DE3706378C1 - Testrohrstrang fuer Tiefbohrungen - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Testrohrstrang zur
Untersuchung von untertägigen, durch eine Tiefbohrung er
bohrten Lagerstätten von pumpfähigen Medien in einer
Ausbildung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Testrohrstränge der genannten Art finden insbesondere zur
Untersuchung von Lagerstätten in bezug auf Formations
eigendrücke Anwendung, aus denen Schlußfolgerungen auf
mögliche Fördermengen gezogen werden können. Mit Hilfe
des in die Bohrung eingefahrenen Testrohrstranges ist es
möglich, die Bohrung zu verschließen und den Verlauf des
sich aufbauenden Formationsdruckes zu messen und die Meß
werte an die Erdoberfläche zu übertragen. Resultieren
aus den Meßergebnissen interessante Fördererwartungen,
so werden Proben des Mediums zur Untersuchung entnommen,
gegebenenfalls Testförderungen über mehrere Stunden durch
geführt. Für eine solche Probenentnahme und für einen
Testförderbetrieb finden aus einem Stator und einem
Rotor bestehende Förderpumpen, insbesondere Moineau-
Pumpen, Anwendung, die entweder ständiger Bestandteil des
Testförderstranges bilden oder aber im Bedarfsfalle in
diesen eingebaut werden. Im letzteren Fall ist es er
forderlich, den gesamten Testrohrstrang aus der Bohrung
aufzuholen und in diesen eine Förderpumpe einzubauen,
wonach der Testrohrstrang wieder einzufahren ist, bevor der
Probeentnahme- bzw. der Testförderbetrieb vorgenommen werden
kann.
Testrohrstränge mit ständig eingebauter Förderpumpe be
dürfen zwar nicht der vorgenannten Arbeiten vor Durch
führung von Probeentnahme- oder Testförderbetrieb, jedoch
sind Testförderstränge mit ständig eingebauter Förderpumpe
sehr kostenaufwendig, wodurch sich die Kosten der Lager
stättenuntersuchung unerwünschte in allen jenen Fällen
erhöhen, in denen sich die Lagerstätten schon nach den
Druckmeßergebnissen als uninteressant darstellen. Hinzu
kommt, daß die Lagerdichtungen einer ständig in den
Testrohrstrang eingebauten Förderpumpe, die einen Druck
ausgleich von Ringraum zu Förderraum vermeiden, bei hohen
Druckbelastungen versagen, was zum Druckausgleich
zwischen Förder- und Ringraum der Bohrung führt und auf
wendige Instandsetzungsarbeiten erfordert.
Der Erfindung liegt die Aufabe zugrunde, einen einfachen,
betriebssicheren sowie kostengünstigen Testrohrstrang zu
schaffen, der im Bedarfsfalle zur Durchführung von Probe
entnahmen oder Testförderungen ohne Ausbau des Testrohr
stranges nachrüstbar ist.
Die Erfindung löst die Aufgabe ausgehend von einem Test
rohrstrang nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 mit den
im kennzeichnenden Teil des Anspruchs angegebenen Merkma
len. Hinsichtlich wesentlicher weiterer Ausgestaltungen
wird auf die Ansprüche 2 bis 8 verwiesen.
Der Testrohrstrang nach der Erfindung ist in seiner
Grundausführung einfach und preisgünstig und ohne Dichtungs
gefährdung bei hohen Druckbelastungen zu Testzwecken
einsetzbar. Stellt sich heraus, daß eine Probeentnahme
oder ein Testförderbetrieb zweckmäßig ist, kann der
Testförderstrang schnell und einfach zu einem solchen
ergänzt werden, der nunmehr einen Förderbetrieb durch
führen kann. Dies erfolgt durch Einfahren des Rotors
oder der Rotor/Stator-Einheit mittels des Antriebsge
stänges für den Rotor von der Erdoberfläche aus, wobei
der Testförderstrang in seiner eingebauten Lage ver
bleiben kann.
Weitere Einzelheiten und Vorteile ergeben sich aus der
Beschreibung und der Zeichnung, in der zwei Aus
führungsbeispiele des Gegenstands der Erfindung schema
tisch näher veranschaulicht sind. Im einzelnen zeigen:
Fig. 1 einen in eine Tiefbohrung eingesetzten Test
rohrstrang nach der Erfindung in einer verein
fachten, teils als Ansicht, teils als Schnitt
wiedergegebenen Darstellung, und
Fig. 2 eine abgebrochene Darstellung ähnlich Fig. 1
zur Veranschaulichung einer abgewandelten
Ausführungsform nach der Erfindung.
Fig. 1 veranschaulicht einen Testrohrstrang T erfindungs
gemäßer Ausbildung in einer Teststellung in einem Bohr
loch 1, das verrohrt, d.h. mit einer Auskleidung 2 bzw.
Futterrohr versehen ist. Der Testrohrstrang T be
grenzt mit der Auskleidung 2 des Bohrloches 1 einen
Ringraum 3, der nahe dem unteren Ende durch einen
Packer 4 und am oberen Ende durch eine druckdichte
Verbindung von Auskleidung 2 und Testrohrstrang T bei 5
abgeschlossen ist.
Der Testrohrstrang T umfaßt im Bereich seines unteren
Endes eine Testsektion 6, die nahe ihrem unteren Ende
einen Perforationsbereich 7 aufweist und Meßgeräte
(nicht dargestellt) umfaßt, wie sie für solche Test
rohrstränge üblich und bekannt sind. Der Packer 4
befindet sich unmittelbar oberhalb des Perforations
bereiches 7 der Testsektion 6.
Oberhalb der Testsektion 6 befindet sich der Stator 8
einer Förderpumpe, die als Moineau-Pumpe ausgebildet
ist. Bei dem Beispiel gemäß Fig. 1 ist dabei das Ge
häuse 9 des Stators 8 als Teil des Testrohrstranges T in
diesen eingesetzt und mit ober- und unterseitig angren
zenden Strangbereichen bei 10 bzw. 11 verschraubt.
Der Rotor 12 der Förderpumpe ist am unteren Ende eines
besonderen Antriebsgestänges 13 befestigt, mittels dem
er vom Kopf des Bohrloches 1 her in den zu Testzwecken
bereits in das Bohrloch 1, 2 eingebauten Testrohrstrang T
in eine Betriebsstellung absenkbar ist, in der er sich
in einer Förderbetriebsstellung innerhalb des Stators 8
der Förderpumpe befindet. Die Fig. 1 zeigt den Rotor 12
bei dessen Absenken in die Betriebsstellung kurz vor
Erreichen des Stators 8.
Das Antriebsgestänge 13 wird von einem Antriebsmotor M
angetrieben, der in Betriebsstellung der Teile für
einen Probenahme- oder Testförderbetrieb mit seinem
Gehäuse 14 das obere Ende des Testrohrstranges T ver
schließt und eine abgedichtete Lagerung bei 15 für seine
mit dem Antriebsgestänge 13 verbundene Antriebswelle 16
aufweist.
Bei der Ausgestaltung nach Fig. 2 bilden der Stator 8
und der Rotor 12 eine gemeinschaftlich mittels des Antriebs
gestänges 13 in den Testrohrstrang T in die Betriebs
stellung einfahrbare und aus dieser aufziehbare Pumpen
einheit P, und in der Betriebsstellung der Pumpen
einheit P ist das Gehäuse 9 des Stators 8 im Testrohr
strang T diesem gegenüber abgedichtet und gegen Verdrehen
gesichert.
Zur Abdichtung und zur Verdrehsicherung können alle
bekannten und hierfür geeigneten Mittel Anwendung finden.
Bei dem dargestellten Beispiel ist in Höhe der vorgesehenen
Betriebsstellung der Testrohrstrang T mit einem Stützrohr
abschnitt 17 versehen, der innenseitig mit einem Verdreh
sicherungsprofil 18, z.B. einem Mehrkantprofil, einem
Vielkeilprofil od.dgl., versehen ist, und das Gehäuse 9 des
Stators 8 weist an seiner Außenseite ein entsprechendes
Gegenprofil 19 auf.
Der Stützrohrabschnitt 17 ist in einem Bereich unterhalb
des Verdrehsicherungsprofils 18 mit einem Verengungs
bereich 20 versehen und trägt in diesem eine umlaufende
Dichtung 21, die in Betriebsstellung der Pumpeneinheit P
mit dem profilfreien unteren Ende des Gehäuses 9 des
Stators 8 in Dichtungseingriff steht.
Für das gemeinschaftliche Einfahren von Stator 8 und
Rotor 12 der Pumpeneinheit P ist vorgesehen, daß der
Rotor 12, der in seinem Stator 8 begrenzt axial verschieblich
ist, im Abstand oberhalb und unterhalb seines Arbeits
teils mit je einem Anschlag 22 bzw. 23 versehen ist. Auch
das Gehäuse 9 des Stators 8 weist einen oberen Anschlag 24
sowie einen unteren Anschlag 25 auf, und beim Einfahren
der Pumpeneinheit P in den Testrohrstrang bzw. bei dessen
Aufziehen gelangen die Anschläge 22, 23 wechselweise mit
den Anschlägen 24 bzw. 25 in Mitnahme- bzw. Stützeingriff.
Während beim Einfahren der Pumpeneinheit P der Stator 8
zunächst über seinen Anschlag 25 auf dem Anschlag 23 des
Rotors 12 ruht, kann im Bedarfsfalle und bei Widerständen
durch den oberen Anschlag 22 der Rotor 12 über den An
schlag 24 des Stators 8 auf diesem eine abwärts gerich
tete Druckkraft ausüben.
Die Anschläge 22, 23 sichern auch im Betrieb den Stator 8
gegen unerwünschte Verlagerungen, wobei sich jedoch
versteht, daß im Betrieb die Anschläge 22, 23 außer Ein
griff von den Anschlägen 24, 25 des Stators 8 gelegen sind.
Claims (8)
1. Testrohrstrang zur Untersuchung von untertägigen,
durch eine Tiefbohrung erbohrten Lagerstätten von pump
fähigen Medien, der im Bereich seines unteren Endes
eine Testsektion (6) mit Meßgeräten, einen Packer (4) zur
Ringraumabdichtung oberhalb eines Perforationsbereiches
(7) der Testsektion (6) und eine aus Stator (8) und Rotor
(12) bestehende Förderpumpe, insbesondere Moineau-Pumpe,
umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (12) der Förder
pumpe bei Förderungsbedarf mittels eines gesonderten
Antriebsgestänges (13) vom Kopf des Bohrloches (1) her
in den Testrohrstrang (T) bis in eine Betriebsstellung
absenkbar und in Betriebsstellung innerhalb des Stators
(8) mittels eines obertägigen Antriebsmotors (M) in um
drehung versetzbar ist.
2. Testrohrstrang nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Gehäuse (9) des Stators (8) als Teil
des Testrohrstranges (T) in diesen eingesetzt und mit
ober- und unterseitig angrenzenden Strangbereichen ver
bunden, insbesondere verschraubt ist.
3. Testrohrstrang nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Stator (8) und der Rotor (12) eine ge
meinschaftlich mittels des Antriebsgestänges (13) für den
Rotor (12) in den Testrohrstrang in Betriebsstellung ein
fahrbare und aus dieser aufziehbare Pumpeneinheit (P)
bilden, und in der Betriebsstellung das Gehäuse (9) des
Stators (8) im Testrohrstrang (T) diesem gegenüber ab
gedichtet und gegen Verdrehen gesichert ist.
4. Testrohrstrang nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß in Höhe der vorgesehenen Betriebsstellung
für die Pumpeneinheit (P) der Testrohrstrang (T) einen
mit einem Verdrehsicherungsprofil (18) versehenen Stütz
rohrabschnitt (17) aufweist und das Gehäuse (9) des
Stators (8) an seiner Außenseite mit einem entsprechenden
Gegenpröfil (19) versehen ist.
5. Testrohrstrang nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Stützrohrabschnitt (17) unterhalb
seines Verdrehsicherungsprofils (18) mit einem Ver
engungsbereich (20) und in diesem mit einer umlaufenden,
in Betriebsstellung der Pumpeneinheit (P) mit dem
unteren Ende des Gehäuses (9) des Stators (8) in Dichtungs
eingriff stehenden Dichtung (21) versehen ist.
6. Testrohrstrang nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (12) der Pumpen
einheit (P) in seinem Stator (8) begrenzt axial ver
schieblich und im Abstand oberhalb und unterhalb seines
Arbeitsteils mit je einem Anschlag (22, 23) versehen ist,
der beim Einfahren der Pumpeneinheit (P) in den Test
rohrstrang (T) bzw. bei dessen Aufziehen wechselweise
mit einem Gegenanschlag (24, 25) am Gehäuse (9) des
Stators (8) in Mitnahmeeingriff gelangt.
7. Testrohrstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der Testrohrstrang (T) an
seinem obertägigen Ende druckdicht abgeschlossen ist.
8. Testrohrstrang nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß das obere Ende des Testrohrstrangs (T) durch
das Gehäuse (14) des Antriebsmotors (M) verschlossen und
eine abgedichtete Lagerung (15) für die Antriebswelle (16)
des Antriebsmotors (M) vorgesehen ist.
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