DE2817844B2 - Vorrichtung zur Steuerung eines Prüfstrangbauteiles - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung eines Prüfstrangbauteils bei einem in ein Bohrloch abgesenkten Prüfstrang zur Untersuchung von geologischen Formationen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

2ϊ Nach dem Verrohren und Zementieren einer Ölbohrung ist es gewöhnlich wünschenswert, die von der Bohrung durchdrungene feste Formation hinsichtlich der möglichen Fördermengen und der allgemeinen Ergiebigkeit der Bohrung zu untersuchen. Dabei wird

ίο ein Prüfstrang benutzt, der verschiedene unterschiedliche Arten von Geräten enthält, um die Ergiebigkeit der Ölbohrung zu untersuchen. Diese Geräte können einen Druckschreiber, eine Probenkammer, ein Prüfgerät für den im abgeschlossenen Zustand wirksamen Druck,

'· einen hydraulischen Rüttler, einen oder mehrerer Packer, ein Zirkulationsventil und ggfs. noch andere Geräte umfassen.

Der Prüfvorgang erfordert das Öffnen eines Abschnitts der Bohrung zu atmosphärischem oder

■to vermindertem Druck hin. Das wird dadurch erreicht, daß der Prüfstrang in das Bohrloch oder das Bohrrohr abgesenkt wird, wobei das Prüfventil und die Probenkammer geschlossen sind, um den Eintritt von Bohrlochflüssigkeit in das Bohrrohr zu verhindern.

Wenn der Prüfstrang sich an Ort und Stelle in der Formation befindet, werden Packer ausgedehnt, die sich abdichtend an die Wandung der Bohrung oder der Verrohrung anlegen und die zu prüfende Formation isolieren. Oberhalb der Formation wird der hydrostati-

■·" sehe Druck der Bohrlochflüssigkeit von dem oberen Packer aufgenommen. Die Bohrlochflüssigkeit in dem isolierten Formationsbereich kann nach öffnen des Prüfventils in den Prüfstrang einfließen. Man läßt Flüssigkeit aus der Formation weiterströmen, um die

¹^ Fördermenge der Formation zu messen. Die Formation kann dann »eingeschlossen« werden, um die Geschwindigkeit des Druckaufbaus zu messen. Nach Erhalt der Strömungsmessung und nach Erhalt der Druckaufbaukurven können Proben aufgefangen werden und der ^h0 Prüfstrang aus dem Bohrloch herausgezogen werden.

Frühere Methoden, die zum öffnen und Schließen der erforderlichen Ventilkammern in dem Prüfstrang angewandt wurden, erforderten mechanische Manipulationen des Prüfstranges in vertikaler hin- und hergehen-

^v"' der Bewegung, Drehbewegung oder einer Kombination von beiden. Ein anderes bekanntes Verfahren bedingte die Verwendung von schweren Stangen oder Kugeln, die in dem Prüfstrang heruntergeworfen wurden, um

bestimmte Geräte in dem Prüfstrang zu betätigen.

Alle diese bekannten Verfahren haben den schwerwiegenden Nachteil, daß sie eine Bewegung des Rohrstranges erfordern. Das ist besonders nachteilig beim Bohren im Meer, weil dort die Gefahr besteht, daß ^r> während des Zeitraumes, wo die Ausbruch-Preventer von dem Rohrstrang während der Manipulation des Rohrstranges oder des Hinabwerfens von Gegenständen in dem Rohrstrang zurückgezogen sind, sich der Rohrstrang löst oder ein Ausbruch stattfindet. in

Ein Mittel zur Betätigung von Geräten in dem Prüfstrang ohne Manipulation des Rohrstranges, das sich als sehr erfolgreich erwiesen hat, besteht in der Verwendung von Prüfgeräten, die durch den Druck im Ringraum zwischen Rohrstrang und Bohrlochwandung t s oder Verrohrung betätigt werden. Beispiele für solche Geräte sind das Probenahmegerät nach US-PS 36 64 415, das Scheibenventil nach US-PS 37 79 263, das Zirkulationsventil nach US-PS 38 50 250, Das Zirkulations- und Prüfventil nach US-PS 39 70147, das vollständig öffnende Prüfventil nach US-PS 38 56 085 und das vollständig öffnende Prüfventil nach US-PS 39 64 544, die alle von dem Ringraumdruck betätigbar sind.

Bei der Anwendung von Prüfsträngen unter Verwendung der verschiedenen oben erwähnten, durch Ringraumdruck betätigbaren Geräte hat es sich als wichtig herausgestellt, daß man in der Lage ist, den Prüfstrang in das Bohrloch mit geschlossenem Prüfventil abzusenken, während gleichzeitig in dem Prüfstrang so oberhalb des Packers und unterhalb des geschlossenen Prüfventils eine Umgehung frei ist. Wenn der Packer gesetzt werden soll, wird eine solche Manipulation gewöhnlich durch eine Verdrehung des Prüfstrangs und durch Aufsetzen von Gewicht auf den Packer J5 bewerkstelligt, wobei durch die letztere Maßnahme die Dichtgüeder des Packers ausgedehnt und in Kontakt mit der Verrohrung oder der Wandung des Bohrloches gebracht werden. Die Verwendung von durch Drehung betätigten üblichen Umgehungskanälen zwischen dem ■«> Packer und dem Prüfventil ist dabei etwas nachteilig und unzuverlässig, weil es oft schwierig ist zu sagen, ob das Umgehungsventil in dem Zeitpunkt, wo der Packer gesetzt wird, verschlossen ist oder nicht, da beide Operationen eine vertikale und Drehbewegung des Rohrstranges zur Betätigung der Geräte erfordern.

Durch die US-PS 36 62 825 ist ein Bohrlochprüfgerät bekannt, bei welchem ein Innengehäuse in einem Außengehäuse auf- und abbeweglich ist. Innengehäuse und Außengehäuse bilden eine Kammer zum Auffangen einer Probe und eine Ventilanordnung mit zwei Ventilen oberhalb und unterhalb dieser Kammer, durch welche die Verbindung zwischen der Kammer und den Abschnitten der Rohrstrang-Längsbohrung oberhalb bzw. unterhalb der Kammer beherrscht wird. Bei gestrecktem, auseinandergezogenem Zustand von Innen- und Außengehäuse, z. B. während des Absenkens des Prüfstranges, sind beide Ventile geschlossen.

Unterhalb dieser Kammer ist ein Packer vorgesehen, der durch Manipulation des Rohrstranges und BeIa- ί>ο stung mit dem Gewicht des Rohrstranges gesetzt wird. Zwischen dem Packer und der besagten Kammer mit der Ventilanordnung ist ein Umgehungsventil angeordnet, welches eine Verbindung zwischen dem Prüfstrang unterhalb der Kammer und dem Ringraum oberhalb des ^b5 Packers beherrscht und welches zunächst geöffnet ist und ebenfalls durch Manipulation des Rohrstranges geschlossen wird. Das ist die übliche, vorstehend erwähnte Art der Betätigung des Umgehungsventils.

Es ist jedoch erforderlich, den Packer zu setzen unc das Umgehungsventil zu schließen, bevor die Ventile beiderseits der erwähnten Kammer geöffnet werder und durch die Kammer hindurch den Durchgang durch den Prüfstrang freigeben. Aus diesem Grunde ist bei dei US-PS 36 62 825 eine hydraulische Verzögerungseinrichtung mit einer zugleich als Rückschlagventi wirkenden Zumeßhülse vorgesehen. Durch diese Verzögerungseinrichtung wird das Ineinanderschieben des Innen- und Außengehäuses und damit das öffnen de: Durchgangs bei Belastung durch den Rohrstrang verzögert. Es kann also der Packer gesetzt und da: Umgehungsventil geschlossen werden, bevor die Ventile vor und hinter der Kammer öffnen und der Durchgang durch den Rohrstrang freigeben. Da: Auseinanderziehen und damit das Schließen der Ventile ist dagegen unverzögert möglich.

Es handelt sich hier nicht um die verzögerte Betätigung des Umgehungsventils durch das Gewicht des Rohrstranges nach dem Setzen des Packers. Es wire aber ein Gerät, nämlich das den Durchgang durch der Prüfstrang beherrschende Prüfventil, durch die Wirkung des Gewichts des Rohrstranges aus einer erster Betriebsstellung (Schließstellung) in eine zweite Betriebsstellung (Offenstellung) umgeschaltet und gleichzeitig über dieses Gerät, wenn es in seiner erster Betriebsstellung ist, die Übertragung von axialer Kräften auf ein darunter befindliches Gerät, nämlich da: Umgehungsventil und den Packer, ermöglicht.

Eine ähnliche Anordnung zeigt die FR-OS 23 11 923.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer solchen Anordnung, insbesondere aber bei dem Umgehungsventil selbst, eine Verzögerungseinrichtung zu schaffen, welche die axiale Kraftübertragung sicher und für eine gut definierbare Zeit gewährleistet.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebener Maßnahmen erreicht.

Eine in axialer Richtung auf das Innengehäuse wirksame Kraft wird über das Druckmittel in dei Ringkammer zunächst voll auf das Außengehäuse übertragen, das mit dem unteren Teil des Prüfstranges und beispielsweise einem dort eingebauten Packet verbunden ist. Das obere Gerät, also beispielsweise ein Umgehungsventil, bleibt in seiner ersten Betriebssteliung, das Umgehungsventil also geöffnet Erst nach einer Verzögerungszeit, während welcher Druckmittel durch die Druckmittelzumeßeinrichtung aus dem einen Teil der Ringkammer in den anderen Teil der Ringkammer verdrängt wird, geht das Gerät in seine zweite Betriebsstellung. Während dieser Zeit kann das darunter befindliche Gerät betätigt, also z. B. der Packer gesetzt sein. Erst dann wird z. B. das Umgehungsventil geschlossen.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert:

Fig. IA und IB sind Seitenansichten, teilweise im Vertikalschnitt des oberen bzw. unteren Teils eines Umgehungsventils, das mit einer Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung versehen ist

F i g. 2 ist eine vergrößerte Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer ringförmigen Druckmittelzumeßeinrichtung, die nach der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist.

F i g. 3 ist eine Unteransicht der Druckmittelzumeßeinrichtung von F i g. 2.

Fig.4 ist ein vergrößerter Vertikalschnitt einer anderen Form der Druckmittelzumeßeinrichtung.

F i g. 5 ist ein vergrößerter Vertikalschnitt von Dichtungsmitteln, die bei der Anordnung nach Fig. IB verwendet werden.

F i g. 6 ist eine schematische Seitenansicht einer Bohrinsel und zeigt einen Prüfstrang, der innerhalb einer unter Wasser befindlichen Bohrung angeordnet ist und eine unter Wasser liegende Formation anschneidet.

Fig.7 ist eine schematische Seitenansicht einer Bohrinsel und zeigt eine andere Ausführungsform eines Prüfstranges, der in einem unter Wasser befindlichen Bohrloch angeordnet ist kurz vor dem Angreifen eines daran angebrachten Befestigungsnippels an einem vorher gesetzten Packer.

In den Fig. IA und IB ist ein erfindungsgemäßes Umgehungsventil mit 10 bezeichnet. Das Umgehungsventil 10 enthält ein Innengehäuse 12 und ein rohrförmiges Außengehäuse 14. Die Gehäuse 12 und 14 bestehen in üblicher Weise je aus einer Mehrzahl von miteinander verschraubten Bauteilen, um die Montage des Umgehungsventils 10 zu erleichtern.

Das rohrförmige Innengehäuse 12 weist einen oberen Endteil 16 einen unteren Endteil 18 und einen Mittelteil 20 auf. Ein im wesentlichen zylindrischer Kanal 22 stellt eine Verbindung zwischen dem oberen und dem unteren Endteil 16 bzw. 18 her. Der obere Endteil 16 ist mit einem Innengewinde 24 versehen, um die Verschraubung des Umgehungsventils 10 mit einem Rohr- oder Prüfstrang zu ermöglichen, der von dem Umgehungsventil 10 nach oben verläuft. Das rohrförmige Innengehäuse 12 ist in Längsrichtung verschiebbar innerhalb des rohrförmigen Außengehäuses 14 angeordnet.

Das rohrförmige Außengehäuse 14 weist einen oberen Endteil 28 einen unteren Endteil 30 und einen Mittelteil 32 auf. Der untere Endteil 30 ist mit einem Außengewinde 34 versehen, um eine Verschraubung des Umgehungsventils 10 mit einem Abschnitt eines Rohroder Prüfstrangs zu ermöglichen, der sich davon nach unten erstreckt. Der obere Endteil 28 des Außengehäuses 14 weist eine radial nach innen ragende Ringschulter 36 auf, die gleitbeweglich an einer entsprechenden zylindrischen Außenfläche 38 anliegt, die an dem oberen Endteil 16 des Innengehäuses 12 gebildet ist. Ein Paar von ringförmigen Dichtgliedern 40 und 42 sitzen in entsprechenden Ringnuten in der Ringschulter 36 und bewirken eine gleilbewegliche, im wesentlichen druckmitteldichte Abdichtung zwischen der Ringschulter 36 und der zylindrischen Oberfläche 38.

Eine im wesentlichen zylindrische Innenfläche 44 erstreckt sich von der Ringschulter 36 nach unten. Eine radial nach außen ragende Ringschulter 46 erstreckt sich von der zylindrischen Oberfläche 38 des Innengehäuses 12 nach außen und liegt gleitbeweglich an der zylindrischen Oberfläche 44 des Außengehäuses 14 an. Ein Paar von ringförmigen Dichtgüedern 48 und 50 sitzen in entsprechenden Ringnuten in der Ringschulter 46 und bewirken eine im wesentlichen druckmitteldichte gleitbewegliche Abdichtung zwischen der Ringschulter 46 und der zylindrischen Oberfläche 44. Kanäle 52 stellen eine Verbindung zwischen der Innenseite und der Außenseite des Innengehäuses 12 zwischen dem ringförmigen Dichtglied 48 und der zylindrischen Oberfläche 38 her, um eine Druckmittelsperre zwischen dem Innengehäuse und dem Außengehäuse zu verhindern.

An einer zylindrischen Außenfläche 56, die an dem Innengehäuse 12 gebildet ist, sind eine Mehrzahl von längsverlaufenden Rippen 54 vorgesehen, die von der

■Ί Ringschulter 46 sich nach unten erstrecken. Die Rippen 54 werden in entsprechenden längsverlaufenden Nuten 58 aufgenommen, die in einer Ringschulter 60 vorgesehen sind, welche sich von der zylindrischen Oberfläche 44 des Außengehäuses 14 radial einwärts

κι erstreckt, so daß eine Keilverzahnung zwischen dem Innengehäuse und dem Außengehäuse erhalten wird, die eine Relativverdrehung zwischen diesen verhindert aber gleichzeitig eine relative Längsbewegung zwischen dem Innengehäuse und dem Außengehäuse zuläßt.

Wenigstens ein Durchlaß 62 stellt eine Verbindung zwischen der Außenseite 64 und der zylindrischen inneren Oberfläche 44 des Außengehäuses 14 her.

An dem Außengehäuse 14 ist eine zweite zylindrische Innenfläche 66 gebildet, die mit der zylindrischen Oberfläche 44 über eine radiale Schulter 68 verbunden ist. Eine zweite Ringschulter 70 erstreckt sich von der zylindrischen Oberfläche 56 des Innengehäuses 12 radial nach außen. Zwischen der Außenfläche 56 des Innengehäuses und der Innenfläche 66 des Außengehäuses ist zwischen der Ringschulter 70 des Innengehäuses und der radialen Schulter 68 des Außengehäuses ein Ringkolben 72 angeordnet. Der Ringkolben 72 ist längs der zylindrischen Oberfläche 56 und 58 in Längsrichtung gleitbeweglich. Ringförmige Dichtglieder 74 und 76 sitzen in entsprechenden Ringnuten, die in dem Ringkolben 72 gebildet sind, und bewirken eine gleitbewegliche druckmitteldichte Abdichtung zwischen dem Ringkolben 72 und den Oberflächen 56 bzw. 66. In dem Ringkolben 72 sind Radialkanäle 77 und 78

ss gebildet, um eine Druckmittelsperre zwischen dem Ringkolben und dem Außengehäuse bzw. dem Innengehäuse zu verhindern. Ein mit Innengewinde versehener Anschluß 79 stellt eine Verbindung zwischen der Außenseite 64 und der Innenfläche 66 des Außengehäuses her und ist durch einen mit Außengewinde versehenen Stopfen 80 abdichtend abgeschlossen. Der Anschluß 79 ist in der Nähe aber im Abstand abwärts von der radialen Schulter 68 angeordnet. Die vorerwähnten Durchlässe 52, die eine Verbindung zwischen der Innenseite und der Außenseite des Innengehäuses 12 herstellen, und der Durchlaß 62, der eine Verbindung zwischen der Innenseite und der Außenseite des Außengehäuses herstellt, bewirken eine Kompensation des unten im Bohrloch auf die ringförmige Fläche zwischen den Dichtgliedern 40 und 42 und den Dichtgliedern 48 und 50 und auf die ringförmige Fläche zwischen den Gliedern 48 und 50 und den Gliedern 74 des Innengehäuses 12 wirkenden hydraulischen Drucks.

Ein Außengewinde 82 erstreckt sich eine Strecke abwärts von der Unterseite 84 der zweiten Ringschulter 70 des Innengehäuses 12. Eine Mehrzahl von längsverlaufenden Nuten 86 erstrecken sich von der Unterseite 84 nach unten und unterbrechen das Außengewinde 82 in regelmäßigen Abständen um den Umfang herum, so

ω daß ein Druckmitteldurchgang durch das Gewinde 82 ermöglicht wird. Eine dritte zylindrische Außenfläche 88 erstreckt sich von dem Außengewinde 82 nach unten zu dem unteren Endteil 18 des Innengehäuses 12. Auf dem unteren Endteil des Innengehäuses 12 ist eine

t>5 ringförmige Endkappe 70 aufgeschraubt, und eine druckmitteldichte Abdichtung zwischen der Endkappe 90 und dem Innengehäuse 12 wird mittels eines ringförmigen Dichtgliedes 92 erzielt, das in einer

entsprechenden Nut in der Endkappe 90 sitzt. Auf die Außenseite des unteren Endteils 18 des Innengehäuses ist ein Drehmomentübertragungsglied 94 mit einer Keilverzahnung 95 aufgesetzt. Dieses Drehmomentübertragungsglied wird, auf dem Innengehäuse 12 durch ·■> die Endkappe 90 gehalten. Die nicht-kreisförmige Mantelfläche des Drehmomentübertragungsglieds 94 bildet ein Mittel zum sicheren Angriff an dem Innengehäuse 12, wodurch die Schraubverbindung zwischen der Endkappe 90 und dem unteren Endteil des ι» Innengehäuses erleichtert wird. Die untere Stirnfläche 96 der Endkappe 90 ist mit einer nach unten vorstehenden Ringwulst 98 versehen.

Der untere Endteil 30 des Außengehäuses enthält einen mit Außengewinde versehenen Nippel 100, der i^r> mit dem unteren Ende des Mittelteils 32 des Außengehäuses verschraubt ist. Das vorerwähnte Außengewinde 34 ist an dem untersten Teil des Nippels 100 vorgesehen. Der Nippel 100 ist mit einem Längskanal 102 versehen, dessen Durchmesser im wesentlichen gleich dem Durchmesser des Kanals 22 des Innengehäuses 12 ist. In dem oberen Teil des Nippels 100 zwischen dem Außengewinde 106 und der oberen Stirnfläche 108 des Nippels ist eine in Umfangsrichtung verlaufende ringförmige Ausnehmung 104 vorgesehen. An der oberen Stirnfläche 108 ist eine nach oben ragende Ringwulst 110 gebildet. Diese hat im wesentlichen den gleichen Durchmesser wie die Ringwulst 98 an der unteren Stirnfläche 96 des Innengehäuses 12 und ist koaxial fluchtend zu dieser angeordnet.

Angrenzend an die Ringwulst 110 des Nippels 100 ist eine Dichtanordnung 112 angeordnet. Die Dichtanordnung enthält einen ringförmigen, metallischen Dichtungsträger 114, der im wesentlichen H-förmigen ί°> Querschnitt besitzt, wie am besten aus F i g. 5 ersichtlich ist. Der horizontalliegende Mittelteil 116 des Dichtungsträgers 114 weist eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordneten, vertikal verlaufenden Durchbriichen 118 auf. Die Dichtungsan- -to Ordnung 112 enthält weiterhin ein elastisches ringförmiges Dichtungsgiied 120, das mit dem Dichtungsträger 114 so vergossen ist, daß die oberen und unteren Stirnflächen 122 und 124 im wesentlichen mit den oberen und unteren Stirnflächen 126 und 128 des ■*> Dichtungsträgers 114 abschließen. Das Dichtungsglied 120 kann in geeigneter Weise aus einem gummielastisehen Material oder aus einem elastischen Kunststoff bestehen.

Die Dichtungsanordnung 112 wird in ihrer Lage, in "> <> welcher die untere Stirnfläche 124 des Dichtungsglieds 120 in Kontakt mit der nach oben ragenden Ringwulst UO des Nippels 100 ist, mittels eines Paares von halbkreisförmigen Dichtungshaltern 130 gehalten, von denen einer dargestellt ist und die eine in Längsrichtung « unterteilte ringförmige Dichtungshalteranordnung bilden.

Der obere Endteil jedes der Dichtungshalter der Dichtungshalteranordnung trägt eine radial einwärts ragende Schulter 132, welche an der oberen Stirnfläche fen 126 des Dichtungsträgers 114 angreift. Der untere Teil jedes der Dichtungshalter 130 der längsgeteilten Dichtungshalteranordnung trägt eine weitere radial einwärts ragende Schulter 134, die in die ringförmige Ausnehmung 104 des Nippels 100 eingreift. Ein h5 elastisches ringförmiges Dichtglied 136, beispielsweise ein gummielastischer O-Ring, sitzt in entsprechenden äußeren Nuten, die auf den Mantelflächen der unteren Teile der Dichtungshalter 130¹ gebildet sind und halten auf diese Weise die Dichtungshalter und die Dichtungsanordnung während der Montage auf dem Nippel 100.

In dem Mittelteil 32 des Außengehäuses 14 in der Nähe der Dichtungsanordnung 112 ist eine Mehrzahl von Umgehungs-Durchtrittsöffnungen 138 gebildet. An dem Mittelteil 32 ist eine zylindrische Innenfläche 140 gebildet, die sich von den Durchtrittsöffnungen 138 nach oben zu einer radial einwärts ragenden Ringschulter 142 erstreckt. Auf der Innenseite des Mittelteils 32 ist eine ringförmige Ausnehmung 144 gebildet, die sich von der Ringschulter 142 zu einer weiteren radial einwärts ragenden Ringschulter 146 erstreckt, welche auch auf der Innenseite des Mittelteils 32 gebildet ist. Eine Mehrzahl von ringförmigen Dichtgliedern 148 sitzt in entsprechenden Ringnuten der Ringschulter 146 und bewirken eine gleitbewegliche, druckmitteldichte Abdichtung zwischen der Ringschulter 146 und der zylindrischen Außenfläche 88 des Innengehäuses 12. Ein mit Innengewinde versehener Durchgang 150 stellt eine Verbindung zwischen der Innenseite und der Außenseite des Mittelteils 32 des Außengehäuses 14 her und ist oberhalb der ringförmigen Glieder 68 angeordnet. In dem mit Innengewinde versehenen Durchgang 150 ist ein mit Außengewinde versehener Stopfen 152 vorgesehen, der einen entfernbaren druckmitteldichten Verschluß des Durchganges 150 bildet.

In der Ringkammer zwischen der zweiten zylindrischen Innenfläche 66 des Außengehäuses und der zylindrischen Außenfläche 88 des Innengehäuses zwischen der Ringschulter 70 des Innengehäuses und der Ringschulter 146 des Außengehäuses ist eine ringförmige Druckmittelzumeßeinrichtung 154 angeordnet. Die Einzelheiten des Aufbaus der ringförmigen Druckmittelzumeßeinrichtung 154 sind am besten aus den Fi g. 2 und 3 ersichtlich.

Die Druckmittelzumeßeinrichtung 154 enthält einen rohrförmigen Grundkörper 156 mit einem oberen Endteil 158 und einem unteren Endteil 160. Die untere radiale Stirnfläche 162 ist an dem unteren Endteil 160 gebildet. An dem oberen Endteil 160 ist eine obere radiale Stirnfläche 164 gebildet. Diese ist durch eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung in Abständen voneinander angeordneten radialen Schlitzen 166 unterbrochen.

Eine im wesentlichen zylindrische Innenfläche 168 erstreckt sich von der unteren Stirnfläche 162 nach oben und schneidet eine Ringnut 170, die auf der Innenseite des Grundkörpers 156 gebildet ist. Ein elastisches ringförmiges Dichtglied 172, beispielsweise ein gummielastischer O-Ring, ist in einer entsprechenden Ringnut 174 angeordnet, die in der Innenfläche 168 zwischen der unteren Stirnfläche 162 und der Ringnut 170 gebildet ist.

Von den radialen Schlitzen 166 erstreckt sich ein Innengewinde 176 nach unten in das Innere des oberen Endtei's 158 des Grundkörpers 156. Auf der Innenseite des Grundkörpers 156 ist eine zweite im wesentlichen zylindrische Innenfläche 178 gebildet, die sich zwischen dem Innengewinde 176 und der Ringnut 170 erstreckt. Der Durchmesser der zylindrischen Innenfläche 178 ist vorzugsweise größer als der Durchmesser der zylindrischen Innenfläche 168. Der Durchmesser der zylindrischen Innenfläche 168 ist so gewählt, daß sich eine enge Passung um die zylindrische Außenfläche 88 des Innengehäuses 12 ergibt, und das ringförmige Dichtglied 172 bewirkt eine druckmitteldichte Abdichtung zwischen dem Grundkörper 176 und dem Innengehäuse IZ Das Innengewinde 176 ermöglicht eine Schraubver-

bindung mit dem Außengewinde 82 des Innengehäuses 12, so daß die ringförmige Druckmittelzumeßeinrichtung 154 mit dem Innengehäuse 12 verbunden ist, wie in Fi g. IA dargestellt ist, wobei die obere Stirnfläche 164 an der unteren Stirnfläche der zweiten Ringschulter 70 des Innengehäuses anliegt.

Auf der Außenseite des Grundkörpers 156 ist zwischen dessen oberen und unteren Endteilen eine im wesentlichen zylindrische Außenfläche 180 gebildet. In der Außenfläche 180 ist eine Umfangsnut 182 gebildet, welche ein elastisches ringförmiges Dichtglied 184 und einen relativ starren Stützring 186 aufnimmt. Das ringförmige Dichtglied 184 wird vorzugsweise von einem gummielastischen oder Kunststoff-O-Ring gebildet, während der Stützring 186 vorzugsweise die Form eines starren Ringes aus glasfaserverstärktem Polytetrafluoräthylen von rechteckigem Querschnitt hat. Der Durchmesser der Außenfläche 180 ist geringfügig kleiner als der Durchmesser der zweiten zylindrischen Innenfläche 66 des Außengehäuses, so daß zwischen diesen eine enge Gleitpassung besteht. Das ringförmige Dichtglied 184 bewirkt eine gleitbewegliche, druckmitteldichte Abdichtung zwischen dem Grundkörper 156 und dem Außengehäuse 14, während der relativ starre Stützring 186 eine außerordentlich enge Gleitverbindung mit der zylindrischen Innenfläche 66 ergibt, um ein mögliches Hineinziehen des ringförmigen Dichtglieds nach oben zwischen dem Stützring und dem Außengehäuse während des Betriebs des Umgehungsventils 10 zu verhindern.

Der untere Teil der zylindrischen Außenfläche 180 geht in eine V-förmige Umfangsnut 188 über, die auf der Außenseite des Grundkörpers 156 gebildet ist. Zwischen dem unteren Teil der Umfangsnut 188 und der unteren Stirnfläche 162 des Grundkörpers 156 erstreckt sich eine zweite zylindrische Außenfläche 190, deren Durchmesser vorzugsweise geringfügig kleiner ist als der Durchmesser der zylindrischen Außenfläche 180. Eine Mehrzahl von Radialkanälen 192 stellt eine Verbindung zwischen der Innenfläche 178 und der Umfangsnut 188 des Grundkörpers 156 her. Diese Radialkanälc 192 sind vorzugsweise in Umfangsrichtung im Abstand voneinander um den Grundkörper 156 herum angeordnet Ein elastisches ringförmiges Dichtglied 194, vorzugsweise in der Form eines gummielastischen oder Kunststoff-O-Ringes von im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt, ist in der Ringnut 188 angeordnet. Die Eigenelastizität des ringförmigen Dichtgliedes 194 spannt das Dichtglied so vor, daß es einen dichten Kontakt mit dem innersten Teil der Umfangsnut 188 hat und die Radialkanäle 192 dort abschließt, wo sie in die Umfangsnut 188 einmünden. Damit wirkt das Dichtglied 194 als Ventilglied eines Rückschlagventils.

Am oberen Endteil 158 des rohrförmigen Grundkörpers 156 erstreckt sich eine im wesentlichen zylindrische Außenfläche 196 von vermindertem Durchmesser von der Außenfläche 180 aufwärts zu einer konischen Ringfläche 198, die in die obere Stirnfläche 164 übergeht. In der Außenfläche 196 ist vorzugsweise eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung mit Abständen voneinander angeordneten Längsnuten 200 vorgesehen, um ein Angreifen an dem Grundkörper 156 zu erleichtern und eine Schraubverbindung zwischen der Druckmittelzumeßeinrichtung 154 und dem Innengehäuse 12 zu ermöglichen.

In der unteren Stirnfläche 162 des Grundkörpers 156 ist eine Ringnut 202 gebildet. In dem Grundkörper 156 ist zentral zu der Ringnut 202 eine schmalere Ringnut 204 gebildet. In dem unteren Endteil des Grundkörpers 156 sind eine oder mehrere längsverlaufende Bohrungen 206 vorgesehen, wobei jede Bohrung 206 in der Mitte der Ringnuten 202 und 204 sitzt. Jede Bohrung 206 bildet eine Ringschulter 203 und geht in eine dazu gleichachsige Bohrung 210 über, die mit der Ringnut 170 in Verbindung steht und einen geringeren Durchmesser besitzt als die entsprechende Bohrung 206.
in Eine Strömungsdrosseldüsenanordnung 212 ist abdichtend in eine entsprechende Bohrung 206 in Anlage an der gleichachsigen Ringschulter 208 eingesetzt. Die Strömungsdrosseldüsenanordnung 212 ist vorzugsweise ein handelsüblich erhältlicher hydraulischer Einsatz, wie Ii er in der US-PS 33 23 550 beschrieben ist.

Die Strömungsdrosseldüsenanordnung 212 enthält ein Gehäuse mit einem längsverlaufenden Druckmittelkanal quer zu welchem wenigstens eine zylindrische, scheibenförmige, dreiteilige Raumform angeordnet ist. Diese Raumform enthält eine Düsenplatte, eine vordere Deckplatte und eine rückseitige Deckplatte, die sandwichartig miteinander verbunden sind. Die Vorderfläche der Düsenplatte ist geschliffen und geläppt, so daß sich eine druckmitteldichte Anlage an der 2ί geschliffenen und geläppten Rückfläche der vorderen Deckplatte ergibt. In ähnlicher Weise ist die Rückfläche der Düsenplatte geschliffen und geiäppt und ermöglicht eine druckmitteldichte Anlage an der in ähnlicher Weise bearbeiteten Vorderfläche der rückwärtigen Deckplat-3" te. Jede der Deckplatten enthält einen zentral angeordneten einzigen Durchbruch, der entweder als Druckmitteleinlaß- oder Druckmittelauslaßloch wirkt, je nachdem, wie daß die Richtung der Druckmittelströmung durch den Druckmittelkanal des Gehäuses verlangt. Typischerweise ist ein zentraler Durchbruch in der vorderen Deckplatte vorgesehen, der den Druckmitteleinlaß bildet, und ein zentraler Durchbruch ist in der rückwärtigen Deckplatte vorgesehen, der einen Druckmittelauslaß bildet.

Die Vorderfläche der Düsenplatte bildet eine zentral angeordnete Kammer von zylindrischer Grundform, die als Druckrnitteleinlaßkammcr wirkt und mit dem zentralen Durchbruch in der vorderen Deckplatte in Verbindung steht. Die Druckmitteleinlaßkammer weist ⁴J eine geschlossene Unterseite auf und steht mit der nächsten oder zweiten zylindrischen Kammer in dem Strömungsweg über einen Kanal in Verbindung, dessen äußeren Seitenwandung tangential zu den zylindrischen Seitenwandungen der beiden Kammern verläuft. Zentral in der nächsten oder zweiten zylindrischen Kammer in dem Strömungspfad ist eine Düse von kleinerem Durchmesser angeordnet als der Durchmesser der zweiten zylindrischen Kammer. Diese Düse erstreckt sich axial durch die Düsenplatte und steht mit einer 5¹· dritten zylindrischen Kammer in Verbindung, die auf der Rückseite der Düsenplatte angeordnet oder gebildet ist. Die dritte zylindrische Kammer hat den gleichen Außendurchmesser wie die vorerwähnte zweite zylindrische Kammer und steht mit der nächsten oder vierten ^hn zylindrischen Kammer in der Rückseite der Düsenplatte über einen Kanal in Verbindung, der tangential zu der dritten und vierten Kammer angeordnet ist. Zentral in der vierten zylindrischen Kammer in dem Strömungspfad ist eine weitere Düse von kleinerem Durchmesser ^h-1 als der Durchmesser der vierten zylindrischen Kammer angeordnet. Diese Düse erstreckt sich axial durch die Düsenplatte und steht mit einer fünften zylindrischen Kammer in Verbindung, welche auf der Vorderfläche

der Düsenplatte angeordnet oder gebildet ist. Der vorstehend beschriebene gewundende Strömungskanal oder -pfad setzt sich durch die dreiteilige Raumform fort, bis der Druckmittelkanal in einer Auslaßkammer endet, die in der Rückfläche der Düsenplatte gegenüber der Eintrittskammer in der Vorderfläche der Düsenplatte mündet und mit dem zentralen Durchbruch in der rückwärtigen Deckplatte in Verbindung steht.

Man sieht daß das Druckmittel, welches durch den Längskanal im Gehäuse der Strömungsdrosseldüsenanordnung 212 fließt, in den zentralen Druckmitteleingangsdurchbruch in der vorderen Deckplatte eintritt und zu der Eintrittskammer in der Düsenplatte weiterströmt. Danach strömt das Druckmittel durch einen Kanal zu einer zylindrischen Kammer, strömt durch eine Düse zu einsr weiteren zylindrischen Kammer auf der entgegengesetzten Seite der Düsenplatte, von dort zu einem dritten Kanal und zu der nächsten zylindrischen Kammer zurück durch eine Düse usw., so daß das Druckmittel längs eines gewundenen Pfades fortschreitet, der aus einer Folge von hintereinander angeordneten Düsen besteht mit Kammern, die auf jeder Seite jeder Düse angeordnet sind, bis die Ausgangskammer und der zentrale Durchbruch in der rückwärtigen Deckplatte erreicht werden. Aneinander angrenzende zylindrische Kammern in dem Druckmittelpfad auf der gleichen Seite der Düsenplatte sind durch jeweils tangentiale Kanäle miteinander verbunden. Eine typische Düsenplatte kann mit vierzig Kammern versehen sein, welche dazu dienen, die Eingangs- und Ausgangsdurchbrüche der vorderen und hinteren Deckplatte mit neunzehn in Reihe geschalteten Düsen zu verbinden.

Wie in der US-PS 33 23 550 geschildet ist, ist der Strömungspfad durch den Teil der Düsenplatte, wie er in Fig. 4 der US-PS 33 23 550 dargestellt ist, innerhalb der zylindrischen Kammern generell rotierend, weshalb der Ausdruck »Drallkammer« benutzt wird. Das Druckmittel rotiert in jeder Kammer so, daß es viele Umläufe ausführt und damit die Oberflächen des Strömungskanals in jeder Kammer viele Male benutzt, obwohl die genaue Natur des Druckmitteldralls nicht bestimmt worden ist. Eine solche rotierende Wirkung vermindert die Gefahr eines Verstopfens der Düsen durch Fremdkörper von verhältnismäßig großer Größe. Weiterhin gestattet die Verwendung einer solchen Kammer zur Erzeugung eines Druckmitteldralls die Verwendung einer größeren Düse für einen vorgegebenen Druckabfall, wodurch die Gefahr eines Verstcpfenü noch weiter vermindert wird.

Jeder Durchgang oder Schlitz, der die angrenzenden Paare von Drallkammern miteinander verbindet, ist tangential zu jeder Drallkammer angeordnet, und es wird angenommen, daß die tangentiale Natur jedes der Verbindungsschlitze nicht nur dazu dient, dem Druckmittel einen Drall zu erteilen, sondern auch dazu dient, die zu erwartende Empfindlichkeit einer solchen Düsenanordnung gegenüber der Viskosität des dadurch hindurchtretenden Druckmittels zu überwinden. Wenn das Druckmittel in eine Drallkammer eintritt, rotiert es um die zentrale Bohrung oder Düse und tritt durch die Bohrung immer noch rotierend aus, bis es die Drallkammer auf der entgegengesetzten Seite der Düsenplatte erreicht. Die Richtung des Dralls in der Drallkammer auf der gegenüberliegenden Seite der Düsenplatte ist entgegengesetzt zu der Richtung der Druckmittelströmung durch den Kanal zu der nächsten,

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wähnte Drallkammer als Verzögerungskammer wirkt Weil die Richtung des Druckmitteldralls in jeder Verzögerungskammer entgegengesetzt zu der Richtung ist in welcher das Druckmittel aus der Verzögerungskammer austreten muß, muß das Druckmittel tatsächlich zur Ruhe kommen, bevor es aus der Verzögerungskammer austritt Die Drallkammern, die direkt einander gegenüberliegend auf der Düsenplatte vorgesehen sind, können als ein axiales Paar von Drallkammern

ίο betrachtet werden, die mit gegenüberliegenden Enden der Verbindungsdüse verbunden sind, und der oben beschriebene Druckmittelströmungspfad wird immer wieder wiederholt für jedes axiale Paar von Drallkammern über den gesamten Pfad des Druckmittels hinweg, wenn dieser hin- und her über die Oberfläche der Düsenplatte sowie axial durch die Düsen von einer Seite der Düsenplatte zur anderen verläuft

Es wird angenommen, daß die Viskositätskompensation in der Strömungsdrosseldüsenanordnung durch zwei Effekte erhalten wird, die voneinander unabhängig sind aber beide zu einer Erhöhung der Druckmittelströmung bei Erhöhung der Viskosität führen können. Der erste Effekt r.t der des Staudrucks der Drallschlitze, welche die aneinander angrenzenden Drallkammern verbinden. Dieser Staudruck ändert sich mit dem Quadrat der Drallgeschwindigkeit des Druckmittels und wenn die Geschwindigkeit ansteigt, sucht die Drallgeschwindigkeit sich zu vermindern. Dadurch wird der Staudruck vermindert, was eine höhere Strömung

3d von Druckmittel von einer Verzögerungs-Drallkammet durch den Drallschlitz in die nächste Drallkammei gestattet. Der zweite Effekt, der in der Viskositätskompensation mitwirkt, tritt in der Verzögerungs-Drallkam· mer auf. Wenn die Flüssigkeit mit hoher Geschwindig· keit rotiert, wenn sie in eine Verzögerungs-Drallkam· mer eintritt, wird Energie absorbiert, um dies« Flüssigkeit zur Ruhe zu bringen und anschließend in di« entgegengesetzte Richtung zu beschleunigen. Diesel Energiewechsel zeigt sich als Druckabfall derart, daC wenn die Viskosität sich erhöht, die Flüssigkeit nicht se schnell rotiert, wenn sie in die Verzögerungs-Drallkammer eintritt, und sie daher mit einem geringerer Druckabfall abgegeben wird.

Man sieht, daß die Verwendung einer Strömungsdros

J5 seldüscnanordnung 212 der in der US-PS 33 23 55( beschriebenen Art bei der Konstruktion der ringförmi gen Druckmittelzumeßeinrichtung 154 der vorliegender Erfindung eine Anzahl von Vorteilen bringt. Ein< merkliche Verminderung der Gefahr eines Verstopfen; in den Düsen in der Strömungsdrosseldüsenanordnunj 212 ist eine außerordentlich wertvolle Eigenschaft wenn das Gerät in der feindlichen Umwelt eine; Bohrloches verwendet wird, wo ein Ausfall des Gerätes in dem die Vorrichtung eingebaut ist, außerordentlicl kostspielige Verzögerungen bei der Bohrlochuntersu chung mit sich bringen kann. Die Viskositätskompensa tion bei der Strömungsdrosseldüsenanordnung 21i bietet den Vorteil von im wesentlichen konstanter Betriebscharakteristiken des Gerätes, in welchem dies«

M) Strömungsdrosseldüsenanordnung verwendet wird, um zwar ohne Beeinflussung durch die Temperaturen, die e: in der Tiefe des Bohrloches antrifft und die anderenfall die Ansprechzeit des Gerätes, in welchem di< Strömungsdrosseldüsenanordnung eingebaut ist, nach

•i5 teilig beeinflussen könnte.

Ein ringförmiges 5 μ-Drahtsieb 214 ist innerhalb de Ringnut 202 befestigt, um die dort hindurch nach obei und durch die Strornungsdrosselduserianordriung 2\.

tretende Flüssigkeit zu filtern.

F i g. 4 zeigt eine geringfügig abgewandelte Ausführung der ringförmigen Druckmittelzumeßeinrichtung, die mit 154a bezeichnet is„ Diejenigen Elemente der Druckmittelzumeßeinrichtung 154a, die gegenüber der Druckmittelzumeßeinrichtung 154 unverändert bleiben, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Druckmittelzumeßeinrichtung 154a ist durch eine abgewandelte Umfangsnut 216 gekennzeichnet, die in der zylindrischen Außenfläche 180 des abgewandelten Grundkörpers 156a gebildet ist Die Nut 216 weist eine radiale obere Fläche 218 und eine radiale untere Fläche 220 auf. Eine obere zylindrische Umfangsfläche 222 erstreckt sich von der oberen Räche 218 nach unten und geht in eine kegelstumpfförmige Umfangsfläche 224 über, die ihrerseits in eine zweite zylindrische Umfangsfläche 226 übergeht. Letztere schließt sich an die radiale untere Fläche 220 an. Die relativen Durchmesser der Umfangsflächen 222 und 226 sind so, daß wenn das ringförmige Dichtglied 184 in Kontakt mit dem Stützring 186 und der Umfangsfläche 222 angeordnet ist, wie das in gestrichelten Linien dargestellt ist, eine gleitbewegliche druckmitteldichte Abdichtung zwischen dem rohrförmigen Grundkörper 156a und dem Außengehäuse 14 erreicht wird, während andererseits, wenn das ringförmige Dichtglied 184 innerhalb der Umfangsnut 216 nach unten den Kontakt mit der radialen unteren Fläche 220 bewegt ist, wie das in ausgezogenen Linien dargestellt ist, die gleitbewegliche Abdichtung zwischen dem rohrförmigen Grundkörper 156a und dem Außengehäuse 14 aufgehoben ist.

Eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung in Abständen voneinander angeordneten Kanälen 228 stellt eine Verbindung zwischen der Umfangsnut 216 in der Schnittlinie zwischen der radialen unteren Fläche 220 und der zweiten Umfangsfläche 226 und der zylindrischen Außenfläche 190 her.

Die oben beschriebene Raumform der ringförmigen Druckmittelzumeßeinrichtung 154a schafft ein-.: andere Form eines Rückschlagventils als Ersatz für die rohrförmige Umfangsnut 188, das ringförmige Dichtglied 194 und die Mehrzahl von radialen Kanälen 192 in der oben beschriebenen Druckmittelzumeßeinrichtung 154. Die restliche Raumform der Druckmittelzumeßeinrichtung 154a ist im wesentlichen übereinstimmend mit der Druckmittelzumeßeinrichtung 254 und braucht nicht nochmals im einzelnen beschrieben zu werden.

In den Fig. IA und IB ist in der Ringkammer 230 zwischen dem Innengehäuse 12 und dem Außengehäuse 14 und zwischen dem Ringkolben 72 und dem ringförmigen Dichtglied 148 eine Menge von Flüssigkeit, beispielsweise öl, enthalten. Die Flüssigkeit kann zweckmäßigerweise in diese Ringkammer eingebracht werden, in dem das vollständig mechanisch montierte Umgehungsventil 10 in horizontale Lage gebracht wird, wobei die Anschlüsse 79 und 150 nach oben ragen. Dann werden die Stopfen 80 und 152 entfernt, und die Flüssigkeit wird durch den Anschluß 70 eingefüllt, bis die Flüssigkeit aus dem Anschluß 150 austritt und keinerlei Luftblasen darin enthält. Die Stopfen 80 und 152 werden dann wieder in die entsprechenden Anschlüsse eingeschraubt, um die Flüssigkeit innerhalb der Ringkammer 230 dicht einzuschließen.

Durch die Wandung des Innengehäuses 12 verlaufen eine Mehrzahl von radialen Durchlässen 232 in einer Stellung gerade unterhalb der ringförmigen Dichtglieder 148, wenn das Innengehäuse 12 in seiner obersten

ι -πι /Horn A!iftaMitoViäitco \A ic! 7%i/icphf»n der Außenfläche 88 des Innengehäuses und der Innenfläche 140 des Außengehäuses ist ein Ringkolben 234 angeordnet Der Ringkolben 234 ist längs der Zylinderflächen 88 und 150 in Längsrichtung gleitbe-

weglich. Ringförmige Dichtglieder 236 und 238 sitzen in entsprechenden Ringnuten, die in dem Kolben 234 gebildet sind, und bewirken eine gleitbewegliche druckmitteldichte Abdichtung zwischen dem Ringkolben 234 und den Oberflächen 88 bzw. 140. In dem

ίο Ringkolben 234 sind radiale Durchlässe 240 und 242 vorgesehen, um eine Druckmittelsperre zwischen dem Ringkolben und dem Außengehäuse bzw. dem Drehmomentübertragungsglied 94 zu verhindern.

Mit dem oberen Teil des Ringkolbens 234 ist ein Kolbenhaltering 244 verschraubt Der Kolbenhaltering 244 weist eine Mehrzahl von nach oben vorspringenden Federfingern 246 auf, die jeder eine radial nach außen ragende Schulter 248 aufweisen. Mit diesen Schultern 248 greifen die Federfinger 246 lösbar an der Ringschulter 142 des Außengehäuses an, wie in F i g. 1B dargestellt ist.

Im Betrieb wird das Umgehungsventil 10 vorteilhafterweise in einem rohrförmigen, Formationsprüfstrang als integraler Teil desselben verwendet Fig.6 zeigt schematisch einen solchen Prüfstrang bei Verwendung auf einer Bohrinsel, wobei das Umgehungsventil 10 in den Prüfstrang eingebaut ist.

In F i g. 6 steht eine schwimmende Bohrplattform 250 über einer unter Wasser liegenden Ölbohrung 252. Ein Bohrloch 254 mit einer Verrohrung 256 erstreckt sich vom Meeresboden nach unten und durchdringt eine Formation 258, die zu untersuchen ist. Die die Formation 258 durchdringende Verrohrung ist mit Durchbrüchen 260 versehen, um das Eintreten von Formationsflüssigkeit in das ausgekleidete Bohrloch zu ermöglichen.

Ein unter Wasser liegender Bohrlochkopf 262 mit den üblichen Ausbruch-Preventern ist abdichtend mit dem oberen Ende der Verrohrung 256 verbunden und erstreckt sich davon nach oben zur Wasseroberfläche und endet in einem geeigneten Bohrungskopf 266 auf dem Deck 268 der Bohrplattform 250. Ein üblicher Bohrturm 270 trägt auf der Bohrplattform 250 geeignete Hebemittel 272 für den Prüfstrang 274, der sich von den Hebemitteln nach unten zu dem Bohrungskopf 266, der Meeresleitung 264, dem Bohrlochkopf 262 und dem Verrohrungsstrang 256 bis zu einer Stelle in der Nähe der zu untersuchenden Formation 258 erstreckt.

so Der Prüfstrang 274 ist in im wesentlichen üblicher Weise aufgebaut und enthält von oben nach unten einen oberen Leitungsstrangabschnitt 276, einen hydraulisch betätigten Leitungsstrang-Prüfbaum 277, einen mittleren Leitungsstrangabsehnitt 278, eine drehmomentübertragende, druck- und volumenkompensierte Gleitverbindung 280, einen zweiten mittleren Leitungsstrangabsehnitt 282, dessen Gewicht zum Setzen des Packers auf einen unteren Teil des Prüfstrangs übertragen wird, ein übliches Zirkulationsventil 284, einen oberen Druckschreiber 288, ein Ventil- und Probensammlergerät 290, das Umgehungsventil 10, einen unteren Druckschreiber 292, einen hydraulischen Rüttler 294, eine übliche Sicherheitsverbindung 296, einen Packer 29C und ein in geeigneter Weise durchbrochenes Endstück 300.

hi Der Prüfbaum 277, der in dem Prüfstrang 274 eingebaut ist, enthält vorzugsweise eine hydraulisch betätigbare Ventilanordnung, wie sie handelsüblich von der Otis Fnirineorini? Corporation. Dallas. Texas

erhältlich ist und den Gegenstand der US-PS 36 46 995 bildet.

Die Gleitverbindung 280 ist eine druck- und volumenkompensierte Gleitverbindung nach Art der US-PS 33 54 950. Diese Gleitverbindung enthält eine ausziehbare und zusammenschiebbare Teleskopkupplung in dem Prüfstrang 274, die druck- und volumenkompensiert ist und dazu dient, die Übertragung einer durch die Wellenbewegung hervorgerufenen, auf den oberen Leitungsstrangabschnitt 276 und die Bohrplattform 250 wirkenden Kraft über den Prüfstrang auf den Packer 298 und das Ventil- und Probensammlergerät 290 zu verhindern.

Mit diesem Grundaufbau der Bauteile in dem Prüfstrang 274 kann der in dem Ventil- und Proben- '⁵ sammlergerät 290 enthaltende Ventilmechanismus so betätigt werden, daß er den längsverlaufenden lr.nenkanal des Prüfstranges 274 abschließt, diesen Kanal öffnet oder den Kanal so abschließt, daß eine Probe von Formationsflüssigkeit in dem Gerät 290 eingeschlossen wird.

Wenn die Ventilglieder des Geräts 290 betätigt werden, registrieren die Druckschreiber, welche oberhalb bzw. unterhalb des Geräts 290 angeordnet sind, in bekannter Weise den Druck der Formationsflüssigkeit an diesen Stellen in dem Prüfstrang.

Während des Prufvorganges oder während des Herausziehens oder des Einbaus des Prüfstranges kann es wünschenswert sein, eine Zirkulation von Flüssigkeit zwischen dem Inneren des Prüfstranges und dem Ringraum 302 zwischen dem Prüfstrang 274 und der Verrohrung 256 zu bewirken. Eine solche Zirkulation von Flüssigkeit wird durch das Zirkulationsventil 284 ermöglicht, welches normalerweise in Schließstellung ist. Das Ventil 284 kann ein über ein Gesperre vom & Ringraumdruck betätigtes Schieberventi! sein, wie es in der US-PS 38 50 250 beschrieben ist.

Aus Sicherheitsgründen ist der Prüfstrang 274 mit einem hydraulischen Rüttler 294 versehen, der wirksam werden soll, wenn das Lösen des Packsrs 298 aus «o irgendeinem Grunde Schwierigkeiten bereitet. Ein solcher hydraulischer Rüttler kann beispielsweise nach Art der US-PS 34 29 389 oder der US-PS 33 99 740 aufgebaut sein.

Aus Sicherheitsgründen ist weiterhin der Prüfstrang 274 mit einer Sicherheitsverbindung 296 zwischen dem hydraulischen Rüttler 294 und dem Packer 298 vorgesehen. Eine solche Sicherheitsverbindung kann beispielsweise nach Art der US-PS 33 68 829 aufgebaut sein. Diese Sicherheitsverbindung gestattet ein Lösen des Prüfstranges 274 von dem Packer und ein Herausziehen des Prüfstrangs aus dem Bohrloch, wenn der Packer 298 sich festsetzen sollte.

Unter bestimmten Bedingungen kann der Packer 298 auch nicht mit dem Prüfstrang 274 fest verbunden sein. Wie beispielsweise in Fig. 7 dargestellt ist, kann ein herausbohrbarer Prüfpacker 304 durch eine Drahtleine vor dem Absenken des Rests des Prüfstranges 274 und dem Kuppeln desselben mit dem Packer 304 mittels eines an dem Prüfstrang 374 vorgesehenen Nippels 306 gesetzt werden. Eine solche Anordnung ist in der US-PS 34 23 052 beschrieben.

Das Ventil- und Probensammlergerät 290 enthält einen von dem Ringraumdruck gesteuerten Kugelvcntilmechanismus, der bei einem vorgegebenen Druck der Flüssigkeit im Ringraum 302 im Bereich des Geräts 290 öffnet. Ein geeignetes Ventil dieser Art ist Gegenstand der US-PS 39 64 544. Dieses Ventil ist so ausgebildet.

daß es aus einer ursprünglichen Schließstellung öffnet, wenn die Bohrlochflüssigkeit in dem Ringraum 302 auf einen vorgegebenen Druck gebracht wird, der größer ist als der Druck, welcher im inneren der Ventilanordnung an der gleichen Stelle wirkt Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, daß dieser öffnende Differenzdruck etwa 13 Bar größer als der Innendruck der Ventilanordnung unterhalb des geschlossenen Vsntilgliedes ist, wobei der Innendruck im wesentlichen gleich dem hydrostatischen Druck in dieser Tiefe des Bohrloches ist.

Beim Prüfen von Ölbohrungen mit einem Prüfstrang der in Fig.6 gezeigten Art wird üblicherweise der Prüfstrang 274 in die Verrohrung 256 des Bohrloches 254 hinabgelassen, wobei das Ventil des Ventil- und Probensammlergerätes 290 in der Schließstellung ist Das Umgehungsventil 10 ist in der Offenstellung, wie in den Fig. IA und IB dargestellt ist. Wenn das Endstück 300 am unteren Ende des Prüfstranges 274 die gewünschte Stelle der Nähe der Formation 258 erreicht, mit welcher die Untersuchung durchgeführt werden soll, wird dann der Packer 298 gesetzt, um die zu untersuchende Zone unterhalb des Packers gegenüber dem Ringraum 302 darüber abzudichten. Überlicherweise werden solche Packer dadurch gesetzt, daß dem Rohrstrang eine Rechtsdrehung erteilt wird, während der Packer von der Gewichtsbelastung entlastet ist, wodurch der J-Schlitz-Verriegelungsniechanismus des Packes ausgelöst wird. Dann wird die Drehung unterbrochen, und es werden ungefähr 10 000 bis 15 000 kg Stranggewicht auf den Packer gesetzt, um den Packer auszudehnen und eine Isolierung der zu untersuchenden Zone zu erreichen. Nach Aufsetzen des Stranggewichts auf den Packer, um dessen Setzen zu erreichen, würde die Säule von Bohrlochflüssigkeit innerhalb des Rohrstranges unterhalb des geschlossenen Ventils in dem Ventil- und Probensammlergerät 290 in einem wesentlichen Maße zusammengedrückt werden, wodurch der Druck innerhalb des Rohrstranges über den hydrostatischen Druck angehoben würde, wenn nicht zwischen dem Packer und dem geschlossenen Ventil des Gerätes 290 das geöffnete Umgehungsventil angeordnet wäre. Die neuartige Raumform des Umgehungsventils gestattet die Aufbringung des erforderlichen Stranggewichts auf den Packer zur Erzielung der gewünschten Isolation der Zone während eines Zeitraums von ungefähr zwei Minuten, bevor das Umgehungsventil 10 die Verbindung zwischen der Innenseite und der Außenseite des Rohrstranges des Packers über die Durchlässe 138 unterbricht, indem zwischen dem Dichtglied 120 der Dichtungsanordnung 112 und den Ringwülsten 98 und 110 eine druckmitteldichte Abdichtung erzielt wird. Im Augenblick dieser dichtenden Anlage zwischen den Ringwülsten und der Dichtungsanordnung liegen die Stirnflächen % und 108 des Innengehäuses 12 und des Außengehäuses 14 an den Stirnflächen 126 und 128 des Dichtungsträgers 114 an. Der Packer ist gesetzt, und es erfolgt im wesentlichen keine weitere Abwärtsbewegung des Prüfstranges 294 relativ zu dem Packer 298, wodurch sichergestellt ist, daß der Druck innerhalb des Rohrstranges unterhalb des geschlossenen Kugelventils in dem Ventil- und Probensammlergerät 290 im wesentlichen gleich dem hydrostatischen Druck an dieser Stelle des Bohrloches ist.

Die Verzögerung von Ungefähr 2 Minuten in der teleskopartigen Zusammenschiebung des Umgehungsventils 10 wird mittels des gedrosselten Durchganges der Flüssigkeit von unterhalb der Druckmiltel/.umeß-

einrichtung 154 aufwärts durch die Strömungsdrosseldüsenanordnungen 212 zu der Ringkammer oberhalb der Druckmittelzumeßeinrichtung 154 erreicht Die Flüssigkeit tritt durch das Filter 214 zu dpr Strömungsdrosseldüsenanordnung 212 und von der Strömungsdrosseldüsenanordnung durch die Bohrung 210 und die Ringnut 170 und weiter durch den Ringraum zwischen der zylindrischen Oberfläche 178 des Grundkörpers 176 und der zylindrischen Oberfläche 88 des Innengehäuses 12, und von dort aufwärts durch die Nuten 86 des Innengehäuses 12 und die radialen Schlitze 166 des Grundkörpers 156 zu dem oberen Teil der Ringkammer oberhalb der Druckmittelzumeßeinrichtung 154.

Die Anwenduag des Umgehungsventils 10 in dem Prüfstrang 274 bietet einen weiteren wesentlichen '5 Vorteil. Der Außendurchmesser des Packers 298 in entspannter Stellung ist nur geringfügig kleiner als der Innendurchmesser der Vorrichtung 256, an welcher der Packer schließlich festgeklemmt werden soll. Beim Einfahren eines Prüfstranges mit geschlossenem Prüfventil tritt es häufig ein, daß die Dichtglieder des Packers eine Beschädigung erleiden, die hydraulischen Abfangkeile abgestumpft werden und Teile des Packers, die enge Passung haben, durch die Flüssigkeit abgerissen werden, wenn die Bohrlochflüssigkeit durch Kolbenwirkung durch den begrenzten Zwischenraum zwischen dem Dichtglied des Packers und dem Innendurchmesser der Verrohrung hindurchgedrückt wird. Die Verwendung des Umgehungsventils gestattet es der Bohrlochflüssigkeit durch die Innenseite des unteren Endteils des Prüfstranges 274 unterhalb des geschlossenen Prüfventils und des Umgehungsventils 10 zu dem Ringraum zwischen dem Rohrstrang und der Verrohrung oberhalb des Packers durch die geöffneten Durchlässe 138 zu strömen, wodurch eine Beschädigung J5 der Dichtglieder des Packers vermieden wird.

Während des Einfahrens des Prüfstranges 274 wird nach der Befestigung jedes Rohrabschnitts an dem nächstunteren Teil des Prüfstranges beim Zusammenbau des Prüfstranges der Rohrstrang mit einer relativ hohen Geschwindigkeit durch die Verrohrung nach unten abgesenkt. Da der Packer 298 üblicherweise Hemmblöcke oder Hemmfedern an seinem unteren Teil trägt, um eine Widerstandskraft gegen den Rohrstrang zum Zeitpunkt des Setzens des Packers zu erzeugen, wird das Gewicht des Prüfstrangs oberhalb des Packers über das Umgehungsventil 10 auf den Packer ausgeübt, um den Packer 298 durch die Verrohrung nach unten zu drücken. Die Druckmittelzumeßeinrichtung 154 des Umgehungsventils 10 gestattet ein Absenken des Prüfstranges 294 mit relativ hoher Geschwindigkeit durch die Verrohrung 256 während eines Zeitraums von ungefähr 2 Minuten, während dabei die Durchlässe 138 des Umgehungsventils geöffnet bleiben. Wenn der nächste Rohrabschnitt an dem vorher eingefahrenen Abschnitt des Prüfstranges 274 befestigt wird, wird das Umgehungsventil 10 durch die sich darunter erstreckenden Teile des Prüfstranges praktisch sofort vollständig auseinandergezogen, und zwar infolge der Rückschlagventilwirkung der Druckmittelzumeßeinrichtung 154, welche eine im wesentlichen ungedrosselte Strömung der Flüssigkeit von der Ringkammer oberhalb des rohrförmigen Grundkörpers 156 zu der Ringkammer unterhalb des rohrförmigen Grundkörpers durch die Radialschlitze 166 die Nuten 186 und den Ringraum zwischen der zylindrischen Oberfläche 178 des Grundkörpers 156 und der zylindrischen Oberfläche 88 des Innentrehäiises 12 sowie durch die radialen Kanäle 192 an dem elastischen ringförmigen Dichtglied 194 vorbei gestattet Das letztere wird dabei radial nach außen bewegt und wirkt als Rückschlagventilglied. Weiter verläuft der Strömungsweg dabei durch die V-förmige Umfangsnut 188 und den Ringraum zwischen der zylindrischen Außenfläche 190 des Grundkörpers 156 und der zylindrischen Innenfläche 66 des Außengehäuses 14.

Wenn das Umgehungsventil 10 die abgewandelte Druckmittelzumeßeinrichtung 154a benatzt, stro.nt die Flüssigkeit von dem oberen Teil der Ringkammsr zu dem unteren Teil der Ringkammer zwischen dem rohrförmigen Grundkörper 256 und der zylindrischen Innenfläche 166 des Außengehäuses hindurch, indem das ringförmige Dichtglied 184 innerhalb der Umfangsnut 216 nach unten in eine nicht-abdichtende Stellung in Anlage an der radialen unteren Fläche 220 bewegt wird und so eine Strömung der Flüssigkeit an dem Dichtglied 184 vorbei durch die Kanäle 228 ermöglicht.

Aus F i g. 7 ist erkennbar, daß die Verwendung des Umgehungsventils nach der vorliegenden Erfindung gleichermaßen vorteilhaft bei Prüfsträngen ist, die mit vorher gesetzten Packern zusammenarbeiten, wie das bei 304 dargestellt ist. Das in F i g. 7 dargestellte Ventil- und Probensammlergerät 290 benutzt vorteilhafterweise den oben beschriebenen auf den Ringraumdruck ansprechenden Kugelventilmechanismus. Wenn der in F i g. 7 dargestellte Prüfstrang in das Bohrloch eingefahren wird, ist das Umgehungsventil 10 wieder in der Offenstellung, wie sie in den Fig. 1 A und IB dargestellt ist. Nach dem anfänglichen Eingreifen des Nippels 306 in den vorher gesetzten Packer 304 bewirken die Dichtglieder, die eine druckmitteldichte Abdichtung zwischen dem Nippel 306 und dem Packer 304 gewährleisten, zunächst eine vorrübergehende Abdichtung oder Druckmittelsperre zwischen dem Nippel und dem Packer. Bevor jedoch eine vollständige Abdichtung zwischen diesen Teilen erreicht werden kann, die ausreicht, um die gewünschte Untersuchung der Zone 258 durchzuführen, muß der Nippel wesentlich weiter abwärts relativ zu dem Packer bewegt werden, um die dichtende Anlage an diesem zu vervollständigen. Die Verwendung des Umgehungsventils in diesem Prüfstrang gestattet die Abwärtsbewegung des Prüfstranges bei geschlossenem Prüfventil relativ zu dem vorher gesetzten Packer, ohne daß ein Anstieg des Druckmitteldrucks innerhalb des Prüfstranges unterhalb des geschlossenen Prüfventils stattfindet, der, wie oben erwähnt, die Wirkungsweise des auf den Ringraumdruck ansprechenden Betätigungsmechanismus des Ventil- und Probensammlergerätes 290 nachteilig beeinflussen würde. In dem Zeitpunkt, wo der Nippel 306 vollständig in dem Packer 304 sitzt und nach der Zeitverzögerung, die durch das Umgehungsventil 10 erfolgt, werden die Durchlässe 138 des Umgehungsventils geschlossen und der Druck innerhalb des Rohrstranges unterhalb des geschlossenen Prüfventils ist im wesentlichen gleich dem hydrostatischen Druck bei der gleichen Tiefe.

Wenn das Umgehungsventil 10 in dem Prüfstrang 274 geschlossen ist, entweder in dem Aufbau von F i g. 6 oder in dem Aufbau von F i g. 7, dann kann der auf den R'igraumdruck ansprechende Ventilmechanismus des Ventil- und Probensammlergerätes 290 betätigt werden durch Ausüben von zusätzlichem Druck auf die Druckmittelsäule in dem Ringraum 204 über eine geeignete Pumpe 308 und eine Zuführleitung 310, die zwischen die Pumpe 308 und den Ringraum 302

unterhalb der Ausbruch-Preventer des Bohrlochkopfes 262 eingeschaltet ist.

Es ist zu beachten, daß der Druck, der auf den Ringraum 302 ausgeübt werden kann, normalerweise durch die Festigkeit der Verrohrung vorgegeben ist und ungefähr 170 Bar beträgt. Der auf den Ringraumdruck ansprechende Ventilmechanismus des Ventil- und Probensammlergeräts 290 und das auf den Ringraumdruck ansprechende Zirkulationsventi! 284 müssen so konstruiert sein, daß sie innerhalb dieses Bereichs arbeiten. Es wird als wesentlich angesehen, daß der Ringraumdruck, der zur Betätigung des auf den Ringraumdruck ansprechenden Prüfventils des Geräts 290 und der Ringraumdruck, der erforderlich ist, um das Zirkuiationsventil 284 zu betätigen wenigstens um 40 Bar auseinanderliegen, damit das Ventilglied des Geräts 290 ohne öffnen des Zirkulationsventils 284 betätigt werden kann. Wenn bei Abwesenheit des Umgehungsventils 10 die Flüssigkeit unterhalb des geschlossenen Ventil- und Probensammlergerätes 290 unter einen Druck oberhalb des hydrostatischen Drucks gesetzt würde, dann könnten die Betätigungsdrücke der beiden auf den Ringraumdruck ansprechenden Geräte 290 und 294 die durch die Verrohrung vorgegebenen Druckgrenzen überschreiten. Beispielsweise ist der normale Betätigungsdruck des auf den Ringraumdruck ansprechenden Prüfventils des Ventil- und Probensammlergeräts 290 bei einem hydrostatischen Druck von 340 Bar einer Temperatur unten im Bohrloch von 132°C ungefähr 88 Bar. Bei Abwesenheit des Umgehungsventils 10 könnte die Flüssigkeit innerhalb des Prüfstranges 274 nach Setzen des Packers oder nach dichtendem Angreifen des Nippels an dem vorher gesetzten Packer bis zu 55 Bar über dem hydrostatischen Druck liegen. Dann würde der Betätigungsdruck des auf den Ringraumdruck ansprechenden Prüfventils des Ventil- und Probensammlergeräts 290 nicht 88 Bar sondern 88 Bar plus 54 Bar plus 13 Bar, also insgesamt 156 Bar Betätigungsdruck betragen. Es müßte somit der Betätigungsdruck des auf den Ringraumdruck ansprechenden Zirkulationsventils 285 auf 156 Bar plus 40 Bar Druckdifferenz als Gesamtbetätigungsdruck von 197 Bar eingestellt werden, was die durch die Bohrung vorgegebene Druckgrenze von 170 Bar überschreitet.

Ein weiterer Vorteil, der durch das Umgehungsventil 10 erreicht wird, ist der, daß keine Ausübung von Drehmomenten über den Prüfstrang erforderlich ist, um die Umgehungs-Durchgänge 138 zu öffnen, wie das bei vorbekannten Umgehungsventilen erforderlich ist. Ein gleichmäßiger Zug an dem Prüfstrang öffnet die Durchgänge 138 und gleicht damit den Druck an dem Packer aus, während ein Loslassen des Prüfstranges automatisch die Durchgänge 138 nach einer vorgegebenen Zeitverzögerung schließt.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil, der durch das Umgehungsventil 10 erreicht wird, besteht darin, daß, wenn einmal das erforderliche Gewicht auf das Umgehungsventil 10 aufgesetzt ist und die Umgehungs-Durchgänge 138 abgeschlossen sind, die Umgehungsdurchgänge 138 nicht durch die Einwirkung von äußeren oder inneren Drücken aufgepumpt werden können. Wenn das Umgehungsventil 10 mit dem Prüfstrang 274 eingefahren worden ist, ist der Ringkolben 234 lösbar an der Schulter 142 des Außengehäuses mittels der Federfinger 246 befestigt, wie in Fig. IB dargestellt ist Wenn während des Betriebs des Prüfstranges bei abgeschlossenem Umgehungsventil 10 der Innendruck in dem Prüfstrang um einen vorgegebenen Betrag über den Ringraumdruck angehoben wird, der über die Durchgänge 138 auf die Unterseite des Ringkolbens 234 wirkt, dann überwinde! der über die Durchgänge 232 in dem Innengehäuse 12 wirkende höhere Innendruck die Haltekraft der Federfinger und löst den Ringkolben 234 aus, so daß dieser nach unten in Anlage mit dem Drehmomentübertragungsglied 94 gedrückt wird. Dadurch wird das Innengehäuse 12 durch die Druckdifferenz zwischen dem Innendruck in dem Prüfstrang und dem Ringraumdruck nach unten relativ zu dem Außengehäuse U vorbelastet, wodurch die hydraulischen Kräfte überwunden werden, welche anderenfalls trachten könnten das Umgehungsventil aufzupumpen. Ein gleichmäßiger Zug an dem Prüfstrang bewirkt eine im wesentlicher ungedrosselte Aufwärtsbewegung des Innengehäuses relativ zu dem Außengehäuse, wodurch der Ringkolber 234 wieder einrastet und die Federfinger 246 wie ir F i g. 1B gezeigt, über die Ringschulter 142 greifen.

Wenn andererseits der Ringraumdruck, der über di£ Durchlässe 238 des geschlossenen Umgehungsventils IC wirkt, den Innendruck in dem Prüfstrang überschreitet dann wirkt der Ringraumdruck auf eine Differenzfläche auf der Oberseite der ringförmigen Endkappe, welche das Innengehäuse nach unten in dichte Anlage an dei Dichteinrichtung 112 vorbelastet

Die neuartige Form des Umgehungsventils K erleichtert die bequeme Austauschbarkeit der Druck mittelzumeßeinrichtung 154 oder der abgewandelter Ausführung 154a und gestattet es so, verschiedene Zeitverzögerungen des Zusammenschiebens von Innen

und Außengehäuse 12 bzw. 14 vorzugeben. Weiterhir kann die neuartige Druckmittelzumeßeinrichtung 15^ oder die abgewandelte Einrichtung 154a des Umge hungsventils 10 gleichermaßen vorteilhaft auch au andere Geräte angewandt werden, wo es wünschens wert ist, die Zeitverzögerung in dem Zusammenschie ben oder Auseinanderziehen koaxialer teleskopartigei Glieder genau zu regulieren. Typisch für solche Anwendungen ist die Konstruktion von durch hin- unc hergehende Bewegungen betätigten Prüfventilen, Pak kerumgehungsventilen und hydraulischen Rüttlern.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (16)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Steuerung eines Prüfstrangbautei's von in ein Bohrloch abgesenkten Prüfsträngen zur Untersuchung von geologischen Formationen, bei welcher der Prüfstrangbauteil durch das Gewicht des über ihm lastenden Teils des Prüfstranges mit einer durch eine Druckmitteldämpfungsvorrichtung bestimmten Verzögerung von einer ersten in eine zweite Betriebsstellung umschaltbar ist,
mit einem rohrförmigen Außengehäuse mit einer Innenfläche,

einem Innengehäuse mit einer Außenfläche, welches koaxial in dem Außengehäuse angeordnet und gegenüber diesem längsbeweglich ist,
ersten und zweiten Dichtmitteln, die zwischen dem Außengehäuse und dem Inner.gehäuse in axialem Abstand voneinander angeordnet sind und als Druckmitteldichtungen zwischen der Innenfläche des Außengehäuses und der Außenfläche des Innengehäuses eine Ringkammer bilden, deren Volumen bei der Längsbewegung des Innengehäuses relativ zu dem Außengehäuse im wesentlichen konstant bleibt,

einer Druckmittelmenge innerhalb der Ringkammer, einer ringförmigen Druckinittelzurneßeinrichtung, die innerhalb der Ringkammer angeordnet ist, erste und zweite Stirnflächen und innere und äußere Umfangsflächen aufweist, an einem der Gehäuse befestigt ist und mit diesem relativ zu dem anderen Gehäuse und der Ringkammer beweglich ist, gekennzeichnet durch
eine Dichtung (174) für eine Abdichtung zwischen der Druckmittelzumeßeinrichtung (154) und der Oberfläche (88) des einen Gehäuses (12) sowie eine Dichtung (184) für eine gleitbewegliche Abdichtung zwischen der Druckmittelzumeßeinrichtung (154) und der Oberfläche (66) des anderen Gehäuses (14), einen ersten Strömungskanal (202,204,208,210,170, 86) in der Druckmittelzumeßeinrichtung (154), durch den eine Druckmittelverbindung zwischen der ersten und der zweiten Stirnfläche (162; 164) der ringförmigen Druckmittelzumeßeinrichtung (154) hergestellt ist,

Strömungsdrosselmittel (212), die in dem ersten Strömungskanal angeordnet und auf einen vorgegebenen Strömungswiderstand eingestellt sind,
einen zweiten Strömungskanal (192) in der Druckmittelzumeßeinrichtung (154), durch den eine Druckmittelverbindung zwischen der ersten und der zweiten Stirnfläche (162; 164) der ringförmigen Druckmittelzumeßeinrichtung (154) hergestellt ist, und

Rückschlagventilmittel (194), die in dem zweiten Strömungskanal (192) angeordnet sind, eine Druckmittelströmung durch den zweiten Strömungskanal (192) von der ersten Stirnfläche (162) zu der zweiten Stirnfläche (164) der Druckmittelzumeßeinrichtung (154) sperren und eine im wesentlichen ungedrosselte Strömung durch den zweiten Strömungskanal (192) von der zweiten Stirnfläche (164) zu der ersten Stirnfläche (162) freigeben.

2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsdrosselmittel (212) zum abwechselnden Beschleunigen und Verzögern eines durch die Strömungsdrosselmittel (212) und den ersten Slrötnungskanal von der ersten Stirnfläche (162) zu der zweiten Stirnfläche (164) fließenden Druckmittelstromes eingerichtet sind

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche (66) des Außengehäuses (14) und die Außenfläche (88) des Innengehäuses

(12) im wesentlichen zylindrisch sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringkammer (230) mit einer das Druckmittel bildenden Flüssigkeit gefüllt ist

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn-"> zeichnet, daß die Strömungsdrosselmittel einen Labyrinthkanal enthalten, der eine Mehrzahl von Paaren von Drallkammern aufweist, die jeweils durch einen Verbindungskanal miteinander verbunden sind, welcher tangential zu jeder der Drallkammern verläuft, und daß jede der Drallkammern mit einer Drallkammer eines anderen Paares von Drallkammern über einen Kanal verbunden ist, der eine Verbindung zwischen den Mittelteilen der Drallkammern herstellt und rechtwinklig zu diesen Mittelteilen verläuft.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung zur gleitbeweglichen Abdichtung eine Ringnut (182) aufweist, die in einer Umfangsfläche (180) der ringförmigen Druckmittelzündeinrichtung (154) gegenüber der im wesentlichen zylindrischen Oberfläche (66) des anderen Gehäuses (14) gebildet ist, und ein ringförmiges elastisches Dichtglied (184), das in der Ringnut (182) angeordnet ist und abdichtend sowohl an der

^!" Druckniittelzumeßeinrichtung (154) als auch an der im wesentlichen zylindrischen Oberfläche (66) des Gehäuses (14) anliegt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ringnut auf der der zweiten

'■' Stirnfläche (164) zugewandten Seite des ringförmigen elastischen Dichtgliedes (184) ein starrer Stützring (186) angeordnet ist, der gleichbeweglich an der im wesentlichen zylindrischen Oberfläche (66) des Gehäuses (14) anliegt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige elastische Dichtglied (184) ein gummiclastischer O-Ring ist und der Stützring aus verstärktem Polytetrafluoräthylen besteht.

¹'

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der ersten Stirnfläche (162) der ringförmigen Druckmittelzumeßeinrichtung (154) zwischen der Ringkammer (230) und den Strömungsdrosselmitteln (212) ringförmige Filtermittel

^r>" (214) angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß das Außengehäuse (14) eine zylindrische Innenfläche (66) aufweist,

" daß das Innengehäuse (12) eine zylindrische Außenfläche (88) aufweist und
daß die in dem Hohlraum (230) angeordnete ringförmige Druckmittelzumeßeinrichtung (154) an dem Innengehäuse (12) durch Befestigungsmittel (82,

¹⁽¹ 176) befestigt ist und mittels der Slrömungsdrosselmittel (212) einen Strömungswiderstand für diejenige Druckmittelströmung bietet, die bei einer Bewegung des Innengehäuses (12) relativ zu dem Außengehäuse (14) in einer ersten Bewegungsrichtung durch den ersten Strömungskanal auftritt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,

daß an dem Innengehäuse (12) eine radiale

Stirnfläche (96) vorgesehen ist, welche in die erste Bewegungsrichtung weist daß in dem Außengehäuse (14) in der Nähe dieser radialen Stirnfläche (96) des Innengehäuses (12) Durchtrittsöffr.ungen (138) vorgesehen sind, über welche eine Verbindung zwischen der Außenseite und der Innenseite des Außengehäuses (14) herstellbar ist und
daß in dem Außengehäuse (14) fluchtend mit der radialen Stirnfläche (96) des Innengehäuses (12) ringförmige Dichtmittel (112) angeordnet sind, gegen weiche das Innengehäuse (12) nach Verschiebung gegenüber dem Außengehäuse (14) abstützbar ist wobei bei am Außengehäuse (14) abgestütztem Innengehäuse (12) die radiale Stirnfläche (96) des Innengehäuses (12) abdichtend am Außengehäuse (14) anliegt und die Durchtrittsöffnungen (138) blockiert sind sowie bei von den Dichtmitteln (112) abgehobenem Innengehäuse (12) die radiale Stirnfläche (96) des Innengehäuses (12) mit Abstand vom Außengehäuse (14) angeordnet ist und die Durchtrittsöffnungen (138) freigegeben sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Innengehäuse (12) und dem Außengehäuse (14) ineinandergreifende Führungsglieder (54, 58) vorgesehen sind, welche eine Relativverdrehung der beiden Gehäuse (12, 14) begrenzen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, ^adurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Dichtmittel (112) einen elastischen ringförmigen Teil (120) koaxial fluchtend mit der radialen Stirnfläche (a6) des Innengehäuses (12) aufweisen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,

daß auf der radialen Stirnfläche (96) eine Ringwulst (98), welche abdichtend an den elastischen, ringförmigen Teil (120) der ringförmigen Dichtmittel (112) anlegbar ist, und

an dem Außengehäuse (14) koaxial fluchtend mit dieser Ringwulst (98) auf der radialen Stirnfläche (96) und dieser zugewandt eine weitere Ringwulst (110) vorgesehen sind, welche ebenfalls abdichtend an den elastischen ringförmigen Teil (120) der ringförmigen Dichtmittel (112) anlegbar ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,

daß das Innengehäuse (12) einen sich durch dessen gesamte Länge erstreckenden Längskanal (20) aufweist,

daß um das Innengehäuse (12) herum und innerhalb des Außengehäuses (14) zwischen der Ringkammer (230) und der radialen Stirnfläche (96) des Innengehäuses (12) ein Ringkolben (234) angeordnet ist, der relativ zu dem Außengehäuse (14) längsbeweglich ist, und

daß Mittel vorgesehen sind, die durch das Innengehäuse (12) hindurch auf einen Druck innerhalb des Längskanals (20) ansprechen, der größer ist als der bei geschlossenen Durchtrittsöffnungen (138) auf diese wirksame Druck, und durch die der innerhalb des Innengehäuses wirksame Druck über den Ringkolben (234) auf die radiale Stirnfläche (96) zur Verstärkung der dichtenden Anlage zwischen der radialen Stirnfläche (96) des Innengehäiiscs (12) und dem Außengehäuse (14) übertragbar ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die auf Druck ansprechenden Mittel Durchtrittsöffnungen (232) in dem Innengehäuse (12), durch welche der Druck innerhalb desselben auf das der Ringkammer (230) zugewandte Ende des Ringkoibens (234) übertragbar ist. Mittel (244,246) zum lösbaren Festhalten des Ringkolben·? (234) in einer Stellung, durch welche die Übertragung von Druck innerhalb des Innengehäuses (12) auf die radiale Stirnfläche verhindert ist, und Mittel zum Freigeben des Ringkolbens (234) für die Übertragung des Druckes innerhalb des Innengehäuses (12) über den Ringkolben (234) auf die radiale Stirnfläche (96) umfassen, wenn der Druck innerhalb des Innengehäuses (12) den auf die Durchtrittsöffnungen (138) bei geschlossenen Durchtrittsöffnungen (138) wirkenden Druck um einen vorgegebenen Betrag übersteigt.