DE3782728T2 - Umleitungsventil fuer packer. - Google Patents

Umleitungsventil fuer packer.

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DE3782728T2 DE8787310692T DE3782728T DE3782728T2 DE 3782728 T2 DE3782728 T2 DE 3782728T2 DE 8787310692 T DE8787310692 T DE 8787310692T DE 3782728 T DE3782728 T DE 3782728T DE 3782728 T2 DE3782728 T2 DE 3782728T2
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    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
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    • E21B33/12Packers; Plugs
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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft Umgehungsvorrichtungen zur Druckentlastung an aufblasbaren Packern in einem Werkzeugstrang.
  • Zur Prüfung einer Bohrlochformation wird ein Prüfstrang in ein Bohrloch in der Weise herabgelassen, daß oberhalb und unterhalb der zu prüfenden Formation Packer angeordnet werden. Typischerweise sind die Packer von aufblasbarer Art, und in dem Prüfstrang wird eine Pumpe zum Pumpen von Fluid betrieben, um die Packer in abdichtende Anlage an das Bohrloch zur Isolierung der Formation aufzublasen. Nach Abschluß der Prüfung ist es notwendig, das Fluid in den Packern zurück in den Bohrlochringraum umzuleiten oder abzulassen, so daß der Prüfstrang an eine andere Stelle in dem Bohrloch gebracht oder aus dem Bohrloch entfernt werden kann.
  • Ein typischer Packer, der verwendet wird, ist der Halliburton Hydroflate (Warenzeichen) Packer, der in dem Halliburton Services Katalog 43, Seiten 2537-2538 beschrieben ist. Die bei diesem Packer früher verwendete Pumpe hat eine eingebaute Packerumgehung, die Fluid aus den Packern abläßt, wenn auf die Umgehung von der Erdoberfläche her ein Zug ausgeübt wird. Wir haben nun eine verbesserte Packerumgehung dieser Art konstruiert.
  • US-A-4 424 860 beschreibt eine Ventilvorrichtung zum Druckausgleich und Abblasen von Packern, die in einem aufblasbaren Packerumgehungs-Prüfsystem brauchbar ist, das Gehäusemittel, die eine durchgehende Mittelöffnung bestimmen, enthält, sowie Kolbenmittel, die hin- und herbeweglich in der Mittelöffnung der Gehäusemittel angeordnet und zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung verstellbar sind; und in der Mittelöffnung der Gehäusemittel angeordnete Dornmittel, die eine Umgehungsstellung zur Herstellung einer Verbindung zwischen dem Packer und einem Bohrlochringraum und ferner eine abgedichtete Stellung einnehmen, in der sie eine Verbindung zwischen dem Packer und dem Bohrlochringraum verhindern.
  • Nach der vorliegenden Erfindung wird eine Packerumgehungsvorrichtung zur Verwendung in einem Prüfstrang mit einer Pumpe und einem aufblasbaren Packer geschaffen, enthaltend Gehäusemittel, die eine durchgehende Mittelöffnung bestimmen; Kolbenmittel, die hin- und herbeweglich in der Mittelöffnung der Gehäusemittel angeordnet und zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung verstellbar sind; und in der Mittelöffnung der Gehäusemittel angeordnete Dornmittel, die eine Umgehungsstellung zur Herstellung einer Verbindung zwischen dem Packer und einem Bohrlochringraum und ferner eine abgedichtete Stellung einnehmen, in der sie eine Verbindung zwischen dem Packer und dem Bohrlochringraum verhindern, gekennzeichnet durch den Kolbenmitteln wirkungsmäßig zugeordnete, schwenkbare Riegelmittel, die verriegelnd an den Dornmitteln angreifen, wenn sich die Dornmittel in der abgedichteten Stellung und die Kolbenmittel in der zweiten Stellung befinden, wodurch die Dornmittel aus der abgedichteten Stellung dadurch in die Umgehungsstellung bewegt werden können, daß die Kolbenmittel aus der zweiten Stellung in die erste Stellung verstellt werden.
  • Ein besonderes Problem bei bestimmten früher bekannten Packerumgehungseinheiten besteht darin, daß ein übermäßiger Zug an dem Prüfventil zu einer frühzeitigen Inbetriebnahme der Packerumgehung führt, woraus sich ein vorzeitiger Druckablaß aus den Packern ergibt. Nach einem bevorzugten Merkmal der vorliegenden Erfindung kann dieses Problem dadurch vermindert oder vermieden werden, daß ein Dorn verwendet wird, an dem ein Differenzdruck anliegt, der einen Zug von ungefähr 10 000 Pfund (44 000 N) zu seiner Betätigung während eines Packerabblasvorgangs erfordert. Diese Kraft ist erheblich größer als die, welche zur Betätigung des Prüfventils gebraucht wird. Daher ist es nicht wahrscheinlich, daß selbst bei einem gewissen übermäßigen Zug auf das Prüfventil eine vorzeitige Betätigung der Packerumgehung auftritt.
  • Der Dorn in dem Packer nach der vorliegenden Erfindung wird in einer Umgehungsstellung vorzugsweise automatisch freigegeben, so daß er wieder schließen kann, wenn Pumpdruck erneut angelegt wird. Auf diese Weise kann die Packerumgehung bei aufeinanderfolgenden Prüfungen mit dem Prüfstrang verwendet werden.
  • Die Packerumgehung nach der vorliegenden Erfindung wird verwendet, um Fluid aus einem aufblasbaren Packer, der in einem Prüfstrang verwendet wird, abzulassen, so daß der Packer abbläst und die Bewegung des Prüfstrangs innerhalb des Bohrlochs ermöglicht. Die Packerumgehung enthält Riegelmittel, die wirkungsmäßig den Kolbenmitteln zugeordnet sind, um den Dornmitteln verriegelnd anzuliegen, wenn sich der Dorn in der abgedichteten Stellung befindet und die Kolbenmittel in der zweiten Stellung sind. Nach der Verriegelung können die Dornmittel aus der abgedichteten Stellung dadurch in ihre Umgehungsstellung bewegt werden, daß die Kolbenmittel aus der zweiten Stellung in die erste Stellung verstellt werden. Freigabemittel sind vorzugsweise vorgesehen, um die Riegelmittel zu lösen und die Dornmittel frei zu geben, wenn diese sich in der Umgehungsstellung befinden. Die Dornmittel können aus der Umgehungsstellung in die abgedichtete Stellung unter Ansprechen auf einen Differenzdruck zurück bewegt werden, der zwischen der Pumpe und dem Bohrlochringraum auf eine Differenzfläche einwirkt, die durch einen Teil der Dornmittel bestimmt wird.
  • Bevorzugt enthält die Packerumgehung auch Mittel zur Verhinderung von übermäßigem Zug, um eine Betätigung des Kolbens zu verhindern, bis eine vorgegebene Kraft überwunden ist. Die Mittel zur Verhinderung von übermäßigem Zug können beispielsweise durch Ringschultermittel an den Dornmitteln gekennzeichnet sein, und die Schultermittel sind an ihrer einen Seite dem Pumpdruck und an ihrer Gegenseite dem Bohrlochringraumdruck ausgesetzt. Das führt dazu, daß eine vorbestimmte Kraft auf die Dornmittel einwirkt, die überwunden werden muß, bevor die Dornmittel in die Umgehungsstellung bewegt werden können.
  • Auch sind vorzugsweise Druckausgleichsmittel in der Packerumgehung enthalten, um den Druck zwischen den Gehäusemitteln und den Kolbenmitteln auszugleichen und die nach unten gerichtete Kraft auf den Packer zu minimieren. Die Druckausgleichsmittel können eine Ausnehmung enthalten, die in den Gehäusemitteln bestimmt ist, und Ringschultermittel an den Kolbenmitteln, die in die Ausnehmung hineinverlaufen,derart, daß dazwischen ein Hohlraum gebildet wird, dessen oberer Teil in Verbindung mit der Pumpe steht und dessen unterer Teil in Verbindung mit dem Bohrlochringraum steht.
  • In einer bevorzugten Ausführung enthält die Packerumgehung ferner Rohrmittel für den Innendurchfluß, die in den Gehäusemitteln angeordnet sind, derart, daß ein ringförmiger Durchflußkanal zwischen den Gehäusemitteln und den Rohrmitteln bestimmt ist. Die Kolbenmittel haben einen ringförmigen, in dem Durchflußkanal angeordneten Teil, und die Dornmittel sind durch einen allgemein ringförmigen Dorn, der in dem Durchflußkanal angeordnet ist, gekennzeichnet.
  • Die Riegelmittel enthalten vorzugsweise eine lösbare Riegelanordnung mit wenigstens einem Riegel ,der schwenkbar an dem unteren Teil der Kolbenmittel angebracht ist. Der Riegel kann ein unteres Ende mit einer Riegelstellung und einer Freigabestellung enthalten, sowie Vorspannmittel zum Vorspannen des unteren Endes des Riegels in die Riegelstellung. Bevorzugt ist der Riegel einer von einer Mehrzahl von im Winkelabstand angeordneten Riegeln, und die Vorspannmittel enthalten wenigstens eine Ringfeder, die um die Riegel herum angeordnet ist. Die Freigabemittel enthalten eine sich verjüngende Fläche an den Gehäusemitteln zur Anlage am oberen Ende des Riegels und zur Verschwenkung des unteren Endes des Riegels in die Freigabestellung.
  • Es sind Dichtmittel vorgesehen zur Abdichtung zwischen den Dornmitteln und den Rohrmitteln für den Innendurchfluß, wenn sich die Dornmittel in der Umgehungsstellung befinden, derart, daß der Durchflußkanal in obere und untere Teile getrennt ist. Die Dornmittel enthalten Rückschlagventilmittel zum Ablassen aus dem oberen Teil des Durchflußkanals durch einen Umgehungskanal in den Dornmitteln, wenn ein Differenzdruck zwischen dem oberen Teil des Durchflußkanals und dem Bohrlochringraum eine vorgegebene Höhe übersteigt.
  • Die Packerumgehung nach der vorliegenden Erfindung wird als ein Teil eines Bohrlochprüfwerkzeugs verwendet, das eine Pumpe enthält, die an einem oberen Teil des Prüfstrangs angebracht ist, sowie einen aufblasbaren Packer, der unterhalb der Pumpe angeordnet ist und an der zu prüfenden Bohrlochformation positioniert werden kann. Die Packerumgehung befindet sich zwischen der Pumpe und dem Packer und erlaubt eine Verbindung zwischen der Pumpe und dem Packer, wenn sich die Dornmittel in der abgedichteten Stellung befinden, und verbindet die Pumpe durch den oberen Teil des Durchflußkanals mit dem Bohrlochringraum und läßt Druck aus dem Packer durch den unteren Teil des Durchflußkanals in den Bohrlochringraum ab, wenn die Dornmittel in die offene Stellung bewegt werden.
  • Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Packerumgehung mit einem darin enthaltenen Umgehungsdorn, der wahlweise in eine Umgehungsstellung zum Ablassen von Druck aus einem Packer in einen Bohrlochringraum und in eine abgedichtete Stellung, die eine solche Druckfreigabe verhindert, eingebracht werden kann.
  • Zu einem vollständigeren Verständnis der Erfindung wird nun eine Ausführung der Erfindung lediglich beispielhaft beschrieben, wobei Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen genommen wird. Es zeigen:
  • Fig. 1A-1B die Ausführung der Packerumgehung nach der vorliegenden Erfindung als ein Teil eines Prüfstrangs in einer Stellung in einem Bohrloch zur Prüfung einer Bohrlochformation.
  • Fig. 2A-2D einen teilweisen Längsschnitt durch die Packerumgehung in einer geschlossenen, abgedichteten Stellung
  • Fig. 3 eine Seitenansicht einer Verriegelungsanordnung, die in der Packerumgehung verwendet wird.
  • Fig. 4 einen Querschnitt entlang der Linie 4-4 in Fig. 3.
  • Fig. 5 eine Ansicht eines unteren Endes eines Durchflußrohres in der Packerumgehung.
  • Fig. 6A-6D die Packerumgehung in einer Stellung, in der ein darin enthaltener Kolben mit einem Umgehungsdorn verriegelt ist und zur Betätigung aus der geschlossenen Stellung in die offene Stellung bereit ist.
  • Fig. 7A-7D einen teilweisen Längsschnitt durch die Packerumgehung in einer offenen Umgehungsstellung.
  • Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und insbesondere auf Fig. 1A bis 1B ist die Packerumgehung dargestellt und allgemein durch das Bezugszeichen 10 bezeichnet. Die Packerumgehung 10 bildet den Teil einer Prüfvorrichtung oder eines Prüfwerkzeugs 12. Die Prüfvorrichtung wird in einer Stellung in einem Bohrloch 14 zur Verwendung für die Prüfung einer Bohrlochformation 16 gezeigt.
  • Die Prüfvorrichtung 12 ist an dem unteren Ende des Rohrstrangs 18 angebracht und enthält eine Umkehreinheit 20, ein Prüfventil 22 wie den Halliburton Hydrospring®-Prüfer, eine Ausdehnungsverbindung 24, und eine Pumpe 26 von der Art, die Druckbegrenzermittel 28 enthält. Alle diese Teile befinden sich oberhalb der Packerumgehung 10.
  • Unterhalb der Packerumgehung 10 sind eine Strangumgehung 30 und eine Sicherheitsverbindung 32 angeordnet. Ein oberer Packer 34 ist an dem unteren Ende der Sicherheitsverbindung 32 angebracht und oberhalb der Bohrlochformation 16 angeordnet. Die Strangumgehung 30 wird verwendet, um Fluid an dem oberen Packer 34 vorbeizuleiten, während der Rohrstrang 18 in das Bohrloch 14 herabgelassen oder aus diesem herausgehoben wird. Ein unterer Packer 36 ist unter der Bohrlochformation 16 angeordnet. Eine Öffnungseinheit 38 verbindet den oberen Packer 34 und den unteren Packer 36. (Nicht gezeigte) Abstandsstücke können auch zwischen dem oberen Packer 34 und dem unteren Packer 36 in Abhängigkeit von dem zwischen ihnen geforderten Längsabstand verwendet werden.
  • Die Pumpe 26 ist vorzugsweise eine Verdrängerpumpe und wird verwendet, um den oberen Packer 34 und den unteren Packer 36 in der in der Technik bekannten Weise derart aufzublasen, daß die Packer abdichtend an dem Bohrloch 14 anliegen und so, wie in Fig. 1A bis 1B gezeigt ist, die Bohrlochformation 16 zu isolieren, so daß ein Prüfvorgang durchgeführt werden kann.
  • Ein Maßträger 40 ist an dem unteren Ende des unteren Packers 36 angebracht und enthält eine Vielzahl von Sperrfedern 42, die so ausgebildet sind, daß sie dem Bohrloch 14 anliegen und die Verdrehung eines Teils der Prüfvorrichtung 12 während des Aufblasens des oberen Packers 34 und des unteren Packers 36 verhindern.
  • Zwischen der Prüfvorrichtung 12 und dem Bohrloch 14 ist ein Bohrlochringraum 44 bestimmt. Wenn der obere Packer 34 und der untere Packer 36 zu abdichtender Anlage an dem Bohrloch 14 aufgeblasen sind, ist erkennbar, daß der Bohrlochringraum 44 in ein Oberteil 46 oberhalb des oberen Packers 34 und ein Unterteil 48 unterhalb des unteren Packers 36 unterteilt ist. Das Oberteil 46 wie auch das Unterteil 48 des Bohrlochringraums 44 sind durch die Packer abdichtend von der Bohrlochformation 16 getrennt.
  • Unter Bezugnahme auf Fig. 2A bis 2D ist die Packerumgehung 10 in einer geschlossenen, abgedichteten Stellung gezeigt. Dies ist vorzugsweise die Stellung, in die die Vorrichtung eingestellt ist, während die Prüfvorrichtung 12 in das Bohrloch 14 herabgelassen wird. Jedoch kann, wie hier weiterhin erläutert werden wird, die Packerumgehung 10 auch in einer offenen Umgehungsstellung in das Bohrloch 14 eingefahren werden.
  • Die Hauptbauteile der Packerumgehung 10 enthalten Gehäusemittel 50 mit einer durchgehenden Mittelöffnung 52, Dornmittel 54, die an einem unteren Ende der Mittelöffnung 52 angeordnet sind, und Kolbenmittel 56 mit einem unteren Teil, das in der Mittelöffnung 52 der Gehäusemittel 50 oberhalb der Dornmittel 54 hin- und herbewegbar angeordnet ist.
  • Unter Bezugnahme auf Fig. 2B wird das obere Ende der Gehäusemittel 50 von einem Hydraulikgehäuse 58 mit einem oberen Ende und darin mit einer ersten Bohrung 60 gebildet. Das Hydraulikgehäuse 58 hat auch eine zweite Bohrung 62, die sich nach außen im Abstand von der ersten Bohrung 60 befindet. Eine nach unten weisende Ringschulter 64 verläuft zwischen der ersten Bohrung 60 und der zweiten Bohrung 62. Ein quer verlaufendes Loch 66 stellt eine Verbindung zwischen der zweiten Bohrung 62 und dem Bohrlochringraum 44 her. Das untere Ende des Hydraulikgehäuses 58 ist an einer Gewindeverbindung 70 mit dem oberen Ende eines mit Keilen versehenen Nippels 68 verbunden.
  • Unter Bezugnahme auf Fig. 2C ist das untere Ende des mit Keilen versehenen Nippels 68 an einer Gewindeverbindung 74 mit einem Umgehungsgehäuse 72 verbunden. Eine Dichtung 76 stellt abdichtende Anlage zwischen dem mit Keilen versehenen Nippel 68 und dem Umgehungsgehäuse 72 sicher.
  • Das untere Ende des Umgehungsgehäuses 72 ist mit dem unteren Ende eines unteren Adapters 78 an einer Gewindeverbindung 80 verbunden.
  • Wie in Fig. 2D gezeigt ist, hat der untere Adapter 78 ein unteres Ende 82 mit Außengewinde, das zur Verbindung mit dem Teil des Prüfstrangs 12 eingerichtet ist, der sich unterhalb der Packerumgehung 10 befindet. Das untere Ende des unteren Adapters 78 hat auch ein Teil 84 mit Innengewinde, in das das untere Ende 86 eines inneren Durchflußrohres 88 eingeschraubt ist.
  • Das innere Durchflußrohr 88 wirkt als Rohrmittel für einen Innendurchfluß und erstreckt sich über die gesamte Länge der Packerumgehung 10 einschließlich der Mittelöffnung 52 der Gehäusemittel 50. Wie in Fig. 2A und 2B gezeigt ist, verläuft das innere Durchflußrohr 88 nach oben und von den Gehäusemitteln nach außen in die Kolbenmittel 56. Man erkennt in Fig. 2B bis 2D, daß die Gehäusemittel 50 und das innere Durchflußrohr 88 zwischen sich einen allgemein ringförmigen Durchflußkanal 90 bestimmen. Daher sind die Dornmittel 54 und das im wesentlichen ringförmige untere Ende der Kolbenmittel 56 in dem ringförmigen Durchflußkanal 90 angeordnet.
  • Unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 2A und 2B enthält das obere Ende der Kolbenmittel 56 einen oberen Adapter 92 mit einem Teil 94 mit Innengewinde, das zur Anbringung an dem Teil der Prüfvorrichtung 12 eingerichtet ist, der sich oberhalb der Packerumgehung 10 befindet. Der obere Adapter 92 hat eine Mittelbohrung 96 mit einer Vielzahl von Ansätzen 98, die sich davon radial nach innen erstrecken. Das untere Ende des oberen Adapters 92 ist an einer Gewindeverbindung 102 mit einem Hydraulikkolben 100 verbunden. Eine Dichtung 104 stellt die Abdichtung zwischen dem oberen Adapter 92 und dem Hydraulikkolben 100 her.
  • Oberhalb des Hydraulikkolbens 100 ist in dem oberen Adapter 92 ein oberer Dichtdorn 106 angebracht. Das untere Ende des Dichtdorns 106 enthält einen radial nach außen verlaufenden Flansch 108, der in Längsrichtung zwischen den Ansätzen 98 im oberen Adapter 92 und dem unteren Ende 110 des Hydraulikkolbens 100 angeordnet ist. Das obere Ende des Dichtdorns 106 enthält Dichtungen 112 und ist zur Anlage an einem (nicht gezeigten) Dorn einer in der Technik bekannten Art eingerichtet, der in dem Teil der Prüfvorrichtung 12 enthalten ist, der sich oberhalb der Packerumgehung 10 befindet.
  • Der obere Dichtdorn 106 hat eine erste Bohrung 114, die sich durch sein oberes Ende erstreckt, und eine zweite Bohrung 116, die sich nach außen im Abstand von der ersten Bohrung 114 befindet. Die zweite Bohrung 116 steht in einer engen Abstandsbeziehung zu einem ersten Außendurchmesser 118 des inneren Durchflußrohres 88. Dichtungen 120 schaffen eine gleitende, abdichtende Anlage zwischen dem oberen Dichtdorn 106 und dem inneren Durchflußrohr 88.
  • Man sieht, daß sich der obere Dichtdorn 106 nach innen in einem Abstand von der Mittelbohrung 96 des oberen Adapters 92 befindet, derart, daß dazwischen ein Ringraum 122 bestimmt wird. In ähnlicher Weise befindet sich der erste Außendurchmesser 118 des inneren Durchflußrohres 88 nach innen in einem Abstand von einer Mittelbohrung 124 des Hydraulikkolbens 100, derart, daß dazwischen über die gesamte Länge des Hydraulikkolbens 100 ein Ringraum 126 bestimmt wird. Wenigstens ein ringförmig angeordnetes Loch 128 verläuft allgemein in Längsrichtung durch den Flansch 108 des oberen Dichtdorns 106 und stellt eine Verbindung zwischen dem Ringraum 122 und dem Ringraum 126 her.
  • Unter Bezugnahme auf Fig. 2B stellen Dichtungen 130 eine abdichtende Anlage zwischen dem oberen Ende des Hydraulikgehäuses 58 und einem ersten Außendurchmesser 134 des Hydraulikkolbens 100 her. Das untere Ende des Hydraulikkolbens 100 hat einen zweiten Außendurchmesser 136, der sich radial nach außen in einem Abstand von dem ersten Außendurchmesser 134 befindet und in enger Abstandsbeziehung zu der zweiten Bohrung 62 des Hydraulikgehäuses 58 steht. Dichtungen 138 und 140 stellen eine gleitende, abdichtende Anlage zwischen dem Hydraulikkolben 100 und der zweiten Bohrung 62 des Hydraulikgehäuses 58 her. Man sieht, daß der Hydraulikkolben 100 so eine nach oben weisende Schulter 142 zwischen dem ersten Außendurchmesser 134 und dem zweiten Außendurchmesser 136 besitzt und die Schulter 142 der Schulter 64 in dem Hydraulikgehäuse 58 gegenüberliegt. In der in Fig. 2B gezeigten Stellung ist die Schulter 142 in Kontakt mit der Schulter 64.
  • Der Hydraulikkolben 100 hat wenigstens ein im wesentlichen quer verlaufendes Durchgangsloch 144. In der bevorzugten Ausführung ist die Mittelachse des Durchgangslochs 142 im wesentlichen in der gleichen Querebene wie die Schulter 140 an dem Hydraulikkolben 100.
  • Das untere Ende des Hydraulikkolbens 100 ist an einer Gewindeverbindung 148 am oberen Ende eines mit Keilen versehenen Dorns 146 angebracht. Eine Dichtung 150 stellt eine abdichtende Anlage dazwischen her.
  • Der mit Keilen versehene Dorn 146 hat eine durchgehende Mittelbohrung 152, die im wesentlichen den gleichen Durchmesser wie die Mittelbohrung 124 des Hydraulikkolbens 100 hat. Man erkennt so, daß sich der Ringraum 126 unterhalb des Hydraulikkolbens 100 und entlang der gesamten Länge des mit Keilen versehenen Dorns 146 fortsetzt.
  • Der mit Keilen versehene Dorn 146 hat einen Außendurchmesser 154, und Dichtungen 156 stellen eine gleitende, abdichtende Anlage zwischen dem Außendurchmesser 154 und dem oberen Ende des mit Keilen versehenen Nippels 68 her. Eine Vielzahl von Keilen verlaufen vom Außendurchmesser 154 des mit Keilen versehenen Dorns 146 radial nach außen und befinden sich im Eingriff mit nach innen verlaufenden Keilen 160 des mit Keilen versehenen Nippels 68. Man erkennt, daß der Eingriff der Keile 158 und 160 eine gegenseitige Verdrehung der Kolbenmittel 56 und der Gehäusemittel 50 verhindert, aber eine gegenseitige Längsbewegung dieser Teile gestattet.
  • Der Außendurchmesser 154 des mit Keilen versehenen Dorns 146 befindet sich radial nach innen in einem Abstand von der zweiten Bohrung 62 des Hydraulikgehäuses 58. Es wird so eine im wesentlichen ringförmige hydraulische Kolbenkammer 162 radial zwischen dem Außendurchmesser 154 des mit Keilen versehenen Dorns 146 und der zweiten Bohrung 62 des Hydraulikgehäuses 58, sowie in Längsrichtung zwischen der Bodenfläche 164 des Hydraulikkolbens 100 und einer oberen Fläche 166 des mit Keilen versehenen Nippels 68 bestimmt. Das quer durch das Hydraulikgehäuse 58 verlaufende Loch 66 stellt so eine Verbindung zwischen der Kolbenkammer 162 und dem Bohrlochringraum 44 her.
  • Unter Bezugnahme auf Fig. 2C sind darin allgemein durch das Bezugszeichen 168 bezeichnete Riegelmittel gezeigt. Die Riegelmittel 168 enthalten einen Dorn 170 für die Verriegelungsanordnung, der mit dem unteren Ende des mit Keilen versehenen Dorns 146 an einer Gewindeverbindung 172 angebracht ist.
  • Unter Bezugnahme auch auf Fig. 3 enthält der Dorn 170 für die Verriegelungsanordnung eine Vielzahl von im Winkelabstand angeordneten, im wesentlichen in Längsrichtung verlaufenden Schlitzen 174. Ein im wesentlichen ringförmiger Riegelstützflansch 176 verläuft an dem Dorn 170 für die Verriegelungsanordnung radial nach außen. Man sieht, daß sich der Riegelstützflansch 176 in einer Mittelstellung entlang der Schlitze 174 befindet und die Schlitze 174 durch den Riegelstützflansch 176 verlaufen. Ein langgestreckter Riegelfinger 178 mit einem Körperteil 180 ist in jedem Schlitz 174 angeordnet. In der bevorzugten Ausführung werden drei Schlitze 174 und drei Riegelfinger 178 verwendet. Die Vorrichtung ist jedoch nicht auf diese Ausbildung beschränkt.
  • Der Körperteil 180 jedes Riegelfingers 178 bestimmt darin ein Durchgangsloch 182, das zu einem Paar anderer Löcher 184 ausgerichtet ist, die sich durch den Riegelstützflansch 176 des Dorns 170 für die Verriegelungsanordnung erstrecken, wie am besten in Fig. 4 gezeigt ist. Die Mittelachse jedes Paares von Löchern 184 schneidet den Flansch 176 nach Art einer Sehne. Ein Schwenkzapfen 186 ist in jedem entsprechenden Satz von Löchern 182 und 184 angeordnet, derart, daß der Riegelfinger 178 schwenkbar in dem Schlitz 174 angebracht ist, wobei der Schwenkzapfen 186 den Schwenkpunkt bestimmt.
  • Das obere Ende jedes Riegelfingers 176 oberhalb des Schwenkzapfens 186 hat eine abgeschrägte Außenfläche, die sich zur Spitze hin nach innen verjüngt. In der obersten Stellung der Kolbenmittel 56 gegenüber den Gehäusemitteln 50, wie sie in Fig. 2A bis 2D gezeigt ist, liegt die abgeschrägte Fläche 188 des Riegelfingers 178 einer entsprechend abgeschrägten Innenfläche 190 am unteren Ende der Keile 196 des mit Keilen versehenen Nippels 68 an, derart, daß das obere Ende jedes Riegelfingers 178 nach innen verschwenkt wird. Das untere Ende jedes Riegelfingers 178 unterhalb des Schwenkzapfens 186 ist entsprechend nach außen verschwenkt.
  • Der Riegelfinger 178 enthält auch eine nach außen weisende Kerbe 192 unterhalb des Schwenkzapfens 186. Vorspannmittel wie eine Vielzahl von Ringfedern 194 sind um die Riegelfinger 178 herum und in den Kerben 192 angebracht. Man sieht, daß die Ringfedern 194 danach streben, das untere Ende der Riegelfinger 178 radial nach innen vorzuspannen.
  • Das untere Ende jedes Riegelfingers 178 hat einen nach innen verlaufenden Riegelzahn 196 mit einer nach innen weisenden Einkerbung 198 oberhalb und neben dem Zahn 196. Die untere Seite jedes Zahns 196 und damit jedes Riegelfingers 178 enthält eine sich verjüngende Fläche 200, die sich innen nach oben verjüngt.
  • Wie in Fig. 2A bis 2C zu sehen ist, ist der erste Außendurchmesser 118 des inneren Durchflußrohres 88 über die gesamte Länge der Kolbenmittel 56 im wesentlichen konstant. Ein zweiter Durchmesser 202 des inneren Durchflußrohres 88 ist größer als der erste Durchmesser 118. Der zweite Außendurchmesser 202 enthält darin eine Vielzahl von Drehflächen 204, die beim Einbau des unteren Endes 86 des inneren Durchflußrohres in den Gewindeteil 84 des unteren Adapters 78 der Gehäusemittel 50 verwendet werden.
  • Das innere Durchflußrohr 88 hat auch einen dritten Außendurchmesser 206, der in der in Fig. 2A bis 2D gezeigten Stellung der Packerumgehung 10 in Längsrichtung zwischen den Riegelmitteln 168 und den Dornmitteln 54 angeordnet ist. Der dritte Außendurchmesser 206 ist in Fig. 2C dargestellt und größer als der zweite Durchmesser 202 des inneren Durchflußrohres 88. Das innere Durchflußrohr 88 hat auch einen vierten Außendurchmesser 208, der kleiner als der dritte Außendurchmesser 206 ist und darunter verläuft. Eine nach unten weisende Abschrägung 210 an dem inneren Durchflußrohr 88 verbindet deren dritten Außendurchmesser 206 und vierten Außendurchmesser 208.
  • Unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 2C und 2D sind die Dornmittel 54 vorzugsweise gekennzeichnet durch einen langgestreckten, im wesentlichen ringförmigen Dorn 212, der ringförmig zwischen dem inneren Durchflußrohr 88 und den Gehäusemitteln 50 angeordnet ist. In der in Fig. 2C und 2D dargestellten Stellung befindet sich der Dorn 212 in einer untersten Stellung, in der sein unteres Ende 214 einer nach oben weisenden Schulter 216 im unteren Adapter 78 der Gehäusemittel 50 anliegt. Man erkennt so, daß in der obersten Stellung der Kolbenmittel 56, die in Fig. 2A bis 2D dargestellt ist, der Dorn 212 im Abstand unterhalb der Riegelfinger 178 angeordnet ist.
  • Das obere Ende des Dorns 212 enthält einen Halsabschnitt 218 von relativ kleinem Durchmesser mit einem radial nach außen verlaufenden Flansch 220 an seinem oberen Ende. Der Flansch 220 ist so ausgebildet, daß er mit den Zähnen 196 und den Kerben an den Riegelfingern 178 in Eingriff kommen kann, wie weiter unten beschrieben wird.
  • Unterhalb des Halsteils 218 hat der Dorn 212 einen ersten Außendurchmesser 222, der in enger Abstandsbeziehung zu einer Innenbohrung 224 des Umgehungsgehäuses 72 steht. Dichtungen 226 stellen eine gleitende, abdichtende Anlage zwischen dem Dorn 212 und dem Umgehungsgehäuse 72 sicher. Das Umgehungsgehäuse 72 enthält ein durchgehendes, quer verlaufendes Loch 228, das sich ständig unterhalb der Dichtungen 226 befindet, und zwar unabhängig von der Stellung des Dorns 212 innerhalb der Gehäusemittel 50.
  • Der Dorn 212 hat einen zweiten Außendurchmesser 230, der kleiner als der erste Außendurchmesser 222 ist, derart, daß eine nach unten weisende Schulter 231 gebildet wird. Der zweite Außendurchmesser 230 ist in enger Abstandsbeziehung zu einer ersten Bohrung 232 im unteren Adapter 78. Obere Dichtungen 234 befinden sich am oberen Ende des unteren Adapters 78 und stellen eine abdichtende Anlage zwischen dem unteren Adapter und dem zweiten Außendurchmesser 230 des Dorns 212 her. Man sieht, daß die Dichtungen 234 fest unterhalb des quer verlaufenden Loches 228 im Umgehungsgehäuse 72 angeordnet sind.
  • Ein Satz von Zwischendichtungen 236 befindet sich im Abstand unterhalb der oberen Dichtungen 234 und dichtet ebenfalls am zweiten Außendurchmesser 230 des Dorns 212 ab. Eine Ringnut 238 verläuft nach außen von der ersten Bohrung 232 des unteren Adapters 78. Die Ausnehmung 238 befindet sich in Längsrichtung unterhalb der Zwischendichtungen 236. Ein quer verlaufendes Loch 240 stellt eine Verbindung zwischen der Ausnehmung 238 und dem Bohrlochringraum 44 her. Ein Satz unterer Dichtungen 242 ist unterhalb der Ausnehmung 238 angeordnet und stellt ebenfalls eine abdichtende Anlage zwischen dem unteren Adapter 78 und dem zweiten Außendurchmesser 230 des Dorns 212 her.
  • Der Dorn 212 hat erste und zweite Rückschlagventilöffnungen 244 und 246, die im Winkel darin angeordnet sind. Die ersten und zweiten Rückschlagventilöffnungen 244 und 246 sind vorzugsweise in einem Winkel von ungefähr 180º gegeneinander um eine Längsmittelachse der Packerumgehung 10 versetzt. Ein erstes Kugelrückschlagventil 248 ist in der ersten Rückschlagventilöffnung 244 angeordnet, und ein erster Ventilhalter 250 ist in die erste Rückschlagventilöffnung eingeschraubt, um das erste Kugelrückschlagventil am Ort zu halten und als Sitz dafür zu dienen. Eine erste Rückschlagventilfeder 252 spannt das erste Kugelrückschlagventil 248 in abdichtende Anlage gegen den ersten Ventilhalter 250 vor. In ähnlicher Weise wird ein zweites Kugelrückschlagventil 254 am Ort gehalten und normalerweise gegen einen zweiten Ventilhalter 256 gesetzt, der in einen zweiten Rückschlagventilteil 246 eingeschraubt ist, und eine zweite Rückschlagventilfeder 258 spannt das zweite Kugelrückschlagventil 254 in abdichtende Anlage an den zweiten Ventilhalter 256 vor.
  • Von der ersten Rückschlagventilöffnung 244 erstreckt sich unterhalb des ersten Kugelrückschlagventils 248 eine im wesentlichen in Längsrichtung verlaufende Öffnung 260 mit einer Queröffnung 262 nach unten, die deren unteres Ende schneidet. Man sieht, daß sich in der in Fig. 2C und 2D gezeigten Stellung des Dorns 212 die Queröffnung 262 zu der ersten Bohrung 232 des unteren Adapters 78 der Gehäusemittel 50 in einer Längsstellung zwischen den oberen Dichtungen 234 und den Zwischendichtungen 236 öffnet.
  • Von der zweiten Rückschlagventilöffnung 246 erstreckt sich unterhalb des zweiten Kugelrückschlagventils 254 eine unter einem Winkel angeordnete Öffnung 264 nach unten. Man sieht, daß sich die Öffnung 264 auf der radialen Innenseite des Dorns 212 zu dem inneren Durchflußrohr 88 hin öffnet.
  • Der Dorn 212 hat eine erste Bohrung 266, eine zweite Bohrung 268, die sich in radialem Abstand nach innen von der ersten Bohrung 266 befindet, und eine dritte Bohrung 270, die größer als die zweite Bohrung 268 ist. Ein Dichtungsmittel wie ein Satz von inneren Dichtungen 272 ist an der zweiten Bohrung 268 des Dorns 212 angeordnet. In der in Fig. 2C und 2D gezeigten Stellung erkennt man, daß die Dichtungen 272 in einem Abstand radial nach außen von dem vierten Außendurchmesser 208 des inneren Durchflußrohres 88 angeordnet sind, so daß keine abdichtende Anlage zwischen dem inneren Durchflußrohr und dem Dorn 212 besteht. Man sieht auch, daß die inneren Dichtungen 272 oberhalb der Schnittstelle zwischen der im Winkel angeordneten Öffnung 264 und der zweiten Bohrung 268 des Dorns 212 angeordnet sind.
  • Ein im wesentlichen quer verlaufendes Loch 274 erstreckt sich durch den Dorn 212 von dessen dritter Bohrung 270. In der in Fig. 2C und 2D gezeigten Stellung befindet sich das Loch 274 unterhalb der unteren Dichtungen 242 im unteren Adapter 78 der Gehäusemittel 50.
  • Unter Bezugnahme auf Fig. 2D und 5 wird das untere Ende des inneren Durchflußrohres 88 gezeigt. Das innere Durchflußrohr 88 enthält einen fünften Außendurchmesser 276, der allgemein neben der Ringnut 278 in dem unteren Adapter 78 angeordnet und dieser zugekehrt ist. Eine Ausnehmung oder Kerbe 280 ist in dem fünften Außendurchmesser 276 des inneren Durchflußrohres 88 gebildet, und man sieht, daß dies eine Fluidverbindung zwischen der Ringnut 278 und dem ringförmigen Durchflußkanal 90 entlang einer zweiten Bohrung 282 des unteren Adapters 78 sicherstellt. Ein weiterer Durchflußkanal 284, der in dem fünften Außendurchmesser 276 und dem Gewindeteil 86 des inneren Durchflußrohres 88 ausgebildet ist, sichert die Fluidverbindung zwischen der ringförmigen Ausnehmung 278 und den Bauteilen der Prüfvorrichtung 12, die uncerhalb der Packerumgehung 10 angeordnet sind, einschließlich des oberen Packers 34 und des unteren Packers 36. Wie noch im einzelnen erläutert werden wird, wird so die Verbindung zu den Packern hergestellt, um diese aufzublasen und aus diesen Druck abzulassen.
  • Das innere Durchflußrohr 88 enthält ferner eine zweite Bohrung 285 an ihrem unteren Ende. Die zweite Bohrung 285 ist zur Aufnahme eines (nicht gezeigten) Dorns einer in der Technik bekannten Art eingerichtet, der in dem Teil der Prüfvorrichtung 12 enthalten ist, der sich unterhalb der Packerumgehung 10 befindet.
  • Arbeitsweise der Erfindung
  • Wenn die Prüfvorrichtung 12 an dem Werkzeugstrang 18 in das Bohrloch 14 herabgelassen wird, befindet sich die Packerumgehung 10 vorzugsweise in der Stellung, die in Fig. 2A bis 2D gezeigt ist. Das heißt, die Kolbenmittel 56 sind in ihrer obersten Stellung gegenüber den Gehäusemitteln 50, und die Dornmittel 54 sind in der untersten Stellung gegenüber den Gehäusemitteln 50. Wenn sich die Prüfvorrichtung 12 in der in Fig. 1A und 1B gezeigten Stellung befindet und der obere Packer 34 und der untere Packer 36 richtig in Bezug auf die Bohrlochformation 16 angeordnet sind, wird die Pumpe 26 in Betrieb genommen, um die Packer aufzublasen. Fluid aus dem Bohrlochringraum 44 wird durch einen ringförmigen Durchflußkanal in der Prüfvorrichtung 12 nach unten gepumpt. Ein Teil dieses ringförmigen Durchgangskanals verläuft durch die Packerumgehung 10 und enthält den Ringraum 122, das Loch 128, den Ringraum 126, den Oberteil 286 des dem mit Keilen versehenen Dorn 146 natürlich gegenüber den Keilen 160 in dem mit Keilen versehenen Nippel 68 nach unten.
  • Sobald die Riegelfinger 178 unter die abgeschrägte Fläche 190 in dem mit Keilen versehenen Nippel 68 bewegt sind, bewirken die Ringfedern 194, daß die unteren Enden der Riegelfinger 178 nach innen geschwenkt werden. Übermäßige Verschwenkung wird durch den Kontakt der Innenfläche 292 der Riegelfinger 178 mit einer Außenfläche 294 des Dorns 170 der Verriegelungsanordnung verhindert, wie am besten in Fig. 6C gezeigt ist.
  • Wenn die Kolbenmittel 56 und die Riegelmittel 168 in die unterste, in Fig. 6C und 6D gezeigte Stellung verstellt sind, liegt die abgeschrägte Fläche 200 am unteren Ende jedes Riegelfingers 178 dem Flansch 220 am oberen Ende des Dorns 212 an, so daß die unteren Enden der Riegelfinger wieder nach außen geschwenkt werden, bis alle Zähne 196 den Flansch 220 nach unten passiert haben. An diesem Punkt werden die Ringfedern 194 die unteren Ende der Riegelfinger 178 nach innen schnappen, so daß die Riegelfinger mit ihren Zähnen 196 in eine Riegelstellung unterhalb des Flansches 220 an dem Dorn 212 eingebracht sind und der Flansch 220 in die Kerbe 198 an jedem Riegelfinger 178 verläuft.
  • Die Abwärtsbewegung der Kolbenmittel 56 gegenüber den Gehäusemitteln 50 und damit die Abwärtsbewegung der Riegelmittel 168 gegenüber den Dornmitteln 54 wird durch die Anlage eines unteren Endes 296 des oberen Adapters 92 am oberen Ende 298 des Hydraulikgehäuses 58 begrenzt. Dies ist am besten in Fig. 6A zu sehen.
  • Weiterhin wird in der Kolbenkammer 162 enthaltenes Fluid während der Abwärtsbewegung der Kolbenmittel 56 gegenüber den Gehäusemitteln 50 durch das Loch 66 in dem Hydraulikgehäuse 58 in den Bohrlochringraum 44 verdrängt. Mit anderen Worten, das Volumen der Kolbenkammer 162 wird verringert. Gleichzeitig wird ringförmig zwischen dem Hydraulikkolben 100 und dem Hydraulikgehäuse 58 und in Längsrichtung zwischen der Schulter 64 am Hydraulikgehäuse und der Schulter 142 an dem Hydraulikkolben eine obere Kolbenkammer 300 ausgebildet. Das Volumen der oberen Kolbenkammer 300 nimmt zu in dem Maße, wie die Kolbenmittel 56 nach unten verstellt werden. Fluid kann durch das Loch 144 im Hydraulikkolben 100 in die obere Kolbenkammer 300 eintreten.
  • Nachdem die Riegelmittel 168 in Riegeleingriff mit den Dornmitteln 54 gebracht sind, können die Dornmittel dadurch in eine offene Umgehungsstellung angehoben werden, daß der Werkzeugstrang 18 und damit die Kolbenmittel 56 und die damit verriegelten Dornmittel 54 gegenüber den Gehäusemitteln 50 angehoben werden. Wenn die Kolbenmittel 56 in ihre oberste Stellung zurückgekehrt sind, in welcher die Schulter 142 am Hydraulikkolben 100 wieder die Schulter 64 am Hydraulikgehäuse 58 berührt, sind die Dornmittel 54 in ihre oberste Stellung angehoben, wie am besten in Fig. 7A bis 7D gezeigt ist.
  • Die Fachleute in dieser Technik werden erkennen, daß die nach unten weisende Schulter 231 an dem Dorn 212 eine ringförmige Differenzfläche bestimmt, wobei oberhalb dieser Pumpdruck und unterhalb dieser Bohrlochringraumdruck herrscht. Die Schulter 231 ist vorzugsweise so bemessen, daß vor der Aufwärtsbewegung des Dorns 212 ein Aufwärtszug von ungefähr 10 000 Pfund (44 000 N) an dem Werkzeugstrang 18 erforderlich ist, um den Dorn zu bewegen. Eine Aufwärtsbewegung des Werkzeugstrangs 12 ist während eines Prüfvorgangs erforderlich, um das Prüfventil 22 zu betätigen, und es ist daher offensichtlich unerwünscht, die Packer 34 und 36 vorzeitig von Druck zu entlasten. Daher stellt das Erfordernis eines Zuges von 10 000 Pfund (44 000 N) ein Mittel zur Verhinderung ringförmigen Durchflußkanals 90 oberhalb des Dorns 212, den Ringraum 288 zwischen dem Dorn 212 und dem inneren Durchflußrohr 88, den Unterteil 290 des ringförmigen Durchflußkanals 90 unterhalb des Dorns 212, die Kerbe 280, die Ausnehmung 278 und den Durchflußkanal 284.
  • Wenn das Fluid von der Pumpe 26 zu den Packern 34 und 36 durch die Packerumgehung 10 gepumpt wird, sind die ersten und zweiten Kugelrückschlagventile 248 und 254 in ihrer geschlossenen Stellung. Man sieht, daß das quer verlaufende Loch 228 durch das Umgehungsgehäuse 72 der Gehäusemittel 50 durch die Dichtungen 226 an dem Dorn 212 und die oberen Dichtungen 234 an dem unteren Adapter 78 abgedichtet wird. Auf diese Weise wird eine Fluidverbindung zwischen dem ringförmigen Durchflußkanal 90 in der Packerumgehung 10 und dem Bohrlochringraum 44 durch das Loch 228 verhindert.
  • In ähnlicher Weise wird das quer verlaufende Loch 240 im unteren Adapter 78 der Gehäusemittel 50 durch die Zwischendichtungen 236 und die unteren Dichtungen 242 am unteren Adapter 78 abgedichtet, was wiederum eine Fluidverbindung zwischen dem ringförmigen Durchflußkanal 90 und dem Bohrlochringraum 44 durch das Loch 240 verhindert.
  • Nachdem der obere Packer 34 und der untere Packer 36 aufgeblasen sind, kann eine Prüfung der Bohrlochformation 16 in einer in der Technik bekannten Weise durchgeführt werden. Nach der Prüfung ist es notwendig, Druck aus den Packern 34 und 36 abzulassen, so daß die Prüfvorrichtung 12 aus dem Bohrloch 14 entfernt oder in eine andere Stellung in dem Bohrloch gebracht werden kann, um eine andere Bohrlochformation zu prüfen. Um dies zu bewerkstelligen, wird auf den Prüfstrang 18 ein Gewicht aufgebracht, derart, daß die Kolbenmittel 56 gegenüber den Gehäusemitteln 50 nach unten in die in Fig. 6A bis 6D gezeigte Stellung verstellt werden. Während dies geschieht, gleiten die Keile 158 an übermäßigen Zuges dar, so daß die Packerumgehung 10 während einer normalen Prüfung nicht unbeabsichtigt geöffnet werden kann.
  • Wenn die Kolbenmittel 56 und die damit verriegelten Dornmittel 54 nach oben verstellt werden, liegen die Dichtungen 272 am Dorn 212 dem dritten Außendurchmesser 206 des inneren Durchflußrohres 88 abdichtend an. Dies bewirkt, daß sich das zweite Kugelrückschlagventil 254 öffnet, um gleichen Druck im Oberteil 286 und im Unterteil 290 des ringförmigen Durchflußkanals 90 aufrechtzuerhalten.
  • Wenn die quer verlaufende Öffnung 262 im Dorn 212 oberhalb der oberen Dichtungen 234 am unteren Adapter 78 der Gehäusemittel 50 bewegt wird, öffnet sich das erste Kugelrückschlagventil 248. Wenn dies eintritt, fällt der Druck im ringförmigen Durchflußkanal 90 rasch auf den Bohrlochringraumdruck, und die zum Anheben des Dorns 212 erforderliche Kraft fällt entsprechend ab, da der Druck an der Ringfläche der Schulter 231 im wesentlichen ausgegleichen wird.
  • Die fortgesetzte Aufwärtsverstellung der Kolbenmittel 56 und des Dorns 212 endet, wenn die Schulter 142 am Hydraulikkolben 100 der Schulter 64 im Hydraulikgehäuse 58 anliegt. An diesem Punkt finden sich die Kolbenmittel 56 und Dornmittel 54 in der in Fig. 7A bis 7D gezeigten Stellung. Die abgeschrägte Fläche 188 an den Riegelfingern 178 ist wieder in Kontakt mit der abgeschrägten Fläche 190 am unteren Ende des mit Keilen versehenen Nippels 68, die als Freigabemittel wirkt, so daß das untere Ende der Riegelfinger 178 wieder radial in der Weise nach außen geschwenkt wird, daß die Zähne 196 sich vom Flansch 220 am Dorn 212 lösen.
  • In der angehobenen Stellung des Dorns 212 ist, wie man sieht, der ringförmige Hohlraum 231 zwischen dem zweiten Außendurchmesser 230 des Dorns 212 und der Innenbohrung 5224 des Umgehungsgehäuses 72 vergrößert. Die quer verlaufende Öffnung 262 am unteren Ende der längsverlaufenden Öffnung 260 ist über die oberen Dichtungen 234 angehoben und in Verbindung mit dem ringförmigen Hohlraum 231 und dem Loch 228 im Umgehungsgehäuse 72 und damit auch in Verbindung mit dem Bohrlochringraum 44 gebracht.
  • Das erste Rückschlagventil 252 bleibt offen und der Pumpdruck oberhalb des Dorns 212 wird durch die Packerumgehung 10 an dem ersten Kugelrückschlagventil 248 und durch die längsverlaufende Öffnung 260, die quer verlaufende Öffnung 262, den ringförmigen Hohlraum 231 und das Loch 228 zum Bohrlochringraum 44 umgeleitet.
  • Gleichzeitig ist das quer verlaufende Loch 274 im Dorn 212 in eine Stellung zwischen den Zwischendichtungen 236 und den unteren Dichtungen 242 im unteren Adapter 78 der Gehäusemittel 50 angehoben. In dieser Stellung wird so das quer verlaufende Loch 274 in Verbindung mit der Ausnehmung 238 und dem Loch 240 im unteren Adapter 78 und damit in Verbindung mit dem Bohrlochringraum 44 gebracht.
  • Wegen der abdichtenden Anlage der inneren Dichtungen 272 am dritten Außendurchmesser 206 des inneren Durchflußrohres 88 ist der Unterteil 290 des ringförmigen Durchflußkanals 90 unterhalb der inneren Dichtungen 272 abdichtend vom Oberteil 286 des ringförmigen Durchflußkanals 90 oberhalb des Dorns 212 getrennt. Mit anderen Worten, der Ringraum 288 ist abgesperrt.
  • Der Druck in den Packern 34 und 36 wird nach oben abgelassen, und zwar durch den Teil der Prüfvorrichtung 12, der sich unterhalb der Packerumgehung 10 befindet, und durch den Druckflußkanal 284, die Ausnehmung 278, die Kerbe 280 zum Unterteil 290 des ringförmigen Durchflußkanals 90 unterhalb der inneren Dichtungen 272. Auf diese Weise befinden sich die Aufblaskammern der Packer 34 und 36 in Verbindung mit dem Loch 274 im Dorn 212, der Ausnehmung 238 und dem Loch 240 im unteren Adapter 78 und stehen daher in einer druckablassenden Umgehungsverbindung mit dem Bohrlochringraum 44.
  • Nach Druckentlastung der Packer 34 und 36 durch die Umgehung durch die Packerumgehung 10, wie vorstehend beschrieben, kann die Prüfvorrichtung 12 innerhalb des Bohrlochs 14 bewegt werden. Falls es gewünscht ist, die Bohrlochformation 16 erneut zu prüfen oder die Prüfvorrichtung 12 zur Prüfung einer anderen Bohrlochformation zu verstellen, wird die Packerumgehung 10 automatisch in die in Fig. 2A bis 2D gezeigte Stellung zurückgestellt, wenn durch die Pumpe 26 Pumpdruck angelegt wird. Wenn der Fluiddruck im Oberteil 286 des ringförmigen Durchflußkanals 90 oberhalb des Dorns 212 zunimmt, bewirkt der auf das obere Ende des Dorns 212 einwirkende Pumpdruck, daß sich der Dorn in seine unterste Stellung nach unten bewegt. Die erste Rückschlagventilfeder 252 und die zweite Rückschlagventilfeder 258 sind so bemessen, daß das erste Kugelrückschlagventil 248 bzw. das zweite Kugelrückschlagventil 254 nicht geöffnet werden, bevor der Dorn 212 seine unterste, geschlossene Stellung wieder erreicht hat. Wenn sich der Dorn 212 wieder in der untersten Stellung befindet, kann der gesamte Zyklus wiederholt werden.
  • Man sieht somit, daß die Packerumgehung nach der vorliegenden Erfindung gut dazu eingerichtet ist, die erwähnten wie auch die darin eingeschlossenen Zwecke und Vorteile zu verwirklichen. Während zum Zweck dieser Offenbarung eine derzeit bevorzugte Ausführung der Erfindung beschrieben worden ist, können von den Fachleuten zahlreiche Änderungen in der Anordnung und Konstruktion von Teilen vorgenommen werden, ohne von der Erfindung abzuweichen, wie sie in den nachfolgenden Ansprüchen beansprucht ist.

Claims (7)

1. Packerumgehungsvorrichtung (10) zur Verwendung in einem Prüfstrang (18) mit einer Pumpe (26) und einem aufblasbaren Packer, enthaltend Gehäusemittel (50), die eine durchgehende Mittelöffnung (52) bestimmen; Kolbenmittel (56), die hin- und herbeweglich in der Mittelöffnung der Gehäusemittel angeordnet und zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung verstellbar sind; und in der Mittelöffnung der Gehäusemittel angeordnete Dornmittel (54), die eine Umgehungsstellung zur Herstellung einer Verbindung zwischen dem Packer und einem Bohrlochringraum und ferner eine abgedichtete Stellung einnehmen, in der sie eine Verbindung zwischen dem Packer und dem Bohrlochringraum verhindern, gekennzeichnet durch den Kolbenmitteln wirkungsmäßig zugeordnete, schwenkbare Riegelmittel (168), die verriegelnd an den Dornmitteln angreifen, wenn sich die Dornmittel in der abgedichteten Stellung und die Kolbenmittel in der zweiten Stellung befinden, wodurch die Dornmittel aus der abgedichteten Stellung dadurch in die Umgehungsstellung bewegt werden können, daß die Kolbenmittel aus der zweiten Stellung in die erste Stellung verstellt werden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch Freigabemittel (188, 190) zur Lösung der Riegelmittel und Freigabe der Dornmittel, wenn diese sich in der Umgehungsstellung befinden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dornmittel aus der Umgehungsstellung unter Ansprechen auf einen Differenzdruck zwischen der Pumpe und dem Bohrlochringraum, der einem Teil der Dornmittel anliegt, in die abgedichtete Stellung bewegbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, weiter gekennzeichnet durch Mittel (231) zur Verhinderung von übermäßigem Zug, die eine Verstellung der Dornmittel verhindern, bis eine vorgegebene Kraft überwunden ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die übermäßigen Zug verhindernden Mittel eine Differenzfläche an den Dornmitteln bilden, die auf einer Seite dem Pumpdruck und auf der Gegenseite dem Druck im Bohrlochringraum ausgesetzt ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner gekennzeichnet durch Druckausgleichsmittel (162, 300) zum Ausgleich des Drucks zwischen den Gehäusemitteln und den Kolbenmitteln zur Minimierung der nach unten gerichteten Kraft auf den Packer.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, weiter gekennzeichnet durch Rohrmittel (88) für den Innendurchfluß, die in den Gehäusemitteln angeordnet sind, derart, daß ein ringförmiger Durchflußkanal (90) zwischen den Gehäusemitteln und den Rohrmitteln bestimmt ist, einen ringförmigen, in dem Durchflußkanal angeordneten Teil der Kolbenmittel und Dornmittel, die einen allgemein ringförmigen, in dem Durchflußkanal angeordneten Dorn bilden.
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