DE2060664A1 - Bohrlochgeraet - Google Patents

Description

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der Fa. Schlumberger Technology Corporation (A corporation of Texas), 277 Park Avenue, New York, N.Y. I00I7, U.S.A.

betreffend:

"Bohrlochgerät"

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Bohrlochgeräte, die in einem Bohrloch zu verankern sind, und insbe- ■ sondere auf Geräte, wie bestimmte Typen von ziehbaren Bohrlochpackern, die für die Verankerung in dem Bohrloch eine einzige Backen- und Expanderbaugruppe umfaßt.

In der Vergangenheit sind die verschiedensten Vorschläge gemacht worden für- die Verankerung eines ziehbaren Packers oder Stopfens gegen Bewegungen in beiden Richtungen unter Verwendung nur eines einzigen Expanderkonus mit Backenbaugruppe. Diese Ausbildung vereinfacht im Vergleich zu unabhängig voneinander betätigbaren oberen und unteren Verankerungseinrichtungen die Bohrlochgerätkonstruktion erheblich und eliminiert Probleme beim Ablassen und Ziehen. Eine besonders erfolgreiche Konstruktion ist in der US-PS 3.4-37.136 dargestellt, gemäß der die Backen- und Expanderkombination mechanisch gegen Abwärtsbewegung gesetzt wird, während ein hydraulisches System mit einem Kolben auf dem Expander auf größeren Fluiddruck aus dem Raum unterhalb des Gerätes anspricht und dazu dient, die Backen in derSetz-

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stellung zu halten und Aufwärtsbewegungen zu unterbinden. Ein anderer Vorschlag gemäß der US-PS J5.5o8.6lο ist im allgemeinen ähnlich dem ersterwähnten System, mit der Ausnahme, daß ein größerer Druck im Bohrloch unterhalb des Packers auf eine Mehrzahl von Kolben einwirkt, die in Reihenschaltung bezüglich des Expanderkonus angeordnet sind, um eine entsprechend angemessene Haltekraft auf die Backen über einen weiten Bereich von Bohrlochauskleidungsabmessungen und -geräten vorzusehen. Ein weiterer Vorschlag ist in der US-PS 3.507.326 dargestellt, bei welcher Konstruktion eine abwärtsgerichtete Querfläche auf dem Expander eine Wandung einer umschlossenen Kammer mit variablem Volumen bildet. Eine, auf den größeren Fluiddruck in dem Bohrloch unterhalb des Packers ansprechende hydraulische Einrichtung wirkt so, daß das Volumen der umschlossenen Kammer vergrößert wird, wobei der Druck, der auf die abwärts gerichtete Oberfläche des Expanders ausgeübt wird, sich verringert und eine Haltekraft zur Haltung der Backen in der Setzstellung gegen die Bohrlochauskleidung ausgebildet wird.

Alle vorstehend genannten Vorschläge sind recht wirksam zur Verhinderung einer Bewegung in beiden Richtungen infolge Pluiddruckanderungen, die auftreten können z.B. bei Stimulations-, Entnahme und Testarbeitsgängen. V/enn jedoch bei der Förderung ein Rohrstrang wie gewöhnlich an den Packerdorn angeschlossen ist und Längenänderungen infolge Temperaturänderungen unterworfen ist oder unter Zug gesetzt wird aus irgendeinem anderen Grund, kann ein rein hydraulisches System nicht auf die mechanischen Kräfte ansprechen, welche die Tendenz haben, den Packer zu lösen oder zu bewegen. Darüberhinaus sind in den erwähnten hydraulischen Systemen typische O-RingabdIchtungen

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und dergleichen erforderlich, die sich abnützen können oder Lecks hervorrufen können, wenn sie für eine längere Zeitperiode in einem Bohrloch verbleiben.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bohrlochgerätkonstruktion der eingangs genannten Gattung mit nur einer einzigen Backen- und Expanderkombination zu schaffen, die gegen Bewegungen in beiden Längsrichtungen verankerbar ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Gerät eine Übertragungseinrichtung für aufwärtsgerichtete Kräfte in abwärtsgerichtete Kräfte auf den Expander umfaßt, um so die Backen in Verankerungseingriffe zu halten. Dabei ist ein einziger Satz von normalerweise zurückgezogenen Backen vorgesehen, die durch einen abwärtsbeweglichen Expander expandierbar sind. Als Übertragungseinrichtung können mechanisch betätigbare Nockenteile vorgesehen werden. Diese Nockenteile können beispielsweise Schrägflächen und Kupplungsbaugruppen mit in und außer Eingriff bringbaren Gewinden umfassen.

Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Gerätes läßt sich kurz zusammenfassen wie folgt:

Das Gerät umfaßt einen Hauptkörper und normalerweise zurückgezogene Backen, die expandierbar nach außen

sind in Eingriffkontakt mit der Bohrlochauskleidung, indem ein abwärtsbeweglicher Expander unterhalb der Packerteile angeordnet wird. Es sind Mittel vorgesehen, um die Backen und den Packer lösbar in der Setzstellung zu verriegeln. Ein Nockenaufbau ist zwischen den Hauptkörper und den Expander gekuppelt und hat die Punktion, eine auf den Dorn des Gerätes wirkende Aufwärtskraft in eine abwärts

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gerichtete Kraft auf den Expander umzuwandeln und auf diesen zu übertragen, um so die Backen in Verankerungskontakt zu halten und eine Aufwärtsbewegung .zu unterbinden. Soweit der Dorn oder Hauptkörper gewöhnlich aufwärtsgerichteten Kräften ausgesetzt ist, infolge entweder Druck im Bohrloch oder Zug am Rohrstrang, ist die vorliegende Erfindung im breiten Umfang anwendbar auf Bohrlochgeräte und Arbeitsgänge einschließlich druckabhängige Arbeitsgänge oder Förderungsarbeitsgänge.

Die Erfindung soll nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden.

Fig. IA und IB zeigen im Längsschnitt, teilweise in Seitenansicht, einen Bohrlochpacker gemäß der Erfindung, und zwar in der beweglichen oder Herausziehstellung, wobei Fig. IB die Darstellung nach Fig. IA unten fortsetzt,

Fig. 2A und 2B sind Darstellungen ähnlich Fig. IA bzw. IB, wobei jedoch die Teile des Packers in der gesetzten Stellung in der Bohrlochauskleidung dargestellt sind,

Fig. 3 ist ein Querschnitt nach Linie 3-3 der Fig. 2B,

Fig. 4 ist eine Detailansicht in vergrößertem Maßstab einer Einzelheit des Erfindungsgegenstandes und

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Fig. 5 ist ein Querschnitt gemäß Linie 5-5 der Pig. 2B.

Fig. IA und IB der Zeichnungen zeigen einen Bohrlochpacker Io gemäß der Erfindung. Es versteht sich natürlich, daß der Ausdruck "Packer" in seinem allgemeinsten Sinne zu verstehen ist und andere Typen von Bohrlochgeräten einschließt, wie Brückenstopfen und Auskleidungspacker. Der Packer Io umfaßt einen langgestreckten, hohlen Dorn 11, der sich durch die Länge des Gerätes erstreckt und einen mit Gewinde versehenen Kastenabschnitt 12 am oberen Ende aufweist, mit dem er an einen Bohrstrang 15 angeschlossen werden kann, welcher sich nach oben bis zur Mündung des Bohrloches erstreckt; ferner ist ein mit Gewinde versehener Zapfenabschnitt 14 am unteren Ende vorgesehen, mit dem der Packer an einen Rohrstrang oder ein anderes Bohrlochgerät anschließbar ist. Der Dorn 11 kann mit einer durchgehenden Bohrung 15 versehen sein, die einen Fluiddurchlaß bildet, dessen Durchmesser vorzugsweise mindestens so groß ist wie der Durchmesser des Rohrstranges 13.

Eine ringförmige Kompressionshülse 17 ist teleskopartig auf dem Dorn angeordnet, mit ihrer inneren Umfangsoberfläche in seitlichem Abstand von der äußeren Umfangsoberflache des Domes, womit sich ein ringförmiger Fluiddurchlaßspalt 18 ergibt. Eine elastomere Packstruktur 19, die beispielsweise aus einer Mehrzahl ringförmiger Packerscheiben 2o, 21 und 22 bestehen kann, wird von der Kompressionshülse 17 getragen. Die unterste Packscheibe 22 ■stößt an einen festen Anschlag 23, der durch einen Schraubring gebildet sein kann, welcher auf die Kompressionshülse aufgeschraubt ist. Die oberste Packscheibe 2o stößt an einen beweglichen Anschlag 24, der in Richtung des unteren Anschlages 23 beweglich ist, um so die Packscheiben komprimieren und expandieren zu können in abdichtendem Kontakt mit den umgebenden Bohrlochauskleidungswandungen.

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Der bewegliche Anschlag 24 bildet den unteren Endabschnitt einer Ringmuffe 25, die sich nach oben längs des Domes 11 erstreckt und am oberen Ende durch eine Ringkappe 26 abgeschlossen wird, die einen verdickten Querschnitt aufweist und damit eine nach unten gerichtete Schulter 27 ausbildet. Eine ringförmige Ausnehmung 28 ist innerhalb der Muffe 25 vorgesehen und am oberen Ende durch die Schulter 27 begrenzt, während sie am unteren Ende durch eine aufwärtsgerichtete Schulter 29 abgeschlossen wird. Ein vorspringender Ringflansch 3o auf dem Dorn 11 erstreckt sich in die Ausnehmung und ist bezüglich derselben so dimensioniert, daß eine begrenzte Bewegung relativ zueinander in Längsrichtung erfolgen kann.

Ein Ventilsitzring j52 ist schraubgekuppelt mit dem oberen Ende der Kompressionshülse 17»und der obere Anschlag 24 kann abdichtend unter den Ventilsitzring bezüglich der Kompressionshülse gleiten. Eine innere Ringausnehmung im Ventilsitzring 32 nimmt eine entsprechende Ventildichtung 33 auf, die mit der äußeren Umfangsoberfläche einer ringförmigen Ventilhülse 3^ zusammenwirkt, wenn der Dorn 11 nach unten bezüglich der Kompressionshülse 17 bewegt wird, um so den Abschlui3 des oberen Endabschnitts des Durchlasses l8 zu ermöglichen. Eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung im Abstand angeordneten, sich radial erstreckenden Stiften 36 am oberen Endabschnitt des Ventilsitzringes 32 erstreckt sich in längliche Schlitze 37 in der Ringmuffe 25» um eine Relativdrehung zwischen der Kompressionshülse I7 und der Ringmuffe 25 zu unterbinden.

Ein Gleitexpanderkonus 39 ist gleitbar auf dem

Dorn 11 angeordnet und kann sich in Längsrichtung relativ zu sowohl dem Dorn als auch der Kompressionshülse 17 bewegen.

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Das Ausmaß der Relativbewegung zwischen dem Expanderkonus 39 und der Kompressionshülse 17 ist begrenzt durch die länglichen Schlitze 4o im oberen Endabschnitt derselben, welche die sich radial erstreckenden Stifte 41 am unteren Endabsehnitt der Kompressionshülse aufnehmen. Die Schlitze 4o bilden einen Pluiddurchlaß zwischen dem unteren Ende des Durchlasses 18 und dem Bohrloch unterhalb des Packers 19, während die Schlitze 37 in der Ringmuffe 25 einen Pluiddurchlaß zwischen dem oberen Ende des Durchlasses und dem Bohrloch oberhalb der Packerstruktur bilden.

Eine Mehrzahl von normalerweise zurückgezogenen, jedoch seitlich expandierbaren Backenelementen 43 ist um den Dorn 11 herum unterhalb und nahe dem Expanderkonus 39 angeordnet. Jedes Backenelement 43 ist mittels einer Schwalbenschwanzführungsverbindung 44 mit dem Expanderkonus 39 längs dessen abwärts und einwärts geneigter Außenoberfläche 45 verbunden, die gleitend mit einer komplementären, inneren geneigten Oberfläche auf dem entsprechenden Backenelement zusammenwirkt . Jedes Backenelement43 ist mit Zacken oder Zähnen 45 auf seiner Außenperipherie versehen für den Eingriff mit der Bohrlochauskleidung, wenn das Backenelement nach außen verschoben wird, um das Gerät gegen Bewegungen zu verankern. Eine Ringmuffe 47 ist fest mit dem Expanderkonus 39 durch Verschrauben oder dergleichen verbunden und erstreckt sich nach unten längs des Domes 1 l^nnerhalb des oberen Abschnitts einer Käfigbaugruppe 48, die gleitbarjauf dem Dorn unterhalb der Backenelemente 43 angeordnet ist.

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Die Käfigbaugruppe 48 besteht aus einem oberen Gehäuseteil 49 und einem unteren Gehäuseteil 5°. Die Backenelemente 43 sind auf dem oberen Gehäuseteil 49 mittels üblicher Lenker 51 und Zapfen 52 und 53 befestigt. Eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung im Abstand von einander angeordneten, sich radial erstreckenden Schleppblöcken 55 ist innerhalb von Ausnehmungen 56 im oberen Gehäuseteil 49 aufgenommen und nach außen gedrückt in Gleitkontakt mit der Bohrlochauskleidungswandung mittels einer Mehrzahl von Spiralfedern 57 oder dergleichen. Die Schleppblöcke 55 greifen reibend in die Bohrlochauskleidungswandung ein und bremsen in typischer Weise die Bewegung der Käfigbaugruppe 48. Das untere Gehäuseteil 50 ist mit einer inneren Ringausnehmung 58 versehen, die eine Kupplungsmutterbaugruppe 59 aufnimmt, wie sie in der US-PS 3.47o.951 beschrieben ist. Wie in Fig. 3 dargestellt, besteht die Kupplungsmutterbaugruppe 59 aus einer Mehrzahl von Segmenten 60, die zylinderartig zusammengefaßt werden durch Ringbandfedern 61 oder dergleichen. Ein Stift 62 auf dem unteren Gehäuseteil 50 erstreckt sich in einer Ausnehmung 63 in mindestens einem der MutterSegmente, um so eine Relativdrehung zwischen der Kupplungsmutterbaugruppe und der Käfigbaugruppe 48 zu verhindern. Jedes Muttersegment weist obere, nach unten gerichtete Trapezgewindegänge 63 auf, die relativ fein sind und linksgängig angeordnet sind, während der untere Abschnitt jedes Muttersegments aufwärts gerichtete Trapezgewindezähne 64 aufweist, die rechtsgängig angeordnet sind, und zwar auf einem größeren Durchmesser als die oberen Gewindegänge. Die unteren Gewindegänge 64 kämmen mit zugehörigen rechtsgängigen Gewindegängen 65 auf dem unteren Endabschnitts des Dorns 11, zur Verhinderung einer

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Aufwärtsbewegung der Käfigbaugruppe 48 relativ zum Dorn, bis diese Gewindegänge durch rechtsgerichtete Drehung des Dorns freikommen. Die oberen Gewindegänge 63 auf den Kupplungsmuttersegmenten können in Eingriff gelangen mit Gruppen von zugeordneten linksgängigen Gewinden 66 auf dem Dorn 11 im räumlichen Abstand von den unteren Gewindegängen, und die Gewindegänge 63 und 66 können in Eingriff gelangen durch Längsbewegung des Dorns und Klinkenwirkung innerhalb der Kupplungsmutterbaugruppe 59i wenn der Packer gesetzt ist. Die Kupplungsmutterbaugruppe 59 wirkt mit den Dornzähnen 65 und 66 zusammen, um den Packer, sowohl beim Einlaufen, als auch unter Setzbedingungen zu verriegeln, und sie kann gelöst werden nur durch Drehung des Dorns 11 in Rechtsrichtung.

Die oberen und unteren Gehäuseteile 49 und 5o weisen teleskopartig angeordnete HUlsenabschnitte 68 und 69 auf, die eine innere Ringausnehmung 7o ausbilden, welche den Dorn 11 und die Hülse 47 umgibt. Eine begrenzte relative Längsbewegung zwischen dem oberen Gehäuseteil 49 und dem unteren Gehäuseteil 50 ist ermöglicht durch einen oder mehrere radial angeordnete Stifte 72 im unteren Gehäuseteil, die sich in vertikal sich erstreckende Schlitze 73 in dem herabragenden Hülsenabschnitt des oberen Gehäuseteils erstrecken. Falls erwünscht, können mehrereTeHerfedern 74 oder dergleichen verwendet werden, um das obere Gehäuseteil 49 und das untere Gehäuseteil 5o in einer normalerweise gestreckten auseinanderbewegten Position zu halten. Wie im einzelnen in Fig. 4 erkennbar, befindet sich ein Nockenring 78 nahe dem oberen Ende des Hülsenabschnitts 69. Der Nockenring ist radial geschlitzt, so daß er expandiert und kontrahiert werden kann und weist eine abwärts und einwärts geneigte äußere Oberfläche 79 auf, die gleitbar zusammenwirkt mit

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einer aufwärts und auswärts geneigten Oberfläche 80 auf dem oberen Ende des HUlsenabschnitts. Die obere Oberfläche 8l des Nockenrings kann leicht aufwärts und einwärts geneigt sein, falls dies erwünscht ist, und sich auf einem Lagerringaufbau 82 abstützen, der gegen eine abwärts gerichtete Schulter 83 abgestützt ist, welche das obere Ende der Ringausnehmung 70 bildet. Ein Kupplungsring 85, der radial geschlitzt ist in der gleichen Weise,wie der Nockenring 78, ist unterhalb des Nockenrings 78 angeordnet und weist eine aufwärts und einwärts geneigte Oberfläche 86 auf, die gleitbar im Eingriff steht mit einer abwärts und auswärts geneigten Oberfläche 87 des Nockenrings. Der Kupplungsring 86 ist für eine begrenzte Längsbewegung relativ zum HUlsenabschnitt 69 angeordnet und kann einen, sich nach außen erstreckenden Ringflansch 88 aufweisen, der in einer Ringausnehmung 89 im Hülsenabschnitt aufgenommen ist. Der Kupplungsring 85 ist in eine obere Lage mittels einer zusammengepreßten Spiralfeder 9° oder dergleichen gedrückt. Die Expandermuffe 47 weist Zähne 9I auf, die auf dem Außenumfang ihres unteren Endabschnitts angeordnet sind. Der Kupplungsring 85 weist mit diesen zusammenpassende innere Zähne 92 auf, die in die Muffenzähne 91 eingreifen, wenn der Kupplungsring seitlich nach innen verschoben wird durch den Nockenring 78, wie nachfolgend näher erläutert werden wird.

Die einzelnen Teile des Packers Io können, wie in der Zeichnung dargestellt, vor dem Absenken in ein ausgekleidetes Bohrloch zusammengebaut sein. Der Ringflansch ~}o am oberen Ende des Dorns 11 verhindert eine Abwärtsbewegung der oberen Ringmuffe 25 relativ zur Kompressionshülse 17» und die Anschlagstifte 4l am

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unteren Endabschnitt der Kompressionshülse verhindern eine Abwärtsbewegung des Expanderkonus 39 relativ zu den Backen 43. Die unteren Gewindegänge 65 auf dem Dorn 11 stehen in Eingriff mit der Kupplungsmutterbaugruppe 59 zur Verhinderung einer Aufwärtsbewegung der Käfigbaugruppe 48 relativ zum Expanderkonus 39, so daß die Backen 43 in ihrer normalerweise zurückgezogenen Stellung während des Absenkens in die Bohrlochauskleidung verbleiben. Infolgedessen bleiben die Packerstruktur 19 und die Backen 43 in der zurückgezogenen Stellung, bis es erwünscht ist, den Packer Io zu setzen. Während des Absenkens können Bohrlochfluide, die sich innerhalb der Auskleidung befinden, sowohl außen um die Packerstruktur I9 herum, als auch durch den ringförmigen Bypass-Durchlaß l8 zirkulieren, der sich zwischen der Kompressionshülse 17 und dem Dorn 11 befindet. Bei der Setztiefe wird der Dorn 11 durch den Rohrstrang um eine entsprechende Anzahl von Umdrehungen in Rechtsrichtung gedreht, um die unteren Gewindegänge 65 auf dem Dorn außer Eingriff mit den Kupplungsmuttergewindegängen 64 zu bringen. Die Schleppblöcke 55 greifen reibend in die Bohrlochauskleidung ein und verhindern eine Drehbewegung der Käfigbaugruppe 48 während dieser Operation. Dann wird der Dorn 11 relativ zur Käfigbaugruppe 48 abgesenkt, um ein Setzen des Packers zu bewirken. Bei der Absenkung des Domes 11 wird der Expanderkonus 39 nach unten relativ zu den Backenelementen 43 verschoben, um diese in Eingriff mit der Bohrlochauskleidung zu bringen. Sobald die Backenelemente 43 mit der Auskleidung im Eingriff stehen, bewegt sich das untere Ende der Kompressionshülse I7 etwas nach unten, bis es gegen die aufwärts gerichtete Oberfläche des Expanderkonus 39 anstößt, wonach die Kompressionshülse nicht weiter abwärts bewegt werden kann. Der Plansch

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auf dem Dorn 11 gelangt in Eingriff mit der aufwärts gerichteten Schulter 29 der Ringmuffe 25, so daß die " Wirkung des Gewichtes des Rohrstanges auf den Dorn dazu führt, daß der obere Anschlag 24 in Richtung auf den unteren Anschlag 2J> bewegt wirk, um so die Packerringe 2o - 22 zu komprimieren und expandieren, bis sie in abdichtendem Kontakt mit der Bohrlochauskleidungswandung gelangen. Abwärtsbewegung des Dornes 11 relativ zur Kompressionshülse 17 verschiebt die Ventilhülse J54 nach unten innerhalb des Ventilsitzrings 32, um so den Durchlaß 18 zu schließen. Wenn der Dorn 11 sich nach unten relativ zur Käfigbaugruppe 48 bewegt, ratschen die oberen Dorngewindegänge 66 nach unten innerhalb der Kupplungsmutterbaugruppe 59> und die oberen Gewindegänge 63 fangen den Dorn in der untersten Stellungen die er bewegt wird, um so den Packer Io in der gesetzten Stellung zu verriegeln. Die Expanderhülse 47 wird nach unten etwas verschoben relativ zum Kupplungsring 85, jedoch gelangen die entsprechenden Gewinde 9I und 92 auf der Hülse und dem Kupplungsring noch nicht in Eingriff. Die relativen Stellungen der verschiedenen Teile des Packers, nachdem dieser in der Auskleidung gesetzt worden 1st, sind in den Fig. 2A und 2B dargestellt.

Das Vorhandensein eines größeren Fluiddrucks in dem Bohrloch oberhalb der Packerstruktur I9 oder die Einwirkung eines zusätzlichen Rohrstranggewichtes auf dem Dorn 11 führt nur dazu, daß der Packer Io stärker in der Bohrlochauskleidung verankert wird. Jede zusätzliche Abwärtsbewegung des Doms 11 wird aufgefangen durch die Kupplungsmutterbaugruppe 59· Gemäß der Erfindung ist der Bohrlochpacker auch so ausgebildet, daß die Backenelemente 4j in Verankerungskontakt mit der Auskleidung ge-

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halten werden bei Ausüben einer aufwärts-gerichteten Kraft auf den Dorn 11. Die aufwärtsgerichtete Kraft könnte beispielsweise durch Zug am Rohrstrang oder durch Vorhandensein eines größeren Fluiddruckes im Bohrloch unterhalb der PackerStruktur 19 als oberhalb derselben aufgebracht werden. Wenn einer dieser Fälle eintritt, so ist daran zu erinnern, daß das untere Gehäuseteil 5° der Käfigbaugruppe sich etwas relativ zum oberen Gehäuseteil 49 nach oben bewegen kann. Wenn dies eintritt, drückt die obere, schräge Oberfläche 8o den Nockenring 78 radial nach innen in Richtung auf die Hülse 47. Eine radiale Einwärtsbewegung des Nockenrings 78 seinerseits verschiebt den Kupplungsring 85 radial nach innen in Eingriff mit den Zähnen 91* die auf der Außenoberfläche der Hülse 47, wie in Fig. 4 dargestellt, ausgebildet sind. Wenn einmal die Zähne 9I und 92 in Eingriff sind, kann man erkennen, daß die Aufwärtskraft auf das untere Gehäuseteil 5o umgelenkt wird durch die Anordnung der Nockenflächen und als abwärts-gerichtete Kraft auf die Expanderhülse 47 wirkt, wobei die abwärtsgerichtete Kraft auf den Expanderkonus 39 übertragen wird und dazu dient, die Backenelemente 43 in Eingriffkontakt mit der Auskleidung zu halten und damit das Gerät gegen Bewegungen zu verankern.

Infolge der Verbindung mit Spiel durch die Stifte 41 und Stifte 4o zwischen der Kompressionshülse 17 und dem Expanderkonus 39 wird eine aufwärts gerichtete Kraft infolge größeren Fluiddrucks, der auf das untere Ende der expandierten Packerstruktur 19 wirkt, nicht auf den Expanderkonus übertragen. Darüberhinaus kann der größere Fluiddruck auf eine Querschnittsfläche wirken, gleich der Querschnittsdicke der Kompressionehülse 17, um so eine

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endseitige Kraft auf den Packer auszuüben und diesen abdichtend gegen die Bohrlochwandung zu drücken.

Wenn es erwünscht ist, den Packer Io für die Entnahme aus der Bohrlochauskleidung oder für eine Bewegung zu einer anderen Setzposition zu lösen, wird der Dorn verdreht, in·dem der Rohrstrang nach rechts gedreht wird unter Ausüben einer aufwärts gerichteten Kraft. Die linksgängige Ausbildung der oberen Gewindegänge 66 auf dem Dorn 11 und der Kupplungsmutterringsegmente führt dazu, daß der Dorn nach oben relativ zur Käfigbaugruppe 48 verschoben wird. Eine Aufwärtsbewegung des Dorns 11 löst die endseitige Kompressionskraft auf die PackeieLemente 2o - 22, so daß sie vollständig zurückgezogen werden. Eventuell wird die obere Ringmuffe 25 durch den Ringflansch 5o auf dem Dorn 11 gelöst, der seinerseits die Kompressionshülse 17 nach oben relativ zum Expanderkonus 29 hebt. Wenn die Kupplungsmutterbaugruppe 59 außer Eingriff mit den linksgängigen Dorngewindegängen 66 gelangt, ermöglicht das Entfallen einer aufwärts gerichteten Kraft auf den unteren Gehäuseteil 5o, daß der Kupplungsring 85 seitlich nach außen expandiert und außer Eingriff mit den Zähnen 91 auf dem unteren Endabschnitt der Expanderhülse 47 gelangt. Nun kann der Expanderkonus 39 nach oben relativ zu den Backenelementen 45 gezogen werden, damit diese nach innen in die zurückgezogene Stellung gebracht werden. Wenn der Dorn 11 seine obere Endstellung in der Bewegung relativ zur Käfigbaugruppe 48 erreicht, ratschen die unteren Dorngewindegänge 65 zurück innerhalb der Kupplungsmutterbaugruppe 59j und die unteren Gewindegänge 64 und gelangen in Eingriff, um das Gerät in seiner vorläufig eingezogenen Laufstellung zu blockieren.

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Vorstehend wurde ein Gerät beschrieben, daß in einem Bohrloch zu verankern ist, beispielsweise ein Packer mit einer kombinierten Backen- und Expanderkombination, die eine Bewegung in beiden Längsrichtungen infolge Druck oder mechanischen Kräften die einwirken, verhindern.

Patentansprüche:

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Claims (10)

Patentansprüche

1. Bohrlochgerät zur Verankerung in einem Bohrloch, mit einem Hauptteil, mit Backen für die Verankerung des Hauptteils in dem Bohrloch und mit einer Expandereinrichtung, die relativ zu den Backen abwärts beweglich ist für die Expansion der Backen in Verankerungseingriff, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät eine Übertragungseinrichtung für aufwärtsgerichtete Kräfte, die auf den Hauptkörper einwirken, in abwärtsgerichtete Kräfte auf den Expander aufweisen, zur Sicherung der Backen im Verankerungseingriff.

2. Bohrlochgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungseinrichtung eine lösbare mechanische Kupplung zwischen dem Hauptteil und dem Expander umfaßt.

J5. Bohrlochgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungseinrichtung ein mit dem Hauptteil gekuppeltes und relativ zu den Backen gleitend angeordnetes Element umfaßt und auf dessen Aufwärtsbewegung ansprechende Nockenteile für das Ausüben einer abwärtsgerichteten Kraft auf den Expander

4. Bohrlochgerät nach Anspruch J>, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenteile relativ zueinander gleitende Teile umfassen, mit in Eingriff stehenden, geneigten Oberflächen,zur Umkehr der Richtung einer Komponente der aufwärts-gerichteten Kraft auf das Hauptteil und auf das mit diesem gekuppelte Element, sowie Kupplungsteile für das Übertragen dieser Kraftkomponente auf den Expander.

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5« Bohrlochgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die relativ zueinander gleitbar angeordneten Teile Gleitflächen aufweisen, nämlich eine abwärts und einwärts geneigte Oberfläche in Wirkverbindung mit einer aufwärts und auswärts geneigten Oberfläche auf dem, mit dem Hauptkörper gekuppelten Element und eine aufwärts und einwärts geneigte Oberfläche in Wirkverbindung mit einer abwärts und auswärts geneigten Oberfläche auf der Kupplung.

6. Bohrlochgerät nach Anspruch 4 oder 5j dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung ein Kupplungsteil umfaßt, das relativ zu dem Expander seitlich ausdehnbar und zusammenziehbar ist, mit Kupplungszähnen, die in Eingriff bringbar sind mit zugeordneten Kupplungszähnen auf dem Expander und daß die Kupplungszähne für die Übertragung einer abwärtsgerichteten Kraft auf den Expander in Eingriff brinbar sind und außer Eingriff bringbar sind für die Ermöglichung einer relativen Längsbewegung zwischen dem Expander und den Backen.

7. Bohrlochgerät nach einem der Ansprüche 1-6, mit Packereinrichtungen, die von dem Hauptkörper für das Abdichten eines Bohrlochs getragen sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindung mit Spiel zwischen der Packereinrichtung und dem Expander vorgesehen 1st, zur Ermöglichung des Ausübens einer abwärtsgerichteten Kraft auf den Expander unabhängig von der Packereinrichtung,

8. Bohrlochgerät nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß die Packereinrichtung ein Hülsenteil und ein elaitoroeres Packerelement umfaßt, das auf dem HUlsen-

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teil angeordnet ist und daß die Verbindung mit Spiel zwischen dem Hülsenteil und dem Expander ausgebildet ist für die Ermöglichung begrenzter Längsbewegungen.

9. Bohrlochgerät nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Hauptkörper gekuppelte Element ein unteres Gehäuseteil auf dem Hauptkörper umfaßt und daß die Backen auf einem oberen Gehäuseteil auf dem Hauptkörper angeordnet sind, welche unteren und oberen Gehäuseteile für begrenzte,relative Längsbewegung miteinander gekuppelt sind.

10. Bohrlochgerät nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Kupplungseinrichtung für die Kupplung des Hauptkörpers mit dem unteren Gehäuseteil in Längsrichtung im Abstand befindlichen Relativstellungen, wobei die Kraft in Längsrichtung auf den Hauptkörper auf das untere Gehäuseteil übertragbar ist.

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