DE2126867A1 - Directional drilling method - Google Patents
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Description
VERFAHREN ZUM RICHTBOHRENMETHOD OF DIRECTIONAL DRILLING
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Richtbohren eines •Bohrloches einer Öffshore-Bohrung, die in einem Meeresboden, der eine obere weichere und eine darunterliegende feste Bodenformation aufweist, niedergebracht wird.The invention relates to a method for directional drilling • Boreholes of an offshore borehole, which are in a seabed, which has an upper softer and an underlying solid soil formation.
Bei der Durchführung einer Offshore-Bohrung wird das. Bohrloch in der Regel mit einer Anzahl axial ausgerichteter Futterrohrstränge ausgekleidet, die einsn vertikalen, dünnwandigen Durchlaß bilden. Anschließend wird ein mit einem Bohrmeißel und anderen zusätzlichen Einrichtungen versehener Bohrstrang durch diesen Durchlaß niedergebracht, wo er rotierend das Bohrloch selbst vorschiebt.When drilling offshore, the borehole will typically come with a number of axially aligned casing strings lined, which form a vertical, thin-walled passage. Then one is made with a drill bit and other additional facilities provided drill string is brought down through this passage where it rotates the Advances the borehole itself.
Es gibt eine Reihe von Gründen für die häufige Anwendung der Technik des Schräg- oder Richtbohrens. Im Falle von Offshore-Gas- oder Ölfeldern, wo man von einer feststehenden Offshore-Bohrinsel aus bohrt, muß man von der Bohrinsel aus radial eine Anzahl von Bohrungen ausführen, um das Gebiet möglichst vollständig erfassen zu können. Bei dieser Form der Aufschlußbohrung ist es förderlich, den Bohrstrang von vornherein unter einem bestimmten Winkel in den Meeresuntergrund eintreten zu lassen, so daß er gleich von der Bohrinsel aus die gewünschte Richtung einnimmt. Falls man Kenntnis von einer untertägigen Erdgas- und/oder Erdöllagerstätte hat, so ist es wünschenswert, diese Lagerstätte an möglichst vielen Stellen anzubohren. Folglich wird eine Reihe von Bohrlöchern There are a number of reasons for the frequent use of the helical or directional drilling technique. In the case of offshore gas or oil fields, where drilling is carried out from a fixed offshore drilling platform, a number of boreholes must be carried out radially from the drilling platform in order to be able to cover the area as completely as possible. In this form of exploratory drilling, it is beneficial to let the drill string enter the sea bed at a certain angle from the outset so that it immediately assumes the desired direction from the drilling platform. If one has knowledge of an underground natural gas and / or oil deposit , it is desirable to drill into this deposit in as many places as possible. As a result, a series of boreholes is created
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in einem abwärts gerichteten Winkel von der Bohrinsel in den Bereich der Lagerstätte hinabgeführt.at a downward angle from the rig into the area of the deposit.
Eine weitere Anwendungsmöglichkeit für das Schräg- oder Richtbohren ergab sich bei Bohrlöchern, die durch Überdruck in der angebohrten Lagerstätte außer Kontrolle gerieten. Anstatt die Bohrung in einem solchen Falle über ihre eigene Öffnung übertage wieder unter Kontrolle zu bringen, macht man von der Möglichkeit des Schrägbohrens Gebrauch, indem man das Feld oder die Erdgaslagerstätte in einem bestimmten Winkel zum ursprünglichen Bohrloch anbohrt und damit ein Sicherheitsventil für die Druckerhöhung schafft.Another possible application for inclined or directional drilling resulted in boreholes that were exposed to excess pressure got out of control in the drilled deposit. Instead of drilling in such a case on their own To bring the opening above ground back under control, one makes use of the possibility of inclined drilling by using Drills the field or the natural gas reservoir at a certain angle to the original borehole and thus drills it Safety valve for the pressure increase creates.
Die Industrie hat verschiedene Techniken für das Schrägoder Richtbohren entwickelt. Eine der anerkannten Methoden besteht darin, durch Verwendung eines speziellen Bohrmeißels zusammen mit entsprechendem Hilfsgerät ein Bohrloch in einer vorbestimmten oder'gewünschten Richtung vorzutreiben. Die Richtung des Bohrmeißels kann, und wird auch häufig>durch Regelung des Druckes, den der Bohrstrang auf den Bohrmeißel ausübt, verändert werden. Dies geschieht durch Verstellung der Halteeinrichtungen im Bohrturm. Um das Schräg- oder Winkelbohren eines Bohrloches zu erleichtern, kann man die Bohrung auch mithilfe eines Führungsrohres oder einer ähnlichen Vorrichtung beginnen, die sich von der Oberseite der Plattform in einem bestimmten Winkel zum Meeresboden hin erstreckt. Der Bohrstrang und der Meißel v/erden dann durch das Führungsrohr hindurchgeführt und können in dem der Neigung des Führungsrohres entsprechenden Winkel in den Meeresuntergrund eintreten. The industry has developed various techniques for angled or directional drilling. One of the recognized methods consists in driving a borehole in a predetermined or desired direction by using a special drill bit together with appropriate auxiliary equipment. The direction of the drill bit can, and often will, be changed by controlling the pressure exerted on the drill bit by the drill string. This is done by adjusting the holding devices in the derrick. In order to facilitate inclined or angled drilling of a borehole, the drilling can also be started with the aid of a guide tube or a similar device which extends from the top of the platform at a certain angle to the seabed. The drill string and the bit are then passed through the guide tube and can enter the sea bed at the angle corresponding to the inclination of the guide tube.
Wo jedoch der Meeresuntergrund so nachgiebig ist, daß sich ein stabiles Bohrloch nicht direkt in den Meeresboden bohren läßt, ist die Verwendung eines Führungsrohres natürlich nicht angebracht. Wenn der Boden zum Beispiel die weiche Konsistenz eines Delta-Bodens aufweist, kann man unmöglich dort eine Bohrung durchführen, denn die Wände des Bohrloches wurden sofort wieder nachfallen. Ferner würde bei einem relativBut where the seabed is so yielding that If a stable borehole cannot be drilled directly into the seabed, the use of a guide tube is of course not possible appropriate. For example, if the soil has the soft consistency of delta soil, it is impossible to get one there Carry out the drilling, because the walls of the borehole fell back immediately. Furthermore, with a relative
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OFUGiNAL INSPECTEDOFUGiNAL INSPECTED
weichen Boden das in einem bestimmten Winkel in den Boden eintretende Bohrwerkzeug dazu neigen, eine lotrechte Position einzunehmen, und zwar einmal, weil der Druck des Bohrgestänges und der Schwerstange auf ihm lastet und zum anderen, weil der Boden das Bohrgestänge nicht in der gewünschten nicht-lotrechten Richtung halten kann.soft ground the boring tool entering the ground at a certain angle will tend to have a plumb position to take, on the one hand because the pressure of the drill pipe and the drill collar is on it and on the other hand, because the ground cannot hold the drill pipe in the desired non-perpendicular direction.
Aufgabe der Erfindung ist- daher ein Verfahren zur Durchführung einer Offshore-Bohrung in einem relativ weichen Meeresuntergrund. Weitere Aufgabe ist es, ein Verfahren zu entwickeln, das sich bei einer Offshore-Bohrung in einem Meeresuntergrund von der allgemeinen Konsistenz eines Delta-Bodens anwenden läßt. Eine v/eitere Aufgabe besteht darin, die Durchführung einer Schräg- oder Richtbohrung in den weichen Untergrund eines Offshore-Bohrortes zu erleichtern, und zwar durch Verwendung der für lotrechtes Bohren vorgesehenen Standardbohreinrichtungen, die man normalerweise auf Pontons und Bohranlagen zur Verfügung hat*The object of the invention is therefore a method for implementation an offshore well in a relatively soft seabed. Another task is to develop a process which differs from the general consistency of a delta bottom in the case of an offshore borehole in a seabed can apply. Another task is the implementation to facilitate inclined or directional drilling in the soft subsoil of an offshore drilling location, namely through Use standard plumb boring equipment normally found on pontoons and Has drilling rigs available *
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zum Richtbohren eines Bohrloches einer Offshore-Bohrung, die in einem Meeresboden, der eine obere weichere und .eine darunterliegende feste Bodenformation aufweist, niedergebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daßThe invention therefore relates to a method for directional drilling a borehole of an offshore well, which is in a seabed, the upper one softer and one below has solid soil formation, is brought down, characterized in that
a) ein zylindrisches Futterrohr im wesentlichen senkrecht in den Meeresboden bis zu einer Teufe, in der das untere Ende des Futterrohres die feste Bodenformation erreicht, vorgetrieben wird;a) a cylindrical casing substantially perpendicularly in the seabed to a depth in which the lower The end of the casing reaches the solid soil formation, is driven forward;
b) in Fortsetzung des Futterrohres in der festen Bodenformation ein Bohrloch gebildet wird, das in fortschreitender Ablenkung eine Winkelabweichung gegenüber der Futterrohrachsenrichtung aufweist;b) in continuation of the casing in the solid soil formation a borehole is formed, which in progressive Deflection has an angular deviation from the liner axis direction;
c) das Futterrohr durch dieses Bohrloch nachgetrieben wird, wobei die Futterrohrwände der Biegung des Bohrloches folgen;c) the casing is driven through this borehole, the casing walls following the curve of the borehole;
d) die obigen Schritte wiederholt werden, bis das Futterrohr in der gewünschten Richtung ausgerichtet ist.d) Repeat the above steps until the liner is oriented in the desired direction.
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Nachstehend wird das Verfahren anhand der Figuren 1, 2 und 3 näher erläutert.The method is described below with reference to FIGS. 1, 2 and 3 explained in more detail.
Fig. 1 ist eine teils sehematische Darstellung des vorliegenden Verfahrens zur Ausführung einer Schrägbohrung voneiner feststehenden, im Untergrund eines Gewässers eingebetteten Bohrinsel aus. Fig. 2 zeigt im vergrößerten Maßstab eine Teilansicht vom unteren Ende eines teilweise in den Boden eingelassenen Bohrfutterrohres sowie des Bohrstranges, der die Ablenkbohrung vor dem Futterrohr weiter vortreibt. Fig. 3 zeigt einen Querschnitt entlang den in Fig. 2 abgebildeten Linien 3-3.Fig. 1 is a partially schematic representation of the present Method for the execution of an inclined drilling of a fixed, embedded in the subsoil of a body of water Oil rig off. Fig. 2 shows, on an enlarged scale, a partial view from the lower end of a partially in the The drill casing sunk into the ground and the drill string that continues to advance the deflection hole in front of the casing. FIG. 3 shows a cross section along lines 3-3 depicted in FIG.
Die Erfindung besteht somit in einem Verfahren, das das Schräg- oder Richtbohren an einem Offshore-Bohrort in' einen Meeresuntergrund, dessen obere Schicht eine im wesentlichen weiche Beschaffenheit auf v/eist, erleichtern soll. Das Verfahren sieht vor, daß eingangs ein langgestrecktes Futterrohr im wesentlichen lotrecht in den Untergrund niedergebracht wird, bis es mit seinem Vorderende die weiche oder unverfestigte Schicht durchstoßen hat und in die festere Schicht eintritt. In dieser Lage wird das aufgehängte Futterrohr an seinem oberen Ende im wesentlichen vom Bohrturm getragen, während sein unteres Ende in eine feste Schicht eingebettet ist.The invention thus consists in a method that the inclined or directional drilling at an offshore drilling location in 'one Seabed, the upper layer of which is intended to lighten a substantially soft texture. The procedure provides that initially an elongated casing is brought down essentially perpendicularly into the ground until it has penetrated the soft or unconsolidated layer with its front end and into the harder layer entry. In this position the suspended casing is essentially supported at its upper end by the derrick, while its lower end is embedded in a solid layer is.
Im Anschluß daran wird in der festen Schicht eine Ablenkbohrung vor dem Vorderende des Futterrohres ausgeführt, in welches das letztere nachgetrieben wird. Das hat zur Folge, daß sich die Futterrohrwände verformen und dadurch der Biegung der Ablenkbohrung anpassen. Durch das Ablenken des vorgetriebenen. Bohrloches in einem gewünschten Grad zur endgültigen Ausrichtung der Bohrung wird das Futterrohr schließlich in einem von der Lotrechten abweichenden Winkel ausgerichtet und dadurch dem Bohrstrang die gewünschteA deflection bore is then made in the solid layer in front of the front end of the casing, in FIG which the latter is driven after. This has the consequence that the casing walls deform and thereby adapt to the bend of the deflection bore. By distracting the driven. The casing is drilled to a desired degree for the final orientation of the bore finally aligned at a different angle from the perpendicular and thereby the drill string the desired
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Richtung gegeben.Given direction.
Da die Figuren 1 und 2 zum Teil das gleiche wiedergeben, wurden den einander entsprechenden Elementen jeweils dieselben Bezugsziffern zugeordnet. Sowohl Fig. 1 wie Fig. 2 zeigen ein gewöhnliches Offshore-Bohrloch 10, das in einen Meeresuntergrund.vorgetrieben wird, der teilweise wie Delta-Boden beschaffen ist. Dieser Untergrund ist gekennzeichnet durch eine allgemein weiche oder unverfestigte Schicht U, die sich direkt unter der Oberfläche des Meeresbodens befindet. Diese obere Schicht des Meeresuntergrunds kann in einem Gebiet wie dem Golf von Mexiko eine Stärke bis zu 100 m und mehr erreichen.Since Figures 1 and 2 partly show the same, the same reference numbers have been assigned to the corresponding elements. Both Fig. 1 and Fig. 2 show a common offshore well 10 running into a Seabed, which is partially driven like delta bottom is made. This subsoil is characterized by a generally soft or unconsolidated layer U, which is just below the surface of the ocean floor. This upper layer of the seabed can be in reach a thickness of 100 m and more in an area such as the Gulf of Mexico.
Es versteht sich, daß der Qffshore-Untergrund an verschiedenen Orten verschiedene Bodenprofil e aufweisen kann, auch wenn diesen Bohrorten die weiche Bodenbeschaffenheit gemeinsam ist. Ein solches Profil kann beispielsweise aus einer Reihe horizontaler Schichten unterschiedlicher Beschaffenheit zusammengesetzt sein. Diese Schichten oder Lagen können in unterschiedlicher Abstufung und variierenden Anteilen Sand, Ton oder andere Bestandteile aufweisen. Zusammengenommen jedoch können diese Schichten bei einer Stärke von mehreren hundert Fuß ein stahlwandiges ΡμΐΐβΓΓοίΧΓ einer gewünschten Länge nicht halten.It goes without saying that the offshore subsoil can have different soil profiles at different locations, too if these drilling locations have the soft soil in common. Such a profile can, for example, consist of a Be composed of a series of horizontal layers of different texture. These layers or plies can be in have different gradations and varying proportions of sand, clay or other components. Put together however, when several hundred feet thick, these layers can be a steel-walled ΡμΐΐβΓΓοίΧΓ of any desired Length does not hold.
Unterhalb dieser weicheren Schicht trifft man jedoch auf eine aus festerem Ton oder ähnlichem bestehende Schicht F, welche das Futterrohr allein durch Kontakt mit dessen Außenwänden hält. . _Below this softer layer, however, one hits a layer F consisting of firmer clay or the like, which the casing pipe solely through contact with its outer walls holds. . _
In der vorliegenden Ausführungsform wird das Bohrloch 10 von einer feststehenden, eine Mehrzahl von Beinen 12 und 13 aufweisenden Bohrinsel aus gebohrt. Die Beine ragen nach oben hin aus dem Wasser heraus und tragen die Arbeitsbühne 14. Normalerweise steht diese Arbeitsbühne entweder fest oder beweglich in ausreichendem Abstand über der Wasseroberfläche, um das Arbeitsgerät vor übermäßigen Wind- und Wassereinflüssen zu schützen. In the present embodiment, the borehole 10 is drilled from a stationary drilling rig having a plurality of legs 12 and 13. The legs protrude upwards out of the water and carry the working platform 14. Normally this working platform is either fixed or movable at a sufficient distance above the water surface to protect the working device from excessive wind and water influences.
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Die Arbeitsbühne 14 trägt das ül-iche Gerät und Ausrüstungsraaterial zum Bohren. Dazu gehört ein Bohrturm 16 aus einem offenen Stahlgerüst, mit einem Flaschenzug 17 sowie den notwendigen Vorrichtungen zur Aufhängung des Bohrstranges 18, wenn dieser in das Bohrloch 10 niedergebracht \«ärd. Auf der Arbeitsbühne 14 befindet sich ferner die Winde 19, die mit dem Drehtisch 21 verbunden ist, der in Höhe der Arbeitsbühne beweglich montiert ist, und mit dessen Hilfe man den Bohrstrang rotieren läßt.The work platform 14 carries the normal equipment and equipment for drilling. This includes a derrick 16 made of an open steel frame, with a pulley block 17 and the necessary Devices for suspending the drill string 18 when it is brought into the borehole 10. On the Working platform 14 is also the winch 19, which is connected to the turntable 21, which is at the level of the working platform is movably mounted, and with the help of which you can rotate the drill string.
Die Bohrinsel 11 wird an einem vorbestimmten Offshore-Bohrort durch die Stützen 22 verankert, welche durch die jeweiligen Beine 12 und 13 ausgefahren und in den Untergrund eingerammt werden. Normalerweise werden diese Stützen so tief eingerammt, daß sie der Bohrinsel eine ." ausreichende Stabilität verleihen, um den Unbilden des Wetters standzuhalten. Gemäß der vorliegenden Praxis erhöht sich die Anzahl der zur ausreichenden Stabilisierung und Verankerung der Bohrinsel notwendigen Stützen 22, je weicher der Untergrund beschaffen ist.The drilling rig 11 is at a predetermined offshore drilling location anchored by the supports 22, which are extended through the respective legs 12 and 13 and into the ground be rammed. Normally, these supports are driven in deep enough to give the rig an adequate one Provide stability to withstand the rigors of the weather. According to the present practice, the number increases of the supports 22 necessary for adequate stabilization and anchoring of the drilling platform, the softer the ground is made.
Bei der vorliegenden Abbildung kann die Wassertiefe am Bohrort zwischen etwa 7,50m und über 100 m betragen. ' /" , " Die obere Schicht des Meeresuntergrundes, W, besteht, wie bereits erwähnt, aus relativ weichem, schlammigen oder ähnlich beschaffenem Material. Ein solcher Untergrund vermag nur in äußerst geringem Maße einem schweren Futterrohr oder einem anderen glattwandigen Körper allein durch Reibungskontakt mit der Oberfläche des Körpers einen Halt zu bieten. Die Erfahrung hat beispielsweise gezeigt, daß verhältnismäßig lange Rohrstränge im. Golf von Mexiko verlorengegangen sind, einfach weil sie durch ihr Gewicht in den Untergrund absanken, der den Rohrstrang nicht halten konnte.In the present illustration, the water depth at the drilling location between about 7.50 m and over 100 m. '/ "," The upper layer of the ocean floor, W, consists of how already mentioned, made of relatively soft, muddy or similar material. Such an underground can only to a very small extent a heavy casing or a to provide support for other smooth-walled bodies solely through frictional contact with the surface of the body. the Experience has shown, for example, that relatively long strings of pipe in the. Lost the Gulf of Mexico simply because their weight sank into the ground, which could not hold the pipe string.
Das Futterrohr 23, welches normalerweise die Außenwand im oberen Bereich des Bohrloches bildet, entsteht durch Zusammenschweißen von dickwandigen zylindrischen Stahlrohrstücken. Wenn das Futterrohr tiefer in den Untergrund eindringt, werden oben weitere Rohrstücke angeschweißt, wodurch The liner 23, which usually forms the outer wall in the upper area of the well, formed by welding thick-walled cylindrical steel pipe pieces. If the casing penetrates deeper into the subsoil, more pipe pieces are welded on above, as a result of which
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am oberen Ende des Bohrloches ein durchgehender Durchlaß von etwa 50 - 91cm Durchmesser gebildet wird.at the upper end of the borehole a continuous passage of about 50-91cm diameter is formed.
Normalerweise -werden nach Einbettung des äußeren Futterrohres in den Untergrund eine Reihe von Futterrohren geringerer Durchmesser konzentrisch durch das äußere Futterrohr 23 niedergebracht. Jede weitere Futterrohrsektion wird an ihrem Platz festzementiert, und man erhält so einen langen Durchlaß mit abnehmendem Durchmesser. Dieser Durchlaß dient dazu, den rotierenden, abwärts vordringenden Bohrstrang 18 zu führen sowie den Bohrschlamm nach oben zu leiten.Usually after embedding the outer casing in the underground a number of lesser casing pipes Diameter brought down concentrically through the outer casing 23. Each additional casing section is attached to your Cemented in place, and so you get a long passage with decreasing diameter. This passage serves to guiding the rotating downwardly advancing drill string 18 as well as directing the drilling mud upward.
Wie in Fig. 1 und 2 gezeigt ist, ist die Stellung des Futterrohres 23 am oberen Ende im wesentlichen ldrecht relativ zur Wasseroberfläche. Das ist der Masse des Stahlfutterrohrs zuzuschreiben, das durch sein Eigengewicht durch das Wasser Lind die obere v/eiche Schicht W absinkt.As shown in Figures 1 and 2, the position of the casing is 23 at the upper end essentially horizontally relative to the water surface. This is due to the weight of the steel casing, which is carried by the water under its own weight the upper v / oak layer W sinks.
Das Futterrohr 23 wird nach und nach durch das Wasser abgesenkt. Am oberen, festeingespannten Ende des Futterrohres werden auf der Arbeitsbühne weitere Futterrohrstücke angeschweißt. Wenn es sich jedoch als notwendig erweisen sollte, so wird mithilfe eines Rammwerkzeugs oder eines ähnlichen Geräts, das auf der Bohrinsel oder einem benachbarten Ponton aufgestellt ist, das Futterrohr von der Wasseroberflache her niedergebracht. Wenn der Untergrund verhältnismäßig weich ist, so kann man auch mithilfe des HochdruckspülVerfahrens lotrecht ein Loch durch den Untergrund nach unten treiben und dadurch die Einbettung erleichtern.The casing 23 is gradually lowered by the water. At the upper, firmly clamped end of the casing pipe, further casing pipe pieces are welded onto the working platform. However, if it should prove necessary, a ramming tool or similar is used Device that is set up on the drilling rig or a neighboring pontoon, the casing from the surface of the water brought down. If the ground is relatively soft, you can also use the high-pressure flushing method Drive a hole vertically down through the subsurface and thereby facilitate the embedding.
Wie weiter in Fig. 1 und 2 dargestellt ist, wird das Futterrohr 23 abwärts gepreßt und verbiegt sich dadurch allmählich unterhalb der Formationsgrenze., kurz nachdem es in die feste Schicht eingetreten ist. Diese Ablenkung des unteren Futterrohrendes wird beibehalten, bis das Rohr die gewünschte Teufe erreicht hat. An diesem Punkt ist das Futterrohr so ausgerichtet, daß es das Bohren in einer bestimmten Richtung ermöglicht.As further illustrated in Figures 1 and 2, the casing is 23 pressed downwards and thereby gradually bends below the formation boundary., Shortly after it enters the solid shift has occurred. This deflection of the lower casing end is maintained until the pipe is the desired one Has reached depth. At this point the casing is oriented so that it is drilling in a particular direction enables.
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.Fig. 2 zeigt, daß das untere Ende des Futterrohres 23.aus einem zylindrischen Stück mit einer Führungskante 24 besteht und eine hinreichende Wandstärke besitzt, um den Futterrohrstrang 23 durch den vorher abgelenkten Bereich des Bohrloches 27 zu führen. Das Futterrohr 23 kann am Rand an einer.Stelle mit einem nach außen vorspringenden Rohrschuh 26 versehen sein, und zwar entgegen der Richtung, in die das Rohr gekrümmt oder abgelenkt wird. Dieses Rohrschuhsegment 26, das in Fig. 3 zu sehen ist, besteht ,im wesentlichen aus einem Randsegment der Futterrohroberfläche, das verjüngend nach außen aufgerichtat ist und auf die Seite, nach der die Richtung des Futterrohres abgelenkt wird, einen Rückwärtszug ausübt..Fig. 2 shows that the lower end of the casing 23 consists of a cylindrical piece with a leading edge 24 and has a sufficient wall thickness to guide the casing string 23 through the previously deflected area of the borehole 27. The casing 23 can be provided at the edge at one point with an outwardly projecting pipe shoe 26, namely opposite to the direction in which the pipe is bent or deflected. This pipe shoe segment 26, which can be seen in FIG. 3, consists essentially of an edge segment of the casing surface which is tapered outwards and exerts a reverse pull on the side towards which the direction of the casing is deflected.
Wie in Fig. 2 zu sehen ist, wird das Futterrohr 23 in die feste Bodenschicht vorgetrieben, indem man vor Nachsetzen des Futterrohres das Bohrloch im Bereich 27 durch gerichtetes Spülen ablenkt und dann das Futterrohr durch Rammen oder andere Methoden durch den so abgelenkten Bereich des Bohrloches preßt. Wenn es sich um einen festen Untergrund F handelt, so wird die Ablenkungsbohrung mit einem am unteren Ende des Bohrstranges befestigten Ablenkdüsenmeißel 28 vorgetrieben. Eine unter Druck stehende Flüssigkeit, wie Wasser oder Bohrschlamm, wird nach unten zu aus dem Abienkdüsenmeißel gepumpt, wodurch ein runder, sich koaxial mit dem unteren Ende des Futterrohrs ausdehnender Durchlaß ausgespült wird. Der Strahl des Ablenkdüsenmeißels 28 ist seitwärts gerichtet, um den Meißel in die gewünschte Richtung zu drängen. Der Arbeitsdruck der aus dem Meißel entströmenden Flüssigkeit kann selbstverständlich dem Untergrund entsprechend variiert werden, so daß man die Ablenkungsbohrung möglichst wirksam in die gewünschte Richtung ablenken kann.As can be seen in Fig. 2, the casing 23 is driven into the solid soil layer by prior to repositioning of the casing deflects the borehole in area 27 by directional flushing and then the casing by ramming or otherwise Methods presses through the so deflected area of the borehole. If it is a solid base F, thus the diversion bore is advanced with a diversion nozzle bit 28 attached to the lower end of the drill string. A liquid under pressure, like water or drilling mud, is pumped down to from the Abienkdüsencheißel, creating a round, coaxial with the the lower end of the casing expanding passage is flushed. The deflector bit 28 jet is sideways directed to urge the chisel in the desired direction. The working pressure of the flowing out of the chisel Liquid can of course be varied according to the subsoil, so that you can use the deflection hole can deflect as effectively as possible in the desired direction.
Bei einer normalen Bohrung mit einem Ablenkdüsenmeißel werden Bohrstrang und Bohrmeißel auf die Bohrlochsohle hinabgesenkt. Der Meißel ist so mit dem Gestänge verbunden, daß nur eine oder wenige Düsen offenbleiben und damit der Meißel in eine seitliche Richtung gedrängt wird. Ohne den Bohrstrang rotieren zu lassen, wird Spülflüssigkeit zum Meißel hinab-In normal drilling with a diverter nozzle bit, the drill string and bit are lowered to the bottom of the borehole. The chisel is connected to the linkage in such a way that only one or a few nozzles remain open and thus the chisel is urged in a lateral direction. To rotate without the drill string to the bit rinsing liquid is hinab-
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gepumpt und durch die eine bzw. mehrere offene Düsen in die umgebende Schicht getrieben. Die unter Druck stehenden F3.üssigkeits ströme lockern den Boden, spülen ihn aus und bilden dadurch einen seitwärts gerichteten Hohlraum. Der Meißel wird sodann weiter vorgeschoben, das Wachpumpen der Flüssigkeit unterbrochen, und das untere Ende des Bohrstrangs folgt dem Meißel, der einen abweichenden Kurs in Richtung des seitwärts gerichteten-Hohlraums einschlägt. Das abwech- . selnd erfolgende Spülen und Bohren wird hiernach fortgesetzt, bis die gewünschte Teufe erreicht ist.pumped and driven through the one or more open nozzles into the surrounding layer. The ones under pressure F3. Streams of liquid loosen, rinse and rinse the soil thereby form a sideways cavity. The chisel is then advanced further, the awake pumping of the Fluid interrupted, and the lower end of the drill string follows the bit, which is a deviating course towards of the sideways-facing cavity. The alternate. rinsing and drilling that is taking place independently is continued afterwards, until the desired depth is reached.
Bei dem -erfindungsgemäßen Verfahren wird das Futterrohr, wie auch aus den Zeichnungen zu entnehmen ist, zunächst lotrecht über eine vorbestimmte Strecke in den Untergrund hinabgelassen. Die Strecke wird so festgelegt, daß das untere Ende des Futterrohres bis in die untere festere, mit F bezeichnete Schicht reicht. Das Futterrohr kann noch weiter in die feste Schicht vorgetrieben werden, so wie es Fig. 1 zeigt, oder man kann, gemäß Fig. 2, mit der Richtungsänderung des Futterrohres schon unmittelbar nach Eintritt in die feste Schicht beginnen.In the method according to the invention, the casing, such as can also be seen from the drawings, initially lowered vertically over a predetermined distance into the ground. The distance is determined in such a way that the lower end of the casing pipe into the lower end, marked F, is more solid Layer is enough. The casing can be driven even further into the solid layer, as shown in FIG. 1, or you can, according to FIG. 2, with the change in direction of the casing immediately after entering the solid layer kick off.
Während der Ablenkdüsenmeißel 28 über das untere Ende des Futterrohrs 23 hinaus vorgetrieben wird, um die Ablenkungsbohrung auszuführen, wird das herausgewaschene Material, wie Ton, Sand usw., aus dem Bohrloch durch das Futterrohr nach oben gespült und weggebracht. Nachdem die Ablenkbohrung bis ans Ende der gewünschten Strecke vorgetrieben worden ist, wird der Meißel 28 zurückgeholt. Das Futterrohr 23 wird sodann durch Hämmern oder Rammen oder irgendwelche anderen abwärts wirkenden Kräfte in das Ablenkbohrloch hineingepreßt. Während das Futterrohr mit seinem unteren Ende in dem Ablenkungsbohrloch weitergeschoben wird, verformen sich zwangsweise seine Wände und krümmen sich entsprechend dem Verlauf der Ablenkungsbohrung.As the diverter nozzle bit 28 is advanced past the lower end of the casing 23 to make the diverter bore, the material washed out becomes such as Clay, sand, etc., washed up through the casing from the borehole and carried away. After the deflection hole up has been driven to the end of the desired distance, the chisel 28 is retrieved. The casing 23 is then forced into the deflection borehole by hammering or ramming or any other downward force. As the lower end of the casing is pushed further in the deflection borehole, it deforms forcibly its walls and curve according to the course of the deflection hole.
Die aufeinanderfolgenden Verfahrensschritte, d.h. das Einlassen des Futterrohres 23 in das Ablenkungsbohrloch 27, wie " auch das Vorbohren dieses Bohrloches, wiederholen sich für ·The successive procedural steps, i.e. letting in of the casing 23 into the deflection borehole 27, as well as "the pre-drilling of this borehole, are repeated for
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kurze Streckenabschnitte, bis das untere Ende des Futterrohrs in einer vorbestimmten Teufe und Richtung ausgerichtet ist. Danach wird ein Loch gebohrt und ein Futterrohrstück geringeren Durchmessers wird eingeführt und dort verzementiert. Das letztgenannte Futterrohrstück ist dünn genug, daß es ohne Rammen in das vorgebohrte Loch eindringen kann.short distances until the lower end of the casing is aligned in a predetermined depth and direction. Then a hole is drilled and a piece of casing smaller Diameter is introduced and cemented there. The latter length of casing is thin enough that it can can enter the pre-drilled hole without ramming.
Nachdem das Futterrohr 23 in dem gewünschten Abweichungswinkel verläuft und das kleinere Futterrohr sich an Ort und Stelle befindet, kann der Bohrstrang 18 mit Bohrmeißel oder Ablenkdüsenmeißel 28 an seinem unteren Ende eingesetzt werden. Die Bohrung kann nun in der üblichen Weise durch das bereits erwähnte Bohren oder gerichtete Spülen weitergeführt werden. Wie bereits gesagt wurde, hängt die Richtung, in der sich der Bohrmeißel in diesem Arbeitsstadium in den Untergrund hineinfrißt, zumindest teilweise von der Art des verwendeten Bohrmeißels wie auch dem auf ihn ausgeübten Druck ab. Es kann also jeder weitere Abweichung winkel bzw. die Richtung, in der der Bohrmeißel vielter vordringt, leicht von der Wasseroberfläche her gesteuert werden.After the casing 23 is at the desired angle of deviation and the smaller casing is in place, the drill string 18 can be deployed with drill bit or diverter bit 28 at its lower end. The drilling can now be continued in the usual way by the already mentioned drilling or directional flushing. As previously stated, the direction in which the drill bit digs into the subsurface at this stage of operation depends at least in part on the type of drill bit used and the pressure applied to it. So every further deviation angle or the direction in which the drill bit advances can easily be controlled from the water surface.
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