DE19882554C2 - Vorrichtung zum lösbaren Koppeln einer Tiefbohrkanone mit einem Strang - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum lösbaren Koppeln einer Tiefbohrkanone mit einem Strang.

Es ist oftmals wünschenswert, eine Tiefbohrkanone von einem Strang automatisch zu trennen, nachdem die Detonation der Tiefbohrkanone stattgefun­ den hat. Dies trifft besonders für dauerhafte Ausbauten zu, wo keine zusätzlichen Seilarbeiten oder Strangbewegungen erwünscht sind. Das automatische Abtren­ nen der Tiefbohrkanone kann wünschenswert sein, da der Detonation in be­ stimmten Formationen ein Einfließen von Formationsfluiden folgt und ein "Hoch­ schwemmen" der Tiefbohrkanone bewirkt, so daß sie im Futterrohr steckenbleibt. Es sind viele derartige automatische Lösevorrichtungen bekannt. Eine Schwierigkeit mit einigen dieser obenbeschriebenen Anordnungen besteht darin, daß die Tiefbohrkanone nach der Detonation auf den Boden des Schachts fällt, weshalb die Tiefbohrkanone nicht wiedergewonnen werden kann.

So ist aus US 4 776 393 eine Vorrichtung zum lösbaren Verbinden einer Tiefbohrkanone mit einem Bohrstrang bekannt, bei der ein Kopplungsglied über eine Vielzahl von Fingern mit dem Bohrstrang gekoppelt ist. Eine verschiebbare Verriegelungshülse ist koaxial zum Kopplungsglied auf einem verschiebbaren Kolben angeordnet, der sich in dem Kopplungsglied auf einer Sprengladung befindet, die die Tiefbohrkanone detonieren läßt. Die bei der Detonation erzeugte Schockwelle drückt den Kolben und die Verriegelungshülse in eine Position, in der die Finger freigegeben werden, so daß die Tiefbohrkanone ihrerseits freigegeben wird.

Aus EP 0 647 765 A2 ist es ferner bekannt, eine Tiefbohrkanone über eine Vorrichtung zum lösbaren Koppeln, die an einem Strang befestigt ist, in ein Bohr­ loch einzubringen, wobei die Tiefbohrkanone einen Schaft umfaßt, der einen mittleren Bereich mit vermindertem Durchmesser umfaßt. Spreizbare Finger der Vorrichtung können den Schaft der Tiefbohrkanone umfassen und ergreifen.

Um dieses Problem zu lösen, können einige Tiefbohrkanonen modulare Tiefbohrkanonenabschnitte enthalten, die automatisch in einer Weise getrennt werden, die die Wiedergewinnung der Abschnitte aus dem Schacht nach der De­ tonation zuläßt.

So ist aus US 5 509 481 eine Vorrichtung zum lösbaren Koppeln zwischen zwei Abschnitten eines Tiefbohrkanonenstrangs bekannt, wobei in einem zwei­ teiligen äußeren Gehäuse ein Berstglied mit einem Hohlraum angeordnet ist, der zur Aufnahme einer Sprengschnur dient, die zum Zerstören des Berstgliedes über eine Detonationswelle dient, um so die beiden Teile des Gehäuses zu trennen.

Hierbei besteht jedoch das Problem, daß die Detonation von im Bohrloch darunter befindlichen Sprengstoffen und/oder der Einbruch von Schachtfluid die abgetrennten Abschnitte im Bohrschacht nach oben treiben und den Bohrschacht beschädigen oder "zersprengen" könnten.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zum lösbaren Koppeln einer Tiefbohrkanone mit einem Strang zu schaffen, bei der vermieden wird, daß abgetrennte Abschnitte im Bohrschacht nach oben treiben können.

Diese Aufgabe wird entsprechend Anspruch 1 gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbil­ dungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Tiefbohrkanonenstrang.

Fig. 2A, 2B zeigen schematisch eine Vorrichtung zum lösbaren Koppeln von zwei Abschnitten des Tiefbohrkanonenstrangs von Fig. 1, die diese nach einer Detonation des oberen Abschnitts miteinander koppelt.

Fig. 3A, 3B zeigen die Vorrichtung von Fig. 2A, 2B nach mechanischer Abtrennung vor der Detonation des oberen Abschnitts.

Fig. 4A, 4B zeigen die Vorrichtung nach dem automatischen Freigeben des unteren Abschnitts aufgrund der Detonation des oberen Abschnitts.

Fig. 5 zeigt in Seitenansicht Einzelheiten der Vorrichtung.

Fig. 6 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung.

Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform eines Tiefbohrkanonenstrangs 10 umfaßt modulare Abschnitte der Tiefbohrkanone 16 (beispielsweise Tiefbohrkanonenabschnitte 16a, 16b, 16c und 16d), die durch Vorrichtungen 14 (beispielsweise Vorrichtungen 14a, 14b, 14c und 14d) lösbar miteinander gekoppelt sind. Wie außerdem in den Fig. 2A und 2B gezeigt ist, umfaßt jede Vorrichtung 14 (die in den Fig. 2A und 2B vollständig zusammengefügt gezeigt ist) einen Riegel 15, ein röhrenförmiges Element 11, das den Riegel 15 aufnimmt, und eine im allgemeinen zylindrische Adapterhülse 53, die das röhrenförmige Element 11 mit einem Tiefbohrkanonenabschnitt 16 koppelt, der sich im Bohrloch unterhalb der Vorrichtung 14 befindet.

Die Tiefbohrkanone 16, die sich im Kanonenstrang 10 über der Vorrichtung 14 befindet, ist an der Vorrichtung 14 fest angebracht. Wenn dieser obere Tiefbohrkanonenabschnitt 16 detoniert, trennt der Riegel 15 die Vorrichtung 14 (nach einer vorgegebenen Zeitdauer, wie im folgenden beschrieben wird) den oberen Tiefbohrkanonenabschnitt 16 vom übrigen Abschnitt des Strangs 10 automatisch ab, indem sie den Halt des Riegels am röhrenförmigen Element 11 freigibt, wie in den Fig. 4A und 4B gezeigt ist. Beispielsweise ist der Tiefbohrkanonenabschnitt 16c (siehe Fig. 1) an der im Bohrloch unterhalb vorhandenen Vorrichtung 14c befestigt, die den Tiefbohrkanonenabschnitt 16c mit dem im Bohrloch unterhalb befindlichen Tiefbohrkanonenabschnitt 16d lösbar koppelt. Wenn der Tiefbohrkanonenabschnitt 16c detoniert ist, trennt die Vorrichtung 14c den Tiefbohrkanonenabschnitt 16c vom Tiefbohrkanonenabschnitt 16d und trennt somit den Tiefbohrkanonenabschnitt 16c vom übrigen Abschnitt des verankerten Strangs 10.

Somit wird infolge der Vorrichtungen 14 nach der Detonation jedes Tiefbohrkanonenabschnitts 16 dieser Tiefbohrkanonenabschnitt 16 automatisch vom übrigen Abschnitt des im Bohrloch unterhalb befindlichen Tiefbohrkano­ nenstrangs abgetrennt. In dieser Weise kann jeder Tiefbohrkanonenabschnitt 16 wiedergewonnen werden, nachdem er detoniert ist. Die Tiefbohrkanonenab­ schnitte 16 besitzen jeweils eine hinreichend kurze Länge (z. B. 40 Fuß), um eine Wiedergewinnung des Tiefbohrkanonenabschnitts 16 in ein Standrohr eines Schachts zuzulassen, ohne den Schacht zu zerstören.

Wenn jeder Tiefbohrkanonenabschnitt 16 sofort nach der Detonation des Abschnitts 16 abgetrennt würde, bestünde die Möglichkeit, daß der abgetrennte Tiefbohrkanonenabschnitt 16 aufgrund der Detonation der im Bohrloch unterhalb befindlichen Sprengstoffe und/oder des erhöhten Aufwärtsdrucks, der durch den Einbruch von Schachtfluiden verursacht wird, "das Loch zersprengen" würde. Um dies zu vermeiden, wartet die Vorrichtung 14 eine vorgegebene Dauer (z. B. 40 bis 60 Sekunden), bevor sie den Tiefbohrkanonenabschnitt 16 automatisch freigibt.

Zusätzlich zum automatischen Abtrennen des Tiefbohrkanonenabschnitts 16 kann die Vorrichtung 14 in einigen Ausführungsformen mechanisch betätigt werden, damit die Vorrichtung 14 den unteren Tiefbohrkanonenabschnitt 16 freigibt und die Entfernung des oberen Tiefbohrkanonenabschnitts 16 zuläßt. In dieser Weise bewirkt die mechanische Betätigung, daß das röhrenförmige Element 11 von der Adapterhülse 53 abgetrennt wird und somit der untere Tiefbohrkanonenabschnitt 16 mechanisch freigegeben wird, wie in den Fig. 3A und 3B gezeigt ist. Die mechanische Betätigung kann das Ausüben eines vorge­ gebenen Kraftprofils auf die Vorrichtung 14 umfassen, um diese Freigabe zu veranlassen.

Somit können die Vorteile des obenbeschriebenen Systems einen oder mehrere der folgenden Vorteile umfassen: der modulare Entwurf des Strangs 10 kann ein Stapeln der Tiefbohrkanonenabschnitte 16 zulassen, um gewünschte Schußintervalle zu erzielen; die Tiefbohrkanonenabschnitte 16 können in Ab­ schnitte getrennt werden, die kurz genug sind, um im Standrohr wiedergewonnen zu werden, ohne den Schacht zu zerstören; die Wahrscheinlichkeit, daß bei der automatischen Abtrennung der Tiefbohrkanonenabschnitt 16 das Loch beschädigt oder "zersprengt", kann wesentlich verringert werden; und der Tiefbohrkanonen­ abschnitt 16 kann mechanisch abgetrennt werden, wenn eine Notlage oder ein Fehler des Tiefbohrkanonenabschnitts 16 (oder des Strangs 10) auftritt.

Wie wiederum in Fig. 1 gezeigt ist, kann in einigen Ausführungsformen der Tiefbohrkanonenstrang 10 im Schacht in der folgenden Weise zusammengefügt werden. Zunächst wird ein mechanisch freigebbarer Anker (MRA) 9 an einem Futterrohr 3 des Schachts mit einem vortriebsartigen Einstellwerkzeug und einem Adaptersatz ähnlich einer Baueinheit, die verwendet werden könnte, um einen "Bridge-Plug" anzubringen, befestigt. Der MRA 9 dient als Anker für den Tiefbohr­ kanonenstrang 10, auf dem die Tiefbohrkanonenabschnitte 16 gestapelt werden. In dieser Weise wird der MRA 9 in das Bohrloch eingeführt und in bezug auf die Tiefe eingestellt. Sobald das Seil und das Einstellwerkzeug wiedergewonnen worden sind, wird in das Loch mittels eines Einführ-/Wiedergewinnungswerkzeugs (beispielsweise eines Werkzeugs des GS-Typs) ein MRA-Riegel 54 eingeführt und in einem Innenprofil einer oberen Untereinheit des MRA 9 verriegelt.

Sobald der MRA-Riegel 54 am MRA 9 verriegelt ist, werden die Tiefbohrkanonenabschnitte 16 in das Bohrloch eingeführt, übereinandergestapelt und wie oben beschrieben verriegelt. Der obere Tiefbohrkanonenabschnitt 16a kann eine Befüllungsuntereinheit 5 aufweisen, in der ein Zündkopf 7 für den Tief­ bohrkanonenstrang 10 untergebracht ist. Wenn ein durch das röhrenförmige Ele­ ment 11 gestütztes Tiefbohren (= TCP = tubular member conveyed perforating) verwendet wird, wird der obere Tiefbohrkanonenabschnitt 16a in das Bohrloch ein­ geführt und am anderen Abschnitt des Tiefbohrkanonenstrangs 10 verriegelt, direkt bevor die Tiefbohrkanonenabschnitte 16 zur Detonation gebracht werden sollen.

Wie wiederum in den Fig. 2A und 2B gezeigt ist, enthält der Riegel 15 in einer Ausführungsform für die Erzielung der obenbeschriebenen Merkmale Frei­ gabefinger 44, die vor der Detonation des im Bohrloch oberhalb befindlichen Tief­ bohrkanonenabschnitts 16 (und für eine vorgegebene Zeitdauer danach) auf die innere Oberfläche des röhrenförmigen Elements 11 eine Kraft ausüben, um den Riegel 15 am röhrenförmigen Element 11 zu befestigen. Hierzu werden die Frei­ gabefinger 44 durch eine zylindrische Ausbauchung 45 eines Freigabekolbens 27, der sich in Richtung der Längsachse des Riegels 15 (und des Kanonenstrangs 10) erstreckt, radial auswärts in die innere Oberfläche des röhrenförmigen Elements 11 geschoben. Die Finger 44 umgeben gemeinsam den Freigabekolben 27 und sprechen auf das Außenprofil des Freigabekolbens 27 an. Im Ergebnis werden die Freigabefinger 44 durch die Ausbauchung 55 radial auswärts geschoben. In eini­ gen Ausführungsformen können die Freigabefinger 44 eine Schraubverbindung mit der inneren Oberfläche des röhrenförmigen Elements 11 bilden, wenn die Freigabefinger 44 mit der Ausbauchung 45 in Kontakt gelangen.

Nach der Detonation des oberen Tiefbohrkanonenabschnitts 16 beginnt die vorgegebene Verzögerungszeit. Hierzu bewegt sich der Freigabekolben 27 langsam (wie im folgenden beschrieben wird) in Aufwärtsrichtung (in bezug auf die Finger 44), wobei im Ergebnis die Ausbauchung 45 allmählich aus der Umgebung der Finger 44 wegbewegt wird. Im Ergebnis bewegt sich eventuell ein Abschnitt 47 mit kleinerem Durchmesser des Freigabekolbens 27 zwischen die Finger 44 und bewirkt, daß sich die Finger 44 radial einwärts zurückziehen und die Kräfte auf die innere Oberfläche des röhrenförmigen Elements 11 entlasten. Wenn dies auftritt, gibt der Riegel 15 (und der obere Tiefbohrkanonenabschnitt 16, an dem der Riegel 15 befestigt ist) seinen Halt am röhrenförmigen Element 11 frei. Der obere Tiefbohrkanonenabschnitt 16 kann dann entfernt werden, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Nach der Freigabe bleibt das röhrenförmige Element 11 am verbleibenden Ab­ schnitt des Tiefbohrkanonenstrangs 10 über der Adapterhülse 53 befestigt.

Wie noch immer in den Fig. 2A und 2B gezeigt ist, enthält der Riegel 15 in einigen Ausführungsformen einen zerbrechlichen Stopfen 20, der aus einem zerbrechlichen Werkstoff (z. B. einem verformbaren Metall), der für eine Detonationsstoßwelle empfindlich ist, hergestellt ist, um zu verhindern, daß sich der Freigabekolben 27 bewegt, bis der Tiefbohrkanonenabschnitt 16 über der Vorrichtung 14 detoniert. Der zerbrechliche Stopfen 20 ist zwischen die Oberseite des Freigabekolbens 27 und einen stationären Abschnitt 23 (des Riegels 15) eingekeilt und verhindert, daß sich der freigebbare Kolben 27 bewegt, bis der Tiefbohrkanonenabschnitt 16 detoniert, wie später beschrieben wird. Hierzu besitzt der zerbrechliche Stopfen 20 eine hohle Mitte, in der eine Sprengschnur 25 untergebracht ist, die sich durch den zerbrechlichen Stopfen 20 und durch die Vorrichtung 14 erstreckt. Die Sprengschnur 25 breitet eine Stoßwelle aus, wenn der im Loch oberhalb befindliche Tiefbohrkanonenabschnitt 16 detoniert. Diese Stoßwelle zertrümmert den zerbrechlichen Stopfen 20 (siehe Fig. 3A und 3B), wodurch die longitudinale Beanspruchung auf den Freigabekolben 27 entlastet wird und der Kolben 27 sich langsam in Aufwärtsrichtung bewegen kann.

Während des Aufstiegs des Freigabekolbens 27 ist die Geschwindigkeit des Freigabekolbens 27 beschränkt, wie im folgenden beschrieben wird. Die Auf­ wärtsbewegung des Freigabekolbens 27 wird durch den hydrostatischen Druck auf die untere Oberfläche 34 eines Kolbenkopfes 33 des Freigabekolbens 27 verursacht. Der hydrostatische Druck wird seinerseits durch Schachtfluid verur­ sacht, das durch radiale Einlässe 38 im Riegel 15 eintritt. Das Fluid wird im Riegel 15 durch (nicht gezeigte) interne Kanäle zur unteren Oberfläche des Kolbenkopfes 33 geleitet. Die Kraft auf die untere Oberfläche 34 am Kolbenkopf 33 bewirkt die Aufwärtsbewegung des Freigabekolbens 27, wodurch sich eventuell die Ausbau­ chung 45 aus der Umgebung der Freigabefinger 44 entfernt.

Um eine vorgegebene Abtrennverzögerung zu erzeugen, enthält der Rie­ gel 15 eine Luftkammer 22 sowie eine Ölkammer 30, um die Aufwärtsgeschwin­ digkeit des Freigabekolbens 27 zu begrenzen und damit die Zeit zu begrenzen, die die Ausbauchung 45 hat, um die Freigabefinger 44 wegzuschieben. Hierzu ist die Ölkammer 30 mit Öl gefüllt, das mit einer oberen Oberfläche 32 des Kolben­ kopfes 33 in Kontakt ist. Zwischen der Luftkammer 22 und der Ölkammer 30 wird über einen Durchlaß 28 eine Fluidverbindung geschaffen, durch die Öl von der Kammer 30 an eine Dosierblende 31 geleitet wird. Die Blende 31 dosiert wirksam die Rate, mit der Öl von der Ölkammer 30 zur Luftkammer 22 strömt. Als Folge dieser Anordnung schafft die Blende 31 effektiv eine Rate, mit der sich der Frei­ gabekolben 27 nach der Zertrümmerung des zerbrechlichen Stopfens 20 bewegt, und schafft somit die vorgegebene Abtrennverzögerung.

Die mechanische Freigabe des röhrenförmigen Elements 11 aus der Adapterhülse 53 wird durch eine (später beschriebene) geschlitzte Indexhülse 52 gesteuert, die, wenn ein geeignetes Kraftprofil ausgeübt wird, mit Indexstiften 58 der Adapterhülse 53 in Wechselwirkung tritt, um das röhrenförmige Element 11 mechanisch von der Adapterhülse 53 zu trennen. Hierzu erstrecken sich Index­ stifte 58 radial von der Adapterhülse 53, wobei jeder Indexstift 58 von einer ande­ ren, zugeordneten, geschlitzten Indexnut 70 (siehe Fig. 5) in der Indexhülse 52 aufgenommen ist.

Wie in Fig. 5 gezeigt ist, kann die Indexnut 70 beispielsweise durch ein oberes, sägezahnförmiges, erhöhtes Schulterprofil 72 und durch ein unteres, geneigtes Schulterprofil 74 gebildet sein. Die Stege des Sägezahn-Schulterprofils 72 bilden Positionen für die Begrenzung der Abwärtsbewegung des röhrenförmi­ gen Elements 11 in bezug auf die Adapterhülse 53. Wenn für eine beispielhafte Indexnut 70a beispielsweise das röhrenförmige Element 11 zunächst auf die Adapterhülse 53 gesetzt wird, ruht der Indexstift 58 auf einem oberen Scheitel­ punkt 76 des Schulterprofils 72. Wenn eine ausreichende Kraft ausgeübt wird, um das röhrenförmige Element 11 in bezug auf die Adapterhülse 53 nach oben zu bewegen, bewegt sich der Indexstift 58 nach unten und gelangt mit dem unteren Schulterprofil 74 in Kontakt. Aufgrund einer geneigten Nut oder eines Anschlags 75 auf dem Schulterprofil 74 ruht der Indexstift 58 auf dem Anschlag 75, bis die Aufwärtskraft entlastet wird, wodurch sich der Indexstift 58 nach oben zu einem weiteren oberen Scheitelpunkt 78 des Schulterprofils 72 bewegen kann. Wenn auf das röhrenförmige Element 11 eine weitere ausreichende Aufwärtskraft ausgeübt wird, bewegt sich der Indexstift 58 zurück zur Schulter 74, wobei zu diesem Zeit­ punkt der Anschlag 75 zurückweicht, wodurch der Indexstift 58 die Indexnut 70a verlassen kann. Die gleiche Abfolge tritt für den oder die anderen Indexstifte 58 in der bzw. den anderen Indexnuten 70 auf, wodurch das röhrenförmige Element 11 von der Adapterhülse 53 abgetrennt werden kann.

Somit bilden die Indexnuten 70 in Verbindung mit den Indexstiften 58 einen Mechanismus, der ein vorgegebenes Kraftprofil erfordert, um die Vorrichtung 14 zu zerlegen. Um einen Tiefbohrkanonenabschnitt 16 mechanisch zu entfernen, wird somit eine vorgegebene Aufwärtskraft (eine Kraft, die beispiels­ weise wenigstens 90,7 kg beträgt) zunächst auf die Vorrichtung 14 ausgeübt, woraufhin diese Kraft entlastet wird und dann eine weitere vorgegebene Aufwärtskraft (die beispielsweise mehr als 90,7 kg beträgt) auf die Vorrichtung 14 ausgeübt wird, um das röhrenförmige Element 11 (und den verbundenen Tiefbohrkanonenabschnitt 16) von der Adapterhülse 53 (und von dem verbleibenden verankerten Abschnitt des Tiefbohrkanonenstrangs 10) zu trennen.

In einigen Ausführungsformen kann das röhrenförmige Element 11 aus der Indexhülse 52 und aus einem oberen, röhrenförmigen Ausrichtgehäuse 46 gebildet sein. Das Ausrichtgehäuse 46 ist zur Längsachse der Vorrichtung 14 koaxial und am Ausrichtgehäuse 46 befestigt, um das röhrenförmige Element 11 zu bilden. Die innere Oberfläche des Ausrichtgehäuses 46 ist mit den Freigabefingern 44 in Kontakt, wenn die Ausbauchung 45 mit den Freigabefingern 44 in Kontakt ist, wobei in einigen Ausführungsformen die innere Oberfläche Ge­ winde aufweisen kann, um das Ausrichtgehäuse 46 mit den Freigabefingern 44 über eine Schraubverbindung zu koppeln. Ein Drehverhinderungskranz 37 (der zum Ausrichtgehäuse 46 koaxial ist) ist im allgemeinen oberhalb des Ausrichtge­ häuses 46 angekoppelt, wobei sich Drehverriegelungsschrauben 43 radial durch das Ausrichtgehäuse 46 und in den Kranz 37 erstrecken, um eine Drehung des Ausrichtgehäuses 46 zu verhindern.

Ein Dorn 42 ist koaxial am Drehverhinderungskranz 37 befestigt. Ein Teil des Dorns 42 ruht auf der Oberseite des Drehverhinderungskranzes 37, während ein unterer Abschnitt des Dorns 42 einteilig mit den Freigabefingern 44 ausgebil­ det ist, die sich in den Drehverhinderungskranz 37 und nach unten in das Aus­ richtgehäuse 46 erstrecken. Ein innerer Abschnitt des Dorns 42 bildet die Ölkam­ mer 30 und nimmt den Kolbenkopf 33 auf.

Der Dorn 42 ist mit einem Blendengehäuse 26 verschraubt, das ebenfalls koaxial zum Dorn 42 ist und sich im allgemeinen oberhalb des Dorns 42 befindet. Das Blendengehäuse 46 umschreibt den Freigabekolben 27 und besitzt einen inneren Bereich, der die Luftkammer 22 bildet. Das Blendengehäuse 26 enthält außerdem die Blende 31 und den Durchlaß 28.

Das Blendengehäuse 26 kann mit einem koaxialen Gehäuse 24 für den zerbrechlichen Stopfen, das einen Innenraum besitzt, der den zerbrechlichen Stopfen 20 aufnimmt, verschraubt sein. Das Gehäuse 24 für den zerbrechlichen Stopfen kann seinerseits mit einem koaxialen oberen Adapterabschnitt 18 ver­ schraubt sein, der zwischen dem Riegel 15 und dem oberen Tiefbohrkanonenab­ schnitt 16 eine Schraubverbindung schafft.

Andere Merkmale des Riegels 15 umfassen eine Auslöselast 50 (siehe Fig. 3B), die sich in der Nähe des Bodens des Riegels 15 befindet. Die Aus­ löselast 50 ist mit der Sprengschnur 25 in Kontakt, um eine Detonation an die Adapterhülse 53 weiterzuleiten. In dieser Weise startet die Auslöselast 50 einen Weiterleitungsverstärker 66 in der Adapterhülse 53, damit er die Detonation längs einer Sprengschnur 35 nach unten ausbreitet, die zum unteren Tiefbohrkanonen­ abschnitt 16 verläuft.

In einigen Ausführungsformen ruht in einem ringförmigen Anschlagringka­ nal 62 der Adapterhülse 53 ein Anschlagring 60, wenn die Vorrichtung 14 zusammengefügt ist. In dieser Weise ist die äußere Oberfläche des Anschlagrings 60 mit einem zugeordneten ringförmigen Kanal 61 des Ausrichtgehäuses 46 in Kontakt, um das Ausrichtgehäuse 46 (und die Indexhülse 52) an der Adapterhülse 53 mechanisch zu befestigen. Der Anschlagring 60 ist so beschaffen, daß er unter Druck allmählich zusammenbricht, so daß, wenn eine vorgegebene Aufwärtskraft (beispielsweise eine Kraft von 90,7 kg) auf den Kanal 62 (und aus dem Kanal 61 heraus) ausgeübt wird, das Ausrichtgehäuse 46 nicht mehr länger durch den Anschlagring 60 an der Adapterhülse 53 befestigt ist.

Wenn ein oder mehrere Tiefbohrkanonenabschnitte 16 detonieren, kann unabsichtlich eine vorgegebene Aufwärtskraft ausgeübt werden, die ausreicht, um den durch den Anschlagring 60 geschaffenen Zwang zu überwinden. Selbst wenn jedoch der Anschlagring 60 aufgrund dieser unabsichtlichen Kraft komprimiert wird, wird das röhrenförmige Element 11 aufgrund der Wechselwirkung der Index­ stifte 58 mit den Indexnuten 70 in der Indexhülse 52 nicht vom Riegel 15 getrennt. Falls daher der Anschlagring 60 während einer Detonation eines besonderen Tiefbohrkanonenabschnitts 16 komprimiert wird, bewegen sich die Indexstifte 58 lediglich zum ersten Scheitelpunkt 76 (und nicht zum zweiten Scheitelpunkt 78) der jeweiligen Indexnuten 70.

Wie in Fig. 6 gezeigt ist, kann in einigen Ausführungsformen die Vorrichtung 14 durch eine Vorrichtung 99 ersetzt sein. Die Vorrichtung 99 besitzt Merkmale, die jenen der Vorrichtung 14 ähnlich sind, wobei im folgenden einige der Unterschiede herausgestellt werden. Insbesondere enthält die Vorrichtung 99 nicht den zerbrechlichen Bruchstopfen 20. Statt dessen nutzt die Vorrichtung 99 den Druck in einer Luftkammer 102, um einen röhrenförmigen Freigabekolben 101 (der den Freigabekolben 27 ersetzt) festzuhalten, bis die im Bohrloch unterhalb befindliche Tiefbohrkanone 16 detoniert ist. Wenn der Freigabekolben 101 freigegeben ist (wie im folgenden beschrieben wird), bewegt sich der Freigabekolben 101 in Abwärtsrichtung (anstatt in Aufwärtsrichtung), wobei die Abwärtsgeschwindigkeit des Freigabekolbens 101 durch Öl in einer Ölkammer 104 gedämpft wird, um die vorgegebene Abtrennverzögerung zu bilden. Der Freigabekolben 101 umschreibt ein inneres röhrenförmiges Element 111, zu dem er koaxial ist und das in bezug auf den Freigabekolben 101 stationär ist, wenn sich der Freigabekolben 101 bewegt. Das röhrenförmige Element 111 erstreckt sich in Richtung der Längsachse der Vorrichtung 99 und kann mit denn oberen Adapterabschnitt 18 verschraubt sein.

Die Ölkammer 104 steht in einer Fluidverbindung mit der Luftkammer 102, die mit einem Druck beaufschlagt ist, der ausreicht, um den Freigabekolben 101 festzuhalten, bis der obere Tiefbohrkanonenabschnitt 16 detoniert ist. Sobald er jedoch detoniert ist, erzeugt der hydrostatische Druck des Fluids (das die Vorrich­ tung 14 im Schacht umgibt) eine Kraft auf eine obere Oberfläche 105 eines Kolbenkopfes 103 des Freigabekolbens 101, die bewirkt, daß sich der Frei­ gabekolben 101 in einer Abwärtsrichtung bewegt. Diese Bewegung bewirkt, daß eine untere Oberfläche 107 des Kolbenkopfes 103 auf das Öl in der Ölkammer 104 eine Kraft ausübt, die das Öl durch eine Blende 106 in die Luftkammer 102 zwingt.

Wie die Blende 31 dosiert die Blende 106 die Rate, mit der das Öl aus der Ölkammer 104 in die Luftkammer 102 strömt, und dosiert somit die Rate, mit der sich der Freigabekolben 101 abwärts bewegt. Freigabefinger 44 sind mit einer Ausbauchung 112 des Freigabekolbens 101 in Kontakt und üben auf die innere Oberfläche des Ausrichtgehäuses 46 eine Kraft aus, solange die Ausbauchung 112 mit den Freigabefingern 44 in Kontakt ist. Wenn sich der Freigabekolben 101 um eine ausreichende Strecke bewegt, ist die Ausbauchung 112 nicht mehr länger mit den Freigabefingern 44 in Kontakt, so daß die Freigabefinger 44 den Halt an der inneren Oberfläche des Ausrichtgehäuses 46 freigeben können. Das Fluid wird der oberen Oberfläche 105 des Kolbenkopfes 103 über Durchlässe (bei­ spielsweise Durchlässe 110) im oberen Adapter 18 zugeführt.

Die Luftkammer 102 ist aus einem inneren Bereich eines Dorns 120 (der den Dorn 42 ersetzt) gebildet, während die Ölkammer 104 aus einer inneren Kammer eines Blendengehäuses 124 (das das Blendengehäuse 16 ersetzt) gebil­ det ist. Diese innere Kammer des Blendengehäuses 124 ist außerdem so be­ schaffen, daß es den Kolbenkopf 103 aufnimmt.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum lösbaren Koppeln einer Tiefbohrkanone (16) mit einem Strang (10), mit einem rohrförmigen Element (11, 111), das die Tiefbohr­ kanone (16) mit dem Strang (10) koppelt; und einem Riegel (15), der die Tiefbohr­ kanone (16) mit dem rohrförmigen Element (11, 111) verbindet, bevor die Tief­ bohrkanone (16) detoniert, und als Antwort auf die Detonation der Tiefbohrkanone (16) diese vom rohrförmigen Element (11, 111) trennt, nachdem eine vorgegebene Zeitdauer verstrichen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Tiefbohrkanone (16) mit einem Ende an ein Werkzeug angepaßt ist, um die Tiefbohrkanone (16) wiederzugewinnen, und mit dem anderen Ende der Tiefbohrkanone (16) das rohrförmige Element (11) gekoppelt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Riegel (15) ein Gehäuse mit einer ersten Kammer (30, 104), die mit einem ersten Fluid gefüllt ist, und einer zweiten mit Druck beaufschlagten Kammer (22, 102), die mit der ersten Kammer (30, 104) über eine Blende in Verbindung steht, die die vorgegebene Zeitdauer schafft, wobei die zweite Kammer (22, 102) auf das erste Fluid eine Kraft ausübt, um das erste Fluid in der ersten Kammer (30, 104) zu halten, einen Kolben (27, 101) mit einer ersten Oberfläche (32, 105), die mit dem ersten Fluid in Kontakt ist, und einer zweiten Oberfläche (34, 107), die mit dem Schachtfluid in Kontakt ist, wobei das Schachtfluid nach der Detonation der Tiefbohrkanone (16) auf den Kolben (27, 101) eine Kraft ausübt, die ausreicht, um den Kolben (27, 101) zu bewegen, damit das erste Fluid in die zweite Kammer (22, 102) gedrückt wird; und Finger (44) umfaßt, die mit einem Kontaktabschnitt des Kolbens (27, 101) in Kontakt sind, um Kräfte auf das rohrförmige Element (11, 111) auszuüben, bevor die Tiefbohrkanone (16) detoniert, und nach der Detonation vom Kontaktabschnitt isoliert sind, um die Kräfte auf das rohrförmige Element (11, 111) zu entlasten, wenn sich der Kolben (27, 101) um eine vorgegebene Strecke bewegt hat.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Riegel (15) eine Sprengschnur (25), die eine Stoßwelle aufnimmt, wenn die Tiefbohrkanone (16) detoniert, einen zerbrechlichen Stopfen (20), der mit der Sprengschnur (25) in Kontakt ist, um von dieser zerbrochen zu werden, wenn die Stoßwelle von der Sprengschnur (25) aufgenommen wird, und einen Verbinder (14) umfaßt, der vom zerbrechlichen Stopfen (20) getragen wird, um die Tiefbohrkanone (16) mit dem rohrförmigen Element (11) zu koppeln, bevor der zerbrechliche Stopfen (20) zerbricht, und um die Tiefbohrkanone (16) vom rohrförmigen Element (11) zu trennen, nachdem der zerbrechliche Stopfen (20) zerbrochen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Verbinder (14) einen Kolben (27), der vom zerbrechlichen Stopfen (20) festgehalten wird, bevor der zerbrechliche Stopfen (20) zerbricht, und der sich bewegt, nachdem der zerbrechliche Stopfen (20) zerbrochen ist, wobei der Kolben (27) einen Kontaktabschnitt (45) aufweist; und Finger (44) umfaßt, die mit dem Kontakt­ abschnitt (45) des Kolbens (27) in Kontakt sind und auf das rohrförmige Element (11) Kräfte ausüben, wenn der Kolben (27) vom zerbrechlichen Stopfen (20) festgehalten wird, und sich vom Kontaktabschnitt (45) lösen, um die Kräfte auf das rohrförmige Element (11) zu entlasten, nachdem sich der Kolben (27) um eine vor­ gegebene Strecke bewegt hat.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Kolben (27) eine erste Oberfläche (32) aufweist, die mit einem Fluid in Kontakt ist, das den Kolben (27) bewegt, nachdem der zerbrechliche Stopfen (20) zerbrochen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei ein Gehäuse mit einer ersten Kammer (30), in der sich ein Fluid befindet, und einer zweiten Kammer (22), die mit der ersten Kammer in einer Fluidverbindung steht, vorgesehen ist, wobei der Kolben (27) ferner eine zweite Oberfläche (34) besitzt, die mit dem Fluid in Kontakt ist, um das Fluid aus der ersten Kammer (30) in die zweite Kammer (22) zu drücken, wenn sich der Kolben (27) bewegt, wobei eine Blende (31) zwischen der ersten und der zweiten Kammer (22, 30) die vorgegebene Zeitdauer steuert.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei ein Adapter (53) vorgesehen ist, der zwischen dem rohrförmigen Element (11) und dem Strang (10) angeordnet ist und einen Indexstift (58) aufweist, wobei der Riegel (15) eine Nut (52) enthält, die den Indexstift (58) aufnimmt, um den Riegel (15) mit dem Adapter (53) lösbar zu verbinden und den Riegel (15) vom Adapter (53) zu trennen, wenn auf das rohrförmige Element (11) ein vorgegebenes Kraftprofil ausgeübt wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei das vorgegebene Kraftprofil die Ausübung einer ersten Aufwärtskraft, die Entspannung der ersten Aufwärtskraft und die nachfolgende Ausübung einer zweiten Aufwärtskraft umfaßt.