DE1230385B

DE1230385B - Control device for oil and gas wells

Info

Publication number: DE1230385B
Application number: DEP38205A
Authority: DE
Inventors: John Splawn Page Jun; John Splawn Page
Original assignee: JOHN SPLAWN PAGE; JOHN SPLAWN PAGE JUN
Current assignee: JOHN SPLAWN PAGE; JOHN SPLAWN PAGE JUN
Priority date: 1964-11-27
Filing date: 1965-11-26
Publication date: 1966-12-15
Also published as: GB1077549A; US3333639A

Description

Steuereinrichtung für Erdöl- und Erdgasbohrungen Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung für Erdöl- und Erdgasbohrungen mit zwei Steigrohrsträngen, einem Bohrlochpacker und Ventilen.Control device for oil and gas wells The invention relates on a control device for oil and gas wells with two riser strings, a well packer and valves.

Bei bekannten Bohrungen dieser Art erfolgt eine Steuerung über eine Betätigung der Ventile mittels Betätigungsgliedern, die in die Steigrohrstränge eingesetzt sind und sich vom Kopf des Bohrloches zu den Ventilen erstrecken. Derartige Steuerungen bedingen einen hohen Bauaufwand.In known bores of this type, a control takes place via a Actuation of the valves by means of actuators which are in the riser pipes are inserted and extend from the head of the well to the valves. Such Controls require a high level of construction effort.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Förderung aus einem Bohrlochbereich unterhalb eines Bohrlochpackers zur Erdoberfläche hin ohne vom Bohrlochkopf zu den Ventilen führende Betätigungsmittel zu benötigen und gleichzeitig ein unabhängiges Einpressen eines Mediums in den unteren Bohrlochbereich zu erleichtern. Ein derartiges Einpressen kann dort wünschenswert sein, wo eine Förderung aus dem unteren Bohrlochbereich einzuleiten oder zu unterbrechen ist oder wo der Bereich, z. B. mittels Dampf- oder Säureeinpressen, zu behandeln ist.The invention is based on the object of a control device for controlling the production from a borehole area below a borehole packer to the surface of the earth without actuators leading from the wellhead to the valves to need and at the same time an independent pressing of a medium into the lower To facilitate the borehole area. Such press fitting may be desirable there be where to initiate or interrupt production from the lower wellbore area is or where the area, e.g. B. by means of steam or acid injection to treat is.

Ausgehend von einer Steuereinrichtung der eingangs genannten Art ist die Erfindung gekennzeichnet durch eine druckbetätigte Ventilvorrichtung im ersten Steigrohrstrang und ein Rückschlagventil im zweiten Steigrohrstrang.Starting from a control device of the type mentioned above the invention characterized by a pressure operated valve device in the first Riser pipe and a check valve in the second riser pipe.

Zweckmäßig umfaßt die Ventilvorrichtung einen von einem gleitend beweglichen Ventilglied absperrbaren Durchlaß, und das Ventilglied weist eine dem Druck in dem ersten Steigrohrstrang und eine dem Druck in dem Bohrloch unterhalb des Bohrlochpackers ausgesetzte Stirnfläche auf und ist von den entgegenwirkenden Drücken betätigbar. Vorteilhaft ist die Ventilvorrichtung und/oder das Rückschlagventil in ihrem Steigrohrstrang ziehbar befestigt, wobei zweckmäßig zur ziehbaren Befestigung des jeweiligen Ventils dieses ein Ventilgehäuse mit einem Spannfutter aufweist, das mit federnden in Nuten im Ventilgehäuse eingreifenden Fingern versehen ist.Suitably, the valve device comprises one of a slidably movable Valve member closable passage, and the valve member has a pressure in the first tubing string and one the pressure in the well below the well packer exposed face and can be actuated by the counteracting pressures. The valve device and / or the check valve in its riser pipe is advantageous drawable attached, with expedient for the pullable attachment of the respective valve this has a valve housing with a chuck with resilient grooves fingers engaging in the valve housing.

Zweckmäßig ist der Bohrlochpacker am Steigrohrstrang befestigt und weist eine direkt mit diesem in Verbindung stehende Durchgangsbohrung auf, wobei sich der andere Steigrohrstrang durch die Bohrung hindurch erstreckt.The well packer is expediently attached to the riser string and has a through-hole directly connected to this, wherein the other tubing string extends through the bore.

Ferner können eine Druckverbindung zwischen dem Bohrloch oberhalb des Bohrlochpackers und dem Steigrohrstrang herstellende Hilfsvorrichtungen am Kopf des Bohrloches zur Steuerung der Aufwärtsströmung des Fördermediums vorgesehen sein. Es zeigt F i g. 1 eine Gesamtansicht einer Steuereinrichtung nach der Erfindung, F i g. 2 a 2b, 2 c Vertikalschnitte durch die im Bohrloch angeordnete Einrichtung bei geöffnetem Steuerventil, in Vergrößerung, F i g. 3 eine Ansicht ähnlich F i g. 2 a bei geschlossenem Steuerventil, F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 der Fig.2c, F i g. 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 der Fig.2c.Furthermore, auxiliary devices producing a pressure connection between the borehole above the borehole packer and the riser string can be provided at the head of the borehole for controlling the upward flow of the production medium. It shows F i g. 1 shows an overall view of a control device according to the invention, FIG. 2 a, 2b, 2c vertical sections through the device arranged in the borehole with the control valve open, enlarged, FIG. 3 is a view similar to FIG. 2 a with the control valve closed, FIG. 4 shows a section along the line 4-4 of FIG. 2c, FIG. 5 shows a section along the line 5-5 of FIG. 2c.

Gemäß F i g. 1 ist die Steuereinrichtung in eine Verrohrung 1O eines Bohrloches eingebaut, das sich nach unten in eine Erdschicht 11 erstreckt und bei 12 perforiert ist, um eine Verbindung zwischen der das Fördermedium enthaltenden Erdschicht 11 und dem unteren Bereich 13 im Inneren des Bohrloches herzustellen. In dem Bohrloch ist eine als Ganzes mit 14 bezeichnete Sonderausrüstung angeordnet, die zwei parallele Steigrohrstränge 15 und 16 und einen Bohrlochpacker 17 umfaßt, der unten in der Bohrung 18 der Bohrlochverrohrung angeordnet ist. Wie später näher erläutert ist, wird die Aufwärtsströmung eines aus dem Bohrloch zu fördernden Mediums aus dem unteren, unmittelbar unter dem Bohrlochpacker 17 befindlichen Bereich 13 zu einem oberen Bereich 19 gesteuert, der in der Bohrlochauskleidung außerhalb der Steigrohrstränge 15 und 16 liegt. Der Förderstrom in dein sich bis zum Bohrlochkopf erstrekkenden oberen Bereich oder Ringraum 19 wird durch ein bei 21 in seiner Ausflußmenge ventilgesteuertes Rohr 20 abgeführt. Aus dem Rohr 20 tritt der Förderstrom bei 22 aus.According to FIG. 1, the control device is installed in casing 10 of a borehole which extends downwardly into a layer of earth 11 and is perforated at 12 to establish a connection between the layer of earth containing the production medium 11 and the lower region 13 inside the borehole. In the borehole a special equipment designated as a whole as 14 is arranged, which comprises two parallel riser strings 15 and 16 and a well packer 17 which is arranged in the bottom of the bore 18 of the well casing. As will be explained in more detail later, the upward flow of a medium to be conveyed out of the borehole is controlled from the lower area 13 located directly below the borehole packer 17 to an upper area 19 which is located in the borehole casing outside the riser strings 15 and 16. The delivery flow in the upper region or annular space 19 extending up to the wellhead is discharged through a pipe 20 which is valve-controlled at 21 in its outflow quantity. The delivery flow emerges from the pipe 20 at 22.

Die dargestellte Bohrloch- bzw. Sondenausrüstung umfaßt ferner bei 25 bzw. 26 ventilgesteuerte Leitungen 23 und 24, die mit nach oben führenden Verlängerungen 27 bzw. 28 der Steigrohrstränge 15 und 16 in Verbindung stehen. In den Verlängerungsstrang 27 ist ferner ein Ventil 29 eingeschaltet. Wie aus der folgenden Beschreibung ersichtlich wird,-kann der Steigrohrstrang 16 als Anjektor«-Strang angesehen werden, durch den ein Medium von einer Quelle 30 aus nach unten eingespritzt werden kann, um durch den Bohrlochpacker 17 zu einer durchbrochenen unteren Verlängerung 16a zu gelangen, die mit dem unteren Bereich 13a in der Verrohrung in Verbindung steht. Das Fördermedium kann zur Steuerung des Betriebs des von der Ausrüstung 14 getragenen Steuerventils von einer Quelle 31 der Leitung 23 und dem ersten Steigrohrstrang 15 zugeführt werden, worauf das Steuerventil in Tätigkeit tritt, um den Aufwärtsstrom des Fördermediums zwischen dem unteren und oberen Bereich 13 und 19 zu steuern. Statt dessen kann das in den Verlängerungsstrang 27 eingebaute Ventil 29 geschlossen und der Steuerdruck von dem Förderstrom selbst abgeleitet werden. Gemäß F i g. 1 ist hierfür eine Hilfsleitung 32 mit der Leitung 20 verbunden, um den Druck des Fördermediums durch eine Vorrichtung 33 hindurch und dann einer Leitung 34 zuzuführen, die zu dem oberen Verlängerungsstrang 27 des ersten Steigrohrstranges 15 zurückführt. Die Vorrichtung 33 kann ein Rückschlagventil enthalten, das den Druck dem ersten Strang 15 zuleitet und eine entgegengesetzt gerichtete Verbindung dieses Druckes zum Förderstrom im Rohr. 20 unterbindet. Die Vorrichtung 33 kann auch zum Abbau des Steuerdruckes bei 34a oder zur Erhöhung des Steuerdruckes, z. B. mittels eines Druckverstärkungsgerätes 35, vorgesehen sein.The well or probing equipment illustrated further includes valved conduits 23 and 24 at 25 and 26 respectively which communicate with upwardly extending extensions 27 and 28 of the tubing strings 15 and 16, respectively. A valve 29 is also switched on in the extension line 27. As will become apparent from the following description, the riser string 16 can be viewed as an injector string through which a medium can be injected downward from a source 30 in order to pass through the well packer 17 to a perforated lower extension 16a, which is in communication with the lower region 13a in the piping. The fluid can be added from a source 31 to the line 23 and the first riser 15 to control the operation of the control valve carried by the equipment 14, whereupon the control valve is activated to control the upward flow of the fluid between the lower and upper sections 13 and 19 to control. Instead, the valve 29 built into the extension line 27 can be closed and the control pressure can be derived from the delivery flow itself. According to FIG. 1, an auxiliary line 32 is connected to the line 20 for this purpose in order to feed the pressure of the conveying medium through a device 33 and then to a line 34 which leads back to the upper extension 27 of the first riser 15 . The device 33 can contain a check valve which feeds the pressure to the first line 15 and an oppositely directed connection of this pressure to the flow rate in the pipe. 20 prevents. The device 33 can also be used to reduce the control pressure at 34a or to increase the control pressure, e.g. B. by means of a pressure booster device 35 may be provided.

Gemäß F i g. 2 a, 2 b und 2 c weist der Bohrlochpacker 17 einen aus verschiedenen Teilabschnitten derart zusammengesetzten Hauptkörper auf, daß dieser an einem oder beiden Strängen 15 und 16 im Bohrloch aufgehängt ist. Der aus F i g. 2b ersichtliche obere Teil 35 a ist beispielsweise bei 35 und 37 mit den Anschlußenden der Stränge 15 und 16 verschraubt. Der Teil 35a enthält parallele Bohrungen 38 und 39, die mit den zugehörigen Steigrohrsträngen in Verbindung stehen, und kann innerhalb der Einrichtung als Übergangsglied angesehen werden. Ein Zwischenteil 40 ist mit dem oberen Teil 35 a über ein Schraubgewinde 41 verbunden und umgrenzt eine vergrößerte Bohrung 42 unterhalb der Bohrungen 38 und 39. Eine untere Fortsetzung 42a der vergrößerten Bohrung wird durch einen unteren Teil 43 umgrenzt, der mit dem Zwischenteil 40 bei 44 verschraubt ist.According to FIG. 2a, 2b and 2c, the borehole packer 17 has a main body composed of various subsections in such a way that it is suspended from one or both strands 15 and 16 in the borehole. The from Fig. The upper part 35 a shown in FIG. 2b is screwed to the connecting ends of the strands 15 and 16 at 35 and 37, for example. The portion 35a contains parallel bores 38 and 39 which are in communication with the associated riser pipe strings and can be viewed as a transition member within the device. An intermediate part 40 is connected to the upper part 35 a via a screw thread 41 and delimits an enlarged bore 42 below the bores 38 and 39 is screwed.

F i g. 2 b und 2 c zeigen, daß der erste Steigrohrstrang 15 mit dem unteren Bereich 13 unterhalb des Bohrlochpackers über die Bohrung 42 und ihre Fortsetzung 42 a in Verbindung steht, wohingegen die untere Verlängerung 16a des Stranges 16 sich nach unten durch die Bohrung 42 zu einem ein gutes Stück unter dem Bohrlochpacker 17 befindlichen Punkt erstreckt, bevor sie in offene Verbindung mit dem Bereich 13 in Höhe 13a gelangt, die durch die Durchbräche 44 in der unteren Verlängerung 16a hergestellt ist. Dementsprechend ist der erste Strang 15 unmittelbar mit dem oberen Teil des Bereiches 13 verbunden, wohingegen der zweite Strang 16 mit einem unteren Teil dieses Bereiches verbunden ist. Im Hinblick darauf kann die Strangverlängerung 16 a bei 45 mit dem Teil 35a verschraubt und von diesem herabhängen.F i g. 2 b and 2 c show that the first riser string 15 is connected to the lower region 13 below the well packer via the bore 42 and its continuation 42 a, whereas the lower extension 16 a of the string 16 extends down through the bore 42 to one well below the wellbore packer 17 before it comes into open communication with the area 13 at level 13a established by the apertures 44 in the lower extension 16a . Accordingly, the first strand 15 is directly connected to the upper part of the area 13, whereas the second strand 16 is connected to a lower part of this area. In view of this, the strand extension 16a can be screwed at 45 to the part 35a and hang down therefrom.

Gemäß F i g. 2 a und 3 hat die Einrichtung und speziell der direkt über dem Bohrlochpacker liegende Steigrohrstrang 15 eine Seitenöffnung 50, durch die das Fördermedium, wie es durch den Pfeil 51 in F i g. 2 dargestellt ist, hindurchfließen kann. Die öffnung stellt eine Verbindung zwischen dem unteren Bereich 13 und dem oberen Bereich 19 her. Im Hinblick darauf kann die Öffnung 50 in einer Rohrteileinheit 52 angeordnet sein, die als Teil des Stranges 15 angesehen werden kann. In der Einheit 52 ist eine Vorrichtung enthalten, die ein erstes auf den Druck des Fördermediums in dem Strang 15 ansprechendes Ventil darstellt und den nach oben durch die Öffnung 50 fließenden Strom des Fördermediums, d. h. den zwischen den Bereichen 13 und 19 unter bzw. über dem Bohrlochpacker 17 und außerhalb des Steigrohrstranges fließenden Strom, steuert. Das Steuerventil 53 ist als Absperrorgan in der Einheit 52 untergebracht und steht unter Einwirkung des Druckes im Fördermedium über und unter der Ventilvorrichtung 53, und zwar in der Weise, daß das Ventil auf einen vorbestimmten Wechsel der Druckdifferenz zur Steuerung des durch die Öffnung 50 nach oben fließenden Förderstromes anspricht.According to FIG. 2a and 3, the device and especially the riser string 15 located directly above the well packer has a side opening 50 through which the conveying medium, as indicated by the arrow 51 in FIG. 2 is shown, can flow through. The opening establishes a connection between the lower area 13 and the upper area 19. In view of this, the opening 50 can be arranged in a pipe sub-unit 52, which can be viewed as part of the string 15. A device is contained in the unit 52 which represents a first valve responsive to the pressure of the conveying medium in the line 15 and the flow of the conveying medium flowing upwards through the opening 50, ie between the areas 13 and 19 below and above the Well packer 17 and current flowing outside the tubing string controls. The control valve 53 is housed as a shut-off element in the unit 52 and is under the action of the pressure in the pumped medium above and below the valve device 53, in such a way that the valve on a predetermined change in the pressure difference to control the through the opening 50 upwards flowing flow rate responds.

Bei der dargestellten Ausführung ist ein Ventilglied 54 an einem Stößel 55 und einem Stößelträger 56 aufgehängt. Ein senkrechter Lochdorn 57 ist mit dem Träger 56 verbunden. Der Dorn hat einen Kopf 58, der mit einem von einem Spannfutter 60 getragenen Innenflansch 59 in Eingriff gelangen kann, um die nach unten gerichtete Bewegung des Ventilgliedes 54 gegenüber dem Spannfutter zu begrenzen. Die letztere weist Riegelansätze 62 tragende, federnde Finger 61 auf, die in einer, in der Einheit 52 eingearbeiteten Nut 63 vertikal beweglich sind. Das Spannfutter stützt das Ventilglied für eine vertikale Teleskopbewegung gegenüber sich selbst ab, bei der sich der Dorn 57 senkrecht durch die Bohrung 64 des Flansches 59 des Spannfutters bewegt. Dementsprechend wird eine Bewegung des Ventilgliedes 54 in geschlossene Stellung nach oben, wie das aus F i g. 3 ersichtlich ist, durch Eingriff der oberen Schulter 65 des Stößelträgers 56 mit der unteren Fläche 66 des Flansches 59 begrenzt. Zu diesem Zeitpunkt gelangen die Riegelansätze des Spannfutters mit dem oberen Anschlag 67 der Nut 63 in Eingriff.In the embodiment shown, a valve member 54 is suspended from a tappet 55 and a tappet carrier 56. A vertical piercer 57 is connected to the carrier 56. The mandrel has a head 58 which can engage an inner flange 59 carried by a chuck 60 to limit downward movement of the valve member 54 relative to the chuck. The latter has resilient fingers 61 carrying locking lugs 62, which are vertically movable in a groove 63 machined in the unit 52. The chuck supports the valve member for a vertical telescopic movement with respect to itself, during which the mandrel 57 moves vertically through the bore 64 of the flange 59 of the chuck. Accordingly, a movement of the valve member 54 in the closed position upwards, as shown in FIG. 3, limited by engagement of the upper shoulder 65 of the plunger carrier 56 with the lower surface 66 of the flange 59. At this point in time, the locking lugs of the chuck come into engagement with the upper stop 67 of the groove 63.

Der nach unten gerichtete Druck des Förder- bzw. Steuermediums in dem Strang 15 wirkt auf den Dornkopf 58 und den Stößelträger ein, z. B. auf dessen Flächen 68 und 69, um das Ventilglied 54 nach unten in Öffnungsstellung zu bringen. Der nach oben gerichtete, das Ventilglied zu schließen bestrebte Druck wirkt auf die untere Fläche 70 des Ventilgliedes 54 ein. Der gegen das Ventilglied und die Trägerringflächen 71 und 72 wirkende Druck wird auf Grund der gleichen Flächenabmessungen dieser Ringflächen ausgeglichen. Ist dementsprechend der Steuerdruck in dem Steigrohrstrang 15 über dem Dornkopf 58 hinreichend groß, herrscht er gegenüber dem nach oben gerichteten Druck, der auf die Ventilgliedfläche 70 einwirkt, vor, wodurch sich das Ventilglied nach unten in bffnungsstellung bewegt. Ist andererseits der auf die Fläche 70 einwirkende Druck gegenüber dem nach unten gerichteten Druck in dem Strang 15 über dem Dornkopf 68 hinreichend groß, so bewegt er das Ventilglied nach oben in Schließstellung.The downward pressure of the conveying or control medium in the strand 15 acts on the mandrel head 58 and the ram carrier, e.g. B. on its surfaces 68 and 69 to bring the valve member 54 down into the open position. The upward pressure tending to close the valve member acts on the lower surface 70 of the valve member 54. The pressure acting against the valve member and the carrier ring surfaces 71 and 72 is compensated due to the same surface dimensions of these ring surfaces. Accordingly, if the control pressure in the riser pipe 15 above the mandrel head 58 is sufficiently high, it prevails over the upward pressure acting on the valve member surface 70, as a result of which the valve member moves downwards into the open position. If, on the other hand, the pressure acting on the surface 70 is sufficiently great compared to the downward pressure in the strand 15 above the mandrel head 68, it moves the valve member upwards into the closed position.

Ein unterer Dichtungsring wird bei 73 von dem Ventilglied getragen, um eingeschlossen zwischen dem Ringsitz 74 und dem Ventilglied 54 abzudichten, wenn sich das Ventilglied, wie das aus F i g. 3 ersichtlich ist, in einer Stellung befindet, in der es an dem Sitz anliegt. Ein oberer Dichtungsring 75 ist vorgesehen, um zu jeder Zeit zwischen dem Stößelträger 56 und der inneren Führungsbohrung 77 der Einheit 52 abzudichten, so daß das die Ventilvorrichtung 53 durch Abschließen des Steuermediums in dem Strang 15 über dem Lochdomkopf 58 von der Seitenöffnung 50 die Einheit wirksam absperrt.A lower sealing ring is carried by the valve member at 73, to seal trapped between the ring seat 74 and the valve member 54 when the valve member, as shown in FIG. 3 is in a position in which it rests against the seat. An upper sealing ring 75 is provided to at any time between the tappet carrier 56 and the internal guide bore 77 of the unit 52 to seal, so that the valve device 53 by closing off the control medium in the strand 15 above the perforated dome head 58 from the side opening 50, the unit is effective shut off.

Die Ausrüstung 14 umfaßt ein zweites Ventil, um das Aufwärtsfliegen des Mediums in dem zweiten Steigrohrstrang 16 zu beschränken. Das zweite Ventil stellt, wie das aus den F i g. 2 a und 3 ersichtlich ist, im wesentlichen eine ziehbare Rückschlagventileinheit 80 dar, die in den Steigleitungsstrang 16, z. B. in einer Strangteileinheit 81 dieses Stranges, lösbar befestigt ist. Das Rückschlagventi180 ist in einem unten in der Bohrung 83 der Teileinheit aufgenommenen Hauptteil 82 enthalten, das bei 84 gegen die Bohrung abgedichtet ist. In dem Hauptteil ist ein Sitz 85 mit einer nach unten gerichteten Anlagefläche enthalten, der bei einer durch eine Druckfeder 87 bewirkten, nach oben gerichteten Bewegung einer Kugel 86 in Eingriff mit diesem gelangt. Die Druckfeder ist zwischen der Kugel und einem Innenflansch 88 an einer Hülse 89 angebracht, die im Hauptteil 82 untergebracht ist. Letzteres trägt ein Spannfutter 90, das federnde Finger 91 mit Riegelansätzen 92 aufweist, welche sich in die in der Bohrung der Einheit 81 vorgesehene Nut 93 hineinspreizen können.The equipment 14 includes a second valve to restrict the upward flow of the medium in the second tubing string 16. The second valve, as shown in FIGS. 2 a and 3 can be seen, essentially a pull-back check valve unit 80 , which is in the riser line 16, z. B. in a strand sub-unit 81 of this strand, is releasably attached. The check valve 180 is contained in a main part 82 received at the bottom in the bore 83 of the sub-unit, which is sealed against the bore at 84. In the main part there is a seat 85 with a downwardly directed contact surface which comes into engagement therewith when a ball 86 moves upwardly caused by a compression spring 87. The compression spring is attached between the ball and an inner flange 88 on a sleeve 89 which is accommodated in the main part 82. The latter carries a chuck 90 which has resilient fingers 91 with locking lugs 92 which can spread into the groove 93 provided in the bore of the unit 81 .

Die Finger 91 bzw. 61 der Spannfutter sind mit gezahnten Enden 94 und 95 versehen, die von an einem Kabel in den Steigrohrsträngen herabgelassenen Ziehwerkzeugen erfaßt werden können, um in Eingriff mit den Enden und nach Einwärtsdrücken der Finger ein Ziehen zu ermöglichen. Der rohrförmige Kopf eines derartigen Werkzeuges ist bei 200 in F i g. 2 a dargestellt.The fingers 91 and 61, respectively, of the chucks are provided with toothed ends 94 and 95 which can be grasped by pulling tools lowered on a cable in the riser to enable pulling into engagement with the ends and upon depression of the fingers. The tubular head of such a tool is shown at 200 in FIG. 2 a shown.

Im Betrieb tritt das nach unten unter Steuerung durch das Ventil 26 (F i g. 1) in den Strang 16 eingedrückte Medium durch das Rückschlagventil 80 und den Bohrlochpacker 17 hindurch und tritt aus der unteren Verlängerung 16a der Steigrohrleitung in einen unteren Teil des Bereiches 13, d. h. den Teil 13 a, aus. Dieser Vorgang kann unabhängig von dem Strom des nach oben über den Strang 15 und die Bohrung 50 dem Ringraum 19 zugeführten Fördermediums ausgeführt werden. Ferner verhindert das Rückschlagventil, daß Fördermedium in dem Strang 16 oberhalb des Rückschlagventils nach oben strömt.In operation, this occurs downward under control of valve 26 (F i g. 1) medium pressed into the line 16 through the check valve 80 and through the well packer 17 and emerges from the lower extension 16a of the riser in a lower part of the area 13, i. H. part 13 a. This process can independently of the flow of the upward via the strand 15 and the bore 50 the conveying medium supplied to the annular space 19 are executed. Furthermore, this prevents Check valve that the pumped medium in the line 16 above the check valve flows upwards.

Die F i g. 2 b, 2 c, 4 und 5 zeigen eine Ausführung eines Bohrlochpackers, die Dichtungs- und Ankerelemente sowie eine Betätigungseinrichtung umfaßt, welche diese Elemente in Dichtungs- und Feststelleingriff mit dem Bohrloch, d. h. dessen Auskleidung, unter Ansprechen auf einen vorbestimmten, auf die Betätigungseinrichtung einwirkenden Druck des nach oben in der Bohrung 42 und 42a des Bohrlochpackers fließenden Fördermediums bringt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel enthält das Bauteil 43 eine Seitenbohrung 100, um den Druck der Strömung dem Betätigungskolben 101 und speziell dessen unterer Fläche 102 zuzuführen. Der Betätigungskolben steht mit dem Bauteil 43 bei 103 und 104 in abgedichtetem Gleiteingriff. Bewegt sich der Kolben nach oben, so drückt er die Reihe im Kreis angeordneter gleitbarer Verankerungsstücke 105 gegen die nach unten konisch zulaufende Fläche 106 eines von dem Teil 43 getragenen Konus 107, worauf sich die Verankerungsstücke 105 nach außen bewegen, um einen Feststelleingriff ihrer gezahnten Umfangsflächen 108 mit der Wandung der Bohrung 18 herzustellen. Die Zähne sind abgewinkelt, um an der Wandung zur Verbindung einer nach unten gerichteten Bewegung des Bohrlochpackers mit dem von dem Bauteil 43 getragenen Dichtungsring 109 anzugreifen. Im Hinblick darauf wird der Dichtungsring zwischen dem Konus 107 und einem Ring 110 zusammengepreßt, der gegen die untere Fläche 111 des Bauteils 40 abstützt. Es ist ersichtlich, daß der Konus 107 auf der Oberfläche 112 des Bauteils 43 gleiten kann, damit der Dichtungsring 109 axial zusammengepreßt und nach außen gespreizt werden kann, um bei 113 gegen die Bohrlochauskleidung abzudichten.The F i g. 2 b, 2 c, 4 and 5 show an embodiment of a borehole packer, comprises the sealing and anchor elements and an actuating device which these elements in sealing and locking engagement with the wellbore, d. H. whose Liner in response to a predetermined one of the actuator acting pressure of the flowing upward in the bore 42 and 42a of the well packer Medium brings. In the illustrated embodiment, the component contains 43 a side bore 100 to the pressure of the flow to the actuating piston 101 and specifically to feed its lower surface 102. The actuating piston is with the Component 43 at 103 and 104 in sealed sliding engagement. The piston moves upwards, he pushes the row of sliding anchors arranged in a circle 105 against the downwardly conical surface 106 of one carried by the part 43 Cone 107, whereupon the anchoring pieces 105 move outwards to a locking engagement to produce their toothed circumferential surfaces 108 with the wall of the bore 18. The teeth are angled to join a downward facing wall Movement of the well packer with the sealing ring carried by the component 43 109 attack. In view of this, the sealing ring between the cone 107 and a ring 110 compressed against the lower surface 111 of the component 40 supports. It can be seen that the cone 107 is on the surface 112 of the component 43 can slide so that the sealing ring 109 is axially compressed and outward can be spread to seal against the well casing at 113.

Das Bauteil 40 weist schließlich Seitenbohrungen 114 auf, die Ankerglieder 115 aufnehmen, deren Kolbenflächen 116 dem Druck des Mediums in der Bohrung 42 ausgesetzt sind. Die Außenumfangsflächen der Glieder sind bei 120 mit abgewinkelten Zähnen versehen, um an der Verrohrung zur Verhinderung einer nach oben gerichteten Bewegung des Bohrlochpackers mit der Dichtung 109 anzugreifen. O-Ringdichtungen 117 dichten zwischen den Gliedern 115 und den Seitenöffnungen 114 während der radialen Bewegung ab. Ein Leit- oder Führungsring 140 ist am untersten Bereich des Bauteils 43 angebracht und steht mit der Verrohrung zur Führung der Abwärtsbewegung der Einrichtung im Bohrloch im Eingriff.The component 40 finally has side bores 114, the anchor members 115, the piston surfaces 116 of which are exposed to the pressure of the medium in the bore 42 are. The outer peripheral surfaces of the links are at 120 with angled teeth fitted to the tubing to prevent upward movement of the well packer to attack with the seal 109. Seal the O-ring seals 117 between the links 115 and the side openings 114 during radial movement away. A guide or guide ring 140 is attached to the lowermost area of the component 43 and stands with the tubing to guide the downward movement of the device Borehole engaged.

Die F i g. 1 und 2 b zeigen ferner einen im wesentlichen senkrecht durch das Bauteil 35a führenden Durchlaß 130, der gegen die senkrechten Bohrungen 38 und 39 versetzt ist, jedoch noch über der Bohrung 42 des mittleren Bauteils 40 liegt. Eine rohrgeschützte Geräteleitung 131 ist mit der Ausrüstung verbunden, z. B. durch Klemmen oder Haltestücke 132 an dem Steigrohrstrang 16, und erstreckt sich von der Erdoberfläche abwärts durch den Durchlaß 130 zu einem Punkt unter dem Bohrlochpacker. Wie aus F i g. 1 ersichtlich, ist ein Bodendruck-Meßgerät 133 mit der Leitung 131 in dem Bereich 13a verbunden und überträgt die Bodendrucksignale über die Leitung 131 zur Oberfläche. Ein Druckaufzeichner 136 ist mit der Leitung 131 an der Oberfläche zur Aufzeichnung der elektrisch nach oben über die Leitung 131 übermittelten Bodenlochdrucksignale verbunden. Eine Dichtungsmuffe ist bei 135 in F i g. 2 b dargestellt und dient zur Abdichtung zwischen der Leitung 131 und dem Bauteil 35a. The F i g. 1 and 2 b also show a passage 130 which leads essentially perpendicularly through the component 35a and which is offset from the perpendicular bores 38 and 39, but still lies above the bore 42 of the central component 40. A pipe-protected equipment line 131 is connected to the equipment, e.g. By clamps or retainers 132 on the tubing string 16, and extends downwardly from the surface of the earth through the passage 130 to a point below the well packer. As shown in FIG. 1, a soil pressure measuring device 133 is connected to the line 131 in the area 13a and transmits the soil pressure signals via the line 131 to the surface. A pressure recorder 136 is connected to surface line 131 for recording the bottom hole pressure signals electrically transmitted upwardly via line 131. A sealing sleeve is shown at 135 in FIG. 2b and serves to seal between the line 131 and the component 35a.

Es ist ersichtlich, daß durch die Verwendung eines Bohrlochpackers im Bohrloch und durch zwei voneinander getrennte Steigrohrstränge, von denen ein Strang für das Abwärtsführen und Einpressen von Medien, wie z. B. Säuren, in den unteren Teil des Bohrloches und der andere Steigrohrstrang für das Hindurchführen des nach oben strömenden Fördermediums verwendet wird, ermöglicht ist, das Einpressen und den Förderstrom in einfacher Weise unabhängig zu steuern, ohne auf irgendwelche komplizierten Steuereinrichtungen außerhalb der Rohrstränge zurückgreifen zu müssen. Ferner ist die Einrichtung für die Steuerung der im Bohrloch in den Strängen angeordneten Ventile durch unterschiedliche Drücke am Bohrlochkopf ohne irgendwelche mechanische oder elektrische Verbindungen zu den Ventilen betätigbar, und die Ventile selbst können so ausgebildet sein, daß sie in die Steigrohrstränge, nachdem diese eingebaut sind, herabgelassen werden und aus diesen gezogen werden können, ohne die Steigrohrstränge selbst auszubauen.It can be seen that through the use of a well packer in the borehole and by two separate riser strings, one of which Line for the downward lead and injection of media, such as. B. acids, in the lower part of the borehole and the other tubing string for the Carry through of the upward flowing conveying medium is used, the pressing in is made possible and to independently control the flow rate in a simple manner, without any having to resort to complicated control devices outside of the pipe strings. Further, the device is for controlling the downhole in the strings Valves by different pressures at the wellhead without any mechanical or electrical connections to the valves can be actuated, and the valves themselves can be designed so that they are installed in the riser strings after this can be lowered and pulled out of them without the riser strings expand yourself.

Claims

Claims: 1. Control device for oil and gas wells riding two riser strings, a well packer and valves, g e k e n n z e i c h -n e t d u r c h a pressure-actuated valve device (53) in the riser pipe (15) and a check valve in the riser pipe (16).

2. Control device according to claim 1, characterized in that the valve device (53) comprises one of a slidably movable valve member (54) closable passage (74) and the valve member one of the pressure in the riser pipe string (15) and one of the pressure in the borehole below the Borehole packers (17) exposed end face (68 or 70) and can be actuated by the opposite pressures.

3. Control device according to claim 1 or 2, characterized in that the valve device (53) and / or the check valve (80) in its riser pipe (15 or 16) are pullable.

4. Control device according to claim 3, characterized in that for the pullable fastening of the respective valve (53, 80) this has a valve housing with a chuck (60 or 90) which engages with resilient grooves (63, 93) in the valve housing Fingers (61, 91) is provided.

5. Control device according to one of the preceding claims, characterized in that the borehole packer (17) is attached to the riser pipe (15) and one directly connected to it standing through hole (42a) and that the other riser pipe (16) extends through this through hole (42 a).

6. Control device according to one of the preceding claims, characterized in that a pressure connection between the well above the well packer (17) and the tubing string (15) producing devices (32, 33, 34, 35) at the head of the borehole for control the upward flow of the pumped medium are provided. Considered publications: French Patent No. 1379 843; U.S. Patent No. 3115187.