DE1238413B - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer von der Senkrechten abweichenden Hilfsbohrung - Google Patents

Description

DEUTSCHES -iißTÄW PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche KI.: 5 a - 7/08

Nummer: 1238 413

Aktenzeichen: H 60392 VI a/5 a

1238413 Anmeldetag: 31. August 1966

Auslegetag: 13. April 1967

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und die dazugehörige Vorrichtung zum gesteuerten Bohren einer von der Senkrechten abweichenden Hilfsbohrung, die eine unkontrollierbare, in Tätigkeit befindliche »wilde« Nachbarbohrung schneiden und damit einen Zugang schaffen soll, durch den die Nachbarbohrung unter Kontrolle gebracht werden kann.

Bekanntermaßen stellen die von der senkrechten Richtung abweichend gebohrten Hilfsbohrlöcher ein befriedigendes Mittel zur Kontrolle benachbarter Bohrlöcher dar, die »wild« geworden sind, unkontrollierbar und in vielen Fällen an der Oberfläche brennen, wodurch jeder Zugang zur direkten Kontrolle und Steuerung unmöglich gemacht ist. Eine solche Hilfsbohrung wird in einer Richtung vorgetrieben, in der sie die wilde Bohrung schneiden muß, um dadurch die Einführung von Wasser, schwerem Bohrschlamm oder anderen Mitteln in die wilde Bohrung zu ermöglichen, mit denen die dem Bohrloch entströmenden Produktmittelströme unter Kontrolle gebracht werden können. Jedoch ist die Ausrichtung der Bohrung des Hilfsbohrloches, so daß sie die wilde Bohrung schneidet, ein schwieriges Manöver, insbesondere in den Fällen, in denen die wilde Bohrung selbst keine senkrechte Bohrung ist. Gewöhnlich ist der genaue Verlauf der außer Kontrolle befindlichen Bohrung unter den gegebenen Umständen nicht leicht feststellbar.

Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur genauen Ausrichtung des Bohrungsverlaufes einer nicht senkrechten Hilfsbohrung zu schaffen, so daß die Hilfsbohrung die wilde Bohrung entweder schneidet oder sich mit der geologischen Schicht verbindet, von der aus die unkontrollierbaren Strömungsmittel in das Bohrloch abgegeben werden; es sollen also Mittel geschaffen werden, mit denen eine Kontrolle über ein außer Kontrolle geratenes, »wildes«, produzierendes Bohrloch oder dessen Formation möglich ist.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens und der dazugehörigen Vorrichtung soll das Auffinden und der Empfang von Schallschwingungen, die von den Erzeugungsproduktströmen einer wilden Bohrformation abgegeben werden, zur automatischen Ausrichtung der Bohrrichtung einer Hilfsbohrung dienen, und zwar in Übereinstimmung mit den gefundenen und empfangenen Schallwellensignalen. ■ Einzelheiten des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, in der der Erfindungsgegenstand an Hand einer schematischen Schnittansicht erläutert ist.

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung
einer von der Senkrechten abweichenden
Hilfsbohrung

Anmelder:

John Keller Henderson, Tulsa, Okla. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. M. Licht, Dr. R. Schmidt,
Dipl.-Wirtsch.-Ing. A. Hansmann
und Dipl.-Phys. S. Herrmann, Patentanwälte,
München 2, Theresienstr. 33

Als Erfinder benannt:

John Keller Henderson, Tulsa, Okla. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 23. Oktober 1965
(503 633)

In der Zeichnung ist eine wilde Bohrung 10 dargestellt, in der der Produktstrom, beispielsweise ein unter hohem Druck stehendes Gas, aus einer Schicht 12 in das Bohrloch 10 und von dort nach außen entweicht. Durch die Bedingungen, die bei der Entspannung des Hochdruckgases bzw. eines anderen Strömungsmittels beim Verbrennen desselben auftreten, wird in vielen Fällen ein Krater 14 gebildet. In einiger Entfernung von dem BohrlochlO ist ein Bohrgestell 16 angeordnet, das zum Bohren der Hilfsbohrung 18 dient, die beispielsweise durch Verwendung bekannter Richtkeile 20 od. dgl. und eines relativ elastischen Bohrrohrabschnittes 22, dessen Ende die Bohrspitze 24 bildet, ausgerichtet werden soll.

Neben der Bohrspitze 24 ist ein Schallwellenempfänger 26 angeordnet. Dieser Schallwellensender kann entweder außerhalb oder innerhalb der Spitze relativ dauerhaft befestigt sein und steht dabei mit einem geeigneten Anzeigestromkreis an der Oberfläche der Hilfsbohrung in Verbindung. In einigen Fällen wird gelegentlich eine geeignete Signalanzeigevorrichtung 26 mit Hilfe eines Drahtes oder anderer Wiederauffindungsmittel in das Bohrrohr 22 hinabgelassen, um dadurch die Bohrrichtung, wie dies im folgenden beschrieben ist, zu bestimmen.

709 549/59

Claims (6)

Beim Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird, wenn erst einmal der allgemeine Verlauf der wilden BohrunglO bezüglich der Bohrrichtung der Hilfsbohrung 18 bestimmt worden ist, eine genauere Orientierung der Hilfsbohrung dadurch erreicht, daß die Intensität der von dem Hochdruckgasstrom der Produktströmung aus der Schicht 12 in das Bohrloch ausgesendeten Schallwellen gemessen wird. In den meisten Fällen werden durch die Entspannung des unter hohem Druck stehenden Produktes oder die Strömung innerhalb des Bohrloches 10 Schallschwingungen erzeugt, die so stark sind, daß sie von dem Empfänger 26, der neben der Richtungsbohrspitze 24 angeordnet ist, empfangen werden können. Mit Hilfe einer nicht dargestellten Schalttafel, die sich an der Oberfläche neben der Hilfsbohrung befindet, ist die Bedienungsmannschaft des Bohrturmes 16 in der Lage, die Hilfsbohrungsspitze in geeigneter Weise so auszurichten, daß sie letztlich die wilde Bohrung 10 oder die Schicht 12 schneidet, von der die unkontrollierten Strömungsmittel in die wilde Bohrung abgegeben werden und somit ein Mittel zur wirksamen Beeinflussung der wilden Bohrung schafft. Es sind auch Fälle denkbar, in denen die schwingungsempfindlichen Instrumente nicht nur in der Hilfsbohrung angeordnet werden, sondern auch an anderen Orten, um am Orte der Schwingungsquelle einen Dreiecksmessungseffekt zu erreichen. Solche Orte sind z. B. an der Oberfläche oder in anderen Höhenlagen in der Hilfsbohrung oder innerhalb anderer Bohrlöcher denkbar. Als Mittel zur richtigen Orientierung der Bohrungsrichtung der Hilfsbohrung können geeignete Instrumente zur Signalerläuterung, wie sie beispielsweise auf dem Gebiete der geophysikalischen Vermessung Verwendung finden, benutzt werden. Die Signalempfangsvorrichtung 26 kann je nach Wunsch kontinuierlich oder intermittierend betrieben werden. Das Signal wird durch geeignete, an dem Bohrrohr 22 befestigte elektrische Leiter zur Erdoberfläche und an die Steuerungs- und Auswertungsschalttafel weitergegeben. Der Empfänger 26 kann eine gerichtete Empfindlichkeit aufweisen oder so beschaffen sein, daß er Intensitätsschwankungen in den Schallschwingungen mißt. Wenn sich somit der Empfänger der Schallquelle nähert, wächst die Intensität der Schallschwingungen, die an der Steuertafel abgelesen werden kann. Wird eine Intensitätsabnahme festgestellt, so gibt dies Veranlassung, die Richtung der vorzutreibenden Bohrung von neuem festzulegen. Andere Auswertungsverfahren benutzen entweder den Phasenvergleich und/Oder Mittel zur Feststellung der Art der Schallschwingungen. Der im obigen und in den Ansprüchen verwendete Ausdruck »Schall« soll sich auf Schwingungen oder andere feststellbare Signale beziehen, ohne daß dabei ein Unterschied zwischen hörbaren und nicht hörbaren Frequenzen gemacht wird. Patentansprüche:

1. Verfahren zum ausgerichteten Vortrieb einer Hilfsbohrung, derart, daß die Hilfsbohrung mit einer benachbarten außer Kontrolle geratenen Bohrung, die strömende Produkte und Schallschwingungen aussendet, in Verbindung kommt, dadurch gekennzeichnet, daß nach Unterbrechung des Vortriebs der gerichteten Hilfsbohrung (18) in der Hilfsbohrung ein Schallschwingungsempfänger (26) angeordnet wird, daß darauf die Ausstrahlungsrichtung der Schallschwingungen festgestellt wird und dann der Kurs des gerichteten Vortriebs der Hilfsbohrung (18) nach dem Charakter der empfangenen Schallschwingungen so festgelegt wird, daß die Hilfsbohrung die benachbarte wilde Bohrung (10) schneidet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Festlegung des Kurses der Hilfsbohrung (18) nach der ermittelten Richtung der ausgesendeten Schallschwingungen erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfahrensschritte in Zeitintervallen beim Vortrieb der Hilfsbohrung (18) wiederholt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schallschwingungsempfänger (26) in verschiedenen Abständen zur Schallschwingungsquelle angeordnet werden und daß die von jedem Empfänger (26) aufgenommenen Schallschwingungen zur Bestimmung der Azimutlage der Schallquelle zum ausgerichteten Hilfsbohrlochvortrieb erfaßt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Schallschwingungsempfänger (26) nahe dem Boden der Hilfsbohrung (18) angeordnet wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine in ihre Richtung steuerbare Bohrvorrichtung (16), die so angeordnet ist, daß sie die Hilfsbohrung (18) vortreibt, Mittel zum Antrieb der Bohrvorrichtung, einen am Bohrkopf (24) der Bohrvorrichtung angeordneten Schallschwingungsempfänger (26), eine Anzeigevorrichtung für die von dem Schallschwingungsempfänger aufgenommenen Signale, und durch Mittel, mit denen die Bohrrichtung der Bohrvorrichtung in Abhängigkeit von dem Charakter der empfangenen Schallschwingungen so geändert werden kann, daß die Hilfsbohrung auf die Nachbarbohrung (10) trifft.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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