DE2361811A1

DE2361811A1 - METHOD OF INSPECTING COATINGS BY A DRILL TESTING DEVICE ACTUATED BY ANNUAL PRESSURE AND DEVICE FOR THIS METHOD

Info

Publication number: DE2361811A1
Application number: DE2361811A
Authority: DE
Inventors: John C Holden
Original assignee: Halliburton Co
Current assignee: Halliburton Co
Priority date: 1973-11-15
Filing date: 1973-12-12
Publication date: 1975-05-22
Also published as: CA984287A; GB1420485A; DE2361811C2; ES426005A1; NL7316966A; JPS5080201A; NO147280C; ES421426A1; JPS5638757B2; IT1012533B; NO147280B; DK674573A; NL183310C; US3856085A; BR7309717D0; NO474673L

Description

DIPL.-ING. KLAUS BEHN
DIPL.-PHYS. ROBERT MÜNZHUBERDIPL.-ING. KLAUS BEHN
DIPL.-PHYS. ROBERT MÜNZHUBER

PATENTANWÄLTE O O C 1 Q 1 1PATENT LAWYERS O O C 1 Q 1 1

8 MÜNCHEN 22 Wl D EN MAYERSTRASSE 6 t W D IO I I8 MUNICH 22 Wl D EN MAYERSTRASSE 6 t W D IO I I

TEL. (089) 22 25 30 - 29 51 92TEL. (089) 22 25 30 - 29 51 92

A 33V335 73 HD-ib 12. Dezember 1973A 33V335 73 HD-ib December 12, 1973

Firma HALLIBURTON COMPANY, Drawer 1431, Duncan, Oklahoma 73533,HALLIBURTON COMPANY, Drawer 1431, Duncan, Oklahoma 73533,

USAUnited States

Verfahren zur Prüfung von Schichten durch eine vom Ringraumdruck betätigte Bohrprufvorrichtung und Vorrichtung für dieses VerfahrenMethod of testing strata by an annulus pressure actuated drilling tester and Apparatus for this procedure

Als sich bei der Suche nach Erdöl die Arbeitsumgebung zunehmend zu feindlichen und schwer zugänglichen Umgebungen, wie etwa ablandige Umgebungen, verschob, wurden die Probleme schwieriger, die bei der Prüfung von möglichen ergiebigen geologischen Schichten (im weiteren nur Schichten genannt) bestehen.As the search for petroleum becomes more and more hostile and difficult to access, the work environment, such as Moved around offshore environments, the problems became more difficult in examining possible productive geological Layers (hereinafter referred to as layers) exist.

Besondere Aufmerksamkeit wurde der Entwicklung von Techniken zur Schichtprüfung geschenkt, welche die Kompliziertheit des Aufbaus und die Anstrengung bei der Handhabung auf ein Mindestmaß herabsetzen, so daß die Schichtprüfungen leichter durchgeführt und die allgemeine Zuverlässigkeit solcher Prüfungen verbessert werden.Particular attention has been paid to the development of coating inspection techniques that address the intricacies of the Minimize construction and handling effort so that layer tests are more easily performed and improve the general reliability of such tests.

- 2 509821/0209 - 2 509821/0209

Bankhaus Merck, Finck L· Co., München. Nr. 25484 I Bankhaus H. Aufhßuaor, München, Nr. 261300 Postscheck: München 20904-800 Bankhaus Merck, Finck L. Co., Munich. No. 25484 I Bankhaus H. Aufhßuaor, Munich, No. 261300 Postal check: Munich 20904-800

Telegrammadresse: PatontseniorTelegram address: Patontsenior

Ein besonders wirksamer Fortschritt auf diesem technischen Gebiet wird in der US-PS 3' 664 415 dargelegt. Diese Patentschrift offenbart einen bemerkenswerten Vorschlag zur Schichtprüfung, ' welcher die bekannte Abhängigkeit von mechanischen Handhabungen, einer inneren Druckversorgung oder von beschränkten hydraulischen Systemen zu Gunsten eines Prüfventils aufgibt, das in Abhängigkeit von den Änderungen im Ringraumdruck betätigt wird, wobei die Steuerung an einem Ort an der Oberfläche erfolgt.A particularly effective advance on this technical one Territory is set out in U.S. Patent 3,664,415. This patent specification reveals a remarkable proposal for shift inspection, 'which the known dependence on mechanical handling, an internal pressure supply or limited gives up hydraulic systems in favor of a test valve that is actuated depending on the changes in the annulus pressure, with control being at one location on the surface.

Andere Fortschritte in der Bohrprüftechnik sind in den US-Patentschriften 3 4J5 897 und J 499 487 beschrieben. Diese Patentschriften zeigen einen Drehkugelventil-Mechanismus, der für die Verwendung bei der Schichtprüfung geeignet ist, dieser Ventilmechanismus weist im offenen Zustand ganz offene Schichtfluß-Wege auf, das heißt, Wege, die sich zentral in und längs einer rohrförmigen Anordnung von Gestängen erstrecken, welche eine Schicht-Prufvorrichtung (die im allgemeinen als "Prüfrohrstrang" bezeichnet wird) enthält.Other advances in drill testing technology are in the U.S. Patents 3,4J5,897 and J 499,487. These patents show a rotary ball valve mechanism suitable for use in film testing, this valve mechanism shows completely open layer flow paths in the open state on, that is, paths extending centrally into and along a tubular array of rods which provide a sheet testing device (commonly referred to as "test tubing").

Trotz dieser Fortschritte bei der Schichtprüftechnik besteht ein Bedürfnis nach weiteren Verbesserungen, welche die Schichtprüfung erleichtern würden, besonders in ablandigen Umgebungen, und insbesondere dort, wo während eines PrüfVorganges das Auftreten hoher Flußgeschwindigkeiten und groöeiFlußmengen der Schichtflüssigkeiten erwartet werden würden.Despite these advances in film testing technology, there is still evidence a need for further improvements that would facilitate shift inspection, especially in offshore environments, and especially wherever during a test process the occurrence of high flow velocities and large amounts of flow the layer fluids would be expected.

oftÄlN INSPECTEDOften INSPECTED

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Aus diesem· Grunde weicht die vorliegende Erfindung von den in den US-Patentschriften J 435 897 und 2- 499 487 dargestellten mechanischen Handhabungstechniken und von dem in der US-PS 3 664 415 dargelegten kennzeichnenden Ventilmechanismus ab, während sie an dem in der US-PS 3 664 415 dargelegten Grundgedanken eines von einem Ringraumdruck betätigten Prüfventils und an dem in den US-Patentschriften 3 435 897 und 3 499 48γ dargestellten Grundgedanken eines Vollfluß-Prüfventils festhält und eine besonders bemerkenswerte Verbindung zwischen diesen beiden herbeiführt und weiter ausarbeitet.For this reason, the present invention deviates from those shown in U.S. Patents J435,897 and 2-499,487 mechanical handling techniques and the characteristic valve mechanism set forth in U.S. Patent 3,664,415, while they are based on the basic concept of a test valve actuated by an annulus pressure, as set out in US Pat. No. 3,664,415, and on the in U.S. Patents 3,435,897 and 3,499,489 gamma Holds the basic idea of a full flow check valve and creates a particularly remarkable connection between the two and further elaborates.

Durch diesen Portschritt auf diesem technischen Gebiet wird ein verbessertes Verfahren der Schichtprüfung erreicht.With this port step in this technical field, an improved method of layer testing is achieved.

Dieses Verfahren zur Durchführung der Schichtprüfung benützt einen Schicht-Prüfrohrstrang,, eine im unteren Abschnitt dieses Schicht-Prüfrohrstrangs enthaltene Schieht-Prüfventilanordnung und eine im unteren Abschnitt dieses Schicht-Prüfrohrstenges angeordnete Packeranordnung. Diese Packeranordnung trennt eine zu prüfende Schicht von dem oberen Abschnitt eines Bohrloches ab, innerhalb dessen der Schicht-Prüfrohrstrang angeordnet ist. Die Schicht-Prüfventilanordnung steuert einen Fluß der Schichtflüssigkeit zwischen dieser Schicht und dem Inneren des Schicht-PrUfrohrstranges. This procedure is used to carry out the layer test one layer test pipe string, one in the lower section Schicht test valve arrangement contained in this stratified test pipe string and one in the lower section of this stratified test pipe string arranged packer arrangement. This packer arrangement separates a layer under test from the top of a wellbore from, within which the layer test pipe string is arranged. The stratified check valve assembly controls a flow of the stratified liquid between this layer and the interior of the layer test pipe string.

Dieses Verfahren ist durch Verbesserungen der Prüfventil-Tätigkeit gekennzeichnet. Die Verbesserungen bestehen zum Teil in der Schaffung, einer sich ganz öffnenden Schicht-Prüfventileinrich-This procedure is through improvements to the check valve operation marked. The improvements consist partly in the creation of a fully opening layer test valve device.

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tung in der Schicht-Prüfventilanordnung, welche sich zwischen einer offenen und geschlossenen Stellung bewegen kann. Dieses sich ganz öffnende Schicht-Prüfventil bildet in ihrer offenen Stellung eine die Schichtflüssigkeit übertragende öffnung, die sich im allgemeinen zentral im und längs des Schicht-Prüfrohrstranges erstreckt. Die Verbesserungen enthalten weiter eine vom Ringraumdruck abhängige, das sich ganz öffnende Schicht-Prüfventil schliessende Einrichtung in der Schicht-Prüfventilanordnung. Diese Schließeinrichtung enthält eine erste, vom Ringraumdruck abhängige, krafterzeugende Einrichtung zur Erzeugung einer ersten Kraft im Bohrloch in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsdruck in einem Ringraum in einem Bohrloch im wesentlichen in der Nähe der Schicht-Prüfventilanordnung. Die Schließeinrichtung enthält auch eine erste, vom Ringraumdruck abhängige, kraftübertragende Einrichtung zur Übertragung dieser ersten vom Ringraumdruck erzeugten Kraft auf das sich ganz öffnende Schicht-PrüfventiliUm das sich ganz öffnende Schicht-Prüfventil in seine geschlossene Stellung zu versetzen. Zusätzlich wird mit dem verbesserten Verfahren eine vom Ringraumdruck abhängige, das sich ganz öffnende Schicht-Prüfventil öffnende Einrichtung in der Schicht-Prüfventilanordnung geschaffen. Diese öffnungseinrichtung enthält eine zweite, vom Ringraumdruck abhängige, krafterzeugende Einrichtung für die Erzeugung einer zweiten Kraft im Bohrloch in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsdruck im Ringraum des Bohrloches im wesentlichen in der Nähe der Schicht-Prüfventilanordnung. Die öffnungseinrichtung umfaßt weiter eine zweite, vom Ringraumdruck abhängige, kraftübertragende Einrichtung zur Übertragung der zweiten vom Ringraumdruck er-device in the stratified check valve assembly which can move between open and closed positions. This fully opening stratified test valve, in its open position, forms an opening which transfers the stratified fluid and which generally extends centrally in and along the stratified test pipe string. The improvements also include a device in the stratified check valve arrangement that is dependent on the annulus pressure and closes the fully opening stratified check valve. This closing device contains a first force-generating device, which is dependent on the annulus pressure, for generating a first force in the borehole as a function of the fluid pressure in an annulus in a borehole substantially in the vicinity of the stratified check valve arrangement. The closing device also contains a first force-transmitting device, which is dependent on the annulus pressure, for transmitting this first force generated by the annulus pressure to the fully opening stratified test valve in order to move the fully opening stratified test valve into its closed position. In addition, the improved method creates a device in the stratified test valve arrangement that is dependent on the annulus pressure and opens the fully opening stratified check valve. This opening device contains a second force-generating device, which is dependent on the annulus pressure, for generating a second force in the borehole as a function of the fluid pressure in the annulus of the borehole essentially in the vicinity of the stratified check valve arrangement. The opening device further comprises a second, dependent on the annulus pressure, force-transmitting device for transmitting the second generated by the annulus pressure

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zeugten Kraft auf das sich ganz öffnende Schicht-Prüfventil, um dadurch das sich ganz öffnende Schicht-Prüfventil in dessen offene Stellung zu versetzen. Schließlich wirken aufgrund der Verbesserungen die vom Ringraumdruck abhängige, das sich ganz öffnende Schicht-Prüfventil schließende Einrichtung, die vom Ringraumdruck abhängige, das sich ganz öffnende Schicht-Prüfventil öffnende Einrichtung und das sich ganz öffnende Schicht-Prüfventil derart zusammen, daß sie in Abhängigkeit von den Änderungen des Flüssigkeitsdruckes im Ringraum die geschlossene und offene Ventilstellung herbeiführen, während sie einen relativ ungehinderten Fluß der Schichtflüssigkeit im wesentlichen zentral im und längs des Schicht-Prüfrohrstranges durch die Schicht-Prüfventilanordnung zulassen, wenn sich das sich ganz öffnende Schicht-Prüfventil in der offenen Stellung befindet.generated force on the fully opening layer test valve thereby the fully opening layer test valve in its open Position. Finally, because of the improvements, the one that is dependent on the annulus pressure, the one that opens completely, has an effect Stratified check valve closing device, the fully opening stratified check valve dependent on the annulus pressure opening device and the fully opening layer test valve together in such a way that they are dependent on the changes of the liquid pressure in the annulus bring about the closed and open valve position, while they are relatively unhindered Flow of the stratified liquid essentially centrally in and along the stratified test pipe string through the stratified test valve arrangement when the fully opening stratified test valve is in the open position.

Ein weiteres selbstständiges Kennzeichen der Erfindung besteht in dem Zusammenwirken der außergewöhnlich und besonders wirksam aufeinander abgestimmten Einrichtungen, wodurch die bisher beschriebenen Verfahrensschritte ausgeführt werden.Another independent characteristic of the invention consists in the interaction of the extraordinary and particularly effective coordinated devices, whereby the method steps described so far are carried out.

Noch ein selbstständiges Kennzeichen der Erfindung besteht in einem besonderen Typ eines sich ganz öffnenden Ventils, welches in bestimmten Hemmechanismen und unter bestimmten Gesichtspunkten hinsichtlich der örtlichen und modularen Anordnung der Bestandteile der Gesamtanordnung als gegenwärtig bevorzugtes Ausführungsbeispiel verwendet werden kann.Another independent characteristic of the invention is a special type of fully opening valve, which in certain inhibition mechanisms and under certain points of view with regard to the local and modular arrangement of the components the overall arrangement can be used as the presently preferred embodiment.

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Die Erfindung wird anhand von gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispielen dargelegt. Die Ausführung der Erfindung ist aber nicht auf die dargelegten Ausfuhrungsbeispiele beschränkt, Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:The invention is illustrated using currently preferred exemplary embodiments. Carrying out the invention but is not limited to the exemplary embodiments presented, An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below. Show it:

Fig. 1 einen schematischen vertikalen Querschnitt eines typischen ablandigen Aufbaus, der zur Prüfung von Schichten verwendet werden kann und einen Schicht-Prüfrohrstrang oder eine Gestängeanordnung in einem Unterwasserbohrloch zeigt, wobei der Schicht-Prüfrohrstrang nach oben zu einer schwimmenden Arbeits- und Prüfstation verläuft;Fig. 1 is a schematic vertical cross section of a typical offshore setup that can be used to test strata and a stratum test pipe string or shows a string arrangement in a subsea borehole, the stratified test casing string goes up to a floating work and inspection station;

Fig.2a einen entlang der Schnittlinie x-x anschließenden, und 2b vergrößerten, teilweise vertikalen Aufriß der2a shows an adjoining along the cutting line x-x, and FIG. 2b is an enlarged, partial vertical elevation of FIG

Schicht-Prüfventilanordnung des in Pig. I gezeigten Schicht-Prüfrohrstranges, wobei sich die Prüfventilanordnung in einer geschlossenen ■Ventilstellung befindet;Layer check valve arrangement of the in Pig. I shown Stratified test pipe string, with the test valve arrangement in a closed ■ valve position is located;

Fig.3a einen entlang der Schnittlinie y-y anschließenden, und 3b vergrößerten, teilweise vertikalen Aufriß der3a shows a following along the section line y-y, and FIG. 3b is an enlarged, partial vertical elevation of FIG

Schicht-Prüfventilanordnung des in Fig. 1 gezeigten Schicht-Prüfrohrstranges, wobei sich die Prüfventilanordnung in einer offenen Ventilstellung befindet.Stratified test valve arrangement of the stratified test pipe string shown in FIG. 1, the test valve arrangement is in an open valve position.

Fig.4a einen Querschnitt der zuvor genannten Schicht-Prüfanordnung entlang der Schnittlinie 4-4, wobei sich das Ventil in seiner normalen "Einführung"- oder vollständig geschlossenen Stellung befindet;4a shows a cross section of the aforementioned layer test arrangement along section line 4-4 with the valve in its normal "lead-in" - or fully closed position;

Fig.4b noch einen Querschnitt der Prüfventilanordnung entlang der Schnittlinie 4-4, wobei sich das Drehkugelventil in einer teilweise gedrehten Stellung, während seiner Drehung in die offene Ventilstellung, befindet; und4b shows a cross section of the test valve arrangement along section line 4-4 with the rotary ball valve in a partially rotated position, during its rotation to the valve open position; and

Fig.4c einen Querschnitt der Prufventilanordnung entlang der Schnittlinie 4-4, wobei sich das Drehkugelventil in einer vollständig geöffneten, wie in Fig. 3a gezeigten Stellung befindet.4c along a cross section of the test valve arrangement the section line 4-4, wherein the rotary ball valve is in a fully open, as in Fig. 3a position shown.

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Die Beschreibung der Erfindung beginnt als erstes mit einer Darstellung einer typischen Arbeitsumgebung und eines typischen Prüfröhrstranges und wird dann mit der Darstellung von Einzelheiten der verbesserten Merkmale des Prüfventils der vorliegenden Erfindung fortgesetzt, zu welchen Merkmalen die Ringraumdruckabhängigkeit und die Fähigkeit des Prüfventils, sich ganz zu öffnen, gehören.The description of the invention begins first with an illustration of a typical work environment and a typical one Test tubing and is then presented with details of the improved features of the test valve Invention continued to what features the annulus pressure dependency and the ability of the test valve to fully open, belong.

Fig. 1 zeigte eine typische ablandige Arbeitsumgebung.Figure 1 shows a typical offshore work environment.

Die in Fig. 1 dargestellte typische Umgebung, in der gearbeitet wird und der Proben entnommen werden, stimmt mit der in der US-PS 3 664 415 beschriebenen Umgebung überein. Um eine Beziehung leicht herstellen zu können, wurden für die diese Umgebung darstellenden Bezugszeichen in Fig. 1 der vorliegenden Zeichnungen dieselben Zahlen verwendet_P wie für die gleichen Elemente dieser Umgebung in der Beschreibung der zuvor genannten US-Patentschrift 3 664 415.The typical environment in which work is carried out and samples are taken, shown in FIG. 1, corresponds to the environment described in US Pat. No. 3,664,415. In order to establish a relationship easily, were used for this environment illustrative reference numerals in Fig. 1 of the present drawings, the same numbers used _P as for the same elements of the environment in the specification of the aforementioned US Patent 3,664,415.

In Fig. 1 der Zeichnungen bedeuten:In Fig. 1 of the drawings:

Nr. 1 eine schwimmende Bohrinsel oder Arbeitsstation.,No. 1 a floating oil rig or work station.,

Nr. 2 ein unter Wasser liegender Bohrplatz,No. 2 an underwater drilling site,

Nr. 3 eine Bohrung,No. 3 a hole,

Nrο 4 ein an der Bohrung 3 entlang führender Rohrstrang,Nrο 4 a pipe string leading along the hole 3,

Nr. 5 die Schicht, deren Ergiebigkeit geprüft werden soll,No. 5 the layer whose productivity is to be checked,

Nr. 6 das Innere der Bohrung 3*No. 6 the inside of the hole 3 *

liegende-Nr. 7 eine unter Wasser-feohrlochkopfanordnung mit einem Aus* bruchsventilmechanismus,lying no. 7 an underwater wellhead arrangement with an off * break valve mechanism,

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Nr. 8 eine sich zwischen dem Bohrlochkopf 7 und der Arbeitsstation 1 erstreckende Unterwasserleitung, Nr. 9 der Deckaufbau auf der Arbeitsstation 1, Nr.10 ein Schicht-Prüfrohrstrang (das heißt eine Anordnung von im allgemeinen rohrförmigen Bestandteile, die zwischen der Schicht 5 und der Arbeitsstation 1 verlaufen und durch die Unterwasserleitung 8 und die Bohrung hindurchführen). No. 8 an underwater pipeline extending between the wellhead 7 and the work station 1, No. 9 the deck structure on workstation 1, # 10 a layer test tubing (that is, an assembly of generally tubular components placed between the layer 5 and the workstation 1 and pass through the underwater pipe 8 and the bore).

Nr.11 eine den Prüfrohrstrang 10 tragende Fördereinrichtung, Nr.12 ein die Fördereinrichtung 11 tragender Bohrturm,No 11 a conveying device carrying the test pipe string 10, No.12 a derrick carrying the conveyor 11,

Nr.13 ein Bohrlochkopfverschluß am oberen Ende der Unterwasserleitung 8,No.13 a wellhead closure at the top of the subsea pipeline 8th,

Nr.14 eine Versorgungsleitung für eine Flüssigkeit zum Transport von Flüssigkeiten wie etwa Schlamm in das Innere 6 des Bohrlochkopfes unterhalb des Ausbruchventils der Anordnung 7 s No. 14 a supply line for a liquid for the transport of liquids such as mud into the interior 6 of the wellhead below the breakout valve of the assembly 7 s

Nr.15 eine Pumpe, mit der ein Druck auf die Flüssigkeit in der Leitung 14 ausgeübt wird,No.15 a pump, with which a pressure on the liquid in the Line 14 is exercised,

Nr.16 ein den Prüfrohr- oder Leitungsstrang 10 umgebender Ringraum, No.16 an annulus surrounding the test pipe or conduit 10,

Nr.17 ein zum Arbeitsplatz 1 verlaufender oberer Leitungsstrangabschnitt (gewöhnlich miteinander verschraubbare Leitungsabschnitte), No.17 an upper cable harness section running to workstation 1 (usually pipe sections that can be screwed together),

Nr.18 ein hydraulisch betätigter Leitungsstrang-"Prüfbaum", Nr.19 ein Zwischen-leitungsabschnittNo. 18 a hydraulically operated wiring harness "test tree", No.19 an intermediate line section

Nr.20 eine ein Drehmoment übertragende Druck- und Volumenausglei chs-Gl ei tverbindung,No.20 a torque-transmitting pressure and volume compensation chs smooth connection,

Nr.21 ein Zwischenleitungsabschnitt, mit dem ein Packereinstell-21 an intermediate line section with which a packer setting

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gewicht auf den unteren Abschnitt des Stranges ausgeübt wird,weight is placed on the lower portion of the strand,

Nr.22 ein Umlaufventil,
Nr.23 ein Zwischenleitungsabschnitt,
Nr.24 . ein oberes Druckregistriergerät und Gehäuse, Nr.25 ein Ventil- und Probeneinschlußmechanismus, Nr.26 ein unteres Druckregistriergerät und Gehäuse, Nr.27 ein Packermechanismus,No.22 a circulation valve,
No 23 an intermediate line section,
No 24. an upper pressure recorder and case, # 25 a valve and sample containment mechanism, # 26 a lower pressure recorder and case, # 27 a packer mechanism,

Nr.28 ein gelochtes Strahlrohr, durch das eine Flußverbindung zwischen dem Inneren des Prüfröhrstranges 10 und der Schicht 5 geschaffen wird.No. 28 a perforated jet pipe through which a river connection between the interior of the test tube 10 and the Layer 5 is created.

Einzelheiten, der Bestandteile 1 bis 28 und anderer möglicher Bestandteile sowie deren Einbau in der in Fig. 1 gezeigten Anordnung sind in den Spalten 3 bis 6 der US-PS 3 664 415 genau beschrieben; auf die gesamte Beschreibung dieser Patentschrift wird hier Bezug genommen um eine Wiederholung bei der Beschreibung dieser typischen Prüfumgebung zu vermeiden.Details of components 1 to 28 and others possible Components and their installation in the arrangement shown in FIG. 1 are detailed in columns 3 to 6 of US Pat. No. 3,664,415 described; the entire description of this specification is incorporated herein by reference for repetition in the description avoid this typical test environment.

In den Spalten 3 bis 5 der zuvor genannten Patentschrift wird auf Patentschriften Bezug genommen, welche Einzelheiten verschiedener Bestandteile dieser typischen Anordnung der Erfindung zeigen, sowie auf US-Patentanmeldungen, welche solche bestimmte.. Bestandteile besehreiben. Auf die in Spalte 4 der oben erwähnten Patentschrift genannte Patentanmeldung 829 388 ist nun ein US-Patent (Nr. 3 584 684) erteilt worden. Auf die in den Spalten 3, 4, 5 und 6 erwähnte Patentanmeldung 882 856, die in Verbindung mit verschiedenen Bestandteilen erwähnt ist, ist nun ebenfalls einIn columns 3 to 5 of the aforementioned patent reference is made to patents which details various components of this typical arrangement of the invention as well as US patent applications describing such certain .. components. On the one mentioned in column 4 of the above U.S. Patent Application No. 829,388, named U.S. Patent No. 3,584,684), has now been granted. On the in columns 3, 4, Patent application 882,856 mentioned in Figures 5 and 6, which is mentioned in connection with various components, is now also a

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US-Patent erteilt worden (3 646 995).U.S. Patent issued (3,646,995).

Die Beschreibung einer typischen Umgebung sowie der geeigneten Informationsquellen hinsichtlich einer genauen Darlegung einer solchen Umgebung soll hier nicht in Einzelheiten ausgeführt werden, da dies nicht weiter zur Klärung der durch die vorliegende Erfindung erzielten Vorteile beiträgt.The description of a typical environment and the appropriate sources of information for an accurate presentation of a Such an environment is not intended to be elaborated here in detail, as this does not further clarify by the present Invention achieved advantages contributes.

In diesem Zusammenhäng soll auch· bemerkt werden, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die in Fig. 1 gezeigte ablandige Umgebung und nicht auf die in Fig. 1 dargestellte typische Prüfrohrstrang-Anordnung beschränkt ist.In this context it should also be noted that the The present invention does not apply to the offshore environment shown in FIG. 1 and not to the typical test pipe string arrangement shown in FIG is limited.

Bei dieser Sachlage erweist es sich als geeignet, anhand einer typischen Arbeits- und Prüfumgebung, wie sie gezeigt ist, die den Aufbau und die Arbeitswejs e betreffenden Einzelheiten des technischen Fortschrittes zu betrachten, der durch die verbesserte Schicht-Prüfventil-Anordnung der vorliegenden Erfindung erzielt wird.In this situation it proves to be suitable, on the basis of a typical work and test environment, as shown, to consider the details of the technical progress which are related to the structure and the working processes, which are brought about by the improved Layer check valve assembly of the present invention is achieved.

Das verbesserte Prüfventil der vorliegenden Anordnung ist in den Fig. 2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b und 4c in verschiedenen Betriebszuständen gezeigt.The improved test valve of the present arrangement is in FIGS. 2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b and 4c in various operating states shown.

Die Fig. 2a und 2b, die entlang der Verbindungslinie x-x miteinander verbunden gehören, stellen die Prüfventil-Anordnung 100 der vorliegenden Erfindung im'SLnfLhnngrf¹ oder nicht aktivier-2a and 2b, which belong together along the connecting line xx, represent the test valve arrangement 100 of the present invention in the 'SLnfLhnngrf ¹ or not activated.

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ten Zustand dar, wobei das Ventil geschlossen ist. Die Fig. 3a und 3b zeigen di*e Prüf ventil-Anordnung nach dem Einbau in einer Prüfstellung, wie z.B. in Fig. 1 gezeigt ist, wobei die Prüfeingestellt th state, with the valve closed. Fig. 3a and 3b show the test valve arrangement after installation in a Test position, such as shown in Fig. 1, with the test set

packer anordnung/land die P ruf ventil-Anordnung in einem einem offenen Ventil entsprechenden Zustand gebracht worden sind.packer arrangement / land the call valve arrangement in an open one Valve have been brought into the appropriate state.

Vor der Beschreibung der Arbeitsweise der Prüfventil-Anordnung 100 der vorliegenden Erfindung (entsprechend dem Mechanismus 25 im Prüfrohrstrang 10 der Fig. 1) werden zuerst die Bauteile der Anordnung beschrieben.Before describing the operation of the check valve assembly 100 of the present invention (corresponding to the mechanism 25 in the test pipe string 10 of FIG. 1) are the components first the arrangement described.

Wie aus der folgenden Aufzählung ersichtlich ist, enthält die Prüfventil-Anordnung 100 eine Ventileinheit 101, eine Betätigungs- oder "Energie"-Einheit 321 und eine trennbare. Verbindungsvorrichtung 159 für die wahlweise Verbindung oder Trennung dieser beiden Bestandteile. Im folgenden werden nun die Bestandteile der gesamten Ventilanordnung 100 beschrieben.As can be seen from the following list, the test valve arrangement 100 contains a valve unit 101, an actuation or "energy" unit 321 and a separable one. Connecting device 159 for the optional connection or disconnection of these both components. The components of the overall valve assembly 100 will now be described below.

In der Ventileinheit 101 bedeuten:In the valve unit 101:

Nr. 102 ein- im wesentlichen rohrförmiges Gehäuse, zusammengesetzt aus im wesentlichen rohrförmigen schraubbar miteinander verbundenen Bestandteilen und versehen mit einem sich in der Längsrichtung erstreckenden zentralen Flußweg 102a,No. 102 a substantially tubular housing, assembled of substantially tubular components screwably connected to one another and provided with a longitudinally extending central flow path 102a,

Nr. 103 ein Kugelventil mit einem axial verlaufenden Mittelweg 103a, ■No. 103 a ball valve with an axially extending middle path 103a, ■

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Nr. 104a am Umfang 103b des Kugelventils 103 exzentrisch ange- und 104bNo. 104a on the circumference 103b of the ball valve 103 eccentrically and 104b

ordnete Einschnitte, die zwischen der Flußstrecke 103a und dem Außenumfang 103b des Kugelventils radial verlaufen, wie in den Fig. 2a, 3a, 4a, 4b und 4c gezeigt ist, und die in bezug auf die Längsachsen der Fig. 2a und 3a spiegelbildlich angeordnet sind,arranged incisions between the stretch of river 103a and the outer periphery 103b of the ball valve extend radially as shown in Figs. 2a, 3a, 4a, 4b and 4c and which are arranged in mirror image with respect to the longitudinal axes of FIGS. 2a and 3a,

Nr. 105 ein im allgemeinen zylindrisches Ventilgehäuse, das mit dem Gehäuse 102 verbunden ist,No. 105 is a generally cylindrical valve body that is fitted with is connected to the housing 102,

Nr. 106 ein oberer Kugelventilsitz, der vom Gehäuse,105 getragen wird und mit dem oberen Teil des Kugelventils 103 zusammenpaßt,No. 106 an upper ball valve seat carried by the housing 10, 105 and with the upper part of the ball valve 103 fits together,

Nr. 107 ein im allgemeinen ringförmiger unterer Ventilsitz, der für die ineinander·^chiebbare oder vertikal gleitbare Bewegung innerhalb des Gehäuses 105 angebracht ist,No. 107 a generally annular lower valve seat used for telescoping or vertically slidable Movement is mounted within the housing 105,

Nr. 108 eine Spiralfeder, die vom Gehäuse 102 getragen wird und den unteren Sitz 107 gegen die untere Seite des Kugelventils 103 und das Kugelventil 103 gegen den oberen Sitz 106 drückt,No. 108 a coil spring carried by housing 102 and lower seat 107 against the lower side of the ball valve 103 and the ball valve 103 against the upper one Seat 106 pushes,

Nr. 109a sich in der Längsrichtung erstreckende Betätigungsarme, und 109bNo. 109a longitudinally extending operating arms, and 109b

die mit dem Kugelventil 103 betätigbar verbunden und zu den Längsachsen der Fig. 2a und 3a spiegelbildlich angeordnet sind,which are operably connected to the ball valve 103 and are a mirror image of the longitudinal axes of FIGS. 2a and 3a are arranged

Nr. HOa Nasenglieder, die von den Betätigungsarmen 109a undNo. HOa nasal links that are supported by actuating arms 109a and

und 110band 110b

109b getragen werden und mit diesen verbunden.sind. Jedes Nasenglied ist im wesentlichen kugelförmig, wobei die Achsen der Nasenglieder im wesentlichen radial von der Längsachse des Prüfrohrstranges wegführen. Das Nasenglied 110a wird drehbar und gleitbar innerhalb der109b are worn and connected to them. Each Nose member is substantially spherical with the axes of the nose members being substantially radial from lead away from the longitudinal axis of the test pipe string. The nose member 110a becomes rotatable and slidable within the

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exzentrischen Vertiefung 104a aufgenommen und das Nasenglied 110b wird innerhalb der exzentrischen Vertiefung 104b drehbar und gleitbar aufgenommen.. Die beiden Nasenglieder 110a, 110b liegen hinsichtlich der Längsachse der Fig. 2a und 3a spiegelbildlich zueinander,eccentric recess 104a added and the nasal segment 110b is rotatably and slidably received within eccentric recess 104b. The two Nose members 110a, 110b are mirror images of one another with respect to the longitudinal axis of FIGS. 2a and 3a,

Nr. 111 eine am oberen Ende einer ausziehbaren Mitnehmermuffe ausgebildete umfänglich verlaufende nach außen zeigende Nut. Im Inneren der umlaufenden Nut sind untere, radial nach innen verlaufende Planschabschnitte 109c enthalten, die mit dem entsprechenden Betatigungsarmen 109a und 109b verbunden sind und um dem Umfang gleiten können, so daß die Betätigungsarme 109a und 109b in der Nut 111 eine umfänglich gleitende Bewegung um die Längsachse des Prüfrohrstranges ausführen können, während sie sich in der Längsrichtung mit der Muffe 112 bewegen,No. 111 one at the top of an extendable driver sleeve formed circumferentially extending outwardly facing groove. Inside the circumferential groove are lower, radial contain inwardly extending plansch sections 109c, which are connected to the corresponding actuating arms 109a and 109b are connected and can slide around the circumference, so that the actuating arms 109a and 109b in the groove 111 can perform a circumferential sliding movement about the longitudinal axis of the test pipe string while they are move in the longitudinal direction with the sleeve 112,

Nr. 112 eine im allgemeinen rohrförmige und zylindrische Mitnehmermuffe, die mit dem unteren Ende des Gehäuses ineinander verschiebbar verbunden ist. Die Mitnehmermuffe 112 kann in sich verschoben werden und kann aus einer äußeren verschiebbaren Muffe 113 und einer inneren verschiebbaren Muffe 114 zusammengesetzt sein, welche durch zwei zusammenwirkende Gliederlager 113a und Il4a miteinander verbunden sind, so daß zwischen den Bestandteilen 113 und 114 eine einen toten Gang darstellende Verbindung 115 besteht,No. 112 a generally tubular and cylindrical drive sleeve, which is connected to the lower end of the housing so that it can slide into one another. The driving sleeve 112 can be shifted in itself and can consist of an outer sliding sleeve 113 and an inner sleeve slidable sleeve 114 be composed, which by two cooperating link bearings 113a and Il4a are connected to one another, so that between the components 113 and 114 is a dead passage Connection 115 exists,

Nr. 113 ein äußerer rohrförmiger Bestandteil der Muffe 112, Nr. 114 ein innerer verschiebbarer Bestandteil der Muffe 112,No. 113 an outer tubular component of the socket 112, No. 114 an inner sliding part of the sleeve 112,

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Nr. 115 eine tote Gang-Einrichtung mit gegenseitig zusammenwirkenden Widerlagern 113a und Il4a, die eine begrenzte ineinanderschiebende Bewegung der Muffenglieder II3 und 114 erlauben, jedoch eine gleichzeitige Abwärtsbewegung dieser Glieder veranlassen, wenn das Widerlager 114a nach unten in die Verbindung mit dem Widerlager 113a bewegt wird,No. 115 a dead gang device with mutually cooperating Abutments 113a and Il4a, which allow a limited reciprocating movement of the socket members II3 and 114 allow, but cause a simultaneous downward movement of these members when the abutment 114a down into the connection with the abutment 113a is moved,

Nr. 116 ein zeitweilig betätigtes Umgehungsventil»mit dem während des Auseinanderschiebens der Muffen 113 und 114 der Druck innerhalb der inneren zentralen Strecke 102a der Prüfventil-Anordnung über und unter dem Kugelventil ausgeglichen wird,No. 116 a temporarily operated bypass valve »with the during the pushing apart of the sleeves 113 and 114 the pressure within the inner central path 102a of FIG Test valve arrangement above and below the ball valve is balanced,

Nr. 117 radial nach außen! verlaufende Umgehungsoffnungen, die in der Muffe 114 angeordnet sind,No. 117 radially outwards! trending bypass openings that are arranged in the sleeve 114,

Nr. 118 Umgehungsoffnungen, die an einem radial nach innen angeordneten Muffenabschnitt 102b des Gehäuses 102 angeordnet sind und mit den öffnungen 117 derart zusammenwirken, daß sie ein verschiebbares Muffenventil 116 bilden, welches mit dem Umgehungsweg 119 verbunden ist,No. 118 bypass openings on a radially inwardly arranged Sleeve portion 102b of the housing 102 are arranged and interact with the openings 117 in such a way that that they form a slidable in-line valve 116 which is connected to the bypass path 119,

Nr. 119 ein Umgehungsweg, der zwischen den öffnungen II8, um den Umfang der Muffe 112, um das Ventil 103 und um das Ventilgehäuse 105 verläuft und mit einem Umgehungsweg 120 verbunden ist, welcher eine Verbindung mit cfem Inneren oder zentralen Weg 102a des Prüfrohrstranges über dem Ventil 103 schafft,No. 119 a bypass route between openings II8 to extends the circumference of sleeve 112, around valve 103, and around valve housing 105 and with a bypass path 120 is connected, which connects to cfem interior or provides central path 102a of the test tubing string above valve 103,

Nr. 120 ein Weg 120 im Gehäuse 102, der eine Flußverbindung zwi-No. 120 a path 120 in the housing 102, which provides a flow connection between

10a sehen dem Umgehungsweg II9 und dem Inneren/der Prüf röhrst rang-Anordnung schafft.10a see the bypass route II9 and the interior / the test roar ranks arrangement creates.

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In der Betätigungseinheit 121 bedeuten:In the actuation unit 121:

Nr. 122 ein im allgemeinen rohrförmiges Gehäuse aus im allgemeinen rohrförmigen miteinander schraubbar verbundenen Bestandteilen und mit einem zentralen, im allgemeinen in der Längsrichtung verlaufenden Weg 122a,No. 122 a generally tubular housing made from generally tubular interconnected screwable components and with a central, generally longitudinal path 122a,

Nr. 123 ein im allgemeinen rohrförmiger kraftübertragender Stössel, der innerhalb des Gehäuses 122 in der Längsrichtung verschiebbar angeordnet ist,No. 123 a generally tubular force-transmitting plunger, which is arranged displaceably in the longitudinal direction within the housing 122,

Nr. 124 ein ringförmiger Kolben, der am äußeren Umfang des kraftubertragenden Stößels 123 sitzt und innerhalb des Zylinderabschnitts 125 des Gehäuses 122 verschiebbar aufgenommen wird,No. 124 is an annular piston that sits on the outer periphery of the power-transmitting plunger 123 and is within the Cylinder section 125 of the housing 122 is slidably received,

Nr. 125 ein im allgemeinen ringförmiger, radial nach innen geöffneter Zylinder, der am inneren Umfang des GehäusesNo. 125 is a generally annular, radially inwardly opened Cylinder that is on the inner circumference of the housing

122 ausgebildet ist und den ringförmigen Kolben 124 verschiebbar aufnimmt,122 is formed and the annular piston 124 is displaceable records,

Nrο 126 Öffnungen, die am Umfang des Gehäuses 122 ausgebildet sind und eine Flüssigkeitsverbindung zwischen dem Bohrlochringraum 16 und dem Inneren des Zylinders 125 über dem ringförmigen Kolben 124 bilden,No 126 openings formed on the circumference of the housing 122 and provide fluid communication between the well annulus 16 and the interior of the cylinder 125 form the annular piston 124,

Nr. 127 eine Spiralfeder, die unterhalb des Kolbens 124 angeordnet ist und im Zylinder 125 getragen wird, so daß eine Vorspannung zwischen dem Gehäuse 122 und der Unterseite des Kolbens 124 erzeugt und der kraftübertragende StößelNo. 127 a coil spring, which is arranged below the piston 124 is and is carried in the cylinder 125 so that a bias between the housing 122 and the bottom of the piston 124 generated and the force-transmitting tappet

123 in die obere oder ventilschließende Stellung, wie in Fig. 2a ist, gedrückt wird,123 to the upper or valve-closing position, as in Fig. 2a is pressed,

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Nr. 128 Gas enthaltende Kammern, die mit dem unteren Ende des Zylinders 125 verbunden sind und sich vom Zylinder aus nach unten innerhalb des Gehäuses 122 erstrecken. Die Kammer 128 kann z.B. mit Stickstoffgas gefüllt sein, das an der Oberflächenstation 1 vor dem Einbau des Gerätes Atmosphärendruck oder einen relativ niedrigen Druck haben könnte,No. 128 gas-containing chambers connected to the lower end of the Cylinders 125 are connected and extend from the cylinder downward within the housing 122. For example, the chamber 128 can be filled with nitrogen gas that is released from the surface station 1 prior to installation of the device Could be atmospheric pressure or a relatively low pressure,

Nr. 129 ein vertikal gleitender, im allgemeinen ringförmiger "Schwimm"-Kolben, der innerhalb der Gaskammer 128 in einem ringförmigen zylinderartigen Bereich, der durch die radial getrennten Gehäuseabschnitte 122b und 122c gebildet wird, verschiebbar aufgenommen wird,No. 129 a vertically sliding, generally annular one "Floating" piston that extends within the gas chamber 128 in an annular, cylinder-like area that extends through the radially separated housing sections 122b and 122c formed is slidably added,

Nr. 130 eine vom Ringraumdruck abhängige Vorkammer, die innerhalb des Gehäuses 122 liegt und mit dem unteren Ende des Schwimmkolbens 129 verbunden ist,No. 130 an antechamber which is dependent on the annulus pressure and which is inside of the housing 122 and is connected to the lower end of the floating piston 129,

Nr. 131 ein verschiebbarer Kolbenschieber, der wahlweise die Plüssigkeitsverbundung zwischen der Vorkammer I30 und dem Bohrloch-Ringraum 16 herstellen oder unterbrechen kann,No. 131 is a sliding piston valve that can optionally be used with the Fluid connection between the antechamber I30 and can establish or interrupt the borehole annulus 16,

Nr; 132 ein äußerer Muffenabschnitt 132 des Kolbenschiebers I3I,No; 132 an outer sleeve portion 132 of the spool valve I3I,

Nr. 133 ein innerer Muffenabschnitt des verschiebbaren Schiebers 131 mit einem Widerlager 133a, mit dem die Schiebbewegung der Bestandteile 132 und I33 durch das Eingreifen in die Widerlager 132a und 132b begrenzt wird, welche wie der Muffenabschnitt 132 vom unteren Abschnitt des die Muffe 122b enthaltenden Gehäuses 122 getragen werden und eine feste Stellung in bezug auf den untern Ab-No. 133 is an inner sleeve portion of the slidable slider 131 with an abutment 133a, with which the sliding movement of the components 132 and I33 is limited by the engagement in the abutments 132a and 132b, which like the sleeve portion 132 from the lower portion of the the sleeve 122b containing housing 122 are supported and a fixed position with respect to the lower ab-

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schnitt des Gehäuses 122 einnehmen,occupy section of the housing 122,

Nr. 134 eine Ventilöffnung in der Muffe 132,No. 134 a valve opening in the sleeve 132,

Nr. I35 Ventilöffnungen an der Muffe 133, die mit den öffnungen 134 in Verbindung gebracht werden, wenn sich das Prüfventil 100 im "Etaflihiags" - Zustand befindet, so daß zwischen dem Ringraum l6 und der Vorkammer I30 eine Flüssigkeitsverbindung besteht,No. I35 valve openings on sleeve 133, the one with the openings 134 if the Check valve 100 is in the "Etaflihiags" state, so that between the annular space l6 and the antechamber I30 a There is a fluid connection,

Nr. 136 eine Vorspannung-Spiralfeder, die zwischen dem Flansch 135a und dem Widerlager 132b angeordnet ist und die Muffe 133 in die in Fig. 2b gezeigte obere Stellung drückt, wo die öffnungen 135 und 134 miteinander verbunden sind und der Flansch 133a an das Widerlager 132a anstößt,No. 136 is a pre-tensioned coil spring between the flange 135a and the abutment 132b is arranged and the Sleeve 133 in the upper position shown in Fig. 2b pushes where openings 135 and 134 connect are and the flange 133a to the abutment 132a triggers

Nr. 137 ein Jfeilnutverbindungsstück, das die Muffe 133a und den Gehäuseteil 122b verbindet. Durch diese Anordnung kann im Kolbenschieber 13I ein Drehmoment übertragen werden, wobei das Drehmoment durch die Prüfventil-Anordnung übertragen werden kann um, wenn es erforderlich ist, solche Tätigkeiten wie die Handhabung der Packeranordnung zu bewirken,No. 137 a keyway connector connecting the socket 133a and the Housing part 122b connects. With this arrangement, a torque can be transmitted in the piston valve 13I, wherein the torque through the check valve assembly can be delegated to, if necessary, such activities as handling the packer assembly to effect

Nr. 138 ein schematisch gezeigter, wahlweise betätigbarer Hemmmechanismus, der in Abhängigkeit von einem außergewöhnlichen Druck im Ringraum 16 dem Einfluß des durch die öffnung 126 am Kopf des Kolbens 124 wirkenden Ringraumdruckes entgegenwirkt oder diesen ausgleicht. Dieser Hemmechanismus kann eine zerbrechbare öffnung oder ein zu öffnendes Ventil enthalten, welche in AbhängigkeitNo. 138 is a schematically shown, optionally actuatable locking mechanism, the depending on an extraordinary pressure in the annular space 16 the influence of the opening 126 at the head of the piston 124 acting annulus pressure counteracts or compensates for this. This blocking mechanism can be a breakable opening or a Openable valve included, which depends on

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von einem ausreichenden Übermaß des Ringraumdruckes wahlweise betätigt werden können um eine Flußverbindung zwischen dem Ringraum 16 und der Gaskammer 128 herzustellen. Durch dieses ausreichende Übermaß des Ringraumdruckes kann z.B. am zerbrechbaren Wandabschnitt oder zu öffnenden Ventilteil des die Kammer 128 umgebenden Gehäuses 122 ein Druckunterschied entstehen, so daß diese Wandabschnitte geöffnet werden und über dem Weg 128 eine Flußverbindung zwischen dem Ringraum 16 und der Unterseite des Kolbens 124 hergestellt werden.can be selectively actuated by a sufficient excess of annulus pressure to provide flow communication between the annular space 16 and the gas chamber 128. This sufficient excess of the Annulus pressure can e.g. on the breakable wall section or on the openable valve part of the chamber 128 surrounding housing 122 a pressure difference arise, so that these wall sections are opened and A flow connection is established between the annular space 16 and the underside of the piston 124 via the path 128 will.

In der lösbaren Verbindung 139 bedeuten:In the detachable connection 139:

Nr. l40 eine lösbare Gewindeverbindung, welche die Gehäuse 102 und 122 abnehmbar verbindet,No. 140 a detachable threaded connection which removably connects the housings 102 and 122,

Nr. l4l eine lösbare und wahlweise betätigbare Gewindeverbindung, welche den Mitnehmermuffenteil U4 mit dem kraftübertragenden Stößel 123 verbindet. Die Ganghöhen der Gewindeverbindungen 141 und 140 würden gleich sein* so daß gleichzeitig auch eine Trennung der Ventileinheit 101 und der Betätigungseinheit 121 durch Auseinanderschrauben möglich ist.No. l4l a detachable and optionally operable threaded connection, which connects the driver sleeve part U4 to the force-transmitting plunger 123. The pitches of the Threaded connections 141 and 140 would be the same * so that at the same time a separation of the valve unit 101 and the actuating unit 121 by screwing apart is possible.

Wie man bei der Betrachtung der herkömmlichen Methoden, die bei der Herstellung und Benützung eines Bohrgestänges eine Rolle spielen, erkennt, kann es sich bei den bisher beschriebenen Bestandteilen um Segmentstücke handeln, das heißt um Stücke, dieAs one can see when considering the conventional methods involved in making and using a drill pipe Play role recognizes, the components described so far can be segment pieces, that is, pieces that

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aus Vielfachbestandteilen hergestellt werden. Üblicherweise sind solche Bestandteile im allgemeinen rohrförmig und durch ein Gewinde oder auf andere Weise miteinander verbunden* damit der .gesamte Zusammenbau, die Zerlegung und die Bedienung des Bohrgerätes erleichtert wird.are made from multiple components. Usually such components are generally tubular and through a thread or otherwise connected * to allow the entire assembly, disassembly and operation of the Drill is facilitated.

Es wird insbesondere festgestellt, daß das Drehkugelventilgehäuse 105 ein Segmentstück sein kann und aus dem in der Längsrichtung verbundenen Bestandteilen, welche mit dem Gehäuse 102 abnehmbar verbunden sind, hergestellt werden kann. Wie in der Zeichnung (z.B. Fig. 2a und 4a) sehematisch gezeigt ist, enthält das Drehkugelventilgehäuse 105 umfänglich verlaufende Seitenwandöffnungen 105a, damit die Arme 109a und 109b mit ihren in den Kugeleinschnitt eingreifenden Nasengliedern 110a und 110b um den Umfang herum gleiten können.It is particularly noted that the rotary ball valve housing 105 can be a segment piece and from the longitudinally connected components which are connected to the housing 102 are detachably connected, can be produced. As shown schematically in the drawing (e.g. Figs. 2a and 4a) the rotary ball valve housing 105 circumferentially extending sidewall openings 105a, so that the arms 109a and 109b with their nose members 110a and 110b engaging in the ball incision can slide around the perimeter.

In den Fig. 4a bis 4c ist die umlaufende öffnung 105a so dargestellt* daß sie sich vollständig zwischen den Arbeitsstellungen der Arme 109a und 109b erstreckt und diese Arbeitsstellungen umschließt. Es ist jedoch beabsichtigt, in der Längsrichtung verlaufende Zwischenträger im Gehäuse 105 an einer zwischen den in Fig. 4b gezeigten Armpositionen liegenden Stelle vorzusehen. Ein solcher Zwischenträger ist nicht dargestellt, damit die Darstellung der in den Fig. 4a bis 4c gezeigten Armbewegungen nicht unübersichtlich wird.In FIGS. 4a to 4c, the circumferential opening 105a is like this shown * that they are completely between the working positions the arms 109a and 109b extends and encloses these working positions. However, it is intended in the longitudinal direction running intermediate supports are to be provided in the housing 105 at a point lying between the arm positions shown in FIG. 4b. Such an intermediate carrier is not shown so that the arm movements shown in FIGS. 4a to 4c are not shown becomes confusing.

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Nachdem die Grundbestandteile eines bevorzugten Ausführungsbeispieles einer Prüfventil-Anordnung 100 zusammen mit dem Aufbau beschrieben worden ist, soll nun die Betriebsweise dieses Bohrgerätes betrachtet werden.After the basic components of a preferred embodiment a test valve assembly 100 has been described together with the structure, the mode of operation of this will now be described Drill rig to be considered.

Als erstes wird die "Einführungs"- oder "Ruhe"-Stellung der Prüfventil-Anordnung beschrieben.First is the "introductory" or "rest" position the test valve arrangement described.

Die Fig. 2a und 2b zeigen die Anordnung der Bestandteile der Prüfventil-Anordnung 100 während der "Einführung" des Prüfrohrstranges 10 (d.h. wenn der Prüfrohrstrang 10 in das Bohrloch 3 gesenkt wird) und vor jenem Zeitabschnitt, in dem der Druck der Bohrflüssigkeit im Ringraum 16 erhöht wird,um die Anordnung 100 zu veranlassen, das Ventil zu öffnen.2a and 2b show the arrangement of the components of the test valve arrangement 100 during the "introduction" of the test pipe string 10 (i.e. when test tubing 10 is in the wellbore 3 is lowered) and before that time segment in which the pressure of the drilling fluid in the annular space 16 is increased to the arrangement 100 to open the valve.

Wie in Fig. 2a gezeigt ist, übt die Spiralfeder 127 eine nach oben wirkende Kraft auf die mitejrander verbundenen Stößel 123 und 114 aus, wobei durch Anstoßen des Widerlagers 114a der Muffe 114 an dem ringförmigen Widerlager- 113b der Muffe 113' eine Hubkraft auf die Muffe II3 ausgeübt wird. Die auf die Muffe 113 ausgeübte Hubkraft hebt die Arme 109a und 109b in die in den Fig. 2a und 4a gezeigte obere Stellung, wobei die Kugelventilvertiefungen 104a und 104b mit den Nasengliedern 110a bzw. HOb zusammenwirken, so daß das Kugelventil in der in Fig. 2a geschlossenen Stellung gehalten wird. Dieses Ventil befindet sich dann in einer geschlossenen Stellung, wenn das Widerlager 123a des Stößels 123 an das Widerlager 122a des Gehäuses 122 anstößt. In dieser ge-As shown in Fig. 2a, the coil spring 127 exerts an upward force on the connected plungers 123 and 114, whereby by abutment of the abutment 114a of the sleeve 114 on the annular abutment 113b of the sleeve 113 'a lifting force is applied to the Sleeve II3 is exercised. The lifting force exerted on the sleeve 113 raises the arms 109a and 109b to the upper position shown in FIGS. 2a and 4a, the ball valve recesses 104a and 104b cooperating with the nose members 110a and HOb, respectively, so that the ball valve in the position shown in FIG. 2a closed position is held. This valve is then in a closed position when the abutment 123a of the plunger 123 strikes the abutment 122a of the housing 122. In this

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schlossenen Stellung ist die Kugel gedreht, so daß die Längsoder Mittelflußstrecke 103a quer oder senkrecht zur Ventilanordnungs-Strecke 102a verläuft und diese Strecke sperrt.In the closed position, the ball is rotated so that the longitudinal or central flow path 103a is transverse or perpendicular to the valve arrangement path 102a runs and blocks this route.

Während des *fclnflu" -Zustandes der Ventilbestandteile sind die UmgehungsÖffnungen 117 und 118 versetzt, so daß die den Umgehungsweg steuernden Ventile 116 geschlossen sind.During the * fclnflu "state of the valve components the bypass openings 117 and 118 are offset so that the Bypass control valves 116 are closed.

Die Betätigungseinheit 121 ist, wie in Fig. 2b gezeigt ist, während ihrer "Einführung" derart angeordnet, daß sich der Schwimmkolben 129 am Boden der Gaskammer 128 befindet und der Kolbenschieber 131 sich in einem offenen Zustand befindet, d.h. daß die Öffnungen IJk und 135 eine Plußverbindung zwischen dem Bohrringraum und der PlUssigkeits-Vorkammer gewähren. Dieser geöffnete Zustand des Kolbenschiebers I3I wird durch die vorspannende Wirkung der Spiralfeder I36 beibehalten, welche das Bestreben hat, die Muffen in dem in Fig. 2b gezeigten Zustand, in dem die Öffnungen aneinanderliegen, zu halten, während der Gerätestrang 10 in dem Bohrloch frei herabhängt.The operation unit 121 is, as shown in Fig. 2b, while its "Introduction" arranged so that the floating piston 129 is located at the bottom of the gas chamber 128 and the piston valve body is in an open state 131, ie that the openings ijk and 135 Grant a positive connection between the Bohrringraum and the fluid pre-chamber. This open state of the piston valve I3I is maintained by the pretensioning action of the spiral spring I36, which tends to keep the sleeves in the state shown in FIG .

Im folgenden wird der "Einführ"-Vorgang beschrieben.The "insert" procedure will now be described.

Wenn der Gerätestrang 10 in das Bohrloch gesenkt wird, wird der Ringraumdruck über die Öffnungen 126 zum Zylinder 125 am Kopf des Kolbens \2k und durch die Öffnungen 13^ und 135 auch auf die Unterseite des Schwimmkolbens 129 übertragen. Durch die Übertragung des Ringraumdruckes auf die Unterseite des KolbensWhen the tool string 10 is lowered into the wellbore, the annulus pressure is transmitted through the openings 126 to the cylinder 125 at the head of the piston \ 2k and through the openings 13 ^ and 135 also to the bottom of the floating piston 129. By transferring the annulus pressure to the underside of the piston

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wird der Ringraumdruck durch das Gas In der Kammer 128 auf die Unterseite des Kolbens 124 weitergeleitet.is the annulus pressure by the gas in the chamber 128 to the Forwarded underside of the piston 124.

Auf diese Weise wird während des "Einführungs"-Zustandes des Prüfrohrstranges 10 der Kolben 124 in einem fließenden Druckgleichgewicht gehalten, während der Druck des Gases in den Kammern 130 und 128 ununterbrochen zunimmt sofaie der hydrostatische Ringraumdruck mit größer werdender Tiefe der Ventilanordnung 100 wächst. Diese Zunahme des Gasdruckes in der Kammer ]28 hat eine Aufwärtsbewegung des Schwimmkolbens 129 zu einem mittleren Abschnitt des zylinderförmigen Bereichs 128a zir Folge, wie im wesentlichen in Fig. 3b gezeigt ist.In this way, during the "introductory" state of the test tubing 10, the piston 124 is kept in a flowing pressure equilibrium while the pressure of the gas is in the chambers 130 and 128 continuously increases sofaie the hydrostatic Annular pressure increases as the depth of the valve assembly 100 increases. This increase in the gas pressure in the chamber] 28 has a Upward movement of the floating piston 129 to a central portion of the cylindrical region 128a in succession, as substantially shown in Fig. 3b.

Wenn das Gerät in eine geeignete Tiefe gesenkt ist, kann der Packer 27 betätigt und eingestellt werden, nach der Einstellung des Packers bewirkt eine Verminderung der durch die Fördereinrichtung 11 ausgeübten Hubkraft eine nach unten schiebende Bewegung des Kolbenschiebers 131, so daß das Ventil geschlossen wird, das heißt, daß die öffnungen 134 und 135 gegeneinander versetzt werden, wie in Fig. 3b gezeigt. Durch dieses Schließen des Ventils I31 wird der Ringraumdruck in der Kammer 130 aufgefangen und auf diese V/eise innerhalb der Gaskammer 128 festgehalten, so daß der auf die Unterseite des Kolbens 124 wirkende statische Ringraumdruck (d.h., der an den öffnungen 135 und 134 auftretende hydrostatische Höhendruck) verwendet werden kann. Auf diese Weise wird, wenn der Prüfrohrstrang 10 eingebaut ist, durch die Zir .mmenwirkung des hydrostatischen Ringraumdruckes und der Vorspannung der Spiralfeder 127 der Kolben 124 nach oben in die ventilschließende Stellung gedrückt.When the implement is lowered to a suitable depth, the packer 27 can be actuated and adjusted after adjustment of the packer causes a reduction in the lifting force exerted by the conveyor 11, a downward-pushing movement of the piston valve 131, so that the valve is closed, that is, that the openings 134 and 135 are offset from one another as shown in Fig. 3b. By closing the Valve I31 absorbs the annulus pressure in chamber 130 and in this way retained within the gas chamber 128 so that the static annulus pressure acting on the underside of the piston 124 (i.e. the hydrostatic occurring at ports 135 and 134 Altitude pressure) can be used. In this way, when the test pipe string 10 is installed, the Zir .mmenffekt of the hydrostatic annulus pressure and the bias of the spiral spring 127 of the piston 124 upwards into the valve-closing Position pressed.

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Im folgenden wird die Tätigkeit des Prüfventils beschrieThe operation of the test valve is described below

Um das Ventil 3 zu öffnen und in die in Fig. Jb gezeigte Stellung zu bringen, muß der Flüssigkeitsdruck im Ringraum 16 in der Nachbarschaft der öffnungen 126 vergrößert werden. Dies wird durch die Betätigung der Pumpe 15 erreicht, die den Ringraum 16 über die Leitung 14 unter Druck setzt, wie in der US-PS 3 664 im wesentlichen beschrieben ist; dies kann aber auch durch andere, den Ringraum unter Druck setzende Vorrichtungen erreicht werden. In order to open the valve 3 and bring it into the position shown in FIG. Jb, the fluid pressure in the annular space 16 in the vicinity of the openings 126 must be increased. This is accomplished by actuating the pump 15 which pressurizes the annulus 16 via line 14, as is generally described in US Pat. No. 3,664; but this can also be achieved by other devices that pressurize the annular space.

Nachdem das Muffenventil 13I geschlossen worden ist, wird eine Vergrößerung des Druckes im Ringraum l6 durch die Öffnungen 126 nur zur oberen Seite des Kolbens 124 übertragen, wobei die Druckvergrößerung z.B. durch die Tätigkeit der Pumpe I5 erreicht wird, welche von der Oberflächenstation 1 aus über die Leitung den Ringraum l6 unter Druck setzt.After the in-line valve 13I has been closed, an increase in the pressure in the annular space l6 transmitted through the openings 126 only to the upper side of the piston 124, the Pressure increase achieved e.g. through the action of pump I5 which pressurizes the annular space l6 from the surface station 1 via the line.

Eine solche geeignete Vergrößerung des Ringraumdruckes wird, wobei der Pumpdruck von der Oberflächenstation 1 aus gesteuert wird, auf diese Weise über die öffnung 126 eine ventilöffnende, nach unten gerichtete Kraft auf den Kolben 124 ausüben.Such a suitable increase in the annulus pressure is controlled with the pumping pressure from the surface station 1 will, in this way, exert a valve-opening, downward force on the piston 124 via the opening 126.

Unter der Wirkung dieser nach unten gerichteten Kraft wird sich die Muffe 114 nach unten bewegen. Während eines Abschnittes dieser Abwärtsbewegung bringt die Muffe 114 die Umgehungs- oder Ausgleichsöffnungen II7 und II8 in Verbindung. WährendUnder the action of this downward force sleeve 114 will move downward. During a section This downward movement brings the sleeve 114 into communication with the bypass or equalization openings II7 and II8. While

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sich die Öffnungen in Verbindung befinden, wird der Druck innerhalb des Weges 102a über und unter dem Kugelventil 103 durch die Umgehungswege 119 und 120 ausgeglichen. Durch diesen Druckausgleich kann das Kugelventil relativ leicht die Arbeitsbewegung ausführen, das heißt, daß dadurch eine außergewöhnliche Reibung zwischen dem Kugelventil und den entsprechend verbundenen Ventilsitzen 106 und 107 verhindert wird.when the openings are in communication, the pressure within of path 102a above and below ball valve 103 by bypass paths 119 and 120. Through this pressure equalization the ball valve can perform the working movement relatively easily, that is, that thereby an extraordinary friction between the ball valve and the correspondingly connected valve seats 106 and 107 is prevented.

Die fortgesetzte Abwärtsbewegung der Muffe 114, die in Abhängigkeit von der Abwärtsbewegung des Kolbens 124 und der damit verbundenen Muffe 123 stattfindet, veranlaßt, daß das Widerlager 114a das Widerlager 113a berührt, so daß auf die Arme 109a und 109b eine nach unten ziehende Kraft ausgeübt wird, wodurch diese relativ zur Kugel 103 in der Längsrichtung nach unten bewegt werden.The continued downward movement of the sleeve 114, depending of the downward movement of the piston 124 and associated sleeve 123 causes the abutment 114a the abutment 113a touches, so that on the arms 109a and 109b, a downward pulling force is exerted, as a result of which it is moved downward relative to the ball 103 in the longitudinal direction will.

Die Abwärtsbewegung der Arme 109a und 109b relativ zur Kugel 103 (welche in bezug auf das Gehäuse 102 in der Längsrichtung eine feste Stellung beibehält) veranlaßt, daß die vom Arm getragenen Nasenglieder 110a und 110b und die exzentrisch angeordneten Vertiefungen 104a und 104b des Kugelventils 103 zusammenwirken und das Ventil öffnen.The downward movement of the arms 109a and 109b relative to the ball 103 (which with respect to the housing 102 in the longitudinal direction maintains a fixed posture) causes the arm carried nose members 110a and 110b and the eccentrically disposed Recesses 104a and 104b of the ball valve 103 cooperate and open the valve.

Wenn diese Kugel öffnende Bewegung beginnt, scheint sich die Stellung der Vertiefungen 104a und 104b in bezug auf den Umfang zu verschieben, wenn das Gerät im Querschnitt, das heißt in der Längsrichtung, betrachtet wird, wie in Fig. 4b gezeigt ist. Diese Verschiebung der Umfangsstellung der Vertiefungen 104a undWhen this ball starts opening movement, it appears to shift the position of the recesses 104a and 104b with respect to the circumference when the device is in cross-section, i.e. in the longitudinal direction, as shown in Fig. 4b. This shift in the circumferential position of the recesses 104a and

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104b verursacht eine um den Umfang führende Gleitbewegung oder Konvergenz der Arme 109a, 109b und der damit verbundenen Nasenglieder, wie hauptsächlich in Fig. 4b gezeigt ist, und zwar solange, bis die Vertiefungen 104a und 104b auf einer quer verlaufenden Mittelebene des Kugelventils zu liegen kommen. Während dieser Bewegung führen die Nasenglieder 110a und 110b relativ zu den dazugehörigen Vertiefungen 104a und 104b eine Dreh-, Gleit- und Schiebbewegung aus, wobei diese Bewegungen durch eine im wesentlichen kugelförmige Segmentform der Nasenglieder 110a und 110b erleichtert wird.104b causes a circumferential sliding movement or convergence of the arms 109a, 109b and the associated nose members, as shown mainly in Fig. 4b, until the depressions 104a and 104b on a transverse Come to rest in the middle plane of the ball valve. During this Movement lead the nose members 110a and 110b relative to the associated recesses 104a and 104b a rotary, sliding and Sliding movement, these movements being facilitated by a substantially spherical segment shape of the nose members 110a and 110b will.

Durch eine fortgesetzte Abwärtsbewegung des Kolbens 124 werden die Bestandteile der Ventileinheit 101 in die in den Fig. 3a und 4c gezeigte Stellung gebracht. Da sich die Vertiefungen 104a und 104b nach unten unter die quer verlaufende Mittelebene des Kugelventils bewegen, verschieben sich die Vertiefungen 104a und 104b nach rückwärts zu den ursprünglichen in Fig. 4a gezeigten Stellungen, so daß die Arme 109a. und 109b veranlaßt werden, eine um den Umfang gleitende Trennbewegung auszuführen.With a continued downward movement of the piston 124, the components of the valve unit 101 are brought into the positions shown in FIGS. 3a and 4c brought position shown. As the depressions 104a and 104b down below the transverse median plane of the ball valve, the recesses 104a and 104b shift backward to the original ones shown in Fig. 4a Positions so that the arms 109a. and 109b are caused to perform a circumferentially sliding separating movement.

Während der um den Umfang führenden Gleitbewegung der Arme 109a und 109b wird dann durch ein entsprechendes Zusammenwirken der zylindrischen Außenflächen 109"d und 109e der Arme 109a und 109b mit den zylindrischen Innenflächen 142 des Gehäuses 102 eine aufrechte oder längsgerichtete Ausrichtung festgelegt.During the sliding movement of the arms around the circumference 109a and 109b is then by a corresponding interaction of the cylindrical outer surfaces 109 "d and 109e of the arms 109a and 109b defines an upright or longitudinal orientation with the inner cylindrical surfaces 142 of the housing 102.

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Wenn sich das Kugelventil in der in Fig. 3a gezeigten, voll geöffneten Stellung befindet, das heißt, wenn das Muffenwiderlager 113a das obere Ende der Gehäusemuffe 102b berührt, wird die Bewegung der Ventilteile angehalten, wobei das Kugelventil in die voll geöffnete Stellung gedreht ist, in der der Ventilweg 103a mit dem Weg 102a und dem gesamten Innenweg 100a des Prüfrohrstranges 10 axial übereinstimmt. Durch diese Überstimmung wird ein im wesentlichen hindernisfreier, einen relativ großen Fluß zulassender Mittelweg geschaffen, der durch die Ventilanordnung 101 und die Kraftübertragungseinheit 321 in der zentralen-und Längsrichtung des Prüfrohrstranges 10 verläuft.When the ball valve is in the position shown in Fig. 3a, fully open position is, that is, when the socket abutment 113a touches the upper end of the housing sleeve 102b, the movement of the valve parts is stopped with the ball valve rotated to the fully open position in which the Valve path 103a coincides axially with path 102a and the entire inner path 100a of test pipe string 10. By this overriding becomes an essentially unobstructed one, a relative one Large flow-allowing middle path created by the valve arrangement 101 and the power transmission unit 321 in the central and The longitudinal direction of the test pipe string 10 runs.

Ein solcher Mittelweg ist nicht nur der Übertragung von großen und gleichmäßigen Flußgeschwindigkeiten der Schichtflüssigkeiten sondern auch der Durchleitung von Prüfgeräten, Arbeitsgeräten usw. durch den gesamten Prüfröhrstrang dienlich. Überdies kann ein an den in der Fig. 1 mit 26 bezeichneten Ort. angeordnetes Druckmeßgerät durch das offene Ventil 100 herausgeholt werden, wenn der Prüfvorgang beendet ist.Such a middle way is not only the transfer of large and steady flow velocities of the bed fluids It is also useful for routing test equipment, tools, etc. through the entire test tube string. Besides can be at the location indicated by 26 in FIG. arranged The pressure gauge can be taken out through the open valve 100 when the testing process is complete.

Wie zu sehen ist, läßt sich das Kugelventil 103 dadurch zyklisch schließen und öffnen, indem einfach der Druck der Bohrflüssigkeit im Ringraum 16 in der Nähe der Ventilanordnung 100 zyklisch erhöht oder gesenkt wird.As can be seen, the ball valve 103 can thereby be cyclically closed and opened simply by applying the pressure of the drilling fluid is cyclically increased or decreased in the annular space 16 in the vicinity of the valve arrangement 100.

An dieser Stelle läßt sich erkennen, daß die Bestandteile 131, 130, 129, 128, 124, 123, 112, 109a und 109b eine vom Ring-At this point it can be seen that the components 131, 130, 129, 128, 124, 123, 112, 109a and 109b are one of the ring

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raumdruck abhängige, das sich ganz öffnende Schicht-Prüfventil schließende Einrichtung bilden. In dieser Schließeinrichtung ist eine erste vom Ringraumdruck abhängige krafterzeugende Einrichtung enthalten, die durch die Bestandteile IJl, I30, 129 , 128 und 124 gebildet wird. Diese erste vom Ringraumdruck abhängige krafterzeugende Einrichtung arbeitet in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsdruck im Ringraum Io und im Bohrloch 3 in der Nähe der Schichtprüfventilanordnung und erzeugt im Bohrloch 3 eine erste Kraft, die durch die Kammer I30 und die Gaskammer 128 nach oben auf die Unterseite des Kolbens 124 wirkt. Diese Ventilschließvorrichtung enthält zusätzlich eine erste vom Ringraumdruck abhängige Kraftübertragungseinrichtung, die von den Bestandteilen 124, 123, 112, 109a und 109b gebildet wird. Diese Kraftübertragungseinrichtung überträgt die zuvor genannte erste, vom Ringraumdruck erzeugte Kraft auf das ganz geöffnete Schichtprüf ventil 3 und drückt das Ventil 3 in die in Fig. 2a gezeigte geschlossene Stellung .Form a device that is dependent on room pressure and closes the fully opening layer test valve. In this locking device is a first annulus pressure dependent force generating device Contained by the components IJl, I30, 129, 128 and 124 is formed. This first force-generating device, which is dependent on the annulus pressure, operates as a function of the fluid pressure in the annulus Io and in the borehole 3 near the Layer check valve assembly and creates a first in borehole 3 Force acting up through chamber I30 and gas chamber 128 on the underside of piston 124. This valve closing device additionally contains a first force transmission device which is dependent on the annulus pressure and which is controlled by the components 124, 123, 112, 109a and 109b is formed. This power transmission device transmits the aforementioned first, of the annulus pressure generated force on the fully open layer test valve 3 and presses the valve 3 into the closed position shown in FIG. 2a .

Es ist auch zu erkennen, daß die verbesserte Prüfventilariordnung 100 eine vom Ringraumdruck abhängige,das sich ganz öffnende Schicht-Prüfventil öffnende Einrichtung umfaßt, die durch die Bestandteile 126, 125, 124, 123, 112, 109a und 109b gebildet wird.It can also be seen that the improved check valve assembly 100 comprises a device which is dependent on the annulus pressure and which opens the fully opening stratified check valve which is carried out by the components 126, 125, 124, 123, 112, 109a and 109b are formed.

In dieser ventilöffnenden Einrichtung ist eine zweite, vom Ringraumdruck abhängige krafterzeugende Einrichtung enthalten, die durch die Bestandteile 126, 125 und 124 gebildet wird. DieseThis valve-opening device contains a second force-generating device, which is dependent on the annulus pressure, which is formed by the components 126, 125 and 124. These

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zweite kra ft er zeugende Einrichtung arbeitet in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsdruck im Ringraum IO des Bohrloches 3 in der Nähe des Schichtprüfventils 3 und erzeugt in dem Bohrloch 3 eine zweite, über die Öffnungen 126 nach unten auf den Kolben 124 wirkende Kraft. Die ventilöffnende Einrichtung enthält zusätzlich eine zweite, vom Ringraumdruck abhängige Kraftübertragungseinrichtung, die in diesem Fall mit der ersten Kraftübertragungseinrichtung übereinstimmt und von den Bestandteilen 124, 123* 112, 109a und 109b gebildet wird. Diese Kraftübertragungseinrichtung überträgt die zweite, vom Ringraumdruck erzeugte Kraft auf das vollständig geöffnete Schichtprüfventil 3 und drückt dieses Ventil in die in Fig. 3a gezeigte vollständig geschlossene Stellung.second force generating device works depending on Fluid pressure in the annulus IO of the borehole 3 in the vicinity of the layer test valve 3 and generates a second, Force acting downwardly on the piston 124 via the openings 126. The valve-opening device also contains a second power transmission device dependent on the annulus pressure, which in this case with the first power transmission device and from the components 124, 123 * 112, 109a and 109b is formed. This power transmission device transmits the second force generated by the annulus pressure to the complete open layer test valve 3 and pushes this valve into the in Fig. 3a shown fully closed position.

Die zusammengesetzten Bestandteile, dieThe composite components that

1) die vom Ringraumdruck abhängige, das sich ganz öffnende Schicht-Prüfventil schließende Einrichtung,1) the device, which is dependent on the annulus pressure and closes the fully opening layer test valve,

2) die vom Ringraumdruck abhängige, das sich ganz öffnende Schicht-Prüfventil öffnende Einrichtung,2) the one dependent on the annulus pressure, the one that opens completely Shift test valve opening device,

3) das vollständig öffnende Schicht-Prüfventil selbst3) the fully opening layer test valve itself

umfassen, arbeiten zusammen und schließen und öffnen das Ventil 3 in Abhängigkeit von den Änderungen des Flüssigkeitsdruckes im Ringraum 16, während sie einen relativ ungehinderten Fluß derinclude, work together and close and open the valve 3 in response to changes in the fluid pressure in the Annular space 16 while allowing a relatively unobstructed flow of the

in
Schichtflüssigkeit zentral/und längs des Schicht-Prüfrohrstrangs 10 durch die Schicht-Prüfventilanordnung 100 erlauben, wenn sich das Ventil 3 in der in Fig. 3a gezeigten vollständig offenen Stellung befindet.in
Allow layer liquid centrally / and along the layer test pipe string 10 through the layer test valve arrangement 100 when the valve 3 is in the completely open position shown in FIG. 3a.

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Ein Hauptvorteil der Erfindung besteht darin, daß mit einerr. vom Ringraumdruck abhängigen und betätigten PrUfventil eine vollständige Öffnung und ein hoher und ununterbrochener Fluß in einem Prüfgestänge ermöglicht wird.A main advantage of the invention is that with a r. an actuated test valve dependent on the annulus pressure full opening and a high and uninterrupted flow in a test rod is enabled.

Die durch den auf die Oberfläche der Gaskammer 128 ausgeübten Druck auftretenden Gefahren werden durch die Erzeugung eines eine Vfirkung ausübenden Vordruckes in dieser Kammer beseitigt, wenn das Gestänge in das Bohrloch hinabgesenkt wird.The exerted on the surface of the gas chamber 128 by the Dangers that occur under pressure are eliminated by generating an effective form in this chamber, when the string is lowered into the borehole.

Zu dem Zeitpunkt, wenn das Gestänge aus dorr Bohrloch zurückgeholt wird, das heißt,wenn es angehoben wird, öffnet sich automatisch das Muffenventil 13I (was ein Ergebnis des durch die Hubvorrichtung 11 bewirkten Hebvorganges ist, der durch die Federkraft 136 verstärkt wird). Durch diese öffnung des Muffenventils 131 kann der Druck in der Kammer 128 sich automatisch auflösen oder verbraucht werden, da das Gestänge angehoben wird.At the time when the rods are retrieved from dorr borehole that is, when it is lifted, the in-line valve 13I opens automatically (which is a result of the Lifting device 11 caused lifting operation, which is reinforced by the spring force 136). Through this opening of the in-line valve 131, the pressure in chamber 128 can automatically dissolve or consumed as the boom is raised.

Wenn das Gestänge an die Oberflächenstation 1 gebracht worden ist, sind daher die Arbeiter nicht mehrjgefährlich hohen Druckwerten in der Gaskammer 128 ausgesetzt, wenn das Gestänge auseinandergenommen oder mit dem Gestänge umgegangen wird.Thus, once the linkage has been brought to surface station 1, the workers will no longer be exposed to dangerously high pressures in the gas chamber 128 when the linkage is disassembled or the boom is handled.

Ist die Betätigungseinheit 121 von der die Probe aufnehmenden Ventilanordnung 101 abgetrennt und unterhalb dieser angeordnet (die Anordnung 101 enthält eine Probe derThe actuation unit 121 is separated from the valve arrangement 101 receiving the sample and is arranged below it (The assembly 101 contains a sample of the

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Schichtflüssigkeit im Inneren des Innenwegs 100a und über dem geschlossenen Ventil 103), so ist es möglich, einen Teil des die Probe der Schichtflüssigkeit enthaltenden Gestänges von der Betätigungseinheit abzutrennen und die Probe unversehrt an einen geeigneten Analyseort zu bringen.Layered liquid inside the inner path 100a and above the closed one Valve 103), it is possible to remove part of the rods containing the sample of the stratified liquid from the actuating unit separate and bring the sample intact to a suitable analysis location.

Die hindernisfreie äußere Beschaffenheit des Gestänges erleichtert die Bewegung in das und aus dem Bohrloch und verbürgt eine wirksame Betätigung des Gestänges in Abhängigkeit von den Ringraumdruckänderungen. In ähnlicher Weise erleichtert der relativ ungehinderte, zentral und in der Längsrichtung verlaufende Flußweg der Prüfventilanordnung relativ hohe und ununterbrochene Flußgeschwindigkeiten der Schichtflüssigkeiten während des Bohrprüfvorganges. Solch ein "vollständig offener" Flußweg erlaubt zusätzlich den Transport von zusätzlichen Arbeits-, Prüf- oder Untersuchungsgeräten durch die gesamte Länge des Prüfrohrstranges während der Bohrungsprüf- und Ergänzungs- oder Auswertungsarbeiten. The unobstructed external nature of the linkage facilitates movement in and out of the borehole and ensures effective operation of the rod as a function of the Annulus pressure changes. Similarly, the relatively unobstructed, central and longitudinal one facilitates Flow path of the test valve assembly relatively high and uninterrupted flow rates of the bed fluids during the drilling test process. Such a "completely open" flow path also allows the transport of additional work, test or investigation equipment through the entire length of the test pipe string during the drilling test and supplementary or evaluation work.

Durch den besonderen Aufbau der das Drehkugelventil haltenden und betätigenden Bauteile, so wie diese beschrieben wurden, wird ein besonders stabiler und zuverlässiger Drehkugelventilmechanismus geschaffen, der in besonderer Weise einen entweder unter oder oberhalb dem Ventil wirkenden Flüssigkeitsdruck aufnehmen und diesem widerstehen und Aufwärts- oder Abwärtsströmungen einschränken kann.Due to the special structure of the components holding and actuating the rotary ball valve, as described, a particularly stable and reliable rotary ball valve mechanism is created, which in a special way either Absorb and resist fluid pressure acting below or above the valve and upward or downward currents can restrict.

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Zusätzlich zur Hemmwirkung des Muffenventils ^l, das eine erste Hemmvorrichtung zum Unschädlichmachen des Einflusses der auf die Unterseite des Kolbens 124 wirkenden Ringraumdruckänderungen und zum Unschädlichmachen des Ringraumdruckes in der Kammer 128 beim Emporheben des Gestängestranges und bei dessen Herausnahme aus dem Bohrloch,kann|äie Prüf ventilanordnung 100 mit einer zweiten Hemmvorrichtung 1^8 versehen werden, wie zuvor bemerkt wurde. Eine solche zweite Hemmvorrichtung 1J8 kann verschiedene Formen besitzen, die zerreißbare Einrichtungen, Einrichtungen die geöffnet werden können, oder Verriegelungseinrichtungen, die wahlweise geöffnet werden können, enthalten, welche in Abhängigkeit von einem'außergewöhnlichen Ringraumdruck das Ventil schliessen und in dieser geschlossenen Stellung halten.In addition to the inhibiting effect of the in-line valve ^ l, the one first inhibiting device for rendering harmless the influence of the changes in annulus pressure acting on the underside of the piston 124 and to render the annulus pressure in the chamber 128 harmless when the drill string is lifted and when it is Removal from the borehole, the test valve arrangement 100 can with a second jamming device 1 ^ 8 can be provided, as previously noted became. Such a second inhibiting device 1J8 can be various Have forms that have frangible devices, devices that can be opened or interlocking devices, which can be opened optionally, contain, which close the valve depending on an'exusual annulus pressure and hold in this closed position.

Es ist ersichtlich, daß die Erfindung natürlich in verschiedenen Ausführungsformen ausgeführt werden kann, welche von dem hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel abweichen.It will be understood that the invention can, of course, be practiced in various embodiments, which of differ from the preferred embodiment described here.

Z.B. kann ein Paar gleichzeitig betätigbarer, in der Längsrichtung angeordneter Ventilanordnungen 100 verwendet werden, um eine Probe einer Schichtflüssigkeit nicht nur innerhalb des Prüfrohrstranges sondern zwischen in der Längsrichtung voneinander getrennte Drehkugelventileinrichtungen oder vollständig öffnende Schichtprüfventileinrichtungen einzuschließen. Dies könnte, wenn es gewünscht wird, durch eine zylindrische, SchichtflUssigkeit aufnehmende Probekammer bewirkt werden, die zwischen einer am unteren Ende der zylindrischen Kammer angeordneten Einrichtung 100,E.g. a pair can be operated simultaneously, lengthways arranged valve assemblies 100 are used to sample a layer fluid not only within the test pipe string but between rotary ball valve devices which are separate from one another in the longitudinal direction or which are fully opening Include stratification valve devices. If so desired, this could be achieved by means of a cylindrical, layered liquid receiving sample chamber are effected, which is arranged between a device 100 arranged at the lower end of the cylindrical chamber,

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wie in den Zeichnungen gezeigt, und einer weiteren Anordnung 100 liegt, welche über der die Probe aufnehmenden rohrförmigen Kammer, jedoch umgekehrt in bezug auf die in den vorliegenden Zeichnungen gezeigte Stellung angeordnet ist.as shown in the drawings, and another assembly 100 overlying the sample receiving tubular chamber, however, it is reversed with respect to the position shown in the present drawings.

Mit dieser Anordnung wäre es möglich, die Betätigungseinheiten von jedem Ende der Probenkammer abzutrennen, wobei die Ventileinheiten an ihrem Platz gelassen werden, so daß eine Probe einer eingeschlossenen Schichtflüssigkeit abgesondert wird.With this arrangement it would be possible to disconnect the actuator units from each end of the sample chamber, with the valve units be left in place so that a sample of entrapped bed fluid is secreted.

Die Erfindung kann in Verbindung mit dem hier beschriebenen Prüfrohrstrang mit einem Umlaufventil und einer lösbar verbundenen, ringraumdruckabhängigen Betätigungs- oder kraftübertragenden Einheit ausgeführt werden, wie in der US-Patentanmeldung 288 187 (September 1972) beschrieben ist. Ein solches Umlaufventil könnte unter der Ventilanordnung und über dem Packer 27 angeordnet oder als Ventileinrichtung 22 an einem Ort über dem PrUfventil 100 (das heißt der Ventileinrichtung 25 in Pig. 1) benützt werden. Auf die Beschreibung dieser US-Patentanmeldung 288 I87 wird hier verwiesen. The invention can be used in connection with the test pipe string described here with a circulation valve and a detachably connected, Annular pressure-dependent actuation or force-transmitting unit are carried out, as in the US patent application 288 187 (September 1972). Such a circulation valve could be arranged below the valve arrangement and above the packer 27 or as a valve device 22 at a location above the test valve 100 (i.e. the valve device 25 in Pig. 1) can be used. on the description of that US patent application 288,187 is incorporated herein by reference.

Was die Ringraumdruckbetätigung der Vorkammer 128 anbelangt, so läßt sich ein größeres Verständnis der Einzelheiten dieses Grundgedankens aus der US-Patentanmeldung 335 980 (Februar, 1973) gewinnen. Auf die Beschreibung dieser US-Patentanmeldung sei hier ebenfalls verwiesen.With regard to the annulus pressure actuation of the prechamber 128, a greater understanding of the details can be obtained this basic idea from US patent application 335,980 (February, 1973) win. To the description of this US patent application is also referred to here.

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Es soll auch bemerkt werden, daß die Steuerung der Relativgeschwindigkeiten der Bewegung der verschiebbaren Bauteile der Prüfventilanordnung durch die Verwendung einer bewegungshemmenden Vorrichtung durchgeführt werden kann, von der typische Ausführungsbeispiele in den US-Patentschriften 3 664 415 und 3 487 dargelegt sind.It should also be noted that the control of the relative speeds the movement of the displaceable components of the test valve arrangement through the use of a movement-inhibiting Device can be carried out of the typical Embodiments in U.S. Patents 3,664,415 and 3 487 are set out.

Es soll außerdem zur Kenntnis genommen werden, daß andere vollständig öffnende Ventilglieder als die beschriebenen Drehkugelventile unter bestimmten Umständen verwendet und daß Drehkugelventil betätigende Mechanismen, die von den hier beschriebenen abweichen, benützt werden können. So können z.B. unter bestimmten Umständen solche Betätigungsmechanismen für das Drehkugelventil benützt werden, die in den US-Patentschriften 3 ^99 487/3 ^35 897 oder 3 347 318 beschrieben sind.It should also be noted that other fully opening valve members than the rotary ball valves described used in certain circumstances and that rotary ball valve actuating mechanisms other than those described herein can be used. For example, under certain circumstances, such actuation mechanisms for the rotary ball valve which are described in U.S. Patents 3 ^ 99 487/3 ^ 35 897 or 3,347,318.

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Claims

P AT E IM T A IM ep RUCHE

1. Method of testing layers by an annulus pressure actuated drilling test device with a stratified test pipe string, with a layer test valve arrangement contained in a lower section of the layer test pipe string for Controlling the flow of the stratified fluid between the stratum and the interior of the stratified test tubing and with one in a lower Section of the layer test pipe string contained packer arrangement for the separation of a layer to be tested from an upper section of a borehole receiving the stratified test pipe string, characterized by a completely opening one Stratified check valve device in the aforementioned stratified check valve arrangement to open and close and to create an essentially central in and along the stratum PrUfrohrstranges running opening that allows the layer liquid to pass through in the open state, through a the fully opening stratified check valve closes device in the stratified check valve with a first, dependent on the annulus pressure, force-generating device for generating a first Force in the borehole as a function of the fluid pressure in one

essentially

Annulus in a borehole / near the stratified check valve assembly and with a first, dependent on the annulus pressure, force-transmitting device for transmitting the first, from the ring

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room pressure generated force on the fully opening layer test valve device and to close the fully opening layer test valve device by one of the annulus pressure dependent device that opens the fully opening stratified test valve in the stratified test valve arrangement with a second, the annulus pressure dependent, force-generating device for generating a second force in the borehole as a function of the Fluid pressure in the annulus of the borehole essentially in the vicinity of the stratified check valve arrangement and with a second, dependent on the annulus pressure, force-transmitting device for transmitting the second force generated by the annulus pressure to the fully opening layer test valve device and for opening the fully opening layer test valve device, whereby the The device which is dependent on the annulus pressure, closes the fully opening layer test valve, the device which is dependent on the annulus pressure, the fully opening layer test valve opening device, and the fully opening layer test valve device such work together so that, depending on the changes in the fluid pressure in the annulus, they close the fully opening layer test valve device or open, allowing relatively unimpeded flow of the stratified liquid through the stratified check valve assembly Centrally in and along the stratified test pipe string, if the stratified test valve device opens completely is open.

2. Apparatus for performing the method according to claim 1 with a layer test pipe string, with one in an unteim .Abschnitt the layer test pipe string arranged layer test

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valve assembly for controlling the flow of stratified fluid between the stratum and the interior of the stratified test pipe string and with a packer arrangement arranged in a lower section of the stratified test pipe string for separating one to be tested Layer from an upper portion of the borehole receiving the layered test string indicated by one in the Layer test valve arrangement contained fully opening Schictb test valve device (101) for the movement between a closed (Fig. 2a) and open (Fig. 3a) position and to Creating a substantially central int and longitudinal to the Layered test pipe string (10) running layered liquid through the letting opening (103a, 102a) in the open position (Fig. 3a), by a device (131,130,129,128,124, 123,112,109a, 109b) in the stratified check valve arrangement with a first, dependent on the annulus pressure, force-generating device (131,130,129,128,124) for generating a first force in the Borehole (3) as a function of the fluid pressure in an annular space (16) in a borehole (3) substantially in the vicinity of the Stratified test valve arrangement (25) and with a first force-transmitting device (124, 123, 112, dependent on the annulus pressure) 109a, 109b) for transmitting the first force generated by the annulus pressure to the fully opening layer test valve device (101) and for closing (Fig. 2a) the fully opening layer test valve device (101), by a device that is dependent on the annulus pressure and opens the fully opening layer test valve (126,125,124,123,112, 109a, 109b) in the stratified check valve arrangement with a second, depending on the annulus pressure, force-generating

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lowing device (126,125,124) for generating a second force in the borehole (3) as a function of the fluid pressure in the annular space (16) of the borehole (3) essentially in the vicinity of the stratified check valve arrangement (25) and with a second, dependent on the annulus pressure, force-transmitting device (124,123,112,109a, 109b) for the transfer of the second from Annular pressure generated force on the fully opening Schichtprüfventileinrichtung (101) and for opening the fully opening layer test valve device, whereby the pressure from the annulus dependent, the fully opening layer test valve closing device (131,130,129,128,124,123,112,109a, 109b), which from Annular pressure dependent, the fully opening layer test valve opening device (126,125,124,123,112,109a, 109b) and the fully opening layer test valve device (101) can be operated in this way are that, depending on the changes in the fluid pressure in the annular space (16), the fully opening layer test valve device (101) close (Fig.2a) or open (Fig. 3a), with a relatively unimpeded flow of the layer liquid essentially centrally in and along the stratified test pipe string (10) through the stratified check valve arrangement (25) when the stratified check valve device opens completely (101) is in the open position (Fig. 3a).

3. Apparatus according to claim 2, characterized by a first inhibiting device (131) for eliminating the first, from the annulus pressure generated, the fully opening layer test valve device (101) closes (Fig. 2a) force as a function of the elevation of the layer test pipe string (10) and the distance

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of the layer test pipe string (10) from the borehole (3) and by a second inhibiting device (138) for the counteraction against the second force generated by the annulus pressure as a function of an increase in the fluid pressure in the annulus (16).

4. Apparatus according to claim 2, characterized in that the fully opening layer test valve device (101) is a Rotary ball valve (103) and the rotary ball valve (103) * which in the layer test valve arrangement (10) with respect to the longitudinal direction generally occupies a fixed position, supporting

/ 105)
Housing / contains, and that each first and second annulus pressure dependent force-transmitting device is carried by the rotary ball valve (103) extending generally along the stratified test pipe string (10) and relative to it a longitudinal and circumferential movement executing arms (109a, 109b ) * and eccentrically disposed recesses (104a, 104b) extending radially to the surface (103b) thereof and nose members (110a, 110b) carried by the arms (109a, 109b) and rotatably and slidably received by the recesses (104a, 104h), the Arms (109a, 109b) depending on one through the first and second of the annulus pressure

The longitudinal force exerted on them depends on the device the nose members (lloa, llob) and depressions (l04a, 104b) a force that causes a rotary movement on the rotary ball valve (103) transferred while they are freely movable in the longitudinal direction and around the circumference of the layer test pipe string (10) when the position of the recesses (104a, 104b) changes during the rotation of the rotary ball valve (103).

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5. The device according to claim 2, characterized by an optionally releasable connecting device (139) for the connection of the first and second, dependent on the annulus pressure, force-generating devices with the fully opening layer test valve device (101) below the layer test valve device (101) and above the packer arrangement (27) and through walls (102, 122, 103a) contained in the stratified test valve arrangement (25) to form a substantially unobstructed outer surface of the test valve arrangement in the annular space (16) and a substantially unobstructed, longitudinally extending and substantially central surface arranged middle path (103a, 102a) inside the test valve arrangement (25) , through which the layer liquid can pass at a relatively high speed when the fully opening layer test valve device (101) is brought into the open position (Fig. J> a) will.

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