DE3921189A1 - Hydraulisch betaetigbare, wiederentnehmbare dichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf Ausrüstungsgegen­ stände der Erdölgewinnung und im speziellen auf hydraulisch be­ tätigte, wiederentnehmbare Bohrlochdichtungen zur sicheren Ab­ dichtung des Ringspaltes zwischen einem Förderrohrgestänge und der Bohrung einer dieses umgebenden Bohrlochverkleidung.

Im Verlaufe der Behandlung und Vorbereitung von unterirdischen Öl- und Gasbohrlöchern zur Förderung, wird eine Bohrlochdich­ tung zusammen mit einer Förder-Dichtungseinheit in ein Bohrloch an einem Arbeitsrohrgestänge eingebracht, wobei die Dichtung gegen eine Bohrung der Bohrlochverkleidung in Eingriff gebracht wird. Während des Einfahrens ist die Dichtung mechanisch mit­ tels Scherbolzen in dem außer Eingriff befindlichen Zustand verriegelt. Die Scherbolzen tragen das Gewicht der Dichtung zusammen mit dem hängenden Gewicht anderer Bauteile, wie etwa einer Schwenkscheranordnung, einem Blindrohr, einem Sandschirm, einem Pumpenanschlußnippel, einem Endschirm, einer Dichtungs­ einheit und einer Sumpfdichtung. Die Scherbolzen lagern in sicherer Weise das Gesamtgewicht der in dem Bohrloch befind­ lichen Ausrüstungsgegenstände und sind so ausgelegt, daß sie bei einer voreingestellten Abscherkraft getrennt werden können und die Förderdichtungseinheit freigeben, nachdem die Dichtung eingesetzt wurde. Die Dichtung kann durch Aufbringung von hydraulischem Druck, welcher durch den Arbeitsstrang aufge­ bracht wurde, in die Dichtungs-/Verankerungsstellung gebracht werden. Die Dichtung kann von dem eingesetzten Zustand durch eine geeignete Handhabung des Förderrohrstrangs und ein spe­ ziell ausgebildetes Freigabewerkzeug von dem eingesetzten Zu­ stand freigegeben und aus dem Bohrloch wiedergewonnen werden.

Der Zweck der Dichtung besteht darin, das Förderrohrgestänge und sonstige Ausrüstungsgegenstände, wie etwa einen Schirm oder ein Sieb oder ein Sicherheitsventil benachbart zu einer Förder­ anordnung zu lagern und den Ringspalt zwischen der Außenseite des Förderrohrstrangs und der Innenseite der Bohrlochverklei­ dung abzudichten, um eine Bewegung von Flüssigkeiten durch den Ringspalt nach dieser Stelle zu verhindern. Die Dichtung ist mit Verschiebe-Verankerungselementen versehen, welche gegen­ überliegende Mitnehmerflächen aufweisen, welche mit komplemen­ tären gegenüberliegenden Teilflächen zusammenwirken, wodurch die Verschiebe-Verankerungselemente radial in einen greifenden Eingriff gegen die Ausnehmung der Bohrlochverkleidung in Ab­ hängigkeit von einer relativen Axialbewegung der Keilflächen ausfahrbar sind. Die Dichtung trägt weiterhin ringförmige ela­ stische Dichtungselemente, welche sich in radialer Richtung in dichtendem Eingriff gegen die Ausnehmung der Bohrlochverklei­ dung in Abhängigkeit von axialen Druckkräften erstrecken. Eine Longitudinalbewegung der Dichtungsbauteile, welche die Veran­ kerungs-Gleitelemente betätigen, kann entweder hydraulisch oder mechanisch bewirkt werden.

Nachdem die Dichtung eingesetzt und gegen die Ausnehmung der Bohrlochverkleidung abgedichtet wurde, sollte ein dichtender Eingriff bei einem Nachlassen der hydraulischen oder mechani­ schen Einsatzkraft aufrechterhalten bleiben. Weiterhin ist es wichtig, daß die Dichtung in der eingesetzten und in Eingriff befindlichen Stellung verriegelt verbleibt, und Änderungen der Hydraulikdrücke, welche von außen oder von innen auf die Anord­ nung aufgebracht werden und/oder Betätigungen des Förderrohr­ strangs und der Bedienungswerkzeuge widersteht, ohne daß die Dichtung gelöst wird. Andererseits ist es wünschenswert, daß die Dichtung aus dem Bohrloch wiederentnehmbar ist, und zwar durch geeignete Betätigung des Förderrohrstrangs mittels derer bewirkt wird, daß die Dichtung freigegeben und von dem Bohrloch außer dichtenden Eingriff gebracht wird. Bei einigen Anordnun­ gen kann die Dichtung von dem voreingestellten Eingriff durch einen geraden, nach oben erfolgenden Zug des Arbeitsstranges freigegeben werden.

Bei einigen Dichtungsanordnungen sind die Dichtungselemente und die Verankerungs-Verschiebeteile in einem eingesetzten Zustand mittels einer druckabhängigen Verriegelungseinrichtung fixiert. Derartige Klemm- oder Halteeinrichtungen begrenzen die Längsbe­ wegung der Einstellbauteile, welche andererseits die Dichtung vorzeitig lösen würde. Eine derartige unerwünschte Longitudi­ nalbewegung kann durch eine Veränderung der Länge des Förder­ rohres durch Temperaturveränderungen, durch ein Ansteigen des Druckes der in dem Bohrloch befindlichen Flüssigkeit nach oben auf das Förderrohr oder durch Pumpkräfte, welche während eines Drucktests auf die Dichtung aufgebracht werden, hervorgerufen werden.

Bei hydraulisch betätigten Dichtungen ist der Einstellkolben ständig derartigen Druckänderungen ausgesetzt. Die ringförmigen Kolbendichtungen unterliegen stoßartigen Pumpkräften, welche durch den Einstellzylinder oder andere hydraulische druckab­ hängige Einstellwerkzeuge übertragen werden. Aufgrund derarti­ ger stoßartiger Kräfte können die ringförmigen Kolbendichtungs­ elemente vorzeitig verschleißen oder leck werden. Ein derarti­ ger leck gewordener Kolben kann in einigen Fällen, in welchen der Kolben über den Abdichtungselementen angeordnet ist, den Dichtungseingriff zwischen der Dichtung und der umgebenden Aus­ nehmung der Bohrlochverkleidung unterbrechen. Wenn der Dich­ tungseingriff beeinträchtigt oder gestört ist, kann es schwie­ rig oder unmöglich sein, die dichtende Verbindung zwischen dem Förderrohr und dem Bohrloch wiederherzustellen.

Bei einigen Dichtungsanordnungen sind die ringförmigen Dich­ tungselemente auf einem separaten Dorn gelagert, welcher über einem Haupt-Dichtungsdorn in einer Anordnung eingebaut ist, welche die Übertragung mechanischer Kräfte minimiert, welche ein Außereingriffsetzen des Verankerungseingriffs bewirken oder den Dichtungseingriff zwischen den Dichtungselementen und der Bohrlochausnehmung unterbrechen. Bei bekannten hydraulisch betätigten Kolben mit einem separaten Dorn ist der Kolben ober­ halb der Dichtungselemente angeordnet, wobei die Hydraulik­ kraft, welche durch den Kolben entwickelt wurde, zuerst aufge­ bracht wird, um die ringförmigen Dichtungselemente zusammenzu­ pressen. Als Ergebnis verbleibt ein verringertes Kraftniveau verfügbar, um die Verankerungs-Verschiebeelemente einzusetzen. Eine weitere Begrenzung der Anordnung, bei welcher die ring­ förmigen Dichtungselemente zwischen dem Einstellkolben und den Verankerungs-Verschiebeelementen zwischengelagert sind, besteht in der Notwendigkeit sorgfältig bearbeiteter Kolbendichtungen zur Vermeidung einer Leckage.

Andere aus dem Stand der Technik bekannte Dichtungen umfassen eine Einstellvorrichtung mit Scherbolzen, welche sowohl Ge­ wichtslagerungsfunktionen als auch eine Steuerung der Arbeits­ schritte des Einsetzens der Dichtung umfassen. Unter bestimmten Betriebsbedingungen kann als Ergebnis des Anfahrens und Stop­ pens des Förderrohrstrangs bei der Rohrbildung beim Einführen des Strangs in das Bohrloch, welches stoßartige Kräfte bewirken kann, welche die Bolzen abscheren können, ein vorzeitiges Ab­ scheren der Bolzen erfolgen. Gelegentlich können die Dichtung und das Einführwerkzeug auf Hindernisse auftreffen, wenn der Förderrohrstrang durch die Ausnehmung des Bohrlochs abgesenkt wird. Sofern die Scherbolzen die Primärverbindung zwischen der Dichtung und dem Einführwerkzeug darstellen, kann ein Reibungs­ eingriff zwischen der Dichtung und der Ausnehmung des Bohrlo­ ches in einem versetzten Bohrloch ein vorzeitiges Abscheren der Bolzen bewirken.

Eine weitere Begrenzung in der Verwendung von Scherbolzen als primäre Verbindung zwischen der Dichtung und dem Einsetzwerk­ zeug liegt darin, daß nach dem Abscheren der Bolzen nach oben und nach unten gerichtete Kräfte nicht auf die Dichtung aufge­ bracht werden können, um festzustellen, ob die Dichtung richtig eingesetzt ist und um die Dichtung einem Drucktest zu unterwer­ fen.

Es ist folglich ein erstes Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Dichtung zu schaffen, welche in einer Bohrlochausnehmung eingesetzt und in dichtendem Eingriff verriegelt werden kann, bei welcher ein ringförmiger Betätigungskolben gegen eine Versetzung verriegelt ist, nachdem die Dichtungselemente und die Verankerungs-Verschiebeelemente eingestellt und gegen die Ausnehmung des Bohrloches abgedichtet wurden.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte hydraulische Dichtung zu schaffen, bei welcher der Betätigungskolben verriegelt ist, um einen vorzeitigen Verschleiß zu vermeiden, welcher durch hydraulische Druckkräfte hervorgerufen wird, nachdem die Dichtung eingesetzt und abge­ dichtet wurde.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine hydrauli­ sche Dichtung zu schaffen, welche in einem einzigen Arbeitsgang in ein Bohrloch eingebracht und eingesetzt werden kann und welche während des Einführens hydraulisch eingestellt werden kann.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine hydraulische Dich­ tung zu schaffen, bei welcher die Kraft, welche durch einen Be­ tätigungskolben aufgebracht wird, in gleicher Weise verwendet werden kann, um die ringförmigen Dichtungen und die Verschiebe- Verankerungselemente einzusetzen.

Ein zugehöriges Ziel der Erfindung besteht darin, eine hydrau­ lische Dichtung zu schaffen, bei welcher der Kolbeneinstellme­ chanismus zwischen den ausdehnbaren Dichtungselementen und den Verankerungs-Verschiebeelementen angeordnet ist.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine hydrauli­ sche Dichtung zu schaffen, bei welcher die Dichtungselemente und die Verankerungs-Verschiebeelemente direkt auf dem Dich­ tungsdorn in einer Anordnung gelagert sind, welche keinen sepa­ raten Dorn erfordert.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine hydrauli­ sche Dichtung zu schaffen, bei welcher die Anzahl und die Mes­ sung der erforderlichen Dichtungen zur Abdichtung des Betäti­ gungskolbens reduziert sind.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine hydraulische Dich­ tung zu schaffen, welche eine abscherbare Verriegelung umfaßt, welche ein vorzeitiges Einstellen der Dichtung verhindert und welche mechanisch bezüglich der Handhabungskräfte, welche durch den Förderrohrstrang und die Bedienungswerkzeuge aufgebracht werden, entkoppelt ist.

Ein zugehöriges Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte hydraulische Bohrlochdichtung zu schaffen, welche eine Scherschraubenverriegelung zur Verhinderung einer Voreinstellung der Dichtung umfaßt, bei welcher die Scher­ schraubenverriegelung bezüglich des Gewichts der Bohrlochdich­ tung und aller Fördereinrichtungen, welche mit der Dichtung verbunden sind, im wesentlichen getrennt ist, und welche nur in Abhängigkeit von der Aufbringung einer hydraulischen Einstell­ kraft abgeschert werden kann, welche durch die Einleitung eines Hydraulikdruckes durch den Förderrohrstrang aufgebracht wird.

Die vorstehenden Ziele werden gemäß einem bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erreicht, bei welchem eine hydraulische Dichtung eine hydraulische Betätigungsein­ richtung aufweist, welche zwischen ringförmigen Dichtungsele­ menten und Verankerungs-Verschiebeelementen gelagert ist. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die ringförmigen Dich­ tungselemente, die hydraulische Betätigungsanordnung und die Verankerungs-Veschiebeelemente direkt gelagert, um eine Ver­ schiebebewegung entlang des Dichtungsdorns zu ermöglichen. Mit­ tels eines ringförmigen Einstellzylinders werden gleichmäßige Einstellkräfte auf die ringförmigen Dichtungselemente und die Verankerungs-Verschiebeelemente aufgebracht, wobei der Zylinder zum verschiebbaren Dichtungseingriff gegen den Dichtungsdorn gelagert ist, sowie durch einen ringförmigen Kolben, welcher gegen den Dichtungsdorn abgedichtet ist, sowie gegen die Aus­ nehmung des Betätigungskolbens.

Eine Hydraulikkraft, welche gegen den Kolben aufgebracht wird, wird auf die Verankerungs-Verschiebeelemente durch einen rohr­ förmigen Keil übertragen, welcher anfänglich über eine Abscher­ schraube mit dem Kolben verriegelt ist. Zusätzlich wird der Be­ tätigungszylinder mechanisch durch den sperrenden Eingriff ei­ nes Übertragungsansatzes, welcher an dem rohrförmigen Keil ge­ lagert ist, mechanisch an einer Ausdehnung gehindert. Gemäß dieser Anordnung ist die Scherschraube bezüglich mechanischer Stoßkräfte, welche durch den Dichtungsdorn übertragen werden, entkoppelt, und der Betätigungszylinder und der ringförmige Keil sind gegen eine Relativbewegung verriegelt, um eine früh­ zeitige Einstellung der Dichtung vor der Aufbringung des Hy­ draulikdruckes zu verhindern.

Bei Aufbringung des Hydraulikdruckes auf die Druckkammer in dem Betätigungszylinder werden die Druckkräfte verstärkt, bis die Scherfestigkeit der Scherschraube überschritten ist. Nach dem Abscheren der Scherschraube wird der Betätigungszylinder frei­ gegeben und verlängert sich gegen die ringförmige Dichtung, während der Kolben die Oberseite des Keiles in Eingriff mit den Verankerungs-Verschiebeelementen drückt.

Gemäß einem wichtigen Merkmal der Erfindung wird, wenn der Be­ tätigungszylinder sich in Eingriff mit der ringförmigen Dich­ tung ausdehnt und der Ringkolben in Richtung auf den rohrförmi­ gen oberen Keil bewegt wird, der Übertragungsansatz durch den Betätigungszylinder in einen ringförmigen Schlitz bewegt, wel­ cher um den Ansatz des Kolbens ausgebildet ist. Wenn der Über­ tragungsansatz in den ringförmigen Schlitz eintritt, werden der Kolben und der Verschiebeeinstellkeil mechanisch miteinander zu einer gemeinsamen Bewegung verriegelt und können nachfolgend nicht mehr relativ zueinnder axial versetzt werden. Gemäß die­ ser Anordnung kann der Betätigungszylinder weiterhin unabhängig von dem Kolben in Abhängigkeit von der Aufbringung eines hy­ draulischen Druckes in der Druckkammer bewegt werden. Da der Kopf des Betätigungszylinders die gleiche Oberflächenfläche aufweist, wie der Kopf des Kolbens, werden gleiche, jedoch ent­ gegengerichtete Einstellkräfte jeweils gegen die ringförmige Dichtung auf die Verankerungs-Verschiebeelemente aufgebracht.

Ein Zurückziehen des Betätigungszylinders relativ zu dem Kolben wird bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel durch den Verrie­ gelungseingriff des Übertragungsansatzes zwischen dem Kolben und dem rohrförmigen Keil verhindert, sowie durch ein Rutsch-Sperr­ element, welches zwischen dem rohrförmigen Keil und einem Ver­ schiebegehäusezylinder zwischengeschaltet ist, welcher an dem Betätigungszylinder angebracht ist. Das bedeutet, daß das Rutsch-Sperrelement eine Ausdehnungsbewegung des Betätigungszy­ linders relativ zu dem Kolben und dem rohrförmigen Keil zuläßt, daß jedoch dessen Zähne so ausgerichtet sind, daß sie bei einer Rückbewegung in eindringenden Eingriff in die Ausnehmung des Verschiebegehäuses kommen. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß der Kolben gegenüber den Verankerungs-Verschiebeele­ menten und dem Verschiebegehäuse verriegelt ist, so daß die Dichtungen, welche an dem Zylinderkopf gelagert sind, welche sich in Eingriff mit dem Dorn befinden und der Betätigungszy­ linder nicht gegenüber dem Dorn und der Betätigungszylinderboh­ rung gezogen werden können und frühzeitig in Abhängigkeit von den Hydraulikdruckschwankungen verschleißen können, wenn welche auftreten, nachdem die Dichtungselemente und die Verankerungs- Verschiebeelemente eingesetzt und gegen die Ausnehmung der Bohrlochverkleidung eingesetzt wurden.

Die weiteren Merkmale der Erfindung ergeben sich u. a. aus den Ansprüchen. Im folgenden wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt

Fig. 1A, 1B und 1C zusammengenommen einen Viertel-Längs­ schnitt einer erfindungsgemäßen Bohrloch­ dichtung in einem in eine rohrförmige Bohrlochverkleidung einführbaren Zustand, wobei Fig. 1A den oberen Bereich der Dichtung, Fig. 1B den mittleren Bereich der Dichtung und Fig. 1C den unteren Be­ reich der Dichtung darstellen,

Fig. 2A und 2B zusammengenommen einen Längsschnitt eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäs­ sen Dichtung, in welchem verschiedene Bauteile der Dichtung in den jeweiligen Stellungen gezeigt sind, nachdem die Dichtungseinrichtungen der Dichtung und die Verankerungs-Verschiebeelemente zur Abdichtung und zum verankernden Eingriff gegen die Bohrung der Bohrlochverkleidung ausgefahren wurden, und

Fig. 3A, 3B und 3C zusammengenommen einen Längsschnitt der hydraulischen Dichtung gemäß einem Aus­ führungsbeispiel der Erfindung, wobei die verschiedenen Teile der Dichtung an den jeweiligen Positionen gezeigt sind, nach­ dem die Dichtungselemente und die Veran­ kerungs-Verschiebeelemente zurückgezogen wurden, um eine Wiederentnahme der Dich­ tung aus der Bohrung einer Bohrlochver­ kleidung vorzubereiten.

In der nachfolgenden Beschreibung sind gleiche Teile sowohl im Text als auch in den Zeichnungen mit gleichen Bezugsziffern versehen. Die Zeichnungen wurden zum besseren Verständnis von Details und Merkmalen der Erfindung in übertriebenem Maßstab gezeigt und geben somit nicht die Abmessungen und die Propor­ tionen in exakter Weise wieder. Weiterhin wurde die Bezeichnung S für innere und äußere O-Ringdichtungen verwendet, die Be­ zeichnung T bezieht sich auf eine mit einem Außengewinde verse­ hene Baueinheit.

Eine erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung von einer hydrau­ lischen Bohrlochdichtung 10 ist in den Fig. 1A, 1B und 1C im allgemeinen in einem kombinierten Zustand gezeigt. Die Dichtung 10 umfaßt einen zentrischen, rohrförmigen Dorn 12, welche eine im wesentlichen zylindrische Bohrung 12 A aufweist.

Mit dem oberen Bereich des Dichtungsdorns 12 ist ein Kopfteil 14 verbunden, welches eine mit einem Innengewinde versehene Kupplungsdose 14 A aufweist, in welcher ein mit einem Außenge­ winde versehener Endbereich 12 A des Dorns zur Ausbildung einer verschraubten Einheit aufgenommen ist. Das Kopfteil 14 weist eine Rast-Kupplungsdose 14 B auf, eine geschliffene Bohrung 14 C sowie einen Rastansatz 16 zum Kupplungseingriff mit einem Ein­ setzwerkzeug, wie etwa einer Förderdichtungseinheit und einem Lagerrohrstrang (nicht dargestellt) zur Absenkung des Ein­ setzwerkzeuges und der Dichtung in eine Bohrungsausnehmung und zur Zuleitung eines hydraulischen Betätigungsfluids in die Dichtungsbohrung 12 A, auf.

Das untere Ende des Dichtungsdorns 12 B ist mit einer rohrförmi­ gen Bodenbaugruppe 16 über eine lösbare Kupplungseinheit 18, einen Anschlagring 20, eine Verschiebehülse 22 und eine Scher­ hülse 24 verbunden, welche miteinander verbunden sind, um eine Freigabe und eine Wiederentnahme der Dichtung aus dem Bohrloch zu ermöglichen, so wie dies nachfolgend im Detail beschrieben werden wird. Der Förderrohrstrang, welcher beispielsweise ein Bohrloch-Förderstrang sein kann, kann durch einen Gewindeein­ griff mit der Bodenbaugruppe verbunden sein und unterhalb der Dichtung in der Bohrlochverkleidung fortgesetzt werden, bei­ spielsweise mittels weiterer Rohrelemente, welche sich nach un­ ten durch die Bohrlochverkleidung erstrecken, um ein Sandfil­ ter, einen polierten Pumpenanschluß, ein Endsieb und eine Sumpfdichtung zu lagern. Der zentrische Kanal der Dichtungsaus­ nehmung 12 A sowie die geschliffene Ausnehmung 14 C und die Aus­ nehmung 16 A der Bodenbaugruppe sind konzentrisch zueinander an­ geordnet und bilden eine Fortsetzung der rohrförmigen Ausneh­ mung des Förderrohrstrangs.

Die Dichtung 10 umfaßt eine ringförmige Dichtanordnung 26 sowie eine Verschiebe-Verankerungsanordnung 28, welche beide radial, wie nachfolgend beschrieben werden wird, ausfahrbar sind, um mit der Ausnehmung einer diese umgebenden Bohrlochverkleidungen in Eingriff gebracht zu werden. Weiterhin umfaßt die Dichtung eine hydraulische Betätigungsanordnung 30, welche konzentrisch um und auf dem Dichtungsdorn 12 zwischen der ringförmigen Dich­ tungsanordnung 26 und der Verschiebe-Verankerungsanordnung 28 gelagert ist.

Die Dichtungsanordnung 26 ist direkt auf der äußeren Fläche des Dichtungsdorns 12 gelagert und befindet sich zwischen der un­ teren Verbindungsendschulter 14 D des Kopfteils und der oberen ringförmigen Fläche 30 A der hydraulischen Betätigungsanordnung. Die Dichtungsanordnung 26 umfaßt ein oberes Dichtungsendelement 26 A, ein zentrisches Dichtungselement 26 B und ein unteres End­ dichtungselement 26 C. Das obere Enddichtungselement 26 A ist ge­ gen eine axiale nach oben gerichtete Bewegung relativ zu dem Dorn 12 durch einen Eingriff gegen die untere ringförmige Flä­ che 14 D des Kopfteils fixiert. Die Ausgestaltung, Anzahl und das Verfahren der Anordnung der Dichtungselemente, welche in der Dichtungsanordnung 26 aufgenommen sind, können wie aus dem Stand der Technik bekannt, variiert werden, während gleichzei­ tig eine Dichtungsanordnung geschaffen ist, welche in radialer Richtung ausgedehnt werden kann, beispielsweise um selektiv mit einer Bohrlochausnehmung in Eingriff gebracht zu werden, welche die Dichtung 10 umgibt.

Die Verschiebe-Verankerungsanordnung 28 umfaßt mehrere Ver­ schiebeanker 32, welche zur radialen Bewegung durch Fenster 34, die in einem rohrförmigen Verschiebetränger 36 ausgebildet sind, gelagert sind. Während die Anzahl der Verschiebeanker 32 variiert werden kann, ist der rohrförmige Verschiebeträger 36 mit einer geeigneten übereinstimmenden Anzahl an Fenstern 34 versehen, wobei vier Verschiebeanker 32 eine bevorzugte Zahl darstellen. Jeder der Verschiebeanker 32 umfaßt obere und un­ tere Greifflächen 32 A, 32 B, welche so angeordnet sind, daß sie sich radial durch die Fenster 34 erstrecken können, wobei die Wandung des Verschiebeträgers 36 zwischen den paarweisen Fen­ stern eine Schraubenfeder 38 begrenzt, welche sich in einer Ausnehmung 32 E des Verschiebe-Verankerungselements befindet. Die Schraubenfeder 38 spannt die Verankerungs-Verschiebeelemen­ te 32 radial nach innen relativ zu der Wandung des Verschiebe­ trägers 36, wodurch die Greifflächen 32 A, 32 B unter Abwesenheit von Kräften, welche die Verschiebeanker nach außen versetzen, zurückgezogen verbleiben. Jede der Greifflächen 32 A, 32 B umfaßt horizontal ausgerichtete Greifkanten, welche einen Greifkontakt in jeder Richtung der Longitudinalbewegung der Dichtung 10 er­ möglichen. Die Greifflächen 32 A, 32 B, welche die horizontalen Greifkanten umfassen, sind radial gebogen, um zu der zylindri­ schen inneren Fläche der Ausnehmung der Bohrlochverkleidung zu passen, gegen welche die Verschiebeankerbauteile 32 A, 32 B in Eingriff gebracht werden können.

Die hydraulische Betätigungsanordnung 30 ist mit der Verschie­ be-Verankerungsanordnung 28 über eine rohrförmige obere Keilan­ ordnung 40 verbunden, welche sich zwischen der äußeren Ober­ fläche 12 E des Dorns und der inneren Ausnehmung 36 A des Ver­ schiebeträgers erstreckt. Die Keilanordnung 40 umfaßt einen Spreizkonus 42, welcher sich nach unten in der Verschiebeträ­ gerausnehmung 36 A erstreckt und unter einem nach innen gerich­ teten Flansch 36 B des Verschiebeträgers eingebaut ist. Der Spreizkonus 42 und der Verschiebeträgeflansch 36 B weisen zuein­ ander passende Schultern auf, welche die Begrenzung der axialen Bewegung des Spreizkonus 42 nach oben relativ zu dem Verschie­ beträger 36 bilden. Der Spreizkonus 42 umfaßt eine nach unten weisende, frustokonische Keilfläche 42 A auf, welche im wesent­ lichen komplementär zu der nach oben weisenden, abgeschrägten oberen Mitnehmerfläche 32 C des Verschiebeankers 32 ist.

Ein unterer Spreizkonus 44 ist zwischen der äußeren Dichtungs­ dornfläche 12 E und der unteren Ausnehmung 36 A des Verschiebe­ trägers angeordnet und umfaßt eine nach oben gerichtete frusto­ konische Keilfläche 44 A, welche im wesentlichen komplementär zu der nach unten weisenden Mitnehmerfläche 32 D des Verschiebebau­ teils 32 ist. Der untere Konus 44 ist mit einem rohrförmigen Bodenkeil 46 verbunden, welcher in einer ringförmigen Tasche 48 aufgenommen ist, die zwischen dem ringförmigen Anschlagring 20 und der äußeren Dichtungsfläche 12 E ausgebildet ist. Eine Longitudinalbewegung des rohrförmigen Bodenkeils 46 wird durch den Anschlagring 20 begrenzt, welcher gegen Druckkräfte wirkt, die durch den Verschiebeanker 32, wenn dieser mit dem oberen Spreizkonus 42 in Eingriff ist, übertragen werden. In der in den Fig. 1A, 1B und 1C dargestellten Einschubstellung ist der rohrförmige Bodenkeil 46 vollständig in der ringförmigen Tasche 48 zurückgezogen und folglich ist, da die obere Keilanordnung 40 in Eingriff mit dem Verschiebeanker 32 gebracht ist, der Verschiebeanker 32 radial nach außen versetzt, wenn die Spreiz­ konen in Eingriff sind und jeweils entlang der abgeschrägten Mitnehmerflächen 32 C, 32 D gleiten. Der untere Konus 44 wird durch den Anschlagring 20 gegen eine weitere Bewegung nach un­ ten relativ zu dem Verschiebeträger blockiert.

Im nachfolgenden wird im speziellen auf Fig. 1B Bezug genommen. Die hydraulische Betätigungsanordnung 30 umfaßt einen ringför­ migen, kraftübertragenden Betätigungskolben 50, welcher mit ei­ nem rohrförmigen Verbindungsbereich 52 mittels einer ver­ schraubten Einheit T verbunden ist. Die innere Kolbenausnehmung 50 A ist über eine innere O-Ringdichtung S gegen die äußere Zylinderfläche 12 E des Dorns abgedichtet. Der Kolben 50 ist zur verschiebbaren Bewegung entlang der Oberfläche 12 E des Dich­ tungsdorns gelagert und ebenfalls in verschiebbarem, dichtendem Eingriff gegen die innere Zylinderausnehmung 54 eines kraft­ übertragenden Betätigungszylinders 56. Der Betätigungszylinder 56 weist einen ringförmigen Kopfbereich 56 H auf, welcher in dichtendem Eingriff gegen die äußere Dornfläche 12 E bewegbar ist, wobei die Zwischenfläche durch eine innere O-Ringdichtung S abgedichtet ist. Der Ringspalt 58 zwischen der Betätigungs­ zylinderausnehmung 54 und der äußeren Dornfläche 12 E bildet eine Druckkammer 58 variablen Volumens zur Leitung von Hydrau­ likdruck gegen den Kolbenkopf 50 H und den Betätigungszylinder­ kopf 56 H. Eine Longitudinalbewegung des Kolbens 50 ist in der Rückbewegung durch einen Schnappring 60 begrenzt, welcher in einem äußeren ringförmigen Schlitz 12 D, welcher in dem Dorn 12 ausgebildet ist, aufgenommen ist. Ein Rückziehen des Betäti­ gungszylinders 56 ist in gleicher Weise durch Eingriff des Setz-Zylinderkopfes 56 H gegen den Schnappring 60 begrenzt. Die Hydraulikflüssigkeit, welche in dem Förderrohrstrang nach unten und in die Dichtungsausnehmung gepumpt wird, gelangt durch ei­ nen oder mehrere radiale Betätigungskanäle 52 in die Druckkam­ mer 58.

Gemäß einem wichtigen Merkmal des bevorzugten Ausführungsbei­ spiels sind der Kolben 50 und der Kolbenverbindungsbereich 52 mechanisch mit der oberen Keilanordnung 40 über einen oder meh­ rere Scherbolzen 64 gekoppelt. Bevorzugterweise werden insgesamt sechs Scherbolzen 64, welche in einem symetrischen Muster ange­ ordnet sind, verwendet, um einen vorbestimmten Wert an einer Verbindungsfestigkeit zwischen dem Betätigungskolben und dem oberen Keil zu schaffen. Die obere Keilanordnung 40 umfaßt eine ringförmige Verlängerung 40 A, welche mit einem Verschiebungs­ aufnehmer 66 in Verbindung steht. Der Verschiebungsaufnehmer 66 weist einen rohrförmigen Verbindungsberich 68 auf, welcher ra­ dial zu dem Dorn 12 versetzt ist. Der rohrförmige Verschie­ bungsaufnehmer-Verbindungsbereich 68 umfaßt eine zylindrische Ausnehmung 68 A, in welcher der rohrförmige Kolbenverbindungs­ bereich 52 in teleskopartigem Eingriff aufgenommen ist. Bei dieser Anordnung bewegt sich der Verbindungsbereich 68 des Ver­ schiebungsaufnehmers in einem überlappenden, Fläche zu Fläche- Eingriff gegen die äußere Fläche 52 A des Kolbenverbindungsbe­ reichs 52. Der Verbindungsbereich 68 des Verschiebungsaufneh­ mers ist mittels Scherschrauben 64 an dem Kolbenverbindungsbe­ reich 52 verriegelt.

Der Betätigungszylinder 56 ist anfänglich mittels des blockie­ renden Eingriffs eines Übertragungsansatzes 70, welcher in einer radialen Ausnehmung 69, welche in der rohrförmigen Sei­ tenwandung des Verbindungsbereichs 68 des Verschiebungsaufneh­ mers ausgebildet ist, an einer Verlängerung gehindert. Ein rohrförmiges Verschiebegehäuse 72 ist mittels einer Gewinde­ einheit 10 mit dem Betätigungszylinder 56 verbunden und umgibt den Verschiebungsaufnehmer und die Verlängerung 40 A des Boden­ keils. Das obere Ende des Verschiebegehäuses 72 weist eine ra­ diale Ausnehmung 74 auf, in welcher der Kopf des Ansatzes 70 aufgenommen ist. Bei dieser Anordnung wird der Betätigungszy­ linder 56 von einer Verlängerung gegen die ringförmigen Dich­ tungselemente 26 durch einen Eingriff des Verschiebegehäuses gegen den Ansatz 70 blockiert. Der Betätigungskolben 50 ist zu­ sammen mit der Kolbenverlängerung wahlweise gegen eine Verlän­ gerung weg von dem Schnappring 60 durch eine Verbindung der Scherschrauben 64 auf der Verlängerung des Verschiebungsauf­ nehmers blockiert, welche durch einen Eingriff des Ansatzes 70 gegen das Verschiebegehäuse 72 blockiert ist. Das Verschiebe­ gehäuse 72 und der Betätigungszylinder 56 werden an einer Ver­ längerung in Richtung auf die Verankerungs-Verschiebeelemente 28 durch einen Eingriff des Kopfes 56 H des Betätigungszylinders gegen den Schnappring 60 gehindert. Somit sind der Betätigungs­ kolben und der Betätigungszylinder mechanisch gegen eine Ver­ längerungsbewegung verriegelt, welche dazu führen würde, früh­ zeitig die Dichtungselemente und die Verankerungs-Verschiebe­ elemente in eine Eingriffsstellung zu setzen, und zwar durch eine Blockierungs- und Verriegelungswirkung des Schnapprings, der Scherschrauben und des Übertragungsansatzes.

Der Verschiebungsaufnehmer 66 weist eine abgeschrägte konische Oberfläche 66 A auf, welche eine Tasche bildet, in welcher ein ringförmiges Sicherungselement 76 aufgenommen ist. Das Siche­ rungselement 76 ist innerhalb des Verschiebegehäuses 72 ange­ ordnet und an dieses über grobe, nach oben weisende Sägezahn­ gewinde 76 A gekoppelt, welche sich mit der Ausnehmung des Ver­ schiebegehäuses in Eingriff befinden und in diese eingreifen und auf diese Weise eine nach unten gerichtete Zurückziehung des Verschiebegehäuses relativ zu dem Verschiebeaufnehmer 66 verhindern, während sie eine nach oben gerichtete Ausdehnung des Verschiebegehäuses gegen die ringförmige Dichtungsanordnung 26 ermöglichen. Die Ausgestaltung und Funktion des Sicherungs­ elements 76 in bezug auf die abgeschrägte Fläche 66 A des Ver­ schiebungsaufnehmers ist ähnlich in der Konstruktion und der Funktion, wie der obere Keil und der Eingriff des Verankerungs- Verschiebeelements. Die nach oben weisenden Sägezahngewinde 76 A erlauben eine Aufwärtsbewegung des Verschiebegehäuses 72 nach oben, eine nach unten gerichtete Bewegung des Verschiebege­ häuses wird jedoch durch die Keilwirkung und den Eingriff ver­ hindert, wenn das Sicherungselement 76 entlang der abgeschräg­ ten Fläche 66 A des Verschiebungsaufnehmers gedrückt wird. Das Sicherungselement 76 wird für eine Keilbewegung entlang der abgeschrägten Fläche 66 A durch eine Wellenfeder 78 vorgespannt.

Die Verriegelungswirkung des Verschieberings 76 gegen eine nach unten gerichtete Bewegung des Verschiebegehäuses 72 relativ zu dem Verschiebungsaufnehmer 66 verhindert eine nach unten ge­ richtete Bewegung, da eine derartige Bewegung bewirken würde, daß die Sägezähne den Sicherungsring umso fester in Eingriff gegen das Verschiebegehäuse 72 verkeilen. Folglich ist das Verschiebegehäuse 72, nachdem der Einstellzylinder 56 einmal aufwärts bewegt und vollständig in Druckverbindung gegen die ringförmigen Dichtelemente 26 ausgedehnt wurde, sicher gegen ein Zurückziehen gesperrt, nachdem der hydraulische Antriebs­ druck nachgelassen wurde. Eine Ausrichtung des Verschiebegehäu­ ses 72 während der Ausdehnung und des Zurückziehens erfolgt durch einen eine Drehung verhindernden Bolzen 80, welcher in einem Längsschlitz 40 B aufgenommen ist, welcher in der Verlän­ gerung 40 A des Kopfteiles ausgearbeitet ist.

Im folgenden wird auf die Fig. 2A und 2B Bezug genommen. Die Dichtungsbauteile sind in diesen Figuren in einem vollständig ausgefahrenen, eingesetzten Zustand gezeigt. In diesem einge­ setzten Zustand ist die Dichtungselementanordnung 26 radial ausgedehnt, während die Verschiebeanker 32 zum Eingriff gegen die Ausnehmung der Bohrlochverkleidung radial ausgefahren sind. Beim Einsetzen der Ausdehnung wird die Scherfestigkeit der Scherschrauben 64 überwunden, was zu dem Ergebnis führt, daß jede Scherschraube sich in zwei Teile 64 A, 64 B teilt, und auf diese Weise eine Bewegung des Kolbenverbindungsbereichs 52 nach oben relativ zu dem Verbindungsbereich 68 des Verschiebungsauf­ nehmers ermöglicht. Bei einer Bewegung des Kolbenverbindungsbe­ reiches 52 nach unten, wird der Übertragungsansatz 70 in eine ringförmige Tasche 52 b gestoßen, welche in die äußere Oberflä­ che des rohrförmigen Kolben-Verbindungsbereichs 52 eingearbei­ tet ist. Der Übertragungsansatz 70 wird in die ringförmige Tasche 52 b durch eine schräge Ausnehmungsoberfläche 74 bewegt, welche an dem oberen Ende des Verschiebegehäuses 72 ausgebildet ist.

Gleichzeitig wird die verlängerte Stellung des Verschiebege­ gehäuses 72 durch das ringförmige Sicherungselement 76 beibe­ halten. Der eine Rotation verhindernde Bolzen 80 gleitet ent­ lang des Schlitzes 40 B, wenn das Verschiebegehäuse 72 nach oben ausgedehnt wird. Der Kolben-Verbindungsbereich 52 befindet sich in Eingriff mit dem Verschiebungsaufnehmer 66 und wird mit die­ sem mechanisch gekoppelt, wenn der Übertragungsansatz 70 in den ringförmigen Schlitz 52 b gebracht wird. Nachdem der Übertra­ gungsansatz 70 in den ringförmigen Schlitz 52 b eingerastet ist, sind der Kolben und die Kopfkeilanordnung dauerhaft für eine gleichgerichtete Bewegung miteinander verbunden. Bei einer Aus­ dehnung der Verschiebeanker 32 werden die rohrförmige Keilan­ ordnung 40, der Verschiebungsaufnehmer 66 und der Kolben-Ver­ bindungsbereich 52 fest an der jeweiligen Stelle gesichert, was zu dem Ergebnis führt, daß der Kolbenkopf 50 H gegen longitudi­ nale Bewegungen blockiert ist, welche ansonsten durch hydrauli­ sche Pumpdrücke, welche auf die Druckkammer 58 aufgebracht wer­ den, hervorgerufen werden könnten. Die Dichtungselementanord­ nung 26 ist ebenfalls gegen Schüttelkräfte durch die Blockier­ wirkung des Sicherungselements 76 stabilisiert.

Durch die Bodenkeilanordnung 76 und den Anschlagring 20 wird den Druckkräften entgegengewirkt, welche durch die Kopfkeilan­ ordnung 40 und die Verschiebeankeranordnung 28 übertragen wer­ den. Der Anschlagring 20 ist mittels Bolzen 80, welche eine Be­ wegung verhindern, mit dem Dichtungsdorn 12 verriegelt.

In den Fig. 3A, 3B und 3C sind die relativen Stellungen der Dichtungskomponenten bei einem Nachlassen und einem radialen Zurückziehen der Dichtungselementeanordnung 26 und der Ver­ schiebe-Verankerungsanordnung 28 dargestellt, welche durchge­ führt wird, um eine Wiederentnahme der Dichtung 10 aus dem Bohrloch zu ermöglichen. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Dichtung aus dem eingesetzten Zustand durch einen geradlini­ gen Zug des Förderrohrstrangs 18 nach oben mit dem Dorn 12 re­ lativ zu der äußeren Dichtungsanordnung 26 und der Ankerver­ schiebungsanordnung 28 freigegeben. Eine derartige Relativ- Längsbewegung des Dorns 12 wird durch den Haltering 28 verhin­ dert, welcher mittels der Verriegelungsbolzen 80 an dem unteren Ende 12 B des Dichtungsdorns befestigt ist, sowie durch eine Ge­ windeverbindung der Scherhülse 24. Die Scherhülse 24 ist an ihrem unteren Ende über eine Gewindeanordnung T mit der Boden­ gruppe 16 verbunden. Zusätzlich ist die Scherhülse 24 mittels eines Satzes von Scherschrauben 82 an den Verschiebehülsen 22 verankert, bis die Niederhalte-Kupplungsanordnung 18 absicht­ lich freigegeben wird. Die Scherschrauben 82 sind ausreichend fest, um eine unerwartete Relativdrehbewegung zwischen dem Dichtungsdorn und der äußeren Dichtungsanordnung 28 zu verhin­ dern, welche anderenfalls eine Gewindeverbindung lösen könnte.

Nachdem die Dichtung 10 vollständig eingesetzt wurde, wird die Einrichtung, welche zum Verschließen des Förderrohrstranges verwendet wird, so daß die Kolbenkammer mit Druck beaufschlagt wird, entfernt. Beispielsweise kann eine nicht dargestellte Kugel durch die Ausnehmung des Förderrohrstrangs und in die Service-Dichteinheit fallengelassen werden, um die Strömung durch die Einstellöffnung 62 zu leiten. Beispielsweise kann eine derartige Kugeleinstellvorrichtung durch den Förderrohr­ strang nach oben gespült werden, wenn die Dichtung in einer Förderbohrung eingesetzt wurde. Andererseits können Einrich­ tungen vorgesehen sein, um eine derartige Kugel oder eine an­ dere Verschlußeinrichtung entweder oben oder unten in der Boh­ rung anzuordnen.

Nachdem der mechanische Verschluß entfernt wurde, kann die Dichtung 10 aus der eingesetzten Stellung durch einen gerade nach oben gerichteten Zug an dem Förderrohr freigegeben werden, welcher durch ein Freigabewerkzeug, das Kopfteil 14 und den Dichtungsdorn wirkt. Das Rückhaltesystem, welches den Dorn 12 mit der Freigabekupplungsanordnung 18 verbindet, muß zuerst entriegelt werden. Dies wird in der Anfangsphase des starken Zuges erreicht, bei welchem die Scherschrauben 82 abgetrennt und voneinander getrennt werden, wodurch Scherteile 82 A, 82 A erzeugt werden und wodurch ermöglicht wird, daß die Verschiebe­ hülse 22 in Längsrichtung relativ zu der Scherhülse 24 zurück­ gezogen wird. Das untere Ende der Verschiebehülse 22 ist gegen eine externe ringförmige Schulter 16 B der Bodenbaugruppe abge­ dichtet.

In einem ringförmigen Schlitz 12 F, welcher in der äußeren Fläche des unteren Endes 12 B des Dichtungsdorns ausgearbeitet ist, ist ein Schnappring oder Sprengring 84 angeordnet. Der Sprengring 84 ist mit einem Hülsenverlängerungsbereich 20 A des Niederhalte-Rings 20 verbunden und verhindert eine Ausdehnung des Niederhalte-Rings bis eine bestimmte Krafthöhe durch den Dichtungsdorn 20 aufgebracht ist, um eine Trennung der Scher­ schrauben 82 zu bewirken. Bei einer Trennung der Scherschrauben 82 wird die Verstellhülse 22 freigegeben, um sich in Längsrich­ tung relativ zu dem Packerdorn 12 zurückzuziehen. Ein ringför­ miger Anschlag 22 A blockiert eine radiale Versetzung des Schnapprings 84, bis dieser nach oben längs der Anschlagring­ verlängerung 20 A versetzt ist. Ein ringförmiger Schlitz 22 B ist im inneren der Verschiebehülse 22 ausgebildet, um den Spreng­ ring 84 aufzunehmen.

Wenn die Verschiebehülse 22 nach oben zurückgezogen ist, werden die Verriegelungsbolzen 80 überwunden und getrennt, weiterhin werden die Scherschrauben 82 überwunden und getrennt, und der Niederhaltevorsprung 20 A versetzt den Sprengring 84 aus dem Dornschlitz 12 F und in den Verschiebehülsenschlitz 22 B, so wie dies in Fig. 3C dargestellt ist. Da die untere Keilanordnung 46 über eine Gewindeeinheit mit dem Niederhaltering 20 verbunden ist, werden der Spreizkonus 44 und der Verschiebeanker 32 rela­ tiv zueinander zurückgezogen, wobei die Lagerung, welche durch die Mitnehmerfläche 44 A gebildet wird, entfernt wird. In glei­ cher Weise wird die obere Keilanordnung 40 entlang mit dem Dorn durch den Eingriff des Sprengrings 60 gegen den Betätigungszy­ linderkopf 56 H und durch den Eingriff des Sperrbolzens 80 gegen den Verschiebungsaufnehmer 66 zurückgezogen.

Wenn die unteren und oberen Spreizkonen 42, 44 zurückgezogen werden, werden die Verschiebeanker 42 radial nach innen durch die Druckfedern 38 bewegt. Wenn der Dorn 12 relativ zu der äus­ seren hydraulischen Betätigungsanordnung 30 zurückgezogen wird, trennt der Betätigungszylinderkopf 56 A sich von der Dichtungs­ elementanordnung 26 und gestattet auf diese Weise eine Zurück­ ziehung der Dichtungselemente in radialer Richtung außer Ein­ griff von der Gehäuseausnehmung. Das heißt, wenn der Dichtungs­ dorn nach oben zurückgezogen wird, wird der Sprengring 60 zu­ sammen mit diesem versetzt, bis dieser in Eingriff mit dem Setz-Zylinderkopf 56 H kommt. Gleichzeitig gelangen die Füh­ rungsansätze 80 in Eingriff mit der Schulter des Verschiebungs­ aufnehmers 66 und ermöglichen somit ein vollständiges Zurück­ ziehen des Spreizkonus 42.

Es ist offensichtlich, daß bei diesem bevorzugten Ausführungs­ beispiel die ringförmigen Dichtelemente 26, die hydraulische Betätigungsanordnung 30 und die Ankerverschiebungsanordnung 28 direkt an dem Dichtungsdorn 12 gelagert sind. Es werden dabei gleiche Betätigungskräfte auf die ringförmigen Dichtelemente aufgebracht und der Anker verschiebt sich durch den ringförmi­ gen Betätigungszylinder und den Betätigungskolben, welche für einen verschiebbaren Dichtungseingriff gegen den Dichtungsdorn an einer Stelle zwischen den Dichtungselementen und den Anker­ verschiebungselementen gelagert sind. Die Scherschraube 64, welche den Betätigungskolben und den Betätigungszylinder zu­ sammen in Mitwirkung mit dem Übertragungsansatz 70 verriegeln, werden bezüglich der mechanischen Stoßkräfte, welche durch den Dichtungsdorn übertragen werden, abgekoppelt.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind der Betätigungszy­ linder und der rohrförmige Keil gegen eine Relativbewegung ver­ riegelt, um ein Einsetzen der Dichtung vor der Aufbringung des hydraulischen Druckes zu verhindern. Da der Kopf des Setz-Zy­ linders den gleichen Oberflächenbereich aufweist, wie der Kopf des Kolbens, werden jeweils gleiche, jedoch entgegengesetzt wirkende Betätigungskräfte gegen die ringförmigen Dichtungsele­ mente und die Verschiebe-Verankerungselemente aufgebracht. Wei­ terhin werden der Kolben und der Verschiebungs-Betätigungskeil bei einer Einbringung des Übertragungsansatzes in den ringför­ migen Kolbenschlitz mechanisch miteinander zur gleichmäßigen Bewegung verbunden und können daraufhin axial zueinander nicht versetzt werden. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß der Kolben und das Verankerungs-Verschiebeelement miteinan­ der mit dem Verschiebegehäuse verriegelt sind, so daß die Dich­ tungen S, welche an dem Zylinderkopf gelagert sind, nicht gegen den Dorn und die Ausnehmung des Betätigungszylinders gepreßt und vorzeitig in Abhängigkeit von Schwankungen des Hydraulik­ drucks einem Verschleiß unterworfen werden.

Die Scherschrauben 64 und die Übertragungsansätze 70 sind in dem Betätigungszylinder 56 eingeschlossen und durch diesen ab­ geschirmt, wodurch ein unerwünschter Kontakt mit Hindernissen der Bohrlochausnehmung verhindert wird. In gleicher Weise sind der Kolben und dessen Dichtungen unterhalb der Hauptdichtungs­ elemente 26 angeordnet, wodurch die Wirkung undichter Kolben­ dichtungen minimiert wird. Durch Anordnung des Kolbens unter­ halb der Hauptdichtungen, werden die Gesamtanzahl und die Ab­ messung der Dichtungsflächen, welche für eine wirksame Flüssig­ keitsabdichtung erforderlich sind, reduziert.

Die vorliegende Erfindung stellt somit eine hydraulisch ein­ setzbare Rohrdichtung dar, welche stufenweise eingesetzt und freigegeben werden kann, wobei die Dichtung in wirkungsvoller Weise separat jeweils in jeder der Stufen des Einstellens und Freigebens verriegelt und freigegeben werden kann.

Claims (12)

1. Hydraulisch betätigbare Bohrlochdichtung, gekennzeichnet durch:
Einen rohrförmigen Dorn (12) mit einem sich in Längs­ richtung erstreckenden Strömungskanal (12 A),
eine Dichtanordnung (26), welche an dem Dorn (12) ge­ lagert ist,
eine Verschiebeankeranordnung (32), welche an dem Dorn (12) gelagert ist,
eine hydraulische Betätigungsanordnung (30), welche an dem Dorn (12) gelagert ist, wobei die Betätigungsanordnung (30) erste (56) und zweite (50) bewegbare, kraftübertragen­ de Einrichtungen umfaßt, welche mit der Dichtungsanordnung (26) und der Verschiebeankeranordnung (32) jeweils in Ein­ griff bringbar sind,
wobei eine der Kraftübertragungseinrichtungen erste (52) und zweite (68) Verbindungsbereiche in überlappendem Ein­ griff zueinander aufweist,
eine abscherbare Verriegelung (64), welche lösbar die überlappenden Verbindungsbereiche miteinander sichert, und
einen Übertragungsansatz (70), welche von einem der Verbindungsbereiche getragen wird und gegen die andere Kraftübertragungseinrichtung (56) in sperrender Beziehung in Eingriff bringbar ist, um eine Längsversetzung der er­ sten und zweiten Kraftübertragungseinrichtungen 56, 60 re­ lativ zueinander vor einer Freigabe der abscherbaren Ver­ riegelung (64) zu verhindern, wobei der Übertragungsansatz (70) aus der blockierenden Stellung (Fig. 1B) in eine nicht blockierende Stellung (Fig. 2A) relativ zu der anderen Kraftübertragungseinrichtung in Abhängigkeit zu einer Frei­ gabe der abscherbaren Verriegelung und einer Längsverset­ zung der ersten und der zweiten Verbindungsbereiche (52, 68) relativ zueinander bewegbar ist.

2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Verbindungsbereich (52) eine Tasche (52 B) zur Auf­ nahme des Übertragungsansatzes (70) aufweist, wenn dieser sich in die nicht sperrende Stellung bewegt, wobei der Übertragungsansatz (70) den ersten und den zweiten Verbin­ dungsbereich (52, 68) in der nicht sperrenden Stellung mit­ einander verbindet.

3. Dichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Kraftübertragungseinrichtungen (52, 68) einen ringförmigen Kolben (50) umfassen, welcher zu einem verschiebbaren, dichtenden Eingriff längs des Dorns (12) gelagert ist, sowie einen Betätigungszylinder (56), welcher für einen verschiebbaren, dichtenden Eingriff entlang des Dorns gelagert ist, wobei der Betätigungszy­ linder (56) eine Ausnehmung (54) aufweist, welche eine Druckkammer bildet, in welcher der kreisförmige Kolben (50) in einem verschiebbaren, dichtenden Eingriff aufgenommen ist.

4. Dichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die hydraulische Betätigungsanordnung (30) an dem Dorn (12) zwischen der Dichtungsanordnung (26) und der Verschiebeankeranordnung (32) gelagert ist.

5. Dichtung nach einem der Ansprüche 1-4, gekennzeichnet durch einen Sprengring (60), welcher an dem Dorn (12) ge­ lagert ist und radial zwischen der ersten (50) und der zweiten (56) Kraftübertragungseinrichtung vorsteht, wobei der Sprengring (60) mit den ersten und zweiten bewegbaren Kraftübertragungseinrichtungen jeweils an dem Grenzbereich von deren Ausdehnungs- und Rückzugsbewegung (Fig. 1A) in Eingriff bringbar ist.

6. Dichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine der Kraftübertragungseinrichtungen einen rohrförmigen Keil (40) umfaßt, welcher an dem Dorn (12) ge­ lagert ist und mit der Verschiebungs-Betätigungsanordnung (30) in Eingriff bringbar ist, und daß die andere der Kraftübertragungseinrichtungen einen Betätigungskopf (56 H) aufweist, welcher mit der Dichtungsanordnung (26) in Ein­ griff bringbar ist.

7. Dichtung nach einem der Ansprüche 1-6, gekennzeichnet durch ein Sicherungs-Verschiebungselement (76), welches zwischen der ersten (56) und zweiten (50) Kraftübertra­ gungseinrichtung angeordnet ist, wobei das Sicherungs-Ver­ schiebungselement (76) Sperrzähne (76 A) aufweist, welche sich in Eingriff mit einem der Kraftübertragungseinrich­ tungen befindet, um eine ausdehnende Bewegung der ersten und zweiten Kraftübertragungseinrichtung relativ zueinander zu ermöglichen, während eine Umkehr dieser Ausdehnungsbewe­ gung verhindert wird.

8. Dichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die ersten und zweiten Kraftübertragungsein­ richtungen jeweils einen ringförmigen Kolben (50) umfassen, welcher für einen verschiebbaren, dichtenden Eingriff längs des Dichtungsdorns (12) gelagert ist, sowie einen Betäti­ gungszylinder (56), welcher für eine verschiebbare, dich­ tende Bewegung längs des Dichtungsdorns gelagert ist, wobei der Betätigungszylinder eine Ausnehmung (54) aufweist, wel­ che eine Druckkammer bildet, in welcher der ringförmige Kolben in verschiebbarem, dichtendem Eingriff aufgenommen ist, wobei der Dichtungsdorn (12) einen Strömungskanal (62) aufweist, welcher den Strömungskanal des Dichtungsdorns in Strömungsverbindung mit der Druckkammer verbindet.

9. Dichtung nach einem der Ansprüche 1-8, gekennzeichnet durch einen rohrförmigen Keil (40), welcher an dem Dorn (12) gelagert ist und mit der Verschiebebetätigungsanord­ nung (32) in Eingriff bringbar ist, wobei der rohrförmige Keil mit einer der Kraftübertragungseinrichtungen mittels der ersten (52) und zweiten (68) Verbindungsbereiche und mittels der abscherbaren Verriegelung (64) verbunden ist.

10. Dichtung nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste und zweite Kraftübertragungsein­ richtung (56, 50) einen ringförmigen Kolben (56 H) umfaßt, welcher zum verschiebbaren, dichtenden Eingriff längs des Dorns (12) gelagert ist, sowie einen Betätigungszylinder (56 H), welcher zum verschiebbaren, dichtenden Eingriff längs des Dorns (12) gelagert ist, wobei der Betätigungs­ zylinder (56 H) eine Bohrung (54) aufweist, welche eine Druckkammer bildet, in welcher der ringförmige Kolben (50) in verschiebbarem, dichtendem Eingriff aufgenommen ist, wobei die ersten und zweiten Verbindungsbereiche (52, 68), die abscherbare Verriegelung (64) und der Übertragungsan­ satz (70) in der Ausnehmung (54) des Betätigungszylinders zwischen dem Dichtungsdorn (12) und dem Betätigungszylinder (56) angeordnet sind.

11. Hydraulisch betätigbare Dichtung, welche gegen die Ausneh­ mung einer Bohrlochverkleidung in Eingriff bringbar ist, gekennzeichnet durch:
einen Dorn (12),
eine Dichtungseinrichtung (26), welche zumindest ein ela­ stisches ringförmiges Dichtelement (26 A, 26 B, 26 C) umfaßt, welches im wesentlichen radial zwischen einer nicht in Eingriff befindlichen zurückgezogenen Stellung (Fig. A) und einer ausgedehnten Anordnung (Fig. 2) bewegbar ist, wobei die Dichtungseinrichtung (26) gegen die Ausnehmung einer Bohrlochverkleidung in Eingriff bringbar ist,
eine Verankerungseinrichtung (32), welche mehrere Verschiebeanker (32 A, 32 B) umfaßt, wobei die Verschiebean­ ker im wesentlichen in radialer Richtung zwischen einer zurückgezogenen, nicht in Eingriff befindlichen Stellung und einer ausgefahrenen Stellung, in welcher die Verschie­ beanker (32 A, 32 B) mit der Ausnehmung der Bohrlochverklei­ dung in Eingriff bringbar sind, bewegbar sind,
eine hydraulische Betätigungseinrichtung (30), welche an dem Dorn (12) gelagert ist und einen Betätigungszylinder (56) umfaßt, welcher zum verschiebbaren, dichtenden Ein­ griff gegen den Dorn bewegbar gelagert ist und gegen die Dichtungseinrichtung (26) in Eingriff bringbar ist, sowie einen ringförmigen Kolben (50), welcher bewegbar zum dich­ tenden Eingriff gegen den Dorn (12) und gegen die Ausneh­ mung (54) des Betätigungszylindes (56) gelagert ist, um auf diese Weise eine Druckkammer variablen Volumens zur Aufnahme von Hydraulikflüssigkeit zu bilden,
eine Verbindungseinrichtung (52, 68), welche mit dem ring­ förmigen Kolben (50), dem Betätigungszylinder (56) und der Verschiebeankereinrichtung (32) verbunden ist,
eine erste Verriegelungseinrichtung (64) zum lösbaren Sichern der Verbindungseinrichtung an dem ringförmigen Kolben (50), und eine zweite Verriegelungseinrichtung (70), welche von der Verbindungseinrichtung getragen ist und sich in Eingriff mit dem Betätigungszylinder (56) befindet, um eine Längsversetzung des Betätigungszylinders relativ zu dem ringförmigen Kolben (50) vor der Freigabe der ersten Verriegelungseinrichtung (64) zu verhindern, wobei die zweite Verriegelungseinrichtung (70) in eine nicht bloc­ kierende Position relativ zu dem Betätigungszylinder (56) nur bei Freigabe der ersten Betätigungseinrichtung (64) bewegbar ist, wobei die zweite Betätigungseinrichtung (70) die Verbindungseinrichtung (52, 68) und den ringförmigen Kolben (50) in der nicht blockierenden Stellung (Fig. 2A) miteinander verbindet.

12. Hydraulisch betätigbare Bohrlochdichtung, gekennzeichnet durch eine Dichtungsanordnung (26) und eine Verschiebe­ ankeranordnung (32), welche bewegbar an einem Dornkörper (12) zur Abdichtung eines Ringspalts zwischen der Dichtung und der Bohrung einer Bohrlochverkleidung gelagert ist, wobei die Dichtung eine hydraulische Betätigungsanordnung (30) umfaßt, welche bewegbar an dem Dornkörper (12) gela­ gert ist und mit der Dichtungsanordnung (26) und der Ver­ schiebeankeranordnung (32) verbunden ist, um die Verschie­ beankeranordnung und die Dichtungsanordnung in dichtenden Eingriff gegen die Ausnehmung der Bohrlochverkleidung aus­ zufahren, wobei die ersten und zweiten rohrförmigen Ver­ bindungseinrichtungen (52, 68) zwischen der hydraulischen Betätigungsanordnung (30) und einer der Dichtungsanordnun­ gen (26) und der Verschiebeankeranordnung (32) angeordnet sind, wobei die ersten und zweiten rohrförmigen Verbin­ dungseinrichtungen in teleskopartigem Eingriff zueinander angeordnet sind, und wobei eine erste abscherbare Verrie­ gelung (64) vorgesehen ist, welche lösbar die ersten und zweiten Verbindungseinrichtungen miteinander verbindet, und wobei ein Übertragungsansatz (70) vorgesehen ist, welcher von einer der Verbindungseinrichtungen getragen wird und mit der anderen Verbindungseinrichtung nur bei Freigabe der abscherbaren Verriegelung (64) in gegenseitige Verriegelung bringbar ist.