-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Untersuchen von Erdformationen
in Spülung enthaltenden Bohrlöchern, mit einem Prüfgerät, das an einem Rohrstrang
angeordnet ist, eine Probeentnahmekammer aufweist und mit einem Packer mit festlegbaren,
teleskopartig ineinanderschiebbaren Rohrabschnitten verbunden ist, wobei zwischen
einem mit dem Rohrstrang verbundenen, innen hohlen Dorn und dem diesen umgebenden
Gehäuse des Prüfgeräts ein Einstellschlitzsystem mit einem in das Schlitzsystem
eingreifenden Indexstift und ferner axiale Anschläge an Dorn und Gehäuse für die
wahlweise Betätigung des Prüfgeräts und des Packers durch Auf- und Abbewegen des
Rohrstranges vorgesehen sind.
-
Bei Bohrlochuntersuchungen wird üblicherweise an einem Rohrstrang
ein Satz Werkzeuge mit einem Prüfgerät und einem Packer bis zur gewünschten Testteufe
in das Bohrloch abgesenkt. Der Packer kann nach Aufsetzen des Rohr- und Werkzeugstranges
mit dem unteren Ende auf die Bohrlochsohle durch die dann auf ihn einwirkende Last
des Rohrstranges gesetzt werden und dichtet die zu untersuchende Erdformation gegen
die im Bohrloch stehende Spülung ab. Danach wird bei den für Mehrfachteste bisher
verwendeten Geräten ein Prüfventil innerhalb des Prüfgerätes entweder nur durch
Drehen des Rohrstranges geöffnet und geschlossen (USA: Patentschrift 3 041875),
wobei der Packer durch den Rohrstrang belastet bleibt, oder das Prüfventil wird
durch Vertikalbewegung und Drehung des Rohrstranges betätigt (USA.-Patentschrift
3 051240 und deutsche Patentschrift 1184 299). Für jedes öffnen und Schließen
des Prüfventils ist also ein Drehen des Rohrstranges erforderlich, was jedoch insofern
von Nachteil ist, als bei solchen Testteufen, wie sie bei Bohrlochtesten in Erdöl-
und Erdgastiefbohrungen die Regel sind, der Rohrstrang selbst eine beträchtliche
Anzahl von Drehungen aufnehmen kann, ohne diese bis an das Prüfgerät weiterzugeben.
Der Rohrstrang kann sich in dem Untersuchungsbohrloch auch oberhalb der Testzone
verklemmen, so daß er sich bei seiner Drehung nur oberhalb der Klemmstelle verdreht,
ohne die Drehbewegung auf das Prüfgerät zu übertragen. Löst sich die Verklemmung,
so kann sich der Rohrstrang unter Umständen selbst freidrehen und verschiedene unkontrollierte
Drehungen auf den unteren Teil des Rohrstranges übertragen, durch die das Ventil
falsch betätigt wird. Mit der Drehung des Rohrstranges für die Ventilbetätigung
ist daher stets eine Unsicherheit hinsichtlich der jeweiligen Stellung und der einwandfreien
Betätigung der in das Bohrloch abgesenkten Testgeräte verbunden, was von besonderem
Nachteil bei kompliziert aufgebauten Testgeräten ist, mit denen bei jeder Bohrlochuntersuchung
gleich mehrere Teste ohne zwischenzeitliches Ziehen der Testgarnitur durchgeführt
werden sollen. Der Zweck dieser Geräte kann unter Umständen völlig verfehlt werden,
wenn durch die Drehung des Rohrstranges z. B. bestimmte Betätigungen der verschiedenen
Geräteteile entweder gar nicht oder nur unvollkommen durchgeführt werden können.
Es ist zwar bereits ein einfach aufgebautes Formationstestgerät bekannt (USA.-Patentschrift
2 935133), bei dem eine Probeentnahmekammer nur durch Vertikalbewegung des Rohrstranges
geöffnet und geschlossen werden kann, doch kann mit diesem Gerät bei jedem Absenken
in das Bohrloch nur ein einziger Gestängetest durchgeführt werden. Dieses Gerät
ist daher für die Durchführung von Mehrfachtesten bei einem einzigen Absenken in
das Untersuchungsbohrloch nicht geeignet.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bisher
für die Durchführung von Mehrfachtesten geeigneten Bohrlochuntersuchungsgeräte zu
vermeiden und ein nur durch Vertikalbewegungen des Rohrstranges betätigbares Gestängetestgerät
für die Durchführung von Mehrfachtesten zu schaffen, bei dem alle Arbeitsvorgänge
ohne Drehbewegungen am oberen Ende des Rohrstranges steuerbar sind.
-
Diese Aufgabe findet ihre Lösung an einer Vorrichtung der eingangs
erwähnten Art gemäß der Erfindung dadurch, daß der Indexstift an einem an dem Gehäuse
des Prüfgerätes drehbar, jedoch axial nicht verschiebbar gelagerten ringförmigen
Bauteil angebracht ist, und daß das Gehäuse gegenüber dem Dorn axial verschiebbar,
jedoch nicht drehbar ist. Mit einem solchen Gerät sind mehrfach aufeinanderfolgende
Teste ohne Ziehen der Testgarnitur möglich, weil einerseits nicht die Gefahr eines
unkontrollierten Auseinanderschraubens besteht und andererseits auch die jeweilige
Arbeitsstellung der Testgarnitur genau kontrolliert werden kann.
-
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Probeentnahmekammer
bei einer solchen Vorrichtung in dem Gehäuse des Prüfgerätes oberhalb des unteren
Dornendes rings um den Dorn angeordnet, und es sind zu der Probeentnahmekammer führende
Durchlaßkanäle an dem Dorn und an dem Gehäuse vorgesehen, die durch Verschiebung
der Öffnungen zueinander absperrbar sind.
-
Die ganze Testgarnitur kann aus einer Reihe von Werkzeugen bestehen,
wie einem Prüfgerät, einem Bypass-Abschnitt, einer Schlagschere, einem Sicherheitsverbinder
und einem Packer, von denen jedes teleskopartig ineinanderschiebbar angebrachte
Bauteile besitzt, die derart angeordnet sind, daß sie sich wahlweise zwischen in
Längsrichtung im Abstand angeordneten Arbeitslagen bewegen können. Die Packer können
gegen Auf- und Abwärtsbewegung in dem Bohrloch lösbar verriegelt werden.
-
Einzelheiten des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung von in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispielen.
In der Zeichnung zeigt F i g. 1 eine Ansicht einer Reihe von Bohrlochwerkzeugen,
die zum Absenken in ein Bohrloch an einem Rohrstrang aufgehängt sind, F i g. 2 eine
Schnittdarstellung einer abgewandelten Packeranordnung, die mit den Bohrlochwerkzeugen
verbunden ist, um die zu untersuchende Erdformation gegenüber der Bohrlochspülung
zu isolieren, F i g. 3 A und 3 B ins einzelne gehende Vertikalschnitte des Prüfgerätes
gemäß der Erfindung und F i g. 4 eine abgewickelte Ansicht eines in dem Prüfgerät
vorgesehenen Einstellschlitzsystems.
-
Wie F i g. 1 zeigt, ist mit dem unteren Ende eines Rohrstranges 21
ein Bohrlochwerkzeug 20 verbunden, das aus einem Prüfgerät 22, einem Bypass-Abschnitt
23, einem Rüttelabschnitt oder einer Schlagschere 24, einem Sicherheitsverbinder
25, einem Packerabschnitt 26 und einem perforierten Verankerungsabschnitt 27 besteht.
Der Anker trägt übliche Druckaufzeichnungsgeräte 28 und hat in seiner Wandung Perforationen
29, durch die ein Strömungsmittel in eine Bohrung in dem Packerdorn und nach oben
durch
den Werkzeugstrang hindurchströmen kann. Von den beiden Druckaufzeichnungsgeräten
in dem Anker mißt ein Gerät den Druck außerhalb und das andere den Druck innerhalb
des Ankers.
-
Für einen Bohrlochtest wird das in F i g. 1 dargestellte Bohrlochwerkzeug
20 an dem Rohrstrang 21 befestigt und in dem Bohrloch bis zu der Testzone abgesenkt:
Der Bypass-Abschnitt 23 des Bohrlochwerkzeuges läßt die in dem Bohrloch enthaltene
Spülung beim Absenken des Bohrlochwerkzeüges um den Packerabschnitt 26 herumfließen
und ermöglicht dadurch ein schnelleres Absenken des Werkzeuges auf die Testteufe.
Nach Aufsetzen des Ankers 27 auf die Bohrlochsohle läßt ein weiterer Abwärtsdruck
auf das Bohrlochwerkzeug eine Packermanschette 125 aus elastomerem Material sich
in dem Bohrloch ausdehnen, um die zu untersuchende Erdformation von dem Rest des
Bohrloches abzusperren. Nach Setzen des Packers und Öffnen entsprechender Ventile
tritt Formationsflüssigkeit durch die Perforationen 29 in dem Anker ein und fließt
durch die verschiedenen-Werkzeugabschnitte hindurch zum Prüfgerät 22 nach oben.
Zum Durchführen von Fließ- und Schließdruckmessungen werden Ventile in dem Prüfgerät
geöffnet und geschlossen. Mit den in dem Ankerabschnitt untergebrachten Druckaufzeichnungsgeräten
wird der Flüssigkeitsdruck während der Fließ- und der Schließzeiten gemessen.
-
F i g. 2 zeigt eine andere Möglichkeit, um das Bohrlochprüfgerät im
Bereich der zu untersuchenden Erdformation zu lokalisieren, wobei ein üblicher Wandanker
31 dazu dient, das Werkzeug 20 im Bohrloch in der gewünschten Testteufe in Betriebstellung
zu halten und ein Paar im Abstand voneinander angeordneter Packer 32 und 33 die
Aufgabe hat, die zu untersuchende Erdformation gegenüber der Bohr-Lochspülung abzusperren.
Der Wandanker 31 dient auch zum Setzen der Packer.
-
Unter Bezugnahme auf F i g. 3 A und 3 B werden nun Einzelheiten des
Prüfgerätes 22 beschrieben. Das Prüfgerät 22 weist im großen und ganzen einen Dorn
36 und ein Gehäuse 43 auf, die teleskopartig ineinandergreifen und zur Kupplung
des Rohrstranges 21 mit den anderen Abschnitten des Bohrlochwerkzeuges dienen. Der
Prüfgerätedorn 36 hat eine zentrale Bohrung 37, zwischen deren beiden Enden ein
Verschlußstopfen oder eine Sperre 38 (F i g. 3 B) angeordnet ist, der bzw. die durch
einen Scherstift 39 mit dem Dom verseiftet und dichtend in diesem angebracht ist.
Mit dem Gehäuse 43 ist ein oberes ringförmiges Bauteil 42 durch ineinandergreifende
Flansche 46, 47 drehbar, jedoch axial unverschiebbar verbunden. Die Flansche
46, 47 bilden eine Drehgelenkverbindung, so daß das Bauteil 42 gegenüber
dem Gehäuse 43 gedreht werden kann.
-
Das Bauteil 42 trägt einen Indexstift 48, der in ein Einstellschlitzsystem
49 in dem Dorn 36 hineinragt. Das Einstellschlitzsystem ist in einer abgewickelten
Ansicht in F i g. 4 dargestellt und wird im folgenden noch eingehender beschrieben.
Das Bauteil 42 hat auch eine innere Ausnehmung 51 mit einer einwärtsgerichteten
Nutfeder oder einem Vorsprung 52, der in Längsrichtung in der Mitte der Ausnehmung
51 angeordnet ist. Der Vorsprung 52 bildet einen Anschlag für einen von dem Dorn
36 nach außen in die Gehäuseausnehmung 51 hineinragenden Vorsprung 54. Die
Vorsprünge oder Nutfedern 52, 54 kommen bei Betätigung des Schlitzsystems in und
außer Eingriff. Der Dorn 36 weist ferner eine untere, nach außen hervorstehende
Nutfeder 56 auf, die in einer an der Innenseite des Gehäuses 43 in Längsrichtung
verlaufenden Federnut 57 verschiebbar geführt ist.
-
Das in F i g. 4 dargestellte Schlitzsystem weist eine obere Tasche
E, eine Zwischentasche H und ein Paar unterer Taschen G und A auf. Die obere Tasche
und die Zwischentasche sind in Längsrichtung des Dornes miteinander ausgerichtet,
während die unteren Taschen G und A in gleichem Parallelabstand beiderseits der
Zwischentasche H angeordnet sind. Schräg-und Längsschlitze verbinden die obere und
die unteren Taschen und auch die Zwischentasche miteinander, so daß der Indexstift
48 in dem Schlitzsystem in bestimmter Weise geführt wird. Befindet sich der Indexstift
beispielsweise anfangs in der unteren Tasche A, so wird er sich bei senkrechter
Hin- und Herbewegung des Dornes gegenüber dem Gehäuse 43 folgendermaßen bewegen:
a) Bei Abwärtsbewegung des Dornes wird der Indexstift von der unteren Tasche A zur
oberen Tasche E geführt.
-
b) Bei Aufwärtsbewegung des Dornes wird der Indexstift von der oberen
Tasche E zur unteren Tasche G geführt.
-
c) Bei Aufwärtsbewegung wird der Indexstift von der unteren Tasche
G zur Zwischentasche H geführt.
-
d) Bei Längsbewegung des Dornes nach oben gegenüber dem Gehäuse 43
wird der Indexstift von der Zwischentasche H zur unteren Tasche
A
geführt.
-
Der Indexstift 48 durchläuft also bei Längsbewegung des Dornes nach
oben und nach unten das Schlitzsystem auf einer vorbestimmten geschlossenen Kreisbahn:
Wenn daher bei festgehaltenem Gehäuse 43 die Nutfeder 56 und die Federnut 57 den
Dorn 36 an einer Drehung hindern, wird das mit dem Gehäuse drehbar, aber axial unverschiebbar
verbundene Bauteil 42 entsprechend der jeweiligen Stellung des Indexstiftes 48 in
dem Schlitzsystem 49 gedreht.
-
Die Aufgabe des Schlitzsystems besteht darin, den oberen nach innen
gerichteten Gehäusevorsprung 52 und den Dornvorsprung 54 miteinander in Eingriff
zu bringen, wenn sich der Indexstift 48 in der Zwischentasche H befindet,
so daß der Dorn 36 in Eingriff kommt und auf das Gehäuse 43 nach unten gestoßen
werden kann. Wenn der Indexstift zur unteren Tasche A bewegt wird und dann Richtung
zur oberen Tasche, gleiten die Vorsprünge 52, 54 zwischen den Punkten B und C an
dem Schlitzsystem als Folge der Relativdrehung aneinander vorbei, und ein Kragen
58 am oberen Ende des Dornes 36 schlägt gegen das obere Ende 59 des oberen Bauteiles
42 an, so daß der Dom auf dem Gehäuse nach unten gestoßen werden kann.
-
Das Gehäuse 43 hat unterhalb der Feder- oder Keilnuten 57 einen Bohrungsabschnitt
61 mit einem erweiterten Innendurchmesser und bildet einen Zylinder 62, der einen
hydraulischen Verzögerungskolben 63 in Form einer Hülse zwischen der Zylinderwand
und dem Dorn aufnimmt. Der Ringraum zwischen der Bohrung 61 und dem Dorn 36 ist
mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt und durch einen schwimmenden Ringkolben und Dichtglieder
66 und 67 abgedichtet, die sich an jedem Ende der Bohrung befinden
(F
i g. 3 A" 3 B). Der Verzögerungskolben 63 schlägt an einem Ende gegen einen oberen
ringförmigen, durch einen Flansch 69 des Dornes 36 gebildeten Ventilsitz 68 an.
Eine Verzögerungsventilfeder 71 ist zwischen dem unteren Flansch 72 auf dem Dorn
36 und dem unteren Ende des Kolbens 63 angeordnet. Die Feder 71 drückt normalerweise
den Kolben 63 zum Sitz 68 auf dem Ventilsitzfiansch 69. Der Außendurchmesser des
Kolbens 63 ist geringer als der Durchmesser der Bohrung 61, so daß eine verengte
Öffnung 73 entsteht. Wenn daher der Dorn 36 relativ zum Gehäuse
43 nach unten bewegt wird, so setzt sich der Kolben 63 auf den Ventilsitzflansch
69, und Hydraulikflüssigkeit in dem Zylinder 62 wird zwischen dem Kolben 63 und
der Zylinderwandung 61 durch die verengte Öffnung 73 hindurch zugemessen. Dies hat
zur Folge, daß die Bewegung des Dornes nach unten relativ zum Gehäuse verzögert
wird.
-
Am unteren Ende der Bohrung 61 befindet sich die Entlastungskammer
76 von einem größeren Durchmesser, so daß, wenn der Kolben 63 in die Entlastungskammer
76 hineinbewegt wird, ein breiter Flüssigkeitsdurchlaß zwischen dem Kolben und dem
Gehäuse entsteht. Dies erlaubt dem Dorn, eine schnelle Abwärtsbewegung durchzuführen,
bis der Kragen 58 in Eingriff mit dem oberen Ende 59 des Bauteiles 42 kommt und
eine Stoßwelle durch den Rohrstrang hindurch zur Oberfläche sendet.
-
Wird andererseits der Dorn gegenüber dem Gehäuse nach oben bewegt,
so bewegt die Hydrauliklüssigkeit oberhalb des Kolbens 63 den Kolben relativ zum
Dorn nach unten und drückt die Feder 71 zusammen. Der Kolben 63 trägt an seiner
Innenwand Längsnuten 77, durch die die Hydraulikflüssigkeit zwischen dem Kolben
63 und dem Dorn 36 hindurchfließen kann, so daß der Dorn im Vergleich zu seiner
Abwärtsbewegung relativ schnell gegenüber dem Gehäuse hochgeholt werden kann.
-
Unterhalb des hydraulischen Verzögerungssystems weist das Gehäuse
einen Bohrungsabschnitt (F i g. 3 B) auf, der das untere Ende des Dornes verschiebbar
und dichtend aufnimmt. Der Gehäusebohrungsabschnitt ist zur Bildung einer ringförmigen
Probeentnahmekammer 78 zwischen dem Gehäuse 43 und dem Dorn 36 ringförmig ausgespart.
In dem Bohrungsabschnitt oberhalb der Probeentnahmekammer 78 ist ein Flüssigkeitsdurchlaß
79 vorgesehen, der sich zwischen der Wandung des Bohrungsabschnittes und einem Ringraum
81 erstreckt und mit der Probeentnahmekammer in Verbindung steht. Unterhalb der
Probeentnahmekammer 78 ist der Bohrungsabschnitt in ähnlicher Weise mit einem Flüssigkeitsdurchlaß
82 versehen, der sich zwischen der Wandung des Bohrloches und einem Ringraum 83
in dem Ende des Gehäuses erstreckt.
-
Der Dorn trägt im Abstand beiderseits eines vertieften Abschnittes
87 Dichtungen 86, die den Dorn 36 gegenüber der Bohrung oberhalb jedes der Gehäuseströmungsdurchlässe
79, 82 abdichten. Der Dorn 36 weist ferner einen Strömungsdurchlaß 88 sowohl oberhalb
der oberen Dichtung als auch oberhalb des Verschlußstopfens 38 auf. Wird der Dorn
gegenüber dem Gehäuse nach unten bewegt, so bringt die Dornvertiefung 87 zwischen
den Dichtungen des Dornes den unteren Strömungsdurchlaß 82 in Verbindung mit der
Probeentnahmekammer 78 und den oberen Strömungsdurchlaß 79 in Verbindung mit dem
Dorndurchlaß 88.
-
Der Dorn 36 ist an seinem unteren Ende mit einem Gewinde 89 versehen,
so daß ein Teil 36a des Dornes unterhalb der Gewindeverbindung entfernt werden kann.
Bei Entfernung des unteren Teiles 36a wird auch die untere Dichtung 86 entfernt,
und dadurch kann der Dorn 36 nicht mehr die Probeentnahmekammer 78 abdichten. Unter
diesen Verhältnissen wird der untere Strömungsdurchlaß 82 bei Auf- und Abbewegung
des Dornes 36 gegenüber dem Gehäuse direkt in und außer Verbindung mit dem Dorndurchlaß
88 gebracht, und zwar durch den oberen Strömungsdurchlaß 79 in dem Gehäuse hindurch.
-
Die Arbeitsweise der Testgarnitur nach F i g. 1 bis 4 ergibt sich
aus der folgenden Tabelle und der anschließenden Beschreibung.
| Betriebszustand |
| 1. 2. 3. 4. |
| Gerät wird ins Packer wird gesetzt Prüfgerät ist offen Prüfgerät |
| Bohrloch eingeführt ist geschlossen |
| Prüfgerät ............ auseinandergezogen auseinandergezogen,
zusammengezogen auseinandergezogen |
| langsamer Rückgang bis zur Mittelstellung |
| in die zusammen- |
| gezogene Stellung |
| Indexstift-Stellung .... A A nach C C nach E
E nach G nach H |
| Schulter 58 . . . . . . . . . nicht im Eingriff nicht im Eingriff
im Eingriff nicht im Eingriff |
| Gehäuseende 59 ...... |
| Vorsprünge 52, 54 .... nicht im Eingriff Bewegung in
die nicht im Eingriff im Eingriff |
| Eingriffslage |
| Prüfdurchlaß 88 ...... geschlossen geschlossen offen
geschlossen |
| Probeentnahmekammer |
| 78 ................ geschlossen geschlossen offen geschlossen |
| Bypass-Abschnitt 23 .. auseinandergezogen zusammengezogen
zusammengezogen zusammengezogen |
| Bypass-Durchlaß ..... offen geschlossen geschlossen geschlossen |
| Packerabschnitt 25 ... auseinandergezogen zusammengezogen
zusammengezogen zusammengezogen |
| Packermanschette 125 zusammengezogen ausgeweitet ausgeweitet
ausgeweitet |
| Steuerventil des Packers offen offen geschlossen geschlossen |
Betriebszustand 1 Beim Einführen in das Bohrloch befinden sich
die verschiedenen Geräteteile in dem oben angegebenen Betriebszustand. In dem Packeraufbau
ist das differenzdruckgesteuerte Steuerventil offen, da der Spülungsdruck innerhalb
des Packerdornes genauso groß ist wie der Druck der Spülung auf der Außenseite der
Testgarnitur.
-
Der Bypass-Abschnitt 23 wird durch das Gewicht des Bohrlochwerkzeuges
in einer auseinandergezogenen Lage gehalten, so daß der Bypass-Durchlaß offen ist
und Flüssigkeit durch den Packerdorn hindurchströmen und über den Bypass-Durchlaß
zum Bohrloch zurückkehren kann. In dem Prüfgerät sind die Probeentnahmekammer 78
(F i g. 3 B) und die Prüfdurchlässe geschlossen, während der Indexstift sich in
der Tasche A befindet. Betriebszustand 2 Sobald die Testteufe erreicht ist, wird
der Packer dadurch gesetzt, daß der Packerdorn relativ zum Bohrloch festgehalten
wird. Der Packerdorn kann durch Berührung der Bohrlochsohle durch den perforierten
Anker 27 (F i g.1) oder durch Festsetzen eines Hakenwandankers, wie ihn F i g. 2
zeigt, festgehalten werden.
-
Wie zuvor angegeben, wird der Packerdorn fixiert, und eine Abwärtsbewegung
auf dem Rohrstrang wird durch die Werkzeugabschnitte übertragen, um das obere Packergehäuse
relativ zum Packerdorn zu bewegen und die Packermanschette 125 aufzuweiten.
Wenn die Packermanschette aufgeweitet wird, zieht sich der Bypass-Abschnitt 23 zusammen,
schließt den Bypass-Durchlaß und bringt eine Dornschulter an dem Bypass-Abschnitt
in Anschlag mit dem Bypass-Gehäuse. In dem Prüfgerät 22 wird die Hydraulikflüssigkeit
in dem Verzögerungssystem oberhalb des Kolbens 63 eingefangen und dringt sehr langsam
durch die verengte Öffnung 73 hindurch. Zu diesem Zeitpunkt bewegt sich der Indexstift
von der Tasche A zur Tasche C und dreht das Bauteil 42, um die Vorsprünge 52. 54
(F i g. 3 A) miteinander in Eingriff zu bringen. Ausreichend, bevor der Prüfgeräteabschnitt
zusammengezogen wird, ist der Packer voll aufgeweitet, und der Bypass ist geschlossen.
Betriebszustand 3 Nachdem der Packer voll aufgeweitet ist, erreicht der Verzögerungskolben
63 (F i g. 3B) in dem Prüfgeräteabschnitt den vertieften Abschnitt 76 und erlaubt
dem Prüfgerätedorn und dem Gehäuse sehr schnell, sich zusammenzuziehen, und öffnet
sehr schnell den Dornprüfdurchlaß 88 und die Probeentnahmekammer 78 zur Bohrung
des Bohrlochwerkzeuges, das sich nach unten zu dem perforierten Anker 27 unterhalb
des aufgeweiteten Packers erstreckt. Diese schnelle Bewegung wird auf der Erdoberfläche
wahrgenommen und zeigt an, daß das Werkzeug ordnungsgemäß arbeitet. Da der Druck
im Inneren des Rohrstranges und die Formationsdrücke wesentlich geringer sind als
der hydrostatische Druck der Bohrspülung oberhalb des aufgeweiteten Packers, wird
das Steuerventil in dem Packer geschlossen, und es wird Strömungsmittel in einer
oberen Vertiefung des Packeraufbaus eingefangen. Zu diesem Zeitpunkt kommt die Schulter
58 am Prüfgerätedorn in Eingriff mit dem oberen Ende 59 des Bauteiles 42
und eine entsprechende Schulter an dem Bypass-Abschnitt in Eingriff mit dem Bypass-Gehäuse,
und ein Abwärtsdruck auf dem Rohrstrang kann auf dem Packer aufrechterhalten werden,
um sicherzustellen, daß er vollständig aufgeweitet wird. Während dieses Zustandes
hat sich der Indexstift vom Schlitz C zu der oberen Tasche E bewegt. Betriebszustand
4 Nachdem die Formationsflüssigkeit eine ausreichende Zeitdauer, z. B. 15 Minuten,
geflossen ist, wird das Prüfgerät für beispielsweise 5 Minuten geschlossen, um einen
Schließdruck zu erhalten. Um das Prüfgerät zu schließen, wird der Rohrstrang eine
ausreichende Strecke hochgezogen, um den Indexstift 48 von der oberen Tasche
E zur unteren Tasche G zu führen, und dann abgelassen, um den Indexstift zur Zwischentasche
H zu führen.
-
Beim Hochziehen des Rohrstranges öffnet sich das Verzögerungsventil
in dem Prüfgerät und erlaubt ein schnelles Parallelfließen von Strömungsmittel und
eine Bewegung des Prüfgeräteabschnittes in den auseinandergezogenen Zustand. Zum
selben Zeitpunkt verzögert das Verzögerungsventil in dem Bypass-Abschnitt die Bewegung
der Bypass-Einrichtung in ihre auseinandergezogene Stellung, und das geschlossene
Steuerventil in dem Packeraufbau verhindert ein Lösen der aufgeweiteten Packermanschette.
Die Vorsprünge 52, 54 in dem Prüfgerät kommen wieder in Eingriff, und der
Dornvorsprung 54 kommt oberhalb des Vorsprungs 52 zu liegen. Somit werden, wenn
der Rohrstrang abgelassen wird und der Indexstift in die Zwischentasche H gelangt,
die Vorsprünge in Eingriff gebracht, und eine direkte Kraft auf dem Rohrstrang wird
wieder direkt auf die Bypass- und Packerabschnitte übertragen, um den Packer aufgeweitet
zu halten und die Formation abzusperren, während der Druck der Formationsflüssigkeiten
gemessen wird.
-
Wenn das Prüfgerät mit dem auf das Gewinde 89 am unteren Ende des
Gerätedornes aufgeschraubten Teil 36a geschlossen wird, wird eine Flüssigkeitsprobe
in der Probeentnahmekammer 78 eingefangen. Wenn das Bohrlochwerkzeug wieder gezogen
oder zurückgeholt werden soll, wird durch ein Hochziehen des Rohrstranges der Indexstift
von der Tasche H zur Tasche A bewegt.
-
Andererseits ist es oft erwünscht, die obenerwähnte Folge von Arbeitsvorgängen
einige Male zu wiederholen, weil es dadurch möglich wird, die Verhältnisse in der
Formation durch Analysieren einer Folge von abfallenden und sich aufbauenden Druckaufzeichnungen
zu bestimmen. Dies kann durch Wiederholung der Auf- und Abbewegungen des Prüfgerätedornes,
wie oben beschrieben, durchgeführt werden.
-
Um zu bestimmen, ob die Strömungsmittelausbeute Formationsströmungsmittel
ist, ist ein Gasströmungsmesser 19 (F i g. 1) mit dem Rohrstrang an der Oberfläche
verbunden. Wenn Formationsflüssigkeit oder -strömungsmittel in den Rohrstrang eintreten,
dann wird die Verdrängung von Luft in dem Rohrstrang durch den Durchflußmesser angezeigt.
In dem Augenblick, wo sich die Strömung des Formationsströmungsmittels oder der
Formationsflüssigkeit stabilisiert hat, wird die Gasströmung konstant und zeigt
den Abschluß des Versuchs an.
Ziehen des Werkzeuges Um das Bohrlochwerkzeug
20 und die Strömungsmittel- oder Formationsflüssigkeitsprobe, die in der Probeentnahmekammer
78 eingeschlossen sein kann, wenn der Endabschnitt 36a an dem Prüfgerätedom
angebracht ist, wieder zu ziehen, muß die Packermanschette 125 zusammengezogen werden,
um die Werkzeuge von dem Bohrloch zu lösen. Dieser Arbeitsschritt kann durch Anheben
der Werkzeugreihe durchgeführt werden, um das Prüfgeräteventil zu schließen und
eine Strömungsmittelprobe bei Formationsdruck einzuschließen. Danach wird durch
weiteres Anheben der Packer gelöst. Bei weiterer Aufwärtsbewegung des Rohrstranges
wird dann das gesamte Bohrlochwerkzeug 20 aus dem Bohrloch herausgezogen.
Wenn sich aus irgendeinem Grunde ein Werkzeug oder der Rohrstrang im Bohrloch verklemmt
oder steckenbleiben sollte, tritt eine Art Schlagschere in Tätigkeit. Schließlich
ist noch ein Sicherheitsverbinder 25 vorgesehen, um eventuell nach dessen Lösen
nur den oberen Teil des Werkzeugstranges zur Erdoberfläche zurückzubringen.
-
Nach Ziehen des Bohrlochwerkzeuges ist es erforderlich, die in der
Probeentnahmekammer 78 eingeschlossene Probe unter den Bedingungen, unter denen
sie gewonnen wurde, zu analysieren. Um dies durchführen zu können, wird ein Stopfen
85 in die Wand des Prüfgerätegehäuses 43 eingeschraubt (F i g. 3 B). Durch eine
geeignete Manipulation der Prüfgeräteteile läßt sich diese Stopfenöffnung zum Entfernen
des Stopfens und zum Einsetzen von Prüfinstrumenten abdichten, während die Probe
unter den Lagerstättenbedingungen gehalten wird. Danach wird der Prüfgerätedom bewegt,
um den Stopfendurchlaß zu öffnen und die Instrumente in Verbindung mit der Probeentnahmekammer
zu bringen für die Analyse der eingeschlossenen Formationsflüssigkeit od. dgl.