DE3328751A1

DE3328751A1 - Vorrichtung zur vornahme von messungen waehrend des bohrens und schlammdrucksignalventil

Info

Publication number: DE3328751A1
Application number: DE19833328751
Authority: DE
Inventors: James Maxey 75225 Dallas Tex. Peppers; Farhat Ahmed 77084 Houston Tex. Shaikh
Original assignee: Dresser Industries Inc
Current assignee: Dresser Industries Inc
Priority date: 1982-08-09
Filing date: 1983-08-09
Publication date: 1984-02-09
Also published as: GB2127461A; US4628495A; FR2531483A1; GB8321061D0; CA1202880A

Description

D-6035

Vorrichtung zur Vornahme von Messungen während des Bohrens und Schlammdrucksignalventil

Technisches Gebiet. Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventilkonstruktion, insbesondere zur Verwendung im Schlaimströmungsmodulationssignalgenerator eines während des Bohrens arbeitenden Bohrlochmeßsystems. Speziell bezieht sich die Erfindung auf ein Druck- und Flächenausgeglichenes Ventilglied, verwendet im Schlammströmungsaodulationssignalgenerator im unter der Oberfläche befindlichen Teil eines Meßinstruments, welches während des Bohrens arbeitet.

Es sind bereits zahlreiche, während des Bohrens arbeitende Meßwerkzeuge bekannt, wobei einige davon ein Positionssteuerventil verwenden, um die Messung in Ausgangssignale durch Druckimpulsmodulation des Schlammflusses zu codieren. Eine derartige Vorrichtung zur Druckpulsmodulation des Schlammflusses umfaßt ein Ventilglied, welches in den Schlammfluß eingetaucht und beweglich darinnen angeordnet ist, um in eine Einschränkung des Schlammflusses versetzt zu werden, um so zeitweise den Rück- oder Gegendruck im BohrStrangschiammfluß

zu ändern. Die Bewegung dieses Ventilglieds wird durch eine Ventilbetatigungsvorrichtung erreicht, die das Ventilglied im Schlainmflußstrom versetzen muß, und zwar entgegen den Druckkräften, die durch den Schlammfluß erzeugt werden, der nach unten innerhalb des Bohrstrangs fließt, und zwar um das Instrument herum, der nach oben innerhalb des Bohrlochringrauins fließt. Bei einigen mechanischen Konfigurationen dieser Ventilanordnung und der zugehörigen Betätigungsvorrichtung können die Druckbedingungen des Schlamms möglicherweise verhindern, daß sich das Ventil in ordnungsgemäßer Weise durch die Ventilbetätigungsvorrichtung versetzt, und es wird somit verhindert, daß die gewünschte Datenübertragung vom während der Bohrung arbeitenden, im Bohrloch befindlichen Meßinstrument zu der Erdoberfläche durch den Schlammflußpfad übertragen werden. Abhängig von der verwendeten mechanischen Konfiguration können die bei den diese Ventilanordnung beeinflußenden, mit den Druckbedingungen im Zusammenhang stehenden Probleme ungenaue oder erratische Datenübertragungen zur Folge haben. Bei bestimmten . Druckbedingungen kann das Ventilglied druckverriegelt und somit unbeweglich sein, und wenn dies auftritt, so erfolgt keine Datenübertragung.

Zusammenfassung der Erfindung. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein während des Bohrens arbeitendes, im Bohrloch befindliches Meßinstrument vorgesehen, und zwar mit einer Ventilanordnung, die betätigbar ist, um Pulsationen im Gegendruck des Schlammflusses durch einen Bohrstrang zu erzeugen, indem das Instrument installiert ist. Die Ventilanordnung umfaßt ein Ventilglied innerhalb des Instruments, welches derart ausgelegt ist, daß es in Längsrichtung versetzt werden kann. Diese Ventilanordnung ist derart konstruiert, daß sie druckausgeglichen bezüglich der Schlammdrücke oberhalb

und unterhalb des Ventils ist, und zwar erzeugt durch den Schlamm innerhalb des Bohrstrangs, während sich das Ventil entweder in der offenen oder geschlossenen Position befindet. Die Ventilanordnung ist ebenfalls flächenausgeglichen bezüglich der hydraulischen Betätigungsströmungsmittelflachen.

Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Ansprüchen, der Zeichnung und der nachfolgenden B Schreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines

Erdbohrloch-Bohrgeräts oder Bohrgerüsts mit einem gemäß der Erfindung ausgebildeten, während des Bohrens arbeitenden Meßsystem;

Fig. 2 einen Schnitt durch die Außenwand

des Bohrkragens, der das während des Bohrens arbeitende, im Bohrloch anzuordnende Meßinstrument enthält;

Fig. 3 ein schematisches Schaltbild des Hy

draulikkreises, der die zur Versetzung oder Verschiebung des Ventilglieds verwendeten Elemente darstellt;

Fig. 4 . einen Schnitt des Instruments, und

zwar in Segmenten 4A-4H einschließlich, wobei bauliche Einzelheiten des Instruments einschließlich des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Ventilanordnung in zurückgezogener

Position dargestellt sind;

Fig. 5 einen Querschnitt des Ventilendteils

des Instruments, vergleichbar mit Fig. 4h, wobei sich das Ventilglied in einer ausgefahrenen Position befindet; und

Fig. 6 einen Querschnitt des Ventilendteils

des Instruments, wobei hier ein zweites Ausführungsbeispiel der Ventilanordnung dargestellt ist, und zwar in seiner ausgefahrenen Position befindlich.

Im folgenden sei das bevorzugte Ausführungsbeispiel im einzelnen beschrieben. Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann in einem während des Bohrens arbeitenden Bohrlochmeßsystem Verwendung finden, das in einem Bohrgerüst, wie beispielsweise dem in Fig. 1 gezeigten, eingebaut ist. Das während des Bohrens arbeitende Meßsystem wird, wie gezeigt, mit einem konventionellen Bohrgerüst 1 der Drehbauart verwendet, wobei ein Drillstrang 2 aus einer Vielzahl von Segmenten aus Bohrrohr besteht und die Drillkrägen miteinander verbunden sind, und wobei ferner am unteren Ende ein Bohrstück 3 angeordnet ist. Der Bohrstrang wird zum Bohren eines Bohrlochs 4 durch die Erdformationen in Drehung versetzt.

Das während des Bohrens arbeitende Meßsystem weist eine im Bohrloch befindliche Vorrichtung auf, und zwar mit einer Sensor- oder Fühlerpackung und einem Sender (Transmitter), angeordnet innerhalb eines speziellen Instrunent tragenden Bohrkragensll, positioniert oberhalb des Bohrstücks 3 im Bohrstrang. Den Bohrstrang 2 umgibt ein

Bohrlochringraum 6, der mit Bohrströmungsmittel oder Schlamm angefüllt ist, der nach oben fließt und zur Erdoberfläche zurückkehrt. An der Erdoberfläche befindet sich eine Bohrströmungsmittel- oder Schlamm-Pumpe 7 zur Zirkulation des Schlamms oder Bohrlochströmungsmittels, verwendet im Bohrvorgang, wobei die Zirkulation dadurch erfolgt, daß der Schlamm aus einem Schlammvorratsbehälter entfernt wird und durch eine Reihe von allgemein mit 8 bezeichneten Leitungen zu einem Schwenkgerät am oberen Ende des Bohrstrangs läuft.

Der Schlamm fließt nach unten durch das Innere des Bohrstrangs und auch durch den das Instrument tragenden Bohrkragen 11, um am Bohrstück 3 auzutreten und in den Bohrlochringraum 6 einzutreten, von wo aus der Schlamm zur Erdoberfläche zurückkehrt und in den Schlammvorratstank fließt. Die Sende- oder Transmittervorrichtung des im Bohrloch befindlichen Instruments (kurz: Bohrlochinstrument) erzeugt Strömungsmitteldruckpulsationen im Schlammfluß oder der innerhalb des Bohrstrangs 2 enthaltenen Säule. Diese Druckpulsationen werden an der Erdoberfläche durch ein Sensor- oder Fühlersystem 9»verbunden mit Leitung 8, gemessen. Ein Empfänger ist mit dem Sensorsystern 9 verbunden und ist betätigbar, um die Information tragenden Daten aus diesem Signal herauszuholen, und zwar zur Verwendung in einem Datenverarbeitungsgerät und einer Anzeigevorrichtung.

Es sei nunmehr auf die Fig. 2 eingegangen, wo das im ganzen bei 10 gezeigte, während des Bohrens arbeitende, im Bohrloch befindliche Meßinstrument innerhalb seines zugehörigen Bohrkragens dargestellt ist. Dieses Instrument 10 arbeitet in seiner gesamten, im Bohrloch befindlichen Packung (Modulelement) mechanisch wie ein Bohrkragen im Bohrstrang. Das gezeigte Instrument 10 umfaßt den das.

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Instrument tragenden Bohrkragen 11 mit Gewindeverbindungen 12 und 14 an den oberen bzw. unteren Enden. Das Innere des Bohrkragens ist mit Befestigungen an den oberen und unteren Endteilen versehen, um die langgestreckte, rohrförmige Instrumentenumhüllung mit einer Abstandsbeziehung gegenüber der Innenwand zu halten, die einen Bohrstrangringraum 13 definiert, der sich über die Länge des Instruments erstreckt und durch den Schlamm fließen kann.

Anhand der Fig. 4 sei nunmehr das Werkzeug im einzelnen beschrieben, und zwar beginnend am oberen dargestellten Endteil. Der das Instrument tragende, das Instrumentenmodul (Instrumentenpackung) umschließende Bohrkragen oder Abschnitt 11 ist aus nichtmagnetischem Material aufgebaut, wie beispielsweise der MONEL-Metallegierung, um Störungen mit magnetischen Abfühlvorrichtungen zu vermeiden,die in dem Instrumentensensormodul (instrumentenfühlerpackung) eingeschlossen sein können.

Der durch den Bohrstrang laufende Schlamm tritt in den Instrumentenbohrabschnitt 11 am oberen Ende ein und läuft in das obere Ende des Instruments oder Werkzeugs. Eine Hülse 15 ist eng passend innen am Bohrabschnitt 11 angeordnet und berührt die Innenwand 17. Die Hülse 15 ist mit einem Innengewinde an ihrem oberen Endteil ausgestattet und nimmt ein hohles Schlammeinlaßfitting 16 auf. Das Schlammeinlaßfitting 16 weist eine darinnen angeordnete Schlammeinlaßhülse 18 auf, und zwar über den oberen Endteil hinaus erstreckend. Die Schlammeinlaßhülse 18 ist mit einem trichterförmigen Inneneinlaß am oberen Ende in der dargestellten Weise ausgestattet.

Unmittelbar unterhalb der Einlaßhülse 18 befindet sich eine Turbinenanordnung 22, die einen Teil des durch die

Einlaßhülse 18 fließenden Schlamms aufnimmt. Die Turbinenanordnung 22 hat einen kleineren Durchmesser als das Innere der Hülse 15, und sie ist mit ihrem Einlaß mit Abstand gegenüber dem Auslaß der Schlammeinlaßhülse 18 derart angeordnet, daß ein Teil des Schlammflußes durch die Trubinenanordnung geleitet wird, und zwar durch Herumlaufen um deren Äußeres. Die Turbinenanordnung weist eine Vielzahl von Düsen 26 auf, die derart orientiert sind, daß sie den Schlammfluß radial nach außen in eine Richtung leiten, welche die Drehung der Turbinenanordnung 22 bewirkt. Eine Tragwelle 24 ist starr mit der Turbinenanordnung 22 verbunden und ist von unten her in einer Lagerordnung angeordnet.

Eine Schlammdichtung 27 ist unterhalb der Turbinenanordnung 22 um die Welle 24 herum angeordnet. Ein Dichtungsring 28 ist unterhalb der Schlammdichtung 27 um die Welle 24 herum positioniert und wird am oberen Endteil des Rohrgehäuses 29 getragen. Das rohrförmige Gehäuse 29 ist außen an seinem oberen Endteil konisch geformt, um den Schlammfluß nach außen zu richten oder zu leiten,und zwar durch Öffnungen im Gehäuse in den Bohrstrangringraum 13. Die Hülse 15 erstreckt sich nach unten über den oberen Teil des Rohrgehäuses 29 hinweg und enthält eine Vielzahl von mit Abstand angeordneten Ausrichtungsflossen oder Schaufeln 30, zwischen denen Öffnungen 31 ausgebildet sind, und zwar für den Schlammfluß in den Bohrstrangringraum 13.

Ein Paar von Lagersitzen 34 sind im Innenraum des Rohrgehäuses 29 enthalten, und zwar drehbar gelagert an der Tragwelle 24. Ein Rohrglied 39 ist am unteren Endteil des Rohrgehäuses 29 durch einen Rohrmantel 37 angeordnet, der durch Verschrauben im Inneren des Rohrgehäuses 29 angeordnet ist. Ein zylindrisches Gehäuse 42 ist mit dem un-

teren Teil des Rohrglieds 39 verbunden und erstreckt sich von dort aus nach unten und bildet ein Außenteil des Instrumentengehäuses.

Das Innere des Rohrglieds 39 umschließt ein Wellengehäuse 44, positioniert konzentrisch um einen einen verminderten Durchmesser aufweisenden Teil der Welle 24 herum. Das Innere des Instrumentengehäuses innerhalb des zylindrischen Gehäuses 42 und um die Welle 24 herum unterhalb des Dichtungsrings 28 definiert einen Hohlraum 46. Der Hohlraum 46 ist mit Schmieröl angefüllt und steht unter Druck, und zwar durch den Bohrstrangringraum-Schlammdruck, der auf eine schwimmende Druckdichtungsanordnung 43 wirkt, was im oberen Teil der Fig. 4B dargestellt ist.

Gemäß dem oberen Teil der Fig. 4B ist die schwimmende Druckdichtungsanordnung 43 zwischen dem Äußeren des Wellengehäuses 44 und dem Inneren des zylindrischen Gehäuses 42 angeordnet. Die schwimmende Druckdichtungsanordnung 43 ist mit einer Vielzahl von internen Durchlässen ausgestattet, die ein Druckreservoir 48 bilden, das mit Packungsfett gefüllt ist, und zwar in Verbindung stehend mit Wellengehäuse 44 und zylindrischem Gehäuse 42, um eine Strömungsmitteldichte, aber doch longitudinal bewegliche Dichtung zwischen entgegengesetzten Seiten der Dichtungsanordnung vorzusehen. In Verbindung mit dem Fettreservoir 48 steht ein beweglicher Stopfen 54, der durch eine Schraubenfeder 55 unter Druck gesetzt ist, um eine Drucklast auf das im Reservoir 48 enthaltene Fett auszuüben.

Unterhalb der schwimmenden Druckdichtanordnung 43 befin-' det sich eine spulenartige Büchse 56, die um das Wellengehäuse 44 herum positioniert ist und eine sich nach außen erstreckende Schulter 57 an ihrem oberen Endteil aufweist,

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um das untere Ende der schwimmenden Druckdichtanordnung 43 zu berühren. Die untere Bewegungsgrenze der Büchse 56 wird durch eine um das Äußere des Wellengehäu. s 44 herum verlaufende Schulter bestimmt. Der untere Endteil der Büchse 56 ist erweitert und erstreckt sich um den oberen Endteil einer Schraubenfeder 60, befestigt um das Wellengehäuse 44 herum. Die Schraubenfeder 60 ist zusammengedrückt, um eine nach oben gerichtete Vorspannkraft vorzusehen, die gegen die schwimmende Druckdichtanordnung 43 ausgeübt wird, um das Schmieröl im Hohlraum 46 unter Druck zu setzen.

Das Innere des zylindrischen Gehäuses 42 um die Schraubenfeder 60 herum und unterhalb der schwimmenden Druchdichtanordnung 43 definiert einen schlammgefüllten Hohlraum 61, der in offener Verbindung mit dem Bohrstrangringraum 43 steht, und zwar über die Vielzahl von Öffnungen 62 im Rohrgehäuse 42. Das untere Ende des schlammgefüllten Hohlraums 61 endet an einem Fitting 63, das durch Schraubenabdichtend zwischen dem Wellengehäuse 44 und dem zylindrischen Gehäuse 42 angeordnet ist. Ein Kugellager 67 ist innerhalb des hohlen Innenraums des Fitting 63 und am unteren Endteil der Welle 24 in der dargestellten Weise angeordnet. Ein Lagerhalter 68 ist in das Innere des Fitting 63 eingeschraubt, wobei ein Endteil am Kugellager 67 anstößt, um dieses in einer festen Position zu halten. Eine Dichtungsanordnung ist ebenfalls innerhalb des Lagerhalters 68 enthalten und weist ein Paar von bei 72 gezeigten Drehdichtungen auf, und zwar oberhalb einer öldichtung 74, positioniert in Umgebungsbeziehung bezüglich einer Hülse über dem Endteil der Welle 24. Diese Dichtungsanordnung bildet das untere Ende des mit Öl gefüllten Hohlraums 46.

Der untere Teil des Fitting 63 ist an einem rohrförmigen Gehäuseverlängerungsglied 77 angeordnet, welches sich von

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dort aus nach unten erstreckt und weitere Komponenten des Instruments umschließt. Das untere Ende der Welle 24 ist mit einer Wellenkupplung 78 verbunden, die ihrerseits die Verbindung zur Antriebswelle eines Wechselstromgenerators 82 vorsieht. Der Wechselstromgenerator 82 überspannt die Fig. 4B und 4C und ist die elektrische Leistungserzeugungsquelle für die elektrischen Komponenten des Instruments.

Fig. 4C zeigt den Wechselstromgenerator, eine hydraulische Pumpe und zugehörige hydraulische Schaltungskomponenten des Instruments. Der Wechselstromgenerator 82 ist innerhalb des Rohrgehäusesegments 77 positioniert. Die Antriebswelle des Wechselstromgenerators 82 erstreckt sich durch den Wechselstromgenerator hindurch und ist durch Kupplung 87 mit Ölpumpe 88 verbunden. Die Ölpumpe 88 ist durch Einlaß- und Auslaßleiter mi,t einem darunter angeordneten Sammelsteckglied 90 verbunden. Sammelsteckglied 90 enthält mehrere Durchlässe, um die Einlaß- und Auslaßströmungsmittelverbindung zur Pumpe 88 vorzusehen, und um Durchlässe für die elektrischen Leiter vom Wechselstromgenerator 82 zu bilden.

Elektrische Leiter vom Wechselstromgenerator 82 sind in den abgedichteten Leitungsanordnungen 85 und 86 enthalten, die aus dem unteren Teil des Wechselstromgenerators austreten und die Verbindung zum oberen Ende des Sammelsteckers oder Stopfens 90 herstellen, wo diese Drähte in Kabelleiterdurchlässe 97 und 98 eintreten können. Diese Durchlässe stellen die Verbindung her mit einem einzigen axial angeordneten Kabeldurchlaß 106 im Sammelleitungsstopfen 90. Eine Kabelleitung 110 ist innerhalb des Kabeldurchlasses 106 positioniert und erstreckt sich von dort aus nach unten, um die elektrischen Leiter zu Teilen des darunter befindlichen Instruments zu führen. Um die Zeichnungen zu vereinfachen, sind diese elektrischen Leiter

oder Drähte nicht in ihrer vollständigen Länge gezeigt.

Der Sammelstopfen 90 weist einen Niederdruckpumpeneinlaßdurchlaß 101 und einen Hochdruckpumpenauslaßdurchlaß auf. Drei konzentrisch angeordnete Leitungen sind im unteren Teil des Sammelstopfens 90 angeordnet und erstrecken sich von dort aus nach unten. Die innerste Leitung ist die Kabelleitung 110, eine zweite Leitung 111 mit ringförmiger Gestalt umgibt die Kabelleitung 110 und ist mit Abstand demgegenüber angeordnet und bildet dazwischen einen Hochdrucköldurchlaß. Eine dritte Leitung 112 mit Ringform umgibt die zweite Leitung 111 und ist mit Abstand angeordnet und definiert dazwischen einen Niederdrucköldurchlaß.

Der Niederdrucksldurchlaß zwischen der zweiten Leitung und der dritten Leitung 112 steht in Verbindung über einen Niederdruckpumpeneinlaßdurchlaß durch Sammelstopfen 90 mit Pumpeneinlaß 101. Der Hochdrucköldurchlaß zwischen Kabelleitung 110 und zweiter Leitung 111 steht in Verbindung über Nut 105 und Durchlaß 104 in Sammelstopfen 90 mit Pumpenauslaßdurchlaß 100. Ein ölgefüllter Hohlraum 113 ist unterhalb des Sammelstopfens 90 und oberhalb einer im ganzen mit 114 bezeichneten abgedichteten Anordnung ausgebildet. Der Öldurchlaß 99 durch Sammelstopfen 90 stellt die Verbindung her zwischen dem ölgefüllten Hohlraum 113 und dem oberen Ende des Sammelleitungsstopfens 90 für Schmierzwecke. Der Wechselstromgenerator 82 und die Pumpe 88 sind innerhalb eines Schmierölbades aus Gründen der Schmierung und Kühlung angeordnet.

Der öIgefüllte Hohlraum 113 ist ein unter Druck stehender ölgefüllter Hohlraum und steht mit dem den Wechselstromgenerator 82 und die Pumpe 88 enthaltenden Hohlraum durch Öldurchlaß 99 in Verbindung. Infolge der baulichen Kon-

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figurationen und der geometrischen Grenzen in der Zeichnung ist der Öldurchlaß 99 an einem Mittelpunkt des Sammelstopfens 90 endend dargestellt, obwohl dieser Durchlaß aich durch das obere Ende dieses Sammelstopfens hindurch fortsetzt. Die Dichtungsanordnung 114 ist in ähnlicher Weise, wie die oben beschriebene Dichtungsan- . Ordnung 43 aufgebaut und sieht eine axial bewegliche Dichtungsanordnung vor, welche das Öl im Hohlraum 113 vom Schlamm trennt, der in dem unmittelbar darunter befindlichen Hohlraum sich befindet.

Ein spulenartiger Bügel 115 steht mit dem Bodenteil der Dichtungsanordnung 114 in Verbindung und wird nach oben durch eine Schraubenfeder 118 gedruckt, die um eine dritte Leitung 112 herum angeordnet ist, wie dies im oberen Teil der Fig. 4D dargestellt ist. Durch das rohrförmige Gehäusesegment 92 verlaufen Öffnungen II6 für den Schlammzugang zum Hohlraum unterhalb der Dichtungsanordnung 114. Am unteren Endteil des Rohrgehäusesegments 92 bewirkt ein Verbindungsstopfen 120 die Gewindeverbindung der Rohrgehäusesegmente 92 und 136 und sieht eine Strömungsmittelsammelleitung und auch eine körperliche Stützung vor. Kabelleitung 110, zweite Leitung 111 und dritte Leitung 112 sind abdichtend im Inneren des Verbindungsstopfens 120 angeordnet. Die Feder 118 ruht auf einer Schulter am oberen Ende des VerbindungsStopfens 120. Eine Vielzahl von Öffnungen 121 ist um den unteren Endteil des Rohrgehäusesegments 92 herum vorgesehen, und zwar unmittelbar oberhalb des oberen Endteils des Verbindungsstopfens 120. Der ringförmige Niederdruckdurchlaß zwischen der zweiten Leitung 111 und der dritten Leitung 112 steht in Verbindung, und zwar über Verbindungsstopfen 120 durch * Verbindung eines Ringhohlraums 124, einer längs angeordneten Leitung 125, eines hohlen Einsatzglieds 131, eines weiteren Ringhohlraums 132,und ein Austritt erfolgt am^

Stopfen 120 an einem mit einem Mederdruckrohr 133 verbundenen Auslaß. Der ringförmige Hochdruckströmungsmittelraum zwischen der Kabelleitung 110 und der zweiten Leitung 111 verläuft durch den Verbindungsstopfen 120 durch Verbindung eines Ringshochdruckraums 129, eines längs angeordneten Hochdruckraums 130, eines hohlen Einsatzgliedes 126, eines weiteren Ringraums 127 und der Austritt erfolgt am Verbindungsstopfen 120 an einem Hochdruckrohr 134.

Sin elektrischer Sockel HO ist innerhalb des Verbindungsstopfens 120 angeordnet, um einen Aufnehmer zur Verbindung der elektrischen Drähte vorzusehen, die durch das Innere der Kabelleitung 110 verlaufen. Aus Gründen der Klarheit sind diese Drähte in der Darstellung gemäß Pig.4 nicht gezeigt. Unmittelbar unterhalb des Verbindungsstopfens 120 befindet sich ein zylindrischer Behälter, der eine Elektronikpackung oder Elektronikmodul,welches im mit 135 bezeichnet ist, enthält.

Die spezielle, in dem Elektronikmodul 135 enthaltene Elektronikausrüstung ist hier nicht beschrieben, weil sie für die vorliegende Erfindung nicht besonders relevant ist. Die elektronische Ausrüstung für die im Bohrloch stattfindenden Bohrlochuntersuchungszwecke ist an sich bekannt. Verschiedene Variable können durch Wandler, Sensoren und dergl. gemessen werden, die in dieser Elektronikausrüstung enthalten sind, und diese Messungen werden in elektronische Signale codiert, welche von einem elektrisch betriebenen Ventiloperator verwendet werden, der im folgenden beschrieben wird. Die Elektronikpackung oder das Elektronikmodul 135 ist in dem Teil dieses Instruments, der die Fig. 4D und 4E der Zeichnung überspannt.

Gemäß Pig. 4E ruht der obere Teil der Elektronikpackung 135 auf dem oberen Ende eines unteren Körperstopfens 148.

Der untere Körperstopfen 148 verbindet Rohrgehäuseabschnitt 136 und ein weiteres Rohrgehäusesegment 164, was sich darunter erstreckt, und schafft eine Halterung und Durchlässe für die Verbindungselemente des hydraulischen Kreises und des elektrischen Kreises. Elektrische Signale führende Drähte erstrecken sich von der Elektronikpackung 135 durch einen axial angeordneten Durchlaß 147 im unteren Körperstopfen 148, wo ein Sockelkörper 145 und Verbindungsstopfen oder Stecker 146 angeordnet ist. Vom Verbindungsstopfen 146 ausgehende und daran befestigte Drähte verlaufen durch den Durchlaß 147 und den Durchlaß 149, um in eine Kammer 165 unterhalb des Körperstopfens 148 einzutreten.

Sin Rückschlag- oder Prüfventil 150 liegt parallel zu einer Strömungsmittelflußeinschränkung 154, angeordnet in Kammer 165. Rückschlagventil 150 und Strömungseinschränkung 154 sind in dem hydraulischen Kreis in der in Pig.3 gezeigten Weise vorgesehen. Das Hochdruckströmungsmittel in Durchlaß 134 steht in Verbindung mit dem unteren Körperstopfen 148, der mit dem Hochdruckringraum 153 in Verbindung steht, und läuft durch andere Verbindungsdurchlässe zu einem Hochdruckinnendurchlaß 151 im unt ren Körperstopfen 148. Eine Hochdruckleitung 155 verbindet das Rückschlagventil 150 und Einschränkung oder Drossel 154 in Strömungsverbindung mit dem Hochdruckströmungsmittel.

Niederdruck- oder Rückfluß-Strömungsmittel im Hiederdruckrohr 133 steht mit dem unteren Körperstopfen 148 in Verbindung und stellt die Verbindung her mit dem Fiederdruckringhohlraum 157. Ein hohles Verbindungsglied verbindet dann diesen Strömungsmittelpfad mit dem Fiederdruckdurchlaß 160. Der ffiederdruckdurchlaß 160 öffnet sich zum unteren Ende des unteren Körperstopfens 148 hin, woraufhin die Verbindung mit einem Hohlraum oder einer Kammer 165 inner-

halb eines Teils des rohrförmigen Gehäuseabschnitts oder Segments 164 erfolgt. Diese Kammer 165 ist um mehrere untere !eile des Instruments herum unterhalb des Körperstopfens 148 in der dargestellten Weise offen.

Unterhalb des Rückschlagventils 150 stellt eine Auslaßleitung 162 vom Ventil die Verbindung mit einem Verbindungsfitting 167 her, das einen kleineren Durchmesser als das Innere des Rohrgehäusesegments 164 besitzt. Das Yerbindungsfitting 167 ist am oberen Endteil eines dritten Rohrglieds 173 angeordnet, welches ebenfalls einen kleineren Durchmesser als das Innere des Rohrgehäusesegments 164 besitzt. Das Innere des Verbindungsfittings 167 ist mit einer axial verlaufenden Innenbohrung 168 ausgestattet, die einen Durchlaß für Hochdruckströmungsmittel vom Rückschlagventil 150 bildet und einen Zylinder vorsieht, in dem sich ein rohrförmiger Verbinder 17O in Längsrichtung des Instruments bewegt.

Der rohrförmige Verbinder I70 ist innerhalb des dritten Rohrglieds 173 positioniert. Eine Feder 172 sitzt zwischen dem oberen Ende des Kolbenteils 175 und der Unterseite des Verbindungsfittings 167 und spannt das Rohrglied 170 in eine aasgefahrene Position oder eine nach unten angeordnete Position vor, wie dies in den Fig. 4E und 4F dargestellt ist. Innerhalb des Inneren des Rohrgehäusesegments 164 ist ein Drahtumschließungsglied 169 befestigt am Inneren der G-ehäusesegmenteseitenwand mit elektrischen hindurchverlaufenden Drähten längs des dritten Rohrglieds 173 und der daran befestigten Elemente. Die Drahtumhüllung 169 erstreckt sich nach unten zu dem elektrisch gesteuerten Ventiloperator 195, der in Fig. 4& sichtbar ist.

Der untere ¹I¹ eil des dritten Rohrglieds 173 - vergl.Fig.4F ist abdichtend mit einem Stopfen 180 angeordnet. Ein Durch-

laß 181 durch den Stopfen 180 verbindet eine Kammer, die innerhalb des dritten Rohrglieds am oberen Ende des Stopfens 180 gebildet ist, mit einer Leitung 182, die sich vom Boden des Stopfens 180 aus erstreckt. Die Leitung 182 leitet Hochdruckhydraulikströmungsmittel zum darunter befindlichen Steuerventil. Flossen oder Schaufeln 185, angeordnet am unteren Ende des äußeren Umfangsteils des Stopfens 180 stützen diesen mittig innerhalb des Rohrgehäusesegments 164 und ermöglichen den Durchlaß von Niederdruckströmungsmittel, um das Äußere des dritten Rohrglieds 173 herum.

Fig. 4G- zeigt, daß die Hochdruckventileinlaßleitung 182 am Ventilkörper und Sammelleitungsglied 190 angeordnet ist. Diese Ventilsammelleitung besitzt eine Vielzahl von Rippen 192, die um den unteren Endteil herum mit Abstand angeordnet sind, und einen gleiche Vielzahl von Rippen 193 ist mit Abstand um den unteren Endteil herum vorgesehen, um eine Kiederdruckströmungsmittelverbindung darum herum zu erzeugen. Der elektrische Ventiloperator 195 ist am unteren Endteil der Ventilsammelleitung 190 angeordnet und steht betriebsmäßig mit dem Kolbenventilglied 194 in Verbindung. Dieses Ventil besitzt zwei Eingangsqullen; eine vom Hochdruckströmungsmittel, geliefert durch Ventileinlaßleitung 182 und die andere vom Fiederdruckströmungsmittel im Inneren des Rohrgehäusesegments 164. Das Kiederdruckströmungsmittel läuft zum Ventil durch die quer angeordnete Leitung 191. Das Ventil besitzt zwei Ausgangsströmungspfade, wobei der erste durch den Ausgangsdurchlaß 196 verläuft und der zweite durch den Ventilauslaßdurchlaß 198 vorgesehen ist. Die Ventilausgänge sind mit konzentrischen Leitern 197 und 199 verbunden, die beide in Längsrichtung gleitend im unteren Teil der Ventilsammelleitung 190 angeordnet sind.

Man erkennt, daß das Hochdruckströmungsmittel enthalten ist innerhalb Druchlaß 196 in Ventilsammelleitung und innerhalb Leitung 197 und ebenfalls innerhalb des Ringraums zwischen Leitungen 197 und 199. Das Niederdrückst römungsmittel ist enthalten innerhalb des Rohrgehäusesegments 164, Leitung 199 umgebend, Ventilsammelleitung 190 und den anderen Komponenten, enthalten innerhalb des Rohrgehäusesegments 164 bis zum unteren Körperstopfen hin. Innerhalb des Rohrgehäuseglieds I64 (welches das Niederdruckströmungsmittel enthält) wird in effektiver Weise ein hydraulischer Akkumulatorhohlraum gebildet, der im ganzen mit 200 in Pig. 4G bezeichnet ist. Am unteren l'eil dieses hydraulischen. Akkumulators befindet sich eine bewegliche Dichtungsanordnung, die im ganzen mit 201 bezeichnet ist. Die Dichtungsanordnung 201 ähnelt den oben beschriebenen Dichtungsanordnungen 114 und 43 und ist in Längsrichtung innerhalb des Rohrgehäuseglieds beweglich. Eine Vielzahl von Öffnungen 189 schafft Zugang zum Schlamm mit Bohrstrangdruck zur Bodenseite der Dichtungsanordnung 201.

Ein spulenartiger Bügel 203 ist am oberen Ende einer Schraubenfeder 204 angeordnet, um die Dichtungsanordnung 201 in die Richtung nach oben zu drücken. Eine zusätzliche Kraft ist vorgesehen, um die Dichtungsanordnung 201 nach oben zu drücken, und zwar durch Schlammdruck, ausgeübt an der Unterseite der Dichtungsanordnung. Dieser Schlammdruck hat Zugang zum Inneren des Rohrgehäuseglieds 164 durch Öffnungen 189 und Öffnung 202. Öffnung 202 ist im oberen Teil der Pig. 4H gezeigt.

Pig. 4H zeigt das untere Endsegment dieses Instruments und den zugehörigen Rohrkragen. Der untere Endteil des Rohrgehäuses 164 ist mit einem l'ragstutzen 205 verbunden. Der i'ragstutzen 205 haltert konzentrisch angeordnete Leitungen

197 und 199. Eine Schulter am oberen Ende des unteren Stutzens 205 berührt Feder 204. Tragstutzen 205 ist an seinem unteren Endteil mit einem Endstutzen 206 verbunden. Das Innere des Ί' rags tut ζ ens 205 und des Endstutzens 206 ist jeweils hohl, und sie umschließen gemeinsam ein hohles, im ganzen rohrförmiges Impulsventilglied 207.Das Innere des Impulsventils 207 und der Tragstutzen 205 weisen ein Kolbenglied 208, angeordnet dazwischen, auf. Der Kolben 208 ist durch Gewindeverbindung am Tragstutzen 205 an der Gewindeverbindung 307 angeordnet und ist gleitend innerhalb des oberen Endes des Impulsventilsglieds 207 angeordnet. Der Kolben 208 ist gewindemäßig im Tragstutzen 205 verbunden, und zwar in Anschlag mit einer nach unten weisenden Schulter 209. Der Kolben 208 verbleibt stationär, und der obere Endteil der Impulsventilglieder bewegt sich am unteren Endteil des Kolbens auf und ab.

Der erste Hochdruckdurchlaß 196 in Leitung 197 steht in Strömungsmittelverbindung mit einem hohlen, in Längsrichtung angeordneten Durchlaß im Kolben 208. Dieser Strömungsmitteldurchlaß steht mit einer Öffnung 212 in Verbindung, die quer durch die Seite des Kolbens 208 verläuft und ihrerseits mit einer Ventilgliedanstiegsströmungsmittelkammer 213 in Verbindung steht. Die Ventilgliedanstiegsströmungsmittelkammer 213 ist zwischen Tragstutzen 205, Endstutzen 206 und Impulsventilglied 207 wie gezeigt ausgebildet. Der zweite Hochdruckströmungsmitteldurchlaß zwischen den Leitungen 197,199 steht in Strömungsmittelverbindung mit einem zweiten Eochdruckdurchlaß 214 in Unterstützung von Stutzen 205. Der zweite Hochdruckkanal 214 steht in Strömungsmittelverbindung mit einer Ventilglied-Absenkströmungsmittelkammer 215 zwischen Tragstutzen 205 und Kolben 208.

Eine Schraubenfeder 223 ist um das Impulsventilglied 207

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herum angeordnet und ruht auf einer nach oben weisenden Schulter des Endstutzens 206, um das Impulsventilglied 20? in einer Richtung nach oben oder zur zurückgezogenen Position hin vorzuspannen. Am unteren Endteil des Impulsventilglieds 207 erstreckt sich ein hülsenartiger Ventilgliedeinsatz 224 nach oben in das Innere des Ventilglieds. Eine Schutz- oder Abriebhülse 225 ist um das Äußere des Ventilgliedeinsatzes 224 herum positioniert und erstreckt sich unter das untere Ende des Impulsventilglieds 207.Eine Abrieb- oder Schutzhülse 225 wird an ihrem Platz zwischen einer nach oben weisenden Schulter von Ventilgliedeinsatz 224 und dem unteren Ende von Impulsventilglied 207 gehalten. Die Abrieb- oder Schutzhülse 225 ist ein ersetzbares Element, aufgebaut aus einem im wesentlichen abriebbeständigen Material, wie beispielsweise Wolframcarbid. Dies ist wegen der hohen Abrasionsumgebung erforderlich, in der die Hülse arbeitet, wenn sie den Schlammfluß durch den Einschränkungsring 240 einschränkt, wobei der Ring 240 ebenfalls aus einem abriebbeständigen material hergestellt ist. Wenn sich das Impulsventilglied 207 in der Rückholposition befindet, so sitzt es im wesentlichen innerhalb eines hohlen Gehäuses 2J0 am Boden von Endstutzen 206.

Es ist wichtig darauf hinzuweisen, daß das Innere des Impulsventilglieds 207 und der Ventilhülsengliedeinsatz 224 hohl sind und einen Ventilgliedinnendurchlaß 226 bilden, der mit dem unteren Ende von Kolben 208 in Verbindung steht, um Schlammdruck an das Innere des Ventilglieds 207 an der Oberfläche 308 anzulegen, und zwar zum Ausgleichen der Effekte des Schlammdrucks am unteren Ende des Impulsventilsglieds 207 an der Oberfläche 309.

Der Oberteil des Impulsventilglieds 207 ist mit einer quer angeordneten Innenöffnung 227 ausgestattet, und zwar zur

Herstellung einer Verbindung zwischen der Hochdrucköffnung 212 und der Ventilgliedanhebströmungsmittelkammer 213. Das obere Endteil des Impulsventilglieds 207 besitzt einen verbreiterten Teil, der einen Kolben 228 mit seinem oberen Ende bildet, und zwar ruhend an einer nach unten weisenden Schulter im Tragstutzen 205 zur Bildung eines oberen Grenzanschlags.

Die Flächen der Oberflächen 308 und 309 am Yentilglied 207 sind gleich gewählt. Die .ektiven Flächen sowohl oberhalb als auch unterhalb des Kolbens 228 sind gleich gewählt. Eine gleiche Verschiebung von Strömungsmitteln ist erforderlich, um den Kolben 228 aus seiner oberen Position (gezeigt in Fig.4H) in seine untere Position (gezeigt in Fig.5) zu versetzen.

Der untere Endteil des Instruments ist in dem das Instrument tragenden Bohrkragen 11 angeordnet, und zwar mittels einer Vielzahl von mit Abstand angeordneten Schaufeln 235, die sich nach außen gegenüber dem Einsatz 230 erstrecken und eine innere Seitenwand des Bohrkragens kontaktieren. Die Schaufeln 235 bilden eine Vielzahl von im ganzen bei 236 angedeuteten Durchlässen für Schlamm, der im Ringraum zwischen den Instrumentengehäusen im Inneren des Bohrkragens fließt. Ein Trag- oder Halterungsring 237 ist an den unteren Endteilen der Schaufeln 235 angeordnet und derart benessen, daß er Jim erhalb des Innendurchmessers des Bohrkragens 11 und des Trageinschränkungsrings 240 an seinem Inneren schlüpft. Der Einschränkungsring 240 ist ein aus einem abrasionsbeständigen Material aufgebautes Ringglied und wird in einer festen Position in Tragring 237 durch einen Schnappring gehalten. Schlamm fließt durch die Durchlässe 236 und durch die Innenöffnung des Einschränkungsrings 240. Wenn sich das Impulsventil 207 in der in Fig. 4H gezeigten zurückgezogenen Position befin-

det, so fließt der Schlamm durch die Einschränkung ohne signifikanten Gegendruck. Wenn das Impulsventilglied 207 aus einer Rückholposition gemäß Fig. 4H in die ausgefahrene Position (am weitesten unten) gemäß Fig. 5 bewegt wird, so wird der Gegendruck des Schlamms innerhalb des Bohrkragens 11 in signifikanter Weise erhöht, wodurch ein Druckimpuls gebildet wird, der durch die Empfangsausrüstung an der Erdoberfläche detektiert wird.

Insbesondere anhand der Fig. 3»4H und 5 kann die Arbeitsweise des Impulsventils verstanden werden. Wenn das Impulsventilglied 207 aus der Rückholposition gemäß Fig. 4H in die Ausfahrposition gemäß Fig₀ 5 bewegt werden soll,so wird das Yentilglied 194 durch Elektromagnet 195 nach rechts gegenüber der in Fig. 3 gezeigten Position verschoben, wodurch Hochdruckströmungsmittel an Kammer 215 angelegt wird, und Strömungsmittel von Kammer 213 über Durchlaß 196 zum hydraulischen Akkumulator 200 abgelassen wird. Wenn das Impulsventilglied 207 aus der Ausfahrposition zur Rückholposition bewegt wird, so verschiebt der Elektromagnet 195 das Ventilglied 194 aus der in Fig. 3 gezeigten Position nach links, wodurch der Hochdruck gleichzeitig durch Durchlaß 196 an Kammer 213 und Ablaßströmungsmittel von Kammer 215 an Akkumulator 200 angelegt wird.

Wie oben beschrieDen, Bind die Flächen 308 und 309 der Kolbenflächen des Kolbens 228 im Impulsventilteil der Struktur derart ausgewählt, daß der Einfluß des Schlammdrucks auf das Impulsventilglied 207 derart ausgeglichen ist, daß gleiche ausgeählte Kräfte auf Impulsventilglied 207 wirken, um dies sowohl nach oben als auch nach unten zu versetzen. Impulsventilglied 207 wird nicht durch eine Erhöhung des Gegendrucks oder des Impulsdrucks, auftretend innerhalb des Schlammflußstroms oder des statischen Schlammdrucks im Bohrstrang, versetzt. Wenn sich das Im-

pulsventilglied entweder in seiner Ausfahrposition oder Rückholposition befindet oder in einer Lage dazwischen, so wird seine Versetzung oder Verschiebung weder durch statische noch Impuls-Drücke von Schlamm im Bohrstrang beeinflußt.

Ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Impulsventilanordnung ist in Fig. 6 gezeigt. Dieses zweite Ausführungsbeispiel der Impulsventilanordnung arbeitet " funktionsmäßig in der gleichen Weise wie das zuerst beschriebene Ausführungsbeispiel insoferne, als der Druck bezüglich des Schlammdrucks ausgeglichen ist. Dieses Ausführungsbeispiel sieht jedoch einige Modifikationen hinsichtlich der baulichen Aspekte der Erfindung vor, und zwar im Hinblick auf die Betätigungsvorrichtung für das Ventilglied und im Hinblick auf den Mechanismus, der dazu verwendet wird, um die Verschiebung zwischen der Ausfahrposition und der Rückholposition zu bewirken. Entsprechende Teile des Instruments gemäß Fig. 6 sind die gleichen wie die bereits beschriebenen und werden daher hier nicht nochmals beschrieben. Einige i'eil der Struktur sind die gleichen wie die bei der vorhergehenden Beschreibung verwendeten,und diese Elemente der Anordnung sind mit den gleichen üezugszeichen versehen.

Das zweite Ausführungsbeispiel der Schlammdruckimpulsventilanordnung ist im ganzen mit 250 bezeichnet und mit benachbarten Teilen des Instruments verbunden, und zwar ähnlich wie dies in Verbindung mit Fig. 4H des ersten Ausführungsbeispiels beschrieben wurde. Das obere Endteil der Ventilanordnung 250 weist einen Tragstutzen 252 auf, der an den unteren Endteilen der Leitung 197 und von Rohrge-" häusesegment 164 befestigt ist, um erste und zweite Hochdruckhydraulikströmungsmitteldurchlässe ähnlich den oben beschriebenen zu bilden. Das Innere der Leitung 197 bildet

die Umgebung des Teils des Hochdruckdurchlasses 196. Der zweite Hochdruckdurchlaß zwischen Leitung 197 und dem Inneren des Rohrgehäusesegments 164 setzt sich in den Tragstutzen 252 an einem Ringdurchlaß 254 fort. Der untere Teil der Leitung 197 ist ein Hülsenglied 256, und zwar axial angeordnet innerhalb des Tragstutzens 252.

Ein Kolben 258 ist in Längsrichtung gleitend innerhalb des Tragstutzens 252 angeordnet und am Druckimpulsventilglied 272 befestigt. Kolben 258 und sein umgebender Zylinder bilden die Ventilbetätigungsvorrichtung, verwendet für die Versetzung des Ventils 272 zwischen einer Rückholposition und einer Ausfahrposition. Kolben 258 besitzt einen mittigen vergrößerten Teil mit einer darum herum angeordneten Dichtung und mit einer sich nach oben erstreckenden rohrförmigen oberen Verlängerung 260, die ihr oberes Endteil gleitend und abdichtend innerhalb der Hülse 256 aufweist. Kolben 258 besitzt auch eine unten angeordnete untere Verlängerung 262, die sich in das Innere eines Gehäuseendstutzens 264 erstreckt. Der mittlere Teil des Kolbens 258 sitzt in einem Zylinder, der zwei gesonderte Kolbenkammern bildet.

Kolbenkammer 266 befindet sich oberhalb des Mittelteils des Kolbens 258 und wird zum Absenken oder Verlängern des Impulsventilglieds 272 verwendet. Unterhalb des Mittelteils des Kolbens 258 befindet sich eine weitere Strömungsmittelkammer 268, verwendet bei der Anhebung des Kolbens 258 und bei der Bewegung des Impulsventilglieds 272 aus dessen Ausfahrposition in eine Rückholposition. Eine Schraubenfeder 270 ist um die untere Kolbenverlängerung 262 herum positioniert, und zwar zwischen einem ' nach oben weisenden Anschlag und der Unterseite des Kolbens 258 und spannt den Kolben 258 vor, und zwar in Richtung nach oben oder zur Rückholposition des Impulsventil-

glieds 272. Ein Durchlaß 272 erstreckt sich durch die obere Korbenverlängerung 260, Kolbenmittelteil 258 und steht in Verbindung mit der Kolbenanhebkammer 268, um Hochdruckströmungsmittel mit der Unterseite des Kolbens 258 zu verbinden, um diesen aus der in Fig. 6 gezeigten Posit .on in eine Rückholposition ähnlich der in Pig. 4H gezeigten zu bewegen. Ein zweiter Hochdruckkanal 254 ist mit der Ventilkolbenabsenkkammer 266 verbunden, um Hochdruckströmungsmittel an die obere Seite des Kolbens 258 anzulegen, um die Vorspannung der !Feder 270 zu überwinden und das Impulsventilglied 272 in Richtung nach unten oder die ausgefahrene Position gemäß Pig. 6 zu versetzen.

Impulsventilglied 272 ist am unteren Endteil des Kolbens 258 angeordnet und innerhalb eines hohlen Teils des Endstutzens 264 umschlossen. Das Ventilglied 272 besitzt an Beinern unteren Endteil eine Ventilabrieb- oder Schutzhülse 274» und zwar um seinen unteren Umfang herum an seinem Platz durch einen Ventilgliedeinsatz 276 befestigt. Ein Endstutzeneinsatzendglied 278 ist am unteren Endteil des Endstutzens 264 befestigt. Das Endstutzeneinsatzendglied 278 ist hohl und umschließt den unteren 'X*eil des Ventilglieds 272. Eine vergrößerte Ventilglieddichtung 280 ist um den Mittelteil des Ventilglieds 272 herum vorgesehen, und zwar innerhalb des Endstutzeneinsatzendglieds 278, und zwar unter Bildung einer Trennung der Strömungsmittelkammern innerhalb des Endstutzeneinsatzglieds. Eine Druckausgleichkammer 282 ist oberhalb der Dichtung 280 innerhalb des Endstutzeneinsatzendglieds 278 ausgebildet.

Ein Durchlaß 284 verläuft durch das Impulsventilgleid zwischen dessen unterem Ende und einer Stelle oberhalb der Dichtung 280, worauf es dann offen durch die Seite des Ventilglieds 272 mit Druckausgleichskammer 282 ist.

Der Durchlaß 284 sieht einen Strömungepfad für den Schlamm vor, und zwar mit dem Bohrstrangdruck, um so das Ventilglied 272 zu umgeben und eine nach unten gerichtete Kraft auf das Ventilglied an der Oberfläche 300 oberhalb der Vergrößerung oder Verbreiterung mit der Dichtung auszuüben. Diese Kraft wirkt entgegengesetzt zu einer ähnlichen Kraft, die durch den Schlamm mit dem Bohrstrangdruck ausgeübt wird, die in einer Richtung nach oben an der Endoberfläche 302 des Impulsventilglieds wirkt, und zwar durch Schlamm, der durch den Ringdurchlaß 286 um das untere Ende des Ventilglieds 272 herum wirkt.

Die Ringfläche der Oberfläche 300 und die Kreisfläche 302 des Ventilglieds 272 (angedeutet am Boden des Einsatzes 276) sind im wesentlichen gleich gewählt.

dieser Struktur oder Anordnung wird der statische Schlammdruck innerhalb des Bohrstrangs in sowohl der Auf wärts- als auch Abwärtsrichtung auf das Ventilglied ausgeübt, wodurch das Ventilglied 272 derart druckausgeglichen wird, daß die auf den Kolben 258 wirkenden Kräfte nur diejenigen Kräfte sind, die als die Bewegungskräf te für das Ventilglied 272 betrachtet werden können,und zwar Vorspannkraft von Feder 270 und Reibungskräfte.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die effektive Fläche des Kolbens 258 gegenüber der Absenkkammer 266 größer ist als die effektive Fläche des Kolbens gegenüber der Anhebkammer 268, und des besteht insoferne hier ein Unterschied gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4-ü.

Der externe Aufbau oder die externe Struktur des Endstzeneinsatzglieds 278 weist eine Vielzahl von im Abstand angeordneten Schaufeln oder Flügeln 288 auf, die

sich, zwischen einem Mittelteil der Ends tuts ens truktur und einem Tragring 290, positioniert innerhalb des Bohrkragens 11, erstreckt. Die Schaufeln 288 bilden eine Vielzahl von Durchlässen 292, welche es gestatten, daß der Bohrschlamm um den unteren Teil dieses Instruments herumfließt. Ein Einsehränkungsring 294 ist innerhalb des Tragrings 290 in der gezeigten Weise angeordnet, so daß die Abriebringhülse 274 am unteren Endteil des Ventilglieds 272 innerhalb des Einschränkungsrings positioniert ist, wenn das Impulsventilglied sich in der ausgefahrenen Position befindet.

Die Arbeitsweise dieses Yentilbetätigungsteils dieses Ausführungsbeispiels ist ähnlich wie beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel, das in Verbindung mit Pig. 3 beschrieben wurde.

Das Ausfahren des Ventilglieds 272 in die gezeigte Position wird durch Aktivierung«des-Solenoid- oder Elektromagnet-betätigten Ventils 194 erreicht, um so Hochdrucköl oder Betriebsströmungsmittel in den zweiten Hochdruckdurchlaß zwischen Leitungen 197 und 199 zu leiten, und ferner in den zweiten Hochdruckdurchlaß 25⁴ im Tragstutzen 252. Hochdruckströmungsmittel in diesem Durchlaß tritt in Kammer 266 an der oberen Seite des Kolbens 258 ein und drückt Kolben 258 und Ventilglied 272 nach unten entgegengesetzt zur Feder 270. Das hydraulische Strömungsmittel von Kammer 268 wird durch Ventil 194 zur hydraulischen Akkumulatorkammer 200 abgelassen, wenn der Kolben 258 sich nach unten bewegt. Wenn das Ventilglied zurückgezogen werden soll, so wird das Elektromagnet-betätigte Ventil 194 rückeingestellt, um Hochdruckströmungsmittel in Leitung 197 zu leiten, und um Strömungsmitteldruck von der anderen Leitung und dem Durchlaßströmungspfad zum hydraulischen Akkumulator zu lassen. Das Hochdruckströmlings-

mittel im Durchlaß 196 tritt in Durchlaß 272 durch Kolben 258 und Kammer 268 unterhalb Kolbens 258 ein, um die aufwärts gerichtete Vorspannung der Feder 270 zu unterstützen und den Kolben 258 und Ventilglied 272 in der Aufwärtsrichtung zu versetzen.

Wenn dies auftritt, so wird Strömungsmittel von der Kammer 266 durch Ventil 194 zum hydraulischen Akkumulator abgelassen. Unabhängig von der Bewegungsrichtung des Ventilglieds 272 und des Kolbens 258 befindet sich Schlamm innerhalb des Inneren des Bohrkragens 11, und zwar auf beiden Seiten der Tentilgliedabdichtung 280, wodurch Gleichgewicht skräfte auf die schlammerzeugten Kräfte am Ventilglied 272 in der beschriebenen Weise hervorgerufen werden. Die durch den Schlamm hervorgerufenen, die Bewegung des Ventilglieds 272 bewirkenden Kräfte sind darauf zurückzuführen, daß der untere Endteil des Ventilglieds sich im Schlammströmungsstrom befindet. Diese Kräfte werden nach oben gerichtet und durch Kräfte auf der Oberseite der Kolbendichtung 280 in -Druckausgleichskammer 282 ausgeglichen. Daher ist die Opposition gegenüber der Bewegung des Ventilglieds 272 auf den Reibungswiderstand der in die Bewegung verwickelten Elemente und die zur Überwindung der Feder 270 notwendige Kraft beschränkt. Weil das Ventilglied 272 bezüglich der Schlammdrücke im Bohrstrang ausgeglichen ist, kann es leicht durch das hydraulische System dieses Instruments bewegt werden, und zwar ohne in irgendeiner Position infolge einesDruckdifferentials (Druckdifferenz) gehalten zu werden, und zwar hervorgerufen durch den statischen Schlammdruck oder die Schlammströmungsrate .

Die beiden oben beschriebenen Ausführungsbeispiele der Ventilanordnungen dieser Erfindung arbeiten in ähnlicher Weise zur Schaffung von Druckimpulsen in dem Schlammfluß-

strom innerhalb des Quellenbohrstrangs, um Daten zu übertragen, und zwar durch das Schlammströmungssystem zur Erdoberfläche hin, wo dann die Wiedergewinnung der Daten erfolgt, die von der während des Bohrens arbeitenden lYLeßvorrichtung geliefert werden.

Die beiden hier beschriebenen Ausführungsbeispiele überwinden die Nachteile der bekannten Vorrichtungen dadurch, daß das Ventilglied körperlich in einem druckausgeglichenen Zustand angeordnet ist, so daß die Schlammdrücke innerhalb des Bohrstrangs nicht die l'endenz haben, die Bewegung dieses Ventilglieds zu stoppen oder zu beschränken.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Pig. 4H sieht zusätzlich sowohl gleiche effektive Flächen am sich bewegenden Kolben als auch gleiche Volumina der Verdrängung des Strömungsmittels bei Betätigung vor.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die gezeigten hydraulischen Kreise auch durch andere hydraulische Kreise ersetzt werden können, die das Betriebsströmungsmittel oder die Hydraulikflüssigkeit mit der gewünschten Folge zur Betätigung des Ventilglieds liefern. Es ist nicht notwendig, daß die hydraulischen Kreise die spezielle, hier gezeigte und beschriebene Kombination von Elementen aufweisen. Beispielsweise kann die Pumpe durch eine alternative hydraulische Leistungsquelle ersetzt werden, und zwar derart, daß ein in einem Zylinder angeordneter hin- und hergehender Kolben und das Vierwegventil ersetzt sind mit anderen Ventilkonfigurationen, um die Strömungsmittelflußänderungen innerhalb des Kreises zu erreichen.

Zusammenfassend sieht die Erfindung folgendes vor:

Eine Meß- and Übertragungsvorrichtung für einen Bohrlochstrang eines Quellenbohrgerüsts besitzt ein langgestrecktes rohrförmiges Glied, welches als ein Bohrkragen oder Abschnitt in einem Bohrstrang dient. Diese Vorrichtung weist ein Instrument auf, welches Wandler besitzt, die die lithologisehen und giophysikalischen Parameter des Bohrlochs messen und daraus Daten herleiten, die in Druckpulsationen des Schlammflusses des Bohrlochstrangs codiert werden, und zwar durch einen modulierten Signalgenerator. Der modulierte Signalgenerator weist eine Ventilanordnung auf, die in selektiver Weise den Schlammfluß zur Einführung der Daten einschränkt. Das Ventil ist derart konstruiert, daß es ein bewegliches Ventilglied aufweist, welches in einer im Schlammflußstrom angeordneten Zumeßöffnung versetzt wird. Das bewegliche Ventilelement ist in einer druckausgeglichenen und einer flächenausgeglichenen Konstruktion angeordnet, um zwischen Ausfahr- und Rückholpositionen versetzt zu werden, und zwar durch eine Ventilbetatigungsvorrichtung, und ferner ohne Bezug auf den Schlammdruck weder im Bohrlochstrang noch im Bohrlochringraum um äen Bohrstrang herum.

-ΨΤ.

Leerseite

Claims

ANSPRÜCHE

1. Während des Bohrens arbeitendes Meßsystem zum Bohren eines Bohrlochs unter Verwendung eines im Loch befindlichen Instruments, welches in einem Bohrstrang eines Drehbohrgerüsts verbindbar ist und mit einer Vorrichtung zum Abfühlen der geologischen und geophysikalischen Parameter und mit einer Ventilvorrichtung zur Pulsmodulation des Bohrströmungsmittels, welches in dem Bohrstrang fließt, und wobei alle oberflächenbefindlichen Vorrichtungen mit dem Bohrströmungsmittelflußleiter in Verbindung stehen, um die Information aus dem modulierten Bohrströmungsmittel herauszuholen, gekennzeichnet durch:

a)ein Druckpulsventilglied, welches in Längsrichtung beweglich in einem Körperglied angeordnet ist und zwischen einer Rückführposition und einer Ausfahrposition bewegbar ist, und zwar in den Bohrströmungemittelfluß hinein, um dadurch zeitweise den Bohrströmungsmittelfluß innerhalb des Bohrstrangs einzuschränken;

b)wobei das Impulsventilglied strömungsmittelkraftausgeglichen ist derart, daß die Kräfte, die infolge des Bohrströmungsmittels auf das Impulsventilglied einwirken, in ihrer Längsrichtung ausgeglichen sind; und

c)Betätigungsmittel, angeordnet innerhalb des Impulsventilglieds zur Bewegung des Impulsventilglieds in Längsrichtung zwischen der Ausfahr- und der Rück-, holposition, unabhängig von den Drücken des auf das Impuls vent ilgl ie d einwirkenden jsohrströmungsmittels.

2. System nach Anspruch 1, wobei

a) das Impulsventilglied Druckkraftflächen darauf aufweist, die dem Bohrströmungsmittelfluß innerhalb des Bohrstrangs ausgesetzt sind; und

b) wobei die Druckkraftflächen derart ausgewählt sind, daß gleiche und entgegengesetzte Kräfte auf das Impulsventilglied in dessen Längsrichtung ausgeübt werden.

3. System nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Betätigungsmittel hydraulische Mittel aufweisen, um das Impulsventilglied zwischen den Rückhol- und Ausfahrpositionen zu versetzen; und

b) die hydraulischen Mittel hydrostatischer Druck innerhalb des Bohrströmungsmittels derart sind, daß der hydrostatische Druck des Bohrströmungsmittels zusätzlich zum hydraulischen Kreisdruck der Hydraulikmittel aufgebracht wird.

4. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß

a) das Impulsventilglied einen hohlen Endteil aufweist, der in den Bohrströmungsmittelfluß ausfahrbar ist; und

b) das hohle Endteil eine geringere Endoberfläche freiliegend gegenüber dem Bohrströmungsmittel und eine obere, entgegengesetzt weisende Oberfläche ebenfalls freiliegend gegenüber dem Bohrströmungsmittel aufweist.

5. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsmittel eine Kolben- und Zylinderkombination aufweisen, die in der Lage ist, eine vollständige Betätigung vorzusehen, und zwar in jeder Richtung infolge von im wesentlichen gleichen Größen des unter Druck angelegten hydraulischen Strömungsmittels.

6. In einem während des Bohrens arbeitenden Meßsystem zum Bohrlochbohren mit einem in einem Bohrloch angeordneten Instrument, welches in einem Bohrstrang eines Drehbohrgerüsts verbindbar anzuordnen ist, wobei ferner eine Vorrichtung vorgesehen ist, um geologische und geophysikalische Parameter abzufühlen, und wobei ferner eine Ventilvorrichtung zur Impulsmodulation des Bohrströmungsmittels dient, welches in dem Bohrstrang fließt, wobei schließlich mit einem Bohrströmungsmittelflußleiter verbundene, an der Oberfläche befindliche Vorrichtungen vorgesehen sind, um die Information wieder aus dem modulierten Bohrströmungsmittel herauszuholen, mit einer Venti!vorrichtung gekennzeichnet durch:

a.) ein Druckimpulsventilglied, welches longitudinal beweglich in einem Körperglied angeordnet ist und aus einer Rückholposition in eine Ausfahrposition bewegbar ist, und zwar ist letztere mindestens teilweise innerhalb des üohrströmungsmittelflusses angeordnet, wodurch eine zeitweise Einschränkung dieses üohrströmungsmittelflusses innerhalb des .Bohrstrangs auftritt, wobei

b; das impulsventilglied entgegengesetzte Strömungsmitteldruckkraftflächen in Strömungsmittelverbindung mit dem Bohrströmungsmittelfluß aufweist, die derart positioniert sind, daß longitudinal auf das Druckventilglied ausgeübte Kräfte derart geleitet werden, daß die infolge des Bohrlochströmungsmit-

tels auf das Druckimpulsventilglied wirkenden Kräfte in Längsrichtung ausgeglichen sind, und daß

c) eine iäe tat igungs vorrichtung innerhalb des Impulsventilglieds angeordnet ist, um das Impulsventilglied in Längsrichtung zwischen der Ausfuhr- und Rückholposition zu bewegen, und zwar unabhängig von den Drücken des i3ohrströmungsmittels, die auf das Impulsventilglied einwirken, und wobei Mittel vorgesehen sind, um das Impulsventilglied in eine normale Rückholposition zurückzubringen, und wobei andere Mittel vorgesehen sind, um das Impulsventilglied in eine Ausfahrposition zu versetzen.

7. System nach Anspruch 6, wobei

a) das Impulsventilglied ein Rohrglied ist mit einem unteren Endteil, versetzbar gegenüber dem Körperteil in das Rohrströmungsmittel hinein und mit einem oberen Endteil zur Aufnahme eines Kolbens der Betätigungsvorrichtung darin, und

b) eine Dichtungsanordnung in dem Körper zur Abdichtung um den Mittelteil der Außenoberfläche des Impulsventilglieds herum, und zwar gegenüber dem Schlammfluß und mit einer weiteren Dichtungsanordnung auf den schwimmenden Kolbendichtungen, um eine Innenoberfläche des Impulsventilglieds herum zur !Trennung des Schlammflusses von der Be^ tätigungsvorrichtung, wobei die Dichtongsanordnungen auf dem Impulsventilglied in Positionen angeordnet sind, die gleiche Druckkraftflächen definieren, die in ihrer Fläche

gleich sind und entgegengesetzt hinsichtlich ihrer Krafterzeugungsrichtung liegen.

8. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß

B.) die Betätigungsvorrichtung eine Ringkammer aufweist, und zwar zwischen dem Kolben und dem Körper, der einen Ringkolben enthält, der am oberen Ende des Impulsνentilglieds befestigt ist,

b) wobei die Ringkammer einen oberen Teil oberhalb des Ringkolbens aufweist, und zwar in Strömungsmittelverbindung mit einem Hydraulikkreis zum Versetzen des Ringkolbens, wobei der schwimmende Kolben und das Impulsventilglied sich in der Ausfahrrichtung befinden,

o) wobei die Ringkammer einen unteren Teil unterhalb des Ringkolbens aufweist und das Impulsventilglied eine hindurchverlaufende Queröffnung besitzt, und zwar unterhalb des Ringkolbens zum Vorsehen einer Strömungsmittelverbindung im unteren Endteil der Ringkammer auf sowohl den inneren als auch den äußeren Seiten des Impulsventilglieds,

ä) wobei der Kolben hohl ist und eine durch dessen Seite sich erstreckende Öffnung aufweist, und zwar in Strömungsmittelverbindung mit dem Hydraulikkreis und dem unteren teil der Ringkammer, und daß

e) eine Schraubenfeder in den Zusammendrückungszustand vorgespannt ist und um das Impulsventilglied herum positioniert iBt, und zwar zwischen einem darum herum vorgesehenen Anschlag und einem Stirnanschlag in dem Körperglied, um das Impulsventilglied zur Rückholposition hin vorzuspannen.

9. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden

yi-

Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß

a) das Impulsventilglied einen hohlen unteren Endteil aufweist, der gegenüber dem Körper in das .Bohrströmung smitt el hinein versetzbar ist, und wobei ferner ein oberer Endteil an einem Kolben der Betätigungsvorrichtung befestigt ist, und

b) wobei das Impulsventilglied eine Dichtungsanordnung um einen Mittelteil desselben herum aufweist, und zwar zur Bildung einer Druckausgleichskammer zwischen dem Impulsventilglied und dem Körper und zur Bildung einer weiteren Strömungsmittelkammer zwischen der Abdichtanordnung und dem Bohrströmungsmittel innerhalb eines unteren Endteils des Körpers, wobei beide Strömungsmittelkammern derart ausgewählt sind, daß sie im wesentlichen die durch das Bohrströmungsmittel induzierten Kräfte am Impulsventilglied in dessen Längsrichtung ausgleichen.

10. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,

a) die Betätigungsvorrichtung eine Kolbenkammer innerhalb des Körpers, angeordnet oberhalb des Impulsventilglieds, aufweist, das

b) der Kolben einen Mittelteil aufweist, der abdichtend und longitudinal gleitend innerhalb der KoI-benkammer angeordnet ist, und zwar mit einem oberen Endteil von vermindertem Durchmesser sich in eine Hülse hinein erstreckend und in Strömungsmittelverbindung mit einem Hydraulikkreis, und wobeiein unterer 'feil eines verminderten Durchmessers sich durch eine Strömungsmittelkammer erstreckt and an dem Impulsventilglied befestigt ist, wobei ferner der Kolben einen Durchlaß hindurch vom oberen

Ende desselben zu einem Mittelteil des unteren l'eils desselben aufweist, und zwar zur Verbindung von Hydraulikströmungsmittel von dem Hydraulikkreis mit der anderen Kammer, und wobei c) eine im Druck vorgespannte Schraubenfeder um das Impulsventilglied herum angeordnet ist, und zwar zwischen einem Anschlag darum herum und einem Stirnanschlag in dem Körperglied zum Vorspannen des Impulsventilglieds zur Rückholposition hin.

11. System bzw. Vorrichtung zur Verwendung in einem Bohrstrang zur Bildung eines Signals, welches für im Bohrloch gewonnene Bohrinformation repräsentativ ist, wobei das System während des Bohrens arbeitet, und insbesondere ein solches gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß folgendes vorgesehen ist:

a) ein langgestreckter rohrförmiger Körper, endend in oberen und unteren verbindenden Endmitteln zur Verbindung des Rohrkörpers in einem Bohrstrang einer Erdbohrloch-Bohrvorrichtung,

b) einen inneren Körper, aufgenommen und angeordnet innerhalb des äußeren Körpers,

c) Mittel zur Positionierung des inneren Körpers innerhalb des langgestreckten Rohrkörpers zur Definition eines ringförmigen Schlammflußraumes, um den inneren Körper auf dem Inneren des äußeren Körpers herum,

ä) ü'urbinenmittel zum Hineingriff in den Schlammfluß durch den Kingraum und betätigbar zum Herausnehmen von Energie aus dem Schlammfluß und zur Drehung einer Welle,

e) eine Hydraulikpumpe, verbunden mit der Welle zum Pumpen von hydraulischem Strömungsmittel auf erhöhtem Druck in einen Hydraulikkreis,

f) steuerbare Ventilmittel in dem Hydraulikkreis,

g) ein in Längsrichtung bewegbarer Kolben, aufgenommen in einem Zylinder und hydraulisch verbunden mit den steuerbaren Ventilmitteln in dem Hydraulikkreis,

h) ein Impulsventilglied, angeordnet in dem beweglichen Kolben und druckausgeglichen bezüglich des Schlammdrucks in dem ringförmigen Schlammflußraum,

i) wobei der Hydraulikkreis mit der Hydraulikpumpe verbunden ist, und zwar unter Verwendung von hydraulischem Strömungsmittel, welches in den Hydraul ikkr eis en durch die steuerbaren Ventilmittel zu dem Kolben und dem Zylinder fließt, um den Kolben zwischen Rückführ- und Ausfahrpositionen zu bewegen, um so das Druckimpulsventilglied zwischen Rückhol- und Ausfahrpositionen zu versetzen, und

j) einen Einschränkdurchlaß in dem ringförmigen Schlammflußraum, angeordnet derart, daß der durch den Ringraum fließende Schlamm durch den einschränkenden Durchlaß geleitet wird, und daß der einschränkende Durchlaß derart positioniert ist, daß ein Endteil des Druckimpulsgliedes in die Öffnung desselben eintreten kann, um die Einscränkung des Schlammflusses durch den Rohrkörper zu verändern, um so den Schlammfluß zu modulieren, und um dadurch ein Drucksignal auszubilden, und zwar abhängig von der lyianipulation der steuerbaren Ventilmittel, und zwar repräsentativ für die zu übertragende, im Bohrloch vorhandene isohrinformation.

12. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden · Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß

a) das Impulsventilglied mit einer Jöetätigungsvor-

richtung verbunden ist, die einen ersten Kolben aufweist, der eine obere Seite und eine untere Seite besitzt, deren jede in Strömungsmittelverbindung mit dem Hydraulikkreis steht, um Hochdruckströmungsmittel zum Versetzen des Kolbens und des Impulsventilglieds zu empfangen, und zwar zwischen der Rückholposition und der Ausfahrposition, und

b; wobei das Impulsventilglied ein Endteil in konstanter Strömungsmittelverbindung mit dem Schlammfluß aufweist, und wobei ferner

c) das Impulsventilglied einen zweiten Kolbenteil aufweist, der gegenüber dem Schlamm freiliegt,und zwar mit einem Druck im wesentlichen gleich dem Schlammdruck am Endteil, wobei der zweite Kolbenteil, der positioniert ist, um Kraft an dem zweiten Ventilglied in gleichgewichtiger Opposition zur Kraft infolge des Schlammflusses an dem Impulsventilgliedendteil vorzusehen.

13« System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß

a) das Impulsventilglied ein Rohrglied ist mit einem unteren Endteil, versetzbar gegenüber dem Körper in das Bohrströmungsmittel, und mit einem hohlen oberen Endteil zur Aufnahme eines Kolbens der Betätigungsvorrichtung darin, und daß

b) eine Dichtungsanordnung in dem inneren Körper vorgesehen ist und eine Abdichtung um einen äußeren Hitteilteil des Impulsventilglieds vorsieht, und· zwar abdichtend gegenüber dem Schlammfluß, wobei eine weitere Dichtungsanordnung auf dem Kolben die Abdichtung um eine Innenoberfläche des Impulsventilglieds vorsieht, um so den Schlammfluß von

/10.

der Betätigungsvorrichtung zu trennen, und wobei die Dichtungsanordnungen auf dem Impulsventilglied in Positionen angeordnet sind, die gleiche Druckkraftflächen darauf derart deponieren, daß die durch den Strömungsmitteldruck erzeugten Kräfte gleich und entgegengesetzt gerichtet sind, wodurch die in Längsrichtung geleiteten Kräfte an dem Impulsventilglied sich bezüglich des Schlammflusses ausgleichen.

14. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach' Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Betätigungsvorrichtung eine Ringkammer 'zwischen dem ersten Kolben und dem inneren Körper aufweist, und zwar einen Ringkolben enthaltend, der am oberen Ende des Impulsventilglieds befestigt ist,

b) die Ringkammer ein oberes Endteil oberhalb der Ringkolbens besitzt, und zwar in Strömungsmittelverbindung mit dem Hydraulikirreis zur Versetzung des Ringkolbens, des Kolbenschiebers und des Impulsventilglieds in der Ausfahrrichtung,

c) die Ringkammer einen unteren Teil unterhalb des Ringkolbens aufweist und das Impulsventilglied eine Queröffnung hindurch besitzt, und zwar unterhalb des Ringkolbens zum Vorsehen einer Strömungsmittelverbindung in dem unteren !'eil der Ringkammer sowohl auf den Innen- als auch auf den Außenseiten des Impulsventilglieds,

d) der Kolben hohl ist und eine durch die Seite desselben verlaufende Öffnung aufweist, und zwar in Strömungsmittelvesbindung mit dem Hydraulikkreis und dem unteren Teil der Ringkammer, und daß schließlich

e) die Schraubenfeder im Kompressionszustand vorgespannt ist, und zwar positioniert um das Impulsventilglied herum zwischen einem Anschlag darum herum und einem Stirnflächenanschlag in dem inneren Körperglied, um das Impulsventilglied zur Rückführposition hin vorzuspannen.

15. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß

a) daß Impulsventilglied ein hohles unteres Endteil aufweist, das gegenüber dem inneren Körper in das Bohrströmungsmittel versetzbar ist, und wobei ein oberes Endteil an einem Kolben der Betätigungsvorrichtung befestigt ist, und daß

b) das Impulsventilglied eine Dichtungsanordnung besitzt, und zwar um einen Mittelteil davon herum zur Bildung einer Druckausgleichskammer zwischen dem Impulsventilglied und dem Innenkörper, und wobei eine weitere Strömungsmittelkammer zwischen der Dichtungsanordnung und dem Schlammfluß vorgesehen ist, und zwar innerhalb eines unteren Endteils des Innenkörpers, wo beide Strömungsmittelkammern derart ausgewählt sind, daß sich im wesentlichen ein Gleichgewicht der durch den Schlammfluß induzierten Kräfte auf dem Impulsventilglied in dessen Längsrichtung ergibt, wodurch das Impulsventilglied bezüglich des Schlammflusses druckausgeglichen ist.

16. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Betätigungsvorrichtung eine Betätigungskolbenkamcner innerhalb des inneren Körpers, angeordnet

oberhalb des Impulsventilglieds, aufweist,

b) der .Betätigungskolben einen Mittelteil besitzt, ■und zwar abdichtend und in Längsrichtung gleitend, angeordnet in der Kolbenkammer, wobei ein oberer Teil mit einem verminderten Durchmesser sich in eine Hülse erstreckt und in Strömungsmittelverbindung mit einem Hydraulikkreis steht, und wobei schließlich ein unterer ^rfeil mit einem verminderten Durchmesser sich durch eine Strömungsmittelkammer erstreckt und an dem Impulsventilglied befestigt ist, wobei der üetätigungskolben einen durch diesen hindurchverlaufenden Durchlaß vom oberen Ende desselben zu einem Mittelteil des unteren i'eils desselben besitzt, um hydraulisches Strömungsmittel von dem Hydraulikkreis mit der anderen Kammer zu verbinden, und daß schließlich

c) eine Schraubenfeder im Kompressionszustand um das Impulsventilglied herum angeordnet ist, und zwar zwischen einem Anschlag darum herum und einem Stirnanschlag in dem inneren Körperglied zum Vorspannen des Impulsventilglieds zur Rückholposition hin.

17. Signalgeneratorventil, geeignet zur Verwendung bei einer nessung in einem rohrsystem zum üohrlochbohren mit einem im Loch befindlichen Instrument, welches in einen ±>ohrstrang eines Drehbohrgerüsts einfügbar ist und eine Vorrichtung aufweist, um die geologischen und geophysikalischen Parameter abzufühlen, wobei das Ventil geeignet ist, um das Bohrströmungsmittel, welches in dem Bohrstrang fließt, impulszumodulieren, wobei eine Oberflächenvorrichtung mit einem Bohrströmungsmittelflußleiter in Verbindung steht, um die Information wieder aus dem modulierten Bohrströmungsmittel herauszuholen, wobei das Ventil folgendes aufweist:

/13.

a) ein Druckimpulsventilglied, welches in Längsrichtung beweglich in einem Körperglied angeordnet ist und zwischen einer Rückholposition und einer Ausfahrposition bewegbar ist, und zwar in den Bohrströmungsmittelfluß hinein, wodurch zeitweise der Bohrströmungsmittelfluß innerhalb des Bohrstrangs eingeschränkt wird,

b) wobei das Impulsventilglied derart Strömungsmittelkraftausgeglichen ist, daß die infolge des Bohrströmungsmittels auf das Impulsventilglied einwirkenden Kräfte in Längsrichtung ausgeglichen sind, und daß

c) eine Betätigungsvorrichtung innerhalb des Impulsventilglieds angeordnet ist, um das Impulsventilglied in Längsrichtung zwischen Ausfahr- und Rückholpositionen zu bewegen, und zwar unabhängig von den Drücken des Bohrströmungsmittels, die auf das Impulsventilglied einwirken.

18. Ventil bzw. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

a) das Impulsventilglied Druckkraftflächen darauf aufweist, die gegenüber dem Strömungsmittelfluß innerhalb des Bohrstrangs ausgesetzt sind, und daß

b) die Druckkraftflächen derart ausgewählt sind, daß gleiche und entgegengesetzt liegende Kräfte auf das Impulsventilglied in dessen Längsrichtung ausgeübt werden.

19. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Betätigungsmittel hydraulische Mittel aufwei-

sen, um das Impulsventilglied zwischen den Rückhol- und Ausfahrpositionen zu bewegen, und daß b) die Eydraulikmittel in hydr statischem Druck mit dem Bohrströmungsmittel derart sind, daß der hydrostatische Druck des itohrströmungsmittels zusätzlich zu dem hydrostatischen Kreisdruck der Hydraulikmittel angelegt wird.

20. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

a) das Impulsventilglied ein hohles Endteil aufweist, welches in den Bohrströmungsmittelfluß ausfahrbar ist, und daß

b) der hohle Endteil eine untere Endoberfläche besitzt, die gegenüber dem Jäohrströmungsmittel freiliegt, und wobei eine obere, entgegengesetzt weisende Oberfläche ebenfalls gegenüber dem Bohrströmungsmittel freiliegend angeordnet ist.