DE3242905A1

DE3242905A1 - Geraet zum messen des druckes in einem bohrloch

Info

Publication number: DE3242905A1
Application number: DE19823242905
Authority: DE
Inventors: Neal Gregory 73533 Duncan Okla. Skinner
Original assignee: Halliburton Co
Current assignee: Halliburton Co
Priority date: 1981-12-02
Filing date: 1982-11-20
Publication date: 1983-06-16
Also published as: CA1189726A; GB2110743B; AU9103382A; NL8204619A; NO824021L; IT8224567A1; GB2110743A; BR8206944A; IT1154604B; US4426882A; IT8224567A0; AU551050B2

Description

DIPL.-PHYS. JÜRCjEN WEISSE 3242905

Patentanwalt · europAaVj patent attorney¹

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Patentanmeldung

Ba12iburton Company, Duncan Oklahoma, USA

Gerät zum Messen des Druckes in einem Bohrloch 15

Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Messen des Druckes in einem Bohrloch mit einer Bohrlocheinheit, die zur

Beaufschlagung mit dem Bohrlochdruck in das Bohrloch 20 absenkbar ist.

Beim Bohren und beim Betrieb eines Bohrlochs ist es erforderlich, die im Bohrloch herrschenden Zustände

wie Temperatur und Druck zu überwachen, um daraus 25

Informationen über die Natur des Bohrlochs, beispielsweise zur Klärung der Frage, ob mit einer Förderung aus dem Bohrloch gerechnet werden kann, zu erhalten. Ein spezieller Zustand, der vorzugsweise überwacht wird,

ist der Bohrlochdruck, der über Zeitabschnitte gemessen 30

wird, während welcher das Bohrloch abwechselnd offen ist, so daß eine Strömung stattfindet, oder abgesperrt wird, so daß eine Strömung verhindert wird. Dieser Zustand wird mittels einer Bohrstrangprüfung bestimmt,

die in bekannter Weise unter Verwendung eines Bourdonob

rohrs durchgeführt wird. Auf diese Weise kann eine

BAD ORIGINAL

14

Aufzeichnung gewonnen werden, in welcher der Druck über der Zeit dargestellt ist.

Ein Nachteil dieser Bourdonrohr-Technik besteht darin, 5

daß während der. Druckmessung keine Anzeige in realer Zeit, d.h. keine momentane Anzeige des gemessenen Drucks an der Erdoberfläche zur Verfügung steht. Eine Anzeige in realer Zeit ist erforderlich, damit eine Person an der Bohrstelle schnell weiß, was während der PrüfZeitabschnitte unten im Bohrloch geschieht. Dieser Nachteil tritt deshalb auf, weil bei der Durchführung einer Bohrstrangprüfung unter Verwendung der Bourdonrohr-Technik ein Gerät mit einem unbeschriebenen Aufzeichnungsträger und ein Bourdonrohr-Instrument in das

Bohrloch abgesenkt wir, die Strömung aus dem Bohrloch

abwechselnd freigegeben und abgesperrt wird, so daß auf dem Aufzeichnungsträger ein Druck-Über-Zeit-Diagramm aufgezeichnet wird, und dann das Gerät aus dem Bohrloch herausgezogen wird und der Aufzeichnungsträger zu einem Zeit-20

punkt, der relativ beachtlich nach dem tatsächlichen Zeitpunkt der Messung und der Aufzeichnung des Diagramms liegt, analysiert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät 25

zur Messung von Zuständen in einem Bohrloch zu schaffen, welches die Informationen im Zeitpunkt der Messung an der Erdoberfläche liefert.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im 30

Kennzeichen des Patentanspruchs 1 aufgeführte Ausbildung des Geräts gelöst.

Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert:

Fig. 1A bis 1H bilden zusammen eine schematische,

teilweise geschnittene Seitenansicht der Bohrlocheinheit eines Geräts zum

Messen des Druckes in einem Bohrloch.

Fig. 2 ist eine vergrößerte Teilansicht der in Fig. 1B dargestellten ersten und zweiten elektrischen Verbindungsmittel.

Fig. 3 ist ein Schnitt längs Linie 3-3 in Fig. 1E.

Fig. 4 ist ein Schnitt längs Linie 4-4 in

Fig. 1E.

Fig. 5 ist ein Schnitt Längs Linie 5-5 in

Fig. 1F. .

Fig. 6 ist ein Schnitt längs Linie 6-6 in Fig. 1F.

Fig. 7 ist eine ebene Darstellung eines einen

Teil des Gehäuses bildenden Speichergehäuseabschnitts und zeigt vier darin angeordnete Kanäle.

Fig. 8 ist eine Seitenansicht eines J-Schlitzgliedes zur Verankerung des Geräts in einem Rohrstrang.

Fig. 9 ist eine schematische Darstellung des Geräts in einem Bohrloch.

Die bevorzugte Ausführungsform enthält eine an der Erdoberfläche angeordnete Steuereinrichtung 2 und eine Bohrlocheinheit 4, wie schematisch in Fig. 9 dargestellt ist. Die Bohrlocheinheit 4 ist ein Gerät, das an einem Kabel in ein Bohrloch 6 abgesenkt werden kann und den Bohrlochdruck und andere Bohrlochzustände wie die Temperatur erfaßt und überwacht.

Die Steuereinrichtung 2 ist außerhalb des Bohrlochs 6 angeordnet. Sie enthält eine Anzeigeeinrichtung, welche aufgrund elektrischer Signale, die dem von der Bohrlocheinheit 4 gemessenen Druck entsprechen, den gemessenen Druck anzeigt. Die Anzeigemittel zeigen auch andere Zustände an, die von der Bohrlocheinheit 4 gemessen werden. Die Steuereinrichtung 2 enthält weiterhin Einrichtungen zur Erzeugung elektrischer Steuersignale, welche die Bohrlocheinheit steuern. Die Steuereinrichtung 2 besteht aus bekannten, in bekannter Weise zusammengebauten Bauteilen. Die Steuereinrichtung ist mit der Bohrlocheinheit 4 mittels eines Kabels 8 verbunden, wie in Fig. 9 dargestellt ist. Die zwischen

der Steuereinrichtung 2 und der Bohrlocheinheit 4 übertragenen elektrischen Signale werden über das Kabel 8 geleitet.

Die bevorzugte Ausführungsform der Bohrlocheinheit 4 ist in den Figuren 1 bis 8 dargestellt. Die Figuren 1A bis 1H zeigen, daß die bevorzugte Ausführungsform der

Bohrlocheinheit 4 ein Gehäuse mit vier Abschnitten aufweist. Diese vier Abschnitte sind ein Steuergehäuseabschnitt 10, der in den Figuren 1A und 1B dargestellt ist, ein Meßgehäuseabschnitt 12, der in den Figuren 1B und 1C dargestellt ist, ein Speichergehäuseabschnitt 14, der in den Figuren 1C bis 1F dargestellt ist, und ein Prüfgehäuseabschnitt 16, der in den Figuren 1F bis 1H dargestellt ist.

Der in den Figuren 1A und 1B dargestellte Steuergehäuseabschnitt 10 enthält ein Steuergehäuse, welches bei der bevorzugten Ausführungsform einen oberen Steuergehäuseteil 18 und ein Kupplungsglied 22 enthält, das mit dem oberen Steuergehäuseteil 18 und dem Meßgehäuseabschnitt 12 verschraubt ist. Der obere Steuergehäuseteil 18 weist einen hohlen Innenbereich auf, in welchem eine Signalübertragungseinrichtung und eine Steuersignalschaltung angeordnet sind. Die Signalübertragungseinrichtung enthält elektrische Schaltungen zur Fernübertragung eines der Höhe des gemessenen Druckes oder anderen Zuständen entsprechenden Signals. Insbesondere wird dieses Signal zu der Steuereinrichtung übertragen und beaufschlagt die Anzeigevorrichtung. Die Signalübertragungseinrichtung überträgt die Signale, welche die gemessenen Zustände darstellen, im Multiplexbetrieb zu der Steuereinrichtung 2.

Die Signalübertragungseinrichtung 24 ist in Fig. 1A durch eine erste Leiterplatte dargestellt, die in geeigneter Weise in dem hohlen Innenbereich des oberen Steuergehäuseteils 18 gehaltert ist. Auf der ersten Leiterplatte 24 sind geeignete elektronische Bauteile angeordnet zum Empfang elektrischer Signale von dem

Meßgehäuseabschnitt 12 über einen elektrischen Leiter 26, 35

der durch einen im Kupplungsglied 22 gebildeten Leiterkanal geführt ist, Der elektrische Leiter 26 endet am Ende des Kupplungsglied 22 in einem Bananenstecker 28, der mittels eines Isolators 30 in dem Kupplungsglied gehalten ist. Der Bananenstecker stellt eine elektrische Verbindung mit einem (nicht dargestellten) dazu passenden Element her, das in dem Meßgehäuseteil 12 angeordnet ist. Die Elektronikschaltungen der Signalübertragungseinrichtung enthalten bei der bevorzugten Ausführungsform auch geeignete Fühler zum Messen der Temperatur und zur Fernübertragung eines die Temperatur darstellenden Signals.

Die Steuersignalschaltung enthält elektrische Schaltungen zur Erzeugung elektrischer Steuersignale, welche, wie unten beschrieben, Bauteile in dem Speichergehäuseabschnitt 14 steuern. In Fig. 1A ist die Steuersignalschaltung als Leiterplatte 32 dargestellt, die in geeigneter Weise im Inneren des hohlen .Innenbereichs des oberen Steuergehäuseteiles 18 gehaltert ist. Die elektrischen Schaltungen der Steuersignalschaltung enthalten eine Stromversorgung und eine Schaltlogik zur Steuerung der unten beschriebenen Bauteile in dem Steuergehäuseabschnitt 14. Diese Steuerung wird mittels elektrischer Signale erzielt, die über eine elektrische Leitung 34 übertragen werden, welche durch einen zweiten in der Kupplung 22 vorgesehenen Leitungskanal geführt ist. Die Leitung 34 endet in der Nähe des äußeren Umfanges des Kupplungsglieds 22 an elektrischen Verbindungsmitteln

Die elektrischen Verbindungsmittel 36 geben elektrischen Kontakt mit anderen elektrischen Verbindungsmitteln 38,

die dem Meßgehäuseabschnitt 12 zuaeordnet sind. Dieser :

elektrische Kontakt wird so hergestellt, daß ein elektrisches Signal über die Verbindungsmittel 36 und 38 und weiter zu einem unten noch beschriebenen Bauteil

des Speichergehäuseabschnitts 14 übertragen werden kann. 5

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, enthalten die elektrischen Verbindungsmittel 36 der bevorzugten Ausführungsform ein elastisches Glied 40, das lösbar in einer Nut am äußeren Umfang des Verbindungsglieds 22 angeordnet ist. ® Das elastische Glied 40 hat eine Außenfläche 42, die einem darübergreifenden Teil des Meßgehäuseabschnitts 22 zugewandt ist. Längs der Außenfläche 42 ist ein elektrischer Leiter 44 angeordnet. Das elastische Glied 40 ist bei der bevorzugten Ausführungsform als Außenring aus SiIi-

kongummi ausgebildet ist, der lösbar um das Verbindungsglied 22 herum gehaltert ist, mittels eines Federringes, der die bevorzugte Ausführung des elektrischen Leiters darstellt. Diese Konstruktion der elektrischen Verbindungsmittel 36 gestattet einen leichten Austausch

dieser Verbindungsmittel etwa in ähnlicher Weise wie bei einem O-Ring. Es gestattet einen leichten Ersatz für Wartungs- und andere Zwecke.

Wie in den Figuren 1B und 1C dargestellt ist, enthält

der Meßgehäuseabschnitt 12 ein Meßgehäuse mit einer Wandung 46, die eine Innenfläche 48 besitzt, welche einen Hohlraum 50 bildet* In der Wandung 46 ist ein Leitungskanal 52 gebildet, durch welchen eine

elektrische Leitung 54 von den elektrischen Verbindungs-30

mitteln 38 zu anderen elektrischen Verbindungsmitteln 5 6 geführt ist, die in Fig. 1C dargestellt sind.

Die Wandung 56 bildet das Meßgehäuse, durch welches sich

ein Prüfdruckkanal 58 von dem Hohlraum 50 zu einer Nut 35

erstreckt, die längs des äußeren Umfangs des Meßgehäuses

vorgesehen ist. Der Prüfdruckkanal 58 erstreckt sich auch zu einem Anschluß, der durch einen Stopfen 62 abgeschlossen ist. Ein Stopfen 64 schließt einen anderen Anschluß ab, der den Prüfdruckkanal 58 anschneidet, wie auch in Fig. 1C dargestellt ist. Der von dem Stopfen 64 bewirkte Abschluß wird mittels eines O-Rings 65 druckmitteldicht gemacht.

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, enthalten die dem Meßgehäuse zugeordneten elektrischen Verbindungsmittel ein elastisches Glied 66, welches bei der bevorzugten Ausführungsform einen Innenring bildet, der lösbar in einer Innennut der Wandung 4 6 angeordnet ist. Das elastische Glied 66 besitzt eine Innenfläche 68, die den Teilen des Steuergehäuseabschnitts 10 zugewandt ist, wenn das Kupplungsglied 22 und das Steuergehäuse miteinander verbunden sind. Längs der Innenfläche des elastischen Glieds 66 ist ein elektrischer Leiter vorgesehen, der in Kontakt mit dem elektrischen Leiter 44 der elektrischen Verbindungsmittel 36 ist, wenn das Kupplungsglied 22 und das Meßgehäuse miteinander verbunden sind. Wie bei den elektrischen Verbindungsmitteln 36 besitzen auch die elektrischen Verbindungsmittel 38 der bevorzugten Ausführungsform ein elastisches Glied 66 aus Silikon-Gummi, das in der Nut der Wandung 4 6 gehalten wird, so daß es in ähnlicher Weise wie ein 0-Ring leicht ausgewechselt werden kann. Die elektrischen Verbindungsmittel 38 erhalten das von der Steuersignalschaltung auf der Leiterplatte 32 über die elektrischen Verbindungsmittel 36 übertragene Steuersignal und leiten dies über die Leitung zu dem Speichergehäuseabschnitt 14 weiter.

Wie in den Figuren 1B und 1C dargestellt ist, sitzt in dem Hohlraum 50 ein Druckfühler zur Messung des Druckes in dem Bohrloch. Der zu messende Druck wird

über einen Kanal 58 auf den Hohlraum 50 gegeben. Der Hohlraum 50 erhält den Druck sowohl wenn die Bohrlocheinheit eine Druckmittelströmung zuläßt als auch wenn die Bohrlocheinheit eine Druckmittelströmung verhindert, wie unten noch beschrieben wird. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist der Druckfühler 72 ein bekannter Quarz-Druckfühler.

Statt eines einfachen Druckfühlers kann auch eine kombinierte Vorrichtung vorgesehen sein, die sowohl Druck als auch Temperatur mißt, so daß ein Temperaturfühler in dem Steuergehäuseabschnitt 10 entfallen kann.

Die bevorzugte Ausführungsform des Speichergehäuseabschnitts 14 ist in den Figuren 1C bis 1F dargestellt. Der Speichergehäuseabschnitt 14 enthält ein Speichergehäuse mit einer Wandung 74, deren Innenfläche 76 die seitlichen Begrenzungen eines Hohlraums bildet, welcher drei Kammern enthält. Diese drei Kammern sind eine Druckgaskammer 78 zur Aufnahme eines Druckgases, eine Arbeitsdruckmittelkammer 80 zur Aufnahme eines Arbeitsdruckmittels und eine Druckmittelspeicherkammer Bei der bevorzugten Ausführungsform nimmt die Druckgaskammer Stickstoff auf. Die Antriebsdruckmittelkammer wird mit Hydrauliköl gefüllt. Die Druckmittelspeicherkammer stellt bei der bevorzugten Ausführungsform einen Niederdruckspeicher für Hydrauliköl dar.

In der Wandung 74 des Speichergehäuseabschnitts 14 sind vier Kanäle gebildet, wie in Fig. 7 dargestellt ist. Ein Kanal ist ein erster Speicherkanal 84, der in der Wandung 74 so gebildet ist, daß er umschaltbar das Antriebsdruckmittel entweder aus der Antriebsdruckmittelkammer 80 auf den Prüfgehäuseabschnitt 16 oder von dem Prüfgehäuseabschnitt 16 zu der Druckmittelspeicherkammer 82 leitet. Der erste Speicherkanal 84 hat

ein erstes Ende, welches durch die Innenfläche der Wandung 84 über einen Anschluß 86 mündet, der im Abstand zwischen der Druckmittelspeicherkammer 82 und einem ersten Ende des Speichergehäuseabschnitts 14 liegt. Der erste Speicherkanal 84 hat ein zweites Ende, welches in der Außenfläche der Wandung 74 mittels eines Anschlusses 88 mündet, der zwischen einem zweiten Ende des Speichergehäuseabschnitts 14 und der Druckgaskammer liegt.

Ein weiterer Kanal ist ein zweiter Speicherkanal 90, der in der Wandung 74 so gebildet ist, das er umschaltbar das Antriebsdruckmittel von dem Prüfgehäuseabschnitt 16 auf die Druckmittelspeicherkammer 82 leitet, wenn der erste Speicherkanal 84 das Antriebsdruckmittel aus der Antriebsdruckmittelkammer 80 auf den Prüfgehäuseabschnitt 16 leitet, oder das Antriebsdruckmittel aus der Antriebsdruckmittelkammer 80 auf den Prüfgehäuseabschnitt 16 leitet, wenn der erste Speicherkanal 84 das Antriebsdruckmittel aus dem Prüfgehäuseabschnitt 16 auf die Druckmittelspeicherkammer 82 leitet. Der zweite Speicherkanal 90 mündet an einem ersten Ende in der Innenfläche der Wandung 74 in einem Anschluß 92, der im Abstand zwischen der Druckmittelspeicherkammer 82 und dem ersten Ende des Speichergehäuseabschnitts liegt. Bei der bevorzugten Ausführungsform liegt der Anschluß 92 in einem größeren Abstand von dem ersten Ende als der Anschluß 86. Der zweite Speicherkanal mündet in der Außenfläche der Wandung 74 in einem

anderen Anschluß 94, der im Abstand zwischen dem zweiten Ende des Speichergehäuseabschnitts 14 und der Druckgaskammer 78 liegt. Der Anschluß 94 ist weiter von dem zweiten Ende des Speichergehäuseabschnitts 14

entfernt als der Anschluß 88.
35

Ein dritter Kanal ist ein Antriebsdruckmittelkanal 96, der in der Wandung 74 gebildet ist und Antriebsdruckmittel aus der Antriebsdruckmittelkammer 80 entweder auf den ersten Speicherkanal 84 oder den zweiten Speicherkanal 90 leitet. Bei der bevorzugten Ausführungsform steht das Antriebsdruckmittel unter relativ hohem Druck. Daher kann der Kanal 96 auch als Hochdruckkanal bezeichnet werden. Der Kanal 96 mündet an einem ersten Ende in der Innenfläche der Wandung 74 in einem Anschluß 98, der im Abstand zwischen den Anschlüssen 86 und liegt. Der Kanal 96 mündet an einem zweiten Ende in der Innenfläche der Wandung 74 über einen anderen Anschluß 100 in die Antriebsdruckmittelkammer 80. Ein weiterer Kanal ist ein Prüfdruckkanal 102, der ein erstes Ende besitzt, welches in der Innenfläche der Wandung 74 über einen Anschluß 104 mündet, der mit der Nut 60 des Meßgehäuseabschnitts 12 in Verbindung steht. Der Prüfkanal 102 mündet auch in der Innenfläche der Wandung 74 über einen Anschluß 106, der in einem größeren Abstand von dem zweiten Ende des Speichergehäuseabschnitts 14 liegt als sowohl der Anschluß als auch der Anschluß 94. Der Anschluß 106 mündet in einem zentral angeordneten Hohlraum 108, der sich von dem zweiten Ende des Speichergehäuseabschnitts

²^ her in die Wandung 74 erstreckt. Der Prüfdruckkanal ist in der Wandung 74 gebildet, um den Bohrlochdruck von dem Prüfgehäuseabschnitt 16 zu dem Meßgehäuseabschnitt 12 zu leiten.

Bei der bevorzugten Ausführungsform ist jeder der vier Kanäle dadurch hergestellt, daß in die Wandung Nuten eingefräst oder sonstwie eingebracht sind, die sich von der Außenfläche der Wandung 74 nach innen erstrecken. Oberhalb der anfänglichen Nuten sind versenkte Nuten gebildet, und in den versenkten Nuten sind durch geeignete Mittel, z.B. durch Schweißen, Verschlußglieder befestigt. Diese Konstruktion ist in den

Figuren 3 bis 6 dargestellt. Die vier Kanäle sind

schematisch in Figur 7 dargestellt, in welcher die dick ausgezogenen Linien, welche die Kanäle begrenzen, die versenkten Verschlußglieder darstellen. 5

Wie in den Figuren 3 bis 6 dargestellt ist, sind der erste Speicherkanal 84, der zweite Speicherkanal 90 und der Prüfdruckkanal 102 gegeneinander um Winkel von etwa 120 versetzt und in der Nähe des äußeren Umfangs des im wesentlichen zylindrischen Speichergehäuses angeordnet. Der Antriebsdruckmittelkanal 96, der in den Figuren 3 und 4 erscheint, liegt im Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Speicherkanal und ist gegen diese um ungefähr 60 winkelversetzt. Um Druckmittel in die Kanäle einzufüllen oder aus diesen abzulassen sind geeignete Anschlüsse und Verschlußstopfen vorgesehen, wie in den Figuren 3,5 und 6 dargestellt ist. In Fig. 4 ist ein Halterungsmittel dargestellt.

Fig. 3 zeigt einen Stopfen 110, der einen von der DruckmittelSpeicherkammer 82 ausgehenden Entleerungsanschluß verschließt. Der Stopfen 110 trägt einen 0-Ring 111, um eine druckmitteldichte Abdichtung zu erreichen.

Fig. 4 zeigt einen Haltestift 112 und einen Haltestift 114, die verwendet werden, um ein Trennelement 116 in dem Hohlraum des Speichergehäuseabschnitts 14 zu halten. Das Trennelement 116 bildet die Grenze zwischen der ^ou Druckmittelspeicherkammer 82 und der Antriebsdruckmittelkammer 80. Das Trennelement 116 liefert eine druckmitteldichte Begrenzung mittels der 0-Ringe und Stützglieder, die in Fig. 1D und 1E dargestellt sind.

Fig. 5 zeigt eine Stopfen- und Rückschlagventilanordnung 118 und einen O-Ring 119 wie er zum Abschließen eines Anschlusses benutzt wird, der sich von der Außenfläche der Wandung 74 zu dem ersten Speicherkanal 84 erstreckt. Durch den Stopfen der Anordnung 118 und den zugehörigen Anschluß wird das Antriebsdruckmittel, beispielsweise Hydrauliköl, in die Antriebsdruckmittelkammer 80 eingefüllt.

Fig. 6 zeigt eine Stopfen- und Rückschlagventilanordnung 120 und einen O-Ring 121, die einen Anschluß abschließen, welcher die Außenfläche der Wandung 74 mit der Druckgaskammer 78 verbindet. Durch diesen Anschluß kann ein Druckgas wie Stickstoff in die Druckgaskammer 78 eingeleitet werden.

Der Speichergehäuseabschnitt 14 enthält auch einen Ventilantrieb zur Bewegung eines Ventils in dem Prüf-r gehäuseabschnitt 16. Der Ventilantrieb enthält einen schwimmenden Speicherkolben 122, der gleitbeweglich zwischen der Druckgaskammer 78 und der Antriebsdruckmittelkammer 80 angeordnet ist. Bei der bevorzugten Ausführungsform bildet der Speicherkolben 122 die Grenze zwischen diesen beiden Kammern.. Diese Grenze ist beweglich nach Maßgabe von Druckdifferenzen zwischen den Druckmitteln, die von der Druckgaskammer 78 und der Antriebsdruckmittelkammer 80 aufgenommen werden. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist der Speicherkolben 122 ein im wesentlichen zylindrischer Körper mit darin gebildeten Hohlräumen 124 und 126. Der im wesentlichen zylindrische Körper ist mittels O-Ringen 128 und Stützgliedern 130 druckmitteldicht in dem von der Wandung 74 gebildeten Haupthohlraum angeordnet.

Der Ventilantrieb entha.it auch ein Steuerventil zur umschaltbaren Verbindung des Antriebsdruckmittelkanals entweder mit dem ersten Speicherkanal 84 oder dem zweiten Speicherkanal 90. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist das Steuerventil ein Magnetventil 132. Wie in den Figuren 1C und 1D dargestellt ist, ist das Magnetventil 132 in seiner Stellung innerhalb des Speichergehäuseabschnittes mittels einer kurzen Abstandshülse 134 und einer langen Abstandshülse 136 gehalten. Die kurze Abstandshülse 134 ist durch eine Abstandsfeder 138 gehalten. Ein erstes Ende der kurzen Abstandshülse 134 liegt an dem zweiten Ende des Meßgehäuseabschnitts an, wenn der Meßgehäuseabschnitt und der Speichergehäuseabschnitt miteinander verbunden sind. Ein zweites Ende der kurzen Abstandshülse 134 liegt an einem ersten Ende des Magnetventils 132 an. Die lange Abstandshülse 136 ist so angeordnet, daß ein erstes Ende derselben an einem zweiten Ende des Magnetventils 132 anliegt und ein zweites Ende derselben an dem Ende des Trennglieds 116 anliegt, welches eine stirnseitige Begrenzung der Druckmittelspeicherkammer 82 bildet.

Bei der bevorzugten Ausführungsform ist das Magnet- . ventil 132 ein Vierwege-Zweistellungs-Ventil mit Kanälen 139 und 140, wie in Fig. 1D dargestellt ist. Diese Kanäle sind mittels O-Ringen und Stützgliedern, die in Figur 1D gezeigt sind, druckmitteldicht gegeneinander abgedichtet. Der Kanal 139 steht an einem ersten Ende mit dem Anschluß 86 des ersten Speicherkanals 84

^O in Verbindung, und der Kanal 140 steht an einem ersten Ende mit dem Anschluß 92 des zweiten Speicherkanals 90 in Verbindung. Zwei der Enden der Kanäle 139 und 140 sind umschaltbar entweder mit der Druckmittelspeicherkammer 82 oder dem Anschluß 98 des Antriebsdruckmittelkanals 96 verbunden mittels eines (nicht dargestellten)

* Schiebers, der innerhalb des Magnetventils 132 sitzt und durch das elektromagnetische Feld einer zu dem Magnetventil gehörenden Magnetspule schaltbar ist. Wenn der Schieber in einer Stellung ist, verbindet er den

^ Anschluß 86 des ersten Speicherkanals 84 mit dem Anschluß 98 des Antriebsdruckmittelkanals 96. Gleichzeitig verbindet er den Anschluß 92 des zweiten Speicherkanals mit der Druckmittelspeicherkammer 82. Wenn der Schieber in einer zweiten Stellung steht, ist der Anschluß 86 mit der Druckmittelspeicherkammer 82 verbunden, und der Anschluß 92 ist mit dem Anschluß 98 verbunden.

Das Magnetventil 132 ist vorzugsweise so konstruiert, daß, wenn die elektrische Leistung abgeschaltet ist (d.h. kein elektromagnetisches Feld erzeugt wird), das Magnetventil 132 das unter Druck stehende Antriebsdruckmittel so auf den Prüfgehäuseabschnitt 16 leitet, das das darin sitzende Ventil geschlossen wird. Das

ergibt eine Eigensicherheit, falls die Steuersignale von der Steuereinrichtung 2 nicht von der Steuersignalschaltung des Steuergehäuseabschnitts 10 empfangen werden. Ein solcher Signalverlust kann eintreten, wenn das Kabel 8 durchgetrennt oder sonstwie beschädigt ist oder wenn an der Erdoberfläche die elektrische Stromversorgung ausfällt.

Der Prüfgehäuseabschnitt 16 enthält ein Gehäuse mit

einem ersten Ende, einem zweiten Ende, das an einem 30

in Fig. 9 dargestellten Abstützglied 142 zur Anlage kommt, eine Außenfläche, die sich zwischen dem ersten und dem zweiten Ende erstreckt, und eine Innenfläche, die sich zwischen dem ersten und dem zweiten Ende

erstreckt und einen Hohlraum zwischen dem ersten und 35

dem zweiten Ende bildet. Das Gehäuse weist auch eine

Öffnung zwischen der Innenfläche und der Außenfläche auf. Die bevorzugte Ausführungsform dieses Gehäuses ist in den Figuren 1F bis 1H dargestellt.

Das Gehäuse enthält eine Abdichthülse 144, durch welche sich eine Öffnung 146 in Längsrichtung erstreckt. Die Abdichthülse 144 bildet das besagte zweite Ende des Gehäuses, das mit dem Bezugszeichen 148 bezeichnet ist. Das zweite Ende 148 verjüngt sich und besitzt O-Ringe 150 zur druckmitteldichten Abdichtung der Abdichthülse 144, wenn diese in das Abstützglied 142 eingreift, das in Fig. 1H als Abstütznippel dargestellt ist. Das Abstützglied weist, wie in Fig. 1H dargestellt ist, Nasen auf, die mit 152 und 154 bezeichnet sind.

Auf der Abdichthülse 144 sitzt ein Riegelglied, das speziell als J-Schlitzglied 156 dargestellt ist und die Bohrlocheinheit 4 in ihrer richtigen Stellung im Bohrloch hält. Das J-Schlitzglied 156 ist auf der Abdichthülse 144 drehbar gelagert, so daß das J-Schlitzglied 156 nach Eingriff der Nasen 152 und 154 oder anderer in dem Abstützglied 152 vorgesehener Nasen frei drehbar ist, wenn die Bohrlocheinheit 4 in das Bohrloch abgesenkt wird und auf dem Abstützglied 150 zum Aufsitzen kommt. Nach geeignetem Eingriff, wie unten beschrieben wird, verriegelt sich das Riegelglied 156 in dem Abstützglied 142 und verhindert, daß der Druck von unterhalb des zweiten Endes 148 das Gerät aus dem

Abstützglied herausdrückt.
30

Das J-Schlitzglied 156 ist in Fig. 8 genauer dargestellt. Das J-Schlitzglied 156 enthält Befestigungsmittel zur Befestigung der Bohrlocheinheit 4 in dem Bohrloch 6 aufgrund einer ersten, einzigen Abwärtsbewegung und einer ersten, einzigen Aufwärtsbewegung der an das Abstützglied 142 angrenzenden Befestigungsmittel. Die

Befestigungsmittel sind in Fig. 8 dargestellt und enthalten einen ersten Schenkel 158 und einen zweiten Schenkel 160 einer im wesentlichen vier-schenkligen, sinusähnlichen Nut 162, die in dem J-Schlitzglied 156 gebildet ist. Um die Nasen des Abstützglieds in den ersten Schenkel 156 zu führen, enthält das J-Schlitzglied 156 Führungsmittel 164 mit einer ersten Wandung 166 und einer zweiten Wandung 168. Die Wandungen 166 und sind so geformt, daß gleichgültig an welcher Wandung die Nase des Abstützglieds zur Anlage kommt die Nase in die Nut des ersten Schenkels 158 geführt wird. Genauer gesagt grenzt die Wandung 166 an eine den Schenkel 158 bildende Wandung an, und die Wandung 168 enthält einen vorstehenden Teil, so daß eine an der Wandung 168 zur Anlage kommende Nase in den ersten Schenkel 158 geführt wird.

Das J-Schlitzglied 156 enthält auch Auslösemittel zum Lösen der Bohrlocheinheit 4 aus der Halterung in dem Bohrloch aufgrund einer zweiten, einzigen Abwärtsbewegung und einer zweiten, einzigen Aufwärtsbewegung der an das Abstützglied 142 angrenzenden Auslösemittel. Wie speziell aus Fig. 8 ersichtlich ist, enthalten die Auslösemittel einen dritten Schenkel 170 und einen vierten Schenkel 172 der sinusartigen Nut 162. Der vierte Schenkel 172 geht in ein Führungsglied ähnlich den Führungsmitteln 164 über, das aber gegenüber den letzteren um das J-Schlitzglied 156 herum winkelversetzt ist. Außer einer ähnlichen Führung, die gegenüber der

Führung 164 versetzt ist, enthält das J-Schlitzglied 156 eine zweite sinusartige Nut ähnlich der Nut 162, die aber gegenüber dieser um den Umfang des J-Schlitzgliedes 156 herum winkelversetzt ist.

Das Gehäuse des Prüfgehäuseabschnitts 16 enthält auch ein unteres Prüfgehäuse 174 mit einer Wandung 176, die eine einen Durchgang bildende Innenfläche besitzt. In der Wandung ist auch die vorerwähnte öffnung gebildet, die sich zwischen der Innenfläche und der Außenfläche des Prüfgehäuses.erstreckt. Diese öffnung ist in Fig. 1G mit 178 bezeichnet. Bei der bevorzugten Ausführungsform sind vier solche öffnungen jeweils ungefähr 90 gegeneinander winkelversetzt vorgesehen. Ein Teil einer zweiten solchen Öffnung ist in Fig. 1G mit 179 bezeichnet. Die Abdichthülse 144 und der untere Gehäuseteil 174 sind durch geeignete Verbindungsmittel 180 miteinander verbunden, so daß die Öffnung 146 in der Abdichthülse 144 in Druckmittelverbindung mit dem Durchgang in dem unteren Gehäuseteil 174 steht.

Das Gehäuse des Prüfgehäuseabschnitts 16 enthält auch einen oberen Gehäuseteil 182, der mit dem unteren Gehäuseteil 174 verschraubt ist. Der obere Gehäuseteil 182 besitzt eine Wandung 184, die einen Hohlraum 186 bildet, welche mit eine in der Wandung 184 gebildeten ersten Kanal 188 und einem ebensolchen zweiten Kanal in Verbindung steht. Der erste Kanal 188 bildet einen ersten Prüfkanal, der mit dem ersten Speicherkanal 84 in Verbindung steht. Diese Verbindung erfolgt durch einen Anschluß 192 der, wie in Fig. 1F dargestellt ist, in der Innenfläche des oberen Gehäuseteils 182 gebildet ist und sich an den Anschluß 88 anschließt. Der Kanal hat ein zweites Ende, das mit. einem Anschluß 194 ver-

^w bunden ist, der mit dem Hohlraum 186 in Verbindung steht.

Der Kanal 190 bildet einen zweiten Prüfkanal, der mit dem zweiten Speicherkanal 99 mittels eines Anschlusses 196 in Verbindung steht, der in der Innenfläche des oberen Gehäuseteils 182 vorgesehen ist, so daß der

Anschluß 196 mit dem Anschluß 94 des zweiten Speicherkanals 9O in Verbindung steht. Der Kanal 190 besitzt einen zugehörigen zweiten Anschluß 198 zur Verbindung des Kanals 190 mit dem Hohlraum 186 des oberen Gehäuseteils 182.

Der Hohlraum 186 des oberen Gehäuseteils 182 steht auch mit dem Prüfdruckkanal 102 des Speichergehäuseabschnitts 14 in Verbindung.

Der Prüfgehäuseabschnitt 16 enthält auch ein Ventil, welches eine Strömung von Bohrlochflüssigkeit, die durch die Öffnung 146 in die Bohrlocheinheit 4 eintritt, durch einen von dem Durchgang im unteren Gehäuseteil 174 gebildeten Hohlraum und durch die Öffnung 178 zur Außenfläche des Geräts ermöglicht oder eine Strömung der Bohrlochflüssigkeit aus dem zentralen Hohlraum zur Außenfläche des Geräts durch die Öffnung 178 verhindert. Das Ventil ist in Fig. 1G mit 200 bezeichnet und wird längs der Innenfläche des Prüfgehäuseabschnitts angrenzend an die Öffnung 178 nach Maßgabe eines hydraulischen Steuerdrucks bewegt, der von dem Ventilantrieb, der in dem Speichergehäuseabschnitt 14 angeordnet ist, auf Grund von Steuersignalen von dem Steuergehäuseabschnitt 10 geliefert wird. Wenn der Ventilantrieb keine Steuersignale empfängt, stellt der Ventilantrieb das Ventil 200 so ein, daß eine Druckmittelströmung durch die Öffnung 178 zur Außenfläche des Gerätes verhindert wird. Die in Fig. 1G dargestellte Stellung des Ventils 200 ist eine Schließstellung, in welcher eine Strömung der Bohrlochflüssigkeit von der Öffnung 146 zur Öffnung 178 verhindert wird. Aufgrund von hydraulischem Druck von dem Speichergehäuseabschnitt 14 kann das Ventil 200 aufwärts in Fig. 1G in eine Offenstellung bewegt werden, in welcher die Bohrlochflüssigkeit von der Öffnung 146 zur der Öffnung 178

* und durch diese zur Außenfläche der Bohrlocheinheit strömen kann. Das Ventil öffnet und schließt somit den Durchgang zwischen der ersten öffnung 146 und der

zweiten öffnung 178.
B

Das Ventil 200 enthält einen Hohlkolben 202, der speziell in Fig. 1G als doppelt wirkender Hydraulikzylinder dargestellt ist, der gleitbeweglich in dem Durchgang des unteren Gehäuseteils 174 und in dem Hohlraum des oberen Gehäuseteils 182 angeordnet ist, so daß der Innenraum des Hohlkolbens 202 in Druckverbindung mit der Öffnung 246 steht. Der Hohlkolben 202 enthält eine erste Fläche 204, auf welche ein Druckmittel wirken kann, das in dem Hohlraum 186 von dem ersten Prüfkanal 188 eintritt. Der Hohlkolben 202 weist eine zweite Fläche 206 auf, auf welche ein Druckmittel wirken kann, das in den Hohlraum 186 aus dem zweiten Prüfkanal 190 eintritt. Wenn das Druckmittel auf die erste Fläche 204 wirkt, sucht es den Hohlkolben 202

in eine erste Richtung auf die Schließstellung hin zu bewegen. Wenn das Druckmittel auf die zweite Fläche wirkt, sucht es den Hohlkolben 202 in eine zweite Richtung auf die Offenstellung hin zu bewegen. Die Fläche 204 und die Fläche 206 sind voneinander druck-

mitteldicht durch geeignete Mittel getrennt, beispielsweise durch 0-Ringe 210 und Stützglieder 212.

Das Ventil weist auch Dichtmittel an dem Hohlkolben

auf, so daß, wenn der Hohlkolben in der ersten oder 30

Schließstellung ist, die Dichtmittel so in dem Durchgang angeordnet sind, daß sie eine Druckmittelströmung zwischen den öffnungen 146 und 178 verhindern, und so daß, wenn der Hohlkolben 202 in der zweiten oder

Offenstellung ist, die Dichtmittel so in dem Durch-35

gang angeordnet sind, daß sie eine Druckmittelströmung

zwischen den Öffnungen 146 und 178 freigeben. Bei der bevorzugten Ausführungsform enthalten die Dichtmittel ein elastisches Gummidichtglied 214, daß durch zwei Messingringe 216 eingeschlossen ist, welche ein Herausdrücken des Gummidichtglieds 214 verhindern.

Die Dichtmittel sind mit dem Kolben 202 durch geeignete Verbindungsmittel verbunden. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist das elastische Gummidichtmittel mittels eines Dichtungshaltebolzens 218 verbunden, der mit dem dem zweiten Ende 148 des Gehäuses des Prüfgehäuseabschnitts 16 zugewandten Ende des Hohlkolbenendes 202 verschraubt ist. Der Dichtungshaltebolzen 218 enthält einen druckführenden Strömungsweg.

Der druckführende Strömungsweg enthält einen seitlichen Kanal 220, der sich durch den Kopf des Dichtungshaltebolzens 218 erstreckt und mit einem längsverlaufenden Kanal 222 in Verbindung steht, der sich in Längsrichtung durch den Schaft und das mit Gewinde versehene Ende des Dichtungshaltebolzens 218 erstreckt. Bei der bevorzugten Ausführungsform sind eine Mehrzahl von Kanälen 220 in Umfangsrichtung um den Kopf des Dichtungshaltebolzens 218 herum winkelversetzt angeordnet.

Die in Fig. 1G dargestellte bevorzugte Ausführungsform des Ventils ist so aufgebaut, daß, wenn das Ventil 200 in seiner Schließstellung ist, der Kopf des Dichtungshaltebolzens 218 angrenzend an die Verbindungsmittel 180 angeordnet ist, derart, daß Druck,

welcher aus dem Bohrloch durch die Öffnung 146 wirksam wird, um den Kopf des Dichtungshaltebolzens 218 herum in den Kanal 220, den Kanal 222 und den hohlen Teil des Hohlkolbens 202 übertragen wird. Das gestattet eine Übertragung von Drücken aus dem Bohrloch in den Hohlraum 186, den Prüfdruckkanal 102, den Kanal 58 und den

Hohlraum 50 zur Messung durch den Druckfühler 72 in dem Meßgehäuseabschnitt 12. Diese Druckübertragung findet statt ob das Ventil 200 in seiner Schließstellung oder in seiner Offenstellung ist.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung und ihre Anwendung in dem Bohrloch 6 wird nachstehend zunächst unter Bezugnahme auf Figur 9 beschrieben.

In Fig, 9 ist die Steuereinrichtung 2 außerhalb des Bohrlochs angeordnet, und die Bohrlocheinheit 4 sitzt in dem Bohrloch 6. Die Bohrlocheinheit 4 wird in eine Stellung innerhalb eines Rohrstranges 224 abgesenkt, der in das Bohrloch 6 eingesetzt ist und in den das Abstützglied 142 eingebaut ist. Bei der bevorzugten Ausführungsform enthält der Rohrstrang 224 die in den Figuren 1A bis 1H dargestellte Raumform. Insbesondere enthält diese Raumform eine obere Verrohrung 226,eine untere Verrohrung 228, ein Übergangsstück 2 30, eine Abstützung 231 (mit einem Wischereinsatz 234), die zwischen der unteren Verrohrung 228 und dem Übergangsstück 230 gehalten ist, und das Abstützglied 142. Wie in Fig. 9 dargestellt ist, ist der Rohrstrang 224 mit einem Packer 232 sowie einem üblichen, bekannten Prüfventil 234 versehen. Obwohl die bevorzugte Ausführungsform in Verbindung mit einem üblichen Prüfventil dargestellt ist, kann sie auch ohne ein solches übliches Prüfventil 234 verwendet werden.

Mit dem Steuergehäuseabschnitt der Bohrlocheinheit 4 ist eine Stellglied-Unterbaugruppe 236 bekannter Art verbunden, durch welche die Bohrlocheinheit in dem Rohrstrang 224 verriegelt und das Gerät auf-.und abwärtsbewegbar ist. Eine bevorzugte Ausführungsform der Stellglied-Unterbaugruppe 236 enthält eine mit Innen-

gewinde versehene obere Kupplung, die mit einem Gehäuse verbunden ist, welches seinerseits mit einem Riegelgehäuse verbunden ist. Innerhalb des Riegelgehäuses sitzt ein Wischereinsatz. Ebenfalls in dem Riegelgehäuse ein Riegelhalter und ein Riegel vorgesehen. Die Stellglied-Unterbaugruppe 236 enthält auch einen Motor zur Auf- und Abwärtsbewegung der Bohrlocheinheit 4.

Es ist auch zu beachten, daß die Bohrlocheinheit irgendwo oberhalb des Prüfventils 234 angeordnet werden kann, indem einfach der Ort des Abstützglieds 142 verändert wird. Das gestattet es, die Bohrlocheinheit an Stellen anzuordnen, wo sich wenig oder kein Abraum aufbaut, was beim Fließen des Bohrlochs eintreten kann. Außerdem kann die Bohrlocheinheit 4 entweder oberhalb oder unterhalb der Oberfläche eines Wasserkissens angeordnet werden, wie bekannt ist.

Vor dem Positionieren der Bohrlocheinheit 4 in dem 2® Bohrloch 6 wird das Gerät betriebsbereit gemacht. Das geschieht in der Weise, daß zunächst der Speichergehäuseabschnitt 14 durch Einleitung von Stickstoff oder einem anderen geeigneten Druckmittel in die Druckgaskammer 78 über den in Figur 6 dargestellten Anschluß mit der Anordnung 120 unter Druck gesetzt wird. Dieses Unterdrucksetzen drückt den schwimmenden Speicherkolben 122 zu dem Trennglied 116 hin. Wenn einmal die Druckgaskammer 78 unter Druck gesetzt ist, wird der Stopfen der Anordnung 120 wieder eingesetzt, und es

wird Hydrauliköl oder eine andere geeignete Substanz über den Anschluß, dem die Anordnung 118 in Fig. 5 zugeordnete ist, in die Antriebsdruckmittelkammer 80 eingefüllt. Das Einfüllen von Hydrauliköl in die Antriebsdruckmittelkammer 80 drückt den Speicherkolben

von dem Trennglied 116 weg. Wenn der Speicherkolben

durch diese Schritte in der richtigen Lage ist, wird der öleinfüllvorgang unterbrochen und der Stopfen der Anordnung 118 wieder eingesetzt. Nachdem die Bohrlocheinheit 4 so unter Druck gesetzt ist, kann sie

B in den Bohrstrang in dem Bohrloch 6 in bekannter Weise abgesenkt werden. Die Bohrlocheinheit 4 ist mittels des Kabels 8 elektrisch mit der an der Erdoberfläche befindlichen Steuereinrichtung 2 verbunden.

Vor dem Absenken der Bohrlocheinheit 4 in den Rohrstrang 224 sind der Packer 232 und das fakulative Prüfventil 234 in das Bohrloch hinabgelassen worden, während das Prüfventil 234 geschlossen war. Wenn die Bohrlocheinheit 4 in das Bohrloch 6 hinabgelassen wird, wird das Ventil 200 in seiner Offenstellung gehalten. Wenn die Bohrlocheinheit 4 das Abstützglied 142 erreicht, wird der Motor in der Stellglied-Unterbaugruppe so betätigt, daß die Bohrlocheinheit 4 weiter abgesenkt wird und die Abdichthülse 144 in das Abstützglied 142 eingeführt wird. Diese Abwärtsbewegung bewirkt den Eintritt einer Nase des Abstützglieds in den ersten Schenkel 158 des in Fig. 8 dargestellten J-Schlitzglieds 156 und eine Bewegung dieser Nase in dem Schenkel 158, bis die Nase an einem Anschlag zur Anlage kommt, der von der Wandung der J-Schlitznut gebildet wird, welche die Schenkel 158 und 160 verbindet. Der Motor wird dann umgesteuert, und die Bohrlocheinheit wird aufwärtsgezogen, so daß die Nase in den zweiten Schenkel 160 des J-Schlitzes eintritt und sich in diesem bewegt, bis die Nase an einem anderen Anschlag zur Anlage kommt, der von der Wandung der J-Schlitznut gebildet ist, die die Schenkel 160 und 170 verbindet. In dieser Stellung ist die Bohrlocheinheit 4 in ihrer

verriegelten Stellung.
35

Wenn die Bohrlocheinheit in ihrer verriegelten Stellung ist, wird das übliche Prüfventil 234 geöffnet und für den Rest der Bohrstrangprüfung offengehalten. Wenn das übliche Prüfventil 234 offen ist, überträgt die Bohrlocheinheit 4 elektrische Signale, die den Bohrlochdruck darstellen, an die an der Erdoberfläche befindliche Steuereinrichtung 2 gleichzeitig mit der Messung des Druckes. Die anfängliche Druckanzeige ist der Druck während einer Fließperiode, da, wie oben erwähnt, das Ventil 200 offen ist. Nach einer vorgegeben Zeitspanne wird in bekannter Weise das Ventil 200 geschlossen, wodurch das Bohrloch abgeschlossen wird und sich Druck in dem Bohrloch aufbauen kann, der überwacht und an der Erdoberfläche angezeigt wird. Eine solche Anzeige an der Erdoberfläche wird wiederum gleichzeitig mit der Messung des Drucks unten im Bohrloch erzielt. Nach einer weiteren vorgegebenen Zeitspanne wird das Ventil 200 wieder geöffnet und ein oder mehrere Male geschlossen, wie dies bei der Durchführung von Bohrstrangprüfungen üblich und bekannt ist. Es können Temperaturanzeigen oder Anzeigen anderer Bohrlochzustände erhalten werden, die von der Bohrlocheinheit 4 gleichzeitig mit der

Messung zur Erdoberfläche fernübertragen werden. 25

Nach Durchführung der Prüfung wird das übliche Prüfventil 234 geschlossen. Der Motor in der Stellglied-Unterbaugruppe wird betätigt und bewegt die Bohrlocheinheit 4 nach unten, so daß die Nase in den dritten ^ou Schenkel 170 der J-Schlitznut eintritt. Dann wird der Motor umgesteuert und bewegt die Bohrlocheinheit aufwärts, wodurch die Nase in den vierten Schenkel eintritt und aus der J-Schlitznut heraustritt, wodurch die Bohrlocheinheit 4 gelöst wird und aus dem Bohrloch 6 in bekannter Weise herausgezogen werden kann.

Aus dieser allgemeinen Beschreibung der Wirkungsweise des Geräts ist erkennbar, daß der Prüfgehäuseabschnitt dazu dient, das Bohrloch 6 während der Zeit der Bohrstrangprüfung zum Fließen zu bringen oder abzusperren, Der Speichergehäuseabschnitt 14 dient dazu, hydraulischen Druck zu liefern und zu schalten, um das Ventil 200 des Prüfgehäuseabschnitts 16 zu betätigen.

Die Wirkungsweise des Ventils wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Figuren 1D bis 1G und 7 beschrieben. Wenn dem Magnetventil 132 kein elektrisches Signal von dem Steuergehäuseabschnitt 10 über die Leitung 54 zugeführt wird,.ist der Schieber des Magnetventils so angeordnet, daß der Anschluß 98 des Antriebsdruck-¹^ mittelkanals 96 mit dem Anschluß 86 des ersten Speicherkanals 84 verbunden ist. Dadurch wird ein Strömungspfad erzeugt, längs welches das unter Druck stehende Hydraulik-Öl in der Antriebsdruckmittelkammer 80 durch die Anschlüsse 88 und 192 zu dem ersten Kanal 188 des ^O Prüfgehäuseabschnitts 16 geleitet wird und auf die erste Fläche 204 des Kolbens 202 wirkt. Der Schieber ist auch so angeordnet, daß er den Anschluß 92 des zweiten Speicherkanals 90 mit der Druckmittelspeicherkammer 82 verbindet, so daß Druckmittel, das aus dem Kanal 190 des Prüfgehäuseabschnitts 16 herausgedrückt wird, durch die Anschlüsse 196 und 94 und den zweiten Speicherkanal 90 zu der unter übrigem Druck stehenden Druckmittelspeicherkammer 82 geleitet wird. Wenn das Gerät gewartet wird, wird das Druckmittel aus

der unter niedrigem Druck stehende Druckmittelspeicherkammer 82 abgelassen, indem der Stopfen 110 entfernt wird. Diese Kanalverbindungen bewirken eine Bewegung des Ventils 200 in seine Schließstellung, die in Fig. 1G

dargestellt ist. Um das Ventil 200 in seine Offenstellung 35

zu bewegen, wird das Magnetventil 132 durch ein elektrisches

Signal von dem Steuergehäuseabschnitt 10 erregt. Diese Erregung bewegt den Schieber so, daß er den Anschluß des Antriebsdruckmittelkanals 96 mit dem Anschluß 92 des zweiten Speicherkanals 90 verbindet und dadurch einen Strömungspfad erzeugt, über welchen das Antriebsdruckmittel zu dem Kanal 190 des Prüfgehäuseabschnitts 16 geleitet wird und auf die zweite Fläche 206 des Hohlkolbens 202 wirkt. Diese Bewegung des Schiebers des Magnetventils 132 verbindet den Anschluß 186 des ersten Speicherkanals 84 mit der DruckmittelSpeicherkammer 82 und stellt dadurch einen Strömungspfad her, über welchen Druckmittel, das durch die erste Fläche 204 des Hohlkolbens 202 durch den

Kanal 188 gedrückt wird, abgelassen werden kann.. 15

Der erste Speicherkanal 84 und der zweite Speicherkanal 90 erzeugen somit Strömungspfade, über welche das Antriebsdruckmittel entweder zu dem Ventil oder zu der

Druckmittelspeicherkammer geleitet werden kann. Der 20

Antriebsdruckmittelkanal 96 erzeugt einen Strömungspfad, durch welchen das Antriebsdruckmittel umschaltbar entweder zu dem ersten Speicherkanal oder zu dem zweiten Speicherkanal geleitet werden kann.

Durchgänge durch den Prüfgehäuseabschnitt 16 und den Speichergehäuseabschnitt 14 gestatten eine Übertragung des Formationsdrucks zu dem Meßgehäuseabschnitt 12 zur Umsetzung in proportionale elektrische Signale

mittels des Druckfühlers 72 und zur Übertragung der 30

Signale zu der an der Erdoberfläche befindlichen Steuereinheit 2 mittels des Steuergehäuseabschnitts 10 und der darin angeordneten Elektronik. Aus dem vorstehenden ergibt sich, daß die Bohrlocheinheit 4 allgemein gesprochen ein langgestrecktes Gehäuse mit einer Innenfläche aufweist, welche einen zentralen Hohlraum

bildet, der sich in Längsrichtung durch das Gehäuse zwischen einem ersten und einem zweiten Ende desselben erstreckt. Dieses Gehäuse besitzt eine Außenfläche, die sich zwischen dem ersten und dem zweiten Ende erstreckt und weiterhin eine Verbindungsfläche, die sich durch das Gehäuse zwischen der Innen- und der Außenfläche in der Nähe des zweiten Endes erstreckt. Diese Verbindungsfläche bildet die Öffnung 178. Durch diese Öffnung kann ein Druckmittel in dem zentralen Hohlraum zwischen der Öffnung und dem zweiten Ende des Gehäuses zur Außenfläche des Gehäuses geleitet werden, die sich zwischen der Öffnung und dem ersten Ende des Gehäuses erstreckt.

in diesem Gehäuse sind erste Kanäle, zweite Kanäle und dritte Kanäle vorgesehen, die bei der bevorzugten Ausführungsform durch den ersten und zweiten Speicherkanal, dem ersten und zweiten Prüfkanal und den Antriebsdruckmittelkanal gebildet sind. Diese Kanäle sind in geeigneter Weise durch den Ventilantrieb miteinander verbunden, so daß sie eine Bewegung des in dem Gehäuse angrenzend an die Öffnung vorgesehenen Ventile wirken. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist das Gehäuse, das die verschiedenen oben erörterten Bauteile enthält, vorzugsweise aus Edelstahl oder anderem geeignetem Material hergestellt, welches unter Umgebungsbedingungen im Bohrloch verwendbar ist. Das Gehäuse besteht aus im wesentlichen zylindrischen Bauteilen, die miteinander verschraubt sind, wie in den Figuren darge-

stellt ist, und die durch geeignete O-Ringe und Stützglieder druckmitteldicht abgedichtet sind.

Claims

Patentansprüche

1. Gerät zum Messen des Druckes in einem Bohrloch mit einer Bohrlocheinheit (4), die zur Beaufschlagung

mit dem Bohrlochdruck in das Bohrloch absenkbar ist, 15

gekennzeichnet durch

(a) ein Gehäuse mit einer ersten Öffnung (146), durch welche ein Druckmittel aus dem Bohrloch

(6) in das Innere des Gehäuses eintreten kann, 20

und mit einer zweiten Öffnung (178) für den

Durchtritt von Druckmittel aus dem Inneren zur Außenseite des Gehäuses, sowie einem im Inneren des Gehäuses gebildeten Durchgang,

über welchen die erste Öffnung (146) mit der 25

zweiten Öffnung (178) verbindbar ist,

(b) ein in dem Gehäuse angeordnetes Ventil (200), durch welches ein Druckmittelstrom von der

_ö ersten Öffnung (14 6) über den Durchgang und

durch die zweite Öffnung (178) freigebbar oder verhinderbar ist, und

(c) einen in dem Gehäuse angeordneten Druckfühler _oc (72), der auf den Druck in dem Bohrloch (6)

anspricht sowohl, wenn das Ventil (200) in seiner Schließstellung ist, als auch, wenn das Ventil (200) in seiner Offenstellung ist.

^ßAD

2. Gerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine außerhalb des Bohrlochs (6) an der Erdoberfläche angeordnete Anzeigevorrichtung (2), welche von dem Druckfühler (72) beaufschlagt ist zur Anzeige des von dem Druckfühler (72) gemessenen Druckes in realer Zeit gleichzeitig mit dessen Erfassung durch den Druckfühler (72) .

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrlocheinheit (4) einen in dem Gehäuse angeordneten Ventilantrieb enthält, durch den das Ventil (200) zwischen einer Schließstellung, in der der Druckmittelstrom von der ersten Öffnung (146) zu der zweiten Öffnung (178) verhindert wird, und ¹^ einer Offenstellung bewegbar ist, in welcher eine Strömung des Druckmittels im Bohrloch (6) von der ersten Öffnung (146) zu der zweiten Öffnung (178) freigegeben ist.

^O

4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß (a) das Gehäuse

(al) eine Antriebsdruckmittelkammer (80), 25

(a2) eine Druckmittelspeicherkammer (82),

(a3) einen mit einem ersten Teil (204) des

Ventils (200) verbundenen ersten Speicher-SD

kanal (84),

(a4) einen mit einem zweiten Teil (206) des

Ventils (200) verbundenen zweiten Speicherkanal (90) und

(a5) einen mit der Antriebsdruckmittelkammer

(80) verbundenen Antriebsdruckmittelkanal (96) enthält und

(b) der Ventilantrieb ein Steuerventil (132) enthalt, welches umschaltbar entweder den Antriebsdruckmittelkanal (96) mit dem ersten Speicherkanal (84) und der zweite Speicherkanal (90) mit der DruckmittelSpeicherkammer oder den Antriebsdruckmittelkanal (96) mit dem zweiten Speicherkanal (90) und den. ersten Speicherkanal (84) mit der DruckmittelSpeicherkammer verbindet, derart, daß das Ventil entweder in die Schließstellung oder in die Offenstellung bewegt wird.

5. Gerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) außerhalb des Bohrlochs (6) an der Erdoberfläche eine Steuereinrichtung (2) zur Erzeugung von Steuersignalen für den Ventilantrieb vorgesehen ist und

(b) der Ventilantrieb von den Steuersignalen so

ansteuerbar ist, daß bei Wegfall der Steuersignale die Druckmittelströmung von der ersten Öffnung (146) zu der zweiten öffnung (178)

verhindert wird.
25

6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine in dem Gehäuse angeordnete Signalübertragungseinrichtung (24) , welche von dem

Druckfühler (72) beaufschlagt ist, zur Fernübertragung 30

eines Signals entsprechend der Höhe des gemessenen Druckes.

7. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse eine elektronische Steuersignalschaltung (32) angeordnet ist, durch welche elektrische Steuersignale zur Steuerung des Ventilantriebs erzeugbar sind.

8. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen Temperaturfühler, der auf die Temperatur in dem Bohrloch anspricht, und eine Signalübertragungseinrichtung zur Fernübertragung eines die gemessene Temperatur darstellenden Signals.

9. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) das Gehäuse langgestreckt mit einer Innenfläche ausgebildet ist, die einen sich zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende erstreckenden zentralen Hohlraum begrenzt, mit einer Außenfläche, die sich zwischen dem ersten und dem zweiten Ende erstreckt, und

weiterhin mit einer sich durch das Gehäuse zwischen dessen Innen- und Außenfläche erstreckenden Verbindungsfläche, welche die besagte zweite Öffnung (178) bildet,

(b) das Ventil (200) den Druckmittelstrom aus dem zentralen Hohlraum durch die zweite Öffnung (178) zu der Außenfläche des Gehäuses beherrscht

und
25

(c) der Druckfühler (72) in dem Gehäuse zwischen der zweiten Öffnung (178) und dem ersten Ende angeordnet ist.

10. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse

(a) eine Abdichthülse (144) enthält, durch welche sich die erste Öffnung (146) in Längsrichtung erstreckt, sowie

(b) ein mit der Abdichthülse (144) verbundenes Riegelglied (156),

(c) einen unteren Gehäuseteil (174) mit einer den Durchgang bildenden ersten Wandung (176), in welchem die zweite Öffnung (178) gebildet ist,

(d) Mittel (180) zum Verbinden der Abdichthülse

(144) mit dem unteren Gehäuseteil (174) derart daß die erste Öffnung (146) in Druckmittelverbindung mit dem Durchgang steht, und

(e) einen oberen Gehäuseteil (182), der mit dem

unteren Gehäuseteil (174) verbunden ist und

eine zweite, einen Hohlraum (186) bildende

Wandung (184) aufweist, in welcher ein erster und ein zweiter Kanal (188 bzw. 190) gebildet ist, die jeder mit dem Hohlraum (186)

in Verbindung stehen.
20

11. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (200)

(a) einen Hohlkolben (202) aufweist, der in dem 25

Durchgang und dem Hohlraum (186) so angeordnet ist, daß der Innenraum des Hohlkolbens (202) in Druckverbindung mit der ersten Öffnung (146) steht, und der eine erste

Fläche (204) besitzt, die von einem in den 30

Hohlraum (186) aus dem ersten Kanal (188) strömenden Druckmittel beaüfschlagbar ist, und der weiterhin eine zweite Fläche (206) besitzt, die von einem in den Hohlraum (186) aus dem zweiten Kanal (190) strömenden Druckmittel

beaufschlagbar ist, und

(b) eine Dichtung (214), die so an dem Hohlkolben (202) vorgesehen ist, daß, wenn der Hohlkolben (202) in der Schließstellung des Ventils (200) ist, die Dichtung (214) so in dem Durchgang sitzt, daß sie eine Druckmittel strömung zwischen der ersten und der zweiten öffnung (146 bzw. 178) verhindert und, wenn der Hohlkolben (202) in der Offenstellung des Ventils (200) ist, die Dichtung (214) so in dem Durchgang sitzt, daß sie eine Druck

mittelströmung zwischen der ersten und der zweiten öffnung (146 bzw. 178) gestattet.

12. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Riegelglied (156) ein J-Schlitzglied ist mit Befestigungsmitteln (158,160) zu Befestigen des Geräts im Bohrloch (6) auf Grund einer ersten einzigen Abwärtsbewegung und einer ersten, einzigen Aufwärtsbewegung und mit Auslösemitteln (170,172) zum Lösen der Befestigung im Bohrloch (6) auf Grund einer zweiten, einzigen Abwärtsbewegung und einer zweiten, einzigen Aufwärtsbewegung.

13. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß 25

(a) das Gehäuse eine Wandung (74) aufweist, deren Innenfläche (76) die seitlichen Begrenzungen einer Druckgaskammer (78) zur Aufnahme eines

Druckgases, einer Antriebsdruckmittelkammer (80) 30

zur Aufnahme eines Antriebsdruckmittels und

einer DruckmittelSpeicherkammer (82) bildet,

(b) die Wandung (74)
35

(b1) einen ersten, darin gebildeten Speicher

kanal (84) enthält, durch den umschaltbar das Antriebsdruckmittel entweder aus der Antriebsdruckmittelkammer (80) oder aus dem Ventil (200) auf die Druckmittelspeicher

kammer (82) aufschaltbar ist, sowie

(b2) einen zweiten, darin gebildeten Speicherkanal (90), durch den umschaltbar das Arbeitsdruckmittel aus dem Ventil (200)

auf die DruckmittelSpeicherkammer (82) aufschaltbar ist, wenn der erste Speicherkanal (84) das Antriebsdruckmittel aus der Antriebsdruckmittelkammer (80) auf das Ventil (200) aufschaltet, oder das

Antriebsdruckmittel aus der Antriebsdruckmittelkammer (80) auf das Ventil (200) aufschlatbar ist, wenn der erste Speicherkanal (84) das Antriebsdruckmittel aus dem Ventil (200) auf die Druckmittel

speicherkammer (82) aufschaltet, und

(b3) einen darin gebildeten Antriebsdruckmittel-.

kanal (96), durch den das Antriebsdruckmittel aus der Antriebsdruckmittelkammer

(80) entweder auf den ersten Speicherkanal (84) oder auf den zweiten Speicherkanal (90) aufschaltbar ist, und

(c) der Ventilantrieb

(c1) einen Speicherkolben (122) enthält, der zwischen der Druckgaskammer (78) und der Antriebsdruckmittelkammer (80) angeordnet und durch Druckdifferenzen zwischen den

von der Druckgaskammer (78) und der Arbeitsdruckmittelkammer (80) aufgenommenen Druckmitteln beweglich ist, sowie

(c2) ein Steuerventil (132), durch welches umschaltbar der Antriebsdruckmittelkanal (96) entweder mit dem ersten Speicherkanal (84) oder mit dem zweiten Speicherkanal (90) verbindbar ist.

14. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung (74) weiterhin einen darin gebildeten Prüfdruckkanal· (102) aufweist, durch weichen der Bohrlochdruck aus dem Durchgang auf den

Druckfühler (72) geleitet wird.

15. Gerät nach Anspruch 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse

(a) einen Prüfgehäuseabschnitt (16) aufweist, der

die erste Öffnung (146), die zweite Öffnung und (178) den darin gebildeten Durchgang enthält und in welchem das Ventil (200) angeordnet

ist, sowie 25

(b) einen Speichergehäuseabschnitt (14), der mit dem Prüfgehäuseabschnitt (16) verbunden ist und in dem den Ventilantrieb sitzt,

(c) einen Meßgehäuseabschnitt (12), der mit dem

Speichergehäuseabschnitt (16) verbunden ist und in dem der Druckfühler sitzt, und

(d) einen Steuergehäuseabschnitt (10), der mit dem 35

Meßgehäuseabschnitt (12) verbunden ist und in

dem die Signalübertragungseinrichtung (24) sitzt.

16. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Verwedung in einem Bohrloch (6) mit einem darin angeordneten Rohrstrang (224), in welchem die Bohrlocheinheit (4) an einem Kabel (8) hinabgelassen wird, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) in den Rohrstrang (224) ein Abstützglied (142) eingebaut ist und

(b) an der Bohrlocheinheit (4) ein Riegelglied

(156) vorgesehen ist, daß in das Abstützglied (142) lösbar einrastbar ist, so daß die Bohrlocheinheit (4) in einer definierten Stellung in dem Rohrstrang gehalten wird.

17. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) das Abstützglied (142) ein Rohrstück mit

radial nach innen vorstehenden Nasen (152,154)

ist und

(b) das Riegelglied (156) ein drehbar auf dem Gehäuse der Bohrlocheinheit.(4) gelagertes J-Schlitzglied ist mit J-Schlitzen (158,160,

170,172)), in welche die Nasen (152,154) eingreifen, derart, daß die Bohrlocheinheit (4) auf Grund einer ersten, einzigen Abwärtsbewegung und einer ersten, einzigen Aufwärtsbewegung mit den J-Schlitzen (158,160) auf den Nasen (152,154) verriegelt ist und auf Grund einer zweiten, einzigen Abwärtsbewegung und einer zweiten, einzigen Aufwärtsbewegung aus der Verriegelung wieder

gelöst wird.

18. Gerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) das Riegelglied (156) auf dem Prüfgehäuseabschnitt (16) angeordnet ist,

(b) der Meßgehäuseabschnitt (12) eine Wandung (46) besitzt, die einen Hohlraum (50) für den Druckfühler (72) bildet,

(c) in der Wandung (22) des Steuergehäuseabschnitts (10) erste elektrische Verbindungsmittel (36) vorgesehen sind, welche ein elektrisches Steuersignal für den Ventilantrieb erhalten,

(d) an dem Meßgehäuseabschnitt (12) zweite

elektrische Verbindungsmittel (38) vorgesehen sind, die elektrischen Kontakt mit den ersten elektrischen Verbindungsmitteln (36) geben, so daß das elektrische Steuersignal über die ersten elektrischen Verbindungsmittel (36) auf die

zweiten elektrischen Verbindungsmittel (38) übertragen wird,

(e) die Steuersignalschaltung (32) in dem Steuergehäuseabschnitt (10) angeordnet ist, zur

Übertragung des Steuersignals auf die ersten elektrischen Verbindungsmittel (36) und

(f) die Signalübertragungseinrichtung (24) in dem Steuergehäuseabschnitt (10) angeordnet ist und von dem Druckfühler (72) mit dem dem gemessenen Druck entsprechenden Meßsignal beaufschlagt ist.

11

19. Gerät nach Auspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) die ersten elektrischen Verbindungsmittel (36)

(al) ein erstes elastisches Glied (40)

enthalten, das lösbar in der Wandung (22) des Steuergehäuseabschnitts (10) sitzt und eine Außenfläche (42) aufweist, welche von einem Teil der Wandung (46) des Meßgehäuseabschnitts (12) übergriffen wird,

sowie

(a2) einen längs der Außenfläche (42) angeordneten ersten elektrischen Leiter (44) ^und

(b) die zweiten elektrischen Verbindungsmittel (38)

(b1) ein zweites elastisches Glied (66) enthalten, das lösbar in der Wandung (46)

des Meßgehäuseabschnitts (12) gehaltert ist und eine der Wandung (22) des Steuergehäuseabschnitts (10) zugewandte Innenfläche (68) aufweist, sowie

(b2) einen längs der Innenfläche (68) angeordneten zweiten elektrischen Leiter (70) in elektrischem Kontakt mit dem ersten elektrischen Leiter (44). 30

20. Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) die Dichtung (214) ein elastisches Glied ist

und
35

(b) zur Verbindung der Dichtung (214) mit dem Hohlkolben (202) ein Dichtungshaltebolzen (218) an dem der ersten öffnung (146) zugewandten Ende des Hohlkolbens (202) vorgesehen ° ist, der einen druckübertragenden Durchgang

(220,222) bildet.

21. Gerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilantrieb als Steuerventil ein Magnetventil (132) enthält, welches auf das Steuersignal anspricht.