DE1247237B - Ziehbarer Bohrlochpacker - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

E 21b

Deutsche KL: 5 a - 33/12

Nummer: 1247 237

Aktenzeichen: B 84795 VI a/5 a

Anmeldetag: 2. Dezember 1965

Auslegetag: 17. August 1967

Die Erfindung betrifft einen ziehbaren Bohrlochpacker, der an einem Seil, einem Gestänge od. dgl. hängend in das Bohrloch einbaubar ist, bestehend aus einem langgestreckten äußeren rohrförmigen Körper, der eine an der Bohrlochwand angreifende Dichtungsvorrichtung und eine radial aufweitbare Abfangkeilvorrichtung trägt, die durch eine axial gleitend auf den rohrförmigen Körper angeordnete Reibvorrichtung betätigbar ist und einer sich durch den äußeren rohrförmigen Körper längsbeweglich erstreckenden Steuerstange, die mit Ventilsitzen am rohrförmigen Körper zusammenwirkende, mit Abstand zueinander gleitend angeordnete Ventilkörper trägt, die auf den Druckunterschied unter und über dem Bohrlochpacker ansprechen und durch Längsbewegung der mit Betätigungsschultern versehenen Steuerstange geöffnet werden können, um einen Flüssigkeitsdurchgang in beiden Richtungen durch den rohrförmigen Körper zu steuern.

Dieser Bohrlochpacker, von dem die Erfindung ausgeht, ist Gegenstand der deutschen Auslegeschrift 1242170. Gemäß diesem älteren Vorschlag ist ein Bohrlochpacker geschaffen, der zum Setzen keines besonderen Setzwerkzeuges bedarf, der bei Druckbeaufschlagung in beiden Richtungen wirksam ist und der eine Verriegelung zwischen der Reibvorrichtung und dem äußeren Körper aufweist, die erst dann automatisch freigegeben wird, wenn die Reibvorrichtung in ein der Packergröße entsprechendes Futterrohr des Bohrloches eintritt, nachdem zuvor schon die Abfangkeilvorrichtung in das Futterrohr eingetreten ist. Ferner ist der Packer so ausgebildet, daß ein Probesetzen desselben durchführbar ist, um der Bedienungsmannschaft anzuzeigen, daß der Packer endgültig gesetzt werden kann.

Wenn der Bohrlochpacker nach diesem älteren Vorschlag in das Bohrloch zum Setzen eingefahren wird, durchströmt die im Bohrloch befindliche Flüssigkeit den Packer. Um hierbei eine unerwünschte Drosselung zu vermeiden, müssen die Durchgangsquerschnitte der Ventile so groß wie möglich gehalten sein, was jedoch andererseits wieder schwerwiegende Probleme mit sich bringt, da die häufig unter extrem hohen Drücken geschlossen gehaltenen Ventile geöffnet werden müssen, wenn beispielsweise der Packer gezogen werden soll. In solchen Fällen hat oft das Drahtseil oder Gestänge, das zum Ziehen des Packers verwendet wird, infolge seines Eigengewichts und des zum öffnen des Ventils erforderlichen Zuges nicht genügend Festigkeit, so daß es zerreißen oder zumindest gefährlich gespannt und gedehnt werden kann, so daß es, wenn sich das Ventil öffnet, zu Ziehbarer Bohrlochpacker

Anmelder:

Byron Jackson Inc.,

Long Beach, Calif. (V. St. A.)

Vertreter: !

Dr.-Ing. H. Negendank, Patentanwalt,

Hamburg 36, Neuer Wall 41

Als Erfinder benannt: ί

LyIe B. Scott,

South Gate, Calif! (V. St. A;)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 3. Dezember 1964
(415 645),

schlagartigen Spannungsauslösungen und Lageversetzungen des Packers kommt.

Ein bekannter Bohrlochpacker hat eine Dichtungsvorrichtung aus Gummi, die mechanisch zusammengedrückt wird und nicht durch den Druckunterschied über und unter dem Packer, wie es beim Erfindungsgegenstand der Fall ist. Die Ausgleichsvorrichtung dieses bekannten Packers besteht aus einem einfachen mechanisch betätigten Schieberventil, das keinen Flüssigkeitsdruck bedarf, um es geschlossen zu halten, und das durch gleitende Relativbewegung zweier Teile geöffnet wird, indem zwei Durchgangsöffnungen zum Fluchten gebracht werden. Beim Erfindungsgegenstand sind demgegenüber Ventile benutzt, die durch den Flüssigkeitsdruck geschlossen gehalten werden und die durch längsgerichtete Bewegung vom Ventilsitz fort gegen unter Umständen extrem hohe Kräfte geöffnet werden müssen. Dieser bekannte Bohrlochpacker arbeitet nach einem ganz anderen Prinzip, um eine unterschiedliche Wirkungsweise zu erzielen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabenstellung wird in der Bewältigung des vorstehend schon erwähnten Problems hinsichtlich der Ventilbetätigung unter extrem hohen Schließdrücken gesehen.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jedes der Ventile als Doppelventil ausgebildet ist und einen ringförmigen ersten und zweiten

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Ventilkörper aufweist, die koaxial zueinander angeordnet sind, und von denen der erste im Durchmesser kleinere Ventilkörper mit einem den mittleren Durchgang des im Durchmesser größeren zweiten Ventilkörpers umgebenden Ventilsitz und der zweite Ventilkörper mit dem dem Durchgang durch den äußeren rohrförmigen Körper umgebenden Ventilsitz zusammenwirkt, und daß bei einer Längsbewegung der Steuerstange eine der Schultern an einem, d©f kleineren ersten Ventilkörper anschlägt und: denselben öffnet und bei fortgesetzter Längsbewegung der Steuerstange den zweiten dann druckentlasteten Ventilkörper in Öffnungsrichtung mitnimmt.

Hierbei kann in vorteilhafter Ausgestaltung der erste Ventilkörper mit einer buchsenartigen Verlangerung gleitend auf der Steuerstange und der zweite Ventilkörper mit einer Führung gleitend ai*f der buchsenartigen Verlängerung des ersten Ventilkörpers geführt sein.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes sieht vor, daß der erste Ventilkörper durch eine sich an einer Schulter des äußeren rohrförmigen Körpers abstützende Druckfeder in Schließrichtung gedrückt wird und daß zwischen dem ersten und dem zweiten Ventilkörper eine sich mit einem Ende am ersten und mt dein anderen Ende am zweiten Ventilkörper abstützende Druckfeder angeordnet ist. Es zeigen

Fig. 1 und la Längsschnitte durch den Oberbzw. Unterteil eines Packers beim Einbau in eine Bohrung,

Fig. 2 und 2a einen Packer der Fig. 1 und la im gesetzten Zustand, in welchem er Druck von oben erhält,

F i g. 3 einen Teillängsschnitt nach der Linie 3-3 der F i g. 1 a,

F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 der Fig. la,

F i g. 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 der F i g. 1 a,

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie 7-7 der Fig. la und

Fig. 7- einen TeiMngssehnitt der Doppelventilanordteungj die- gerade beginnt, sich gegen den Strömungsmitteldruck· von oben-, der die Anordnung in. ihrer Lage hält; zu öffnen.

Gleiche Bezugsziffern in· den Zeichnungen und der Beschreibung bezeichnen gleiche Teile.

In den Fig-. 1 und 1 a ist gezeigt, daß dej ziehbare Bohrtochpacker gemäß der Erfindung eine langgestreckte¹ Steuerstange 1 umfaßt, die mit Gewinde 2 in den oberen FangfcopfS eingeschraubt ist. Die. Steuerstange 1 durchsetzt einen rohrförmigen im ganzen mit 4 bezeichneten Körper,, auf dem mit axialem Abstand¹ übereinander eine Verankerungsvorrichtung 5; eine Reibungsvorrichtung,6 und die eigentliche Diehtungsvorriehtung 7 angeordnet sind. Am unteren Ende des AußenkÖrpers 4 befindet sich ein AbschlußstückS, das in dem offenen unteren Ende des. AußenkÖrpers 4 befestigt· ist.

Der rohrförmige Außenkörper 4 besteht aus einem unteren rohrförmigen Körpej % in dessen unteres Ende das Abschlußstück 8' eingeschraubt und auf dessen oberen¹ Endbereich ein Käfig 10 gleitend angeordnet ist, durch dessen mittlere Bohrung 11 sich der Körper 9 hindurcherstreckt. Der Käfig 10 ist mit mehreren in Längsrichtung verlaufenden radialen Schlitzen 12 versehen, die· eine gleiche Anzahl radial verschiebbarer Reibstiiete J3> aufnehmen, die jeweils äußere Reibungsflächea J4, besitzen, die mit der Bohrlochverrohrung zusammenwirken können. Die Reibstücke 13 werden durch Federn 15 beaufschlagt, so daß sie mit der Verrohrung in Reibungseingriff kommen; die Federn bestehen in dem gezeigten Beispiel aus mehreren Schraubenfedern 15, die auf die Reibstücke nach außen einwirken und auf dem Boden der die. Reibstücke aufnehmenden Schlitze 12 aufsitzen. Die Auswärtsbewegung der Reibstücke 13 wird durch Halteringe 16 bzw. 17 begrenzt, die an dem unteren und oberen Ende des Käfigs angeordnet und mit Schrauben 18 bzw. 19 befestigt sind.

Der Käfig 10 ist an seinem unteren Ende an verschiedenen Stellen in Umfangsabstand mit nach unten offenen Schlitzen 20 versehen, in denen durch Drehzapfen 21 mehrere Glieder 22 gelagert, skid.,, an deren oberen Enden Jeweils eine Zunge 23 mit einer Schraubendruckfeder 24 zur Zusammenwirkimg; kommt, die in einer der in dem Käfig 10 gebildeten öffnungen 25 gegen eine Verlängerung 26; desselben nach unten aufsitzt.

Die unteren Enden der Glieder ZZ. sind, durch Stifte 27 an der mit der Bohrwand, zusammenwirkenden erfassenden Verankerungsvorrichtung: 5, drefrfear gelagert, und zwar art einer im ganzen mit 2,8 be.~ zeichneten Abfangkeileinrichtung,, die. aus einem, aus kreissegmentförmigen Teilen gebildeten Kopi 29 mit bogenförmig, gezahnten Abfangkeilen 30, einen ays Kreissegmenten gebildeten Fuß 32 mit ebenfalls bogenförmig ge.zahnt.en Äbjfangkeiien 33 und. mit den Kreissegmenten, des Kopfes, 2.9, und des Fußes 32-durch Schweißen verbundenen. Verb.indungsstangett 31 besteht,^ die sich, in Längsrichtung de.s, äußeieHi röhrenförmigen Körpers 4 erstrecken, und wodurch, die Abfangkeile 30 und 33 zu. einem Kranz zusammengefügt sind und als Einheit um die Stifte 27 der entsprechenden Glieder 22 beweglich sind.

Es ist zu beachten, daß die Wirkung der auf die Zunge 23. der Glieder 22 einwirkenden Schraubenfeder 24 darin besteht, die unteren Enden der Glieder 22 nach innen zu verschwenken, so daß^v die Köpfe-29 am äußeren röhrenförmigen Körper 4 zur Anlage kommen, und außerdem, sind die unteren Enden der Glieder 22 mit Anschlagflächen 34: versehen, an denen Köpfe 29 anliegen, um eine relative Auswärtsschwenkung, der zusammengefügten Abfangkeile um die Drehstifte 27 zu verhindern, während die Glieder 22 mit einer abgeschrägten Oberfläche 35 versehen sind, die eine Auswärtsschwenkung der Glieder 22 mit entsprechender Auswärtsbewegung der Abfangkeilvorrichtung 28 gestattet. Die unteren Enden der Abfangkeile werden normalerweise durch einen Federring oder einen Q-Ring; aus Gummi* der den Fuß 32. der Abfängkeilvqrric1itung.28 mit den, Abschnitten 33, umfaßt, in enger Anlage, an dem Außejor körper 4 gehalten,, um, die Abfängkeile, 30, 33 in den in Fig. la gezeigten Stellungen zu halten.. In der Mitte zwischen den oberen und; den unteren Abfangkeilen 30 und 33 ist ein Doppelkegelkörper 37 auf dem äußeren rohrförmigen Körper 4 angeformt oder als Teil von ihm ausgebildet, der entgegengesetzt geneigte konische Flächen 38 und 39 aufweist, von denen die konische Fläche 38 mit den oberen Abr fangkeilen 30 und die konische Fläche 39 mit den unteren Abfangkeilen 33 zusammenwirken, wodurch die entsprechenden Abfangkeile in Abhängigkeit von der relativen Längsbewegung, des. rohrförmigen Kör-

5. 6,

pers 4 in die eine oder andere Richtung durch, den und 81 α haben einen verhältnismäßig kleinen. Durgh-, Käfig 10 radial aufgeweitet werden, so daß sie mit messer und wirken mit Sitzen 8Oe und 81e zusam,-der Bohrlochwand in einen Verankerungseingriff men, die mittlere Durchgänge der zweiten Ventilkommen, wobei die Reibstücke 13 der Bewegung, der körper 80 d. und 81: d begrenzen. Die zweiten Ventil-Abfangkeile zusammen mit dem Kegel 37 Widerstand· 5 körper 8Od, 8IiZ wirken ihrerseits mij: Sitzen 82 bzw;, entgegensetzen. An seinem oberen Ende ist der 83 zusammen, die. an beiden Enden des Halters 55 untere rqhrförmige Körper 9 des Körpers 4 beispiels- für die Packerdichtungen 61, 62 angeordnet sind;,
weise durch ein Gewinde 49 mit dem Bodenteil· 50 Das untere Doppelventil 80, verhindert einen nach, eines Ventilgehäuses 51 verbunden. Der Bodenteil· 50 oben gerichteten Strömungsmitteldurchfluß durch, den besitzt an seinem oberen Ende einen becherförmigen io Halter 55. Ejne die Steuersfange 1 umgebende, SiCh₁ Körper 52, der sich nach außen erweitert und an auf einer Schulter des Ventilgehäuses 51 abstützende mehreren Umf angspunkten mit Längsschlitzen 53 Schraubendruckfeder 84 drückt den, unseren, ersten versehen ist, um Durchflußkanäle zu bilden. An dem. Ventilk.örper 80« gegen seinen Sitz 80e im zweiten, becherförmigen Körper 52 ist ein rohrförmiger Halter unteren Ventilkörpef 80.6?.' und letzteren wiederum, 55 für die Packerdichtungen mit Gewinde 54 ange- 15 gegen seinen Sitz 82 im Halter 55 nach oben. Eine schraubt oder in, anderer Weise zu einem Teil des- die buchsenartige Verlängerung 80 b des, ersten unteselben ausgestaltet, an dessen oberem Ende beispieis- ren Ventilkörpers 80a umgebendp Schra^bendruckweise durch ein Gewinde 56 od. dgl, ein umgekehrter feder 84 α ist zwischen, einer Schulter des Ventiijcörbecherförmiger Körper 57 angeschlossen, ist, der pers.80a und dem, Armstern 80-c de& unteren zweiten, mehrere auf dem Umfang verteilte Schlitze 58 auf- 20 Ventilkörpers 80 d angeordnet, um den .ersten Ventilweist, die Durchflußkanäle bilden, die durch den körper 80a normalerweise in Schließrichtung gegen, Halter 55' mit den Schlitzen 53 in Verbindung stehen., den zweiten Ventilkörper 80 d zu drückten. In.gieiche.r, Dieser becherförmige Körj>er57 ist an dem unteren jedoch umgekehrt; wirkender. Weise ist das obere, Ende eines sich nach oben erstreckenden Ventil- Doppelventil 81 mit einer Schrau^n^uckfeder 85; gehäuses 59 gebildet. 25 versehen, die nach unten auf die buch?enartige_r Ver-

Um den Halter 55 herum sind zwei' einander ent- längerungSlö des ersten Ventilkörpers 81 αeinwirlf^

gegengesetzte Packerdichtungen, 61 und 62 mit je. um den ersten und den zweiten Ventiiköiper §i ^₁

einem Lippenabschnitt 63 und 64 gelagert, welche 81 d in Schließrichtung ζμ drücken.' jgine Schrau-

sich nach oben bzw. unten zur, Zusammenwirkung mit bendruckfeder 85 a stützt sich zwischen einer Sphulter

der Bohrlochwand erstrecken. Zwischen den. Packer- 30 des ersten Ventilkörpers 81a, und clem Ärmstem 81c

dichtungen sind Halteringe 65, 6,6 angeordnet, die an, des zweiten Ventilkörpers 81 d ab, um die Ventil-

den einander zugekehrten Packerdichtungsrändern; körper 81a und SId gegen ihre Sitze 8Xe,, 83 zu,

anliegen und an ihren Innenseiten Sitze 67 und 68' drücken.

aufweisen, in die ein geschlitzter Federring 69 ein- Das Doppelventil 80 kann durch ein,e radiale

gesetzt ist, der gleichzeitig in eine ringförmige Nute 35 Schulter 86 an der Steuerstange 1 von seinem, Sitz

70, die sich um den Halter 55 erstreckt, eingreift. abgehoben und in die Öffnungsstellung bewegt w,qr-

Dieser Federring 69 hält die Packerdichtungen 61,, 62 den, während eine radiale Schulter 87 an der Steuer-

gegenüber einer Längsbewegung auf dem. Halter 55 stange 1 zur öffnung des Doppelventils. 81 dient. Die

fest. radialen Schultern, 86 und 87 sind in entsprechendem

Es sind außerdem Dichtungen vorgesehen, um das 4« Abstand voneinander an der Steuerstange, 1 angeord-

Lecken von Strömungsmitteln zwischen den Packer- net, so daß bei einer axialen Verschiebung der

dichtungen 61, 62 und ihrem Halter 55. zu verhindern. Steuerstangel eine der Schultern 86,, 87 wirksam

Diese Dichtungen bestehen aus zwei O-Ringen.72 wird, um eines der Dpppe.lverLtUe beispielsweise das,

und; 73, die in äußeren Ringnuten des Halters 55 Doppelventil 80, mittels, der Schulter 8,6 zu öffnen

angeordnet sind, und mit dem Innenumfang der 45 (vgl. F i g. 1). Hierbeihat.dann die andere Schulter $7,

Abstandsringe 65 und 66 zur Zusammenwirkung einen Abstand von dem ihr zugeordneten Doppel-

kommen. ' ventil 81, wobei die auf das Popperventil 81 ein-

Durch den äußeren rohrförmigen Körper 4 er- wirkende Schraubendruckfeder 85 das obere Dqppelstreckt sich in Längsrichtung die, langgestreckte ventil 81 in Schließrichtung' drückt. Infolge des Steuerstange 1. Diese Steuerstange dient zum Einbau 50 Druckes und des, Durchflusses des Strömungsmittel·?, und Setzen wie auch zum Lösen und Ziehen des. durch das von der Steuerstange % offengehaltene Packers. Der obere Abschnitt der Steuerstange 1 untere DoppelventiJ 80 wird jedoch das ojpere Popp.ejerstreckt sich durch den Ventilkörper 59 des äußeren ventil 81 geöffnet. Wenn daher die Steuerstange., % die Körpers 4 den Halter 55 und den Bodenteil 50 des in Fig. 1 gezeigte Stellungeinnimmt^ kann das St,röbecherförmigen Körpers 52 bis in den unteren Kör- 55 mungsmittel den Halter 55 und damit den Packer per 9 hinein. Der soweit beschriebene Bohrlochpacker nach oben durchströmen. Wenn jedoch die Steuerist Gegenstand der deutschen Auslegeschrift 1242170, stängel eine Stellung einnimmt in der die obere und es soll nunmehr die durch die Erfahrung erzielte Schulter 87 das obere Doppelventil· 81 zwangsweise Verbesserung beschrieben werden. öffnet, kann sich das untere Doppelventil 80 bei einem,

Auf der Steuerstange 1 sind in den becherförmigen f»o Strömungsmitteldurchgang von oben nach unten

Körpern 52 und 57 des äußeren rohrförmigen Kör- durch den Halter 55 öffnen. Hierbei ist zu beachten,

pers 4 Doppelventile 80, 81 angeordnet. Die Doppel- daß bei einer Betätigung eines der Doppelventile 80,

ventile weisen jeweils erste Ventilkörper 80 a, 81 a 81 immer zunächst der erste Ventilkörper 80 α bzw.

auf, die mit buchsenartigen Verlängerungen 80 b, 81 b 81 α von seinem Sitz 80 e bzw. 81 e abgehoben wird, gleitend auf der Steuerstange 1 angeordnet sind. Auf 65 wodurch der zweite im Durchmesser wesentlich grö-

den buchsenartigen Verlängerungen 80 fc, 81 b sind ßere Ventilkörper 804 bzw. 81d druckentiastet wird,

zweite Ventilkörper 80d, 81 d mit Armsternen 80c, Wie am besten aus Fig· 3. hervorgeht, weist die

81c gleitend geführt. Die ersten Ventilkörper 80 α Steuerstange 1 an ihrem unteren^ Ende einen Verbin-,

derköpf 90 auf, der mit einem Langloch 91 versehen ist. Durch das Langloch 91 erstreckt sich in Querrichtung ein Kreuzkopf 92, der ebenfalls diametral im Körper 9 angeordnete Langlöcher 93 durchsetzt und mit dem Käfig 10 verbunden ist. Es besteht daher zwischen der Steuerstange 1 und dem Käfig 10 eine Schlupfverbindung, die eine Aufwärtsbewegung der Steuerstange 1 zuläßt, die ausreicht, daß die obere Ventilbetätigungsschulter 87 am oberen ersten Ventilkörper 81 α angreift und ihn von seinem Sitz 81 e abhebt, wobei der zweite, nunmehr entlastete Ventilkörper 81 d ebenfalls von seinem Sitz 83 abhebt, ohne die relative Stellung zwischen dem unteren Körper 9 des äußeren rohrförmigen Körpers und dem Käfig 10 zu beeinträchtigen.

Eine Abwärtsbewegung der Steuerstange 1 innerhalb des äußeren rohrförmigen Körpers 4 wird durch den Anschlag des Fangkopfes 3 am oberen Ende des Ventilgehäuses 59 verhindert. Wie. insbesondere F i g. 1 zeigt, ist das obere Ende des Ventilgehäuses 59 mit zwei sich axial erstreckenden Schlitzen 95 versehen, während der Fangkopf 3 Finger 96 aufweist, die sich in die Schlitze 95 hinein erstrecken. Zwischen den Fingern 96 ist der Fangkopf mit einer Anschlagfläche 97 versehen, die sich um den Umfang beiderseits der Finger 16 erstreckt und mit der Stirnfläche 98 des Ventilgehäuses 59 zur Zusammenwirkung kommt. Der Abstand von der Anschlagfläche 97 zum oberen Ende des Langloches 91 im Verbinderkopf 90 bestimmt die relative Stellung zwischen dem unteren Körper 9 des äußeren röhrenförmigen Körpers 4 und dem Käfig 1Ö in Längsrichtung und bestimmt somit die relative Stellung zwischen der Anschlagfläche 34 und den Abfangkeilen 30 und 33 der Abfangkeileinrichtungen 28 in Längsrichtung.

Wenn daher, wie es in F i g. 1 und 3 gezeigt ist, der Packer durch ein auf den Fangkopf 3 ausgeübtes Gewicht in eine Bohrung eingefahren wird, dann bewirken die sich berührenden Anschlagflächen 97 und 98, daß der äußere röhrenförmige Körper 4 sich zusammen mit der Steuerstange 1 abwärts bewegt, wobei der am oberen Ende des Langlochs 91 anliegende Kreuzkopf 92 mit dem Verbinderkopf 90 eine gleichzeitige und gleiche Bewegung der Reibstücke 13 und der Abfangkeile 30, 33 zusammen mit dem äußeren Körper 4 bewirkt.

Wenn jedoch das Einfahrgewicht vom Fangkopf 3 abgenommen wird, bewegt die in Aufwärtsrichtung wirkende Kraft der Druckfeder 84 das Doppelventil

80 in eine Sehließstellung auf die Sitze 80 e und 82 und hebt dadurch die untere Schulter 86 der Steuerstange 1 leicht an. Eine solche Aufwärtsbewegung der Steuerstange 1 bewegt den Verbinderkopf 90 relativ zu dem Kreuzkopf 92 nach oben, und somit wird der Packer zum nachfolgenden Setzen oder Verankern in der Verrohrung vorbereitet, wenn Strömungsmitteldruck von oben auf die Packerdichtung

61 und das normalerweise geschlossene Doppelventil

81 oder Druck von unten gegen die Packerdichtung

62 und das normalerweise geschlossene Doppelventil 80 zur Einwirkung wird.

Wenn eine Druckbeaufschlagung von oben erfolgt, wie es während des Einpressens von Flüssigkeit in die Erdformation oberhalb des gesetzten Packers der Fall ist, verursacht der Flüssigkeitsdruck, wie aus F i g. 2 und 2 a ersichtlich, eine Abwärtsbewegung des äußeren röhrenförmigen Körpers 4 relativ zu dem Käfig 10, dessen Reibstücke durch Reibung in der Verrohrung festgehalten sind. Somit verursacht die Abwärtsbewegung des rohrförmigen Körpers 4 eine Abwärtsbewegung des rohrförmigen Körpers 9 und des von ihm aufgenommenen Kegels 37 relativ zu der Abfangeinrichtung 28 mit dem Ergebnis, daß die Kegelfläche 39 die Abfangkeile 33 erfaßt, um diese in einen Verankerungseingriff mit der Verrohrung zu drücken, so daß der gesamte Packer gegenüber einer Bewegung festgehalten wird. Umgekehrt wird bei einem

ίο Druck unterhalb des Packers der rohrförmige Körper 4 relativ zum Käfig 10 aufwärts bewegt und die Kegelfläche 38 kommt mit den Abfangkeilen 30 zum Eingriff, um diese mit der Verrohrung zum Eingriff zu bringen und den gesamten Packer gegenüber einer Bewegung festzuhalten.

Der Fangkopf 3 paßt zu einem Einbauwerkzeug, das an einem Drahtseil oder gegebenenfalls an einem Rohrstrang befestigt sein kann. Demzufolge ist der Kopf an seinem oberen Ende mit zwei diametral verlaufenden Stiften 99 (vgl. F i g. 1 und 2) gezeigt, die im Einbauwerkzeug (nicht gezeigt) mit entsprechenden Bajonettschlitzen zusammenarbeiten.

Wenn der Packer unter Druck in der Bohrung gesetzt ist und gezogen werden soll, um ihn an einer anderen Stelle der Bohrung erneut zu setzen oder aber vollständig aus dem Bohrloch zu ziehen, wird die Steuerstange 1 axial, beispielsweise aufwärts, bewegt, um den Packer zu lösen, der einer beträchtlichen Druckbeaufschlagung infolge der über ihm stehenden Flüssigkeitssäule ausgesetzt sein kann. Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung des Packers ist die durch den Druck hervorgerufene Kraft, die den ersten Ventilkörper 81 α geschlossen hält, weitaus geringer als die Kraft, die den ersten und den zweiten Ventilkörper 81 d geschlossen hält. Bei einer Aufwärtsbewegung der Steuerstange 1 bewirkt dessen radiale Schulter 87, daß sich zunächst nur der im Durchmesser kleinere erste Ventilkörper 81 α öffnet, wodurch eine Druckentlastung am zweiten Ventilkörper 81 d erfolgt, so daß dieser sich unter der Wirkung der Druckfeder 85 α von seinem Sitz 83 abhebt und eine große Durchflußöffnung freigibt.

Durch die Anordnung der Doppelventile gemäß der Erfindung wird der zum Ziehen des Packers benutzte Rohrstrang bzw. das Drahtseil nur durch die Kraft beansprucht, die zum Öffnen des ersten kleineren Ventils 81 α erforderlich ist, wobei natürlich sein Eigengewicht hinzukommt. Die Dehnung des Seils bzw. des Rohrstranges wird hierbei gegenüber Packern mit einfachen Ventilen wesentlich vermindert.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Ziehbarer Bohrlochpacker, bestehend aus einem langgestreckten äußeren rohrförmigen Körper, einer Dichtungsvorrichtung, einer Abfangkeilvorrichtung und einer Reibvorrichtung sowie einer sich durch den äußeren rohrförmigen Körper längsbeweglich erstreckenden Steuerstange, die mit Ventilsitzen am rohrförmigen Körper zusammenwirkende, mit Abstand zueinander gleitend angeordnete Ventilkörper trägt, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Ventile (80, 81) als Doppelventil ausgebildet ist und einen ringförmigen ersten und zweiten Ventilkörper (80 a, 81 α bzw. 80 d, 81 d) aufweist, die koaxial zueinander angeordnet sind.

2. Bohrlochpacker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Ventilkörper (80 a, 81a) mit einer buchsenartigen Verlängerung (80 b, 81 b) gleitend auf der Steuerstange (1) und der zweite Ventilkörper (8Od, 81 d) mit einer Füh- S rung (80 c, 81c) gleitend auf der buchsenartigen Verlängerung des ersten Ventilkörpers geführt ist.

3. Bohrlochpacker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Ventilkörper (80 a, 81a) durch eine sich an einer Schul-

ter des äußeren rohrförmigen Körpers (4) abstützende Druckfeder (84, 85) in Schließrichtung gedrückt wird und daß zwischen dem ersten und dem zweiten Ventilkörper (80 a, 81a bzw. 80 d, 81 d) eine sich mit einem Ende am ersten und mit dem anderen Ende am zweiten Ventilkörper abstützende Druckfeder (84 a, 85 a) angeordnet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 1 358 712.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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