DE2930014C2 - - Google Patents

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    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
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    • E21B23/004Indexing systems for guiding relative movement between telescoping parts of downhole tools
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
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Description

Die Erfindung betrifft einen Krümmer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Solche Krümmer werden im allgemeinen zwischen Bohrkolonne und einem einen Bohrmeißel in Drehung versetzenden Bodenmotor eingebaut. Der Krümmer soll die Bahn, längs der gebohrt wird, zu modifizieren gestatten.
Mehrere Verfahren und Einrichtungen zur Herstellung von Richtbohrungen wurden bereits entwickelt.
So verwendet man nach der US-PS 33 65 007 die Wirkung eines Fluidstrahls, der zweckmäßig orientiert ist, um lokal die Formationen zu zerstören und einen Hohlraum zu erzeugen, gegen den der Bohrmeißel getrieben oder gezogen wird. Natürlich ist eine solche Einrichtung nicht sehr genau, da die Wirkung des Strahls und damit die erhaltene Abweichung unterschiedlich entsprechend der Härte der geologischen Formationen ist. Darüber hinaus ist es notwendig, einen besonderen mit Düse versehenen Meißel, über die der Fluidstrahl austritt, zu verwenden.
Nach einem anderen, beispielsweise in der GB-PS 11 39 908, in den US-Patentschriften 35 93 810, 38 88 319 und 40 40 494 oder in der FR-PS 22 97 989 beschriebenen Verfahren verwendet man eine Ablenkeinrichtung, die einen Teil des Bohrfutters, meist benachbart dem Bohrmeißel, umhüllt. Diese Ablenkeinrichtung ist mit radial bezüglich der Achse des Bohrfutters verschiebbaren Fingern versehen. Wenn man vorsichtig diese Finger verschiebt, die sich gegen die Wandung des Bohrloches abstützen, so ruft man eine Dezentrierung der Achse des Bohrmeißels, bezogen auf die Achse des Bohrlochs und damit eine Modifikation des Weges, auf dem gebohrt wird, hervor. Bei solchen Einrichtungen ist der Bohrfortschritt diskontinuierlich und erfolgt in aufeinanderfolgenden Schritten zwischen denen die Bohrung, um die Verschiebung der Ablenkeinrichtung zu ermöglichen, stillgesetzt wird. Hieraus folgen erhebliche Zeitverluste, die die Kosten eines solchen Bohrvorganges erhöhen.
Nach der bekannten Technik mit Bodenmotor schaltet man zwischen Bohrkolonne und dem sog. "Bohrkopf" (Bohrmeißel und Bodenmotor umfassende Anordnung) einen Krümmer bestimmten Winkels an. Jedesmal, wenn man den Bohrweg modifizieren will, ist es also notwendig, die ganze Bohrkolonne an die Oberfläche zu bringen, um einen neuen Krümmer anzupassen, dessen Winkel als Funktion der gewünschten Ablenkung gewählt wird.
Neuartige sog. Gelenkkrümmer wurden bereits vorgeschlagen. Sie sind von der Bauart, wie in der FR-PS 12 52 703 beschrieben oder in der FR-PS 21 75 620 erwähnt. Diese Krümmer bestehen im allgemeinen aus zwei röhrenförmigen gegeneinander gelenkigen Teilen, die nur zwei Stellungen bezüglich einander einnehmen können. In der ersten Stellung sind die beiden Krümmerteile fluchtend miteinander (der Krümmerwinkel ist dann Null), während in der zweiten Stellung die beiden Teile des Krümmers miteinander einen Winkel bestimmten Wertes bilden. Wie für die Krümmer der vorgenannten Art ist es notwendig, wenigstens ein den Krümmer bildendes Element an die Oberfläche zu bringen, wenn die gewünschte Umlenkung nicht kompatibel mit demjenigen Winkel ist, den die beiden Teile des Krümmers miteinander bilden können.
Bekannt ist weiterhin ein Krümmer der eingangs genannten Art (GB-PS 14 94 273).
Bei diesem erfolgt die Einstellung des Krümmerwinkels durch die Neutralisierung der Verriegelungseinrichtungen, indem man auf die Reibung zwischen den Bohrlochwandungen und dem unteren Teil der Elemente der Bohrkolonne einwirkt.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Krümmer anzugeben, bei dem eine fernsteuerbare Zwangseinstellung möglich ist.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.
Durch die Maßnahmen nach der Erfindung wird also nicht auf die Reibung wie bei der GB-PS 14 94 273 eingewirkt; die Winkeleinstellung erfolgt vielmehr durch Axialverschiebung einer Welle und durch Umformung dieser Axialbewegung in eine Rotation. Das Verschwenken eines der röhrenförmigen Körper um eine Achse unterschiedlich zu der der beiden röhrenförmigen Körper selbst, wobei diese Drehachse mit den Achsen der beiden Körper in einem Punkt zusammenkommt, wird also unter der Wirkung von ferngesteuerten Einrichtungen vorgenommen.
Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert werden. Diese zeigen in
Fig. 1 schematisch das Prinzip des Krümmers nach der Erfindung;
Fig. 2 im Axialschnitt eine erste Ausführungsform nach der Erfindung,
Fig. 3 perspektivisch einen Teil der Führungsnut,
Fig. 4 eine abgewickelte Darstellung der Führungsnut,
Fig. 5 Hilfseinrichtungen zur Drehverriegelung der Elemente des Krümmers,
Fig. 6 die Arbeitsweise dieser Hilfsverriegelungseinrichtungen,
Fig. 7A und 7B eine zweite Ausführungsform nach der Erfindung,
Fig. 8 eine Ausführungsform für die Einrichtungen zur Ermittlung der Verschiebung der Verbindungswelle, die
Fig. 9 und 10 den mit der Führungsnut zusammenwirkenden Verriegelungsring, die
Fig. 11A bis 11E die Arbeitsweise des Führungsrings,
Fig. 12 Einrichtungen, die einen bestimmten Druckverlust im ausströmenden Bohrfluid erzeugen,
Fig. 13A und 13B eine dritte Ausführungsform der Erfindung, und
Fig. 14 in größerer Darstellung den in Fig. 13A dargestellten Betätigungsmechanismus.
Fig. 1 zeigt schematisch das Prinzip des Krümmers nach der Erfindung.
Dieser Krümmer besteht aus zwei röhrenförmigen Körpern 1 und 2, die miteinander über ein Einsteckelement 2 a mit der Achse Δ verbunden sind, das beispielsweise fest bezüglich des Körpers 2 ist. Die Achse X′X des röhrenförmigen Körpers 1, die Achse Y′Y des röhrenförmigen Körpers 2 sowie die Achse Δ laufen an ein und dem gleichen Punkt O zusammen.
Die Winkel ( Δ, X′X ) und ( Δ, Y′Y ), die durch die Achse Δ und die Achsen X′X und Y′Y gebildet werden, haben jeweils den gleichen Wert α. Die kontinuierliche Drehung des Körpers 2 um die Achse Δ ermöglicht es, den durch die Achsen X′X und Y′Y begrenzten Winkel zwischen einem Maximalwert 2α (Lage des Körpers 2 in ausgezogenen Linien) und einem Wert null (Lage des Körpers 2 in gestrichelten Linien) variieren zu lassen.
Der Wert α wird als Funktion des Maximalwerts des Winkels gewählt, den man dem Krümmer nach der Erfindung zu geben wünscht. Die Drehung des Körpers 2 um die Achse Δ kann in kontinuierlicher Weise realisiert werden, wodurch es möglich wird, den Winkel ( X′X, Y′Y ) auf einen gewünschten Wert zwischen 0 und 2α einzustellen; diese Drehung kann aber auch schrittweise erfolgen, wobei zwei aufeinanderfolgende Stellungen einer Drehung R des Körpers 2 um die Achse Δ, entsprechen beispielsweise
wo n eine ganze Zahl ist, die so gewählt wird, daß n-Werte für den Krümmer erhalten werden, wobei wenigstens eine der relativen Stellungen der beiden Körper einem Wert null des Winkel ( X′X, Y′Y ) entspricht.
Nimmt man als Bezug die Ausrichtstellung der beiden röhrenförmigen Körper 1 und 2, so wird der Winkel ϕ zwischen den Achsen dieser beiden Körper bestimmt durch die Formel
Fig. 2 zeigt im Schnitt eine erste Ausführungsform des Krümmers nach der Erfindung in der Stellung, in der die Achsen der beiden röhrenförmigen Körper zusammenfallen.
Der röhrenförmige Körper 1, der beispielsweise aus mehreren stirnseitig vereinigten Elementen 1 a, 1 b besteht, ist mit dem Bohrfutter 3 über ein Gewinde 4 verbunden. Der aus mehreren Elementen 2 b, 2 c bestehende Körper 2 ist auf einen Bodenmotor 5, beispielsweise einer Turbine, einem Zumeßmotor bzw. volumetrischen Motor oder elektrischen Motor über ein Gewinde 6 verschraubt.
Das obere Ende des Körpers 2 trägt ein zu einer Bohrung 11 komplementäres Einsteckelement 2 a, wobei die Bohrung 11 im unteren Teil des Körpers 1 vorgesehen ist. Das Einsteckteil 2 a von der Achse Δ ist so hergestellt, daß die Achse Δ sowie die Achsen jedes der Körper 1 und 2 an ein und dem gleichen Punkt O zusammenlaufen.
Die röhrenförmigen Körper 1 und 2 sind in ihrer eingesteckten Lage durch ein Drucklager 14 gehalten, welches die auf den Krümmer bei seiner Verwendung ausgeübten Axialkräfte aufnimmt. Die Zentrierung des Elementes 2 a in der Bohrung 11 wird durch Wälzlager, wie sie bei 15, 16 und 17 schematisiert sind, sichergestellt, und die für die relative Drehung der beiden röhrenförmigen Körper sorgen. Ein Dichtungskörper 18 sorgt für die Abdichtung.
Die Funktion einer röhrenförmigen Verbindungswelle 20, deren Achse mit der Achse Δ zusammenfällt, besteht darin, die Körper 1 und 2 drehfest zu machen, wenn sie sich in der in Fig. 2 dargestellten Lage (obere Stellung) befinden und den Körper 2 um die Achse Δ um einen Winkel R jedesmal dann zu drehen, wenn er sich aus dieser Stellung entfernt.
Die Welle 20 umfaßt vier unterschiedliche funktionelle Zonen:
  • 1. Längs der Zone A trägt die Welle 20 Kannelierungen 22, die mit komplementären Kannelierungen 21 zusammenwirken, die in die Bohrung des Körpers 1 eingearbeitet sind, um den Körper 1 bezüglich der Welle 20 drehfest zu machen und eine axiale Verschiebung der letzteren zu ermöglichen.
  • 2. Längs der Zone B trägt die Welle 20 eine profilierte Führungsnut 28 (sie Fig. 3), die mit wenigstens einem Führungsfinger 26 zusammenwirkt, der vom Körper 2 getragen ist. Dieser Finger ist radial in die Wandung des Körpers 2 gegen die Wirkung von Rückstellfedern zurückdrückbar, die ihn dauernd in Kontakt mit dem Boden der Nut 28 halten, deren Tiefe, wie Fig. 3 zeigt, variiert. Nut und Führungsfinger sorgen für die Drehung des Körpers 2, wenn die Welle 20 sich aus ihrer oberen Lage entfernt hat.
  • 3. Längs der Zone C trägt die Welle 20 Kannelierungen 23 (n-Zähne oder Vielfaches von n), während die Bohrung des Körpers 2 komplementäre Kannelierungen 24 trägt. Die Kannelierungen 23 und 24 machen die Körper 1 und 2 drehfest, wenn die Welle 20 sich in ihrer oberen Lage befindet.
  • 4. In der Zone D ist ein ferngesteuerter Mechanismus angeordnet, der für die Axialverschiebung der Welle 20 bezüglich des Körpers 1 sorgt. Dieser Mechanismus sorgt beispielsweise für das Verschließen des Bohrfluidkanals über die Bohrung der Welle 20.
Dichtungen 19 sorgen für die Abdichtung zwischen dem Zirkulationsfluid und dem Innenmechanismus.
In dem den Kolben der Welle 20 bildenden Kopf 20 a teilt sich die Innenbohrung 20 b der Welle 20 für den Durchlaß des Fluids in mehrere Umfangskanäle 20 c. Auf dem Kolben 20 a ist drehbar eine Scheibe oder kreisförmige Platte 78 angeordnet, die die gleichen Durchlässe besitzt und sich um einen gewissen Winkel bezüglich dieses Kolbens drehen kann, um teilweise oder ganz die Öffnungen der Kanäle 20 c für den Bohrfluiddurchlaß zu schließen. Diese Drehung erhält man durch eine Steuerstange 79 flachen Querschnitts in Höhe der Scheibe 78, die längs eines Schlitzes diese durchsetzt. Die Stange 79 wird von einem Lager 80 geführt und durch einen Drehelektromagneten 81 oder durch eine andere elektromagnetische Einrichtung angetrieben. Die elektrische Verbindung mit der Oberfläche erfolgt über einen Axialstecker 82.
83 ist ein Ventil, das auf den Druck tariert ist, der notwendig ist, um den Schub auf den Kolben 20 a, wie unten erläutert, zu erhalten.
84 ist ein Ringlager, das das Nachobengehen der Welle unter der Wirkung der Feder 25, die sich gegen den Ring 85 abstützt, begrenzt.
Diese Rückstellfeder 25 schiebt die Welle 20 nach oben, sobald die Rotation R erhalten wurde.
Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist wie unten angegeben.
Es handelt sich um einen Schrittschaltbetrieb. Der Schritt entspricht einer Drehung R= des Körpers 2 um die Achse Δ.
Hat man eine Drehung um n-Schritte vorgenommen, so ist eine vollständige Drehung erfolgt, man ist auf den Ausgangspunkt zurückgekehrt.
  • 1. Nachdem das Bohren die Tiefe erreicht hat, auf der man wünscht, den Krümmerwinkel zu modifizieren, hält man die Zirkulation des Bohrfluids an und löst das Bohrwerkzeug von der Schneidfront;
  • 2. man aktiviert den Elektromagneten 81 und läßt die Scheibe 78 verschwenken und verschließt die Fluidkanäle in dem den Kolben der Welle 20 bildenden Kopf 20 a;
  • 3. die Zirkulation des Bohrfluids wird wieder hergestellt;
  • 4. der dem Druck des Bohrfluids ausgesetzte Kolben 20 a schiebt die Welle 20 axial nach unten in Fig. 2. Die Stellung des Führungsfingers 26 bezüglich der Nut 28 wird modifiziert. Der Finger 26 geht aus der Stellung 26 a in Stellung 26 b (Fig. 4), in der die Kannelierungen 23 und 24 sich voneinander lösen; die Körper 1 und 2 sind nicht mehr drehfest;
  • 5. ein Fortsetzen der Axialverschiebung der Welle 20 sorgt für die Drehung des Körpers 2. Der Finger 26 beschreibt den geneigten Teil 28 a der Nut, um die Stellung 26 c nach einer Drehung R zu erreichen. Der Kolben 20 a legt das tarierte Ventil 83 frei, welches den Druck des Fluids über dem Kolben begrenzt und an der Oberfläche aufzeigt, daß die Welle 20 ihren vollen Weg beschrieben hat.
    Die Scheibe 78 hat ihre Verschlußstellung der Kanäle 20 c längs der Verschiebung der Welle 20 dank einer ausreichenden Länge der Steuerstange 79, längs der der Schlitz der Scheibe 78 gleitet, beibehalten;
  • 6. die Zirkulation des Fluids wird von neuem unterbrochen;
  • 7. die Aktivierung des Elektromechanismus 81 wird unterbrochen. Durch einen nicht dargestellten Rückstellmechanismus kommt die Stange 79 in ihre Ausgangslage zurück und nimmt die Scheibe 78, die die Kanäle 20 c freilegt, mit;
  • 8. die Rückstellfeder 25 schiebt die Welle 20 in ihre Ausgangslage zurück. Der Finger 26, der einen Teil der Nut 28 b parallel zur Achse der Welle 20 beschreibt, erreicht zunächst die Stellung 26 b′ (Fig. 4); und dann
  • 9. im letzten Teil der Translationsbewegung der Welle 20 läßt der den Finger 26 aus der Stellung 26 b′ in die Stellung 26 a′ übergehen; die Kannelierungen 23 der Welle 20 wirken mit den Kannelierungen 24 des Körpers 2 zusammen, um die röhrenförmigen Körper 1 und 2 erneut drehfest zu machen.
Eine neue Drehung R kann man erhalten, indem man den oben beschriebenen Arbeitszyklus wiederholt. Der Führungsfinger 26 nimmt dann die Stellungen 26 a′ und 26 b′ ein, dann greift er aufgrund der Tiefenunterschiede in der Nut 28 selbsttätig in einen neuen Teil 28 a′ ein.
Um sicherzustellen, daß der Übergang aus der Stellung 26 c in die Stellung 26 a′ korrekt erfolgt, kann man eine Verriegelungseinrichtung verwenden, die die Körper 1 und 2 drehfest macht, wenn die Welle 20 sich unter der Wirkung der Feder 25 verschiebt und die außer Betrieb kommt, sobald die Kannelierungen 23 mit den Kannelierungen 24 zusammenwirken.
Dies kann beispielsweise, wie nach Fig. 5, durch wenigstens einen vom Körper 1 getragenen Verriegelungsstehbolzen 87 erfolgen, der in seiner Lage durch ein Kugelverriegelungssystem 88 gehalten ist. Im Körper 2 und koaxial zum Stehbolzen 87 ist eine Leitung 89 gleichen Durchmessers wie der Stehbolzen 87 eingearbeitet. Diese Leitung ist so angeordnet, daß sie in den freien Raum mündet, der zwischen zwei aufeinanderfolgenden Kannelierungen 24 des Körpers 2 begrenzt ist. Im Inneren dieser Leitung ist eine Rückstellstange 90 von der gleichen Länge wie die Leitung 89 gelagert.
Am Ende der Drehung des Körpers 2 läßt eine zusätzliche Axialverschiebung der Welle 20 den Finger 26 aus der Stellung 26 c in die Stellung 26 c′ (Fig. 6) übergehen. Während dieser Verschiebung stützt der Kolben 20 a sich auf den Stehbolzen 87 ab und schiebt ihn partiell in die Leitung 89, wobei das Ende der Stange 90 zwischen zwei Kannelierungen 24 des Körpers 2 lagert. Der Stehbolzen 87, der in dieser Stellung durch das Verriegelungsorgan 88 unbeweglich gemacht ist, macht die Körper 1 und 2 drehfest. Bei der Rückstellung der Welle 20 in die obere Lage, kann der Finger 26 also nur den Teil 28 b der Nut 28 (Fig. 6) beschreiben. Der Wiedereingriff der Kannelierungen 23 in die Kannelierungen 24 schiebt die Stange 90 zurück; der Stehbolzen 87 nimmt die Anfangsstellung wieder ein.
Die Fig. 7A und 7B zeigen im Schnitt eine andere Ausführungsform des Krümmers nach der Erfindung, die sich von der vorher beschriebenen durch den ferngesteuerten Mechanismus unterscheidet, der für die Verschiebung der Welle 20 und durch die Verriegelungseinrichtung sorgt.
Für den Fall, daß das untere Ende der Welle 20 durch einen unteren Hohlkolben 27 verlängert ist, der gegen die Wirkung der Feder 25 in der Bohrung 29 des Körpers 2 gleiten kann, fällt die Achse dieser Bohrung mit der Achse Δ zusammen. Dichtungen 30 sorgen für die Abdichtung zwischen Kolben 27 und Bohrung 29. Das obere Ende der Welle 20 ist durch einen Hohlkolben 31 verlängert, der in der Bohrung 32 des Körpers 1 gleitet; die Achse dieser Bohrungen fällt mit der Achse Δ zusammen. Dichtungen 33 sorgen für die Abdichtung zwischen Kolben 31 und Bohrung 32.
Der Außendurchmesser des Kolbens 27 ist größer als der des Kolbens 31.
Die Bohrungen 29 und 32, die Kolben 27 und 31 der Welle 20 begrenzen zwischen sich einen dichten Ringraum 34.
Im oberen Teil der Bohrung des Körpers 1 ist ein Speicher 35, der ein hydraulisches Fluid wie Öl enthält, angeordnet. Dieser Speicher besteht aus einer Wandung 36, von der ein Teil verformbar ist und beispielsweise aus Neopren besteht. Dieser Speicher lagert in einer steifen Schutzkammer 37, deren Wandung mit Öffnungen 38 derart versehen ist, daß das Bohrfluid, das in dem Krümmer zirkuliert, seinen Druck auf die Wandung 36 des Speichers 35 ausübt. Eine im Körper 1 vorgesehene Leitung 39 setzt den Raum 34 und den Speicher 35 über ein Ventil 70 mit einer Öffnungs- und Schließstellung in Verbindung. Die Stellung dieses Schiebers, bei dem es sich beispielsweise um ein Magnetventil handelt, wird von der Oberfläche aus, wie weiter unten erläutert, gesteuert.
Ein Element 40, das so ausgebildet ist, daß es einen Druckverlust in der Strömung des Bohrfluids erzeugt, ist vor dem Kolben 27 angeordnet. Genauer ist dieses Organ auf einem Zwischenniveau zwischen dem des Raums 34 und dem des Speichers 35 angeordnet. In dem durch die Figuren dargestellten Fall ist das Organ 40 in der Bohrung des Körpers 1 angeordnet; im Rahmen der Erfindung ist es jedoch möglich, dieses Organ 40 in die Bohrung der Hohlwelle 20 einzusetzen.
Ein insgesamt mit 41 bezeichneter Kompensator ermöglicht es, einerseits den Druck des den begrenzten Raum 34 füllenden Fluids auf einem Wert zu halten, der im wesentlichen gleich dem in der Bohrung des Körpers 2 herrschenden Druck ist, wenn der Schieber 70 geschlossen ist und ermöglicht es andererseits, hydraulische Verluste zu kompensieren.
Dieser Kompensator umfaßt eine nachgiebige Membran 72, die mit der Bohrung des Körpers 1 einen Ringraum 43 bestimmt, der über Öffnungen 44 mit der Leitung 39 in Verbindung steht. Diese Membran begrenzt mit dem Körper 45 des Kompensators 41 einen Raum, der über Öffnungen 46 mit dem Inneren des Krümmers in Strömungsrichtung des Bohrfluids gesehen, hinter dem Element 40 in Verbindung steht und den Druckverlust erzeugt.
Die Steuersignale des Magnetventils 70 werden von der Oberfläche über ein Kabel oder eine Leitung 47 übertragen, die in der Bohrung des Bohrfutters 3 angeordnet oder in die Struktur dieses Bohrfutters integriert sein kann. Ein elektrischer Anschluß 48 von irgendeinem an sich bekannten Typ sorgt für die elektrische Verbindung zwischen Kabel 47 und Magnetventil 70.
Einrichtungen zum Markieren der relativen Lage der beiden den Krümmer bildenden Körper 1 und 2 können vorgesehen sein. Diese Einrichtungen bestehen beispielsweise aus einem magnetischen Bauteil, beispielsweise aus einem Dauermagneten 49, der am Ende 2 a vorgesehen ist, sowie aus einer Gruppe von fest mit dem Körper 1 verbundenen Unterbrechern 50. Diese Unterbrecher sind beispielsweise von der Bauart mit nachgiebiger Lamelle, die unter dem Handelsnamen Radiotechnique R 122 verkauft werden. In jeder Stellung des Körpers 2 betätigt der Elektromagnet 49 einen einzigen der Unterbrecher 50. Die Markierung bzw. Ortung dieser Unterbrecher gibt die relative Lage der Körper 1 und 2 an. Hierzu sind diese Unterbrecher mit der Oberfläche beispielsweise über elektrische Leitungen 51, den elektrischen Anschluß 48 und das Kabel 47 verbunden.
Die Arbeitsweise des Krümmers wird mit Bezug auf die Figuren beschrieben und unter der Annahme, daß die Körper 1 und 2 zunächst ausgerichtet sind. Der Krümmer befindet sich in der in den Fig. 7A und 7B dargestellten Stellung; das Magnetventil 70 ist geschlossen.
Das Bohrfluid zirkuliert in der durch die Pfeile angegebenen Richtung zur Speisung des Bodenmotors 5, wenn dieser beispielsweise eine Turbine ist, um das (nicht dargestellte) Bohrwerkzeug zu bewässern. Der Druck des hydraulischen den Speicher 35 füllenden Fluids hat einen Wert P₁ gleich dem Druck des den Krümmer speisenden Bohrfluids. Das Element 40 erzeugt im ausströmenden Bohrfluid einen Druckverlust Δ P. Der Druck P₂ hinter dem Element 40 ist kleiner als der Wert P₁ und gleich:
P₂ = P₁ - Δ P .
Der Druck des hydraulischen den oben definierten Ringraum 34 füllenden Fluids wird durch den Kompensator 41 auf einem Wert gehalten, der im wesentlichen gleich P₂ ist. Die tarierte Feder 25 hält dann die Wellen 20 in der oberen in Fig. 7B angedeuteten Lage. Der Führungsfinger 26 befindet sich in der Stellung 26 a der Fig. 4.
Zur Modifizierung der Einstellung des Winkels des Krümmers, wobei die Zirkulation des Bohrfluids aufrechterhalten wird, überträgt man von der Oberfläche ein Steuersignal über das Kabel 47. Dieses Signal sorgt für das Öffnen des Ventils 70, welches den Speicher 35 und den Raum 34 über die Leitung 39 in Verbindung setzt. Das hydraulische Fluid des Raums 34, das sich dann auf dem Druck P₁ befindet, wirkt auf den unteren Kolben 27 und verschiebt diesen gegen die Wirkung der Feder 25, wobei der Raum 34 vom Speicher 35 gespeist ist. Der Führungsfinger erreicht zunächst die Stellung 26 b (Fig. 4); die Kannelierungen der Welle und diejenigen 24 des Körpers 2 lösen sich voneinander. Die Verschiebung des unteren Kolbens 27 setzt sich fort. Der Führungsfinger 26 geht aus der Stellung 26 b in die Stellung 26 c über und sorgt für die Drehung des Körpers 2 um die Achse Δ um einen Winkel
Befindet der Finger 26 sich in der Stellung 26 c, so überträgt eine Regeleinrichtung, beispielsweise ein nicht dargestellter elektrischer Kontakt, die Information an die Oberfläche. Die Markierungs- oder Ortungseinrichtungen 50 können gegebenenfalls diese Regeleinrichtung bilden.
Die Zirkulation des Bohrfluids wird dann unterbrochen. Der Wert des Drucks des hydraulischen Fluids im Speicher 35 und im Raum 34 wird dann im wesentlichen gleich dem Wert des Drucks des Bohrfluids im röhrenförmigen Körper 2. Die tarierte Feder 25 drückt die Welle 20 nach oben in Fig. 7B, indem sie das hydraulische Fluid in den Speicher 35 zurückschiebt. Der Finger 26 erreicht zunächst die Stellung 26 b′, dann die Stellung 26 a′, in der der Körper 2 und die Welle 20 erneut drehfest sind. Das Ventil 70 wird dann geschlossen.
Diese Vorgänge können wiederholt werden, bis der Winkel des Krümmers den gewünschten Wert erreicht hat.
Ist das Ventil 70 geschlossen, so kann der Bohrvorgang wieder aufgenommen werden, indem die Bohrfluidströmung wieder hergestellt wird.
Fig. 8 zeigt eine andere Ausführungsform der Einrichtungen, die die Ankunft des Fingers 26 in Stellung 26 c anzeigen.
Nach dieser Ausführungsform setzt der untere Kolben 27 die Bohrung der Welle 20 und die Bohrung 29 des Körpers 2 über eine Axialleitung 7 und eine oder mehrere seitliche Leitungen 8 in Verbindung. Darüber hinaus ist die Bohrung mit einer Schulter 9 versehen, die in der unteren Stellung des Kolbens 27 (strichpunktiert in Fig. 8 dargestellt) die seitlichen Leitungen 8 verschließt. Wenn also der Kolben 27 die Schulter 9 erreicht hat, stellt sich in der Bohrfluidströmung eine Veränderung in den Strömungsbedingungen, die an der Oberfläche festgestellt werden kann, ein.
Eine andere Ausführungsform der Einrichtungen zur Verriegelung der Körper 1 und 2, wenn der Kolben 20 sich in der unteren Stellung befindet, ist in den Fig. 9 bis 11E dargestellt. Diese Verriegelungseinrichtungen umfassen einen Ring oder eine Büchse 52, die die Führungsnut 28 (Fig. 9) umhüllt. Dieser Ring trägt wenigstens eine den Führungsfinger 26 aufnehmende Nut 53. Diese Nut ist abgewickelt in Fig. 10 dargestellt. An jedem ihrer Enden ist die Büchse mit Zähnen 54 und 55 versehen, die dazu bestimmt sind, mit Zähnen 56 und 57 der Welle 20 zusammenzuwirken. Eine zwischen Welle 20 und Büchse 52 zwischengeschaltete Feder 58 neigt dazu, letztere, um die Zähne 54 und 56 zu erfassen, zu verschieben.
Die Arbeitsweise ist in den Fig. 11A bis 11E dargestellt. In diesen schematischen Zeichnungen ist die Nut 53 zum besseren Verständnis der Zeichnung durch eine gestrichelte Fläche dargestellt.
Während des Bohrvorgangs befindet sich die Büchse in der in Fig. 11A dargestellten Lage; die Zähne 55 und 57 stehen in Eingriff und machen so die Büchse 52 bezüglich der Welle 20 drehfest. Bei der Axialverschiebung der Welle 20 sind die relativen Lagen der Nuten 28 und 53 nacheinander so wie in Fig. 11B dargestellt, bei der die Zähne 55 und 57 voneinander freigekommen sind, dann, wie in Fig. 11C dargestellt, für die unter der Wirkung der Feder 58 und nach Drehung der Büchse 52, angetrieben durch den Führungsfinger 26, die Zähne 54 und 55, die Welle 20 und die Büchse 52 drehfest machen. Unter diesen Bedingungen erfolgt eine Axialverschiebung in entgegengesetzter Richtung der Welle 20 ohne mögliche Drehung bezüglich des Führungsfingers 26 (Fig. 11D). Die Büchse 52 sowie die Welle 20 sind durch die Zähne 55 und 57 (Fig. 11E) von neuem drehfest verbunden.
Fig. 12 zeigt eine Ausführungsform eines Elementes, das so ausgebildet ist, daß es einen bestimmten Druckverlust als Funktion der Bohrfluidmenge erzeugt.
In diesem Fall besteht das Element 40 aus einem Bauteil 60, das eine Durchmesserverminderung der Bohrung des Körpers 1 herbeiführt. Ein bewegliches Element 61 ist in der Bohrung des Körpers 1 unter der Wirkung einer tarierten Feder 62 verschiebbar. Nach der dargestellten Ausführungsform ist das Element 61 so profiliert, daß der Druckverlust in der Bohrfluidströmung im wesentlichen unabhängig vom Durchsatz ist. Jetzt hat das Ende des Elements 61 eine im wesentlichen konische Gestalt. Eine Erhöhung des Durchsatzes führt leicht zu einer Erhöhung des Druckverlustes. Das Element 61 verschiebt sich gegen die Wirkung der tarierten Feder 62 und nimmt eine neue Gleichgewichtslage entsprechend dem Ausgangswert des Druckverlustes, auf den die Feder 62 tariert ist, ein.
Die Fig. 13A, 13B und 14 zeigen eine Variante zum Krümmer nach der Erfindung.
Der obere Körper 1 ist mit dem Bohrfutter 3 über ein bei 4 und 4 a mit Gewinde versehenes Zwischenfutter 104 verbunden. Aus mehreren Elementen 2 b, 2 c, 2 d bestehend, die stirnseitig über Gewinde 207 und 208 vereinigt sind, ist der untere Körper 2 auf einen Bodenmotor 109, beispielsweise eine Turbine, vermittels eines Gewindes 10 aufgeschraubt.
Am unteren Teil des Körpers 1 ist eine Bohrung 11 von der Achse Δ ausgearbeitet. Die Unterseite 12 des Körpers 1 verläuft senkrecht zur Achse Δ und die sie enthaltene Ebene läuft durch den Punkt, in dem die Achsen X′X und Δ zusammenlaufen.
Das obere Ende des Körpers 2 trägt ein Einsteckelement 2 a komplementär zur Bohrung 11, dessen Achse mit der Achse Y′Y des Körpers 2 einen Winkel α bildet. Der Körper 2 hat eine Schulter 13, deren Fläche senkrecht zur Achse des Einsteckelementes 2 a in einer Ebene enthalten ist, die durch den Schnitt der Achse Y′Y und der Achse des Elementes 2 a verläuft.
Die röhrenförmigen Körper 1 und 2 sind in ihrer Einstecklage durch ein Drucklager 14 gehalten, welches die bei seiner Verwendung auf den Krümmer ausgeübten Axialkräfte aufnimmt. Die Zentrierung des Elementes 2 a in der Bohrung 11 erfolgt durch Lager wie bei 15, 16 und 17 dargestellt, welche die Relativdrehung der beiden röhrenförmigen Körper ermöglichen. Dichtungen 18 und 19 sorgen für die Abdichtung zwischen den beiden Körpern 1 und 2.
Im Innern der röhrenförmigen Körper 1 und 2 ist eine Hohlwelle 20 koaxial zum Element 2 a und zur Bohrung 11 angeordnet, d. h. koaxial zur Achse Δ. Die Welle 20 sowie der Körper 1 sind dauernd drehfest. Erreicht wird dies durch Zusammenwirken einer kannelierten in den oberen Körper 1 gearbeiteten Bohrung 21 sowie komplementäre durch die Welle 20 getragene Kannelierungen 22. Letztere ist ebenfalls mit Kannelierungen 23 versehen, die mit einer kannelierten Bohrung 24 des unteren Körpers 2 zusammenwirken kann, sobald die Welle 20 durch die Wirkung einer Feder 25 in die in Fig. 13A dargestellte Lage gebracht ist. In dieser Lage sind Körper 2 und Welle 20 drehfest.
Die axial im Innern der röhrenförmigen Körper 1 und 2 verschiebbare Welle 20 trägt auf ihrer Außenfläche eine profilierte Führungsnut 28, die mit wenigstens einem fest mit dem Körper 2 verbundenen Führungsfinger zusammenwirkt, um diesen um die Achse Δ in Drehung zu versetzen, sobald die Welle 20 axial aus der in Fig. 13A gezeigten Stellung versetzt wird. Diese perspektivisch in Fig. 3 dargestellte Nut ermöglicht es, eine Schrittschaltdrehung des röhrenförmigen Körpers 2 um die Achse Δ zu erhalten.
Das untere Ende der Welle 20 ist mit einem Steuermechanismus ausgestattet, der insgesamt mit dem Bezugszeichen 127 bezeichnet und größer in Fig. 14 zu sehen ist. Dieser Mechanismus umfaßt einen röhrenförmigen Kolben 129, der in der Bohrung des unteren Körpers 2 gleiten kann, wobei diese Bohrung koaxial zur Welle 20 ist. Der Kolben 129 ist am Ende der Welle 20 durch ein Gewinde 130 fest. Ein Ventilklappensitz 131 verlängert den hohlen Kolben 129, mit dem er durch ein Gewinde 132 verbunden ist. Dieser Ventilklappensitz 131 besitzt eine konische Bohrung 133, die ein Element 134 röhrenförmiger Gestalt aufnehmen kann, dessen konisches Ende 135 komplementär zur Bohrung 133 ist. Dieses Element vom Typ Ventilklappe gleitet axial in einer Bohrung des Hohlkolbens 129 und ist der Wirkung einer Feder 136 ausgesetzt, die zwischen Kolben 129 und einem äußeren Bund 137 des Elements 134 zwischengeschaltet ist. Dieses Element 134 ist parallel zu seiner Achse über einen Teil seiner Höhe, ausgehend von seinem konischen Ende, geschlitzt. Die Schlitze 138 begrenzen zwischen sich Lamellen oder Blätter 139, von denen wenigstens drei, regelmäßig verteilte, flexible Blätter 139 a sind, die auf ihrer Innenfläche Erhöhungen 140 tragen, während auf ihrer Außenfläche der Bund 137 aus weiter unten zu beschreibenden Gründen fortgelassen wurde. Der Ventilklappensitz 131 ist auch mit wenigstens einem Auslösefinger 141 versehen, der in der Lage ist, das Bauteil 134 vom Ventilklappensitz 131 in eine gewisse Stellung der Welle 20 zu entfernen.
In seinem unteren Teil (Fig. 13B) umfaßt der röhrenförmige Körper 2 d einen Korb 142, der koaxial zum röhrenförmigen Körper gehalten ist. Dieser Korb ist mit einer Öffnung 143 im oberen Teil versehen und läßt einen Ringraum 144 frei, über den das Bohrfluid ausströmt. Vorzugsweise sind die Wandungen des Korbs 142 von Öffnungen 145 durchsetzt, die den Durchgang des Bohrfluids ermöglichen.
Um eine wirksame Schmierung der Welle 20 und von unterschiedlichen Teilen des Mechanismus 127 sicherzustellen, ist eine Ölfluidreserve im wesentlichen begrenzten Ringraum 146 belassen, der zwischen dem oberen Körper 1 und der Welle 20 begrenzt ist. Diese Ölreserve hat eine andere Funktion, die bei der Beschreibung der Betriebsweise näher erläutert werden wird. Dieser Ringraum wird in seinem oberen Teil von einem Schwimmkolben 147 verschlossen, der es ermöglicht, den Druck des Öls auf dem gleichen Wert wie den des den Krümmer speisenden Bohrfluids zu halten und durch Verschiebung die eventuellen Ölverluste zu kompensieren. Dichtungen 148 und 149 sorgen jeweils für die Abdichtung in Höhe des Schwimmkolbens 147 und des Mechanismus 127.
Die Arbeitsweise der Vorrichtung wird weiter unten erläutert unter der Annahme, daß der Krümmer in der in den Fig. 13A und 13B dargestellten Lage sich befindet und die Achsen der röhrenförmigen Körper ausgerichtet sind und die Bohrung die Tiefe erreicht hat, auf der die Bohrrichtung geändert werden soll.
Ohne die Bohrfluidzirkulation zu unterbrechen, führt man in das Bohrfutter eine Stahlkugel bestimmten Durchmessers ein. Diese wird durch die Erhöhungen 140 der Lamellen 139 a, wie gestrichelt in Fig. 14 angedeutet, festgehalten. Diese Kugel erzeugt einen Druckverlust Δ P im ausströmenden Bohrfluid. Der in der Bohrung der Welle 20 herrschende Druck wird durch den Schwimmkolben 147 (Fig. 13A) und durch das Öl auf die Oberseite 129 a des Kolbens 129 übertragen. Die Bohrfluidströmung, die einerseits auf die Kugel, andererseits auf den Kolben 129 vermittels der Druckdifferenz Δ P wirkt, verschiebt die Welle 20 axial in Strömungsrichtung des Bohrfluids gegen die Wirkung der Feder 25. Der Finger 26, der zunächst in der Stellung 26 a (Fig. 4) wirkt, erreicht die Stellung 26 b. In dieser Stellung kommen die Kannelierungen 23 der Welle 20 und 24 des unteren Körpers 2 voneinander frei und lösen unter Drehung die Welle 20 vom Körper 2. Die Axialverschiebung der Welle 20 wird fortgesetzt, bis der Finger 26 die Stellung 26 c erreicht hat, wobei die Drehung des Körpers 2 um die Achse Δ um einen Winkel R= hervorgerufen wird.
Erreicht der Führungsfinger 26 die Stellung 26 c, so tritt der Führungsfinger 141 in Kontakt mit einer Schulter 150 des Körpers 2 (Fig. 13B) und setzt das Element 134 fest, während die Welle 20 und der Sitz der Ventilklappe 131 ihre Verschiebung unter Zusammendrücken der Feder 136 fortsetzen. Somit ist der konische Teil 135 des Elementes 134 nicht mehr in Kontakt mit der konischen Bohrung 133. Unter der Wirkung des Bohrfluids werden die elastischen Lamellen 139 a, die nicht mit Bund 137 ausgestattet sind, von der Achse der Vorrichtung entfernt; die Kugel, die freikommt, fällt in den unteren Teil des Krümmers bis in den Korb 142 (Fig. 13B).
Nachdem der durch die Kugel erzeugte Druckverlust verschwunden ist, ist der Kolben 129 nicht mehr dem Druckunterschied Δ P ausgesetzt. Die tarierte Feder 25 drückt die Welle 20 in der Figur nach oben, während die Feder 136 von neuem das Element 134 gegen den Sitz des Ventils 131 drückt. Der Führungsfinger 26 geht aus der Stellung 26 c in die Stellung 26 b′, dann in die Stellung 26 a′, in der die Kannelierungen 23 und 24 die Welle 20 und den unteren Körper 2 drehfest machen. Die Welle 20 befindet sich in einer Stellung gleich der in Fig. 13A dargestellten.
Der gleiche Arbeitszyklus kann wiederholt werden, indem neue Kugeln in das Bohrfutter eingeführt werden. Der Korb 142 kann beim Hochheben des Bohrfutters an die Oberfläche, beispielsweise beim Wechseln des Bohrwerkzeugs, geleert werden. Der Inhalt des Korbs wird so groß wie möglich gewählt. Er kann 10 bis 20 Kugeln oder sogar mehr ausmachen.
Die mit Bezug auf die Fig. 9 bis 11E beschriebene Verriegelungseinrichtung, die mit einem die Führungsnut 28 umschließenden Ring 52 arbeitet, kann bei dieser Ausführungsform ebenfalls Verwendung finden.

Claims (15)

1. Krümmer bzw. gekrümmtes Reduzierstück mit fernsteuerbarem variablem Winkel mit einem ersten am Ende einer Bohrkolonne befestigten röhrenförmigen Körper bzw. Element (1), und einem zweiten röhrenförmigen Körper bzw. Element (2), der bzw. das fest mit einem ein Bohrwerkzeug in Drehung versetzenden Bodenmotor (5) verbunden ist, wobei diese röhrenförmigen Körper untereinander verbunden sind und die Achse (YY′) des zweiten röhrenförmigen Körpers um eine Drehachse ( Δ ) drehbar ist, die einen Winkel ( α ) mit der Achse des ersten röhrenförmigen Körpers (1) bildet, wobei die Drehachse ( Δ ) und die Achsen (XX′, YY′) dieser beiden röhrenförmigen Körper unterschiedlich sind und im wesentlichen an ein und dem gleichen Punkt (O) zusammenlaufen, wobei dieser Winkel ein spitzer Winkel ( α ) ist und der Krümmer ferngesteuerte Einrichtungen (Zone D) zum Modifizieren der Winkelstellung des zweiten röhrenförmigen Körpers bezüglich des ersten (1) durch Verschwenken der Achse des zweiten röhrenförmigen Körpers (2) um diese Drehachse ( Δ ) aufweist und Einrichtungen vorgesehen sind, um bezüglich einander diese röhrenförmigen Körper in einer gewählten relativen Winkelstellung festzulegen, dadurch gekennzeichnet, daß die röhrenförmigen Körper (1; 2) durch ein Einsteckelement bzw. eine Drehmuffe (2 a) verbindbar sind, dessen bzw. deren Achse diese Drehachse ( Δ ) bildet und die von einer Verbindungswelle für diese röhrenförmigen Körper durchsetzt ist, welche gleitverschieblich in diesen röhrenförmigen Körpern und drehfest mit einem hiervon verbunden ist, wobei die Verbindungswelle (20) über eine Verriegelungsstellung verfügt, in der sie ebenfalls drehfest mit dem anderen röhrenförmigen Körper ist und aus der sie durch Axialverschiebung freikommt und daß dieser Krümmer ferngesteuerte Einrichtungen (Zone D) zur Axialverschiebung dieser Verbindungswelle (20) sowie Antriebseinrichtungen aufweist, die einer Axialverschiebung dieser Welle aus der Verriegelungsstellung (26 a) ein Verschwenken des zweiten röhrenförmigen Körpers (2) um die Drehachse ( Δ ) entsprechen lassen.
2. Krümmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Antriebseinrichtungen wenigstens eine Anordnung aus zwei Organen mit einer Profilnut (28) sowie einen mit dieser Nut zusammenwirkenden Führungsfinger (26) umfassen, daß eines dieser Organe von der Verbindungswelle (20), das andere von dem röhrenförmigen Körper (2), mit dem die Verbindungswelle (20) drehfest allein in der Verriegelungsstellung ist, getragen ist (Fig. 3).
3. Krümmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ferngesteuerten Einrichtungen einen fest mit der Verbindungswelle (20) verbundenen Kolben (20 a) umfassen, der von wenigstens einem mit der Innenbohrung des ersten röhrenförmigen Elements verbundenen Kanal (20 c) zum Durchgang eines Fluid unter Druck gesetzt ist sowie ein Organ (79) umfassen, welche das Schließen dieses Kanals aus der Entfernung gestattet.
4. Krümmer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließorgan eine mit wenigstens einer Öffnung durchbohrte Scheibe (78) umfaßt, die in Kontakt mit dem Kolben (20 a) koaxial zu diesem drehbar gelagert ist, derart, daß sich eine Schließstellung dieses Kanals ergibt, wobei die Scheibe (78) mit einer ihre Drehung steuernden gegebenenfalls fernsteuerbaren Einrichtung verbunden ist.
5. Krümmer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Hilfseinrichtungen zur Drehverriegelung von Elementen des Krümmers, die jede ungewollte Drehung dieser Elemente nach einer Modifikation ihrer relativen Winkelverkeilung verhindern.
6. Krümmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Fernsteuerung der Axialverschiebung diese Welle (20) einen ersten in einer Bohrung des ersten röhrenförmigen Körpers gleitenden Kolben (27) sowie einen zweiten in der Bohrung des zweiten röhrenförmigen Körpers gleitenden Kolben (31) aufweisen, daß diese Kolben (27; 31) fest mit der Welle verbunden sind und jeder hiervon von einem Kanal durchsetzt ist, der mit der Bohrung dieser Welle in Verbindung steht, wobei der zweite Kolben (31) einen Außendurchmesser größer als der des ersten Kolbens (27) aufweist und diese Kolben die Welle sowie die beiden röhrenförmigen Körper (1; 2) des Krümmers miteinander einen Ringraum (34) begrenzen und Speiseeinrichtungen (35) vorgesehen sind, die in der Lage sind, diesen Ringraum (34) mit einem hydraulischen Fluid unter Druck größer als dem in der Bohrung dieser Welle zur Entfernung der Welle aus der Verriegelungsstellung zu speisen.
7. Krümmer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß diese Speiseeinrichtungen umfassen: eine das hydraulische Fluid enthaltende Kammer, wobei wenigstens ein Teil von deren Wandung (36) verformbar ist und wobei die Kammer dem Druck des den Krümmer speisenden Bohrfluids ausgesetzt ist; ein ferngesteuertes Ventil, um sequentiell diese Kammer und diesen Ringraum über einen Verbindungskanal (39) in Verbindung zu setzen; und ein so ausgebildetes Organ (40), daß es einen bestimmten Druckverlust in der Strömung des Bohrfluids erzeugt, wobei das Organ (40) vor diesem unteren Kolben (27), in Strömungsrichtung des Bohrfluids gesehen, angeordnet ist.
8. Krümmer nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine hydraulische Kompensationskammer (41), die mit dem Ringraum (34) in Verbindung steht und von der wenigstens ein Wandungsteil (36) verformbar und den im Inneren dieser Welle herrschenden Druck ausgesetzt ist.
9. Krümmer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Ventil ein Magnetventil (70) ist, das von der Oberfläche aus durch ein über eine mit dem Krümmer verbundene Leitung (39) übertragenes Signal steuerbar ist.
10. Krümmer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Organ (40) so ausgebildet ist, daß es eine im wesentlichen konstanten Druckverlust trotz der Bohrfluiddurchsatzänderungen hervorruft.
11. Krümmer nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch Detektoreinrichtungen, die so ausgebildet sind, daß sie den Querschnitt des den zweiten Kolben durchsetzenden Kanals reduzieren, wenn diese Welle in einer bestimmten bezüglich der Verriegelungsstellung entfernten Stellung sich befindet.
12. Krümmer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß diese Hilfsverriegelungseinrichtungen eine diese Welle umgebende Büchse (52) aufweisen, die von einer im wesentlichen länglichen zur Aufnahme des Führungsfingers ausgebildeten Nut (53) durchsetzt ist, wobei die Büchse (52) mit Zähnen (54; 55) an einem ihrer Enden versehen ist und diese Welle (20) mit Zähnen (56; 57) komplementär zu denen der Büchse (52) ausgestattet ist, um Büchse und Welle drehfest zu machen, sobald letztere sich aus ihrer Verriegelungsstellung entfernt hat.
13. Krümmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Axialverschiebung dieser Welle fernsteuernden Einrichtungen (127) einen fest mit der Welle (20) verbundenen Kolben (129) umfassen, wobei dieser Kolben von einem Kanal durchsetzt ist, der mit der Bohrung dieser Welle (20) unter Bildung eines Durchlasses für das Bohrfluid in Verbindung steht und daß sie ein Organ aufweisen, das wenigstens teilweise den Kanal des Kolbens verschließt, um in dem strömenden Fluid eine Druckdifferenz hervorzurufen, die ausreichend ist, um diesen Kolben (129) aus seiner Verriegelungsstellung zu entfernen.
14. Krümmer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß dieses den Kanal des Kolbens verschließende Organ einen fest mit dem Kolben (129) verbundenen Ventilklappensitz (131) sowie eine röhrenförmige Ventilklappe (134) aufweist, wobei letztere in der Bohrung dieses Kolbens verschiebbar angeordnet und der Wirkung elastischer Einrichtungen ausgesetzt ist, welche diese Ventilklappe (134) gegen den Sitz (131) drücken; daß die Ventilklappe (134) über einen Teil ihrer Länge vermittels Schlitzen (138) geschlitzt ist, die wenigstens drei elastische Lamellen (139 a) begrenzen, deren Innenflächen mit Erhebungen (140) versehen sind, welche den Querschnitt der Ventilbohrung vermindern, wenn das Ventil gegen seinen Sitz gepreßt wird, wobei eine Kugel sich auf diesen Erhebungen (140) abstützt, wenn die Ventilklappe (134) gegen ihren Sitz (131) gehalten ist und daß wenigstens ein Auslösefinger (141) so ausgebildet ist, daß er für eine Relativverschiebung von Ventilklappe (134) und Ventilsitz (131) sorgt, wenn die Welle (20) sich in einer bestimmten Stellung befindet, um es diesen Erhebungen (140) zu ermöglichen, sich von der Achse der Klappe durch elastische Verformung dieser Lamellen (139 a) zu entfernen, derart, daß sie den Durchgang der Kugel gestatten und daß ein Korb (142) zur Rückgewinnung der Kugel nach Passieren des Ventils vorgesehen ist.
15. Krümmer nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (129) am unteren Teil der Welle (20) befestigt ist und daß der Krümmer einen Schwimmkolben (147) am oberen Teil dieser Welle (20) aufweist und Kolben, Welle und röhrenförmige Körper zwischen sich einen im wesentlichen begrenzten mit einem hydraulischen Fluid gefüllten Raum bilden, wobei der Schwimmkolben dem Druck des den Krümmer speisenden Bohrfluids ausgesetzt ist.
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Families Citing this family (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2491989A2 (fr) * 1980-10-13 1982-04-16 Inst Francais Du Petrole Raccord coude a angle variable pour forages diriges
US4519263A (en) * 1979-07-21 1985-05-28 Fmc Corporation Matrix switching control of subsea production systems
EP0037746B1 (de) * 1979-07-21 1986-04-09 Fmc Corporation Drehbetätigungseinrichtung
FR2501777B1 (fr) * 1981-03-13 1986-08-29 Inst Francais Du Petrole Methode et dispositif pour effectuer, a l'aide d'outils specialises, des operations telles que des mesures, dans des portions de puits fortement inclinees sur la verticale, ou horizontales
US4596294A (en) * 1982-04-16 1986-06-24 Russell Larry R Surface control bent sub for directional drilling of petroleum wells
US4522272A (en) * 1983-03-08 1985-06-11 Baker Oil Tools, Inc. Apparatus for directional drilling of subterranean wells
FR2557195B1 (fr) * 1983-12-23 1986-05-02 Inst Francais Du Petrole Methode pour former une barriere de fluide a l'aide de drains inclines, notamment dans un gisement petrolifere
FR2564893B2 (fr) * 1984-05-25 1987-02-13 Inst Francais Du Petrole Methode et dispositif pour effectuer, a l'aide d'outils specialises, des operations telles que des mesures, dans des portions de puits fortement inclinees sur la verticale, ou horizontales.
EP0190529B1 (de) * 1985-01-07 1988-03-09 S.M.F. International Durchflussferngesteuerte Vorrichtung zum Betätigen insbesondere von Stabilisatoren in einem Bohrstrang
FR2585760B1 (fr) * 1985-07-30 1987-09-25 Alsthom Dispositif deviateur pour forage, colonne de forage pour forage a deviations et procede de forage de puits avec deviations
US4641717A (en) * 1985-12-27 1987-02-10 Hughes Tool Company Connector housing
US4813497A (en) * 1986-10-15 1989-03-21 Wenzel Kenneth H Adjustable bent sub
US4745982A (en) * 1986-11-28 1988-05-24 Wenzel Kenneth H Adjustable bent sub
US4811798A (en) * 1986-10-30 1989-03-14 Team Construction And Fabrication, Inc. Drilling motor deviation tool
FR2627649B1 (fr) * 1988-02-22 1990-10-26 Inst Francais Du Petrole Methode et dispositif de transmission de l'information par cable et par ondes de boue
FR2641317B1 (fr) * 1988-12-30 1996-05-24 Inst Francais Du Petrole Equipement pour garniture de forage comportant un element a actionner, un moteur et des moyens de commande
FR2641315B1 (fr) * 1988-12-30 1996-05-24 Inst Francais Du Petrole Garniture de forage a trajectoire controlee comportant un stabilisateur a geometrie variable et utilisation de cette garniture
US4884643A (en) * 1989-01-17 1989-12-05 392534 Alberta Ltd. Downhole adjustable bent sub
US4957173A (en) * 1989-06-14 1990-09-18 Underground Technologies, Inc. Method and apparatus for subsoil drilling
DE4016386A1 (de) * 1989-06-28 1991-01-03 Baroid Technology Inc Gebogenes bohrloch-motorgehaeuse
US5048621A (en) * 1990-08-10 1991-09-17 Masx Energy Services Group, Inc. Adjustable bent housing for controlled directional drilling
US5101914A (en) * 1990-10-31 1992-04-07 Wenzel William R Orientatable adjustable bent housing
CA2032022A1 (en) * 1990-12-12 1992-06-13 Paul Lee Down hole drilling tool control mechanism
US5117927A (en) * 1991-02-01 1992-06-02 Anadrill Downhole adjustable bent assemblies
US5139094A (en) * 1991-02-01 1992-08-18 Anadrill, Inc. Directional drilling methods and apparatus
US5096003A (en) * 1991-03-15 1992-03-17 Kinnan Frank R Method and apparatus for subsoil drilling
CA2091448C (en) * 1991-10-09 1997-01-07 Allen Kent Rives Well orienting tool and method of use
DK188491A (da) * 1991-11-19 1993-05-20 Htc As Styrbart boreudstyr til at bore et borehul i en underjordisk formation
CA2059910C (en) * 1992-01-23 2001-10-30 Paul Lee Adjustable drilling mechanism
US5311952A (en) * 1992-05-22 1994-05-17 Schlumberger Technology Corporation Apparatus and method for directional drilling with downhole motor on coiled tubing
US5316094A (en) * 1992-10-20 1994-05-31 Camco International Inc. Well orienting tool and/or thruster
US5373898A (en) * 1992-10-20 1994-12-20 Camco International Inc. Rotary piston well tool
GB9222298D0 (en) * 1992-10-23 1992-12-09 Stirling Design Int Directional drilling tool
US5495900A (en) * 1994-06-29 1996-03-05 Falgout, Sr.; Thomas E. Drill string deflection sub
US5479995A (en) * 1994-07-05 1996-01-02 Falgout, Sr.; Thomas E. Adjustable orienting sub
US5503235A (en) * 1994-11-28 1996-04-02 Falgout, Sr.; Thomas E. Directional drilling control method
GB9523901D0 (en) * 1995-11-22 1996-01-24 Astec Dev Ltd Bend and orientation apparatus
US6047784A (en) * 1996-02-07 2000-04-11 Schlumberger Technology Corporation Apparatus and method for directional drilling using coiled tubing
NO960641A (no) * 1996-02-19 1997-07-07 Bakke Oil Tools As Orienteringsanordning, særlig for boreverktøy eller brønnutstyr
EP0811745B1 (de) * 1996-06-07 2002-09-04 Baker Hughes Incorporated Steuergerät für ein Richtbohrwerkzeug
CA2314856C (en) 1999-08-04 2009-04-14 Bj Services Company Lateral entry guidance system
WO2004074637A2 (en) * 2003-02-19 2004-09-02 Hartwick Partick W Sleeve piston fluid motor
GB2455734B (en) 2007-12-19 2010-03-24 Schlumberger Holdings Steerable system
CA2639679C (en) * 2008-09-15 2013-08-20 Orren Johnson Adjustable bent housing with rotational stop
US8544560B2 (en) * 2009-11-03 2013-10-01 Schlumberger Technology Corporation Drive mechanism
CA2924731C (en) 2013-09-19 2021-07-13 Soteria Industries, Inc. Collapsible drill and associated methods of use
CN105525876B (zh) * 2014-09-28 2017-12-08 中国石油化工集团公司 随钻遥控式多级弯角可调螺杆钻具
EP3228809B1 (de) * 2016-04-06 2018-12-05 Hawle Water Technology Norge AS Lenkverbindung für ein lenkbares bohrsystem
USD863383S1 (en) 2018-04-17 2019-10-15 Dirt Duck, Llc Fluid drilling head

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2336333A (en) * 1942-01-27 1943-12-07 John A Zublin Apparatus for drilling lateral bores
US3141512A (en) * 1958-11-19 1964-07-21 British Petroleum Co Straight borehole drilling with automatic detecting and correcting means
FR1252703A (fr) * 1959-12-21 1961-02-03 Neyrpic Ets Raccord coudé à action hydraulique utilisable dans le forage du sol
US3365007A (en) * 1965-10-24 1968-01-23 Wilson Supply Co Directional drilling tool and method
GB1139908A (en) * 1966-05-02 1969-01-15 Drilco Oil Tools Inc Well bore drilling apparatus
US3457999A (en) * 1967-08-31 1969-07-29 Intern Systems & Controls Corp Fluid actuated directional drilling sub
GB1268938A (en) * 1969-04-08 1972-03-29 Michael King Russell Improvements in or relating to control means for drilling devices
US3593810A (en) * 1969-10-13 1971-07-20 Schlumberger Technology Corp Methods and apparatus for directional drilling
US3888319A (en) * 1973-11-26 1975-06-10 Continental Oil Co Control system for a drilling apparatus
FR2297989A1 (fr) * 1975-01-15 1976-08-13 Continental Oil Co Appareil de deviation de l'axe d'un ensemble de forage
US4040494A (en) * 1975-06-09 1977-08-09 Smith International, Inc. Drill director
US4040495A (en) * 1975-12-22 1977-08-09 Smith International, Inc. Drilling apparatus
US4077657A (en) * 1976-03-22 1978-03-07 Smith, International, Inc. Adjustable bent sub
GB1494273A (en) * 1976-04-15 1977-12-07 Russell M Bent-subs for borehole drilling
SU652321A1 (ru) * 1977-10-18 1979-03-15 Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики Устройство дл искривлени компоновки испытател пластов

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6144195B2 (de) 1986-10-01
CH630700A5 (fr) 1982-06-30
NO155588B (no) 1987-01-12
NO792419L (no) 1980-01-25
CA1128925A (fr) 1982-08-03
IT1122291B (it) 1986-04-23
SE441291B (sv) 1985-09-23
NL189619B (nl) 1993-01-04
SE7906247L (sv) 1980-01-25
JPS55122989A (en) 1980-09-22
GB2026063B (en) 1982-08-04
US4286676A (en) 1981-09-01
NL7905667A (nl) 1980-01-28
BR7904679A (pt) 1980-04-15
IT7924593A0 (it) 1979-07-24
NL189619C (nl) 1993-06-01
NO155588C (no) 1987-04-22
GB2026063A (en) 1980-01-30
DE2930014A1 (de) 1980-02-07

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