DE1231636B - Packer und Ventilvorrichtung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES 40WWW& PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

E21b

Deutschem.: 5 a-33/12

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

1231636
P 36755 VI a/5 a
11. Mai 1965
5. Januar 1967

Die Erfindung betrifft einen Packer und eine Ventilvorrichtung für Einzonen- oder Mehrzonenfördereinrichtungen.

Bei der Komplettierung und Aufarbeitung von Erdöl- und Erdgassonden ist es erwünscht, zu bestimmten Zeiten die Verbindung zwischen oberen und unteren Bohrlochzonen außerhalb der Rohre mit Hilfe eines Packers zu überprüfen; ist jedoch der Packer bereits gesetzt, dann wird die Kontrolle einer solchen Verbindung äußerst problematisch.

Eine Möglichkeit zur Schaffung einer solchen Verbindung besteht darin, den Packer durch Betätigung derjenigen Rohre abzuheben, welche den Packer tragen. Dies führt aber zu dem zusätzlichen Problem der Abnahme des Bohrlochkopfes, mit dem damit im Zusammenhang stehenden beträchtlichen Aufwand an Zeit und Arbeitskraft. Ein anderes Verfahren zur Herstellung einer solchen Verbindung besteht darin, ein Werkzeug am Seil in die Nähe eines Ventils abzusenken, welches in dem Bohrloch betätigt werden kann, um die gewünschte Regelung der Flüssigkeitsströmung durchführen zu können. Die Handhabung eines derartigen Seilwerkzeugs führt aber wieder zu zusätzlichen Schwierigkeiten einschließlich des beträchtlichen Aufwandes an Zeit und Arbeit zum Einführen und zum Ziehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die in einen Rohrstrang in einem Bohrloch geschaltet werden kann und einen Packer zum Abdichten des Ringraumes zwischen der Verrohrung und dem Bohrloch enthält.

Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist nun gekennzeichnet durch einen an sich bekannten setzbaren Bohrlochpacker und eine in Abhängigkeit vom Druck im Rohrstrang verschiebbare Ventilvorrichtung, deren zylindrische Abschlußplatte wahlweise die Ringräume unter- und oberhalb des Packers verbindet oder verschließt.

Die Vorrichtung ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung einen Rohrkörper mit Auslässen, durch welche Bohrlochflüssigkeit fließen kann, und eine Einrichtung in dem Körper enthält, die die Strömung der Bohrlochflüssigkeit durch die Auslässe auf Grund einer Änderung der nach unten gerichteten Druckübertragung und durch eine Regelflüssigkeit in dem Rohrstrang und oberhalb der Höhenstellung des Körpers regelt.

Durch diese Erfindung werden die obenerwähnten Schwierigkeiten gelöst, da die Verbindung zwischen dem Packer, der die oberen und die unteren Zonen des Bohrloches voneinander trennt, sowie außerhalb des Rohrsystems äußerst schnell vorgenommen bzw. Packer und Ventilvorrichtung

Anmelder:

John Splawn Page jun.,
Long Beach, Calif. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Ruschke und Dipl.-Ing. H. Agular,

Patentanwälte, München 27, Pienzenauer Str. 2

Als Erfinder benannt:
John Splawn Page jun.,
Long Beach, Calif. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. ν. Amerika vom 11. Mai 1964 (366 303),
vom 14. Mai 1964 (367 359)

geprüft werden kann, ohne daß die Rohre bzw. der Packer gezogen werden muß.

Außerdem ermöglicht es die Erfindung, die Strömung eines ersten Stromes geförderter Flüssigkeit im Ringraum und eines zweiten Stromes geförderten Gutes innerhalb des Rohrstranges zu überprüfen, wobei alle diese Vorgänge sich in Abhängigkeit von einer gesteuerten Änderung des Flüssigkeitsdruckes abspielen, der von der Regelflüssigkeit in dem Rohrstrang übertragen wird.

Die Vorrichtung nach der Erfindung eignet sich auch dazu, die Verbindung zwischen Bohrlochzonen auf der Unterseite oder Oberseite des Packers und außerhalb des Rohrstranges in Abhängigkeit von der Änderung der Druckübertragung durch eine Regelflüssigkeit zu ändern. In der Zeichnung sind

Fig. 1, la und Ib eine Ansicht vertikaler Halbschnitte durch eine erste Ausführungsform der Ventilvorrichtung mit noch nicht im Bohrloch abgesetztem Bohrlochpacker,

Fig. 2, 2a und 2b eine Ansicht eines vertikalen Schnitts durch die Vorrichtung nach F i g. 1 in dem Betriebszustand, in welchem die Ventile offenstehen,

Fig. 3, 3a und 3b eine Ansicht eines Schnitts durch die Vorrichtung nach F i g. 1, deren Ventile geschlossen sind,

Fig. 4, 4a und 4b eine Ansicht eines Vertikalschnitts durch eine zweite Ausführungsform der Ventilvorrichtung,

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Fig. 5 die Ansicht eines Vertikalschnitts durch eine Bohrlochinstallation, aus der man ersieht, wie die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung mit dem Rohrstrang kombiniert wird und wie die Regelung von dem oberen Ende des Bohrloches aus vorgenommen wird,

Fig. 6 die Ansicht eines Querschnitts nach Linie 6-6 der F i g. 1 a in vergrößertem Maßstab,

Fig. 7 die Ansicht eines Horizontalschnitts nach Linie 7-7 der F i g. 3 a in vergrößertem Maßstab und

Fig. 8, 8a und 8b die Ansicht je eines Querschnitts durch eine dritte Ausführungsform der Ventilvorrichtung.

Fig. 5 zeigt die Gesamtanordnung mit dem Rohrstrang 10, der in ein Bohrloch 11 eingesetzt ist, welches bei 12 mit einem Futterrohr versehen ist und im Innenraum 13 des Futterrohres 12 einen Packer 24. Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung zur Änderung der Verbindung zwischen Bohrlochzonen am unteren bzw. oberen Ende der Abdichtungsvorrichtung nach Maßgabe der Änderungen des Übertragungsdruckes durch ein Druckmittel innerhalb des Rohrstranges vorgesehen.

Wie aus den Fig. 1 bis 3 ersichtlich, besteht die Anordnung aus einem rohrförmigen Körper 17 mit den Anschlußenden 18 und 19, die an den Stellen 20 und 21 mit dem Rohrstrang verschraubt sind. Der Körper 17 besteht aus den Abschnitten 17 a, 17 & und 17 c, die in vertikaler Richtung aufeinanderfolgen und an den Stellen 22 und 23 Gewindeverbindungen aufweisen.

Der Körper trägt einen Packer 24, der zusammendrückbare Dichtringe 24a, 2Ab, 24c und 24d besitzt, die durch Ringe 25, 26 und 27 aus Metall voneinander getrennt sind (s. F i g. 1 a). Diese Teile sind auf dem Körperabschnitt 17 έ zwischen einer obenliegenden Schulter 28 und einem unteren Kompressionsring 29 angedeutet, der ebenfalls auf dem Abschnitt 17 & sitzt. Die elastischen Dichtringe 24 α bis 24 d können zum Dichtungseingriff mit der Innenfläche 13 der Futterrohre 12 gebracht werden, wenn eine Verschiebung des Rings 29 in bezug auf die Schulter 28 nach oben erfolgt. Zu diesem Zweck kann der Ring 29 mit Hilfe einer Betätigungshülse 30 nach oben gedrückt werden, die ihrerseits gleitbar auf dem Abschnitt 17 δ angeordnet ist. Die Fig. 2a und 3a zeigen den Packer 24 im ausgedehnten Zustand, in welchem die oberen und unteren Ringräume 15 und 16 zwischen den Futterrohren 12 und dem Körper 17 gegeneinander abgedichtet sind.

Der Körper 17 weist einen oberen und einen unteren Auslaß 32 bzw. 33 auf, die dazu dienen, einen Flüssigkeitsumlauf zwischen dem oberen und unteren Ringraum 15 bzw. 16 herzustellen, wobei die Flüssigkeit um den Packer herumfüeßt und durch das Innere des Rohrkörpers, beispielsweise den Ringraum 34, strömen kann. Letzterer ist zwischen der Bohrung 35 des Rohrabschnittes 17 & und der Umfangsfläche eines ersten Ventils 36 in Form einer Hülse in dem Rohrkörper ausgebildet.

Das hülsenförmige Ventil wird von dem Hauptkörper zwecks Bewegung zwischen einer ersten Stellung, in der die Verbindung zwischen den Ringräumen 15 und 16 geschlossen ist, und in einer zweiten Stellung, in der diese offen ist, getragen. Aus Fig. 2a ersieht man, daß der untere Auslaß 33 offen ist und daß ein geeigneter Auslaß 37 in der Betätigungshülse 30 die Verbindung zwischen dem Ringraum 15 und dem unteren Auslaß 33 in dem Rohrabschnitt 17 & herstellt. Andererseits sieht man aus F i g. 3 a, daß dieser untere Auslaß 33 geschlossen ist und die Ventilvorrichtung in ihrer oberen Stellung ist. Wie man aus diesen Figuren ersieht, enthält die Ventileinrichtung einen zylindrischen Abschnitt 38 sowie am Ende angeordnete Dichtungsringe 39 und 40, die alle zwischen den Halterungen (Sprengringen) 41 und 42 gehalten sind, so daß sie zusammen mit dem Ventil

ίο bewegt werden können. Diese Dichtung kommt mit der Bohrung 35 des Abschnitts 17 & zum Eingriff, wenn das Ventil sich gradlinig bewegt, derart, daß der kreiszylindrische Abschluß 38 den unteren Auslaß 33 sperrt bzw. schließt, der, wie man aus F i g. 3 a sieht, gegen den inneren Durchlaß 34 abgedichtet ist. An dieser Stelle sei bemerkt, daß der Ventilteil 36 eine Bohrung 43 aufweist, die dazu dient, einen zweiten Strom geförderter Flüssigkeit in gerader Richtung durchzulassen. Der zweite Strom kann infolgedessen unabhängig von dem ersten Strom nach oben fließen und damit auf ein obenliegendes zweites Ventil, welches dazu dient, die Strömung des zweiten Stromes in dem Bohrkörper zu regeln. Eines dieser zweiten Ventile ist in Fig. 1, 2 und 3 in Form eines Pflocks 44 dargestellt, der zwischen einer unteren Stellung, die in F i g. 1 dargestellt ist und in welcher der Pflock in einem bestimmten Abstand unter einer ringförmigen Sitzfläche 45, und einer oberen Stellung, die in F i g. 3 dargestellt ist, in welcher der Pflock mit dem Sitz zum Eingriff gekommen ist, um eine nach oben gerichtete Strömung durch den Sitz zu verhindern, bewegt werden kann. Der Pflock 44 ist zum Zweck der vertikalen Bewegung von einer Tragstange 46 geführt, die nach unten durch eine Führung 47 hindurchgreift, die sich in der Querrichtung über den unteren Teil eines rohrförmigen Elementes 48 erstreckt. Letzteres trägt an der Stelle 49 Gewinde, welches in ein anderes rohrförmiges Element eingreift, das seinerseits mit der unteren Ventilhülse 36 aus einem Stück besteht, wobei an dieser Stelle eine Abdichtung 51 vorhanden ist, um eine Abdichtung zwischen dem Teil 50 und der Bohrung 52 des Abschnittes 17α herbeizuführen, wie dies in Fig. la dargestellt ist.

Der Ventilpflock 44 weist eine untere und eine obere Fläche 53 bzw. 54 auf, die konisch gestaltet ist und einen Druck aufnehmen kannn, der von dem nach oben strömenden zweiten Strom geförderter Flüssigkeit aus dem Bohrloch übertragen wird. An dieser Stelle befindet sich ein Ringraum 55 zwischen dem äußeren Umfang des Pflockes und der erweiterten Bohrung 56 des Teils 48, derart, daß diese Strömung in der Richtung nach oben fließen kann, wenn sich das Ventil in seiner unteren Stellung befindet.

Der Ringraum 55 ist so dimensioniert, daß er eine Druckherabsetzung der Strömung herbeiführt, und zwar innerhalb eines vorbestimmten Bereiches der Strömungsgeschwindigkeit, damit ein ausreichendes Druckdifferential geschaffen werden kann, das auf die Pflockoberfläche derart wirkt, daß die Verschiebung des Stößels in die geschlossene Stellung in Form einer plötzlichen Aufwärtsbewegung vor sich geht. Zu diesem Zweck wird ein Ventil 57 an der Erdoberfläche in einer Leitung 58 zunehmend geöffnet, um die Strömungsgeschwindigkeit des zweiten Stromes geförderter Flüssigkeit zu erhöhen und so die Schließung des oberen Ventilstößels zu bewirken. F i g. 1 zeigt einen nichtmetallischen Ring 59 an dem Ventil-

stößel, der dazu dient, mit dem Ventilsitz 45 zusammenzuwirken und auf diese Weise den Stößel in Dichtungseingriff mit dem Ventilsitz zu bringen.

Ist der Stößel auf diese Weise angehoben, dann ergibt sich, daß eine weiter andauernde Ausübung des nach oben gerichteten Drucks durch die Flüssigkeit in dem zweiten Strang in Form einer nach oben gerichteten Kraft übertragen wird, die bestrebt ist, die Dornteile 48 und 50 innerhalb des Körpers 17 anzuheben und dadurch die Hülse 36 von dem unteren Ventilteil anzuheben, um den seitlichen Auslaß 33 zu schließen und auf diese Weise die Strömung des ersten Stromes geförderter Flüssigkeit in der oben beschriebenen Weise nach oben zu sperren. Als Resultat ergibt sich also, daß durch Regelung des Flüssigkeitsdrucks innerhalb des Rohrstrangs und von der Oberfläche der nach oben gerichteten Strömung die Menge der ersten und zweiten Ströme geförderter Flüssigkeit geändert werden kann, und zwar in diesem Falle angehalten werden kann. Will man dagegen die Produktion wieder aufnehmen, dann kann das Ventil 57 an der Erdoberfläche geschlossen werden, und es kann ein anderes Ventil 60 in einer Leitung 61 geöffnet werden, welches die Verbindung zwischen einer Pumpe 62 und dem oberen Innenteil des Strangs 10 herstellt. Die Pumpe 62 kann dann in Betrieb genommen werden, um einen ausreichenden Druck in dem oberen Innenteil des Rohrleitungsstranges zu erzeugen, mit dessen Hilfe der Stößel 44 geöffnet wird, und zwar dadurch, daß er nach unten in die Stellung gemäß F i g. 1 verschoben wird, wobei der Stößel die Dornteile 48 und 50 nach unten treibt, um das untere Ventil zu öffnen und damit zu bewirken, daß geförderte Flüssigkeit in dem erstgenannten Strom um den Packer 24 herum nach oben umgeleitet wird. Die Pumpe 62 kann dann stillgesetzt und das Ventil 60 geschlossen werden, und es kann dann das Ventil 57 wieder geöffnet werden, um die nach oben gerichtete Förderung des zweiten Flüssigkeitsstromes durch den Rohrstrang wieder aufnehmen zu können.

Die F i g. 1 und 2 lassen außerdem erkennen, daß eine Abwärtsbewegung der Dornteile 48 und 50 innerhalb des Körpers 17 dadurch begrenzt ist, daß die untere Klemme 63 an dem Teil 48 mit der oberen gegenüberstehenden Schulter 64 des Abschnitts 17 a zum Eingriff kommt. Die Aufwärtsbewegung wird durch den Eingriff der Klinken 65 an den Federfingern 66 mit der nach unten weisenden Schulter 67 der Ausnehmung 68 begrenzt, die in dem Abschnitt 17 a geformt ist. Die Federfinger 66 drücken die Klinken 65 nach außen in die Nut hinein und werden von einem Bundring 69 getragen, der im Gewindeeingriff mit dem Dornteil 48 an der Stelle 70 steht. Kleine Ausnehmungen 71 an den Fingern 66 können in entsprechende Ringnuten 72 in dem Abschnitt 17 a eingreifen, wenn das untere Ventil offen ist, wie dies die F i g. 1 und 1 a zeigen, um zu verhindern, daß eine unbeabsichtigte Schließung des unteren Ventils erfolgt, bevor die gewünschte Änderung des Flüssigkeitsdrucks in dem Rohrstrang erfolgt ist, um die Schließung der oberen und der unteren Ventile zu ermöglichen.

Wie man aus den Fig. Ib, 2b und 3b ersieht, ist noch eine Einrichtung getroffen, um das Spreizen der unteren Gleitstücke 73 nach außen bei einer Ausdehnung des Packers 24 zu bewirken. Die Gleitstücke 73 haben die typische Form zur Herbeiführung einer Keilwirkung an der Stelle 74 mit einem Konus 75; letzterer kann allerdings in vertikaler Richtung an der Innenfläche 76 gleiten, aber auch an dem unteren Abschnitt 17 b, um den nach oben gerichteten Druck auf die Betätigungshülse 30 übertragen zu können, die dazu dient, den Packer 24 zusammenzudrücken, wie dies oben beschrieben worden ist. Die Gleitstücke 73 besitzen eine T-förmige Schlitzverbindung bei 76 mit dem unteren Betätigungselement 77, wobei Ietzteres eine Kolbenfläche 78 aufweist, auf welche der Überdruck des Druckmittels aus dem Inneren des Rohrstrangs und über die Bohrung 19 in dem unteren Teil 17 c übertragen wird. Wird auf diese Weise ein genügend hoher Druck auf die Kolbenfläche 78 übertragen, dann bewegt sich das Betätigungselement 77 nach oben, nachdem der Zapfen 80 abgeschert worden ist, der das Betätigungselement und den Flansch 81 an dem Hilfskörperabschnitt 17 c miteinander verbindet. Das Betätigungselement steht in Dichtungs- und Gleiteingriff mit dem äußeren Umfang des Abschnitts 17 c an den Stellen 82 und 83. Eine Aufwärtsbewegung der Gleitstücke 73 bewirkt, daß sie auf dem konischen Teil nach außen gespreizt werden und andererseits eine Zusammendrückung der Dichtung durch eine Kräfteübertragung auf den Konus und die Hülse 30 des Betätigungselementes bewirkt wird. Als Ergebnis hiervon greifen die Gleitstückzacken oder Zähne 84 fest ein und stellen eine Verankerung gegen die Futterrohre dar, wie man deutlich aus den Fig. 2b und 3b ersieht. Ein Loslassen der unteren Gleitstücke bei einem Herausziehen des Werkzeuges im Bedarfsfall nach oben erfolgt mit Hilfe des Anhebens des Konus 75 aus seinem Eingriff unterhalb der Gleitstücke 73 und wenn der Rohrstrang und der Hilfskörper angehoben werden.

In den Fi g. 2, 2 a und 2 b kennzeichnen die Pfeile 85 die nach oben gerichtete Strömung des ersten Stromes geförderter Flüssigkeit in den Nebenschluß rings um den Packer 24 herum. Andererseits kennzeichnen die Pfeile 86 die nach oben gerichtete Strömung des zweiten Stromes geförderter Flüssigkeit, um das obere Ventil oder den Ventilstößel 44 herum. Die F i g. 3, 3 a, 3 b zeigen die Ventilteile im angehobenen Zustand zum Zweck der Sperrung der Strömung der Förderströme 85 und 86. Aus diesen Figuren geht auch deutlich hervor, daß die Ventilteile und die sie verbindenden Dornteile 48 und 50 als auch der Bundring 69 einen ausreichend verringerten Durchmesser relativ zu der Bohrung 87 des Rohrstranges aufweisen, damit sie durch diese Bohrung nach oben herausgezogen werden können. Zu diesem Zweck kann ein Ziehwerkzeug abgesenkt werden, um die Federfinger nach innen auf die Achse des Hilfskörpers zu zu ziehen, beispielsweise durch Eingriff mit den zusammengedrückten Verlängerungen 88 der Federfinger 66. Eine solche Rückziehbewegung zieht die Klinken 65 aus der Nut 68 heraus, um auf diese Weise ein Herausziehen nach oben zu ermögliehen. Eine geeignete Dichtung ist an der Stelle 89 vorhanden, die dazu dient, die Abdichtung zwischen dem Dornteil 48 und der Bohrung 90 des Abschnittes 17 a herbeizuführen.

Wie man aus den Fig. 4, 4a und 4b ersieht, steht der Rohrstrang 100 innerhalb der Futterrohre 101 in Verbindung mit einem Hilfsrohr 102, welches aus den Teilen 102 a, 102 δ und 102 c besteht, die im wesentlichen den obenerwähnten Rohrabschnitten

17 α und 17 c entsprechen. Die in vertikaler Richtung innerhalb des Rohrkörpers 102 bewegbare Einrichtung besteht aus einem ersten Ventil, das oben bereits beschrieben worden ist und dessen Teile die gleichen Bezugszeichen tragen und dazu dienen, den ersten Strom geförderter Flüssigkeit im Wege der Umleitung um den Packer 24 herumzuleiten. Das zweite Ventil zur Steuerung des zweiten Stromes geförderter Flüssigkeit unterscheidet sich insofern von dem ersten Ventil, als es auf eine Änderung des abwärts gerichteten Ubertragungsdruckes durch Regelung des strömenden Mediums in dem Rohrstrang anspricht, wobei das strömende Medium im allgemeinen nicht in Verbindung mit dem ersten Strom und dem zweiten Strom geförderter Flüssigkeit an der Stelle des Ventils steht. Hierfür besitzt der Rohrabschnitt 102a, der als Teil des Rohrstranges betrachtet werden kann, einen seitlichen Auslaß 103, der dazu dient, den zweiten Strom geförderter Flüssigkeit in die Umgebung des eigentlichen Rohrkörpers abzuleiten, wie dies in F i g. 4 durch den Pfeil 104 angedeutet ist. Die Flüssigkeit gelangt dann in einen äußeren rohrförmigen Teil 105 des Strangs, wie dies Fi g. 5 zeigt, und dieser Teil ist gegenüber dem ersten Strom so abgedichtet, daß der zweite Strom der Bohrlochflüssigkeit, die in den äußeren Durchlaß 106 strömt, zum Zweck der Leitung nach oben begrenzt ist und nicht in Verbindung mit dem Ringraum 107 steht, der sich auf der oberen Seite des Packers befindet, wobei der letztgenannte Ringraum den ersten, nach oben fließenden Strom geförderter Flüssigkeit enthält. Eine Abdichtung des zweiten rohrförmigen Strangs 105 gegen den ersten Strangkörper 102 kann beispielsweise an der Stelle 108 vorgenommen sein.

Das Rohr 102 ist mit Hilfe der Einrichtung 109 verschraubt; es enthält den oberen Ventilteil 110 in Form eines Schraubnippels, der von der Stange 111 und dem Träger 112 gehalten ist, in welchen ein Hohldorn 113 an der Stelle 114 eingeschraubt ist. Der Ventilstößel 110 besitzt bei 115 eine Gewindeverbindung mit einem rohrförmigen Teil 116 eines Hohldornes, der seinerseits an der Stelle 117 an die Hülse 36 des unteren Ventils angeschraubt ist. Der Teil 116 hat einen Durchlaß 118, um den zweiten Strom geförderter Flüssigkeit nach außen durchströmen zu lassen, wie dies der Pfeil 119 andeutet; der Durchlaß bezweckt, eine ununterbrochen nach oben erfolgende Strömung durch den Durchlaß 120 zwischen dem oberen Ventilteil und dem Teil 102 a des Hilfskörpers zu ermöglichen, so daß dieser Strom im Anschluß daran durch den seitlichen Auslaß 103 fließen kann.

Der Hohldorn 113 besitzt einen Kopf 121, der mit einem innenliegenden Flansch 122 im Eingriff steht, der mit einem Spannzangeneinsatz 123 verbunden ist, um die vertikale Bewegung der Ventilanordnung relativ zu der Spannzange begrenzen zu können. Auf diese Weise trägt die Spannzange gleichzeitig eine Ventilanordnung mit teleskopischer Bewegungsmöglichkeit relativ zu ersterer mit dem Hohldorn 113 und bewegt sich in vertikaler Richtung durch die Bohrung 124 des Flansches 122. Die Spannzange besitzt Finger 125 mit Ansätzen 126, die in die Nut 127 eingreifen können, wobei alle diese Teile den Bauteilen entsprechen, die bei der Erläuterung der F i g. 1 bis 3 beschrieben worden sind; der Hauptunterschied in der Wirkung besteht darin, daß bei der Anordnung nach F i g. 4 die Ventilanordnung relativ zu der Spreizzange teleskopisch bewegbar ist. Entsprechende Dichtungsvorrichtungen 128, 129 und 130 dienen zum Abdichten der Ventilanordnung gegenüber den Bohrungen 132, 133 und 134 des Hilfskörpers. Die Bohrung 133 dient dabei gleichzeitig als Ventilsitz für die Dichtung 129 an dem oberen Ventilstößel 110, um auf diese Weise den zweiten Strom abzudichten, wenn sich die Ventilanordnung in ihrer nicht dargestellten oberen Stellung befindet.

ίο Im praktischen Betrieb kann die Ventilanordnung in der dargestellten unteren Stellung gehalten werden, um die Störungen des ersten und des zweiten Stroms geförderter Flüssigkeit beispielsweise dadurch hindurchströmen zu lassen, daß man die in F i g. 5 dargestellte Pumpe 62 in Betrieb nimmt und auf diese Weise einen Druck auf die Steuerflüssigkeit in dem Strang ausübt und ihn nach unten gegen die oberen Flächen 135 und 136 des Ventils wirken läßt, wodurch jede nach oben gerichtete Kraftwirkung durch den zweiten Strom geförderter Flüssigkeit gegen die untere Fläche 137 des Schraubstößels 110 unterdrückt wird. Aus diesem Grund haben die Flächen 138 und 139 gleiche nach entgegengesetzten Seiten schauende Flächenbereiche, um die Entstehung eines Flüssigkeitsdrucks auf diese Flächen unwirksam zu machen. Ist eine Verschiebung der Ventilanordnung nach oben erwünscht, dann kann die Pumpe 61 abgeschaltet werden, um es zu ermöglichen, daß die nach oben gerichtete Strömung in dem zweiten Strang einen Flüssigkeitsdruck auf die Fläche 137 ausübt, der groß genug ist, die Abwärtsbewegung des Druckes des strömenden Mediums in diesem Strang sowie oberhalb der Stelle 109 zu überwinden. Eine nach oben gerichtete Strömung des zweiten Flüssigkeitsstromes aus dem Inneren des äußeren Stranges 105 kann der Leitung 140 entnommen werden (s. F i g. 5). Das Ventil 141 in dieser Leitung kann zu dem Zweck betätigt werden, eine solche Strömung mit dem Ziel zu verringern oder zu vergrößern, die nach oben gerichtete Übertragungskraft auf die Ventilfläche 137 zu ändern, um weitere Regelungsmöglichkeiten für den Betrieb der Ventilanordnung zu gewinnen.

Bei der Ausführungsform nach den F i g. 8, 8 a und 8 b ist der Rohrstrang 200 im Futterrohrstrang 201 mit einem rohrförmigen Nebenabschnitt 202 aus den Teilen 202 a und 202 b eingebaut. Eine in vertikaler Richtung bewegbare Anordnung 203 innerhalb des Rohres dient zur Änderung der nach oben gerichteten Strömung eines Stromes geförderter Flüssigkeit zwischen den Ringräumen 204 und 205 auf der Oberseite und Unterseite des Packers 206 und außerhalb des Stranges, wenn der Packer in den Futterrohren 201 gesetzt ist. Der Nebenabschnitt 202 hat einen oberen und einen unteren seitlichen Auslaß 208 bzw. 209, um Flüssigkeit aus den Ringräumen 204 und 205 um den Packer herum und durch das Innere des Rohrkörpers hindurch, beispielsweise durch den Ringraum 210, leiten zu können. Dieser Ringraum besteht zwischen der Bohrung 211 des Abschnitts 202 a und der Umfangsfläche des Ventils 212, die sich in dem Abschnitt 202 befindet und einen Teil der in vertikaler Richtung bewegbaren Anordnung darstellt.
Der ventilartige Abschnitt 212 dient zur Bewegung zwischen einer unteren Stellung, die in der Zeichnung wiedergegeben ist und in der die geförderte Flüssigkeit durch die Auslässe 208 und 209 und durch den Ringraum 210 im Sinne der eingezeichne-

ten Pfeile 213 fließt, und einer oberen (nicht dargestellten) Stellung, in welcher die Strömung durch den zylindrischen Abschluß 214 gesperrt ist, der einen Teil der Anordnung 212 und der Einrichtung 203 darstellt. Dichtungen 215 und 216 zur Abdichtung des Teils 212 gegen die Bohrung 211 sind aus F i g. 8 a zu ersehen. Außerdem dichtet noch eine Dichtung 217 (Fig. 8) den Teil202 gegen die Bohrung 218 des Abschnittes 202 ab.

Man sieht also, daß die gesamte Einrichtung 203 mit dem Abschnitt 202 in dem Rohrstrang 200 verbunden ist und daß auch diese eine nach unten schauende Fläche 219 aufweist, um den Druck aufnehmen zu können, der von dem geförderten Flüssigkeitsstrom nach oben ausgeübt wird und außerdem noch die nach oben schauenden Flächen 220 und 220 a, die ihrerseits dazu dienen, den Druck des Regelmittels im Innern des Stranges aufzunehmen, der nach unten gerichtet ist. Außerdem besitzt die Anordnung 203 noch eine weitere nach oben gerichtete ao Fläche 221, die zur Aufnahme des Druckes dient, der von dem Strom der Flüssigkeit nach unten ausgeübt wird, sowie den Flächenbereich 219, der größer ist als der Flächenbereich 221, damit die Anwendung eines Druckes geförderter Flüssigkeit einer nach oben gerichteten Übertragungskraft auf die Anordnung 203 entsprechen kann. Einer solchen nach oben gerichteten Kraft wird dann auf regelbare Weise durch die nach unten gerichtete Kraft des Steuermittels im Innern des Stranges auf die Flächenbereiche 220 und 220 a entgegengewirkt, wie dies durch die Pfeile 222 und 222 a angedeutet ist. Als Ergebnis hiervon kann die Anordnung nach oben oder nach unten in Abhängigkeit von einer variablen Regelung der Druckanwendung der Flüssigkeitssäule der Steuerflüssigkeit im Innern des Strangs und oberhalb der Anordnung 203 verstellt werden. Außerdem bleiben beide Flächen 219 und 221 dem Druck der Flüssigkeit im Ringraum 205 oberhalb des Packers ausgesetzt, wenn sich die Anordnung in der oberen Stellung befindet und den Strom der geförderten Flüssigkeit absperrt, um die Anordnung 203 in dieser oberen Stellung festzuhalten.

Eine innenliegende Schulter 224 in dem Rohrabschnitt 202 α begrenzt die Abwärtsbewegung der An-Ordnung 203, während die nach oben gerichtete Bewegung durch eine Schulter 225 an dem Spannzangenring 226 begrenzt wird, der die Anordnung 203 trägt. Hierzu kann die Einrichtung 203 die teleskopische Verbindung mit dem Spannzangenring 226 unter Vermittlung der Welle 227 aufweisen, die ihrerseits in der Bohrung 228 in dem Spannzangenring in vertikaler Richtung gleiten kann. Ein auf Abscherung beanspruchter Stift 229 verbindet diese Welle mit dem Spannzangenring, wenn das Ventil sich in der gezeichneten offenen Stellung befindet, und dient dazu, die gesamte Anordnung in ein mit Flüssigkeit gefülltes Bohrloch absenken zu können. Später wird dieser Stift dann abgeschert, wenn der Druck der geförderten Flüssigkeit hoher Geschwindigkeit ausreicht, um eine Bewegung der Anordnung 203 relativ zu dem Spannzangenring in dem Gehäuse 202 nach oben zu bewirken.

Auch hier hat die Spannzangenausrüstung 230, von welcher der Ring 226 nur einen Teil darstellt, federnde Finger 231 mit Sperrhaken 232, die lösbar in eine Nut 233 der Bohrung des Nebenrohres eingreifen können, und die Anordnung 203 ist so dimensioniert, daß sie aus dem rohrförmigen Gehäuse nach oben herausgezogen werden kann, sobald die Sperrhaken 232 aus der Nut heraus nach innen bzw. in die entriegelte Stellung bewegt worden sind. Auch hier enthält die Anordnung wieder Gleitflächen 234 mit Streifen und eine Betätigungsvorrichtung 235 für diese, wobei die Betätigungsvorrichtung auf den Druck der Bohrlochflüssigkeit im Innern 236 des Stranges anspricht, welche seinerseits mit der Betätigungsvorrichtung über die Bohrung 237 in Verbindung steht. Entsprechende Keilflächen für diese Streifen sind in der F i g. 8 a mit 238 bezeichnet. Die Betätigungsvorrichtung 240 für den Packer besitzt einen Durchlaß 241.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Packer und Ventilvorrichtung für Einzonenoder Mehrzonenfördereinrichtungen, gekennzeichnet durch einen an sich bekannten setzbaren Bohrlochpacker (24, 206) und eine in Abhängigkeit vom Druck im Rohrstrang (10,100, 200) verschiebbare Ventilvorrichtung, deren zylindrische Abschlußplatte (38, 214) wahlweise die Ringräume (15, 16 und 204, 205) unter- und oberhalb des Packers verbindet oder verschließt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Rohrkörper (102) mit Bohrungen (133 bzw. 32 und 33), durch welche Bohrlochflüssigkeit fließen kann, und eine Einrichtung (109), die die Strömung der Bohrlochflüssigkeit auf Grund einer Druckänderung in dem Rohrstrang (100) regelt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein Hülsenventilteil (36) zur Änderung der Aufwärtsströmung eines Stromes geförderter Flüssigkeit zwischen den Ringräumen (15 und 16) an der oberen und der unteren Seite des Packers (24) und außerhalb des Rohrkörpers (102).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein Stößelventilteil (110) zur Regelung der Aufwärtsströmung in dem Körper (102).

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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