DE2845710A1

DE2845710A1 - Geraet zur betaetigung eines ventils in einer oelbohrung

Info

Publication number: DE2845710A1
Application number: DE19782845710
Authority: DE
Inventors: Floyd Anthony Gonzalez; Jim Robert Williamson
Original assignee: Halliburton Co
Current assignee: Halliburton Co
Priority date: 1977-10-27
Filing date: 1978-10-20
Publication date: 1979-05-03
Also published as: US4109725A; AU523169B2; MX147167A; NO156181C; IT7828798A0; GB2006854A; DK476778A; DE2845710C2; AU4102378A; CA1094948A; BR7806405A; NO783620L; GB2006854B; JPS5734438B2; IT1100316B; ES480162A1; NL188706B; NL7810134A; ES474391A1; NL188706C

Description

PATENTANWLfE
DipL-Phys. JÜRGEN WEISSE · Dipl.-Chem. Dr. RUDOLF WOLGAST

BÖKENBUSCH41 · D 5620 VELBERT 11-LANGENBERG ^

Postfadi 110386 · Telefon: (02127) 4019 ■ Telex: 8516895 Z 0 4 Q /IU

Patentanmeldung Halliburton Company, Duncan, Oklahoma 73533, USA Gerät zur Betätigung eines Ventils in einer Ölbohrung

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Betätigung eines Ventils in einer Ölbohrung, enthaltend: ein Gehäuse, in dessen Wandung eine Kammer gebildet ist, welche ein als Feder wirkendes kompressibles Druckmittel enthält, einen Kolben, der die Kammer unterteilt und durch eine an dem Kolben auftretende Druckdifferenz bewegbar ist, Druckübertragungsmittel, durch welche auf ein Ende der Kammer ein Druck nach Maßgabe des Drucks im Ringraum der Ölbohrung übertragbar ist, und eine mit dem Kolben verbundene Antriebshülse, durch welche die Bewegung des Kolbens auf ein Ventil übertragbar ist, welches durch die Bewegung der Antriebshülse nach Maßgabe von Druckänderungen im Ringraum betätigbar ist.

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Beim Niederbringen einer Ölbohrung wird das Bohrloch mit einer Flüssigkeit gefüllt, die als Bohrschlamm bezeichnet wird. Ein Zweck dieses BohrSchlammes besteht darin, in einer angeschnittenen Formation alle Flüssigkeiten zurückzuhalten, die sich dort befinden können. Um diese Formationsflüssigkeiten zurückzuhalten, ist der Bohrschlamm durch verschiedene Zusätze so schwer gemacht, daß der hydrostatische Druck des BohrSchlammes in der Tiefe der Formation ausreicht, um die Formationsflüssigkeit innerhalb der Formation zu halten und einen Austritt dieser Formationsflüssigkeit in das Bohrloch zu verhindern.

Wenn die Produktionsmöglichkeiten der Formation untersucht werden sollen, wird ein Prüfstrang in das Bohrloch bis zur Tiefe der Formation abgesenkt, und die Formationsflüssigkeit wird in den Prüfstrang in einem gesteuerten Prüfprogramm eingelassen. Im Inneren des Prüfstranges wird beim Absenken in das Bohrloch ein geringerer Druck aufrechterhalten. Das geschieht üblicherweise dadurch, daß ein Ventil in der Nähe des unteren Endes des Prüfstranges geschlossen gehalten wird. Wenn die Prüftiefe erreicht ist, wird ein Packer gesetzt, um das Bohrloch abzudichten und somit die Formation gegenüber dem hydrostatischen Druck des Bohrschlammes im Ringraum der Bohrung abzuschließen. Das Ventil am unteren Ende des Prüfstranges wird dann geöffnet, und die Formationsflüssigkeit, die frei vom Gegendruck des BohrSchlammes ist, kann in das Innere des Prüfstranges fließen.

Das Prüfprogramm enthält Perioden, in denen die Formationsflüssigkeit fließt, und Perioden, in denen die Formation abgeschlossen ist. Während des gesamten Programms werden Druckaufzeichnungen vorgenommen, die später analysiert werden, um die Produktionsmöglichkeiten der Formation zu bestimmen. Gegebenenfalls kann eine Probe der Formationsflüssigkeit in

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einer geeigneten Probenkammer aufgefangen werden. Am Ende des Prüfprogramms wird ein Zirkulationsventil in dem Prüfstrang geöffnet, welches eine Verbindung zwischen dem Inneren des Prüfstranges und dem Ringraum zwischen Prüfstrang und Bohrlochwandung herstellt. Formationsflüssigkeit, die in den Prüfstrang eingetreten ist, wird herausgespült. Der Packer wird gelöst, und der Prüfstrang wird herausgezogen.

Es ist bekannt, das Prüfventil durch den Ringraumdruck zu öffnen und zu schließen (US-PS 3 364 415 und US-PS 3 856 085). Das ist insbesondere bei Bohrungen vor der Küste vorteilhaft, wo es aus Gründen der Sicherheit und des Umweltschutzes wünschenswert ist, die Ausblas-Preventer in größtmöglichem Maße während der Hauptteile der Untersuchung geschlossen zu halten.

Es ist bekannt, das Zirkulationsprüfventil, das oberhalb des Prüfventils in den Prüfstrang eingebaut ist, ebenfalls über den Ringraumdruck zu steuern. Das geschieht bei einer bekannten Anordnung (US-PS 3 850 250) in der Weise, daß das Zirkulationsventil nach einer vorgegebenen Anzahl von öffnungs- und Schließvorgängen des Prüfventils öffnet, d.h. nachdem der Ringraumdruck einer vorgegebenen Anzahl von Erhöhungs- und Wiederabsenkvorgängen unterworfen wurde. Der Ringraumdruck wirkt dabei auf einen Kolben und kompimiert ein inertes Gas in dem Gerät, welches als Rückstellfeder wirkt. Das Öffnen des Zirkulationsventils geschieht in der Weise, daß bei jeder Druckerhöhung und Entlastung das Ventil einen Schritt auf die Offenstellung hinbewegt und bei Erreichen einer vorgegebenen Stellung durch den Ringraumdruck schlagartig in die volle Offenstellung verschoben wird (DE-AS 2 404 828).

Bei Verwendung eines Gases als Rückstellfeder muß der Druck des Gases genau an die im Bereich der zu untersuchenden Formation zu erwartenden Druck- und Temperaturverhältnisse angepaßt

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werden. Es ist aus diesem Grunde bekannt, daß als Rückstellfeder wirkende Gasvolumen während des Absenkens des Rohrstranges über einen Kanal mit einem dem Ringraumdruck entsprechenden Druck vorzuspannen. Dieser Kanal wird durch ein Ventil nach Absenken des Prüfstranges in die Arbeitsstellung abgesperrt. Dadurch hat das Gasvolumen einen Druck, der dem hydrostatischen Druck der Flüssigkeit im Ringraum entspricht. Bei einer Erhöhung des Ringraumdruckes wirkt sofort eine resultierende Kraft auf den Kolben, welche das Öffnen des Prüfventils bewirkt. Diese Anordnung erfordert jedoch die zusätzliche Steuerung eines weiteren Ventils, welches den.Kanal beherrscht, über den die Vorspannung des Gasvolumens mit dem hydrostatischen Ringraumdruck erfolgt. Das bringt eine zusätzliche mechanische Komplikation mit sich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventilgerät der eingangs definierten Art so auszubilden, daß ohne zusätzliche äußere Steuervorgänge eine Anpassung der von dem kompressiblen Druckmittel gebildeten Feder an die Druck- und Temperaturverhältnisse im Bereich der Formation erfolgt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Kammer mit einem Volumen einer kompressiblen Flüssigkeit gefüllt ist/ daß in dem Kolben Strömungsbegrenzende Mittel vorgesehen sind, über welche sich eine an dem Kolben auftretende Druckdifferenz mit einer zugemessenen Rate ausgleichen kann, daß eine Feder vorgesehen ist, welche auf den Kolben so wirkt, daß sie den Kolben in eine vorgegebene Stellung zurückführt, wenn ein Ausgleich der Druckdifferenz über die strömungsbegrenzenden Mittel stattfindet, und daß das Ventil durch die Bewegungen des Kolbens und der Antriebshülse betätigbar ist, die auftreten, wenn in dem Ringraum eine Druckänderung erzeugt wird, welche schneller ist als die Rate, mit welcher eine dann an dem Kolben entstehende Druckdifferenz über die strömungsbegrenzenden Mittel ausgleichbar ist.

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Bei dem erfindungsgemäßen Gerät ist somit das !compressible Druckmittel, welches die Feder bildet, gegen die der Ringraumdruck arbeitet, kein Gas, sondern eine Flüssigkeit. Volumenänderungen, die dadurch hervorgerufen werden, daß sich die Temperatur oder der Druck beim Absenken des Geräts in das Bohrloch ändert, erfolgen so langsam, daß sich die dadurch hervorgerufene Druckdifferenz an dem Kolben über die strömungsbegrenzenden Mittel ausgleichen kann. Wenn jedoch durch eine Pumpe oder dergleichen der Ringraumdruck schnell erhöht wird, dann wird das Druckmittel unter Bewegung des Kolbens komprimiert, und die mit dem Kolben verbundene Antriebshülse wirkt im betätigenden Sinne auf das Ventil ein.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

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

Fig. 1 zeigt einen schematischen Vertikalschnitt einer Bohrinsel mit einem unter Wasser liegenden Bohrloch und einer Einrichtung zum Prüfen einer Formation.

Fig. 2 ist ein Diagramm, dessen Abszisse den

volumetrischen Faktor von Silikonöl von

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0,2 cm /s (20 Centistokes) und dessen Ordinate

die Drücke in Schritten von 68 bar (1000 PSIG) zeigt. Eine Kurvenschar zeigt das Volumen von Silikonöl bei den angegebenen Drücken und Temperaturen. Es sind auch Linien vorgesehen, welche das Volumen von Silikonöl bei verschiedenen Drücken und Temperaturen zeigt, denen das

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Silikonöl in einem Bohrloch unterworfen ist, das die angegebenen Temperaturgradienten zeigt und die ebenso angegebenen Bohrschlammgewichte enthält.

Fig.3a und b zeigen, längs der Linie a-a zusammengesetzt, die rechte Seite eines Vertikalschnitts einer Ausführungsform des Antriebsabschnitts bei einem Gerät, bei welchem ein Kolben durch plötzliche Erhöhungen des Ringraumdrucks in die Offenstellung bewegt wird.

Fig.4a bis 4d zeigen, längs der Linie a-a bis c-c

zusammengesetzt, eine zweite Ausführungsform des Geräts mit einem Antriebsabschnitt und einem Zirkulationsventilabschnitt, bei welchem der Kolben durch plötzliche Druckverminderungen des Ringraumdrucks zur Offenstellung hinbewegt wird.

Fig. 1 zeigt eine typische Anordnung zur Durchführung einer Formationsuntersuchung vor der Küste. Eine solche Anordnung enthält eine Bohrinsel 1, die über einer unter Wasser liegenden Arbeitsstelle 2 stationiert ist. Die Ölbohrung enthält ein Bohrloch 3, welches üblicherweise mit einem Verrohrungsstrang 4 ausgekleidet ist und sich von der Arbeitsstelle 2 zu einer Formation 5 erstreckt. Der Verrohrungsstrang 4 weist eine Mehrzahl von Durchbrechungen an seinem unteren Ende auf, welche eine Verbindung zwischen der Formation und dem Inneren 6 des Bohrlochs herstellt.

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An der unter Wasser liegenden Arbeitsstelle ist der Bohrlochkopf 7 angeordnet, welcher Ausblas-Preventer enthält. Eine Seeleitung 8 erstreckt sich von dem Bohrlochkopf zu der schwimmenden Bohrinsel. Die schwimmende Bohrinsel enthält ein Arbeitsdeck 9, welches einen Bohrturm 12 trägt. Der Bohrturm trägt ein Hebezeug 11. Am oberen Ende der Seeleitung 8 ist ein BohrungskopfVerschluß 13 vorgesehen. Der BohrungskopfVerschluß 13 gestattet daß Absenken des Prüfstranges 10 in die Seeleitung 8 und in das Bohrloch 3 mittels des Hebezeuges 11.

Es ist eine Zufuhrleitung 14 vorgesehen, die sich an einer Hydraulikpumpe 15 auf dem Deck 9 der Bohrinsel 1 zu dem Bohrlochkopf 7 erstreckt und in einem Punkt unterhalb der Ausblas-Preventer mündet. Über die Hydraulikpumpe 15 und die Zufuhrleitung 11 kann der den Prüfstrang 10 umgebende Ringraum 16 unter Druck gesetzt werden.

Der Prüfstrang weist einen oberen Strangabschnitt 17 auf, der sich von der Bohrinsel 1 zu dem Bohrlochkopf 7 erstreckt. Am Ende des oberen Strangabschnitts 17 ist ein Prüfbaum 18 angeordnet, der auf dem Bohrlochkopf 7 aufsitzt und so den unteren Teil des Prüfstranges hält. Der untere Teil des Prüfstranges erstreckt sich von dem Prüfbaum 18 zur Formation 5. Ein Packer 27 schließt die Formation 5 gegen Flüssigkeiten in dem Ringraum 16 ab. Am unteren Ende des Prüfstranges ist ein durchbrochenes Endstück 28 vorgesehen, welches eine.Druckmittelverbindung zwischen der Formation 5 und dem Inneren des rohrförmigen Prüfstranges 10 gestattet.

Der untere Teil des Prüfstranges 10 enthält weiter einen Zwischenabschnitt 19 und eine drehmomentübertragende, druck- und volumenausgeglichene Gleitverbindung 20. Ein Zwischenabschnitt 21 dient dazu, ein Gewicht zum Setzen des Packers auf den Packer 27 am unteren Ende des Prüfstranges aufzubringen.

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Ein nach der Erfindung ausgebildetes Zirkulationsventil 22 ist in der Nähe des Endes des Prüfstranges 10 angeordnet. Ebenfalls in der Nähe des unteren Endes des Prüfstranges 10 unterhalb des Zirkulationsventils 22 sitzt ein Prüfventil 25, welches vorzugsweise nach Art der US-PS 3 856 085 ausgebildet ist. Wie später noch beschrieben werden wird, öffnet jede Druckbeaufschlagung des Ringraumes 16 das Prüfventil 25 und bewegt das Zirkulationsventil 22 einen Schritt weiter zur Offenstellung hin.

Das Zirkulationsventil 22 kann so konstruiert sein, daß es zum öffnen einige wenige Schritte mehr erfordert als in dem Prüfprogramm vorgesehen sind. Am Ende des Prüfprogramms wird auf den Ringraum 16 ein höherer Druck gegeben, um das Prüfventil 25 zu schließen und zu verriegeln, wie in der US-PS 3 856 085 beschrieben ist. Es können dann weitere Druckerhöhungen und -entlastungen auf den Ringraum 16 gegeben werden, um das nachstehend beschriebene Zirkulationsventil 22 zu öffnen.

Unterhalb des Prüfventils 25 ist ein Druckschreiber 26 angeordnet. Der Druckschreiber 26 ist vorzugsweise so ausgebildet, daß er einen voll öffnenden Durchgang durch die Mitte des Druckschreibers freigibt und so einen vollständig geöffneten Kanal längs der gesamten Länge des Prüfstranges schafft.

Fig. 2 zeigt die Beziehung zwischen dem Volumen von Silikonöl und dem Druck und der Temperatur des Öls. Das Diagramm von Fig. 2 bezieht sich auf Silikonöl mit einer kinetischen

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Viskosität von 0,2 cm /s (20 Centistokes). Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, zeigt die Abszisse den volumetrischen Faktor des Silikonöls, während die Ordinate den Druck in Schritten von jeweils 68 bar (1000 psig) zeigt, der auf das öl ausgeübt wird. Die Kurvenschar 200 bis 206 zeigt das Volumen des Silikonöls bei verschiedenen konstanten Temperaturen.

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Weiterhin sind in dem Diagram von Fig. 2 Kurven 210 bis 213 gezeigt, welche das absolute Volumen von Silikonöl von

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0,2 cm /s (20 Centistokes) bei Bohrlöchern zeigt, die verschiedene Temperaturgradienten besitzen und mit einem Bohrschlamm mit einer Dichte von 1,2 kg/1 (10 Pfund pro Gallone) gefüllt sind. In ähnlicher Weise zeigen die Kurven bis 218 das Volumen des Silikonöls für Bohrlöcher mit verschiedenen Temperaturgradienten, die mit einem Bohrschlamm mit einer Dichte von 1,9 kg pro/1 (16 Pfund pro Gallone) gefüllt sind.

Man sieht, daß sich das Silikonöl in dem Maße ausdehnt, wie sich der Druck und die Temperatur mit der Tiefe im Bohrloch erhöhen, wenn ein Gerät, welches das Silikonöl enthält, in ein Bohrloch abgesenkt wird, das einen Temperaturgradienten von 1,8° pro 100 m (1° F pro 100 Fuß) oder höher besitzt. Das gilt für die leichteren Bohrschlämme, wie sie durch die Linie 211 dargestellt sind und auch für schwereren Bohrschlamm, wie er durch die Linie 216 dargestellt ist.

Fig. 2 wurde aus den theoretischen Werten der Elastizitätsmodul des Silikonöls unter einem Anfangsdruck von 0 bar und bei einer Anfangstemperatur von 25 C aus der Veröffentlichung "A Correlation of Bulk Moduli and P-V-T Data for Silicon Fluids at Pressure up to 500,000 PSIG", John A. Tichy and Ward 0. Winer, ASLE Transactions 11, 333-344 (1968), erhalten. Die Werte für die Linien 200,201 und 202 wurden durch experimentelle Daten bis zu etwa 700 bar (11000 PSIG) erhärtet. Die Linien 210 bis 213 und die Linien 215 bis 218 wurden aufgezeichnet unter Verwendung der theoretischen Elastizitätsmoduln des Silikonöls für die verschiedenen angegebenen Temperaturgradienten. Bohrschlamm von 1,2 g/cm Dichte würde als ungefähr leichteste Bohrflüssigkeit, die in der Industrie verwendet wird, und Bohrschlamm von

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te Bohrflüssigk gegenwärtig in Gebrauch ist, gewählt.

1,9 g/cm Dichte als ungefähr schwerste Bohrflüssigkeit, die

Die Figuren 3a und 3b zeigen eine bevorzugte Ausführungsform des Antriebsabschnitts bei einem Gerät nach der vorliegenden Erfindung. Dieses Gerät kann als Antriebsabschnitt für ein Zirkulationsventil 22 verwendet werden, wie es in der US-PS 3 850 250 dargestellt ist. Das Gerät kann aber auch als Antriebsabschnitt für ähnliche Zirkulationsventile dienen, beispielsweise für ein Zirkulationsventil, wie es in der deutschen Patentanmeldung P 28 41 724.5 "Ventilgerät zur Verwendung in einer Ölbohrung" vom 25.09.1978 beschrieben ist.

Das in Fig. 3a und 3b dargestellte Gerät besitzt eine zentrale Bohrung 40, die mit dem Strömungskanal des Prüfstranges 10 oberhalb und unterhalb des Geräts in Verbindung steht. Das Gerät weist ein äußeres rohrförmiges Gehäuse auf, welches aus einem oberen Gehäuse-Verbindungsstück 41, einem Antriebskammergehäuse 42, einem Zwischengehäuse 43, einem Kolbenkammergehäuse 44 mit einer Antriebsöffnung 45 und einem unteren Gehäuse-Verbindungsstück 46 besteht.

Gleitbeweglich und koaxial in der Innenbohrung 40 des rohrförmigen Gehäuses sitzt eine Antriebshülsenanordnung mit einer oberen Antriebshülse 48, einem Antriebskolben 49 und einem unteren Antriebsteil 50, welches einen gezahnten Abschnitt 51 aufweist. Dieser untere gezahnte Abschnitt 51 kann in Verbindung mit einem Zirkulationsventil nach Fig. 1a und Fig. 1d der vorerwähnten US-PS 3 850 250 verwendet werden. In diesem Fall würde der gezahnte Abschnitt 51 der Antriebshülse die in Fig. 1b des genannten Patentes dargestellte Zughülse 5 ersetzen.

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Zwischen der oberen Antriebshülse 48 und dem Antriebskammergehäuse 42 ist, wie in Fig. 3a dargestellt, eine obere Silikonölkammer 52 vorgesehen. In der Silikonölkammer 52 ist zwischen der oberen Antriebshülse 48 und dem Kolbenkammergehäuse 44 eine Federkammer 53 vorgesehen, wie in Fig. 3a und 3b dargestellt ist. Es ist eine Verbindungskammer 54 vorgesehen, über welche Silikonöl aus der Silikonölkammer 52 fließen kann, die zwischen dem Zwischengehäuse 43 und der oberen Antriebshülse 48 gezeigt ist. Auf der Unterseite des Antriebskolbens 49 ist weiterhin eine untere Silikonölkammer 55 vorgesehen.

Das obere Ende der Silikonölkammer 52 wird von einer nach unten weisenden Fläche 56 des Gehäuse-Verbindungsstücks 41 gebildet, wie in Fig. 3a .dargestellt ist. Das untere Ende der unteren Silikonölkammer 55 wird von einem schwimmenden Kolben 57 gebildet, der durch Dichtungen 58 abgedichtet ist. Die Dichtungen 58 verhindern, daß das in .den Silikonölkammern 52,53,54 und 55 eingeschlossene Silikonöl an dem schwimmenden Kolben 57 vorbei austreten und sich mit der Ringraumflüssigkeit vermischen kann. Diese Ringraumflüssigkeit, normalerweise Bohrschlamm, erscheint in einer Antriebskammer 59, welche eine Fortsetzung der unteren Silikonölkammer 55 bildet. Die Antriebskammer 59 steht durch die Antriebsöffnung 45 in der Wandung des Kolbenkammergehäuses 44 mit dem Ringraum in Verbindung.

Dichtungen 61 sind in dem unteren Gehäuse-Verbindungsstück zwischen dem Gehäuseverbindungsstück 46 und dem unteren Antriebsteil 50 vorgesehen. Dichtungen 60 sind auch an dem oberen Gehäuseverbindungsstück 41 zwischen dem Gehäuseverbindungsstück und der oberen Antriebshülse 48 vorgesehen. Diese Dichtungen isolieren den Durchgangskanal 40 im Bereich des Antriebsabschnitts von den Silikonölkammern und von der Ringraumflüssigkeit außerhalb des Antriebsabschnitts.

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In dem Antriebskolben 49 sind Dichtungen 62 vorgesehen, um den Durchtritt von Silikonöl zwischen der unteren Silikonölkammer 55 und der Silikonölkammer zu verhindern, die aus der Federkammer 53, der Verbindungskammer 54 und der Silikonölkammer 52 besteht. Der Austausch von Silikonöl an dem Antriebskolben 49 vorbei zwischen diesen Kammern wird weiter unten beschrieben. Zwischen einer nach unten weisenden Fläche 43b des Zwischengehäuses 43 und dem Antriebskolben 49 ist eine Quadratfeder 63 angeordnet. Diese Quadratfeder kann vorgespannt sein, so daß sie die Dichtungsreibung des Antriebsabschnitts überwindet und die im Betrieb auftretende Reibung, die bei dem Zirkulationsventil auftreten kann. Diese Quadratfeder kann auch so konstruiert sein, daß sie einen begrenzten Weg macht, um die Bewegung der Antriebshülse 48 und des damit verbundenden Antriebskolbens 49 zu begrenzen.

An dem oberen Teil der Antriebshülse 48 ist auch eine nach innen vorspringende Schulter 64 vorgesehen, welche an der nach oben weisenden Fläche 43a des Zwischengehäuses 43 anliegt. Die Anordnung des Zwischengehäuses 43 und der Schulter 64 sowie der Quadratfeder 63 mit dem Antriebskolben 49 ist so, daß sie Positionierungsmittel bilden, welche die Antriebshülse im Normal- oder Ruhezustand in einer festen Lage in dem Antriebsabschnitt halten.

Es kann wahlweise eine Feder 65 in der Antriebskammer 59 vorgesehen werden, welche den schwimmenden Kolben 57 in einer festen Lage hält, wenn keine Bewegung in dem Antriebsabschnitt stattfindet.

In dem Antriebskolben 49 ist ein Rückschlagventil 70 vorgesehen, welches einen freien Durchtritt von Silikonöl aus der oberen Silikonölkammer 52 in die untere Silikonölkammer 55 gestattet. Das Rückschlagventil ist so konstruiert, daß es einen Durchtritt von Flüssigkeit aus der unteren Silikonölkammer 55 in die obere Silikonölkammer 52 verhindert.

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Der Antriebskolben 49 enthält auch eine stromungsbegrenzende Einrichtung 71, die beispielsweise nach Art des "Lee Visco Jet" gemäß US-Patentanmeldung Serie Nr. 792 655 vom 2. Mai 1977 ausgebildet sein können.

Wenn das Gerät in eine Ölbohrung abgesenkt wird, tritt ein erhöhter Ringraumdruck über die Antriebsöffnung 45 in die Antriebskamraer 59. Änderungen des Volumens des Silikonöls in den Silikonölkammern 52 und 55, welche durch den Druck und die Temperatur der Ringraumflüssigkeit hervorgerufen werden, bewegen den schwimmenden Kolben 57. Wenn sich in der Silikonölkammer 52 ein anderer Druck einstellt als in der Silikonölkammer 55, wird eine Druckmittelverbindung zwischen den Silikonölkammern 52 und 55 über die Verbindungskammer 54 und die stromungsbegrenzende Einrichtung 71 hergestellt.

Wenn die obere Antriebshülse bewegt werden soll, kann der Druck im Ringraum schnell erhöht werden. Diese schnelle Druckerhöhung wird über den schwimmenden Kolben 57 und das Silikonöl in der Kammer 55 auf den Antriebskolben 49 übertragen. Dieser schnelle Druckanstieg bewirkt ein Schließen des Rückschlagventils 70 und erfolgt schneller als er über die stromungsbegrenzende Einrichtung 71 ausgeglichen werden kann. Somit komprimiert ein solcher schneller Druckanstieg die Flüssigkeit in der Kammer 52 und bewirkt eine Bewegung des Antriebskolbens in Aufwärtsrichtung unter Zusammendrücken der Feder 63.

Ein plötzliches Absenken des Druckes führt zu einem geringeren Druck in der Kammer 55 und somit zu einem öffnen des Rückschlagventils 70, wodurch Silikonöl aus der Kammer 52 über die Verbindungskammer 54 in die Kammer 55 gelangen kann. Eine anschließende plötzliche Druckerhöhung bewegt den Antriebskolben 49 wieder in Aufwärtsrichtung und komprimiert die Feder 63 weiter. Der gesamte Arbeitshub wird begrenzt durch die Strecke, um die die Quadratfeder 63 zusammengedrückt werden kann.

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Wenn keine weiteren Druckänderungen auf den Ringraum ausgeübt werden, drückt die Feder 63 den Antriebskolben 49 nach unten, und die strömungsbegrenzende Einrichtung 71 gestattet eine zugemessene Strömung der Flüssigkeit aus der unteren Kammer 55 in die obere Kammer 52. Somit kehrt nach einer vorgegebenen Zeitspanne der Antriebskolben in seine Anfangsstellung zurück.

Um somit ein Gerät, beispielsweise ein Zirkulationsventil, zu betätigen, werden aufeinanderfolgende Druckänderungen auf den Ringraum ausgeübt, welche Silikonöl aus der Kammer 52 über das Rückschlagventil 70 in die Kammer 55 transportieren. Wenn diese Druckänderungen schnell genug erfolgen, hat das über das Rückschlagventil 70 transportierte Silikonöl nicht genügend Zeit, um über die strömungsbegrenzende Einrichtung 71 zwischen den Druckänderungen in die Kammer 52 zurückzuströmen. Dadurch wird der Kolben 49 zuerst in einer Aufwärtsrichtung bewegt. Lange Zeitspannen zwischen Druckänderungen, wie sie bei Ölbohrung-Prüfvorgängen auftreten, wenn die Formation 5 eingeschlossen ist, bewirken eine Bewegung des Antriebskolbens 49 in einer entgegengesetzten Abwärtsrichtung durch die Wirkung der strömungsbegrenzenden Einrichtung 71 und der Feder 63, wodurch die Antriebshülse nach unten bewegt wird, bis die Schulter 64 an der nach oben weisenden Fläche 43a des Zwischengehäuseabschnitts 43 zur Anlage kommt.

Das Gerät kann so ausgebildet sein, daß es ein Zirkulationsventil nach einer vorgegebenen Anzahl von schnellen Druckänderungen aus einer Schließstellung in eine Qffenstellung bewegt. Das Zirkulationsventil kann auch so ausgebildet sein, daß es durch eine vorgegebene Anzahl von Arbeitshüben aus der Schließstellung in die Offenstellung bewegt wird, wobei jeder Arbeitshub eine vorgegebene Anzahl von Druckänderungen erfordert.

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In dem Außengehäuse sind ein oberer Ölstopfen 75 und ein unterer ölstopfen 76 vorgesehen, um das Füllen der Kammern 52 und 55 mit Silikonöl zu erleichtern. Wie in den Figuren 3a und 3b dargestellt ist, sind außerdem ein Gewinde 78 zur Verbindung des Antriebsabschnitts mit dem Prüfstrang oberhalb des Antriebsabschnitts und ein Gewinde 79 zur Verbindung des Antriebsabschnitts mit dem Zirkulationsventil vorgesehen.

Eine zweite bevorzugte Ausführungsform ist in den Figuren 4a bis 4d dargestellt. Das Gerät der Ausführungsform von Fig. 4a bis 4d enthält eine zentrale Bohrung 80, die durch das gesamte Gerät hindurchgeht. Das Gerät weist eine äußere Gehäuseanordnung auf mit einem oberen Gehäuseverbindungsstück 81, einem Antriebsabschnittgehäuse 82, welches eine Antriebsöffnung 83 aufweist, einem Ölkammer-Gehäuseabschnitt 84, einem Zwischengehäuseabschnitt 85, einem Zirkulationsventil-Gehäuseabschnitt 86 und einem unteren Gehäuse-Verbindungsstück 87, welches eine Zirkulationsöffnung 88 aufweist. In dem unteren Gehäuseverbindungsstück ist ein Gewinde 89 vorgesehen, durch welches das Gerät in einen Prüfstrang unterhalb des Gerätes eingebaut werden kann. Ein Gewinde 90 dient dazu, das obere Gehäuseverbindungsstück in einen Prüfstrang oberhalb des Geräts einzubauen.

Das Gerät weist weiterhin eine innere Antriebshülsenanordnung mit einer Äntriebshülse 92, einem Antriebskolben 93, einer Anschlußhülse 95, einer Zughülse 96 und einer Zug-Gesperrehülse 97 auf.

Am unteren Ende der inneren Antriebshülsenanordnung sitzt ein Zuggesperre 200, enthaltend eine Mehrzahl von Fenstern 160, die in der Zug-Gesperrehülse 97 vorgesehen sind und in denen eine entsprechende Anzahl von Gesperreblöcken 98 sitzt. In den Gesperreblöcken 98 sind Stifte 161 vorgesehen, die so angeordnet

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sind, daß die Blöcke 98 nicht durch die Fenster 160 hindurchgeschoben werden können. Wendelfedern 162 sind in entsprechenden Schlitzen um die Gesperreblöcke 98 und die Zug-Gesperrehülse herum vorgesehen, welche die Gesperreblöcke 98 radial einwärts drücken.

Ein Haltegesperre 201 enthält eine Halte-Gesperrehülse 138, die mit dem Außengehäuse an einem oberen Ansatz des Zwischengehauseabschnitt.es 85 verschraubt ist. In der Halte-Gesperrehülse 138 ist eine Mehrzahl von Fenstern 163 vorgesehen. In den Fenstern 163 erscheint eine entsprechende. Anzahl von Gesperreblöcken 139. Stifte 164 in den Gesperreblöcken 139 verhindern ein Durchschieben der Gesperreblöcke 139 einwärts durch die Fenster 163. Wendelfedern 165 sind in entsprechenden Schlitzen in der Halte-Gesperrehülse 138 und den Gesperreblöcken 139 vorgesehen und drücken die Gesperreblöcke 139 radial einwärts.

Eine Betätigungshülse 100 erstreckt sich zwischen dem Zuggesperre 200 und dem Haltegesperre 201. Gesperrezähne 140 an der Betätigungshülse 1O0 wirken mit entsprechenden Zähnen in den Gesperreblöcken 98 und 139 zusammen. Die Zähne 140 sind an der nach oben weisenden Seite abgeschrägt und verlaufen radial an der nach unten weisenden Seite, so daß die Betätigungshülse 100 in Aufwärtsrichtung bewegbar ist, aber eine Abwärtsbewegung in der Betätigungshülse 100 verhindert wird.

Wenn sich somit die Antriebshülsenanordnung aufwärtsbewegt, wird die Betätigungshülse 100 nach oben gezogen, da das Zuggesperre 200 sperrt und das Haltegesperre 201 durch die Wirkung der Zähne 140 freigibt. Wenn die Antriebshülsenanordnung sich nach unten bewegt, sperrt das Haltegesperre 201 und hält die Betätigungshülse 100, während das Zuggesperre freigibt und sich mit der Antriebshülsenanordnung nach unten bewegt, so daß die Antriebshülsenanordnung einen Schritt weiter

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über der Betätigungshülse 100 kreist. Diese Anordnung stellt sicher, daß sich die Betätigungshülse 100 bei den hin- und hergehenden Arbeitshüben der Antriebshülsenanordnung stets aufwärtsbewegt.

Die miteinander verbundenen Kammern zwischen der Antriebshülsenanordnung und dem Außengehäuse sind gegen die innere Bohrung 80 des Gerätes durch Dichtungen 101 in der unteren Antriebshülse, Dichtungen 102 in dem oberen Gehäuseverbindungsstück und Dichtungen 104 zwischen der Zughülse 96 und der Betätigungshülse 100 abgedichtet.

Zwischen dem Antriebsabschnittgehäuse 82 und der Antriebshülse 92 ist eine ringförmige Antriebskammer 105 gebildet. Ein schwimmender Kolben 106 unterteilt die Antriebskammer 105. In dem schwimmenden Kolben 106 sind Dichtungen 107 vorgesehen, welche eine druckmitteldichte Abdichtung zwischen dem oberen Teil der Antriebskammer 105 und dem unteren Teil dieser Antriebskammer herstellt, welche eine obere Silikonölkammer bildet.

Zwischen dem Ölkammer-Gehäuseabschnitt 84 und der Anschlußhülse 95 ist eine Silikonölzwischenkammer 109 gebildet. Eine Silikonölhauptkammer 110 ist zwischen dem Ölkammer-Gehäuseabschnitt 84 und der Zughülse 96 gebildet. Zwischen dem Zwischengehäuseabschnitt 85 und der Betätigungshülse 100 ist eine untere Silikonölkammer 111 gebildet. Alle diese Silikonölkammern sind miteinander verbunden, so daß Silikonöl in diese Kammern eingefüllt und durch geeignete Dichtungen gegen die innere Bohrung 80 des Gerätes und den Ringraum 16 der Ölbohrung abgedichtet werden kann. In der Zughülse 96 ist eine öffnung 112 vorgesehen, welche eine freie und ungehinderte Aufwärtsbewegung der Betätigungshülse 100 gewährleistet und eine hydrostatische Sperre verhindert.

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In dem Antriebskolben 93 sind Dichtungen 103 vorgesehen, um die obere Siliconölkammer 108 gegen die Silikonolzwischenkammer 109 abzudichten. Dichtungen 101 und 104 isolieren das Zuggesperre 200 und das Haltegesperre 201 von der inneren Bohrung 80 und stellen sicher, daß diese Gesperre in der unteren Silikonölkammer 111 liegen. Die Gesperre 200 und 201 sind somit von Silikonöl umgeben, welches zusätzlich dazu dient, die Gesperreblöcke, Federn und andere Bauteile der Gesperre zu schmieren.

In der Silikonolzwischenkammer 109 ist eine Feder 118 vorgesehen. Diese sitzt zwischen einem erweiterten oberen Ende 115 der Zughülse 96 und einer nach unten weisenden Fläche 117 eines Verbindungsstücks 116 des Antriebsabschnittsgehäuses 82. Somit wird die Zughülse 96 und die damit verbundene Antriebshülsenanordnung durch die Feder 118 in Abwärtsrichtung vorbelastet.

Die Abwärtsbewegung der Anschlußhülse 95 ist durch eine nach oben weisende Fläche 120 des Verbindungsstücks 116 und eine nach unten weisende Fläche 121 der Antriebshülsenanordnung begrenzt, die am oberen Ende der Anschlußhülse 95 gebildet ist. Miteinander zusammenwirkende Keilnuten 122 an dem Verbindungsstück 116 und Keilnuten 123 an der Anschlußhülse 95 verhindern eine Relativverdrehung zwischen der inneren Antriebshülsenanordnung und dem Außengehäuse.

Eine Druckmittelverbindung zwischen der oberen Silikonölkammer 108 und der Silikonolzwischenkammer 109 wird durch den Antriebskolben 93 hindurch durch ein Paar von Druckmittelkanälen 128a und 128b in dem Antriebskolben 93 hergestellt. Diese Kanäle sind in geeignetem Abstand voneinander angeordnet. Bei dem in Fig. 4b dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Kanäle um 180 gegeneinander versetzt, so daß sie in dem Antriebskolben 93 einander diametral gegenüberliegen.

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Eine Nut 125 verläuft in Umfangsrichtung um den oberen Teil des Antriebskolbens 93. Eine weitere Nut 126 wird gebildet, wenn der obere Teil der Anschlußhülse 95 mit dem unteren Teil der Antriebshülse 92 verschraubt wird. Diese Befestigung erfolgt durch eine Schraubverbindung 127, welche den Antriebskolben zwischen einer radial nach außen gerichteten Erweiterung 170 der Antriebshülse 92 und einer Erweiterung 171 am Ende der Anschlußhülse 95 hält. Die beiden Kanäle 128a und 128b verlaufen von der Nut 125 zu der Nut 126.

In dem Kanal 128a"sitzt ein Rückschlagventil 129, welches einen freien Druckmitteldurchgang von der oberen Silikonölkammer zu der Silikonölzwischenkammer 109 gestattet, während es eine Druckmittelverbindung in der Strömungsrichtung von der Silikonölzwischenkammer 109 zu der oberen Silikonölkammer 108 verhindert. In dem Kanal 128b sitzt eine Strömungsbegrenzende Einrichtung 130, beispielsweise nach Art des vorerwähnten Lee Visco Jet.

Silikonöl, welches durch die Kanäle 128a und 128b und das Rückschlagventil 129 bzw. die strömungsbegrenzende Einrichtung 130 strömt, wird durch Filter 131 über der Nut 126 und Filter 132 über der Nut 125 gefiltert.

Wie bei der in den Figuren 3a und 3b dargestellten Vorrichtung kompensiert die in den Figuren 4a bis 4d dargestellte Vorrichtung Erhöhungen der Drücke und Temperaturen der Ringraumflüssigkeit, wenn das Gerät in ein Bohrloch abgesenkt wird. Dieser erhöhte Druck wird durch die Antriebsöffnung 83 in die Antriebskammer 105 übertragen und wirkt über den schwimmenden Kolben 106 auf das Silikonöl, das in den miteinander verbundenen Silikonölkammern 108,109,110 und 111 eingeschlossen ist. Allmähliche Druckänderungen können von einer Seite des Antriebskolbens 93 zur anderen Seite mittels der strömungsbegrenzenden Einrichtung 130 in dem Kanal 128b übertragen werden.

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Ein erhöhter Ringraumdruck, wie er zur Betätigung eines auf den Ringraumdruck ansprechenden Prüfventils 25 erforderlich ist, wird über den schwimmenden Kolben 106 auf das Silikonöl übertragen und öffnet das Rückschlagventil 129, so daß Silikonöl aus der oberen Silikonölkammer 108 in die Silikonölzwischenkammer 109 transportiert wird. Ein anschließendes plötzliches Absinken des Ringraumdruckes, wie es auftritt, wenn das Prüf ventil 25 geschlossen' werden soll, bewirkt ein Schließen des Rückschlagventils 129 in dem Antriebskolben 93. Der verminderte Ringraumdruck bewirkt auch eine entsprechende Verminderung des Druckes in der Antriebskammer 105 und des Druckes des Silikonöls in der oberen Silikonölkammer 108. Wenn jedoch das Rückschlagventil 129 geschlossen ist, bleibt dieser höhere Druck in den Silikonölkammerη 109,110 und 111 erhalten. Dieser höhere Druck wird allmählich durch die strömungsbegrenzende Einrichtung 130 in dem Kanal 128b vermindert. Wenn der Ringraumdruck schneller vermindert wird als die strömungsbegrenzenden Einrichtung einen Transport von Silikonöl aus der Kammer 109 in die Kammer 108 gestattet, wirkt der Antriebskolben 93 als ein hydraulisch betätigter Kolben, welcher die Antriebshülsenanordnung in Aufwärtsrichtung bewegt und die Betätigungshülse 100 mit der Antriebshülsenanordnung in Aufwärtsrichtung zieht.

Diese Bewegung der Betätigungshülse 100 bewirkt Arbeitshübe des damit verbundenen Zirkulationsventilabschnitts 202. Die Arbeitshübe der Antriebshülsenanordnung drücken die Feder 118 zusammen. Wenn der Ringraumdruck über eine Zeitspanne nicht verändert wird, gestattet die strömungsbegrenzende Einrichtung 130 den Transport von Flüssigkeit von einer Seite des Arbeitskolbens 93 zur anderen Seite und ermöglicht es somit der zusammengedrückten Feder 118, die Antriebshülsenanordnung nach unten in ihre Anfangsstellung zu bewegen, in welcher die Flächen 120 und 121 aneinander anliegen.

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Der Antriebsteil des Geräts von Fig. 4a bis 4d erteilt dem daran befestigten Zirkulationsventil einen Arbeitshub bei einem Druckabfall, während das in den Figuren 3a und 3b gezeigte Gerät dem daran befestigten Zirkulationsventil einen Arbeitshub bei Druckerhöhungen erteilt.

In dem Außengehäuse sind Einfüllstopfen 135 und 136 vorgesehen, welche das Füllen der miteinander verbundenen Kammern 108, 109,110 und 111 mit Silikonöl gestatten. An der Betätigungshülse 100 ist eine Schulter 141 vorgesehen, welche verhindert, daß sich die Betätigungshülse 100 zu weit in Abwärtsrichtung in Fig. 4c bewegt.

In Fig. 4d ist der Zirkulationsventilabschnitt 202 des Gerätes dargestellt. Dieser Abschnitt enthält den unteren Teil 142 der Betätigungshülse 100, welcher einen ausgedrehten Abschnitt 149 aufweist.

Der Zirkulationsventilabschnitt 202 des Gerätes weist weiterhin eine Federfingerhülse 143 auf, die mit dem Außengehäuse verbunden ist und eine Mehrzahl von Federfingern 144 besitzt. Jeder Federfinger 144 weist einen Fußteil 148 und eine nach unten weisende Fläche 147 des Federfingers auf. Diese Federfinger 144 sind radial einwärts vorgespannt, so daß die Federfinger 144 radial nach innen springen, wenn sie freigegeben werden.

Eine Zirkulationsventilhülse 145 erstreckt sich von dem Fußteil 148 der Federfinger 144 nach unten und deckt die Zirkulationsöffnung 88 abdichtend ab, wie in Fig. 4d dargestellt ist. Die Zirkulationsventilhülse wird in ihrer untersten Stellung durch eine obere Stirnfläche 146 gehalten, die an der Fläche 147 der Federfinger 144 anliegt. Zwischen dem Zirkulationsventil-Gehäuseabschnitt 86 und der Zirkulationsventilhülse 145 ist eine ventilöffnende Feder 151 vorgesehen. Wenn der

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Zirkulationsventilabschnitt 202 in der Schließstellung ist, ist die Feder 151 zwischen einer Fläche 153 in dem unteren Gehäuseverbindungsstück 87 und der Fläche 152 der Zirkulationshülse 145 zusammengedrückt und drückt die Zirkulationsventilhülse 145 in Aufwärtsrichtung, um die Zirkulationsöffnung 88 zu öffnen.

Das untere Gehäuseverbindungsstück 87 und der untere Teil der Zirkulationsventilhülse 145 sind so ausgebildet, daß die untere Stirnfläche 155 der Zirkulationsventilhülse 145, die vom Ringraumdruck beaufschlagt ist, kleiner ist als die.Fläche 154 der Zirkulationsventilhülse 145. Das bewirkt, daß auf die Zirkulationsventilhülse 145 derart eine nach oben gerichtete Kraft ausgeübt wird daß, wenn die Zirkulationsventilhülse 145 freigegeben wird, der Ringraumdruck die Öffnungsbewegung der Zirkulationsventxlhülse 145 unterstützt.

Die Zirkulationsöffnung 88 ist gegenüber der inneren Bohrung 80 des Gerätes durch geeignete Dichtmittel 156 und 157 abgedichtet. Außerdem ist in der Zirkulationsventilhülse 145 eine öffnung 158 vorgesehen, um eine hydrostatische Sperre zu verhindern, wenn die Zirkulationsventilhülse 145 zur Offenstellung hin gedrückt wird. Wenn somit das Gerät hinreichend viele kumulative Arbeitshübe ausgeführt hat, bewegt sich die Betätigungshülse 100 in Aufwärtsrichtung bis die Fußteile 148 der Federfinger 144 in den ausgedrehten Abschnitt 149 des unteren Teils 142 der Betätigungshülse 100 einfallen. Die natürliche radial einwärts gerichtete Vorspannung der Federfinger 144 bewirkt eine Bewegung der Federfinger 144 in Einwärtsrichtung, wodurch die Stirnfläche 146 der Zirkulationsventilhülse 145 von den daran anliegenden Flächen 147 der Federfinger 144 freigegeben wird. Unter dem Einfluß der Feder 151 und der Vorbelastung des auf die größere Fläche 154 wirkenden Ringraumdruckes wird die Zirkulationsventilhülse 145 aufwärts in Öffnungsrichtung bewegt, so daß sie die Zirkulationsöffnung 88 freigibt.

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In den Figuren 4a bis 4d ist somit ein Gerät dargestellt, welches vollständig druckausgeglichen ist, wenn das Gerät in die Ölbohrung abgesenkt wird. Allmähliche Erhöhungen des Druckes infolge erhöhten hydrostatischen Drucks im Ringraum bei größerer Tiefe der Ölbohrung und infolge erhöhter Temperatur der Ringraumflüssigkeit bewirken einen Transport von Silikonöl an dem Antriebskolben 93 vorbei durch die Strömungsbegrenzende Einrichtung 130. Eine schnelle Erhöhung des Ringraumdruckes, wie sie durch die Pumpe 15 auf der schwimmenden Bohrinsel 1 hervorgerufen wird, bewirkt einen Transport des Silikonöls von der Oberseite des Antriebskolbens 93 zur Unterseite des Antriebskolbens 93 und eine Kompression des in den miteinander verbundenen Kammern 109, 110 und 111 enthaltenen Silikonöls. Eine plötzliche Verminderung des Ringraumdruckes, wie sie auftritt, wenn der Ringraumdruck vermindert wird, um das Prüfventil 25 zu schließen, schließt das Rückschlagventil 129 und bewirkt eine Bewegung des Antriebskolbens 93 in Aufwärtsrichtung. Das bewirkt einen Arbeitshub der Betätigungshülse 100. Während der Zeitspanne, während welcher die Formation 5 eingeschlossen ist, bewegt sich die Antriebshülsenanordnung unter dem Einfluß der zusammengedrückten Feder 118 in Abwärtsrichtung, wenn Silikonöl mit definierter Rate durch die Strömungsbegrenzende Einrichtung 130 von der Unterseite zur Oberseite des Antriebskolbens 93 fließt. Anschließende Druckerhöhungen und Druckentlastungen zur Betätigung des Prüfventils 25 bewegen in gleicher Weise die Betätigungshülse 100 schrittweise in Aufwärtsrichtung bis die Federfinger 144 freigegeben werden. Durch geeignete Bemessung der Betätigungshülse 100 und des Volumens des Silikonöls in den Kammern 108,109,110 und 111 kann die Anzahl der schrittweisen Bewegungen so bestimmt werden, daß die Zirkulationsöffnung 88 erst freigegeben wird und eine Zirkulation von Bohrschlamm aus dem Ringraum 16 in die innere Bohrung 80 des Gerätes gestattet, wenn das Prüfprogramm beendet ist.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

. Gerät zur Betätigung eines Ventils in einer Ölbohrung, enthaltend:

ein Gehäuse, in dessen Wandung eine Kammer gebildet ist, welche ein als Feder wirkendes kompressibles Druckmittel enthält,

einen Antriebskolben, der die Kammer unterteilt und durch eine an dem Kolben auftretende Druckdifferenz bewegbar ist,

Druckübertragungsmittel, durch welche auf ein Ende der Kammer ein Druck nach Maßgabe des Drucks im Ringraum der Ölbohrung übertragbar ist, und

eine mit dem Kolben verbundene Antriebshülse, durch welche die Bewegung des Kolbens auf ein Ventil übertragbar ist, welches durch die Bewegung der Antriebshülse nach Maßgabe von Druckänderungen im Ringraum betätigbar ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Kammer (52,53,54,55;108,109,110,111) mit einem Volumen einer kompressiblen Flüssigkeit gefüllt ist,

daß in dem Antriebskolben (49;93) eine strömungsbegrenzende Einrichtung (71;130) vorgesehen ist, über welche sich eine an dem Antriebskolben (49,93) auftretende Druckdifferenz mit einer zugemessenen Rate ausgleichen kann,

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ORIGINAL INSPECTED

daß eine Feder (63;118) vorgesehen ist, welche auf den Antriebskolben (49;93) so wirkt, daß sie den Antriebskolben (49;93) in eine vorgegebene Stellung zurückführt, wenn ein Ausgleich der Druckdifferenz über die strömungsbegrenzende Einrichtung (71;130) stattfindet, und

daß das Ventil (202) durch die Bewegungen des Antriebskolbens (49;93) und der Antriebshülse (48;92) betätigbar ist, die auftreten, wenn in dem Ringraum (16) eine Druckänderung erzeugt wird, welche schneller ist als die Rate, mit welcher eine dann an dem Antriebskolben (49,93) entstehende Druckdifferenz über die Strömungsbegrenzende Einrichtung (71,130) ausgleichbar ist.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß in dem Antriebskolben (49) ein Rückschlagventil (70) vorgesehen ist, welches die strömungsbegrenzende Einrichtung (71) umgeht und welches öffnet und eine Umgehungsstromung durch das Rückschlagventil (70) ermöglicht, wenn der Druck auf einer ersten Seite des Antriebskolbens (49) höher als der Druck auf der zweiten Seite des Antriebskolbens (49) ist, und welches schließt und die Umgehungsstromung unterbricht, wenn der Druck auf der zweiten Seite des Antriebskolbens (49) höher als der Druck auf der ersten Seite ist, und

daß die Antriebshülse (48) durch einen höheren Druck auf der zweiten Seite des Antriebskolbens (49) bewegbar ist, wenn der Druck auf dieser zweiten Seite schneller erhöht wird als die Rate, mit welcher eine dann an dem Antriebskolben (49) entstehende Druckdifferenz über die strömungsbegrenzende Einrichtung (71) ausgleichbar ist.

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3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die Druckübertragungsmittel einen schwimmenden Kolben (57) aufweisen, der eine bewegliche Wandung der besagten Kammer auf der zweiten Seite des Antriebskolbens (49) bildet, über welche der Ringraumdruck auf die besagte zweite Seite des Antriebskolbens übertragbar ist, und

daß die Antriebshülse (48) durch eine Druckerhöhung im Ringräum (16) bewegbar ist, wenn die Druckerhöhung schneller ist als die Rate, mit welcher eine dann am Antriebskolben (49) entstehende Druckdifferenz über die Strömungsbegrenzende Einrichtung (71) ausgleichbar ist.
4. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die Druckübertragungsmittel einen schwimmenden Kolben (106) aufweisen, der eine bewegliche Wandung der besagten Kammer (108...) auf der ersten Seite des Kolbens (106) bildet, über welche der Ringraumdruck auf die erste Seite des Kolbens (106) übertragbar ist, und

daß die Antriebshülse (92) durch eine Druckverminderung im Ringraum (16) bewegbar ist, wenn die Druckverminderung schneller ist als die Rate, mit welcher eine dann an dem Kolben (106) entstehende Druckdifferenz über die Strömungsbegrenzende Einrichtung (130) ausgleichbar ist.
5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

daß ein Anschlag (64;120) zur Festlegung der Antriebshülse an der vorgegebenen Stellung vorgesehen ist, welcher die Bewegung des Kolbens und der Antriebshülse unter dem Einfluß 4er Feder (63,118) in einer Richtung begrenzt.

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6. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß das Gehäuse rohrförmig ist und in seiner Wandung eine Antriebsöffnung (83) aufweist,

daß die mit dem Ventil in Antriebsverbindung stehende Antriebshülse koaxial zu dem Gehäuse angeordnet und gleitbeweglich in diesem geführt ist, so daß die Kammer (108,109,110,111) als Ringkammer zwischen dem Gehäuse und der Antriebshülse gebildet ist,

daß in der Kammer ein schwimmender Ringkolben (106) geführt ist, welcher auf einer ersten Seite von dem über die Antriebsöffnung übertragenen Ringraumdruck und auf der anderen Seite von dem Druck der in der Kammer enthaltenen kompressiblen Flüssigkeit beaufschlagt ist, und

daß der Antriebskolben (93) von einem mit der Antriebshülse verbundenen und diese umgebenden Ringkolben gebildet ist.

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