DE1433202C - ?r 24.12.63 V.St.V.Amerika 333225 Vorrichtung zum Untersuchen von Erdformationen in Spülung enthaltenden Bohrlöchern - Google Patents

Description

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" 3 041 875), 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 freidreheri 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 2 935 133), 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 betätigbäres Gestängetestgerät für

ίο 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

ao einem solchen Gerät sind mehrfach aufeinanderfolgende Teste ohne Ziehen der Testgarnitur möglich, weil einerseits nicht die Gefahr eines unkontrollierten Auseinanderschraubens besteht und andere/seits 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,

Fig. 3A und 3B ins einzelne gehende Vertikalschnitte des Prüfgerätes gemäß der Erfindung und F i g. 4 eine abgewickelte Ansicht eines in dem Prüfgerät vorgesehenen Einstellschlitzsystems.

Wie Fig. 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. Der Dom 36 weist ferner eine untere, nach außen Von den beiden Druckaufzeichnungsgeräten in dem hervorstehende Nutfeder 56 auf, die in einer an der Anker mißt ein Gerät den Druck außerhalb und das Innenseite des Gehäuses 43 in Längsrichtung verandere den Druck innerhalb des Ankers, laufenden Federnut 57 verschiebbar geführt ist.

Für einen Bohrlochtest wird das in F i g. 1 darge- 5 Das in F i g. 4 dargestellte Schlitzsystem weist eine

stellte Bohrlochwerkzeug 20 an dem Rohrstrang 21 obere Tasche E, eine Zwischentasche H und ein Paar

befestigt und in dem Bohrloch bis zu der Testzone unterer Taschen G und A auf. Die obere Tasche und

abgesenkt. Der Bypass-Äbschnitt 23 des, Bohrloch- die Zwischentasche sind in Längsrichtung des Domes

Werkzeuges läßt die in dem Bohrloch enthaltene Spü- miteinander ausgerichtet, während die unteren Ta-

lung beim Absenken des Bohrlochwerkzeuges um den io sehen G und A in gleichem Parallelabstand beider-

Packerabschnitt 26 herumfließen und ermöglicht da- seits der Zwischentasche H angeordnet sind. Schräg-

durch ein schnelleres Absenken des Werkzeuges auf und Längsschlitze verbinden die obere und die unte-

die Testteufe. Nach Aufsetzen des Ankers 27 auf die ren Taschen und auch die Zwischentasche mitein-

Bohrlochsohle läßt ein weiterer Abwärtsdruck auf ander, so daß der Indexstift 48 in dem Schlitzsystem

das Bohrlochwerkzeug eine Packermanschette 125 15 in bestimmter Weise geführt wird. Befindet sich der

aus elastomerem Material sich in dem Bohrloch aus-' Indexstift beispielsweise anfangs in der unteren

dehnen, um die zu untersuchende Erdfonnation von Tasche A, so wird er sich bei senkrechter Hin- und

dem Rest des Bohrloches abzusperren. Nach Setzen Herbewegung des Domes gegenüber dem Gehäuse 43

des Packers und öffnen entsprechender Ventile tritt folgendermaßen bewegen:
Formationsflüssigkeit durch die Perforationen 29 in ao

dem Anker ein und fließt durch die verschiedenen a) Bei Abwärtsbewegung des Domes wird der In-Werkzeugabschnitte hindurch zum Prüfgerät 22 nach dexstift von der unteren Tasche A zur oberen oben. Zum Durchführen von Fließ- und Schließ- Tasche E geführt. druckmessungen werden Ventile in dem Prüfgerät b) Bei Aufwärtsbewegung des Domes, wird der Ingeöffnet und geschlossen. Mit den in dem Ankerab- as dexstift von der oberen Tasche E zur unteren schnitt untergebrachten Druckaufzeichnungsgeräten Tasche G geführt.

wird der Flüssigkeitsdruck während der Fließ- und _c) Bei Aufwärtsbewegung wird der Indexstift von

der Schließzeiten gemessen. der unteren Tasche G zur Zwischentasche H ge-

F i g. 2 zeigt eine andere Möglichkeit, um das führt. ·
Bohrlochprüfgerät'im Bereich der zu untersuchenden 30 _{d) Bei} Längsbewegung _{des Dornes nach oben ge}. Erdformation zu lokalisieren wobei em üblicher _{über dem} Gehäuse 43 wird der Indexstift Wandanker 31 dazu dient das Werkzeug 20 im Bohr- von der Zwischentasche ff zur unteren Tasche Λ loch in der gewünschten Testteufe in Betnebstellung geführt
zu halten und ein Paar im Abstand voneinander angeordneter Packer 32 und 33 die Aufgabe hat, die 35 Der Indexstift 48 durchläuft also bei Längsbewezu untersuchende Erdformation gegenüber der Bohr- gung des Domes nach oben und nach unten das lochspülung abzusperren. Der Wandanker 31 dient Schlitzsystem auf einer vorbestimmten geschlossenen auch zum Setzen der Packer. Kreisbahn. Wenn daher bei festgehaltenem Gehäuse

Unter Bezugnahme auf F i g. 3 A und 3 B werden 43 die Nutfeder 56 und die Federnut 57 den Dom 36 nun Einzelheiten des Prüfgerätes 22 beschrieben. Das 40 an einer Drehung hindern, wird das mit dem Gehäuse Prüfgerät 22 weist im großen und ganzen einen Dom drehbar, aber axial unverschiebbar verbundene Bau-36 und ein Gehäuse 43 auf, die teleskopartig inein- teil 42 entsprechend der jeweiligen Stellung des Inandergreifen und zur Kupplung des Rohrstranges 21 dexstiftes 48 in dem Schlitzsystem 49 gedreht,
mit den anderen Abschnitten des Bohrlochwerkzeu- . Die Aufgabe des Schlitzsystems besteht darin, den ges dienen. Der Prüfgerätedom 36 hat eine zentrale 45 oberen nach innen gerichteten Gehäusevorsprung 52 Bohrung 37, zwischen deren beiden Enden ein Ver- und den Domvorsprung 54 miteinander in Eingriff zu schlußstopfen oder eine Sperre 38 (Fig.3B) ange- bringen, wenn sich der Indexstift 48 in.der Zwischenordnet ist, der bzw. die durch einen Scherstift 39 mit tasche H befindet, so daß der Dom 36 in Eingriff dem Dorn verstiftet und dichtend in diesem ange- kommt und auf das Gehäuse 43 nach unten gestoßen bracht ist. Mit dem Gehäuse 43 ist ein oberes 5° werden kann. Wenn der Indexstift zur unteren ringförmiges Bauteil 42 durch ineinandergreifende Tasche A bewegt wird und dann Richtung zur oberen Flansche 46, 47 drehbar, jedoch axial unverschieb- Tasche, gleiten die Vorspränge 52, 54 zwischen den bar verbunden. Die Flansche 46, 47 bilden eine Dreh- Punkten B und C an dem Schlitzsystem als Folge der gelenkverbindung, so daß das Bauteil 42 gegenüber Relativdrehung aneinander vorbei, und ein Kragen 58 dem Gehäuse 43 gedreht werden kann. 55 am oberen Ende des Dornes 36 schlägt gegen das

Das Bauteil 42 trägt einen Indexstift 48, der in ein obere Ende 59 des oberen Bauteiles 42 an, so daß der

Einstellschlitzsystem 49 in dem Dorn 36 hineinragt. Dom auf dem Gehäuse nach unten gestoßen werden

Das Einstellschlitzsystem ist in einer abgewickelten kann.

Ansicht in F i g. 4 dargestellt und wird im folgenden Das Gehäuse 43 hat unterhalb der Feder- oder noch eingehender beschrieben. Das Bauteil 42 hat 60 Keilnuten 57 einen Bohrungsabschnitt 61 mit einem' auch eine innere Ausnehmung 51 mit einer einwärts- erweiterten Innendurchmesser und bildet einen Zygerichteten Nutfeder oder einem Vorsprung 52, der in linder 62, der einen hydraulischen Verzögerungskol-Längsrichtung in der Mitte der Ausnehmung 51 an- ben 63 in Form einer Hülse zwischen der Zylindergeordnet ist. Der Vorsprung 52 bildet einen Anschlag wand und dem Dorn aufnimmt. Der Ringraum zwifür einen von dem Dorn 36 nach außen in die Ge- 65 sehen der Bohrung 61 und dem Dom 36 ist mit häuseausnehmung 51 hineinragenden Vorsprung 54. Hydraulikflüssigkeit gefüllt und durch einen schwim-Die VorsprUnge oder Nutfedern 52, 54 kommen bei menden Ringkolben und Dichtglieder 66 und 67 Betätigung des Schlitzsystems in und außer Eingriff. abgedichtet, die sich an jedem Ende der Bohrung be-

finden (F i g. 3 A„ 3 B). Der Verzögerungskolben 63 schlägt an einem Ende gegen einen oberen ringförmigen, durch einen Flansch 69 des Domes 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 Ventilsitzflansch 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 Domes nach unten relativ zum Gehäuse verzögert wird. .

Am unteren Ende der Bohrung 61 befindet sich die so Entlastungskammer 76 von einem größeren Durchmesser, so daß, wenn der Kolben 63 in die Entlastungskammer 76 hineinbewegt wird, ein breiter FlUssigkcitsdurchlaß zwischen dem Kolben und dem Gehäuse entsteht. Dies erlaubt dem Dom, eine as 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 Dom gegenüber dem Gehfiuse nach oben bewegt, so bewegt die Hydraulikflüssigkeit oberhalb des Kolbens 63 den Kolben relativ zum Dom nach unten und drückt die Feder 71 zusammen. Der Kolben 63 trägt an seiner Innenwand LKngsnuten 77, durch die die Hydraulikflüssigkeit 3s zwischen dem Kolben 63 und dem Dom 36 hindurchfließen kann, so daß der Dom im Vergleich zu seiner Abwärtsbewegung relativ schnell gegenüber dem Gehäuse hochgeholt werden kann.

Unterhalb des hydraulischen Verzögeningssystems weist das Gehäuse einen Bohningsabschnitt (F i g. 3 B) auf, der das untere Ende des Domes verschiebbar und dichtend -aufnimmt. Der Gehäusebohrungsabschnitt ist zur Bildung einer ringförmigen Probeentnahmekammer 78 zwischen dem Gehäuse 43 und dem Dom 36 ringförmig ausgespart. In dem Bohningsabschnitt 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 Dom trägt im Abstand beiderseits eines vertieften Abschnittes 87 Dichtungen 86, die den Dom 36 gegenüber der Bohrung oberhalb jedes der Gehäuseströmungsdurchlässe 79, 82 abdichten. Der Dom 36 weist femer einen Strömungsdurchlaß 88 sowohl oberhalb der oberen Dichtung als auch oberhalb des Verschlußstopfens 38 auf. Wird der Dom gegenüber dem Gehäuse nach unten bewegt, so bringt die Domvertiefung 87 zwischen den Dichtungen des Domes den unteren Strömungsdu/chlaß 82 in Verbindung mit der Probeentnahmekammer 78 und den oberen Strömungsdurchlaß 79 in Verbindung mit dem Domdurchlaß 88.

Der Dom 36 ist an seinem unteren Ende mit einem Gewinde 89 versehen, so daß ein Teil 36 a des Domes unterhalb der Gewindeverbindung entfernt werden kann. Bei Entfernung des unteren Teiles 36 a wird auch die untere Dichtung 86 entfernt, und dadurch kann der Dom 36 nicht mehr die Probeentnahmekammer 78 abdichten. Unter diesen Verhältnissen wird der untere Strömungsdurchlaß 82 bei Auf- und Abbewegung des Domes 36 gegenüber dem Gehäuse direkt in und außer Verbindung mit dem Domdurchlaß 88 gebracht, und zwar durch den oberen Strömungsdurchlaß 79 in dem Gehäuse hindurch.

Die Arbeitsweise der Testgarnitur nach Fig. 1 bis 4 ergibt sich aus der folgenden Tabelle und der anschließenden Beschreibung.

Betriebszustand

1.

Gerät wird ins Bohrloch eingeführt

Packer wird jeetzt

3.

Prüfgerät ist offen

4.

Prüfgerät ist geschlossen

Prüfgerät

auseinandergezogen

Indexstift-Stellung ....

Schulter 58

Gehäuseende 59 ...... Vorsprühge 52,54 Prüfdurchlaß88 ...... Probeentnahmekammer Bypass-Abschnitt 23 .. Bypass-Durchlaß

Packerabschnitt25 ... Packermanschette 125 Steuerventil des Packers

auseinandergezogen,! zusammengezogen

langsamer Rückgang in die zusammengezogene Stellung A nach C

nicht im Eingriff nicht im Eingriff geschlossen !

geschlossen | auseinandergezogen offen I

auseinandergezogeni

■zusammengezogen offen ^:

nicht im Eingriff

Bewegung in die Eingriffslage geschlossen

geschlossen zusammengezogen

geschlossen zusammengezogen

ausgeweitet offen

C nach E

im Eingriff

nicht im Eingriff

offen

offen

zusammengezogen geschlossen

zusammengezogen ausgeweitet geschlossen

auseinandergezogen bis zur Mittelstellung

E nach G nach H

nicht im Eingriff

im Eingriff

geschlossen

geschlossen zusammengezogen

geschlossen zusammengezogen

ausgeweitet

geschlossen

Betriebszustand f

Beim Einführen in das Bohrloch befinden sich die verschiedenen Geräteteile in dem oben angegebenen Betriebszustand. In dem Packeraufbau ist das differenzdruckgcsteuerte 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 Bahrfochwerkzeuges in einer auseinandergezogenen Lage gehalten, so daß der Bypass-Durehlaft offen ist und Flüssigkeit durch den Packerdorn hindurchströmen und über den Bypass-Durchlaß zum Bohrloch zurückkehren kann. In dem Prüfgerät sind die Probeentnahmekammer78 (Fig. JB) und die Prüfdurchlässe geschlossen, während der Indexstift sich in der Tasche A befindet. ^:

. Betriebszustand 2 ^ao

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 pertarierten Anker27 (Fig. 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 Rohrstranu 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 Hydraulik^ flüssigkeit in dem Verzögerungssystem oberhalb des Kolbens63 eingefangen und dringt sehr langsam durch die verengte öffnung 73 hindurch. Zu diesem Zeitpunkt bewegt sich der Indexstift von der Tasche Λ zur Tasche C und dreht das Bauteil 42, um die Vorspriingc 52. 54 (Fig. JA) miteinander in Eingriff zu bringen. Ausreichend, bevor der Prüfgeräteabschnitt zusammengezogen wird, ist der Packer voll aufgeweitet, und depBypass ist geschlossen.

Betriebszustand 3

Nachdem der Packer volt aufgeweitet ist. erreicht der Verzögerungskolben 63 (Fig. 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 iPackeraufbaus 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 Abwartsdruck 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 £".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 aulgeweiteten 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 gemessenwird.

Wenn das Prüfgerät mit dem auf das Gewinde 89 am unteren Ende des Geratedornes aufgeschraubten Teil 36a geschlossen wird, wird eine Fliissigkeits-. probe in der Probeentnahmekammer 78 eineefangen. Wenn das Bohrlochwerkzcug 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 Formatton durch Analysieren einer Folge von abfallenden und sich aufbauenden Druckaufzeichnungen zu bestimmen. Dies kann durch Wiederholung der Auf- und Abbewegungen des Prüfgeräte-■ domes, wie oben beschrieben, durchgeführt werden.

I'm zu bestimmen, ob die Strömungsmittelausbeute Formationsströmungsmhtel ist. ist ein Gasströmungsmesser 19 (Fig.■!,)· 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.

009 643 21

Ziehen des Werkzeuges

Um das .Bohrlochwerkzeug 20 und die Strömungsmittel- oder Formationsfiüssigkeitsprobc. die in der Probeentnahmekammer 78 eingeschlossen sein kann, wenn der Endabschnitt 36a an dem Prüfgerätedorn angebracht ist, wieder zu ziehen, muß die Päckermanschette 125 zusammengezogen werden, um die Werkzeuge von dem Bohrloch zu lösen. Dieser Arbeitsschrilt kann durch Anheben der Werkzeugreihe durchgeführt werden, um das Prüfgeräteventii zu schließen und eine Stiömungsmittelprobe bei Formationsdriick einzuschließen. Danach wird durch weiteres Anheben der Packer gelöst. Bei weiterer Aufwärtsbewegung des Rohrstranges wird dann das gesamte Bohrloclnverkzeug 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 i:i die Wand des Prüfgerätegehäuses*43 eingeschraubt (Fig. 3B). 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 Prüfgerätedorn bewegt, um den Stopfendurchlaß zu öffnen und die Instrumente in Verbindunu mit der Probeentnahmekammer zu bringen für die Ana!;, se der eingeschlossenen Formationsflüssigkeit od. dgl.

Claims (2)

Patentansprüche:' ' ' ■

1. 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. Schutzsystem eingreifenden Indexstift', und ferner axiale Anschläge art Dorn und Gehäuse für die wahlweise Betätigung des Prüfgeräts und des Packers durch Auf- und Abbewegen des Rohrstranges vorgesehen .sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Indexstift (48) an einem an dem Gehäuse (43) des Prüfgerätes (22) drehbar, jedoch axial nicht verschiebbar gelagerten ringförmigen Bauteil (42) angebracht ist. und daß das Gehäuse (43) gegenüber dem Dorn (36) axial verschiebbar, jedoch nicht drehbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch'gekennzeichnet, daß die Probeentnahmekammer (78) in dem Gehäuse (43) des Prüfgerätes (22) oberhalb des unteren 'Dornendes rings um den Dorn (36) angeordnet ist, und daß zu der Probeentnahmekammer (78) führende Durchlaßkanäle (83, 82, 87, 81, 79, 88, 37) an dem Dorn (36) und an dem Gehäuse (43) Vorgesehen sind, die durch Verschiebung der Öltiiungen zueinander absperrbar.sind. . ' ' ■·''■' ·'""■ ' ' ·■'_■ '"■"*

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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