130 und 2230 Probenflaschen verschiedener Typen umfassen können.
  • Wie gezeigt, weisen die Dornhalter 2130 und 2230 obere und untere Verbindungsenden auf. Jedes der oberen und unteren Verbindungsenden soll mit einem Verbindungsansatzstück lösbar gekoppelt werden. Das obere Verbindungsende des Dornhalters 2130 soll beispielsweise mit dem Verbindungsansatzstück 2150 gekoppelt werden. Das untere Verbindungsende des Dornhalters 2130 soll mit dem Verbindungsansatzstück 2140 gekoppelt werden. Ebenso soll das obere Verbindungsende des Dornhalters 2230 mit dem Verbindungsansatzstück 2220 gekoppelt werden und das untere Verbindungsende des Dornhalters 2230 soll mit dem Verbindungsansatzstück 2221 gekoppelt werden. Die Anordnung von Dornhaltern und Verbindungsansatzstücken in 21 und 22 kann die Integration einer variablen Anzahl von Probenflaschen in ein Untertage-Probennahmewerkzeug, das in einem Bohrstrang aufgenommen werden soll, ermöglichen.
  • Ein spezielles Gehäuse 2120 und die Schwerstange 2110 mit einer geeigneten Länge, um die Anzahl von Probenflaschen aufzunehmen, können beispielsweise ausgewählt werden. Wie in 21 gezeigt, können die Dornhalter 2130 mit den Probenflaschen 2160 im ausgewählten Gehäuse 2120 zwischen Verbindungsansatzstücken 2140 und 2150 verschachtelt gestapelt werden. Bei der Kopplung zwischen den Dornhaltern 2130, den Verbindungsansatzstücken 2140 und den Verbindungsansatzstücken 2150 werden eine Fluid- und/oder elektrische Verbindung zwischen den Dornhaltern 2130, den Verbindungsansatzstücken 2140 und den Verbindungsansatzstücken 2150 hergestellt. Zusätzliche Anschlussansatzstücke können mit dem Stapel gekoppelt werden. Die Anschlussansatzstücke können beispielsweise Abschnitte von Verbindungselementen, wie z. B. im US-Patent Nr. 7,367,394 beschrieben, Belastungsvorrichtungen, um die mehreren Verbindungsansatzstücke und Dornhalter zu befestigen, unter anderen Komponenten umfassen. Das ausgewählte Gehäuse 2120 wird dann in die ausgewählte Schwerstange 2110 eingesetzt. Die Gehäuse- und Schwerstangenanordnung wird dann mit dem Bohrstrang gekoppelt.
  • In einem anderen Beispiel soll das Verbindungsansatzstück 2220 mit einem oberen Ende 2212 der Schwerstange 2210 koppeln. Das Verbindungsansatzstück 2221 soll mit einem unteren Ende 2214 der Schwerstange 2210 koppeln. Die Verbindungsansatzstücke 2220 und 2221 können beispielsweise ein Außengewinde-Verbindungselement zum Eingriff mit einem entsprechenden Innengewinde-Verbindungselement an der Schwerstange 2210 umfassen. Folglich können Paare von Dornhaltern und Schwerstangen wie z. B. der Dornhalter 2230 und die Schwerstange 2210 zwischen den Verbindungsansatzstücken wie z. B. den Verbindungsansatzstücken 2220 und 2221 miteinander verbunden werden. Nach der Verbindung erstreckt sich der Durchgang 2290 durch die Verbindungsansatzstücke 2220 und 2221, wodurch die Leitung von Bohrschlamm über das Probennahmewerkzeug ermöglicht wird. Eine Fluid- und/oder elektrische Verbindung werden auch zwischen den Dornhaltern 2230 und den Verbindungsansatzstücken 2220 und 2221 hergestellt. Wie in 22 gezeigt, können zusätzliche Schwerstangen- und Dornhalterpaare zwischen Verbindungsansatzstücken verschachtelt sein, wodurch die Anzahl von Probenflaschen, die in die Anordnung integriert sind, erweitert wird.
  • Sobald sie integriert sind, können die Probenflaschen 2160 und 2260 mit der Formation über die Fluidverbindungsvorrichtung, die bei dem Probennahmewerkzeug vorgesehen ist, in auswählbarer Fluidverbindung stehen. Eine Strömungsleitung 2180, die mit der Fluidverbindungsvorrichtung fluidtechnisch gekoppelt ist, verläuft beispielsweise durch Verbindungsansatzstücke 2140 und 2150 sowie durch die Dornhalter 2130. Die Probenflaschen 2160 werden selektiv fluidtechnisch mit der Strömungsleitung 2180 verbunden. Ebenso verläuft eine Strömungsleitung 2280, die mit der Fluidverbindungsvorrichtung fluidtechnisch gekoppelt ist, durch die Verbindungsansatzstücke 2220 und 2221 sowie durch den Dornhalter 2230. Die Probenflasche 2260 wird selektiv mit der Strömungsleitung 2280 fluidtechnisch gekoppelt.
  • Die Verbindungsansatzstücke 2140, 2150, 2220 und 2221 umfassen einen Ventilblock mit mindestens einem Ventil. Wie gezeigt, sollen Ventile 2170, 2270 und 2271 die Strömung zwischen dem Probennahmewerkzeug und dem Bohrloch und/oder dem Durchgang zum Leiten von Bohrschlamm steuern. Die Verbindungsansatzstücke 2140 umfassen die Ventile 2170, die fluidtechnisch zwischen den Durchgang 2190 und die Strömungsleitung 2180 über Kanäle 2172 und Öffnungen im Gehäuse 2120 gekoppelt sind. Die Verbindungsansatzstücke 2220 und 2221 umfassen die Ventile 2270 und 2271, die fluidtechnisch zwischen die Strömungsleitung 2280 und Kanäle 2272 bzw. 2273 gekoppelt sind. Die Ventile können passiv, wie z. B. Rückschlagventile 2170, oder aktiv angetrieben sein, wie z. B. die Ventile 2270 und 2271. Obwohl einige Ventile als Teil eines Verbindungsansatzstückes gezeigt sind, können solche Ventile alternativ in einem Dornhalter vorgesehen sein. Das Isolationsventil 2276 und die Rückschlagventile 2278 und 2279 können beispielsweise alternativ in einem Ventilblock (nicht dargestellt) des Dornhalters 2230 angeordnet sein.
  • Der Fachmann auf dem Gebiet, dem der Vorteil der vorliegenden Offenbarung gegeben ist, erkennt, dass die Ventile 2170 und 2270 einen Probennahmevorgang mit geringem Stoß ermöglichen. Die Probennahmevorrichtung der vorliegenden Offenbarung wie z. B. das Probennahmewerkzeug in 22 ermöglichen jedoch andere Typen von Probennahmevorgängen, beispielsweise umgekehrte Probennahmevorgänge mit geringem Stoß.
  • 23 ist eine schematische Ansicht eines Beispieldornhalters gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung. Der Dornhalter ist innerhalb einer Schwerstange (nicht dargestellt) eines Untertage-Probennahmewerkzeugs positionierbar. 23A ist eine Schnittansicht des in 23 gezeigten Dornhalters.
  • Der Dornhalter umfasst ein erstes Verbindungsende 2318 und ein zweites Verbindungsende 2328. Jedes der Verbindungsenden 2318 und 2328 soll mit einem Verbindungsansatzstück, beispielsweise einem oder mehreren der von der vorliegenden Offenbarung beschriebenen oder in Erwägung gezogenen Verbindungsansatzstücke, koppeln. Nach dem Koppeln steht beispielsweise eine Strömungsleitung 2355 des Dornhalters in auswählbarer Fluidverbindung mit der Formation über eine Fluidverbindungsvorrichtung des Untertage-Probennahmewerkzeugs. Eine Strömungsleitung 2350 des Dornhalters steht in auswählbarer Fluidverbindung mit einem Austrittskanal des Probennahmewerkzeugs, beispielsweise einem Kanal, der fluidtechnisch mit einem Bohrloch, in dem das Probennahmewerkzeug angeordnet ist, und/oder einem Durchgang des Probennahmewerkzeugs zum Leiten von Bohrschlamm gekoppelt ist. Außerdem kann der Dornhalter eine Hydraulikleitung 2370 und/oder eine elektrische Leitung 2371 umfassen. Während des Koppelns kann eine Fluid- und/oder elektrische Verbindung zwischen der Hydraulikleitung 2370 und einer Druckquelle (nicht dargestellt) des Untertage-Probennahmewerkzeugs und zwischen dem elektrischen Draht 2371 und einer elektrischen Leistungsquelle (nicht dargestellt) des Untertage-Probennahmewerkzeugs hergestellt werden. Folglich kann hydraulische und/oder elektrische Leistung zum Dornhalter zugeführt werden, beispielsweise um aktive Ventile, die dabei vorgesehen sind, zu betätigen.
  • Der Dornhalter soll mindestens eine Probenflasche 2230 aufnehmen. Die Probenflasche 2330 umfasst einen Gleitkolben 2332, der eine Kammer 2331 mit variablem Volumen definiert. Die Kammer 2331 mit variablem Volumen soll Proben von Formationsfluid aufnehmen und halten. Die Probenkammer 2331 umfasst einen Rührer 2334. Der Rührer 1334 kann beispielsweise ein magnetisches Material umfassen und kann mit einem Magneten betätigt werden, der außerhalb der Kammer 2331 angeordnet ist.
  • Der Dornhalter umfasst eine axiale Belastungsvorrichtung 2310, die mit einem Verbindungsansatzstück (nicht dargestellt) am Verbindungsende 2318 gekoppelt sein kann. Die axiale Belastungsvorrichtung 2310 kann beispielsweise verwendet werden, um den in 22 gezeigten Abschnitt 2240 zu implementieren. Die axiale Belastungsvorrichtung 2310 umfasst eine Kappe 2312. Die Kappe 2312 soll einen Federstapel 2316 zwischen einem Belastungsblock 2314 und einem Stützring 2318 beim Einsetzen, beispielsweise Schrauben, in ein Gehäuse 2340 des Dornhalters komprimieren. Das Gehäuse 2340 kann ein an Druck gebundenes Gehäuse sein. Die axiale Belastungsvorrichtung 2310 trägt zum Befestigen der Probenflasche 2330 im Dornhalter bei. Der Stützring 2318 unterstützt beim Abkoppeln der Drehung der Kappe 2312 von der Probenflasche 2330.
  • Wie gezeigt, kann der Dornhalter mehrere Probenflaschen aufnehmen. Der Dornhalter kann einen ersten Rohrverteiler 2336, der mit der Probenflasche fluidtechnisch gekoppelt ist, und einen zweiten Rohrverteiler 2320, um eine auswählbare Fluidverbindung zwischen jeder der mehreren Probenflaschen und der Strömungsleitung 2355 zu schaffen, umfassen. Jede Probenflasche 2330 kann beispielsweise mit einem entsprechenden Ventil 2322 gekoppelt sein, das im zweiten Rohrverteiler 2320 angeordnet ist. Der zweite Rohrverteiler 2320 kann mit einem Verbindungsansatzstück (nicht dargestellt) am Verbindungsende 2328 gekoppelt sein. Der zweite Rohrverteiler 2320 kann beispielsweise verwendet werden, um den Abschnitt 2250 in 22 zu implementieren.
  • Die Probenflasche 2330 ist vom Dornhalter abnehmbar. Die Kappe 2312 kann beispielsweise vom Gehäuse 2340 abgekoppelt, beispielsweise abgeschraubt, werden, was den Rohrverteiler 2336 löst. Die Probenflasche 2330 kann dann aus dem Inneren des Gehäuses 2340 entnommen werden. Die Probenflasche 2330 ist mit einem selbstschließenden Ventil 2337 versehen. Folglich kann eine Fluidprobe in der Probenflasche 2330 beim Lösen oder Entfernen der Probenflasche 2330 vom Rohrverteiler 2320 sicher abgedichtet werden.
  • Der zweite Rohrverteiler 2320 umfasst einen Probenkanal 2326, der durch einen Stopfen 2327 verschlossen ist. Wenn er offen ist, kann der Probenkanal 2326 verwendet werden, um die Probenflasche 2330 zu entleeren oder Messungen an dem Fluid durchzuführen, das sich zwischen der Probenkammer 2331 und dem Ventil 2322 befindet. Die Fluidverbindung zwischen dem Probenkanal 2326 und der Probenkammer 2331 wird ferner durch ein manuelles Ventil 2325 gesteuert, das in einem Hohlraum 2324 angeordnet ist. Der Zugang zu sowohl dem Stopfen 2327 als auch dem manuellen Ventil 2325 kann durch die Schwerstange des Untertage-Probennahmewerkzeugs geschaffen werden.
  • 24A und 24B sind schematische Ansichten eines Abschnitts eines Beispiel-Probennahmewerkzeugs gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung. Das Untertage-Probennahmewerkzeug umfasst eine Schwerstange 2410. Die Schwerstange 2410 umfasst einen Durchgang 2490, um Bohrschlamm zu leiten.
  • Das Untertage-Probennahmewerkzeug umfasst einen Dornhalter. Der Dornhalter umfasst einen Rahmen 2430. Der Rahmen 2430 soll mehrere Probenflaschen 2436A, 2436B und/oder 2436C abstützen. Der Rahmen 2430 soll auch den Durchgang von Fluid, das aus der Formation gewonnen wird, beispielsweise über eine Strömungsleitung 2455, und/oder Fluid, das aus einer der Probenflaschen 2436A, 2436B und/oder 2436C ausgetrieben wird, über eine Strömungsleitung 2450 ermöglichen. Der Rahmen 2430 kann ferner verwendet werden, um die hydraulische(n) Strömungsleitung(en) 2470 und (einen) Leistungs-, Signal- und Kommunikationsdraht (Kommunikationsdrähte) 2471 zu führen.
  • Im Betrieb wird der Rahmen 2430 mit Bohrschlamm geflutet, der im Durchgang 2490 geleitet wird. Folglich ist die Anzahl von erforderlichen Drucklagerbarrieren verringert. Der Raum, der für die Anordnung der Probenflaschen 2436A, 2436B und/oder 2436C in der Schwerstange 2410 verfügbar ist, ist auch vergrößert. Ferner umfasst eine äußere Oberfläche des Rahmens 2430 einen ausgekehlten Ausschnitt, um eine hohe Strömung des Bohrschlamms durch das Untertage-Probennahmewerkzeug zu ermöglichen.
  • 25 und 26 sind schematische Ansichten von Abschnitten von Beispiel-Probennahmewerkzeugen gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung. Die Untertage-Probennahmewerkzeuge umfassen Schwerstangen 2510 und 2610. Die Schwerstangen 2510 und 2610 können einen Durchgang (nicht dargestellt) umfassen, um Bohrschlamm zu leiten. Die Untertage-Probennahmewerkzeuge umfassen auch Dornhalter und/oder Probenflaschen 2530 und 2630.
  • Die Dornhalter und/oder Probenflaschen 2530 und 2630 umfassen Strömungsleitungen 2550 bzw. 2650. Die Strömungsleitungen 2550 und 2650 können beispielsweise mit einem Behälter oder einer Kammer fluidtechnisch koppeln, in der eine Probe von Formationsfluid gehalten wird. Die Dornhalter und/oder Probenflaschen 2530 und 2630 umfassen Strömungsleitungen 2551 bzw. 2651. Manuelle Ventile 2525 und 2625 sind fluidtechnisch zwischen die Strömungsleitungen 2550 und 2650 und die Strömungsleitungen 2551 bzw. 2651 gekoppelt. Die Dornhalter und/oder Probenflaschen 2530 und 2630 umfassen auch Stopfen 2527 und 2627. Die Stopfen 2527 und 2627 bedecken beispielsweise Kanäle der Strömungsleitungen 2551 bzw. 2651.
  • Die Probennahmewerkzeuge schaffen einen Zugang zu den manuellen Ventilen 2525 und 2625 durch die Schwerstangen 2510 und 2610 über Zugangskanäle 2524 bzw. 2624. Jeder Zugangskanal 2524 oder 2624 umfasst beispielsweise eine Öffnung, die sich in einen Hohlraum erstreckt, wobei der Hohlraum mit dem entsprechenden manuellen Ventil 2525 oder 2625 zur Deckung kommt. Der so vorgesehene Zugang kann beispielsweise ermöglichen, dass eine menschliche Bedienperson Fluidproben, die innerhalb der Behälter oder Kammern der Untertage-Probennahmewerkzeuge gehalten werden, sicher abdichtet, sobald die Probennahmewerkzeuge an die Erdoberfläche zurückgeholt sind. Dann können die Dornhalter und/oder Probenflaschen 2530 und 2630 sicher aus dem Probennahmewerkzeug entfernt werden.
  • Die Probennahmewerkzeuge schaffen auch einen Zugang zu den manuellen Stopfen 2527 und 2627 durch die Schwerstangen 2510 und 2610 über Zugangskanäle 2526 bzw. 2626. Jeder Zugangskanal 2526 oder 2626 umfasst beispielsweise eine Öffnung, die sich in einen Hohlraum erstreckt, wobei der Hohlraum mit dem entsprechenden Stopfen 2527 oder 2627 zur Deckung kommt. Der so geschaffene Zugang kann beispielsweise ermöglichen, dass eine menschliche Bedienperson Fluidproben, die innerhalb der Behälter oder Kammern der Untertage-Probennahmewerkzeuge gehalten werden, zu einem anderen tragbaren Behälter überführt.
  • Wie in 26 gezeigt, können die Zugangskanäle 2624 und 2626 mit jeweiligen entfernbaren Stopfen 2652 und 2654 versehen sein.
  • 27, 27A und 27B sind schematische Ansichten eines Abschnitts einer Beispielprobenflasche gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung. Die Probenflasche 2710 umfasst einen länglichen Behälter 2712, um eine Fluidprobe aufzunehmen. Die Probenflasche 2710 umfasst auch ein Ventil 2700, um die Strömung der Fluidprobe in den/aus dem länglichen Behälter 2712 zu steuern. Das Ventil 2700 kann sich automatisch öffnen, wenn die Probenflasche 2710 in ein Untertage-Probennahmewerkzeug eingeführt wird. Das Ventil 2700 kann sich auch automatisch schließen, wenn die Probenflasche 2710 aus dem Probennahmewerkzeug entfernt wird. Daher kann das Ventil 2700 es vermindern, auf die Probenflasche 2710 manuell zugreifen zu müssen, bevor die Probenflasche 2710 beispielsweise aus dem Untertage-Probennahmewerkzeug entfernt wird.
  • Das Untertage-Probennahmewerkzeug kann eine Schwerstange mit einem Durchgang umfassen, um Bohrschlamm zu leiten, und die Probenflasche 2710 kann zumindest teilweise innerhalb des Durchgangs angeordnet sein, wie z. B. in 22 und 23 gezeigt ist. Das Untertage-Probennahmewerkzeug umfasst einen Körper 2730 (z. B. eine Schwerstange, einen Dornhalter, ein Gehäuse). Ein Hohlraum 2734 erstreckt sich in den Körper 2730. Der Hohlraum 2734 soll zumindest teilweise die Probenflasche 2710 aufnehmen. Der Hohlraum 2734 kann beispielsweise eine blinde zylindrische Aussparung umfassen und die Probenflasche 2710 kann ein zylindrisches Ende umfassen, das so bemessen ist, dass es in den Hohlraum 2734 passt. Ein Keil 2720 kann vorgesehen sein, um eine korrekte Ausrichtung zwischen der Probenflasche 2710 und dem Hohlraum 2734 sicherzustellen.
  • Eine Strömungsleitung mit Abschnitten 2750A und 2750C ist mit einer Fluidverbindungsvorrichtung (z. B. einer Sonde) fluidtechnisch gekoppelt. Die Fluidverbindungsvorrichtung soll sich vom Untertage-Probennahmewerkzeug erstrecken und eine Fluidverbindung mit einer unterirdischen Formation herstellen, die durch ein Bohrloch durchdrungen wird, in dem das Untertage-Probennahmewerkzeug angeordnet ist. Ein Ventil 2754 soll die Strömung von Fluid zwischen dem Strömungsleitungsabschnitt 2750A und dem länglichen Behälter 2712 steuern und ist anfänglich geschlossen. Ein Ventil 2784 zum Steuern der Strömung von Fluid durch den Strömungsleitungsabschnitt 2750C ist anfänglich offen. Folglich kann Formationsfluid durch die Strömungsleitungsabschnitte 2750A und 2750C in einer Richtung strömen, die durch den Pfeil in 27A angegeben ist. Um eine Probe von Formationsfluid im länglichen Behälter 2712 einzufangen, kann das Ventil 2754 geöffnet werden und das Ventil 2784 kann geschlossen werden. Folglich kann Formationsfluid durch einen Strömungsleitungsabschnitt 2750B und in den länglichen Behälter 2712 in einer durch den Pfeil in 27 angegebenen Richtung strömen.
  • Die Probenflasche 2710 umfasst O-Ringe 2752 auf zwei Seiten eines Einlasses der Strömungsleitung 2750B. Die O-Ringe 2752 sind an einer äußeren Oberfläche der Probenflasche 2710 angeordnet, so dass die O-Ringe 2752 eine abgedichtete Fluidverbindung zwischen dem Einlass der Strömungsleitung 2750B und dem Strömungsleitungsabschnitt 2750A bereitstellen, nachdem die Probenflasche 2710 in den Hohlraum 2734 eingesetzt ist, beispielsweise wenn sie an einem blinden Ende des Hohlraums 2734 anliegt.
  • Das Ende der Probenflasche 2710 umfasst ein Durchgangsloch 2759. Eine Stange 2760 ist über dem Durchgangsloch vorgesehen und soll innerhalb des Durchgangslochs 2759 gleiten. O-Ringe 2716 sind zwischen der Stange 2760 und der Probenflasche 2710 vorgesehen, um den länglichen Behälter 2712 abzudichten. Das blinde Ende des Hohlraums 2734 umfasst einen Aktuator 2732 wie z. B. einen Vorsprung. Der Aktuator 2732 soll die Stange 2760 der Probenflasche 2710 betätigen, wenn die Probenflasche 2710 in den Hohlraum 2734 eingeführt und/oder aus diesem entnommen wird. Die Stange 2760 soll beispielsweise mit dem Aktuator 2732 in Eingriff kommen, wenn die Flasche 2710 in den Hohlraum 2734 eingesetzt wird, und das Ventil 2700 betätigen (öffnen).
  • Der Aktuator 2732, die Stange 2760, der Hohlraum 2734 und die Probenflasche 2710 sind derart bemessen, dass der Aktuator 2732 mit der Stange 2760 in Eingriff kommt, nachdem die O-Ringe 2752 eine abgedichtete Verbindung zwischen dem Strömungsleitungsabschnitt 2750A und dem Einlass der Strömungsleitung 2750B vorsehen. Der Aktuator 2732, die Stange 2760, der Hohlraum 2734 und die Probenflasche 2710 sind derart bemessen, dass der Aktuator 2732 die Stange 2760 löst, bevor die abgedichtete Verbindung zwischen dem Strömungsleitungsabschnitt 2750A und dem Einlass der Strömungsleitung 2750B, die durch die O-Ringe 2752 geschaffen wird, unterbrochen wird. Folglich wird die abgedichtete Verbindung zwischen dem Strömungsleitungsabschnitt 2750A und dem Einlass der Strömungsleitung 2750B aufrechterhalten, während das Ventil 2700 sich öffnet oder schließt.
  • Das Ventil 2700 umfasst einen vergrößerten Endabschnitt der Stange 2760. Der vergrößerte Endabschnitt umfasst O-Ringe 2762. Der vergrößerte Abschnitt der Stange 2760 umfasst eine zylindrische Oberfläche, die so bemessen ist, dass sie in ein Profil 2740 passt, das in 27B vergrößert gezeigt ist. Das Profil 2740 kann beispielsweise einen ersten verjüngten Abschnitt umfassen, an dem der vergrößerte Endabschnitt der Stange 2760 anliegen kann, wenn das Ventil 2700 geschlossen ist. Das Profil 2740 kann einen zylindrischen Abschnitt umfassen, gegen den die O-Ringe 2762 abdichten können. Das Profil 2740 kann einen anderen geringfügig verjüngten Abschnitt umfassen, um die O-Ringe 2762 fortschreitend zu komprimieren, wenn sich das Ventil 2700 schließt. Das Ventil 2700 ist normalerweise geschlossen oder selbstabdichtend. Das Ventil 2700 kann beispielsweise eine Feder 2765 umfassen, die die Stange 2760 gegen die Strömungsleitung 2750B vorbelastet.
  • Bei der Verwendung wird die Probenflasche 2710 in den Hohlraum 2734 des Untertage-Probennahmewerkzeugs eingesetzt, wenn sich das Untertage-Probennahmewerkzeug an der Erdoberfläche befindet. Wie aus dem Vorangehenden ersichtlich ist, wird eine abgedichtete Fluidverbindung zwischen dem Strömungsleitungsabschnitt 2750A und dem Einlass des Strömungsleitungsabschnitts 2750B mit den O-Ringen 2752 hergestellt. Die Stange 2760 kommt mit dem Aktuator 2732 in Eingriff und gleitet in Bezug auf die Probenflasche 2710, wodurch das Ventil 2700 geöffnet wird. Das Untertage-Probennahmewerkzeug kann in ein Bohrloch abgesenkt werden. Eine Probe von Formationsfluid kann in der Probenflasche 2710 aufgenommen werden. Das Untertage-Probennahmewerkzeug kann an die Erdoberfläche zurückgeholt werden. Wenn die Probenflasche 2710 aus dem Untertage-Probennahmewerkzeug entfernt wird, gleitet zuerst die Stange 2760 in Bezug auf die Probenflasche 2710, wobei folglich das Ventil 2700 geschlossen wird, wenn die O-Ringe 2762 mit dem Profil 2740 in Eingriff kommen. Dann löst sich die Stange 2760 vom Aktuator 2732. Schließlich wird die abgedichtete Fluidverbindung zwischen dem Strömungsleitungsabschnitt 2750A und dem Einlass des Strömungsleitungsabschnitts 2750B unterbrochen. Das Ventil 2700 dichtet folglich eine Formationsfluidprobe in der Probenflasche 2710 ab. Eine Transportkappe (nicht dargestellt) kann dann auf die Probenflasche 2710 geschraubt werden und kann bemessen sein, um die O-Ringe 2752 zu bedecken. Auf die Probe kann über einen Entleerungskanal 2780 zugegriffen werden.
  • Angesichts des Obigen und von 1 bis 27 sollte für den Fachmann auf dem Gebiet leicht ersichtlich sein, dass die vorliegende Offenbarung eine Vorrichtung mit einer Fluidverbindungsvorrichtung, um sich von einem Probennahmewerkzeug zu erstrecken und eine Fluidverbindung mit einer unterirdischen Formation herzustellen, die durch ein Bohrloch durchdrungen wird, in dem das Probennahmewerkzeug angeordnet ist, schafft, wobei das Probennahmewerkzeug eine Öffnung, die sich in einen Hohlraum erstreckt, eine Probenflasche, die innerhalb des Hohlraums gekoppelt ist und mit der Formation über die Fluidverbindungsvorrichtung in auswählbarer Fluidverbindung steht, und ein Element zum Befestigen der Probenflasche innerhalb des Hohlraums umfasst. Das Element kann einen Vorsprung umfassen, der sich von der äußeren Oberfläche des Probennahmewerkzeugs erstreckt und mit der Probenflasche in Eingriff kommen soll. Das Element kann eine Strebe umfassen, die entfernbar mit der äußeren Oberfläche des Probennahmewerkzeugs auf entgegengesetzten Seiten des Hohlraums gekoppelt ist. Das Element kann einen Ring umfassen, um mit einem Umfang des Probennahmewerkzeugs und einer äußeren Oberfläche der Probenflasche in Eingriff zu kommen.
  • Die vorliegende Offenbarung schafft auch eine Vorrichtung mit einer Fluidverbindungsvorrichtung, um sich von einem Probennahmewerkzeug zu erstrecken und eine Fluidverbindung mit einer unterirdischen Formation herzustellen, die von einem Bohrloch durchdrungen wird, in dem das Probennahmewerkzeug angeordnet ist, wobei das Probennahmewerkzeug eine Öffnung, die sich in einen Hohlraum erstreckt, eine Probenflasche, die innerhalb des Hohlraums gekoppelt ist und mit der Formation über die Fluidverbindungsvorrichtung in auswählbarer Fluidverbindung steht, und einen Vorsprung, der sich von der äußeren Oberfläche des Probennahmewerkzeugs erstreckt und mit der Probenflasche in Eingriff kommen soll, umfasst, wodurch die Probenflasche innerhalb des Hohlraums befestigt wird. Der Vorsprung kann einen Steg umfassen, der sich über die Öffnung erstreckt. Der Vorsprung kann eine Nabe umfassen, die sich teilweise über die Öffnung erstreckt. Die Öffnung in den Hohlraum und der Vorsprung können dazu vorgesehen sein, einen Zugang zu einem Abschnitt der Probenflasche zu schaffen. Der Vorsprung kann ein einteiliger Teil eines Probennahmewerkzeuggehäuses sein. Die Probenflasche kann einen inneren metallischen Behälter und eine äußere Polymerhülle umfassen. Das Probennahmewerkzeug kann einen ersten Körper mit einem ersten Abschnitt des Hohlraums, der sich darin erstreckt, und einen zweiten Körper mit einem zweiten Abschnitt des Hohlraums, der sich darin erstreckt, umfassen, und der erste und der zweite Körper können lösbar gekoppelt sein.
  • Die vorliegende Offenbarung schafft auch eine Vorrichtung mit einer Fluidverbindungsvorrichtung, um sich von einem Probennahmewerkzeug zu erstrecken und eine Fluidverbindung mit einer unterirdischen Formation herzustellen, die durch ein Bohrloch durchdrungen wird, in dem das Probennahmewerkzeug angeordnet ist, wobei das Probennahmewerkzeug eine Öffnung, die sich in einen Hohlraum erstreckt, eine Probenflasche, die innerhalb des Hohlraums gekoppelt ist und mit der Formation über die Fluidverbindungsvorrichtung in auswählbarer Fluidverbindung steht, und eine Strebe, die entfernbar mit der äußeren Oberfläche des Probennahmewerkzeugs auf entgegengesetzten Seiten des Hohlraums gekoppelt ist, umfasst, wodurch die Probenflasche innerhalb des Hohlraums befestigt wird. Die Strebe kann eine Klemme umfassen. Die Klemme kann eine Sattelklemme sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Strebe einen Spannstift oder ein Netz umfassen. Die Öffnung in den Hohlraum und die Strebe können einen Zugang zu einer äußeren Oberfläche der Probenflasche vorsehen. Die Strebe kann mit einer äußeren Oberfläche der Probenflasche in Eingriff stehen. Die Probenflasche kann einen inneren metallischen Behälter und eine äußere Polymerhülle umfassen.
  • Die vorliegende Offenbarung schafft auch eine Vorrichtung mit einer Fluidverbindungsvorrichtung, um sich von einem Probennahmewerkzeug zu erstrecken und eine Fluidverbindung mit einer unterirdischen Formation herzustellen, die durch ein Bohrloch durchdrungen wird, in dem das Probennahmewerkzeug angeordnet ist, wobei das Probennahmewerkzeug eine Öffnung, die sich in einen Hohlraum erstreckt, eine Probenflasche, die innerhalb des Hohlraums gekoppelt ist und mit der Formation über die Fluidverbindungsvorrichtung in auswählbarer Fluidverbindung steht, und einen Ring zum Eingriff mit einem Umfang des Probennahmewerkzeugs und einer äußeren Oberfläche der Probenflasche umfasst, wodurch die Probenflasche innerhalb des Hohlraums befestigt wird. Der Ring kann ein Verschleißband umfassen, das über zumindest einem Abschnitt des Hohlraums positionierbar ist. Der Ring kann einen Bohrstrangstabilisator umfassen, der über zumindest einem Abschnitt des Hohlraums positionierbar ist. Die Öffnung in den Hohlraum und der Ring können einen Zugang zu einer Komponente der Probenflasche schaffen. Die Probenflasche kann einen inneren metallischen Behälter und eine äußere Polymerhülle umfassen.
  • Die vorliegende Offenbarung schafft auch eine Vorrichtung mit einer Fluidverbindungsvorrichtung, um sich von einem Probennahmewerkzeug zu erstrecken und eine Fluidverbindung mit einer unterirdischen Formation herzustellen, die von einem Bohrloch durchdrungen wird, in dem das Probennahmewerkzeug angeordnet ist, wobei das Probennahmewerkzeug eine Öffnung, die sich in einen Hohlraum erstreckt, und eine im Hohlraum anzuordnende Probenflasche, die mit der Formation über die Fluidverbindungsvorrichtung in auswählbarer Fluidverbindung steht, umfasst. Die Probenflasche umfasst einen länglichen Behälter, um eine Fluidprobe aufzunehmen, und eine Hülle, die mit einer äußeren Oberfläche des länglichen Behälters in Eingriff steht und mit dem Hohlraum koppeln soll, wodurch die Probenflasche innerhalb des Hohlraums befestigt wird. Die Hülle kann eine zylindrische blinde Kappe umfassen. Die Hülle kann ein Polymermaterial umfassen. Das Polymermaterial kann Polyetheretherketon-, Polyetherketon-, Fluorkohlenstoffpolymer-, Nitrilbutadienkautschuk- und/oder Epoxidharzabschnitte umfassen. Die Hülle kann Flansche umfassen, um die Probenflasche am Probennahmewerkzeug zu befestigen. Die Vorrichtung kann ferner eine Abdeckung umfassen, die über zumindest einem Abschnitt der Öffnung angeordnet werden soll. Die Abdeckung kann an der Hülle befestigt werden. Die Hülle kann einen keilförmigen Querschnitt umfassen, um in einen Schwalbenschwanzquerschnitt des Hohlraums zu gleiten. Die Vorrichtung kann ferner einen Spannstift und/oder eine Schraube umfassen, um die Hülle am Probennahmewerkzeug zu befestigen. Die Hülle kann mit dem Behälter über eine Feststellmutter entfernbar gekoppelt werden. Die Hülle kann eine Nabe zum Eingriff mit einer Aussparung des Hohlraums umfassen.
  • Die vorliegende Offenbarung schafft auch eine Vorrichtung mit einer Fluidverbindungsvorrichtung, um sich von einem Probennahmewerkzeug zu erstrecken und eine Fluidverbindung mit einer unterirdischen Formation herzustellen, die durch ein Bohrloch durchdrungen wird, in dem das Probennahmewerkzeug angeordnet ist, wobei das Probennahmewerkzeug eine Öffnung, die sich in einen Hohlraum erstreckt, und wobei der Hohlraum eine erste Gewindeoberfläche umfasst; und eine Probenflasche, die im Hohlraum angeordnet werden soll und mit der Formation über die Fluidverbindungsvorrichtung in auswählbarer Fluidverbindung steht, umfasst. Die Probenflasche umfasst einen länglichen Behälter, um eine Fluidprobe aufzunehmen, und einen Halter, der mit dem länglichen Behälter gekoppelt ist und eine zweite Gewindeoberfläche zum Eingriff mit der ersten Gewindeoberfläche aufweist, wodurch die Probenflasche innerhalb des Hohlraums befestigt wird. Die Probenflasche kann eine äußere Polymerhülle umfassen, die mit einer äußeren Oberfläche des länglichen Behälters gekoppelt ist. Eine äußere Oberfläche der Hülle kann mit einer inneren Oberfläche des Hohlraums in Eingriff stehen. Der Halter kann eine zylindrische Nase umfassen, die mit einem Ende des länglichen Behälters gekoppelt ist. Die Nase kann einen Durchgang für die Fluidprobe umfassen. Der Halter kann eine Mutter umfassen, die mit einem Ende der Probenflasche gekoppelt ist. Der Halter kann eine Zunge umfassen, die mit der Mutter gekoppelt ist und mit einer Nut, die an einer äußeren Oberfläche der Probenflasche angeordnet ist, in Eingriff kommen soll. Der Halter kann eine Schraube umfassen. Die Schraube kann einen Außendurchmesser aufweisen, der größer ist als ein Außendurchmesser der Probenflasche.
  • Die vorliegende Offenbarung schafft auch eine Vorrichtung mit einer Fluidverbindungsvorrichtung, um sich von einem Probennahmewerkzeug zu erstrecken und eine Fluidverbindung mit einer unterirdischen Formation herzustellen, die von einem Bohrloch durchdrungen wird, in dem das Probennahmewerkzeug angeordnet ist, wobei das Probennahmewerkzeug eine Öffnung, die sich in einen Hohlraum erstreckt, und eine Probenflasche, die im Hohlraum angeordnet werden soll und mit der Formation über die Fluidverbindungsvorrichtung in auswählbarer Fluidverbindung steht, umfasst. Die Probenflasche umfasst einen länglichen Behälter, um eine Fluidprobe aufzunehmen, und einen ersten Magneten, der mit dem länglichen Behälter gekoppelt ist. Die Vorrichtung umfasst ferner einen zweiten Magneten, der nahe dem Hohlraum angeordnet ist und den ersten Magneten anziehen soll, wodurch die Probenflasche innerhalb des Hohlraums befestigt wird. Der erste Magnet kann an einem Ende des länglichen Behälters angeordnet sein. Der zweite Magnet kann mehrere Elektromagnete umfassen. Die mehreren Elektromagnete können eine Position eines Gleitkolbens erfassen, der innerhalb des länglichen Behälters angeordnet ist.
  • Die vorliegende Offenbarung schafft auch eine Vorrichtung mit einer Fluidverbindungsvorrichtung, um sich von einem Probennahmewerkzeug zu erstrecken und eine Fluidverbindung mit einer unterirdischen Formation herzustellen, die von einem Bohrloch durchdrungen wird, in dem das Probennahmewerkzeug angeordnet ist, wobei das Probennahmewerkzeug eine Öffnung, die sich in einen Hohlraum erstreckt, und eine Probenflasche, die im Hohlraum angeordnet werden soll und mit der Formation über die Fluidverbindungsvorrichtung in auswählbarer Fluidverbindung steht, umfasst. Die Probenflasche umfasst einen länglichen Behälter zum Aufnehmen einer Fluidprobe und ein Ventil zum Steuern der Strömung der Fluidprobe aus dem länglichen Behälter. Die Vorrichtung umfasst ferner einen Aktuator, der mit dem Probennahmewerkzeug gekoppelt ist und das Ventil bei der Positionierung der Probenflasche im Hohlraum öffnen soll. Die Vorrichtung kann ferner eine Schwerstange mit einem Durchgang, um Bohrschlamm zu leiten, umfassen, und die Probenflasche kann zumindest teilweise innerhalb des Durchgangs angeordnet sein. Das Ventil kann ein normalerweise geschlossenes Ventil sein.
  • Die vorliegende Offenbarung schafft auch eine Vorrichtung mit einer Fluidverbindungsvorrichtung, um sich von einem Bohrstrang zu erstrecken und eine Fluidverbindung mit einer unterirdischen Formation herzustellen, die durch ein Bohrloch durchdrungen wird, in dem der Bohrstrang angeordnet ist, einer Schwerstange mit einem Durchgang, um Bohrschlamm zu halten, einem Dornhalter, der innerhalb der Schwerstange positionierbar ist und mindestens eine Probenflasche aufnehmen soll, wobei der Dornhalter ein erstes und ein zweites Verbindungsende aufweist, und einem ersten und einem zweiten Verbindungsansatzstück, wobei das erste Verbindungsansatzstück mit dem ersten Verbindungsende des Dornhalters koppeln soll und wobei das zweite Verbindungsansatzstück mit dem zweiten Verbindungsende des Dornhalters koppeln soll, wobei die mindestens eine Probenflasche in den Bohrstrang eingegliedert ist und mit der Formation über die Fluidverbindungsvorrichtung in auswählbarer Fluidverbindung steht. Der Durchgang zum Leiten von Bohrschlamm kann sich durch jedes des ersten und des zweiten Verbindungsansatzstücks erstrecken. Das erste und/oder das zweite Verbindungsansatzstück können eine Strömungsleitung in auswählbarer Fluidverbindung mit der Formation über die Fluidverbindungsvorrichtung umfassen. Das erste und/oder das zweite Verbindungsansatzstück können ein Ventil zum Steuern der Strömung von Formationsfluid zwischen der Strömungsleitung und dem Bohrloch und/oder dem Durchgang umfassen. Der Dornhalter kann eine Strömungsleitung in auswählbarer Fluidverbindung mit der Formation über die Fluidverbindungsvorrichtung umfassen. Der Dornhalter kann ein an Druck gebundenes Gehäuse umfassen. Der Dornhalter, das erste und das zweite Verbindungsansatzstück können entlang eines Gehäuses gestapelt sein. Der Dornhalter kann mehrere Probenflaschen aufnehmen und kann einen Rohrverteiler umfassen, um eine Fluidverbindung zwischen jeder der mehreren Probenflaschen und der Formation zu schaffen. Der Dornhalter kann eine Hydraulikleitung, die fluidtechnisch mit einer Druckquelle gekoppelt ist, und/oder eine elektrische Leitung, die mit einer elektrischen Leistungsquelle gekoppelt ist, umfassen. Der Dornhalter kann eine Belastungsvorrichtung für die mindestens eine Probenflasche umfassen. Die Belastungsvorrichtung kann einen Stützring und mehrere Federn zum Eingriff mit der mindestens einen Probenflasche umfassen. Die mindestens eine Probenflasche kann ein manuelles Ventil umfassen, die Schwerstange kann eine Öffnung umfassen, die sich in einen Hohlraum erstreckt, und der Hohlraum kann mit dem manuellen Ventil zur Deckung kommen. Die Vorrichtung kann ferner einen Stopfen umfassen, um die Öffnung zu bedecken. Die mindestens eine Probenflasche kann einen länglichen Behälter, um eine Fluidprobe aufzunehmen, und ein normalerweise geschlossenes Ventil, um die Strömung der Fluidprobe aus dem länglichen Behälter zu steuern, umfassen. Der Dornhalter kann einen Aktuator umfassen, um das normalerweise geschlossene Ventil bei der Positionierung der mindestens einen Probenflasche im Dornhalter zu öffnen. Die mindestens eine Probenflasche kann vom Dornhalter abnehmbar sein. Das erste und das zweite Verbindungsansatzstück können mit dem ersten bzw. dem zweiten Ende der Schwerstange koppeln. Jedes des ersten und des zweiten Verbindungsansatzstücks können ein Außengewinde-Verbindungselement zum Eingriff mit einem entsprechenden Innengewinde-Verbindungselement an der Schwerstange umfassen.
  • Die vorliegende Offenbarung schafft auch eine Vorrichtung mit einer Fluidverbindungsvorrichtung, um sich von einem Bohrstrang zu erstrecken und eine Fluidverbindung mit einer unterirdischen Formation herzustellen, die von einem Bohrloch durchdrungen wird, in dem der Bohrstrang angeordnet ist, einer Schwerstange mit einem Durchgang zum Leiten von Bohrschlamm, einem Verbindungsansatzstück mit einer Strömungsleitung in auswählbarer Fluidverbindung mit der Formation über die Fluidverbindungsvorrichtung, wobei das Verbindungsansatzstück ein erstes und ein zweites Verbindungsende aufweist; und einem ersten und einem zweiten Dornhalter, die innerhalb der Schwerstange positionierbar sind und jeweils mindestens eine Probenflasche aufnehmen sollen, wobei der erste Dornhalter mit dem ersten Verbindungsende des Verbindungsansatzstücks koppeln soll und wobei der zweite Dornhalter mit dem zweiten Verbindungsendes der Verbindung koppeln soll, wobei mindestens zwei Probenflaschen in den Bohrstrang integriert sind und mit der Formation über die Fluidverbindungsvorrichtung in auswählbarer Fluidverbindung stehen. Der Durchgang zum Leiten von Bohrschlamm kann sich durch das Verbindungsansatzstück erstrecken. Das Verbindungsansatzstück kann ein Ventil zum Steuern der Strömung von Formationsfluid zwischen der Strömungsleitung und dem Bohrloch und/oder dem Durchgang umfassen. Der erste und/oder der zweite Dornhalter können eine Strömungsleitung in auswählbarer Fluidverbindung mit der Formation über die Fluidverbindungsvorrichtung umfassen. Der erste und/oder der zweite Dornhalter können ein an Druck gebundenes Gehäuse umfassen. Der erste und/oder der zweite Dornhalter können mehrere Probenflaschen aufnehmen und können einen Rohrverteiler umfassen, um eine Fluidverbindung zwischen jeder der mehreren Probenflaschen und der Formation zu schaffen. Jede der mindestens zwei Probenflaschen kann ein manuelles Ventil umfassen, die Schwerstange kann eine Öffnung umfassen, die sich in einen Hohlraum erstreckt, und der Hohlraum kann mit dem manuellen Ventil zur Deckung kommen. Die Vorrichtung kann ferner einen Stopfen umfassen, um die Öffnung zu bedecken. Jede der mindestens zwei Probenflaschen kann einen länglichen Behälter zum Aufnehmen einer Fluidprobe und ein normalerweise geschlossenes Ventil zum Steuern der Strömung der Fluidprobe aus dem länglichen Behälter umfassen. Der Dornhalter kann einen Aktuator umfassen, um das normalerweise geschlossene Ventil bei der Positionierung der mindestens einen Probenflasche im Dornhalter zu öffnen. Jede der mindestens zwei Probenflaschen kann vom ersten und vom zweiten Dornhalter abnehmbar sein. Das Verbindungsansatzstück kann mit der Schwerstange koppeln. Das Verbindungsansatzstück kann ein Außengewinde-Verbindungselement zum Eingriff mit einem entsprechenden Innengewinde-Verbindungselement an der Schwerstange umfassen. Der erste und/oder der zweite Dornhalter können eine Belastungsvorrichtung umfassen. Die Belastungsvorrichtung kann einen Stützring und mehrere Federn zum Eingriff mit der mindestens einen Probenflasche umfassen. Der erste und/oder der zweite Dornhalter können eine Hydraulikleitung, die fluidtechnisch mit einer Druckquelle gekoppelt ist, und/oder eine elektrische Leitung, die mit einer elektrischen Leistungsquelle gekoppelt ist, umfassen.
  • Obwohl nur einige Beispielausführungsformen vorstehend im Einzelnen beschrieben wurden, erkennt der Fachmann auf dem Gebiet leicht, dass viele Modifikationen in den Beispielausführungsformen möglich sind, ohne wesentlich von dieser Offenbarung abzuweichen. Folglich sollen solche Modifikationen innerhalb des Schutzbereichs dieser Offenbarung, wie in den folgenden Ansprüchen definiert, enthalten sein. In den Ansprüchen sollen Bestimmungen des Mittels plus Funktion die hier beschriebenen Strukturen als die angeführte Funktion durchführend und nicht nur als Strukturäquivalente, sondern auch äquivalente Strukturen abdecken. Obwohl ein Nagel und eine Schraube insofern keine Strukturäquivalente sein können, als ein Nagel eine zylindrische Oberfläche verwendet, um Holzteile aneinander zu befestigen, wohingegen eine Schraube eine schraubenförmige Oberfläche verwendet, können folglich in der Umgebung der Befestigung von Holzteilen ein Nagel und eine Schraube äquivalente Strukturen sein. Es ist die ausdrückliche Absicht des Anmelders, sich nicht auf 35 U.S.C. § 112, Absatz 6, für irgendwelche Begrenzungen von beliebigen der Ansprüche hier zu berufen, abgesehen von jenen, in denen der Anspruch ausdrücklich die Worte ”Mittel für” zusammen mit einer zugehörigen Funktion verwendet.
  • Die Zusammenfassung am Ende dieser Offenbarung ist vorgesehen, um 37 CFR § 1.72(b) zu erfüllen, um dem Leser zu ermöglichen, die Art der technischen Offenbarung schnell zu bestimmen. Sie wird mit der Übereinkunft vorgelegt, dass sie nicht verwendet wird, um den Schutzbereich oder die Bedeutung der Ansprüche zu interpretieren oder zu begrenzen.

Claims (20)

  1. Vorrichtung, die umfasst: ein Untertagewerkzeug mit einem Körper mit einer Öffnung und einem Hohlraum, der sich von der Öffnung in den Körper erstreckt; und einen Probenbehälter, der umfasst: einen länglichen Behälter zum Halten einer Formationsfluidprobe; und eine Hülle, die mit einer äußeren Oberfläche des länglichen Behälters gekoppelt ist und zumindest teilweise den länglichen Behälter umgibt, wobei der Probenbehälter im Hohlraum befestigt ist, und die Hülle ist vorgesehen, um die mechanische Ganzheit des länglichen Behälters in einer Untertageumgebung zu erhöhen.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Probenbehälter im Hohlraum mittels einem Stift befestigt ist, der sich durch die Hülle und in den Körper des Untertagewerkzeugs erstreckt.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Probenbehälter im Hohlraum mittels einer Klemme befestigt ist, die sich über die Öffnung erstreckt.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Probenbehälter im Hohlraum mittels eines Netzes befestigt ist, das sich über die Öffnung erstreckt.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Probenbehälter im Hohlraum mittels eines Rings befestigt ist, der sich um eine äußere Oberfläche des Körpers und über die Öffnung erstreckt.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Probenbehälter im Hohlraum mittels einer Schwalbenschwanzverbindung zwischen der Hülle und einer Aussparung im Hohlraum befestigt ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Probenbehälter im Hohlraum mittels Laschen der Hülle und Befestigungsvorrichtungen, die sich durch die Laschen in den Körper erstrecken, befestigt ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Probenbehälter im Hohlraum mittels eines Presssitzes zwischen der Hülle und dem Hohlraum befestigt ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Probenbehälter im Hohlraum mittels eines Abstandhalters oder einen Druckluftdruckzylinder zwischen einem Ende des Probenbehälters und dem Hohlraum befestigt ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Probenbehälter im Hohlraum mittels einer Gewindeverbindung mit Gewinden an einem Abschnitt des Körpers benachbart zum Hohlraum befestigt ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, die ferner umfasst: eine Mutter, die mit einer Nut an einem Ende des Probenbehälters gekoppelt ist, wobei die Mutter dazu vorgesehen ist, mit den Gewinden zu koppeln, um den Probenbehälter zu spannen und den Probenbehälter im Hohlraum zu befestigen; und einen Haken am anderen Ende des Probenbehälters, um das andere Ende des Probenbehälters am Körper zu befestigen.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Hülle einen Schichtbereich aus einem ersten Material und einen Abdeckbereich aus einem zweiten Material, der über dem Schichtbereich liegt, umfasst.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Hülle mit der äußeren Oberfläche des länglichen Behälters über einen Formvorgang, einen Presssitz, einen Gleitsitz oder einen Schrumpfsitz gekoppelt ist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Hülle mit dem länglichen Behälter über eine Belastungsanordnung mit einem Federstapel und einer Feststellmutter gekoppelt ist.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 1, die ferner eine Verrohrung umfasst, die mit dem länglichen Behälter gekoppelt ist, wobei die Verrohrung dazu vorgesehen ist, den länglichen Behälter fluidtechnisch mit einer Strömungsleitung im Untertagewerkzeug zu koppeln, wenn der Probenbehälter im Hohlraum befestigt ist.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Körper einen ersten Körperabschnitt, der schraubbar mit einem zweiten Körperabschnitt gekoppelt ist, umfasst, wobei der erste und der zweite Körperabschnitt zusammenwirken, um den Probenbehälter in dem Hohlraum zu befestigen, der durch den ersten und/oder den zweiten Körperabschnitt gebildet ist.
  17. Vorrichtung, die umfasst: ein Untertagewerkzeug mit einem Körper mit einem Dornhalter, wobei der Dornhalter einen Hohlraum aufweist; und einen Probenbehälter, der im Hohlraum des Dornhalters angeordnet ist, wobei der Probenbehälter dazu vorgesehen ist, mit einer Strömungsleitung im Untertagewerkzeug selektiv fluidtechnisch gekoppelt zu werden.
  18. Vorrichtung nach Anspruch 17, die ferner umfasst: einen Rohrverteiler, um die Strömungsleitung fluidtechnisch mit dem Probenbehälter zu koppeln; ein erstes Ventil, um die Strömungsleitung selektiv mit dem Probenbehälter fluidtechnisch zu koppeln; ein zweites Ventil, um ein Probenfluid im Probenbehälter sicher abzudichten; und ein drittes Ventil, um einen Druck in der Strömungsleitung abzubauen.
  19. Vorrichtung, die umfasst: einen länglichen Probenbehälter, der in einem Hohlraum eines Untertagewerkzeugs anzuordnen ist, wobei der längliche Probenbehälter eine Stange mit einem ersten Ende innerhalb einer Fluidlagerkammer des Probenbehälters und einem zweiten Ende, das sich durch eine abgedichtete Öffnung des Probenbehälters erstreckt, umfasst; und einen Aktuator im Hohlraum, wobei der Aktuator mit dem zweiten Ende der Stange in Eingriff zu bringen ist, um einen Fluidpfad zwischen einer Strömungsleitung des Untertagewerkezugs und der Fluidlagerkammer zu öffnen, wenn der längliche Probenbehälter in den Hohlraum eingesetzt ist.
  20. Vorrichtung nach Anspruch 19, die ferner umfasst: einen Keil im Hohlraum, um den länglichen Probenbehälter zu orientieren, wenn der längliche Probenbehälter in den Hohlraum eingesetzt wird; und O-Ringe, um den länglichen Behälter an einer Wand des Hohlraums abzudichten.
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