DE3852151T2

DE3852151T2 - Elektrische Leitungseinrichtung für Rohrsysteme.

Info

Publication number: DE3852151T2
Application number: DE3852151T
Authority: DE
Inventors: Frank Mohn
Original assignee: Framo Developments UK Ltd
Current assignee: Framo Developments UK Ltd
Priority date: 1987-06-24
Filing date: 1988-06-21
Publication date: 1995-05-11
Anticipated expiration: 2008-06-22
Also published as: ES2064352T3; ATE114357T1; DE3852151D1; CA1312832C; EP0296788A3; AU1829688A; JPH0643790B2; NO173462C; JPH0197792A; GB8714754D0; GR3014896T3; NO882726D0; EP0296788A2; US4953636A; AU613924B2; NO882726L; EP0296788B1; NO173462B

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrbaugruppe mit einem elektrischen Leiter oder elektrischen Leitern zur Verwendung in insbesondere einem Förder- oder Bohrrohrsystem.
Aus EP-A-0 102 672 ist ein Übertragungssystem bekannt, das ausgerichtete Rohre umfaßt, die jeweils einen elektrisch leitenden Stift mit Kontaktmitteln an seinen Enden enthalten. Die Stifte werden über elastische Ringe in den Rohren gehalten.
Aus US-A-4 105 279 ist ein in einer Steigleitung befestigter Hohldorn bekannt, der eine exzentrisch angeordnete seitliche Ausnehmung zur Aufnahme eines Meßgeräts aufweist.
Aus EP-A-0 063 444 sind Rohrabschnitte bekannt, die über Abstandsstücke in ihnen befestigte röhrenförmige Leiter aufweisen, die abgestufte Teile zum Anschließen an Leiter von benachbarten Rohrabschnitten enthalten.
Aus US-A-2 000 716 ist eine Baugruppe jener Art bekannt, die ein Rohrelement mit Mitteln an seinen Endbereichen zum Anschließen des Rohrelements an gleichartige oder zusammenwirkende Rohrelemente sowie ein längliches elektrisches Leiterelement umfaßt, das an seinen Endbereichen Mittel für den elektrischen Anschluß an gleichartige oder zusammenwirkende elektrische Leiterelemente aufweist, wobei das Rohrelement und das Leiterelement ineinandergebaut werden.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Baugruppe dieser Art zur Verfügung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Rohrelement und das Leiterelement mit entsprechenden Konfigurationen versehen sind, die zusammenwirkend ineinandergreifen, so daß das Leiterelement von dem Rohrelement durch die Konfigurationen in einer vorbestimmten axialen Beziehung nach dem Ineinanderbauen der Elemente durch längsweise Relativbewegung herabhängt.
Somit stellt die Erfindung ein Rohrelement zum Einsetzen in einer Rohrbaugruppe da, die ein Förder- oder Bohrrohrsystem oder einen Teil davon bildet, wobei das Rohrelement so angeordnet ist, daß es ein längliches elektrisches Leiterelement stützt, so daß es entlang der Rohrbaugruppe verläuft. Das Leiterelement wird zweckmäßigerweise so gestützt, daß es konzentrisch zum Rohrelement verläuft. Es kann innerhalb des Rohrelements oder außerhalb davon getragen werden und ein einzelnes Leiterrohr oder zwei oder mehr solcher Rohre zusammen mit geeigneter Isolierung umfassen. Das Rohrelement kann in Verbindung mit anderen Rohrelementen oder -abschnitten als zweiter oder weiterer Leiter oder als Innen- oder Außenfutterrohrstrang des Leitermittels fungieren.
Jedes Ende des Leitermittels ist an seinem oberen und unteren Ende so ausgeführt, daß ein guter elektrischer Anschluß an angrenzende gleichartige obere und untere Leitermittel hergestellt wird, wie z. B. über eine Friktionspassung oder über Federkontaktelemente, so daß der elektrische Anschluß beim Zusammenbau der Rohrelemente erreicht wird, ohne daß besondere Anschlußschritte erforderlich sind.
Das erfindungsgemäße Rohrelement ist vorzugsweise so angeordnet, daß es im Förder- oder Bohrrohrsystem zwischen benachbarten standardmäßigen Rohrelementen oder -abschnitten aufgenommen wird, wobei das Element an seinen Enden zum Anschluß an die Standardkupplung der benachbarten herkömmlichen Rohrabschnitte Standardkupplungen, beispielsweise Gewindekupplungen, aufweist. Das Rohrelement kann somit als Einsetzelement oder als Distanzstück ausgeführt sein, das längere Standardrohrabschnitte beabstandet, das Element kann aber auch als solch ein Standardrohrabschnitt ausgeführt sein, das nur in dem zur Bereitstellung der Unterstützung für die Leitermittel erforderlichen Maße modifiziert ist.
Die Erfindung kann somit eine Förder- oder Bohrrohrbaugruppe bereitstellen, die eine Mehrzahl der zur Bildung einer vertikalen Rohrgruppe Ende an Ende zusammengebauten Rohrelemente umfaßt, wobei sich die röhrenförmigen Leiterelemente innen oder außen entlang der vertikalen Gruppe erstrecken und von der vertikalen Rohrgruppe an daran beabstandeten Stellen gestützt werden.
Die Leiterelemente können entlang bestehender Rohrleitungen in Position vorbewegt werden. Dadurch werden die Schwierigkeiten mit Seiltechniken vermieden, wo die Rohrleitungen abweichen, d. h. von der Vertikalen abweichen, und zwar sogar soweit, daß sie horizontal verlaufen, da die Verseilung nicht leicht durch über ihre Länge angelegte Schiebekräfte vorbewegt werden kann. Die erfindungsgemäße relativ steife Leiterverrohrung stellt kein solches Problem dar und ist deshalb in der Lage, mechanischen Seilbetrieb durchzuführen sowie auch leicht in elektrische Verbindung mit einer oder mehreren Abwärtsbohrloch-Meß- oder -Betriebseinheiten vorbewegt oder davon zurückbewegt zu werden.
Das erfindungsgemäße Leitermittel kann über eingebaute elektrische Zug- oder Antriebsmittel entlang einem Rohrstrang oder einer anderen Rohrleitung vorbewegt werden. Das Leitermittel kann somit eine oder mehrere Ständerwicklungen eines elektrischen Linearmotors enthalten, die mit der Rohrleitung, über die es zugeführt werden soll, zusammenwirken und diese dabei für den oder jeden solchen Motor als durchgehenden Rotorteil verwenden.
Das Innere des erfindungsgemäßen Leitermittels kann - egal wie dieses im Rohrstrang installiert ist - zum Transport von Bohrschlamm oder entzogenen Fluiden, eines Sperrfluids oder eines Injektionsmittels zur Bohrlochstimulierung eingesetzt werden. Das röhrenförmige Leitermittel kann innerhalb des Rohrstrangs so beabstandet werden, daß nicht nur sein Inneres, sondern auch der ringförmige Raum zwischen ihm und dem Rohrstrang zur Fluidbewegung verwendet werden kann. Eine Versorgungsflüssigkeit kann als Druckmittel zur Signalgebung und Steuerung, zur Überwachung oder zum Betrieb nachgeschalteter Anlagen verwendet werden.
Das Leitermittel sorgt für die Energie- und/oder Signalübertragung zwischen den Übertageanlagen und einer oder mehreren Abwärtsbohrloch-Betriebs und/oder -meßeinheiten.
Es ist erforderlich, die Zustände in einem Bohrloch zu messen, und zwar nicht nur während des Bohrverlaufs, sondern auch nach der Beendigung des Bohrens. Während des Bohrens werden Informationen über den Zustand des gebohrten Gesteins (Formationsmessung), über den Bohrbetrieb selbst, beispielsweise hinsichtlich des auf die Bohrkrone wirkenden Gewichts, und die Bohrkronenposition sowie über die physikalischen Bedingungen beispielsweise Druck und Temperatur, unter denen das Bohren stattfindet, benötigt nach dem Beginn der Förderung, d. h. nach Beendigung des Bohrens, werden Informationen über Durchflußmengen und -bedingungen, wenn das Bohrloch unter Förderung steht, zusammen mit Informationen über die physikalischen Bedingungen an der Gesteinsformation, ob das Bohrloch unter Förderung steht oder nicht, benötigt.
Die erforderlichen Informationen werden normalerweise von einer Bohrlochmeßeinheit erfaßt, die so dicht wie möglich an der Stelle positioniert sein muß, über die Informationen benötigt werden. Die Einheit kann zusammen mit einer Bohrkrone installiert oder über Seiltechniken in ein Bohrloch herabgelassen werden. Die Einheit enthält Sensoren und Verarbeitungsanlagen für die Sensorausgaben. Die erhaltenen Daten können zur Antwort nach dem Zurückbewegen der Bohrlochmeßeinheit aufgezeichnet werden, oder werden sonst über ein Signalübertragungssystem zur Oberfläche übertragen, in welchem die Erde, das Bohr- oder Förderrohr, der zum Bohren eingesetzte Bohrschlamm oder separate elektrische Leitungen als Übertragungsleiter verwendet werden können. Die auf diese Weise von der Bohrlochmeßeinheit erhaltenen Signale werden von einer Einheit mit einem geeigneten Erfassungs- und Kodierelement empfangen und dekodiert.
Das Bohrlochmeßgerät sollte den Extraktions- und Bohrbetrieb so wenig wie möglich Stören, genaue Angaben liefern und geringe Kosten Verursachen. Des weiteren muß es äußerst zuverlässig sein und eine Lebensdauer von hunderten von Stunden aufweisen; ein eventueller Ausfall während des Betriebs sollte leicht zu beheben sein.
Die normalen Betriebsbedingungen machen es jedoch schwierig, diese Erfordernisse zu erfüllen. Die Bohrlochbedingungen unterscheiden sich zwar erheblich, doch treten Temperaturen von bis zu 150ºC und Drücke bis zu 1000 bar auf. Beim Bohren treten Schwingungsbelastun gen bis zu 1000 g auf, und Erosion und Abrasion können durch qualitativ unterschiedlichen Bohrschlamm, der entlang dem Innern des sich drehenden Bohrrohrs zugeführt wird, entstehen. Die Energieversorgung ist ein Problem, da Batterien die bei den auftretenden hohen Temperaturen angemessene Energie nicht bereitstellen können, und dort, wo ein Rohrstrang wesentlich von der Vertikalen abweicht, sind Seiltechniken schwer zu verwenden. Des weiteren stellen die Übertragungsgeschwindigkeiten ein Problem dar, weil eine große Datenmenge übertragen werden muß und somit eine große Datenverarbeitungskapazität erforderlich ist.
Eine erfindungsgemäße Baugruppe kann deshalb ein röhrenförmiges elektrisches Leiterelement umfassen, und darin ist eine Sensor- oder Bohrlochmeßeinheit in elektrischer Verbindung mit dem Leiterelement in der Wand des Rohrelements oder an am Rohrelement vorgesehenen Tragmitteln enthalten und zur Unterstützung der Einheit in einer vorbestimmten Position nach Bewegung entlang der Rohrbaugruppe angeordnet.
Die Sensor- oder Bohrlochmeßeinheit kann, wenn sie entlang der Rohrbaugruppe bewegt wird, unter Flüssigkeitsdruck oder über Seiltechniken vorbewegt werden. Bei der Baugruppe können die Tragmittel dann in Form von Anschlägen oder Widerlagern zur Bestimmung des Endes der Abwärtsbewegung der Bohrlochmeßeinheit vorliegen. Die Einheit kann induktiv oder über an der Einheit und an dem Rohrelement freigelegte Kontakte, beispielsweise an den Anschlagmitteln, mit dem Leitermittel verbunden werden.
Somit ist ersichtlich, daß die Erfindung ein Rohrelement bereitstellt, wobei Leitermittel in einem Rohrsystem enthalten sein können, ohne die Baugruppe des Systems wesentlich zu komplizieren und ohne ihre Funktion wesentlich einzuschränken, beispielsweise in einem Bohr- oder Extraktionsrohrsystem, in dem Bohr-, Schmier-, Kühl- oder extrahierte Gase und/oder Flüssigkeiten transportiert werden. Das Leitermittel kann darüber hinaus leicht eine große Datenmenge übertragen, die von einer oder mehreren Bohrlochmeßeinheiten stammt, welche über das Rohrelement in das System integriert sein kann, so daß die Erfindung zweckmäßigerweise periodische oder kontinuierliche Messungen an einer oder mehreren Stellen entlang einem Rohrstrang zusammen mit der Steuerung und/oder dem Betrieb von Anlagen erleichtert.
Die Erfindung wird unten anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft weiter erklärt. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch ein Einsetzrohrelement zur Verwendung in einer Rohrbaugruppe gemäß der Erfindung;
Fig. 2 eine ähnliche Teilansicht einer Rohrbaugruppe, wobei das Einsetzrohrelement der Fig. 1 darin zwischen zwei herkömmlichen Rohrelementen enthalten ist;
Fig. 3A, 3B und 3C Teilschnittansichten entsprechend dem Bereich III der Fig. 2, aber in größerem Maßstab, wobei jeweils drei verschiedene Arten von im Rohrelement der Fig. 1 aufgenommenen Leiterverrohrungen gezeigt werden;
Fig. 4A und 4B Teilschnittansichten entsprechend dem Bereich IV der Fig. 2, aber in größerem Maßstab, wobei zwei verschiedene elektrische Verbindungsanordnungen zwischen Leitern innerhalb der Rohrbaugruppe der Fig. 2 gezeigt werden;
Fig. 5A und 5B Teilschnittansichten entsprechend dem Bereich V der Fig. 2, aber in größerem Maßstab, wobei zwei verschiedene Anordnungen zur Befestigung einer Leiterverrohrung innerhalb des Rohrelements der Fig. 1 gezeigt werden;
Fig. 6 eine ähnliche Ansicht wie die der Fig. 2, wobei aber in größerem Maßstab ein zweites Einsetzrohrelement gemäß der Erfindung, das eine Bohrlochmeßeinheit enthält, gezeigt wird;
Fig. 7 eine ähnliche Ansicht wie die Fig. 6, aber in noch größerem Maßstab, wobei ein drittes Einsetzrohrelement gemäß der Erfindung gezeigt wird;
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Rohrbaugruppe gemäß der Erfindung in einem elektrisch leitenden Abwärtsloch-Förderrohrsystem;
Fig. 9 eine Teilansicht als Teilschnitt des Rohrsystems der Fig. 8;
Fig. 10 eine perspektivische Ansicht einer anderen Rohrbaugruppe gemäß der Erfindung in einem Abwärtslochmeßsystem und
Fig. 11 eine Teilansicht als Teilschnitt des Rohrsystems der Fig. 10.
Das in der Fig. 1 gezeigte Einsetzrohrelement 1 umfaßt außen einen oberen Teil 2 runder, zylindrischer Form, von dessen unterem Ende sich ein kürzerer Zwischenteil 4 erstreckt, der auch runder, zylindrischer Form, aber geringeren Durchmessers ist, und einen unteren, sich nach innen verjüngenden Gewindeteil 6. Innen weist der obere Teil zwischen zwei runden, zylindrischen Teilen einen sich nach innen verjüngenden Gewindeteil 7 auf, der entsprechend dem Gewindeteil 6 geformt ist, wobei der untere Teil über einen kurzen kegelstumpfförmigen Teil 11 mit einem zylindrischen Teil geringeren Durchmessers verbunden ist. Ein im Rohrelement 1 konzentrisch aufgenommenes elektrisches Leiterelement in Form einer Leiterverrohrung 12 erstreckt sich von unterhalb des Teils 7 mit Innengewinde nach unten über das untere Ende des Rohrelements hinaus. Die Leiterverrohrung 12 weist eine im wesentlichen gleichmäßige Wanddicke auf und ist so geformt, daß sie der Innenform der Teile des Rohrelements, an denen sie angrenzt, entspricht. Die Verrohrung 12 hat somit einen unteren Hauptteil 14, der über einen kegelstumpfförmigen Zwischenteil 16 mit einem kürzeren oberen Teil 15 größeren Durchmessers verbunden ist. Der Teil 14 weist einen Zapfenteil zur Aufnahme in einer Buchse auf, die von dem Teil 15 des angrenzenden darunterliegenden Leiterelements gebildet wird.
In Fig. 2 wird das Einsetzrohrelement 1 zusammen mit der Leiterverrohrung 12 in Position in einer Rohrbaugruppe 20 gezeigt. Die Rohrbaugruppe 20 umfaßt das obere und das untere Standardrohrelement 21, 22, die identisch sein können, wobei das obere Element 21 an seinem unteren Ende mit einem sich außen verjüngenden Gewindeteil 24 versehen ist, das mit dem Teil 7 mit Innengewinde des Rohrelements 1 in Eingriff steht. An seinem oberen Ende weist das untere Rohrelement 22 ein sich verjüngendes Teil 25 mit Innengewinde auf, das mit dem Teil 6 mit Außengewinde am unteren Ende des Rohrelements 1 in Eingriff steht. Somit erhält das Einsetzelement 1 vollständig die Struktur und Funktion der Rohrbaugruppe 20 zwischen den Elementen 21 und 22 aufrecht.
Der Teil 14 der Leiterverrohrung 12 erstreckt sich von dem Einsetzelement 1 im unteren Standardrohrelement 22 bis etwas über dessen unteres Ende hinaus nach unten, und der entsprechende Teil der gleichartigen Leiterverrohrung erstreckt sich über das untere Ende des oberen Standardrohrelements 21 hinaus, um im oberen Endteil 14 der Leiterverrohrung im Einsetzelement aufgenommen zu werden. Diese Teile stehen, wie unten beschrieben, in elektrischer Verbindung.
Entlang der veranschaulichten Rohrbaugruppe 20 erstreckt sich somit eine stromleitende innere Leiterverrohrung, die getrennte elektrisch verbundene Längen von Leiterrohren 12 umfaßt, die jeweils von einem zugehörigen Einsetzrohrelement 1 herabhängen.
Bei einer alternativen Anordnung kann die von den Elementen 1, 21 und 22 gebildete Rohrleitung die äußere Leiterverrohrung stützen und dient dann als Futterrohrstrang für die Verrohrung. Im Inneren der Leiterverrohrung 12 oder eines solchen Futterrohrstrangs kann Fluid, beispielsweise Öl, Gas oder Schlamm, transportiert werden, und die Rohrbaugruppe kann zusätzlichen konzentrischen inneren und/oder äußeren Rohrleitungen zugeordnet werden, um einen zusätzlichen Fluidweg oder zusätzliche Fluidwege zur Verfügung zu stellen. Isolierung der Leiterverrohrung kann über eine geeignete Flüssigkeit und/oder ein geeignetes Gas bereitgestellt werden. Die Fluide können oben vom Bohrloch zum Verbrauch im Bohrloch umlaufen gelassen oder transportiert werden oder vom Bohrloch extrahiert und nach oben gefördert werden. Somit können Gas oder Wasser in das Bohrloch injiziert werden, oder ein Kühl- und/oder Schmierfluid kann zu einer Motoreinheit im Bohrloch transportiert werden, oder es können Gas und Öl getrennt aus dem Bohrloch heraustransportiert werden.
Die Leiterverrohrung 12 wird schematisch in den Fig. 1 und 2 gezeigt, und die Fig. 3A, 3B und 3C zeigen jeweils drei mögliche verschiedene Formen der Verrohrung.
In der Fig. 3A umfaßt die Verrohrung 12 einen einzelnen röhrenförmigen Leiter 30 mit einer äußeren und einer inneren Schicht 31 und 32 aus massivem dielektrischen Material, und zwar geeigneterweise einem isolierenden Kunststoff, während in der Fig. 3B die Verrohrung zwei konzentrische röhrenförmige Leiter 34 und 35 umfaßt, wobei die Isolierschichten 31 und 32 außerhalb des äußeren Leiterrohrs 34 und innerhalb des Rohrs 35 vorgesehen sind und eine zusätzliche Isolierschicht 36, die ähnlich ausgebildet sein kann, zwischen ihnen vorhanden ist. In der Fig. 3C ist eine Form der Leiterverrohrung veranschaulicht, bei der ein drittes konzentrisches Leiterrohr 37 zwischen den Rohren 34 und 35 plaziert ist und die Isolierschichten 39 und 40, ähnlich der Schicht 36, zwischen ihm und ihnen vorgesehen sind.
Somit kann die Anzahl der die Leiterverrohrung 12 bildenden, elektrisch getrennten Leiterrohre je nach Bedarf gewählt werden. Die miteinander verschraubten Rohrelemente 1, 21 und 22 der Rohrbaugruppe 20 können als weiterer Leiter, beispielsweise als Erdungsleiter, eingesetzt werden.
Die in den Fig. 1 und 2 schematisch gezeigten elektrischen Verbindungsanordnungen für die Leiterverrohrung sind in den Fig. 4A und 4B ausführlich dargestellt.
Die Enden der Leiterverrohrungsteile 14 und 15, die jeweils von einem Leiterrohr 30, wie in der Fig. 3A gezeigt, gebildet werden und sich überlappen, sind über zur Berücksichtigung einer Wärmeausdehnung und normaler Längenänderungen bei der Fertigung ausreichende Längen ohne Isolierung. Obwohl zwischen den Rohren eine Friktionspassung verwendet werden kann, wird eine gute elektrische Verbindung vorzugsweise über Federkontaktmittel gewährleistet. Wie in den Fig. 4A und 4B gezeigt, ist das untere Ende des Verrohrungsteils 14 somit von einer Außennut umgeben, die ein Federleiterband 45 aufnimmt, welches eine im Radialquerschnitt nach außen gewölbte Konfiguration aufweist. Der mittlere Teil des Bands 45 erstreckt sich nach außen über die äußere Fläche des Verrohrungsteils 14 hinaus, um einen guten elektrischen Kontakt mit der zylindrischen Innenfläche des überlappenden Verrohrungsteils 15 herzustellen.
Wie in der Fig. 4A gezeigt, ist zwischen den Verrohrungsteilen 14 und 15 ein Dichtmittel in Form von Dichtringen 46 vorgesehen, die in den Nuten 47 oberhalb und unterhalb des Federkontaktbands 45 aufgenommen werden. Als Alternative können Metall- oder Labyrinthdichtungen eingesetzt werden. Für eine vorbestimmte Leckmenge kann gesorgt werden, um beispielsweise je nach den Verwendungsumständen des Rohrsystems für Mischung, Trennung, Kühlung, Schmierung oder Druckentlastung zu sorgen.
Es versteht sich, daß, wo die Leiterverrohrungsteile 14 und 15 von einer Mehrzahl konzentrischer, röhrenförmiger Leiter gebildet wird, wie in den Fig. 3B und 3C gezeigt, die Enden der Rohre voneinander beabstandet sind, so daß jedes Rohr des Teils 14 über Leiteranordnungen, die den anhand der Fig. 4A und 4B beschriebenen entsprechen, eine Verbindung mit dem gleichartigen Rohr des Teils 15 herstellt.
In den Fig. 1 und 2 wird die axiale Beziehung zwischen der Leiterverrohrung 12 und dem Rohrelement 1 von dem Eingriff des kegelstumpfförmigen Teils 16 mit dem entsprechend geformten Innenteil 11 des Rohrelements bestimmt. Wie in den Fig. 5A und 5B gezeigt, kann der kegelstumpfförmige Teil 11 des Elements 1 durch einen gestuften Teil 50 im rechten Winkel zur Rohrelementachse ersetzt werden, wobei die Leiterverrohrung 12 mit einer entsprechenden Stufengestaltung 51 zwischen den Teilen 14 und 15 versehen ist.
Die Leiterverrohrung 12 kann somit frei vom Rohrelement 1 hängen, wobei sich die Verrohrung innerhalb des Rohrelements von der gezeigten Position nach oben bewegen kann. Durch das Vorsehen geeignet geformter ineinandergreifender Gestaltungen an dem Rohrelement und der Verrohrung, können die Verrohrung und das Rohrelement statt dessen aneinander befestigt werden, um eine axiale und/oder winkelförmige Relativbewegung zu verhindern. Bei der Baugruppe der Fig. 5A liegt die Stufe 51 der Leiterverrohrung 12 einfach auf der Stufe 50 des Rohrelements 1 auf, bei der Baugruppe der Fig. 5B ist jedoch ein Innengewindeteil 52 im Rohrelement dicht unter der Stufe zum Eingriff mit einem zusammenwirkenden Außengewindeteil 54 an der Leiterverrohrung 12 vorgesehen. Bei jeder Anordnung wird eine zwischen der Verrohrung und dem Rohrelement wirkende elektrische Isolierung vorgesehen.
In den Fig. 6 und 7 werden Teile, die den in den Fig. 1 und 2 veranschaulichten entsprechen, mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet.
In der Fig. 6 wird ein Rohreinsetzelement 61 veranschaulicht, das der Form nach dem Rohrelement 1 der Fig. 1 und 2 entspricht, das aber zur Aufnahme einer Sensor- oder Bohrlochmeßeinheit 62 modifiziert wurde. Das Element 61 gestattet somit, daß beim Zusammenbau einer vertikalen Bohrrohrgruppe oder während der Installation von Förderrohrleitungen eine Bohrlochmeßeinheit als integrierter Bestandteil in einem Bohrloch installiert werden kann.
Die Bohrlochmeßvorrichtung 62 enthält geeignete elektronische und/oder mechanische Sensoren zusammen mit Signalverarbeitungseinrichtungen und -übertragungsmitteln. Die Übertragung von Energie und Steuersignalen zur Einheit 62 und von Daten davon wird mittels der Leiterverrohrung 12 über sich zwischen der Einheit und der Leiterverrohrung erstreckende Leiter oder über induktive Kopplungsmittel bewerkstelligt. Die Leiterverrohrung 12 kann zur Energieversorgung zu mindestens einer weiteren Bohrlochmeßeinheit, die sich unterhalb der Einheit 62 befindet, und zur Datenübertragung davon in der Rohrbaugruppe nach unten unterhalb der Bohrlochmeßeinheit 62 weitergeführt werden.
Das Einsetzrohrelement 65 der Fig. 7 ähnelt wiederum dem Einsetzrohrelement 1, ist aber mit nach innen vorragenden Anschlagelementen oder Widerlagern 66 versehen, um eine weitere Abwärtsbewegung im Rohrsystem einer Bohrlochmeßeinheit 67 zu verhindern. Eine Bohrlochmeßeinheit 67 kann über Seiltechniken oder unter Flüssigkeitsdruck im Rohrsystem nach unten bewegt werden, ist allgemein zylindrisch und befindet sich innerhalb der Leiterverrohrung 12 in freier Gleitpassung. Die Sensoren, Signalverarbeitungseinrichtungen und -übertragungseinrichtungen der Einheit 67 befinden sich innerhalb ihrer zylindrischen Wand, und ein Rückschlagventil 69 schließt das Innere des Zylinders gegen Fluidströmung von unten nach oben durch die Vorrichtung ab. Die elektrischen Energieversorgungs- und Signalübertragungsverbindungen zwischen der Einheit 67 und der Verrohrung 12 werden entweder induktiv oder mittels an den Widerlagern 66 und am unteren Ende der zylindrischen Wand der Einheit freigelegte Kontakte bewerkstelligt.
Eine oder mehrere zusätzliche Bohrlochmeßeinheiten ähnlicher Konstruktion können auf der Einheit 67 aufeinandergestapelt werden, und zwar entweder um als Ersatzeinheiten im Falle eines Ausfalls zu dienen, oder um den Bereich, in dem Messungen durchgeführt werden, zu vergrößern. Die Energieversorgungs- und Übertragungsverbindungen können wieder induktiv oder über die untere Bohrlochmeßeinheit oder die unteren Bohrlochmeßeinheiten zu Kontakten an den Widerlagern 66 hergestellt werden.
In den Fig. 8 und 9 wird ein Rohrsystem veranschaulicht, das ein äußeres Rohr 70 mit einer darin konzentrisch beabstandeten Rohrbaugruppe 71, die aus Rohrelementen 72 und Leiterelementen 74 besteht, umfaßt. Die Rohrelemente 74 werden außen an den Leiterelementen 72 gestützt und bilden somit einen Futterrohrstrang für die Leiterelemente, die Rohrbaugruppe 71 kann sonst jedoch funktions- und konfigurationsmäßig einer beliebigen der oben beschriebenen Rohrbaugruppenanordnungen entsprechen. Wie gezeigt, umfassen die Leiterelemente 74 einen einzelnen röhrenförmigen Leiter 75, der über eine erste Hülse 76 aus dielektrischem Material von den Rohrelementen 72, die er einschließt, elektrisch isoliert und der von einer zweiten äußeren Hülse 77 aus dielektrischem Material umgeben ist. Dieses Rohrsystem wird innerhalb eines feststehenden Mantelrohrs 80, wolang es über entsprechende Oberflächenanlagen vorbewegt oder zurückbewegt werden kann, aufgenommen und wird über Packerelemente, wie z. B. das dargestellte Packerelement 81, konzentrisch innerhalb des Mantelrohrs positioniert.
Das System der Fig. 8 und 9 kann als Abwärtsbohrloch-Förderrohrleitungsstrang betrieben werden, der mit einem Abwärtsbohrloch-Trennventil 82 und mit einer Abwärtsbohrlochmeßeinheit 84 zur Bereitstellung von Förderdaten zur Oberflächenanlage über die Leiterelemente 74 versehen ist. Das Innere 85 des Futterrohrs oder der Rohrelemente 72 wird dazu benutzt, das extrahierte Gas oder Öl oder Gemisch davon zu transportieren, und der ringförmige Raum 86 zwischen der Isolierhülse 77 und dem Außenrohr 70 nimmt ein Sperrfluid auf. Das Sperrfluid kann als Schutz der Leiterverrohrung und der Abwärtsbohrlochanlagen dienen und zusätzlich oder statt dessen als Hydrokraftspeicher fungieren.
In den Fig. 10 und 11 wird ein Rohrsystem ähnlicher Struktur wie das der Fig. 8 und 9 gezeigt, dessen Teile mit den gleichen Bezugszahlen, wie die in diesen Figuren verwendeten, bezeichnet werden. Das System der Fig. 10 und 11 wird jedoch nicht zur Förderung, sondern zur Abwärtsbohrlochmessung eingesetzt und ist so angeordnet, daß es entlang der Förderverrohrung 90 beweglich ist, welche in einem Mantelrohr 80 aufgenommen und darin über Packerelemente 81 konzentrisch beabstandet wird. Das Rohrsystem trägt an seinem Abwärtslochende eine elektronische Abwärtsloch-Sensor- oder -Meßeinheit 92 und eine Zugeinheit 94, über die das System entlang der Förderverrohrung 90 vorbewegt oder zurückbewegt werden kann. Die Zugeinheit 94 kann eine oder mehrere Ständerwicklungen eines elektrischen Linearmotors enthalten, die mit der Verrohrung zusammenwirken und diese als durchgehenden Rotorteil für den Motor verwenden, oder sie kann elektrisch angetriebene Räder oder Rollen in Antriebseingriff mit der Verrohrungswand umfassen. Als Alternative kann das Rohrsystem entlang der Förderverrohrung 90 unter Fluiddruck bewegt oder mechanisch daran entlang geschoben werden.
Die elektrischen Leiterelemente 74 werden zur Energieversorgung der Einheit 92 und zur Übertragung von Daten und/oder Steuersignalen zwischen ihr und einer Oberflächenversorgungsstation sowie zur Energieversorgung der Antriebs- oder Zugeinheit 94, falls vorhanden, eingesetzt.
Die von dem Futterrohrinnern 85 und dem ringförmigen Raum 86 gebildeten Fluidkanäle können zum Durchfluß von Sperr- oder anderen Fluiden in beide Richtungen zum Schutz der Leiterverrohrung und Abwärtsbohrlochanlagen verwendet werden. Das entlang diesen Kanälen zugeführte oder durch sie umlaufen gelassene Fluid kann zur Überwachung des Betriebs des Systems sowie zur Kühlung und/oder Schmierung der Abwärtsbohrlochanlagen verwendet werden.
Falls erforderlich, können sie auch als Hydrokraftspeicher verwendet werden.

Claims

1. Ein Rohrelement und ein längliches, rohrförmiges elektrisches Leiterelement zur Bildung einer Baugruppe, wobei das Rohrelement (1; 61; 65; 72) an dessen Endbereichen Mittel (6, 7) zum Anschließen des Rohrelementes an gleichartige oder zusammenwirkende Rohrelemente (21, 22) aufweist und wobei das Leiterelement (12; 74) an seinen Endbereichen Mittel (14, 15) für den elektrischen Anschluß an gleichartige oder zusammenwirkende elektrische Leiterelemente aufweist, wobei das Rohrelement und das Leiterelement ineinandergebaut werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrelement (1; 61) und das Leiterelement (12; 74) mit entsprechenden Konfigurationen (11, 16; 50, 51; 52, 54) versehen sind, um zusammenwirkend ineinandergreifen zu können, so daß das Leiterelement (12; 74) von dem Rohrelement durch die Konfigurationen in einer vorbestimmten axialen Beziehung nach dem Ineinanderbauen der Elemente durch längsweise Relativbewegung herabhängt.

2. Baugruppe nach Anspruch 1, wobei die zusammenwirkenden Konfigurationen im wesentlichen zueinander passende kegelstumpfartige Teile (11, 16) oder gestufte Teile (50, 51) aufweisen.

3. Baugruppe nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Leiterelement (12) so angeordnet ist, daß es mit seinem Ende durch eine Friktionspassung oder durch Federkontaktelemente (45) an das Ende der gleichartigen oder zusammenwirkenden Leiterelemente angeschlossen werden kann.

4. Baugruppe nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die zusammenwirkenden Konfigurationen (11, 16; 50, 51; 52, 54) eine konzentrische Beziehung für das Rohrelement (1, 21, 22) und das Leiterelement (12) definieren.

5. Baugruppe nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, wobei das Rohrelement (61) eine Sensor- oder Bohrlochmesseinheit (62) in elektrischer Verbindung mit dem Leiterelement aufweist.

6. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem innen vorstehenden Tragmittel (66) für eine Sensor- oder Bohrlochmesseinheit (67), die so angeordnet ist, daß sie in der Baugruppe zu dem Tragmittel bewegt werden kann.

7. Baugruppe nach Anspruch 6, wobei das Tragmittel (66) die elektrische Verbindung zwischen der Sensor- oder Bohrlochmesseinheit (67) und dem Leiterelement herstellt.

8. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Leiterelement einen oder mehrere rohrförmige Leiter aufweist, die durch eine oder mehrere Hülsen aus dielektrischem Material elektrisch isoliert sind.

9. Rohrsystem, umfassend eine Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Rohrelement (1; 61; 65; 72) und das Leiterelement (12; 74) in einer Ende-zu-Ende- Beziehung mit gleichartigen oder zusammenwirkenden Rohrelementen bzw. mit gleichartigen oder zusammenwirkenden Leiterelementen verbunden sind, und wobei weitere Rohrleitungen (70) in einer beabstandeten koaxialen Beziehung zu der Rohrbaugruppe gehalten werden, wobei die weiteren Rohrleitungen und die Rohrleitungsbaugruppe jeweils einen Fluidkanal bilden und wobei die Leiterelemente mit einem oder mehreren der folgenden Gegenstände in elektrischer Verbindung sind: eine Sensor- oder Bohrlochmesseinheit, eine Aktivierungseinheit, eine Zugeinheit und eine Betriebseinheit.

10. Rohrsystem nach Anspruch 9, wobei das System zu einem Abwärtsbohrloch-Trennventil (82) und einer Abwärtsbohrlochmesseinheit (84) verläuft, wobei einer der Fluidkanäle entzogenes Fluid wegführt und der andere Kanal Sperrfluid empfängt.

11. Rohrsystem nach Anspruch 9 oder 10, wobei das System extern wenigstens eine Zugeinheit (94) zum Vor- und Zurückbewegen des Systems entlang eines Mantelrohrs (80) oder einer Förderverrohrung (90) trägt.

12. Rohrsystem nach Anspruch 9, 10 oder 11, wobei sich die Rohrelemente (1; 61; 65; 72) mit dem bzw. den Leiter(n) des Leiterelementes in elektrischer Verbindung befinden und einen zusätzlichen Leiter dazu darstellen.