DE1256177B - Verfahren zum Setzen eines Bohrlochpackers und Bohrlochpacker zur Durchfuehrung dieses Verfahrens - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

Deutsche Kl.:

33/12

Nummer: 1 256 177

Aktenzeichen: B 71769 VI a/5 a

Anmeldetag: 6. Mai 1963

Auslegetag: 14. Dezember 1967

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Setzen eines Bohrlochpackers mit einer längsverschiebbaren Spreizvorrichtung bei an der Erdoberfläche festgelegtem Rohrstrang sowie einem Bohrlochpacker mit einer längsverschiebbaren Spreizvorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Ein wesentliches Problem bei Bohrlochpackern besteht darin, auch in sehr großen Tiefen und unter außerordentlichen schwierigen Betriebsbedingungen eine sichere Auslösung der Greifanordnung zu ermöglichen. Dabei ist es bekannt, die an der Setzstelle herrschenden Druckverhältnisse zum Auslösen auszunutzen. Dabei wird jedoch überlicherweise ein Differenzdruck als Löseimpuls verwendet. Diese Lösung ergibt gelegentlich Schwierigkeiten dadurch, daß eine genaue Vorherbestimmung des an der Setzstelle herrschenden Differenzdruckes nur schwer möglich ist.

Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, ein Verfahren zum Setzen eines Bohrlochpackers mit einer längsverschieblichen Spreizvorrichtung bei an der Erdoberfläche festgelegten Steigrohrsträngen zu schaffen. Ferner soll ein Bohrlochpacker zur Durchführung dieses Verfahrens mit einer längsverschiebbaren Spreizvorrichtung geschaffen werden. Die Erfindung geht dabei von dem Gedanken aus, einen Energiespeicher zu schaffen, der eine an ihrem unteren Ende abgeschlossene, eine hydrostatische Säule bildende Rohrleitung ist, deren hydrostatischer Druck als Setzkraft in einem entsprechenden Zeitpunkt freigegeben wird.

Nach der Erfindung wird also die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Rohrstrang mit dem Packergehäuse über eine Sperrvorrichtung so unter Vorspannung verbunden wird, daß beim Auslösen der Sperrvorrichtung die Vorspannung als Setzkraft auf die Spreizvorrichtung übertragen wird.

Dabei kann die Vorspannung durch das teilweise auf das Packergehäuse unter Zwischenschaltung der Sperrvorrichtung abgestützte Gewicht eines Rohrstranges aufgebracht werden.

Ein Bohrlochpacker mit längsverschiebbarer Spreizvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens kann gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet sein, daß die Sperrvorrichtung eine in Sperrstellung mit Klinkenfingern zum Auslösen aushebbare, in eine Aussparung am Packergehäuse eingreifende Druckhülse ist, gegen die ein mit dem Rohrstrang verbundenes Rohrteil sich unter Vorspannung abstützt, wobei das längsverschiebbare Betätigungsglied der Spreizvorrichtung an dem unter Vorspannung stehenden Rohrteil und das Gegenglied an einem mit

Verfahren zum Setzen eines Bohrlochpackers und Bohrlochpacker zur Durchführung dieses
Verfahrens

Anmelder:

Baker Oil Tools, Inc., Los Angeles, Calif.

(V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. J. F. Wochinger, Patentanwalt,

München 13, Tengstr. 39

Als Erfinder benannt:

Edward Hicks Wise, Lafayette, La.,

Archer William Kammerer jun., Houston, Tex.

(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 8. Mai 1962 (193 136)

dem nicht unter Vorspannung stehenden Rohrstrang verbundenen Rohrteil festliegt.

Dabei verlaufen vorzugsweise die Klinkenfinger an der Außenseite von Federarmen, die von der Druckhülse in deren Mantelfläche weg verlaufen, wobei die Klinkenfinger in Druckrichtung der Vorspannung mit schrägen Flächen gegen entsprechende Flächen der Ausnehmung anliegen und in Sperrstellung an der Innenseite der Federarme eine zur Auslösung aus deren Bereich längsverschiebbare Halterungshülse anliegt.

Die Halterungshülse kann eine an sich bekannte, mittels Scherstiften bis zu einer vorbestimmten Längsbelastung in ihrer Lage gehaltene Sperrkugelbüchse sein, wobei die Sperrkugel im unter Vorspannung stehenden Rohrstrang den Aufbau eines hydraulischen Auslösedruckes gestattet, bei dessen Überschreiten der Scherstift abgeschert wird und nach Längsverschiebung der der Halterungsbüchse in Auslösestellung die den Ventilstift bildenden Federarme nach außen bis zur Freigabe der Kugel abbiegbar sind.
Es kann eine Rastklinkenanordnung zuni Festlegen des die Vorspannung übertragenden Rohrteiles gegen das Packergehäuse vor Aufbringen der Vorspannung vorgesehen sein.

709 708/55

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 bis 5 schematisch verschiedene aufeinanderfolgende Arbeitsschritte beim Setzen des erfindungsgemäßen Packers,

F i g. 6, 6 a, 6 b aufeinanderfolgende Teilstücke des erfindungsgemäßen Packers in einem Längsschnitt,

F i g. 7, 7 a, 7 b eine Ansicht ähnlich F i g. 6, 6 a, 6 b, wobei der Packer gesetzt ist, und

F i g. 8 in vergrößertem Maßstab einen Schnitt entlang der Linie 8-8 in F i g. 6 a.

In F i g. 1 bis 5 ist ein Packer A gezeigt, der in einer Bohrlochverrohrung B an einem ersten Rohr bis auf einen unteren Packer P abgesenkt werden kann. Der Packer P ist oberhalb von Durchgängen 1 in der Verrohrung B in einer fündigen Schicht ζ gesetzt. Der Packer A soll über den oberen Durchgängen u gesetzt werden, die in einer oberen fündigen Schicht y liegen, so daß eine Förderung aus der unteren Schicht ζ durch ein Steigrohr C und aus der oberen fündigen Schicht y durch ein dazu paralleles Steigrohr D gefördert werden kann.

Der Packer A weist zwei Durchgänge 10, 11 auf, die mit den Steigrohren C bzw. D in Verbindung stehen bzw. gedreht werden.

Der Packer weist zwei parallele Rohrstücke 12, 13 auf, deren erstes Rohrstück 12 in einem oberen Betätigungsglied 14 verschiebbar ist. Das zweite Rohrstück 13 ist im oberen Betätigungsglied 14 mittels einer Hülse 16 verschraubt. Die Hülse 16 nimmt in einer Bohrung 15 das Ende des Steigrohrs D auf, das in der Verrohrung B abgesenkt und in die Bohrung 15 eingeführt werden kann. Die das zweite Rohrstück 13 verlängernde Hülse 16 ist an einem Kopf 17 angeschraubt. Das erste Rohrstück 12 erstreckt sich durch diesen Kopf und ist am ersten SteigrohrC mittels einer nicht dargestellten Kupplung befestigt. Der Kopf 17 hat an der Oberseite eine trichterartig auf die Bohrung 15 zulaufende Führungsfläche 19. Die Rohrstücke 12, 13 erstrecken sich von dem oberen Betätigungsglied 14 aus nach unten durch den Packer 20, der mit einem oberen Ring 21 am unteren Ende des Betätigungsgliedes 14 mittels eines Ringes 22 verschraubt ist. Die Rohrstücke 12, 13 erstrecken sich durch parallele Bohrungen 23, 24 in Dichtpackungen 27 und 29 aus elastischem Material, wie beispielsweise Gummi. Diese Dichtungen zwischen dem oberen Ring 22 und einem unteren Ring 30 unter Zwischenlage von Distanzringen 26 und 28 sind zusammenpreßbar und axial bis in Anlage an die Verrohrung B ausquetschbar. Dieser untere Ring 30 ist auf das obere Ende eines Spreizgliedes 32 unter Zwischenlage eines Einsatzringes 33 mit Bohrungen 34, 35 aufgeschraubt, durch die sich die Rohrstücke 12, 13 erstrecken. Die Bohrung 35 für das Rohrstück 13 weist einen größeren Durchmesser als dieses auf, um ein Gleiten eines in einer Ringnut 37 des Rohrstückes 13 liegenden Einziehringes36 zu ermöglichen, der sich zum Anheben des Spreizgliedes 32 unter dem Einsatzring 33 anlegt.

Im Abstand unter dem Spreizglied 32 liegt ein Abfangring bzw. Gegenglied 38 mit parallelen Bohrungen 39, 40 für die Rohrstücke 12, 13. Das erste Rohrstück 12 ist mit dem Ring 38 vermittels eines in einer Ringnut 81 liegenden Kupplungsringes 80 verbunden, der mit einem Scherring 82 umgeben ist und sich gegen dessen Scherflansch 83 nach oben anlegt.

Auf dem Abfangring 38 sind bekannte Spreizgreifer 57 mit Keilflächen 62 abgestützt, die in keilförmigen hinterschnittenen Nuten 63, 64, 65 im Spreizring 32 axial verschiebbar und dabei mit ihrer Zahnung 61 gegen die Bohrlochverrohrung B ausspreizbar sind. Eine Relativbewegung des Spreizringes 32 gegen den Abfangring 38 läßt die Spreizgreifer 57 ausspreizen.

Die Spreizgreifer 57 und die Dichtpackungen 25, 27, 29 befinden sich zunächst in zurückgezogener Lage gemäß F i g. 6 bzw. 6 a und 8 und werden während des Absenkens der Packeranordnung A in das Bohrloch vermittels einer lösbaren Rastklinkenanordnung 67, 68, 73, 88 gehalten. Wenn jedoch das erste Rohrstück 12 gegen eine nach unten gerichtete Bewegung durch das erste Steigrohr C gehalten wird, kann bei ausreichender, nach unten gerichteter Kraft auf das zweite Rohrstück 13 dessen in einer Ringnut 88 liegender Rastring 68 über die Finger 73 der Sperrklinke 67 nach unten verschoben und dabei der Packer in der gewünschten Lage gesetzt werden.

Das zweite Steigrohr D kann in der Bohrlochverrohrung B abgesenkt werden, nachdem der am ersten Steigrohr C liegende Packer A angenähert in die gewünschte Lage in der Verrohrung über den oberen Durchgängen u abgesenkt worden ist. Dieses zweite Steigrohr D ist lösbar in dem oberen Teil des zweiten Rohrstückes 13 eingesetzt. Das untere Teil 90 des zweiten Steigrohrs D ist in die Bohrung 15 einsteckbar und weist eine ringförmige elastische Dichtung 91 auf; am unteren Ende des zweiten Steigrohrstranges D ist eine lösbare Klinkenanordnung vorgesehen, die eine Anzahl von Zungen 92 aufweist, die durch am Umfang verteilte Längsschlitze 93 gebildet sind. Die unteren Enden der Zungen 92 sind durch einen Ring 94 verbunden, der sich gegen eine Schulter 15 a auflegen kann. Im unteren Teil der Zungen sind nach außen gerichtete Nasen 95 angeordnet, die sich hinter eine nach innen gerichtete Schulter 96 der Hülse 16 anlegen können. Wenn das untere Teil 90 des Steigrohrstranges D in die Bohrung 15 eingeführt wird, gleiten die Nasen 95 über die oberen Schrägflächen 97 der Schulter 96, wodurch die Zungen nach innen abgebogen werden, bis die Nasen 95 über die Schulter 96 gleiten und darunter einrasten. In ähnlicher Weise führt die Beaufschlagung einer axial nach oben gerichteten ausreichenden Kraft auf das zweite Steigrohr D dazu, daß die Nasen 95 über die unteren Schrägflächen 98 der Schulter gleiten und außer Eingriff kommen, so daß das zweite Steigrohr aus dem Aufnahmeteil freikommt.

Zum Absenken des Packers A ist der Abfangring 38 am ersten Rohrstück 12 und das erste damit verbundene Ringrohr C festgelegt. Das zweite Steigrohr D ist in die Hülse 16 eingesetzt und wird darauf mit einer nach unten gerichteten Kraft beaufschlagt, die über die Schulter 15 a auf das Betätigungsglied 14 und das zweite Rohrstück 13 übertragen wird. Die nach unten gerichtete Kraft wird vom Abfangring 38 auf die Finger 73 übertragen, so daß deren Sperrklinken 67 nach außen abgebogen werden und das zweite Rohrstück 13 sich gegen das erste Rohrstück 12 nach oben bewegen kann. Da der Abfangring 38 durch den Kupplungsring 80 am ersten Steigrohr C festliegt, wird die Bewegung des zweiten Steigrohrs D nach unten über das Betätigungsglied 14 und die gesamte Packungsanordnung 20 auf das Spreizglied 32 übertragen und so der Packer gesetzt.

Eine lösbare Sperrvorrichtung 100 verhindert eine vorzeitige Relativbewegung zwischen dem ersten und zweiten Rohrstück 12, 13, bis der Packer seine Setzstelle erreicht hat. Die lösbare Sperrvorrichtung weist an ihrem oberen Ende einen Verbindungsring 101 mit Durchgängen 103, 104 für die Rohrstücke 12, 13 auf, auf dem ein Führungsring 102 aufgeschraubt ist. Das erste Rohrstück 12 ist an dem Verbindungsring 101 vermittels eines in einer Ringnut 106 liegenden Sprengringes 105 festgelegt, der sich nach außen in die Bohrung 107 des Verbindungsringes 101 erstreckt und von einem Einschraubring 108 eingeschlossen wird.

Das zweite Rohrstück 13 ist im Durchgang 103 des Verbindungsringes 101 frei verschiebbar und erstreckt sich in das Innere eines Rohrgehäuses 109, das mit dem Verbindungsring 101 verschraubt ist. Dieses Rohrgehäuse 109 ist mit seinem unteren Ende an ein Bauteil 110 angeschraubt. Das Rohrstück 13 wird zunächst an einer nach unten gerichteten Bewegung im Inneren des Verbindungsringes 101 durch eine Druckhülse 111 gehindert, die um den Umfang verteilt Längsschlitze 112 aufweist. Die Schlitze liegen zwischen einer Ringschulter 113 und einem Ring 114 mit keilförmigem Querschnitt 115. Die Schlitze 112 ergeben federartige Arme 116 zwischen den oberen und unteren Ringen 113, 114 der Hülse 111. In der Mitte der Arme 116 erstrecken sich Rastklinkenfinger 117 nach außen, die mit ihrer Schrägfläche 119 auf der Schrägfläche 120 einer Ringnut 118 im Inneren des Rohrgehäuses 109 aufliegen. Die nach unten gerichtete Kraft des zweiten Rohrstückes 13 gegen die Druckhülse 111 versucht, daß die Finger 117 über die Schrägfläche 120 nach innen verschoben werden, wodurch die Druckhülse 111 gegen das Gehäuse 109 frei verschiebbar wäre. Eine Sperrkugelbüchse 122, die sich in das untere Ende der Druckhülse 111 erstreckt und mit ihrem oberen Ende 123 hinter den Fingern 117 liegt, verhindert jedoch ein Verschieben der Finger 117 nach innen. Die Sperrkugelbüchse 122 weist an ihrem unteren Ende um den Umfang gleichmäßig verteilt Längsschlitze 124 auf, die federnde Arme 125 mit nach innen gerichteten Fingern 126 bilden. Diese Finger 126 liegen zunächst an der Innenwand 128 des Bauteils 110 an und erstrecken sich in den Innenraum 127 der Sperrkugelbüchse 122. Die Sperrkugelbüchse 122 liegt mit ihrem unteren Ende an einer sich durch die Wand des Bauteils 110 erstreckenden Scherschraube 129 an. Eine an der Sperrkugelbüchse 122 angeordnete Scherschraube 130 verhindert eine wesentliche und nach oben gerichtete Bewegung der Sperrkugelbüchse 122.

Die nach innen vorspringenden Finger 126 nehmen durch das zweite Steigrohr D eine von oben her eingebrachte Absperrkugel 131 auf, deren Durchmesser geringfügig größer als der Innendurchmesser der Finger 126 ist (Fig. 6b). Über der Kugel 131 wird eine hydraulische Säule aufgebaut, auf die noch zusätzlicher Druck aufgebracht werden kann. Sobald die auf die Kugel 131 wirkende hydraulische Kraft die Scherfestigkeit der Schraube 129 überwindet, wird die Sperrkugelbüchse 122 nach unten in das Rohrgehäuse 109 und das Bauteil 110 verschoben, bis sich die Finger 126 in die Ringnut 133 im Bauteil 110 ausspreizen können und die Kugel 131 freigeben, die in das Bohrloch fällt. Die nach unten verschobene Sperrkugelbüchse 122 gibt die Innenseite der Rastklinkenfinger 117 frei. Die mittels des zweiten Steigrohres D und des zweiten Rohrstückes 13 auf die Druckhülse 111 ausgeübte und nach unten gerichtete Kraft drückt die Rastklinkenfinger 117 aus ihrer Ringnut 118 nach innen und verschiebt die Druckhülse 111 nach unten bis zum Eingriff mit der Scherschraube 130. Diese Scherschraube wird abgeschert und die Druckhülse 111 nach unten so weit verschoben, bis der keilförmige Ring ^14 an der Schrägfläche 135 des BauteilsllO anliegt. Der Ring 114 verkeilt sich mit dem Bauteil 110, so daß eine nicht beabsichtigte nach oben gerichtete Bewegung in dem Gehäuse 109 unterbunden wird.

Mit der Druckhülse 111 bewegt sich auch das zweite Rohrstück 13 nach unten, nachdem der Rastring 68 die Finger 73 seitlich ausgespreizt hat. Das zweite Rohrstück 13 bewegt sich somit relativ zum ersten Rohrstück 12 nach unten und schiebt das Betätigungsglied 14 und das Spreizglied 32 gegen den Abfangring 38, wodurch die Spreizgreifer 57 und die Packeranordnung 20 gegen die Wand der Bohrlochverrohrung ausgespreizt werden (Fig. 7, 7a).

Nachdem der Packer A in der Bohrlochverrohrung B an dem ersten Steigrohr C bis auf die gewünschte Tiefe abgesenkt ist, wird die zweite Steigrohrleitung D parallel zur ersten Steigrohrleitung C abgesenkt und in die Bohrung 15 der Hülse 16 eingesetzt (F i g. 6). Zu diesem Zeitpunkt steht der Rastring 68 im Eingriff mit den Fingern 73; die lösbare Sperrvorrichtung 100 ist verriegelt (Fig. 6b). Das erste Steigrohr C wird ortsfest verankert, um eine nach unten gerichtete Bewegung des an ihm befestigten Abfangringes 38 und der auf dem Abfangring abgestützten Spreizgreifer 57 zu verhindern. Daraufhin wird auf die zweite Steigrohrleitung D eine nach unten gerichtete Kraft aufgebracht, die nach Lösen der Sperrvorrichtung 100 die Finger 73 ausspreizt und die Spreizgreifer 57 sowie die Packeranordnung 20 fest gegen die Wand der Bohrlochverrohrung drückt.

Solange jedoch die Sperrvorrichtung 100 verriegelt ist (F i g. 6 b), wird die auf das zweite Steigrohr D aufgebrachte Kraft ähnlich einer vorgespannten Feder gespeichert, bis die Sperrvorrichtung 100 gelöst wird.

Zum Lösen der Sperrvorrichtung 100 wird die Absperrkugel 131 in das zweite Steigrohr D eingebracht und von den Fingern 126 der Sperrkugelbüchse 122 aufgenommen. Der über die Kugel 131 aufgebrachte hydrostatische Druck schert die Schraube 129 ab und verschiebt die Sperrkugelbüchse 122 bis zur Ringnut 133. Durch die in der zweiten Steigrohrleitung D gespeicherte Kraft wird sodann nach dem Lösen der Sperrvorrichtung die Druckhülse 111 bis zum Anschlag der Schrägfläche 135 des Bauteils 110 verschoben. Mit der Druckhülse 111 bewegt sich auch das zweite Rohrstück 13 relativ zum ersten Rohrstück 12 nach unten, wodurch der Packer gesetzt wird. Mit Hilfe dieser Vorrichtung wird der Packer ausschließlich auf Grund gespeicherter Energie ohne irgendeine Bewegung eines aus der Bohrlochverrohrung über die Erdoberfläche ragenden Maschinenelementes gesetzt. Nachdem der zweite Rohrstrang genügend vorgespannt ist, können beide Rohrstränge C und D mit an der Erdoberfläche festgelegten Rohrsträngen fest verbunden werden, die zum Setzen des Packers nicht mehr versetzt zu werden brauchen.

Die Leitungen aus dem Bohrloch können somit vor dem Setzen des Packers A mit ortsfest verlegten

Rohrsträngen fest verbunden werden. Ein Verfahren zum Setzen eines Packers in einem Bohrloch mit mehreren fündigen Stellen ist schematisch in F i g. 1 bis 5 gezeigt.

Ein Packer P beliebiger Bauart ist in der Bohrlochverrohrung B über Durchgänge 1 in einer fündigen Schicht ζ abgesetzt. Ein Verbindungsrohr 150 ist mit dem ersten Rohrstück 12 des über den Durchgängen u zu setzenden Packers A verbunden.

Das Verbindungsrohr 150 weist einen Aufsetzring 151 zum erleichterten Aufsetzen auf den unteren Packer P auf. Abdichtungen 152 dichten das Rohr 150 gegen den Durchgang 153 des unteren Packers P ab.

Nach gesetztem Packer P wird der obere Packer A mit dem Rohrstück 12 und dem Verbindungsrohr 150 in der Bohrlochverrohrung B an dem ersten Steigrohr C nach unten abgesenkt, bis das untere Ende des Verbindungsrohres 150 in den Durchgang 153 des unteren Packers P eintritt und der Aufsetzring 151 auf dem Packer P anliegt (F i g. 1). Sodann wird das zweite Steigrohr D parallel zum ersten Steigrohr C in die Verrohrung abgesenkt und mittels der Führungsfläche 19 in die Hülse 16 eingeführt. Die für das Aufbringen der richtigen Vorspannung benötigten Rohrlängen von der Erdoberfläche bis zu den Packern sind somit bekannt. Die beiden Steigrohre C und D werden nun in Abhängigkeit von dem Durchmesser des Rohres C, der Längen des Verbindungsrohres 150 und des Rohres C sowie der Größe der gespeicherten Vorspannung um eine bestimmte Strecke nach oben angehoben. Beispielsweise wird das erste Steigrohr C etwa um 1,5 m bzw. so weit angehoben, daß die Abdichtung 152 des Verbindungsrohres 150 außer Eingriff mit dem unteren Packer P kommt (F i g. 2). Eine durch das erste Steigrohr C und das Verbindungsrohr 150 gepumpte Flüssigkeit reinigt das Verbindungsrohr 150 von beim Absetzen eingedrungenem Bohrschlamm und drückt ihn nach oben an dem Packer^ vorbei an die Oberkante der Verrohrung B.

Die Steigrohre C und D werden nun geringfügig nach unten abgesenkt, bis das untere Ende des Verbindungsrohres 150 mit seiner Dichtung 152 teilweise in dem unteren Packer P eingeführt ist (F i g. 3), wobei der Aufsetzring 151 in einer bestimmten Entfernung über dem Packer P liegt. Das zweite Steigrohr D wird sodann in die Hülse 16 eingeführt. Das erste Steigrohr C wird ortsfest an der Erdoberfläche gehalten. Anschließend wird das Steigrohr!) unter Vorspannung gesetzt, die das erste Steigrohr C ebenfalls unter Spannung setzt und das Verbindungsrohr 150 nach unten in das Innere des Packers P verschiebt, bis der Aufsetzring 151 des Verbindungsrohrs 150 auf dem oberen Ende des Packers P aufliegt. Die Größe der Vorspannkraft und die Größe des Abstandes von Aufsetzring 151 zu Packer P sind dabei so zu wählen, daß auf den Packer P keine Kraft ausgeübt wird und das Verbindungsrohr 150 nicht unter Druckspannung steht (F i g. 4). Sodann wird die Anschlußverrohrung 180 auf das obere Ende der Bohrlochverrohrung aufgesetzt. In dieser Verrohrung steuern Ventile 181, 182 den Fluß der Flüssigkeit in dem ersten und dem zweiten Steigrohr C, D. Weiterhin steuert ein Ventil 183 den Fluß in der Bohrlochverrohrung B um das erste und das zweite Steigrohr C, D. Bei der nach F i g. 4 installierten Vorrichtung kann nunmehr Flüssigkeit durch das zweite Steigrohr D nach unten in die Bohrlochverrohrung zum Entfernen des Bohrschlamms über den unteren Packer P gepumpt werden. Der Bohrschlamm kann ohne weiteres abgezogen werden, da sich der obere Packer A nicht im Eingriff mit der Bohrlochverrohrung B befindet. Die Flüssigkeit tritt aus dem unteren Ende des Bauteils 110 zwischen die Packer A und P ein und fließt nach oben, um den Packer .4 herum in die durch das Ventil 183 gesteuerte Leitung.

ίο Nach der Reinigung des Bohrlochs wird die Kugel 131 in Eingriff mit den Fingern 126 der Sperrkegelbüchse 122 gebracht. Durch den über der Kugel entstehenden hydrostatischen Druck wird die Sperrvorrichtung 100 gelöst und der Packer durch die oben beschriebene Vorspannkraft gesetzt (F i g. 5).

Während die fündige Stelle ζ über das Verbindungsrohr 150, das erste Rohrstück 12 und das erste Steigrohr C mit der Anschlußverrohrung 180 verbunden ist, steht die fündige Zone y über das Bauteil 110, das Rohrstück 13 und das Steigrohr D mit der Anschluß Verrohrung in Verbindung.

Mit dem Setzen des Packers wird nur ein Teil der gespeicherten Vorspannung benötigt. Mit dem anderen Teil der Vorspannung werden die Spreizgreifer 57 und die Packeranordnung 20 in Anlage mit der Bohrlochverrohrung B gehalten.

Beim Heben des oberen Packers A aus der Bohrlochverrohrung wird die Anschlußverrohrung 180 vom oberen Ende der Bohrlochverrohrung entfernt und das Steigrohr D nach oben gezogen, das mit seinen Nasen 95 die Hülse 16 und damit das Betätigungsglied 14 an der Schulter 96 nach oben verschiebt. Dadurch wird der Abstand zwischen Abfangring 38 und Spreizglied 32 größer, wodurch die Spreizgreifer 57 und die Dichtpackungen 25, 27, 29 aus dem Eingriff mit der Bohrlochverrohrung B kommen. Der Rastring 68 wird an den Fingern 73 vorbeigezogen und klinkt wieder in die Finger ein (F i g. 6 a). Ein weiteres Anziehen des zweiten Steigrohres D läßt die Nasen 95 mittels der Schulter 96 nach innen ablenken, so daß das untere Teil 90 des Steigrohrs D mit der Dichtung 91 nach oben aus der Bohrung 15 zu ziehen ist.

Der Packer A kann nun mit dem Verbindungsrohr 150 an dem ersten Steigrohr C aus der Bohrlochverrohrung gezogen werden. Soll jedoch der Packer A in seiner abgesenkten Lage bleiben und lediglich das Steigrohr D ausgetauscht werden, wird das Austauschrohr, wie eingangs beschrieben, in die Hülse 16 abgesenkt. Das erste Steigrohr C wird dabei an der Erdoberfläche ortsfest verankert, während auf das zweite Rohr D eine nach unten gerichtete Kraft aufgebracht wird, die das Betätigungsglied 14 gegen den Abfangring 38 schiebt. Auf diese Weise werden die Spreizgreifer 57 und die Packeranordnung abermals gegen die Bohrlochverrohrung B ausgespreizt und in Eingriff gebracht. Die Sperrvorrichtung 100 ist jedoch in diesem Fall unwirksam.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Setzen eines Bohrlochpackers mit einer längsverschiebbaren Spreizvorrichtung bei an der Erdoberfläche festgelegtem Rohrstrang, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rohrstrang mit dem Packergehäuse (A) über eine Sperrvorrichtung (100) so unter Vorspannung verbunden wird, daß beim Auslösen

der Sperrvorrichtung die Vorspannung als Setzkraft auf die Spreizvorrichtung übertragen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung durch das teilweise auf das Packergehäuse unter Zwischenschaltung der Sperrvorrichtung abgestützte Gewicht eines Rohrstranges aufgebracht wird.

3. Bohrlochpacker mit einer längsverschiebbaren Spreizvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- ίο kennzeichnet, daß die Sperrvorrichtung eine in Sperrstellung mit Klinkenfingern (116) zum Auslösen aushebbare, in eine Aussparung (118) am Packergehäuse eingreifende Druckhülse (111) ist, gegen die ein mit dem Rohrstrang (D) verbundenes Rohrteil (13) sich unter Vorspannung abstützt, wobei das längsverschiebbare Betätigungsglied (14) der Spreizvorrichtung an dem unter Vorspannung stehenden Rohrteil (13) und das Gegenglied (38) an einem mit dem nicht unter Vorspannung stehenden Rohrstrang verbundenen Rohrteil festliegt.

4. Bohrlochpacker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klinkenfinger (117) an der Außenseite von Federarmen liegen, die von der Druckhülse in deren Mantelfläche weg verlaufen, wobei die Klinkenfinger in Druckrichtung der Vorspannung mit schrägen Flächen (119) gegen entsprechende Flächen (120) der Ausnehmung (118) anliegen und in Sperrstellung an der Innenseite der Federarme eine zur Auslösung aus deren Bereich längsverschiebbare Halterungshülse (122) anliegt.

5. Bohrlochpacker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungshülse eine an sich bekannte, mittels Scherstiften (129) bis zu einer vorbestimmten Längsbelastung in ihrer Lage gehaltene Sperrkugelbüchse ist, wobei die Sperrkugel im unter Vorspannung stehenden Rohrstrang den Aufbau eines hydraulischen Auslösedruckes gestattet, bei dessen Überschreiten der Scherstift abgeschert wird und nach Längsverschiebung der Halterungsbüchse in Auslösestellung die den Ventilstift bildenden Federarme (125) nach außen bis zur Freigabe der Kugel abbiegbar sind.

6. Bohrlochpacker nach einem der Ansprüche 3 bis 5, gekennzeichnet durch eine Rastklinkenanordnung (67, 68) zum Festlegen des die Vorspannung übertragenden Rohrteiles (13) gegen das Packergehäuse vor Aufbringen der Vorspannung.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 1175 182;
französische Patentschrift Nr. 1 321073.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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