DE3047261A1

DE3047261A1 - Vorrichtung zum bewegen eines elements durch eine fluessigkeitsgefuellete leitung

Info

Publication number: DE3047261A1
Application number: DE19803047261
Authority: DE
Inventors: Henri 78230 Le Peco Cholet; Robert 92310 Sevres Desbrandes; Guy 78170 LaCelle Saint Cloud Norel
Original assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Current assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date: 1979-12-20
Filing date: 1980-12-16
Publication date: 1981-09-17
Also published as: US4378051A; NO803833L; JPS5697095A; NL8006878A; GB2065260A; FR2473652A1; NO156337B; NO156337C; MX7087E; BR8008370A; CA1155390A; IT8026805A0; IT1148749B; FR2473652B1; GB2065260B

Description

Vorrichtung zum Bewegen eines Elements durch eine flüssigkeitsgefüllte Leitung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bewegen eines Elementes oder Organs durch eine flüssigkeitsgefüllte Leitung bzw. zu dessen Verschiebung in einer solchen Leitung.

Element oder Organ sind Werkzeuge wie Rakelwerkzeuge, Kleinstkcrnbohreinrichtungen etc., Meßorgane oder irgend eine andere Art von Organen zu verstehen, das zu einem gegebenen Augenblick im Innern einer Leitung verschoben werden soll.

Der Ausdruck "Leitung" wird verwendet, um auch die durch Rohre begrenzten Leitungen wie Löcher zu bezeichnen, die durch Bohren der Böden nach irgend einem geeigneten Verfahren entstanden sind.

Einrichtungen, die für die Verschiebung eines Werkzeugs in einer Leitung oder in einem Kanal sorgen, sind bekannt und beschrieben, beispielsweise in der US-PS 3 052 302. Diese Vorrichtungen umfassen einen Körper, in dessen Verlängerung das Werkzeug befestigt ist. Ein oder mehrere blähbare Hülsen umgeben den Körper und sorgen für die Dichtigkeit des Ringraums zwischen dem Körper der Vorrichtung und der Wand des Kanals. Verschiebung oder Bewegung einer solchen Vorrichtung wird durch Pumpen des den Kanal füllenden Fluids erhalten, wobei es notwendig wird, an die beiden Enden dieses Kanals zu gelangen. Diese Vorrichtungen sind also nicht verwendbar, um ein Element wie eine Meßsonde in einer Bohrung während ihrer Entstehung zu verschieben oder zu bewegen.

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Die Verwendung blähbarer Membranen in Bohrungen ist ebenfalls durch die US-PS 3 960 211 bekannt, die eine Vorrichtung beschreibt, die dazu bestimmt ist, die Matrize (1'empreinte) der Wandung einer Verrohrung zu entnehmen oder auch in der US-PS 5 209 835 beschrieben, die ein blähbares Verschlußstück beschreibt, das dazu bestimmt ist, einen Teil eines Bohrlochs zu isolieren. Blähbare Hülsen sind ebenfalls in den US-PS 2 94 2 66 7 und 2 946 565 beschrieben, um die Dichtigkeit des Ringraums zwischen der Wand des Bohrlochs und der Bohrkolonne sicherzustellen, derart, daß der Teil des Bohrlochs unmittelbar oberhalb des Bohrwerkzeugs isoliert und der Druck des Fluids auf einen gewünschten Wert in diesem Teil des Bohrlochs geregelt wird. Diese Hülsen werden dann verschiebbar längs der Bohrkolonne gelagert und verschieben sich schrittweise unter der Schwerkraftswirkung, indem sie den Bohrfortschritt ermöglichen, wenn sie fest mit der Bohrlochwandung durch Blähen verbunden sind.

Diese Vorrichtungen sind also nicht in der Lage, die Bewegung eines Elements in einer stark bezüglich der Vertiakeln geneigten Leitung sicherzustellen, insbesondere in einer subhorizontalen Leitung, da die Schwer-, kraftswirkung die schrittweise Verschiebung der gleitenden Hülse nicht mehr sicherstellen kann.

In der " raxis wird die Verschiebung oder Bewegung in einem Bohrloch eines Organs,wie einer Meßsonde, durch die Schwerkraftswirkung ohne große Schwierigkeiten sichergestellt, solange die Neigung des gebohrten Loches bezüglich der Vertikalen 45° nicht überschreitet. Über diese Grenze hinaus ist die Verschiebung der Sonde nur

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möglich, wenn man das Profil und die Durchmesserschwankungen des aufgebohrten Bohrlochs kennt und wenn man Sonden verminderter Abmessungen benutzt. Für die stark geneigten Leitungen läßt sich die Verschiebung der Sonden nur erhalten, indem man einen Schub vermittels einer relativ steifen Stange ausübt, an deren Ende die Sonde befestigt ist.

Trotzdem bleibt die Verschiebung einer Sonde in einem Bohrloch ein Vorgang, der umso langwieriger und schwieriger ist, je stärker die Neigung des Bohrlochs gegen die Vertikale ist.

Um diesen Nachteilen abzuhelfen, ist in der US-PS 4 113 236 eine Strahlvortriebsvorrichtung vorgeschlagen, mit der das zu verschiebende Organ verbunden ist. Der Nachteil einer solchen Vorrichtung ist darin zu sehen, daß es notwendig ist, auf die Vorrichtung eine erhebliche Energie zu übertragen, um ausreichend wirksame Strahlen zu erzeugen, die in der Lage sind, die Verschiebung eines Organs in einem stark bezüglich der Vertikalen geneigten Bohrloch sicherzustellen. Darüber hinaus ist die Funktionsweise einer solchen Vorrichtung nicht reversibel und man kann deren Verschiebung nur in einer einzigen Richtung erhalten. Schließlich können die Strahlen zu einer Beschädigung der Wandung des Bohrlochs führen, wenn dieses durch eine Verrohrung nicht geschützt ist.

Aufgabe der Erfindung ist, eine Vorrichtung anzugeben, die die oben genannten Nachteile nicht aufweist und die die Verschiebung eines Elements in einer stark gegen die Vertikale geneigten Leitung ermöglicht, welche über

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horizontale Teile und selbst über Teile verfügen kann, wo die Verschiebung oder Bewegung der Vorrichtung entgegengesetzt zur Schwerkraft ist.

Nach der Erfindung umfaßt die Vorrichtung, die für die Verschiebung eines hiermit verbundenen Organs im Innern einer flüssigkeitsgefüllten Leitung sorgt, einen röhrenförmigen an seinen beiden Enden offenen Körper, der einen Querschnitt kleiner als dem der Leitung aufweist. Vor- * gesehen ist auch eine Motor-Pumpen-Gruppe, deren Einlaß- und Auslaßöffnung jeweils mit den beiden Enden des Körpers in Verbindung steht, wobei diese Motor-Pumpen-Gruppe für die Zirkulation des Fluids im Innern des Körpers sorgt; wenigstens eine elastische Hülse hüllt einen Teil des Körpers ein und begrenzt mit dieser einen dichten Ringraum;sowie Einrichtungen zum Blähen der Hülse sind vorgesehen.

Die Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß wenigstens eines der Enden der Hülse fest mit dem röhrenförmigen Körper verbunden ist und daß die Bläheinrichtungen so ausgebildet sind, daß sie für das Blähen der Hülse sorgen, bis ihr Durchmesser kleiner als der der Leitung ist.

Nach einer vorzugsweisen Ausführungs form hat die Motor-Pumpen-Gruppe eine reversible Arbeitsweise, die die Verschiebung der Vorrichtung in beiden Richtungen ermöglicht.

Nach einer zweckmäßigen Ausführungs form erfolgt das Blähen des oder der Hülsen selbsttätig auf den gewünschten Wert zum Anpassen an die Querschnittsänderungen der Leitung.

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Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Diese zeigen in

- den Figuren 1A und 1B jeweils schematisch den oberen und den unteren Teil einer Ausführungsform im Axialschnitt ;

- die Figuren 2 und 3 beispielsweise Ausführungsformen der elastischen Hülsen;

- Fig. 4 schematisch eine erste Ausführungsform der Einrichtungen für das selbsttätige Blähen der Hülsen;

- Fig. 5 eine andere Ausführungsform der Einrichtung für das selbsttätige Blähen der Hülsen; und

- Fig. 6 Modifikationen zur Ausführungsform der Fig.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird insbesondere eine Vorrichtung betrachtet, die die Verschiebung einer Meßsonde im Inneren eines Umlenkbohrlochs sicherstellt, d.h. eines Bohrlochs, von dem wenigstens ein Teil mit der Vertikalen einen beachtlichen Winkel einschließt.

Die Figuren 1A und 1B zeigen im Schnitt die Vorrichtung nach der Erfindung, die insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist. Die Vorrichtung wird beispielsweise verwendet, um in einem Bohrloch 2 eine strichpunktiert angedeutete Meßsonde 3 zu bewegen oder zu verschieben, im Folgenden "verschieben" genannt. Diese Sonde kann von an sich bekannter Art sein; das empfindliche Element ■ (von elektrischer, magnetischer, akustischer etc. Bauart) ist vom Sondenkörper oder von einem Organ getragen, das so ausgebildet ist, daß es in Kontakt mit der Wandung des Bohrlochs 2 kommt. Die Sonde 3 ist mit der Oberfläche über ein nicht dargestelltes Betätigungs- oder Trägerkabel verbunden, in welchem Energie- und Informationsübertragungsleitungen eingebaut sind. Diese Sonde bildet

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ORIGINAL INSPECTED

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keinen Teil der Erfindung und wird daher nicht genauer beschrieben.

Nach der dargestellten Ausführungsform wird die Vorrichtung 1 über ein Gewinde 4 am freien Ende der Sonde 3 befestigt.

Der Körper der Vorrichtung, deren Außendurchmesser kleiner als der Durchmesser der Bohrung 2 ist, setzt sich beispielsweise aus ein oder mehreren röhrenförmigen Elementen 1a, 1b, 1c ..., die stirnseitig miteinander verbunden sind, zusammen.

Im Innern des röhrenförmigen Körpers ist eine bei 5 schematisch angedeutete Motor-Pumpe-Gruppe vorgesehen. Der Pumpeneinlaß 6 steht mit dem Inneren des röhrenförmigen Körpers in Verbindung, während der Auslaß mit dem Ringraum in Verbindung steht, der zwischen der Bohrlochwandung 2 und der Vorrichtung 1 über öffnungen oder Schlitze 7 begrenzt ist, die im oberen Teil des Körpers ausgespart sind.

Im unteren Teil steht der röhrenförmige Körper über öffnungen 8 in Verbindung mit dem Bohrloch 2.

Der Körper der Vorrichtung 1 wird über einen Teil seiner Länge vo^ einer elastischen Membran oder einer Hülse umgeben, die auf einem Zwischenniveau zwischen den öffnungen 7 und 8 angeordnet ist. Vorzugsweise verwendet man, wie die Figuren 1A und 1B zeigen, Membranen 9 und 10, die unter Abstand zueinander, d.h. auf unterschiedlichen Niveaus, vorgesehen sind.

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An einem ihrer Enden ist die obere Membran 9 an einem Ring 11 durch irgend ein geeignetes Mittel, beispielsweise durch Vulkanisieren, befestigt. Der Ring 11 ist fest mit dem Körper der Vorrichtung 1 verbunden. Am anderen Ende ist die Hülse 9 fest mit einem Ring 12 verbunden, der axial längs des Körpers der Vorrichtung gleiten kann.

In ähnlicher Weise ist die Hülse 10 an einem Ende an einem am Körper der Vorrichtung 1 festen Ring 13 und am anderen Ende an einem Ring 14 befestigt, der längs des Körpers der Vorrichtung 1 gleiten kann.

Die Abdichtung zwischen den Ringen 12 und 14 und dem Körper der Vorrichtung 1 wird durch nicht dargestellte Dichtungsausbildungen sichergestellt.

Die Hülsen 9 und 10 begrenzen mit dem röhrenförmigen Körper dichte Ringräume, die jeweils mit den Bezugszeichen 15 und 16 versehen sind.

Wenn sie keinerlei äußerer Beanspruchung unterworfen sind, haben die Hülsen 9 und 10 eine im wesentlichen zylindrische Gestalt, deren Außendurchmesser merklich kleiner als der Durchmesser des Bohrlochs 2 ist. Nach der dargestellten Ausführungsform haben die Hülsen im Ruhezustand einen Außendurchmesser, der im wesentlichen gleich dem des röhrenförmigen Körpers ist, wie auf den linken Teilen dieser Figuren zu sehen ist.

Die Vorrichtung umfaßt auch Bläheinrichtungen, die es ermöglichen, den Außendurchmesser der Hülsen durch Einführen einer Flüssigkeit unter Druck in die Ringräume 15 und 16 zu erhöhen.

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Diese Bläheinrichtungen umfassen einen Speicher 19, der eine Flüssigkeit, wie beispielsweise öl, enthält. Dieser Speicher, der durch Arme 17 und 18 im Innern des Körpers der Vorrichtung gehalten ist, setzt sich aus einer durch ein Gehäuse 19b geschütztennachgiebigen Membran 19a zusammen. Das in dem Speicher enthaltene öl befindet sich so auf dem hydrostatischen Druck des das Bohrloch 2 füllenden Fluids.

Der Speicher 19 speist über eine Leitung 20 eine dichte Kammer 26, in der ein eine Pumpe 22 antreibender Motor 21 lagert, die vorzugsweise vom konstant liefernden Typ ist; zwei Zweiweg-Zweistellungsschieber 23 und 24 sind vorgesehen. Die Einlaßöffnung 25 für die Pumpe steht mit dem Innern der Kammer 26 in Verbindung. Die druckseitige Öffnung 27 der Pumpe 22 steht über eine Leitung 28 mit einer der Öffnungen des Schiebers 23 in Verbindung, dessen zweite Öffnung in Verbindung einerseits mit einer der Öffnungen des Schiebers 24 und andererseits mit den Ringräumen 15 und 16 über Leitungen 29 und 50 ist, von denen eine jede in einen der Ringräume 15 und 16 mündet. Die zweite Öffnung des Schiebers 24 steht in Verbindung mit dem Innern der Kammer 26.

Nicht dargestellte Kabel sorgen für die Energiespeisung der Motor-Pumpen-Gruppe 5 sowie des Motors 21 und ermöglichen die Steuerung der Schieber 23 und 24, bei denen es sich beispielsweise um Magnetventile handelt. Diese Kabel können in das Betätigungskabel der Sonde 3 eingebaut sein.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist unten angegeben. Die am Ende der Sonde 3 befestigte Vorrichtung 1 wird in das Bohrloch 2 eingeführt; die Hülsen 9 und 10 sind nicht, wie der linke Teil der Figuren 1A und 1B erkennen läßt, gebläht.

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Wenn die so gebildete Anordnung unter der Wirkung der Schwerkraft nicht weiter wandern kann, d.h., wenn die Neigung des Bohrlochs zu groß ist, werden die folgenden Operationen durchgeführt:

a) das Magnetventil 24 wird betätigt, um es in die Stellung zu bringen, in der jede Verbindung zwischen den beiden öffnungen unterbrochen wird;

b) man betätigt das Magnetventil 23, um die.beiden öffnungen in Verbindung zu setzen;

c) man speist die Anordnung 5, die das das Bohrloch füllende Fluid in der Richtung der in ausgezogenen Linien dargestellten Pfeile zirkuliern läßt; dieses Fluid dringt über die öffnungen 8 in den röhrenförmigen Körper der Vorrichtung, fließt dann durch die Pumpe 5 und wird über die Schlitze 7 in dem Ringraum zurückgedrückt, der zwischen der Wand des Bohrlochs 2 und der Vorrichtung 1 begrenzt ist, d.h. hinter den Hülsen 9 und 10 in Strömungsrichtung des Fluids im Innern des Körpers der Vorrichtung 1 gesehen und gleichzeitig

d) speist man den die Pumpe 22 betätigenden Motor 21 mit Energie; das durch die Pumpe angesaugte öl wird über den Schieber 23 und Leitungen 29 und 30 in die Ringräume 15 und 16 gesandt; somit erfolgt das Blähen der Hülse 9 und 10 (siehe rechten Teil der Figuren 1A und 1B); das Blähen wird fortgesetzt, bis die Hülsen einen Außendurchmesser aufweisen, der geringfügig kleiner als der des Bohrlochs 2 ist; die Hülsen verhalten sich dann wie Kolben, auf die der Druck des durch die Motor-Pumpen-Gruppe 5 gedrückten Fluids wirkt: die Vorrichtung wandert im Bohrloch vor; und

e) wenn die Hülsen, indem sie sich blähen, den gewünschten Durchmesser (wie unten angegeben) erreicht haben, wird das Magnetventil 23 durch Fernsteuerung in die Stellung gebracht, in der die Verbindung zwischen ihren beiden öffnungen unterbrochen wird; der Motor 21 wird nicht mehr mit Energie gespeist, was die Arbeitsweise der

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Pumpe 2 2 unterbindet.

Das zum Blähen der Hülse notwendige öl wird vom Reservoir 19 geliefert.

Das optimale Blähen der Membrane 9 und 10 hängt ab vom Durchmesser der Leitung, in welchem die Vorrichtung zirkuliert. Dieser ist leicht im Falle einer Leitung, beispielsweise einer Verrohrung.konstanten Durchmessers, zu bestimmen. Im Falle eines Bodenschichten durchsetzenden Bohrloches kann der Benutzer leicht dieses optimale Blähen bestimmen, was der maximalen Ablaufgeschwindigkeit des Betätigungs- und Speisekabels an der Oberfläche entspricht, an dem die Anordnung aus Vorrichtung 1 und Sonde 3 hängt.

Im Falle einer Diagraphiemeßsonde 3 werden die Messungen gewöhnlich durchgeführt, indem man die Sonde gegen die Oberfläche durch Ziehen am Betätigungskabel zurückholt. Damit dieser Vorgang ohne Schwierigkeiten durchgeführt werden kann, müssen die Hülsen entbläht werden. Man erhält dies, indem man den Schieber 24 betätigt, um ihn in die Stellung zu bringen, wo seine beiden Öffnungen in Verbindung stehen. Das in den Ringräumen 15 und 16 enthaltene öl strömt über die Kammer 26 in den Speicher 19, bis die Hülsen 9 und 10 ihre Ursprungslage wieder einnehmen. Bs ist jedoch möglich, die Verschiebung der Vorrichtung in der anderen Richtung sicherzustellen, indem man eine reversible Motor-Pumpen-Gruppe 5 verwendet, d.h., eine solche, die in der Lage ist, über die Öffnung 7 das das Bohrloch füllende Fluid anzusaugen, um es über die Öffnung 6 fortzudrücken.

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Die Hülsen sind aus einem elastischen Material, beispielsweise einem Elastomeren, gebildet und können über einen Teil ihrer Länge verstärkt sein, damit dieser Teil eine im wesentlichen zylindrische Form während des Blähens der Hülsen beibehält.

Diese Verstärkungen können durch wenigstens eine Schicht metallischer Drähte, die axial oder spiralförmig angeordnet sind, gebildet sein und die in der Dicke der Hülse 9 oder 10 versenkt sind, wie dies Fig. 2 erkennen läßt. Diese Verstärkungselemente können jedoch jede andere geeignete Gestalt aufweisen und können beispielsweise durch Stäbe 32 gebildet sein, die im Querschnitt die Form eines T aufweisen, von dem nur der in die Dicke der Hülse eindringende Teil am elastischen die Hülse bildenden Material, wie Fig. zeigt, haftet.

Modifikationen können im Rahmen der Erfindung ohne weiteres vorgenommen werden.

So ist es beispielsweise möglich, die Vorrichtung mit einem Durchmesserorgan 33 auszustatten, das gestrichelt in Fig. 1B dargestellt ist. Das Durchmesserorgan umfaßt ein Element, das längs wenigstens einer radialen Richtung verschiebbar ist, um mit der Wand des Bohrlochs in Kontakt zu kommen und so Örtlich den Bohrungsdurchmesser anzuzeigen. Diese Durchmessereinrichtung, die von an sich bekannter Art sein kann, ist nicht genauer beschrieben. Der Benutzer kann dann auf die Informationen dieser Durchmessereinrichtung zurückgreifen, um die Hülsen 9 und 10 auf den gewünschten Wert zu blähen.

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Taster» Fühler oder Meßwertgeber wie Dehnungsmeßstreifen, Drucktester, Einrichtungen zum Messen der Verschiebung des Rings 14 etc. können nach Eichung Verwendung finden, u» den Durchmesser der Blähung der Hülsen anzugeben.

In dem in den Figuren dargestellten Fall ist die Vorrichtung nach der Erfindung mit einer Diagraphiesonde verbunden; es ist jedoch möglich, die Vorrichtung 1 als Sondenkörper zu verwenden. Auch ist die Verwendung dieser Vorrichtung zur Verschiebung einer Diagraphiesonde nur beispielsweise dargestellt; die Vorrichtung kann Verwendung finden, um irgend ein beliebiges Organ zu bewegen oder zu verschieben, das man in der Leitung zirkulieren lassen will. In dem in den Figuren IA und 1B dargestellten Fall wird das zu verschiebende Organ zwischen das Betätigungskabel und die Vorrichtung nach der Erfindung zwischengeschaltet; es bleibt jedoch möglich, die Vorrichtung nach der Erfindung zwischen Betätigungskebel und zu verschiebendes Organ zwischenzuschalten.

Für den Fall, daß das System aus Motor 21 und Pumpe 22 nicht reversibel ist, kann das Magnetventil 23 fortfallen. Es ist auch möglich, es durch ein Rückschlagventil zu ersetzen.

Natürlich kann man die beiden Enden der Hülsen 9 und 10 am Körper der Vorrichtung befestigen; die Verformung dieser Hülsen wird dann allein aufgrund ihrer Elastizität möglich.

Die Blähung der Hülsen kann automatisiert werden, indent man einen Differentialdrucktaster 34 (Fig· 4) verwendet. Ein solcher Taster ist in der Technik wohl bekannt und erfordert keine genauere Beschreibung. Er ist beispielsweise

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von der CDPD genannten Art, die von der Firma SAINT CYR ELECTRO INDUSTRIE vertrieben wird.

Der Taster oder Meßwertgeber (frz.: capteur) wird verwendet, um die Druckdifferenz zwischen Eintritt und Austritt der Motor-Pumpen-Gruppe 5 zu messen. Er liefert ein für die Differenz des gemessenen Druckes repräsentatives Signal. Das Signal wird auf eine elektronische Steueranordnung 35 für Blähen und Entblähen der Hülsen 9 und 10 übertragen, d.h. eine Anordnung, die in der Lage ist, den Motor 21 der Pumpe 22 sowie die Schieber 23 und 24 zu steuern.

Die Steueranordnung 35 umfaßt Komparatoreinrichtungen des durch den Taster 34 gelieferten Signals mit zwei bestimmten Wertend P₁ und A P₂ > beispielsweise /\ P. <Ap₂.

Wenn das durch den Taster 34 erzeugte Meßwertsignal kleiner als der Schwellenwert AP₁ ist, so erarbeitet die Steueranordnung Ausgangssignale, die für das Schließen des Schiebers 24, das öffnen des Schiebers 23 und das Arbeiten des Motors 21 sorgen. Hieraus folgt dann das Blähen der Membrane 9 und 10.

Wenn das durch den Taster 34 gelieferte Meßsignal zwischen den Werten Λ V und ΔP- liegt, so erarbeitet die Steueranordnung Ausgangssignale, die für das Halten des Schiebers 24 in geschlossener Stellung, das Schließen des Schiebers 23 sowie das Stillsetzen des Motors 21 sorgen.

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Hat das Meßsignal einen Wert größer als den Schwellenwert A P₂> ^so liefert die Steueranordnung an ihren Ausgangsklemmen Signale, die für das öffnen des Schiebers 24, das Halten des Schiebers 23 in geschlossener Stellung sowie das Halten des Motors 21 in stillgesetzter Lage sorgen. Hieraus folgt ein Entblähen der Membrane 9 und 10.

Wenn auf diese Weise während der Verschiebung der Vorrichtung sämtliche vom Körper 1 getragene Hülsen sich in einer Zone des Bohrlochs mit einem Durchmesser, der wesentlich größer als der der Hülsen ist, befinden, so vermindert sich der Wert des Differentialdrucks unter den Wert A P-. ■ Das Blähen der Hülsen erfolgt wie oben angegeben.

Wenn beim Verschieben der Vorrichtung eine der Hülsen eine Bohrzone erreicht, deren Durchmesser kleiner als der der Hülsen ist, so steigt die vom Taster 34 gemessene Druckdifferenz über den Schwellenwert A P-; die Steueranordnung 35 sorgt für das Entblähen der Hülsen wie oben angegeben.

Die Werte A P₁ und A P₉ werden experimentell vom Techniker als Funktion der Kraft bestimmt, die notwendig ist, um die Vorrichtung in Bohrlöchern bekannten Durchmessers und bekannter Neigung zu verschieben.

Die Steueranordnung 35 ist beispielsweise vom Typ programmierter Mikroprozessor; die Arbeitsweise ist wie oben beschrieben und wird ausgelöst bei Empfang eines Inbetriebsetzungssignals A, das vom Benutzer ausgelöst wird, beispielsweise beim Einschalten der Motorpumpengruppe 5. Man kann ebenfalls aus Sicherheitsgründen

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einen schematisch bei 36 in Fig. 1B dargestellten Detektor vorsehen, der ein für den Durchmesser einer der Hülsen repräsentatives Signal liefert, wobei dieser Detektor das Blähen der Hülsen unterbricht, wenn sie ihren Maximaldurchmesser 0_M erreicht haben.

Fig. 5 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der automatischen Betätigung beim Blähen der Hülsen 9 und 10.

Verwendet wird eine Steueranordnung 37 für Blähen und Entblähen der Hülsen, die beispielsweise vom Typ Mikroprozessor ist, der zweckmäßig programmiert ist, um die Arbeitsweise des Motors 21 sowie der Schieber 23 und 24 zu steuern.

Diese Anordnung empfängt Signale, die von der Durchmesseranordnung 33 geliefert werden, die den Bohrdurchmesser vor der Hülse 10 und benachbart dieser mißt und durch den Detektor 36, der ebenfalls vom Typ Durchmessereinrichtung ist und der den Blähungsdurchmesser einer der Hülsen mißt, wobei die beiden Hülsen gleiche Verformungscharakteristiken aufweisen.

Die Arbeitsweise der Steueranordnung 37 wird ausgelöst bei Empfang eines Signals A, das gleichzeitig beim Einschalten der Motorpumpe 5 erzeugt wird.

Die Durchmessereinrichtung 33 gibt den Wert des Bohrungsdurchmessers D an; die Anordnung 37 liefert an ihren Ausgängen Signale, die für das Schließen des Schiebers 24, das öffnen des Schiebers 23 und das Arbeiten des Motors 21 sorgen. Das Blähen der Hülsen wird fortgesetzt, bis der Taster 36 ein für einen bestimmten

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Wert d des Durchmessers der Hülsen repräsentativen Wert gleich D - £ liefert, wobei £ ein bestimmter in der Steueranordnung 37 angezeigter Wert ist. Dieser Wert £ wird vom Techniker so gewählt, daß die auf die Vorrichtung ausgeübte Kraft in der Bohrung für deren Verschiebung sorgt.

Wenn der Wert des vom Taster 36 gemessenen Durchmessers gleich dem Wert d = D - £ ist, so liefert die Steuergruppe 27 Ausgangssignale, die den Schieber 24 geschlossen halten und den Schieber 23 schließen und den Motor 21 stillsetzen.

Wenn während der Verschiebung die Vorrichtung eine Zone verminderten Durchmessers erreicht, gibt die Durchmessereinrichtung 33 einen neuen Wert an und die Steueranordnung 37 liefert Signale, die den Motor 21 in seiner stillgesetzten Lage und den Schieber 23 in der geschlossenen Stellung halten und den Schieber 24 öffnen. Hieraus folgt ein Entblähen der Hülsen, das sich fortsetzt, bis die Anzeige des Tasters 36 vo neuem gleich der Anzeige der Durchmessereinrichtung 33 vermindert um den Wert £ ist. In diesem Augenblick liefert die Steueranordnung 37 ein Signal, das zum Schließen des Schiebers 24 führt.

Wenn während der Verschiebung die Vorrichtung eine Zone von einem Durchmesser größer als dem Blähungsdurchmesser der Hülsen erreicht, zeigt die Durchmessereinrichtung 33 einen neuen Wert an; die Steueranordnung 37 erzeugt Austrittssignale, die den Schieber 24 geschlossen halten, den Schieber 23 öffnen und den Motor 21 betätigen. Man sorgt so für das Blähen der Hülsen, das sich fortsetzt, bis die Anzeige des Tasters 36 von neuem gleich dem der

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Durchmessereinrichtung 33, vermindert um den Wert ^. ist. In diesem Augenblick hört die Steueranordnung 37 mit dc;m Blähen der Hülsen auf, indem der Motor .21 stillgesetzt und der Schieber 23 von neuem geschlossen wird.

FIg. 6 zeigt Modifikationen, die an der selbsttätigen Steueranordnung der Hülsen vorgenommen werden können.

Im allgemeinen mißt man während der Herstellung einer Bohrung den Durchmesser des gebohrten Loches als Funktion der Tiefe. Diese Messungen können dann in einem Speicher der Steueranordnung 37 aufgezeichnet werden. Die Durchmessereinrichtung 33 fällt weg und ein Taster 38, der beispielsweise das Vorbeilaufen des Kabels, an der die Vorrichtung hängt, an der Oberfläche mißt, zeigt die durch die Vorrichtung erreichte Tiefe an. Der Wert entsprechend dem Durchmesser des Bohrlochs wird dem Speicher entnommen; Blähen und Entblähen der Hülsen erfolgt wie vorher angegeben,

Nach einer abgeänderten Ausführungs form erfolgt das selbsttätige Blähen der Hülsen 9 und 10 erst,wenn die Vorrichtung allein unter der Wirkung der Schwerkraft nicht mehr vorrücken kann. In diesem Falle verwendet man einen Taster 39 für das Messen der Spannung in dem die Vorrichtung mit der Oberfläche verbindenden Kabel. Dieser Taster liefert ein Signal, der das Arbeiten der Vorrichtung 37 möglich macht, wenn die Spannung im Kabel kleiner als ein vorbestimmter Wert T₁ wird, d.h., wenn das Kabel entspannt ist. Wenn darüber hinaus die im Kabel gemessene Spannung größer als ein vorbestimmter Wert T₂, wenigstens entpsrechend der Kraft ist, die durch das. Arbeiten der Vorrichtung allein ausgeübt wird, sorgt die Anordnung 37 für das vollkommene Entblähen der Hülsen 9 10 vor dem Unterbrechen seiner Arbeitsweise. Die Vorrich-

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tung kann sich dann unter der Wirkung der Schwerkraft verschieben oder bewegen.

Der Wert T_ kann bestimmt werden, indem man die Druckdifferenz A P zwischen Einlaß und Auslaß der Pumpengruppe 5 mißt sowie den Blähungsdurchmesser der Hülsen. Es gilt dann

wobei 0_M den Blähungsdurchmesser der Hülsen und 0p der Durchmesser des Körpers der Vorrichtung ist.

Wie vorher und aus Gründen der Sicherheit wird das Arbeiten der Anordnung 37 unterbrochen, wenn der Taster

36 ein Signal gleich dem maximalen Blähungsdurchmesser der Hülsen liefert, wobei dieser Wert in der Anordnung

37 eingestellt bzw. angezeigt wird.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zum Bewegen eines mit ihr verbundenen Organs (3) im Innern einer fluidgefüllten Leitung (2), mit einem röhrenförmigen an seinen beiden Enden offenen Körper von einem Querschnitt kleiner als dem der Leitung (2); Einrichtungen (5), die das Fluid im Innern des röhrenförmigen Körpers derart zirkulieren lassen, daß das Fluid über ein Ende (8) des Körpers eintritt und am anderen Ende (7) herausgedrückt wird, wobei diese Einrichtungen eine Motor-Pumpen-Gruppe (5) aufweisen, deren Einlaßöffnung und Auslaßöffnung jeweils in Verbindung mit den beiden Enden des röhrenförmigen Körpers stehen, wenigstens einer elastischen Hülse (9, 10), die einen Teil des Körpers (1a - 1c) umhüllt und mit diesem einen dichten Ringraum (15 - 16) begrenzt und Einrichtungen zum Blähen (19 - 30) der Hülse (9 - 10), dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens eines (11, 13) der Enden (11 - 12 - 13 - 14) d^raHülsQa f%β&»nvit dem röhrenförmigen

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P(JSTSCHEIiKKONTO MÜNCHEN 1990 20-80

CHSEL-BANK MÜNCHEN 3 240 000 880

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Körper (1a - 1c) verbunden ist und daß die Bläheinrichtungen so ausgebildet sind, daß sie das Blähen der Hülse (9 - 10) sicherstellen, bis deren Außendurchmesser einen Wert erreicht, der geringfügig kleiner als der der Leitung ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Motor-Pumpe-Gruppe (5) über eine reversible Arbeitsweise verfügt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Bläheinrichtungen (19 - 30) einen Flüssigkeitsspeicher (19) mit wenigstens einer verformbaren Wandung (19a) und einer Motor-Pumpen-Gruppe (21 - 22) umifassen, wobei die .Pumpeneinlaßöffnung (25) direkt mit dem Speicher (19) und die druckseitige öffnung (27) mit einem hydraulischen Kreis (23, 28, 29, 30) in Verbindung steht, der den Ringraum (15 - 16) speist und daß ferngesteuerte Einrichtungen (24) vorgesehen sind, die sequentiell direkt den Ringraum (15 - 16) mit dem Flüssigkeitsspeicher (19) verbinden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die ferngesteuerten Einrichtungen gebildet werden durch ein Magnetventil (24) mit zwei Stellungen, von denen die eine den Ringraum (15, 16) direkt mii" dem Speicher in Verbindung setzt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der hydraulische Kreis ein Organ der Rückschlagventilbauart umfaßt, das die Flüssigkeitszirkulation in der das Blähen der Hülse sicherstellenden Richtung ermöglicht.

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6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch mehrere den Körper der Vor-· richtung umgebende Hülsen (9, 10), wobei die Hülsen parallel durch den hydraulischen Kreis gespeist sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Organ (33) zum Messen des Durchmessers der Leitung anströmseitig vor der elastischen Hülse (9, 10), in Fortschrittsrichtung der Vorrichtung in der Leitung gesehen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch selbsttätige Einrichtungen (33 - 39) zur Steuerung der ßläheinrichtungen (19 30).

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß diese selbsttätigen Steuereinrichtungen (33 - 39) einen Differentialdruckdetektor (34) umfassen, der die Druckdifferenz zwischen Eintritt und Austritt der Motor-Pumpen-Gruppe (5), die das Fluid im Innern des röhrenförmigen Körpers zirkulieren läßt, mißt; und eine Steueranordnung (35), welche die Bläheinrichtungen (19 - 30) betätigen, um das Blähen der Hülsen (9, 10) sicherzustellen, solange die durch den Differentialdruckdetektor (34) gemessene Druckdifferenz kleiner als ein vorbestimmter Wert Δ P₁ ist und um das Entblähen der Hülsen (9, 10) sicherzustellen, wenn die durch den Detektor (34) gemessene Druckdifferenz größer als ein zweiter bestimmter Wert A P₀ größer als der Druck ^ P₁ ist, wobei die

Li I

Steueranordnung (35) die Wirkung der Bläheinrichtungen (19 - 30) unterbricht, wenn die vom Detektor (34) gemessene Druckdifferenz zwischen den beiden vorbestimmten Werten Λ ^pi und 4 P₂ liegt.

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-A-

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 und 8, gekennzeichnet durch einen den Blähungsdurchmesser der Hülsen (9, 10) messenden Detektor (36) sowie eine Steueranordnung (37), welche die Bläheinrichtungen (19 - 30) betätigt, bis die Anzeige des Detektors (36) für den Blähungsdurchmesser der Hülsen (9, 10) gleich der Anzeige des Durchmessermeßorgans (33) der Leitung, vermindert um einen vorbestimmten Wert (£ )j ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen den Blähungsdurchmesser der Hülsen (9, 10) messenden Detektor (36), einen die Stellung der Vorrichtung in der Leitung bestimmenden Detektor (38) sowie eine Steueranordnung (37), in welcher die Werte des Durchmessers der Leitung als Funktion ihrer Länge aufgezeichnet sind, wobei die Steueranordnung die Bläheinrichtungen (19 - 30) betätigt, bis die Anzeige des Detektors (36) für den Blähungsdurchmesser der Hülsen (9, 10) gleich der aufgezeichneten Anzeige des Durchmessers der Leitung am betrachteten Ort, vermindert um einen vorbestimmten Wert (E^ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, mit der Oberfläche über ein Kabel verbunden, gekennzeichnet durch einen Detektor (39) für die Spannung im Kabel, wobei der Detektor das Arbeiten der Steueranordnung (37) zuläßt, wenn die Spannung im Kabel niedriger als ein erster vorbestimmten Wert T₁ ist und das Arbeiten der Steueranordnung (37) unterbricht, wenn die Spannung im Kabel größer als ein zweiter vorbestimmter Wert T₉, größer als der erste, ist.

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ORIGINAL INSPECTED