DE2731005A1

DE2731005A1 - Gehaengeeinrichtung fuer einen einzelstrang

Info

Publication number: DE2731005A1
Application number: DE19772731005
Authority: DE
Inventors: Bobby F Goad
Original assignee: Baker International Corp
Current assignee: Baker International Corp
Priority date: 1976-07-12
Filing date: 1977-07-08
Publication date: 1978-01-19
Also published as: DE2731005C3; NL7707469A; DE2731005B2; IT1079771B; NO772232L; NO149182C; NO149182B; FR2358538B1; JPS539206A; FR2358538A1; US4051894A; GB1546305A

Description

PATEfJTA₁NiWA₁-TE A. GRÜNECKER

^K1NKELDEY

W. STOCKMAIR OK-MC AeC ICM.1VH

K. SCHUMANN

Ot NEH NtT OTLfHVS

P. H. JAKOB

G. BEZOLD

CRPStNW un.O«K

8 MÜNCHEN

MAXIMILIANSTRASSC

6. JuIi 1977 P 11

Baker International Corporation
6023 Navigation Blvd. P.O. Box 3048 Houston, Texas 77001, USA

Gehängeeinrichtung für einen Einzelstrang

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Fördervorrichtungen für öl- und/oder Gasquellen und insbesondere auf eine Vorrichtung, in der die Quellenförderung durch ein unter der Oberfläche liegendes Sicherheitsventil strömt, sowie auf die Verrohrung, die hieran angeschlossen ist, wobei das Ventil durch Strömungsmitteldruck offengehalten wird, der von einer Versorgung an der Oberseite der Quelle bzw. Bohrung über eine Steuerleitung angelegt wird, die sich längs der Verrohrung zum Sicherheitsventil erstreckt.

Sicherheitsventile wurden in Verrohrungen installiert, die in Quellenbohrungen angeordnet waren und von einer Druckversorgung an der Oberfläche oder der Oberseite der Quelle gesteuert werden, um normalerweise das Sicherheitsventil offen zu halten. Der Druck wird dem Sicherheitsventil über

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eine verhältnismäßig kleine Steuerleitung zugeführt, die an der Verrohrung befestigt ist, wie beispielsweise durch eine Schnallen- oder Stegverbindung, um die Steuerleitung abzustützen und gegen den Rohrstrang zu halten, der sich vom Sicherheitsventil aus nach oben erstreckt. Das Sicherheitsventil und die obere Verrohrung werden von einem unter der Oberfläche angeordneten Verrohrungsgehänge abgestützt, das in geeigneter Weise an der Bohrlocheinfassung befestigt oder angebracht ist,wobei: das obere Ende des Rohrstranges an einem an der Oberfläche befindlichen Verrohrunggehänge befestigt ist. Um die ordnungsgemäße gegenseitige Anbringung oder den Abstand zwischen demiunteren Verrohrungsgehänge und dem oberen, an der Oberfläche befindlichen Verrohrungsgehänge sicherzustellen, wird eine Distanzhaltervorrichtung, wie sie etwa in der US-PS 3 861 463, Fig. 3d gezeigt ist, an der Vorrichtung angebracht, die innerhalb der Bohrlocheinfassung unterhalb deren Oberfläche angebracht ist. So eine Distanzhaltervorrichtung kann der Art nach drehend und mit Gewinde versehen sein, was die Vorrichtung in den Stand versetzt, im unteren Verrohrungsgehänge angesetzt zu werden, wobei der obere Verrohrungsstrang dann gedreht wird, um den oberen Abschnitt des Distanzhalters bezüglich des unteren Abschnitts nach unten zu schrauben, um das Oberflächen-Verrohrungsgehänge in Eingriff mit einem Sitz am Bohrlochkopf (well head) in Eingriff zu bringen und hierbei entsprechend die Vorrichtung zwischen dem unteren Verrohrungsgehänge und dem an der Oberfläche befindlichen Verrohrungsgehänge auf den richtigen Abstand zu bringen.

Bei früheren Anordnungen und insbesondere dort, wo ein einzelner Verrohrungsstrang in der Bohrlocheinfassung verwendet wird, wurden Schwierigkeiten mit dem drehbaren Distanzhalter festgestellt. Während der Drehung des oberen Verrohrungsstranges, um einen Abschnitt des Distanzhalters nach unten relativ zum anderen Abschnitt des Distanzhalters einzuschrauben, wurde der Verrohrungsstrang relativ zum

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Sicherheitsventil gedreht, was eine Relativdrehung zwischen dem Sicherheitsventil und dem oberen, an der Oberfläche befindlichen Verrohrungsstrang erzeugt, wobei die Steuerleitung um den oberen Verrohrungsstrang gewickelt wird wie auch zusammengedrückt wird, was zu einem Schaden in der Steuerleitung und zu deren Unterbrechung führt.

Dank der vorliegenden Erfindung wird ein drehbarer Distanzhalter in der Vorrichtung an einer Stelle angebracht, die es gestattet, daß der obere Verrohrungsstrang, das Sicherheitsventil und die Steuerleitung als eine Einheit zum Zweck des Aufschraubens oder Einbringens des oberen Abschnitts des drehbaren Distanzhalters in Längsrichtung bezüglich zum unteren Abschnitt des drehbaren Distanzhalters und dem diesen beigeordneten unteren Verrohrungsgehänge gedreht wird,wobei da an der Oberfläche befindliche Verrohrungsgehänge in geeigneten Sitzeingriff mit dem Bohrlochkopf gebracht wird, im einzelnen wird der drehbare Distanzhalter zwischen dem Sicherheitsventil und dem unteren Verrohrungsgehänge angebracht, was den oberen Verrohrungsstrang in die Lage versetzt, unmittelbar oder mittelbar am Sicherheitsventil befestigt zu werden, wobei die Oberflächensteuerleitung oder die Steuerverrohrung an ihrem unteren Ende am Sicherheitsventil befestigt und an mit Abstand zueinander angeordneten Punkten wie etwa durch Gurte oder Bügel am Verrohrungsstrang befestigt werden, der sich zur Oberseite der Bohrstelle erstreckt. Dementsprechend findet die Drehung des Verrohrungsstranges, des Sicherheitsventils und der Oberflächensteuerleitung als integrale Einheit statt, wie oben ausgeführt ist, so daß dort kein Aufwickeln der Steuerleitung rund um den Verrohrungsstrang stattfindet, wenn dieser seinerseits zu dem Zweck rotiert, das geeignete Zwischenraumverhältnis zwischen dem oberen Verrohrungsgehänge und dem unteren Verrohrungsgehänge zu bewirken.

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Ein besonderer Gedanke der Erfindung liegt in einer Einrichtung zum Einstellen des Abstandes zwischen einem unteren Verrohrungsgehänge, das in einer Bohrlocheinfassung verankert ist, um einen herabhängenden unteren Verrohrungsstrang abzustützen, und einem oberen Verrohrungsgehänge am Bohrlochkopf, wobei eine einstellbare Distanzhaltervorrichtung mit ihrem unteren Ende am unteren Verrohrungsgehänge und mit ihrem oberen Ende am oberen Ende eines Sicherheitsventils angeschlossen ist, das seinerseits am oberen Rohrstrang angeschlossen ist, der sich zur oberen Rohrverankerung erstreckt, wobei das Ventil hydraulisch von einem Strömungsmittel gesteuert wird, das unter Druck steht, der ihm über eine Steuerleitung mitgeteilt wird, die mit Schnallen, Bügeln, Riemen oder sonstwie am oberen Verrohrungsstrang befestigt ist und sich von der Oberseite des Bohrlochs zum Sicherheitsventil erstreckt. Der obere Verrohrungsstrang, das Sicherheitsventil und die Steuerleitung sowie der obere Abschnitt des Distanzhalters sind als eine Einheit bezüglich dem unteren Abschnitt des Distanzhalters drehbar, um die Einheit relativ zum unteren Verrohrungsgehänge abzusenken, bis das obere Verrohrungsgeh&nge auf seinem Bohrlochkopfsitz ankcrant, wobei eine derartige Tätigkeit stattfindet, ohne daß die Steuerverrohrung relativ zum Sicherheitsventil verdreht wird.

Diese Erfindung besitzt viele andere Vorzüge und weist .andere Ziele auf, die deutlicher aus der Betrachtung einer Form ersichtlich sind, in der die Erfindung verkörpert sein kann. Diese Form ist in den Zeichnungen gezeigt, die beigefügt sind und einen Teil der vorliegenden Beschreibung bilden. Dieses Ausführungsbeispiel wird nun im einzelen zu dem Zweck beschrieben, die allgemeinen Prinzipien der Erfindung zu erläutern, aber es wird darauf hingewiesen, daB eine derartige detaillierte Beschreibung nicht im einschränkenden Sinne zu betrachten ist.

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Es wird nun Bezug auf die Zeichnungen genommen:

Fig. 1a und 1b

zeigen zusammen ein wenig schematisch eine Vorrichtung, die die Erfindung verkörpert und in einer Quellenbohrung angebracht ist , wobei Fig. 1b die untere Fortsetzung von Fig. 1a ist.

Fig. 2a, 2b, 2c, 2d und 2e

bilden zusammen eine kombinierte Seiten- und Längsschnittansicht des Hauptabschnittes der in den Figuren 1a und 1b geoffenbarten Vorrichtung, wobei die Fig. 2b, 2c, 2d und 2e, in Längsrichtung gesehen, die Fortsetzungen von Fig. 2a, 2b, 2c bzw. 2d sind.

Wie in der Zeichnung dargestellt, weist das Bohrloch W eine Einfassung C auf, die hierin angebracht ist,wobei die Einfassung durch eine Förderzone Z hindurchgeht und das Fördergut aus dieser Zone imstande ist, durch Perforierungen P in der Einfassung in das Innere der Einfassung hindurchzu*· treten. Eine geeignete Bohrlochabdichtung (well packer) WP befindet sich in abgedichtetem Zustand in der Einfassung oberhalb der Perforierungen P, wobei ein unterer Verrohrungsstrang LT in geeigneter Weise an der Dichtung angeschlossen oder ihr sonstwie zugeordnet ist, so daß die Bohrlochförderung durch den unteren Verrohrungsstrang LT zur Oberseite des Bohrloches, wie nachfolgend beschrieben ist, strömen kann. Das obere Ende des unteren Verrohrungsstranges ist an einem Boden-Gewindeschutz (sub) 10 einer Vorrichtung 11 zum Ermöglichen der Druckentwicklung in der Verrohrung oberhalb hiervon, wie weiter unten beschrieben, angeschlossen, wobei das Unterteil unmittelbar oder mittelbar an einem Einzelstrangverrohrungsgehänge 12 angeschlossen ist, das dazu eingerichtet ist, gegenüber der Wand der Bohrlocheinfassung C verankert oder sonstwie hierin abgestützt zu sein.

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Ein drehbarer Distanzhalter 13 ist am oberen Abschnitt des Verrohrungsgehänges 12 über eine zwischengeschaltete Dichtungsanordnung 12a befestigt, wobei dieser drehbare Abstandhalter am unteren Ende eines in der Verrohrung angebrachten Sicherheitsventils 14 angebracht ist/ das seinerseits an einer Ausscher-Sicherheitsverbindung 15 befestigt ist. Diese Verbindung ist mit ihrem oberen Ende am oberen Verrohrungsstrang UT angeschlossen, der sich zur Oberseite des Bohrlochs erstreckt und an einem geeigneten oberen Verrohrungsgehänge^16 angebracht ist, das dazu eingerichtet ist, seinen Sitz in einer Büchse 17 zu finden, die ihrerseits im Bohrlochkopf WH ihren Sitz findet, der am oberen Ende des Einfassungsstranges C befestigt ist. Eine Oberflächensteuer leitung 18 ist mit ihrem unteren Ende in geeigneter Weise am Sicherheitsventil 14 angeschlossen, wobei sich diese Steuerleitung nach oben längs der Sicherheitsverbindung 15 und des oberen Verrohrungsstranges UT zur Oberfläche erstreckt, wo ihr oberes Ende an einer geeigneten Versorgung für hydraulischen Druck (nicht gezeigt) angeschlossen ist, um das Sicherheitsventil in die Lage zu versetzen, in einer offenen Stellung gehalten zu werden, · wenn das Strömungsmittel in der Steuerleitung sich unter Druck befindet. Das Ablassen des Steuerleitungsdruckes versetzt das Sicherheitsventil in den Stand, automatisch zu schließen, wie allgemein bekannt ist. Die Oberflächensteuerleitung 18 ist mittels mehrerer Streifen oder Bügel 19 an der Ausscher-Sicherheitsverbindung 15 und am oberen Verrohrungsstrang UT befestigt.

Wie in Fig. 2a geoffenbart ist, weist die Ausscher-Sicherheitsverbindung 15 einen oberen Gewindeschutz 20 auf, der am unteren Ende eines anschließenden Abschnitts der oberen Verrohrung UT befestigt ist, wobei dieser obere Gewindeschutz mit einem Gewinde am oberen Ende eines länglichen Gehäuses 21 angeschlossen ist, das eine Spindel 22 umgibt, deren unteres Ende mit unmittelbar oder mittelbar

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am in der Verrohrung angebrachten Sicherheitsventil 14 befestigt ist. Das Gehäuse 21 weist einen oberen Dichtungsring 23 auf, der gegenüber dem oberen Gewindeschutz 2 0 abdichtet, um eine Leckage durch die geschraubte Verbindung zwischen Gewindeschutz und Gehäuse zu verhindern, und weist auch einen unteren Dichtungsring 24 auf, der verschieblich und dichtend mit dem Umfang der Spindel 22 in Eingriff tritt. Mehrere Scherschrauben 25 sind durch den unteren Abschnitt des Gehäuses 21 hindurchgeschraubt, wobei jede der Schrauben in einem Sackloch 26 im unteren Abschnitt der Spindel angeordnet ist, so daß sich Gehäuse 21 und Spindel 2 2 in Längsrichtung miteinander bewegen und auch für eine gemeinsame Drehung zusammengekoppelt sind. Wird ein hinlänglicher, nach oben gerichteter Zug am Gehäuse 21 aufgebracht, der die Scherfestigkeit der Schrauben überschreitet, so werden diese abgerissen, was es dem Gehäuse 21 ermöglicht, sich nach oben längs der Spindel 2 2 und des oberen Verrohrungsstranges UT zu bewegen, und was das Gehäuse von der Bohrlocheinfassung C entfernen läßt, wobei man den verbleibenden Rest der Vorrichtung unterhalb des Gehäuses im Bohrloch beläßt.

Die Ausscher-Sicherheitsverbindung 15 kann von der Anordnung weggelassen werden; in diesem Fall ist der Verrohrungsstrang UT unmittelbar am Sicherheitsventil 14 angeschlossen. Wird sie allerdings verwendet, dann ist ihr unteres Ende am oberen Ende des in der Verrohrung angebi chten Sicherheitsventils angeschlossen, das irgendeinen geeigneten Aufbau aufweisen kann, beispielsweise den der speziellen Typen, die in US-PS 3 868 995 erläutert sind und ein Kugelventilteil 28 enthalten, das in Fig. 2b in offenem Betriebszustand dargestellt ist. Das Teil 28 ist in eine Stellung drehbar, in der es den Kanal 29 durch das innerhalb der Verrohrung angebrachte Sicherheitsvc-λtil in bekannter Weise verschließt, wobei das untere Ende der Oberflächensteuerleitung 18 gemäß der Darstellung am oberen Abschnitt des in der Verrohrung angebrachten Sicherheitsventils befestigt

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ist und wobei der Druck in der Steuerleitung 18 dazu eingerichtet ist, auf eine geeignete, auf Druck ansprechende Oberfläche einzuwirken, um den Sicherheitsventilkörper 28 in seine offene Stellung zu verschieben.

Das untere Ende des Sicherheitsventils ist am drehbaren Abstandhalter 13 angeschlossen, der in Fig. 2b und 2c geoffenbart ist. Dieser Abstandhalter umfaßt einen oberen Gewindeschutz 30, der mit einem Gewinde auf dem unteren Ende des Sicherheitsventils 14 aufgeschraubt und seinerseits mit einem Gewinde an einem länglichen Gehäuse 31 befestigt ist, das einen unteren Kopf 32 aufweist, der mit einem Innengewinde 33 versehen ist, das vorzugsweise ein Linksgewinde ist, und mit einem zugehörigen Außengewinde 34 auf einer Spindel 35 in Eingriff steht, die sich innerhalb des Gehäuses nach oben erstreckt und unterhalb vom Gehäusekopf 32 herabhängt. Die Spindel weist einen oberen Kopf 36 auf, der einen Dichtungsring 37 trägt, der mit der Innenwand des Gehäuses 31 in Eingriff steht, um Strömungsmitteldruck daran zu hindern, zwischen Spindel und Gehäuse hindurchzutreten. In diesem Zusammenhang ist auch ein Dichtungsring 38 am oberen Gehäusegewindeschutz 30 vorgesehen und dichtet gegenüber der inneren Gehäusewand ab, um eine Strömungsmittel-Leckage längs der Gewindeverbindung zwischen dem Gewindeschutz und dem oberen Abschnitt des Gehäuses zu verhindern. Um zu verhindern, daß Strömungsmittel zwischen der Spindel 35 und dem Gehäuse 31 eingeschlossen wird, ist ein geeigneter Ablaß 39 im Gehäuse unmittelbar oberhalb seines mit Gewinde versehenen Kopfes 32 vorgesehen.

Das untere Ende der Spindel 35 ist an der obersten Manschette

40 der Dichtungsanordnung 12a befestigt, die auch ein Teil

41 aufweist, das über ein Gewinde an der oberen Manschette 49 angeschlossen ist und mehrere Dichtglieder oder -ringe

42 trSgt, die gemäß der Offenbarung der Art nach aus

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Chevron sind. Die Chevron-Dichtteile sind mit Abstand gegeneinander durch geeignete Trenneinrichtungen 43 angeordnet, sowie mit einem obersten Adapter 44, der mit einer nach unten gerichteten Schulter 45 am Hauptteil 41 in Eingriff steht, sowie einen unteren Adapter 46, der mit dem oberen Ende eines unteren Gewindeschutzes 45 in Eingriff steht, der mit einem Gewinde am Hauptteil angebracht ist.

Die Dichtungen sind dazu eingerichtet, innerhalb einer Dichtaufnahme 48 aufgenommen zu werden, die den oberen Abschnitt des Verrohrungsgehänges 12 bildet, wobei diese Aufnahme ein oberes, mit einem Linksgewinde versehenes Gehäuse 49 aufweist, das dazu eingerichtet ist, über ein Gewinde mit einer Klemmhülsenklinkeinrichtung 50 in Eingriff zu treten, die den oberen Abschnitt des Hauptteils 41 umgibt. Die Klemmhülse weist ein begrenztes Maß an Beweglichkeit längs des Hauptteils auf, wobei ihr oberer, kontinuierlich verlaufender Manschettenabschnitt 51 mit der oberen Manschette oder dem Gewindeschutz 40 in Eingriff steht und.auch von einer herunterhängenden Manschettenschürze 52 umgeben wird.

Die Klemmhülse weist mehrere Schlitze 53 auf, die sich durch ihr unteres Ende öffnen, um getrennte Klinkenfinger 5^ vorzusehen, die äußere Linksgewinde aufweisen, welche mit Innenlinksgewinden 49a am nach unten ragenden Aufnahmeteil in Eingriff stehen, die unteren Flächen der äußeren Gewinde sind abgeschrägt, um die Klemmhülsen-Klinkeinrichtung in die Dichtungsaufnahme 58 hineinzustecken, wobei die Gewindegänge 55 über die Innengewindegänge 49a hinüberrutschen. Ein nach oben gerichteter Zug, der am Hauptteil 41 ausgeübt wird, wird eine abgeschrägte Halteoberfläche 56 am Hauptteil nach oben gegen eine zugeordnete abgeschrägte Oberfläche 57 an den mit Gewinde versehenen Fingern verschieben, um sie nach außen in vollen Gewindeeingriff mit den Gewindesteigungen 49a des Gehäuses zu halten. Venn die mit Gewinde versehene Klinke von der Aufnahme gelöst werden soll, dann wird das Hauptteil 41 gedreht, was die Antriebsfedern 58, die am Hauptteil befestigt sind, veranlassen

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wird, mit den nachlaufenden Seiten der mit Gewinde versehenen Finger in Eingriff zu treten und die gesamte Klinkeinrichtung 50 bezüglich der Gewindegänge 49a des Gehäuses zu drehen. Da die Gewinde Linksgewinde sind, werden sich die Finger in einer Richtung nach oben als Ergebnis einer Drehung des Hauptteils 41 und der Hülse 50 nach rechts herausschrauben.

Die Erstreckung des Einschubs der Dichtanordnung 12a in die Aufnahme wird durch den Eingriff des unteren Gewindeschutzes 47 mit einer nach innen gerichteten Schulter 60 in der Dichtungsaufnahme begrenzt, die den oberen Abschnitt des Rohrgehänges 12 bildet. Dieses Rohrgehänge umfaßt eine Spindel 61, die über ein Gewinde an der Dichtungsaufnahme 48 befestigt ist, wobei die letztgenannte einen herabhängenden Zylinder 62 aufweist, der gegenüber der Spindel einen Abstand aufweist, um einen ringförmigen zylindrischen Raum 63 zwischen diesen Teilen zu bilden. Ein Kolben 64 ist verschieblich im Zylinder angebracht, wobei dieser Kolben eine Innenoberfläche 65 aufweist, die verschieblich und dichtend in Eingriff mit einem geeigneten Dichtungsring 66 steht, der am Spindelflansch 67 unterhalb einer oder mehrerer Durchlässe 68 angebracht ist, die sich von der Innenseite der Spindel zu ihrer Außenseite hin erstrecken. Eine oder mehrere zusätzliche öffnungen 69 können durch den oberen Abschnitt der Spindel hindurchgehend vorgesehen werden, wobei sie sich in den zylindrischen Raum 63 zwischen der zylindrischen Schürze und der Spindel öffnen. Der obere Abschnitt des Kolbens trägt einen geeigneten Dichtungsring 70, der dazu eingerichtet ist, verschieblich gegenüber der Innenwand 62a des Zylinders 62 abzudichten. Es muß darauf hingewiesen werden, daß die Zylinderwand 62a einen größeren Innendurchmesser aufweist, als die Kolbenwand 65, was eine Endfläche ergibt, über der Strömungsmitteldruck in der Spindel und im Zylinder 63 in einer Richtung nach unten zu dem weiter unten beschriebenen Zweck wirken kann.

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AH

Das untere Ende des Kolbens 64 ist mit einem Gewinde an einem Spreizstück 71 angebracht, das nach unten und innen geneigte Oberflächen 72 aufweist, die mit zugehörigen Oberflächen an einem Satz oberer, mit Abstand inUmfangsrichtung angeordneter Gleitkeile 73 in Eingriff stehen, die außenliegende Profile oder Zähne 74 aufweisen, die dazu eingerichtet sind, mit der Wand der Bohrlocheinfassung C in Eingriff zu treten und sich dort einzugraben. Diese Gleitkeile weisen geneigte Seitenzungen 75 auf, die dazu eingerichtet sind, innerhalb zugeordneter Nuten 76 im Spreizstück zu gleiten, und sie weisen auch untere T-förmige Köpfe 77 auf, die verschieblich radial innerhalb zugeordneter T-förmiger Nuten 78 in einem Gleitring 79 angeordnet sind, der ebenfalls T-förmige Nuten 78 aufweist, die verschiebiche T-förmige Köpfe 77 an einem Satz unterer Gleitkeile 80 aufnimmt, die außenliegende Profile oder Zähne 81 aufweisen, die dazu eingerichtet sind, sich in der Wand der Bohrlocheinfassung einzugraben. Diese Gleitkeile 80 sind an den oberen Gleitkeilen 73 in umgekehrter Richtung angebracht und weisen auch abgeschrägte Oberflächen 82 auf, die mit zugeordneten abgeschrägten Oberflächen 83 an einem unteren Spreizstück in Eingriff stehen, wobei die Oberflächen des Spreizstückes in einer Richtung nach oben und innen abgeschrägt sind. Die Gleitkeile 80 weisen ebenfalls Seitenzungen 75 auf, die in zugeordneten Nuten 76 im Spreizstück 84 in Eingriff stehen. Ein Scherring 85 ist am unteren Abschnitt des unteren Spreizstücks 84 angebracht und steht mit einer nach unten gerichteten Schulter 86 am letztgenannten Teil in Eingriff, wobei sich der Ring in eine Nut 87 in der Spindel 61 erstreckt. Die Bewegung der Spindel relativ zum unteren Spreizstück wird eingangs durch den Eingriff einer nach unten gerichteten Schulter 88 an der Spindel verhindert, wobei eine Mutter 89 am unteren Spreizstück 84 aufgeschraubt ist, während die nach oben gerichtete Bewegung der Spindel 61 relativ zum unteren Spreizstück ursprünglich durch den Eingriff der unteren Seite der Nut 87 mit dem Scherring 85 verhindert wird.

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Die Gleitkeile 7 3 und 80 sind in ihrer ausgefahrenen Stellung in Fig. 2d dargestellt. Ursprünglich sind sie zurückgezogen, wobei der Kolben 64 und das obere Spreizstück 71 in einer oberen Stellung innerhalb des Zylinders 62 und längs der Spindel angeordnet sind. Wenn Strömungsmittel unter Druck innerhalb der Spindel 61 auftritt, dann wird es den Kolben 64 nach unten verschieben, um das obere Klemmstück 71 zum unteren Klemmstück 84 hinzubewegen und um hierbei die Gleitkeile 73, 80 nach außen in verankernden Eingriff mit der Wand der Bohrlocheinfassung auszufahren. Die Bewegung des oberen Klemmstücks 71 innerhalb der oberen Gleitkeile 73 nach unten wird zuerst mittels mehrerer Scherschrauben 90 verhindert (in Fig. 2d abgerissen gezeigt), die im oberen Spreizstück angebracht sind und sich in eine Innennut 91 in der Spindel 61 erstrecken, wobei sich die Außenenden der Schrauben quer zu den oberen Enden der oberen Gleitkeile erstrecken. Zuerst bewegen sich der Kolben 64, das obere Spreizstück 71 und die oberen Gleitkeile 73 als eine Einheit, um den Gleitring 79 und die unteren Gleitkeile 80 längs der Spindel nach unten zu bewegen, wobei sie die unteren Gleitkeile 80 nach unten und außen längs des , unteren Spreizstücks 84 in verankernden Eingriff mit der Wand der Bohrlocheinfassung C bewegen. Wenn der hydraulische Druck in der Spindel und im Zylinder noch in weiterem Maße zunimmt, dann wird die Scherfestigkeit der Scherschrauben 90 überschritten und sie werden abgerissen, wobei sich dann das obere Spreizstück 71 längs der oberen Gleitkeile 73 nach unten bewegt, um diese nach außen in verankernden Eingriff mit der Bohrlocheinfassung auszufahren.

Der Kolben 64 kann eine Verschiebebewegung nach unten längs der S indel 61 und der Zy linder schürze 62 durchzuführen, was ermöglicht wird durch ein Einweg-Ratschengesperre 92 bekannter Art. Wie gezeigt, weist die Spindel 61 nach unten gewandte Gesperrezähne 93 auf, die sich in Längsrichtung längs ihrer Außenoberfläche erstrecken und mit zugeordneten, nach oben

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weisenden Gesperrezähnen 94 an einer gespaltenen Manschette 95 in Eingriff stehen, die außenliegende Nockenzähne 96 aufweist, die mit zugeordneten Nockenzähnen 97 am Kolben in Eingriff bringbar sind. Wenn sich der Kolben 64 nach unten bewegt, dann kann sich die geschlitzte Manschette 95 genügend nach außen ausdehnen, um hinter den Zähnen 93 der Spindel einzurasten; der Kolben kann sich allerdings nicht nach oben längs der Spindel bewegen, soweit die miteinander in Eingriff stehenden Nockenzähne 97, 96 die gespaltene Manschette nach innen drücken und ihre Gesperrezähne 94 in vollem Eingriff mit den Zähnen 93 der Spindel halten. Die spezielle, dargestellte Gesperreanordnung ist an sich bekannt, und sie gestattet es dem unteren Spreizstück 71, längs der Spindel 61 und der oberen Gleitkeile 73 nach unten verschoben zu werden, verhindert aber die nach oben gerichtete Bewegung des Kolbens und des oberen Gleitstücks längs der Spindel.

Das untere Ende der Verrohrungsgehängespindel 61 ist unmittelbar oder mittelbar an einer Vorrichtung 11 angeschlossen, die es gestattet, daß ein Druck im Verrohrungsstrang UT, . dem Ventil 14 und der Verrohrungsgehängespindel 61 zu dem Zweck aufgebaut wird, die Gleitkeile 73, 80 in verankernden Eingriff mit der Bohrlocheinfassung zu setzen, wie oben beschrieben ist. Diese Vorrichtung umfaßt einen Druckgewindeschutz 110, der über ein Gewinde an einem Gewindeschutz 111 angebracht ist, der am unteren Ende der Spindel 61 befestigt ist. Der Druckgewindeschutz ist ebenfalls über ein Gewinde am unteren Gewindeschutz 10 angebracht, der seinerseits am oberen Ende des Verrohrungsstranges LT angebracht ist, der sich nach unten durch die Bohrlocheinfassung und in geeignetem Dichteingriff bezüglich der unteren Dichtung WP erstreckt, die in abgedichtetem Betriebszustand in der Bohrlocheinfassung oberhalb der Perforierungen P der Einfassung ν verankert ist. Innerhalb der oberen und unteren Gewindeschutzteile 110, 10 ist ein ausdehnbarer Ventilsitz 112 angeordnet, dessen unteres Ende mit einem Ring 113 in Eingriff steht, der in einer oberen Stellung mit Abstand ober-

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halb einer unteren Schulter 114 in dem Bodengewindeschutζ 10 mittels einer oder mehrerer Scherschrauben 115 befestigt ist. Der Sitz weist Schlitze 116 auf, die mit Abstand in ümfangsrichtung angeordnet sind und sich nach oben durch dessen offenes Ende erstrecken und federartige Arme 117 vorsehen, die in sich nach außen erstreckenden Fingern enden, die mit der Innenwand 119 des oberen Gewindeschutzes oberhalb einer inneren Umfangsnut 120 in einem derartigen Gewindeschutz in Eingriff stehen. Wenn sie so in Eingriff stehen, dann werden bei den Fingern die oberen Dichtabschnitte 121, die aus Gummi oder gummiähnlichem Material hergestellt sind, mit einer Auslösekugel 122 in Kingriff treten, die von der Oberseite der Bohrung durch die Vorrichtung hindurch abgeworfen wird, was den nach unten gerichteten Durchtritt von Strömungsmittel durch die Spindel 61 verhindern wird und es hierbei dem Druck ermöglichen wird, in der Spindel zum Zweck des Einrückens der Gleitkeile 73, in verankernden Eingriff mit der Bohrlocheinfassung aufgebaut zu werden.

Eine Zunahme im Strömungsmitteldruck innerhalb der Spindel 61 bis auf ein hinlängliches Maß schert die Schrauben ab, veranlaßt den Sitz 112 sowie den Ring 113, sich nach unten zu bewegen, begrenzt durch den Eingriff des Rings mit der nach oben gewandten Schulter 114 in unterem Gewindeschutz 10, wobei zu dieser Zeit die Finger 118 gegenüber der Nut 120 angeordnet sind undsich ihrer Natur entsprechend nach außen in eine derartige Nut ausdehnen. Der ausgedehnte Innendurchmesser durch Finger 118 und Sitz 112 ist dann größer als der Durchmesser der Kugel, wobei die Kugel dann nach unten durch den Sitz und durch den unteren Gewindeschutz 10, die Verrohrung LT und die Dichtung WP in den Boden des Bohrlochs hindurchfällt, wobei sie den Durchgang durch die Vorrichtung voll geöffnet läßt.

Bei einer typischen Verwendung der Vorrichtung wird die untere Dichtung WP eingefahren und gegen die Bohrlochein-

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fassung oberhalb der Perforierungen P auf bekannte Weise angesetzt. Der untere Verrohrungsstrang LT, die Vorrichtung 11 und das Verrohrungsgehänge 12 werden dann in die Einfassung an einem Arbeitsseil bzw. an einem Arbeitsgestängezug (nicht gezeigt) eingefahren, wobei der untere Verrohrungsstrang in geeigneter Weise in dichtende Anbringung an der Bohrlochdichtung angeordnet wird, woraufhin die Auslösekugel 122 durch die Vorrichtung in Eingriff mit dem Kugelsitz 112 fallengelassen wird, was es dem Druck ermöglicht, in der Verrohrungsgehängespindel 61 aufgebaut zu werden und was es dun Gleitkeilen gestattet, in der in der Zeichnung geoffenbarten Stellung eingesetzt zu werden. Der Arbeitsgestängezug wird dann entfernt und das kombinierte Teil, das aus dem oberen Verrohrungsstrang UT, der Abscher-Sicherheitsverbindung 15, dem in der Verrohrung angebrachten Sicherheitsventil 14, dem drehbaren Distanzhalter 13 in seiner ausgefahrenen Lage und der Dichtanordnung 12a gebildet wird, wird dann in die Bohrlocheinfassung eingefahren, bis die Dicht anordnung in die Dichtungsaufnahme 48 des Verrohrungsgehänges eintritt und der untere Adapter 47 mit der Aufnahme schult er 60 in Eingriff tritt, wobei die mit Gewinde versehenen Klinken 5^ hinter die Gehäusegewindegänge 49a einrasten und sich dann nach außen in vollen Gewindeeingriff mit den Gängen des Gehäuses oder der Aufnahme ausdehnen. Wenn dies eintritt, dann wird das obere Verrohrungsgehänge 16 oberhalb seines zugehörigen Sitzes 17 angeordnet sein, woraufhin der obere Verrohrungsstrang UT, die Abscher-Sxcherheitsverbindung 15, das in der Verrohrung angebrachte Sicherheitsventil 14 und der drehbare Abstandshalter 13 als eine Einheit gedreht werden, wobei die Oberflächensteuerleitung 18 mit Klammern, Riemen oder sonstwie an der Vorrichtung befestigt wird, um das Gehäuse 31 des Distanzhalters relativ zur Spindel 35 zu drehen, was zu dem nach unten gerichteten Nachführen des Gehäuses 31 längs der Spindel 35 und zur Bewegung des oberen Verrohrungsgehänges 16 in geeigneten Eingriff mit seinem zugehörigen Sitz in der Büchse 17 führt. Wie oben

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Λβ

bereits festgestellt wurde, wird eine derartige Drehung keine Wirkung auf die Oberflächensteuerleitung 18 ausüben, da sie sich als eine Einheit mit dem Sicherheitsventil 14, der Abscher-Verbindung 15 und dem oberen Verrohrungsstrang UT bewegt. Während des Absenkens des oberen Verrohrungsstrangs UT, der Abscher-Sicherheitsverbindung 15, des in der Verrohrung angebrachten Sicherheitsventils 14 und des drehbaren Abstandhalters 13 kann Druck dem Strömungsmittel in der Steuerleitung 18 zugeführt werden, um das Ventil in offenem Betriebszustand zu halten, wobei ein derartiger offener Betriebszustand beibehalten wird, bis das obere Verrohrungsgehänge 16 mit seinem Sitz 17 in der Büchse in Eingriff tritt.

Aufgrund unvorhergesehener Betriebsbedingungen am Bohrloch kann der obere Verrohrungsstrang UT mit genügender Kraft nach oben gezogen oder angehoben werden, um die Schrauben 25 der Sicherheitsverbindung 15 abzuscheren. Dies führt zu einem völligen Abheben des Sicherheitsverbindungsgehäuses 21 von der Spindel 22, was möglicherweise die Oberflächensteuer leitung 18 unterbricht und den Druck im Sicherheitsventil 14 ablassen wird, der dieses offengehalten hat, und veranlassen wird, daß es automatisch schließt.

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Claims

PATENTAfJWALTE A. GRÜNECKER

W. STOCKMAIR K. SCHUMANN P. H.JAKOB G. BEZOLD

OR «It NU - OH. OCM

8 MÜNCHEN

MAXIMILIANSTRASSB

Ansprüche

1. Bohrlochfördervorrichtung, gekennzeichnet durch eine untere, sich unter der Oberfläche befindliche Verrohrungsgehängeeinrichtung (12), die dazu angepaßt ist, in einer Bohrlocheinfassung (C) angeordnet zu werden, die innerhalb eines Bohrloches (W) eingesetzt ist, und eine untere Verrohrung (LT) zu tragen, die sich in der Bohrlocheinfassung von der unteren Gehängeeinrichtung nach unten erstreckt, eine obere Verrohrungsgehängeeinrichtung (16), die an der Bohrlochoberfläche angeordnet ist, einen Sitz eines Bohrlochkopfes (WH) an der Oberfläche des Bohrloches für die obere Verrohrungsgehängeeinrichtung, eine obere rohrförmige Einrichtung, die sich von der unteren Verrohrungsgehängeeinrichtung zur oberen Gehängeeinrichtung erstreckt und einen Abstandhalter (13) aufweist, der an die untere Gehängeeinrichtung angeschlossen ist, eine Sicherheitsventileinrichtung (14), die am oberen Ende des Abstandhalters angeschlossen ist, sowie eine Einrichtung, die eine obere Verrohrung (UT) umfaßt, die am oberen Ende des Ventils sowie an der oberen Gehängeeinrichtung angeschlossen ist,

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ORIGINAL INSPECTED

eine Steuerverrohrung (18)^:, die an Sicherheitsventil aum Zuführen von Strömungsmittel unter Druck zu dem Ventil zu dessen Betätigung angeschlossen ist, wobei sich die Steuerverrohrung nach oben längs der oberen rohrförmigen Einrichtung erstreckt, und eine Einrichtung (19), die die Steuerverrohrung an der oberen rohrförmigen Einrichtung befestigt, wobei der Distanzhalter ein oberes und ein unteres Teil umfaßt, sowie Einrichtungen, die eine Verbindung der Teile bildet, um die wirksame Länge der oberen rohrförmigen Einrichtung in Abhängigkeit von einer Bewegung der oberen rohrförmigen Einrichtung, der Steuerverrohrung und des oberen Teils relativ zum unteren Teil zu ändern, um die obere Verrohrungsgehängeeinrichtung nach unten in Eingriff mit dem Sitz an dem Bohrlochkopf sowie der unteren rohrförmigen Einrichtung zu bringen, die mit der unteren Verrohrungsgehängeeinrichtung in Eingriff steht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung, die die Teile verbindet, die wirksame Länge der oberen rohrförmigen Einrichtung in Abhängigkeit von der Drehung der oberen rohrförmigen Einrichtung, der Steuerverrohrung (18) und des oberen Teils relativ zum unteren Teil verändert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen, die die Teile verbinden, untereinander in einer Gewindeverbindung stehen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die obere rohrförmige Einrichtung Verbindungsteile aufweist, die lösbar an der unteren Verrohrungsgehängeeinrichtung befestigt sind, um die obere rohrförmige Einrichtung zum Herausnehmen aus dem Bohrloch von der unteren Gehängeeinrichtung zu lösen und von dieser zu entfernen.

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5· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die obere rohrförmige Einrichtung eine Sichtung aufweist, die lösbar und dichtend an der unteren Verrohrungsgehängeeinrichtung befestigt ist, um die obere rohrförmige Einrichtung zum Herausnehmen aus dem Bohrloch von der unteren Gehängeeinrichtung zu lösen und von dieser zu trennen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Einrichtung eine Sichtanordnung aufweist, welche eine Dichtung enthält, die durch eine Schiebebewegung in dichtende Anlage an die untere Verrohrungsgehängeeinrichtung bringbar ist, und daß eine Klinke vorgesehen ist, die derart ausgebildet ist, daß sie ohne Drehung in die untere Gehängeeinrichtung einfahrbar ist, um die untere Gehängeeinrichtung mit der oberen rohrförmigen Einrichtung zu verbinden.

7· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die obere rohrfönaige Einrichtung eine Dichtanordnucg aufweist, welche eine Sichtung enthält, die durch eine Schiebebewegung in dichtende Anlage an die untere Verrohrungsgehängeeinrichtung bringbar ist, daß eine mit Gewinde versehene Klinke vorgesehen ist, die derart ausgebildet ist, daß sie ohne Drehung in die untere Gehänge einrichtung einfahrbar und mit Gewinde damit verbunden ist, wobei die obere rohrförmige Einrichtung gedreht wird, um die Klinke von der unteren Gehäcgeeinrichtung zu lösen.

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