DE4040155A1 - Drehspuelbohrverfahren fuer tiefbohrungen - Google Patents
Drehspuelbohrverfahren fuer tiefbohrungenInfo
- Publication number
- DE4040155A1 DE4040155A1 DE19904040155 DE4040155A DE4040155A1 DE 4040155 A1 DE4040155 A1 DE 4040155A1 DE 19904040155 DE19904040155 DE 19904040155 DE 4040155 A DE4040155 A DE 4040155A DE 4040155 A1 DE4040155 A1 DE 4040155A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- drill string
- drill
- heavy element
- string
- rotary drilling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 65
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 claims description 40
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 15
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 4
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 7
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- 239000011093 chipboard Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/04—Directional drilling
- E21B7/06—Deflecting the direction of boreholes
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/02—Couplings; joints
- E21B17/04—Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like
- E21B17/07—Telescoping joints for varying drill string lengths; Shock absorbers
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/16—Drill collars
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/04—Directional drilling
- E21B7/10—Correction of deflected boreholes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Niederbringen einer Tief
bohrung nach dem Drehspülbohrverfahren, wobei ein an einem Ha
ken hängender Bohrstrang aus einer Mehrzahl von gekuppelten
hohlen Bohrstangen in das Bohrloch eingesenkt wird, wobei die
tiefste Bohrstange an ihrem freien Ende ein Drehbohrwerkzeug trägt,
welches über den Bohrstrang oder unmittelbar angetrieben wird,
wobei der Bohrstrang im unteren Teil mit zumindest einem Schwer
element ausgerüstet wird, durch das die Schneidbelastung des Dreh
bohrwerkzeuges erzeugt wird, sowie der Bohrstrang nach Maßgabe
des Bohrfortschritts unter Ankupplung weiterer Bohrstangen an das
obere Ende des Bohrstranges nachgeführt wird, wobei eine Spül
flüssigkeit durch die hohlen Bohrstangen zum Drehbohrwerkzeug
geführt wird, wo sie in das Bohrloch austritt, wobei die Spülflüs
sigkeit im Bohrloch zusammen mit dem Bohrklein nach Übertage
geführt wird, und wobei die Spülflüssigkeit im Bohrstrang mit der
Spülflüssigkeit im Bohrloch nur im Bereich des Drehbohrwerkzeuges
kommuniziert. Die Erfindung betrifft fernerhin eine Anordnung für
die Durchführung eines solchen Verfahrens. - Tiefbohrung bezeich
net im Rahmen der Erfindung Bohrungen, wie sie inbesondere im
Ölfeld oder im Zusammenhang mit Explorationen üblich sind. Ihre
Tiefe kann 5000 m und sogar 10 000 m und mehr betragen. Die Spül
flüssigkeit setzt sich zusammen zumeist aus Wasser und Chemikalien.
Sie baut in dem Bohrloch einen beachtlichen hydrostatischen Druck
auf, der von oben nach unten mit 10 m Bohrlochtiefe um etwa 1
bis 2 bar zunimmt. Das Drehbohrwerkzeug wird mit einem Drehbohr
antrieb drehend angetrieben. Der Drehbohrantrieb kann Übertage
angeordnet sein und das Drehbohrwerkzeug über den Bohrstrang
antreiben, er kann aber auch in der Nähe der Bohrlochsohle im
Bohrstrang angeordnet sein, wobei der darüber liegende Teil des
Bohrstrangs meist nicht mitgedreht wird. Die Bohrstangen, aus de
nen sich der Bohrstrang zusammensetzt, können bzgl. der Maße
ihrer räumlichen Ausdehnung variieren.
Im Rahmen der bekannten Maßnahmen, von denen die Erfindung
ausgeht (Enzyklopädie Naturwissenschaft und Technik, Verlag Mo
derne Industrie, München, 1980, Seiten 1233 u. 1234), ist der Bohr
strang in bezug auf die hydrostatischen Einflüsse, die die Spül
flüssigkeit auf ihn ausübt, eine Einheit. Der hydrostatische Druck
der Spülflüssigkeit beaufschlagt das Drehbohrwerkzeug im Rahmen
eines hydrostatischen Spannungszustandes mit einer in bezug auf
den Bohrstrang axialen Komponente, der am oberen Ende des Bohr
stranges lediglich der atmosphärische Luftdruck entgegenwirkt. Die
über die Länge des Bohrstranges verteilten radialen Komponenten
des nach oben abnehmenden hydrostatischen Druckes der Spülflüs
sigkeit heben sich auf. Auf diese Weise wirkt der hydrostatische
Druck der Spülflüssigkeit, vom Drehbohrwerkzeug aus, mit einer
Druckkomponente auf den Bohrstrang. Das bewirkt einen Auftrieb
des Bohrstranges, dem das in axialer Richtung wirkende Gewicht
des Bohrstranges entgegenwirkt. Auftrieb und Gewicht superponieren
sich und bewirken die aus dem Spannungszustand resultierenden
elastischen Verformungen. Zwischen einem unteren Teilstück des
Bohrstranges mit nach oben abnehmenden Druckspannungen und
einem oberen Teilstück des Bohrstranges mit nach unten abnehmen
den Zugspannungen liegt der sogenannte neutrale Querschnitt. Es
versteht sich, daß die Verhältnisse und die Lage des neutralen
Querschnitts sich verändern, wenn der Bohrstrang nach Maßgabe
der an dem Haken, an dem der Bohrstrang hängt, eingestellten Ver
hältnisse auf der Sohle des Bohrloches mit mehr oder weniger großer
Stützkraft aufsteht. Es versteht sich weiterhin, daß der neutrale
Querschnitt bei konstanter Stützkraft nach Maßgabe des Bohrfort
schritts und damit nach Maßgabe des ansteigenden hydrostatischen
Drucks bezogen auf die Bohrlochsohle im Bohrstrang nach oben
wandert.
Wird ein Bohrstrang oder Bohrstrangabschnitt unter Druckspan
nung gesetzt, so ist sein gerader Verlauf ein metastabiler Zu
stand. Sobald seitliche Kräfte angreifen, kann der Bohrstrang
ausknicken bzw. ausbiegen. Da der Durchmesser eines Bohrlochs
in der Regel größer als der Außendurchmesser der Bohrstangen
ist, ist beim Bohren der Teil eines Bohrstranges, der sich von
der Bohrlochsohle bis zum neutralen Querschnitt erstreckt, aus
knicksgefährdet. Durch ein Ausknicken kann die Bohrrichtung
des Drehbohrwerkzeuges von der Senkrechten abweichen. Es ent
stehen störende Bohrlochabweichungen. Zudem besteht aufgrund
von Ausknickungen eine erhöhte Bruchgefahr für die Bohrstangen
im Druckspannungsbereich.
Im Rahmen der bekannten Maßnahmen wird mit Schwerelementen
gearbeitet, die ihrerseits als Bohrstangen großer Wanddicke und
damit großen Gewichtes ausgeführt werden. Sie werden auch als
Schwerstangen bezeichnet. Diese Schwerstangen sind so ausgebil
det und in solcher Anzahl angeordnet, daß der Bohrstrang im
Bereich zwischen Drehbohrwerkzeug und neutralem Querschnitt
unter den Einfluß der beschriebenen hydrostatischen und ggf.
durch die stützkraftbedingten Druckspannungen eine geringere
Neigung zum Ausknicken aufweist. Bei Tiefbohrung kann der
Teil des Bohrstranges, der aus Schwerstangen besteht, mehrere
einhundert Meter lang sein.
Bei den bekannten Maßnahmen zum Niederbringen einer Tief
bohrung werden Bohrlochabweichungen nicht unterbunden, son
dern lediglich reduziert. Die Bohrlochabweichungen steigen
weiterhin mit der Bohrlochtiefe an. Der Einsatz einer wachsenden
Anzahl von Schwerstangen im Zuge des Bohrfortschritts auf
grund des wachsenden hydrostatischen Drucks führt zu einem
Anstieg der Hakenlast mit der Bohrlochtiefe. Der Aufwand für
die Herstellung und Montage einer größeren Anzahl von speziel
len Schwerstangen ist hoch.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Drehspülbohr
verfahren für Tiefbohrungen so durchzuführen, daß ohne auf
wendige Maßnahmen gerade Bohrlöcher gebohrt werden können.
Dabei soll eine gegenüber den bekannten Verfahren geringere
und von der Bohrlochtiefe unabhängige Anzahl von Schwerele
menten angewendet werden. Weiterhin soll die Hakenlast gegen
über dem bekannten Verfahren reduziert werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß der Bohr
strang in hydrostatisch selbständige Bohrstrangabschnitte auf
gelöst wird, die an ihrem unteren Ende sowie an ihrem oberen
Ende vom hydrostatischen Druck der Spülflüssigkeit im Bohrloch
beaufschlagt werden, daß der Bohrstrang in seinem unteren
Teil mit zumindest einem Schwerelement versehen wird, das bei
dem Drehbohrwerkzeug aufgestützt wird, und daß der Bohrstrang
bis zur unmittelbaren Umgebung des Drehbohrwerkzeuges unter
Zugspannung gehalten wird.
Aus der Definition des hydrostatisch selbständigen Bohr
strangabschnittes in der Lehre der Erfindung folgt, daß die
hydrostatisch bedingte axiale Beanspruchung lediglich aus
der Differenz des hydrostatischen Druckes am unteren bzw.
oberen Ende des hydrostatisch selbständigen Bohrstrangab
schnittes resultiert. Damit ist diese Beanspruchung pro
portional zur Länge des Bohrstrangabschnittes. Diese wird so
gewählt, daß für den Bohrstrangabschnitt eine hydrosta
tisch bedingte Ausknickgefahr, auch unter einem eventuellen
Stützkrafteinfluß, nicht besteht. Ein hydrostatisch selbständiger
Bohrstrangabschnitt, der in die Spülflüssigkeit gehängt wird
und an seinem unteren Ende und an seinem oberen Ende vom
hydrostatischen Druck der Spülflüssigkeit im Bohrloch beauf
schlagt wird, besitzt eine Druckspannungszone, einen neutralen
Querschnitt ohne Druck- oder Zugspannung, und eine Zugspan
nungszone. Die Lage dieses neutralen Querschnitts ist dabei
weitgehend unabhängig davon, wie tief der Bohrstrangabschnitt
eingetaucht wird, da für die Länge der Druckspannungszone
nur die Druckdifferenz des hydrostatischen Drucks am oberen und
am unteren Ende maßgebend ist. Wird an einem solchen einge
tauchten Bohrstrangabschnitt ein zweiter Bohrstrangabschnitt
aufgehängt, so befindet sich der erste Abschnitt vollständig in
Zugspannung, da der zweite Abschnitt eine Zugkraft ausübt,
die die aus der hydrostatischen Druckdifferenz resultierende
Druckkraft am ersten Abschnitt übersteigt (gleiche Dimension der
Abschnitte vorausgesetzt). Analoges gilt, wenn weitere Abschnitte
angehängt werden. Ein Bohrstrang dieser Art verhält sich phy
sikalisch wie eine Kette, die in eine Flüssigkeit gehängt ist.
Lediglich im untersten Abschnitt existiert in seinem unteren Be
reich eine Zone mit Druckspannung.
Ist ein Bohrstrang aus hydrostatisch selbständigen Abschnitten
am unteren Ende mit einem Drehbohrwerkzeug ausgerüstet und
so weit abgesenkt, daß sich das Drehbohrwerkzeug auf der
Bohrlochsohle befindet, so wird erfindungsgemäß von einem
Schwerelement mit unveränderlichem Gewicht, das bei dem Dreh
bohrwerkzeug aufgestützt ist, zum Bohren eine Drucklast auf
das Drehbohrwerkzeug ausgeübt, die unabhängig vom hydro
statischen Druck an der Bohrlochsohle ist. Die Drucklast auf dem
Drehbohrwerkzeug wird bestimmt durch das Gewicht des Schwer
elementes abzüglich der hydrostatischen Druckdifferenz am un
tersten Bohrstrangabschnitt. Bei bekannten Verfahren ist demge
genüber die hydrostatische Druckdifferenz des gesamten Bohr
stranges einzusetzen. Um eine definierte Drucklast auf das Dreh
bohrwerkzeug zu erzeugen, wird beim erfindungsgemäßen Verfah
ren nur ein Schwerelement, dessen Gewicht geringer als das Ge
samtgewicht der Schwerstangen bei dem bekannten Verfahren ist,
benötigt. Weiterhin ist die Hakenlast reduziert.
Bei erfindungsgemäßen Verfahren ist durch die Aufstützung des
Schwerelementes in unmittelbarer Umgebung des Drehbohrwerk
zeuges der gesamte oberhalb der Aufstützung liegende Bohrstrang
unter Zugspannung und der Bohrstrang kann nicht ausknicken.
Demzufolge werden Bohrlochabweichungen weitgehend verhindert,
der Bohrfortschritt erfolgt entlang einer geraden Linie in senk
rechter Richtung.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Anordnung zur Durch
führung des Verfahrens. Den Anordnungsmerkmalen kommt selb
ständiger Schutz zu. Eine erfindungsgemäße Anordnung geht aus
von der bekannten Anordnung mit einem Bohrturm mit Haken,
Hebewerk, Bohrstangenmanipuliervorrichtung und einer Spülungs
anlage, mit einem Bohrstrang aus einer Mehrzahl von drehfest
gekuppelten hohlen Bohrstangen, wobei der untere Teil des Bohr
stranges mit Schwerelementen ausgerüstet ist, mit einem Dreh
bohrwerkzeug am unteren Ende des Bohrstranges und mit einem
Drehbohrantrieb. Zur Durchführung des Verfahrens lehrt die Er
findung, daß die Vorrichtung ein oder mehrere drehfest in den
Bohrstrang eingefügte hydrostatische Abkopplungselemente auf
weist und daß bei dem Drehbohrwerkzeug ein Schwerelement auf
gestützt ist.
Ein erfindungsgemäßes hydrostatisches Abkopplungselement be
steht aus zwei gegeneinander gleitend abgedichteten hohlen Teilen
die in bezüglich des Bohrstranges axialer Richtung verschiebbar
sind, deren axiale Verschiebbarkeit in beiden axialen Richtungen
begrenzt ist, die drehfest miteinander gekuppelt sind, und die
an ihren freien Enden drehfest mit Bohrstangen kuppelbar sind.
Die Zweiteilung des Elementes und die axiale Verschiebbarkeit
bewirken die hydrostatische Abkopplung der beiden Teile, da
zwischen den beiden Teilen die Spülflüssigkeit eindringen kann
und beide Teile an den jeweiligen Enden mit dem hydrostatischen
Druck beaufschlagt werden. Die Begrenzung der axialen Verschieb
barkeit bewirkt, daß Zugkräfte übertragen werden können, um
z. B. den Bohrstrang aus dem Bohrloch herauszuziehen. Die bei
den Teile sind drehfest miteinander gekuppelt, um eine Drehbe
wegung vom Drehtisch übertage auf das Drehbohrwerkzeug an der
Bohrlochsohle zu übertragen. Die Abdichtung der beiden Teile
gegeneinander gewährleistet, daß die Spülflüssigkeit im Bohr
strang mit der Spülflüssigkeit im Bohrloch nur im Bereich des
Drehbohrwerkzeuges kommuniziert.
Eine bevorzugte Ausführungsform eines hydrostatischen Abkopp
lungselementes ist dadurch gekennzeichnet, daß es aus zwei
koaxialen Rohrstücken besteht, die ineinander auf Gleitflächen
gleitend achsparallel auf einer Länge von bis zu maximal 5 mm
verschiebbar sind, daß zwischen den Rohrstücken wenigstens
eine Dichtung angeordnet ist, und daß die beiden Gleitflächen
axial verschiebbare und drehkräfteübertragende ineinander ein
greifende Zahnkränze aufweisen, daß ein Rohrstück an seinem
freien Ende einen Gewindezapfen aufweist und das andere Rohr
stück an seinem freien Ende eine Gewindemuffe aufweist. - Der
Gewindezapfen und die Gewindemuffe gewährleisten, daß diese
bevorzugte Ausführungsform eines hydrostatischen Abkopplungs
elementes ohne weitere Maßnahmen zwischen zwei Bohrstangen
drehfest eingefügt werden kann.
Es liegt natürlich im Rahmen der Erfindung, die axiale Ver
schiebbarkeit im Rahmen der konstruktiven Möglichkeiten so klein
wie möglich auszuführen.
Eine weiterhin bevorzugte Ausführungsform eines hydrostatischen
Abkopplungselementes ist dadurch gekennzeichnet, daß sie mit
einem oder mehreren Federelementen zwischen den beiden koaxia
len Rohrstücken ausgerüstet ist, die die beiden Rohrstücke in
axialer Richtung bis zu maximalem axialen Auszug federnd aus
einanderdrücken. - Die Federelemente dämpfen eventuell auftre
tende und in axialer Richung wirkende Stöße.
Eine beispielhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schwer
elements ist dadurch gekennzeichnet, daß das Schwerelement aus
einem koaxial zum Bohrstrang angeordneten Rohr besteht, dessen
lnnendurchmesser zumindest im unteren Bereich des Bohrstranges
größer als der Außendurchmesser des Bohrstranges ist, daß das
Schwerelement mit seinem unteren Ende bei dem Drehbohrwerkzeug
aufgestützt ist, und daß das Schwerelement ansonsten frei vom
Bohrstrang ist. - Durch die Aufstützung des Schwerelementes am
unteren Ende des Bohrstranges wird (in Zusammenwirkung mit
der hydrostatischen Abkopplung) gewährleistet, daß sich der ge
samte Bohrstrang unter Zugspannung befindet. Eine Druckspan
nung besteht nur im Schwerelement.
Eine weitere beispielhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Schwerelements ist dadurch gekennzeichnet, daß das Schwer
element aus einem koaxial zum Bohrstrang angeordneten Rohr be
steht, dessen Außendurchmesser zumindest im unteren Bereich des
Bohrstrangs kleiner als der lnnendurchmesser des Bohrstranges
ist, daß das Schwerelement mit seinem unteren Ende bei dem
Drehbohrwerkzeug aufgestützt ist, und daß das Schwerelement
ansonsten frei vom Bohrstrang ist.
Ein erfindungsgemäßes Schwerelement kann auch aus mehreren
miteinander verbundenen Rohrteilen bestehen.
Eine erfindungsgemäße Anordnung wird anhand der lediglich Aus
führungsbeispiele darstellenden schematischen Figuren näher er
läutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Drehspülbohrvorrichtung mit hydrostatischen Abkopp
lungselementen und Schwerelement,
Fig. 2 eine Detailansicht eines hydrostatischen Abkopplungs
elementes,
Fig. 3 eine Detailansicht eines Schwerelementes mit einem Innen
durchmesser, der zumindest im unteren Bereich des Bohr
strangs größer als der Außendurchmesser des Bohrstrangs
ist, und
Fig. 4 eine Detailansicht eines Schwerelements mit einem Außen
durchmesser, der zumindest im unteren Bereich des Bohr
strangs kleiner als der Innendurchmesser des Bohrstrangs
ist.
In dem Ausführungsbeispiel Fig. 1 besteht die Anordnung zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens aus einem Bohr
turm 1 mit Haken, Hebewerk, Bohrstangenmanipuliervorrichtung,
Drehbohrantrieb und Spülungsanlage, aus einem Bohrstrang 2 aus
einer Mehrzahl von drehfest gekuppelten hohlen Bohrstangen 3,
in den hydrostatische Abkopplungselemente 4 drehfest eingefügt
sind, aus einem Drehbohrwerkzeug 5, und aus einem Schwerele
ment 6. Es versteht sich, daß bei der Anordnung auch eine von
der Fig. 1 abweichende Anzahl von hydrostatischen Abkopplungs
elementen 4 zur Anwendung kommen kann.
Die Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung eine Detailansicht
einer bevorzugten Ausführungsform eines hydrostatischen Abkopp
lungselementes, teils geschnitten und teils in Außenansicht. Das
hydrostatische Abkopplungselement 4 besteht vorzugsweise aus
zwei koaxialen Rohrstücken 401 und 402, die ineinandergeschoben
sind und dabei gegeneinander gleiten. Die Außenfläche des Innen
stücks 403 gleitet auf der Innenfläche des Außenstücks 404.
Zwischen beiden Gleitflächen sind ferner Dichtungselemente 405
eingebaut, so daß die Spülflüssigkeit im Inneren des Bohrstran
ges nicht in das Bohrloch entweichen kann. Es liegt im Rahmen
der Erfindung, die Zahl der Dichtungselemente zu variieren. Der
Gleitweg 406 ist mittels Ringflächen 407 auf eine maximale Länge
von z. B. 5 mm begrenzt. Im Rahmen der Erfindung liegt es,
durch Auflegen von Scheiben auf die Ringflächen 407 oder durch
eine andersartige Verstellbarkeit des axialen Schiebewegs den
Gleitweg 406 zu regulieren. Zur Übertragung von Rotationskräften
haben die Außenflächen des Innenstücks 403 und die Innenflächen
des Außenstücks 404 ineinander eingreifende, durch den Gleitweg
unbeeinträchtigte Verzahnungen 408. Das Innenrohrstück 401 und
das Außenrohrstück 402 sind über Gewinde 409 und 410 mit Bohr
stangen 3 über und unter dem hydrostatischen Abkopplungselement
verschraubbar. Das Innenrohrstück verfügt über eine Gewinde
muffe 409, das Außenrohrstück über einen Gewindezapfen 410 (die
Gewinde sind nicht dargestellt). Es versteht sich, daß es im
Rahmen der Erfindung liegt, Gewindezapfen 410 und Gewindemuffe
409 zu vertauschen. Um eventuell auftretende Stöße in axialer
Richtung zu dämpfen, können ein oder mehrere Federelemente 411
zwischen den Ringflächen 407 angeordnet sein. Der Zusammenbau
des hydrostatischen Abkopplungselementes ist in der dargestellten
Weise möglich, wenn z. B. das Außenrohrstück 402 aus zwei
Halbschalen besteht, die miteinander verschraubt sind. Der Zu
sammenbau eines hydrostatischen Abkopplungselementes gemäß der
Fig. 2 kann aber auch durch andere handwerkliche Maßnahmen
bewerkstelligt werden.
Die Fig. 3 zeigt beispielhaft eine Ausführungsform eines Schwer
elementes 6. Der Innendurchmesser des koaxial zum Bohrstrang
2 angeordneten Schwerelementes 6 ist größer als der Außendurch
messer der hohlen Bohrstangen 3. Das Schwerelement 6 ist mit
seinem unteren Ende 601 bei dem Drehbohrwerkzeug 5 aufgestützt.
Die Aufstützung des unteren Endes 601 des Schwerelementes 6 kann
durch verschiedene bekannte handwerkliche Maßnahmen, wie z. B.
Verschrauben, bewerkstelligt werden.
Die Fig. 4 zeigt beispielhaft eine weitere Ausführungsform eines
Schwerelements 6. Der Außendurchmesser des koaxial zum Bohr
strang 2 angeordneten Schwerelementes 6 ist kleiner als der In
nendurchmesser der hohlen Bohrstangen 3. Das Schwerelement 6
ist mit seinem unteren Ende 601 bei dem Drehbohrwerkzeug 5 auf
gestützt. Die Aufstützung des unteren Endes 601 des Schwer
elements 6 kann auf verschiedene bekannte handwerkliche Maß
nahmen, wie z. B. Verschrauben, bewerkstelligt werden.
In den Beispielen Fig. 3 und 4 besteht das Schwerelement 6 aus
mehreren Rohrteilen 602. Natürlich kann das Schwerelement 6
auch als bauliche Einheit ausgeführt sein.
Ein erfindungsgemäßes Schwerelement 6 kann durch verschiedene
bekannte handwerkliche Maßnahmen weiter ausgebildet werden.
In Fig. 3 sind beispielsweise am äußeren Umfang des Schwer
elementes 6 sogenannte Stabilizier 603 angebracht, die das Schwer
element 6 gegenüber der Bohrlochwand seitlich abstützen. Ebenso
liegt es im Rahmen der Erfindung, das Schwerelement 6 an sei
nem oberen Ende 605 gegenüber dem Bohrstrang 2 abzustützen.
Im Beispiel Fig. 3 ist an dem Bohrstrang 2 im Bereich des
oberen Endes des Schwerelementes 605 eine rohrförmige Hülse 604
angebracht, deren Außendurchmesser dem Innendurchmesser des
Schwerelementes an seinem oberen Ende 605 angepaßt ist. Weiter
hin liegt es im Rahmen der Erfindung, wenn die Abstützung am
oberen Ende 605 so ausgeführt ist, daß sich das Schwerelement
6 im oberen Bereich nicht gegen den Bohrstrang 2 verdrehen läßt.
Das ist z. B. durch eine Sechskantführung bei Erhalt der axialen
Verschiebbarkeit realisierbar.
Unabhängig davon, mit welcher handwerklichen Maßnahme das
Schwerelement 6 eventuell seitlich stabilisiert wird, ist sicher
zustellen, daß außer am unteren Ende des Schwerelementes 601,
eine axiale Verschiebbarkeit zwischen Schwerelement 6 und Bohr
strang 2 herrscht.
Claims (8)
1. Verfahren zum Niederbringen einer Tiefbohrung nach dem
Drehspülbohrverfahren, wobei ein an einem Haken hängender
Bohrstrang aus einer Mehrzahl von gekuppelten hohlen Bohr
stangen in das Bohrloch eingesenkt wird, wobei die tiefste
Bohrstange an ihrem freien Ende ein Drehbohrwerkzeug
trägt, welches über den Bohrstrang oder unmittelbar ange
trieben wird, wobei der Bohrstrang im unteren Teil mit
zumindest einem Schwerelement ausgerüstet wird, durch das
die Schneidbelastung des Drehbohrwerkzeuges erzeugt wird,
sowie der Bohrstrang nach Maßgabe des Bohrfortschritts
unter Ankupplung weiterer Bohrstangen an das obere Ende
des Bohrstranges nachgeführt wird, wobei eine Spülflüssig
keit durch die hohlen Bohrstangen zum Drehbohrwerkzeug
geführt wird, wo sie in das Bohrloch austritt, wobei die
Spülflüssigkeit im Bohrloch zusammen mit dem Bohrklein
nach Übertage geführt wird, und wobei die Spülflüssigkeit
im Bohrstrang mit der Spülflüssigkeit im Bohrloch nur im
Bereich des Drehbohrwerkzeuges kommuniziert, da
durch gekennzeichnet, daß der Bohr
strang in hydrostatisch selbständige Bohrstrangabschnitte
aufgelöst wird, die an ihrem unteren Ende sowie an ihrem
oberen Ende vom hydrostatischen Druck der Spülflüssigkeit
im Bohrloch beaufschlagt werden, daß der Bohrstrang in
seinem unteren Teil mit zumindest einem Schwerelement
versehen wird, das bei dem Drehbohrwerkzeug aufgestützt
wird, und daß der Bohrstrang bis zur unmittelbaren Umge
bung des Drehbohrwerkzeuges unter Zugspannung gehalten
wird.
2. Anordnung für die Durchführung des Verfahrens nach
Anspruch 1 mit einem Bohrturm (1) mit Haken, Hebewerk,
Bohrstangenmanipuliereinrichtung und einer Spülungsanlage,
mit einem Bohrstrang (2) aus einer Mehrzahl von drehfest
gekuppelten hohlen Bohrstangen (3), wobei der untere Teil
des Bohrstranges mit Schwerelementen ausgerüstet ist, mit
einem Drehbohrwerkzeug (5) am unteren Ende des Bohrstran
ges und mit einem Drehbohrantrieb, gekennzeichnet durch
ein oder mehrere drehfest in den Bohrstrang eingefügte
hydrostatische Abkopplungselemente (4) und durch ein bei
dem Drehbohrwerkzeug (5) aufgestütztes Schwerelement (6).
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die hydrostatischen Abkopplungselemente (4) aus zwei ge
geneinander gleitend abgedichteten hohlen Teilen bestehen,
die in bezüglich des Bohrstrangs axialer Richtung ver
schiebbar sind, deren axiale Verschiebbarkeit (406) in
beiden axialen Richtungen begrenzt ist, drehfest mitein
ander gekuppelt sind, und die an ihren freien Enden dreh
fest mit Bohrstangen kuppelbar sind.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die hydrostatischen Abkopplungsele
mente (4) aus zwei koaxialen Rohrstücken (401, 402) be
stehen, die ineinander auf Gleitflächen (403, 404) glei
tend achsparallel auf einer Länge von bis zu maximal 5 mm
verschiebbar sind, daß zwischen den Rohrstücken min
destens eine Dichtung (405) angeordnet ist, daß die beiden
Gleitflächen (403, 404) axial verschiebbare und Dreh
kräfte übertragende ineinander eingreifende Zahnkränze
(408) aufweisen, daß ein Rohrstück an seinem freien Ende
einen Gewindezapfen (410) aufweist, und daß das andere
Rohrstück an seinem freien Ende eine Gewindemuffe (409)
aufweist.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die hydrostatischen Abkopplungsele
mente (4) mit einem oder mehreren Federelementen (411)
zwischen den beiden koaxialen Rohrstücken (401, 402) aus
gerüstet sind, die die beiden Rohrstücke (401, 402) in
axialer Richtung bis zu maximalen axialen Auszug federnd
auseinanderdrücken.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß das Schwerelement (6) aus einem
koaxial zum Bohrstrang angeordneten Rohr besteht, dessen
Innendurchmesser zumindest im unteren Bereich des Bohr
strangs größer als der Außendurchmesser des Bohrstrangs
ist, daß das Schwerelement mit seinem unteren Ende (601)
bei dem Drehbohrwerkzeug (5) aufgestützt ist, und daß das
Schwerelement ansonsten frei vom Bohrstrang (2) ist.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß das Schwerelement (6) aus einem koaxial
zum Bohrstrang angeordneten Rohr besteht, dessen Außen
durchmesser zumindest im unteren Bereich des Bohrstrangs
kleiner als der Innendurchmesser des Bohrstrangs ist, daß
das Schwerelement mit seinem unteren Ende (601) bei dem
Drehbohrwerkzeug (5) aufgestützt ist, und daß das Schwer
element ansonsten frei vom Bohrstrang (2) ist.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß das Schwerelement (6) aus mehreren
miteinander verbundenen Rohrteilen (602) besteht.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904040155 DE4040155C2 (de) | 1990-07-11 | 1990-12-15 | Drehspülbohrverfahren für Tiefbohrungen |
GB9126509A GB2250764B (en) | 1990-12-15 | 1991-12-13 | Process and arrangement for sinking a deep bore-hole |
NO91914921A NO914921L (no) | 1990-12-15 | 1991-12-13 | Fremgangsmaate og anordning for dreiespyleboring av hull |
NL9102084A NL9102084A (nl) | 1990-12-15 | 1991-12-13 | Draaispoelboorwerkwijze voor diepe boringen. |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4022251 | 1990-07-11 | ||
DE4025489 | 1990-08-10 | ||
DE19904040155 DE4040155C2 (de) | 1990-07-11 | 1990-12-15 | Drehspülbohrverfahren für Tiefbohrungen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4040155A1 true DE4040155A1 (de) | 1992-01-16 |
DE4040155C2 DE4040155C2 (de) | 1993-11-25 |
Family
ID=27201454
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19904040155 Expired - Fee Related DE4040155C2 (de) | 1990-07-11 | 1990-12-15 | Drehspülbohrverfahren für Tiefbohrungen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4040155C2 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19716999C1 (de) * | 1997-04-23 | 1998-07-02 | Tanke Oil Field Dev Gmbh | Hydraulischer Kompensator als Verbindungselement zwischen zwei Bohrstrangabschnitten eines Bohrstranges |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2905400A1 (de) * | 1978-02-13 | 1979-08-16 | Inst Francais Du Petrol | Werkzeugstabilisator, insbesondere fuer ein bohrwerkzeug |
GB2083102A (en) * | 1980-09-04 | 1982-03-17 | Pragmatic Consulting Services | Full hole drill collar and method of producing same |
EP0376239A2 (de) * | 1988-12-30 | 1990-07-04 | Wirth Maschinen- und Bohrgeräte-Fabrik GmbH | Bohrgestänge |
-
1990
- 1990-12-15 DE DE19904040155 patent/DE4040155C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2905400A1 (de) * | 1978-02-13 | 1979-08-16 | Inst Francais Du Petrol | Werkzeugstabilisator, insbesondere fuer ein bohrwerkzeug |
GB2083102A (en) * | 1980-09-04 | 1982-03-17 | Pragmatic Consulting Services | Full hole drill collar and method of producing same |
EP0376239A2 (de) * | 1988-12-30 | 1990-07-04 | Wirth Maschinen- und Bohrgeräte-Fabrik GmbH | Bohrgestänge |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Enzyklopädie Naturwissenschaft und Technik, VerlagModerne Industrie, München 1980, S. 1233, 1234 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4040155C2 (de) | 1993-11-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE60305733T2 (de) | Bohren eines bohrlochs | |
EP0768446B1 (de) | Verfahren und Bohrgerät zum Abteufen von Bohrungen in unterirdische Formationen | |
DE102015105908A1 (de) | Bohrgerät zum Erstellen einer verrohrten Bohrung und Verfahren zum Betreiben eines Bohrgerätes | |
DE4035982A1 (de) | Gestaengerohr fuer einen bohrstrang | |
DE3113749C2 (de) | Vorrichtung zur Fernübertragung von Informationen aus einem Bohrloch zur Erdoberfläche während des Betriebs eines Bohrgerätes | |
DE3606082C2 (de) | ||
DE3112313C2 (de) | Ventil und Verfahren zum Überprüfen der Dichtigkeit eines Rohrstrangs | |
DE112012002117T5 (de) | Rohrführungseinrichtung, Rohrschieber, Rollenbock und Verfahren zum Verlegen eines Rohres in einem Untergrund | |
DE112013007430T5 (de) | Schwammdruckausgleichsystem | |
DE102016003749B4 (de) | Bohranlage zum Einbringen von Bohrungen in Gestein und/oder Felsen | |
WO2017016714A1 (de) | Bohrgerät und verfahren zum erstellen einer bohrung von einer schwimmenden plattform | |
DE4040155C2 (de) | Drehspülbohrverfahren für Tiefbohrungen | |
DE4024107C1 (de) | ||
DE102012217822A1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Verlegung einer Rohrleitung in einem Bohrloch | |
DE60117234T2 (de) | Verfahren zum Bohren eines Bohrlochs unter Verwendung einer bizentrischen Bohrkrone | |
CH653406A5 (de) | Einrichtung zur herstellung zielgerichteter bohrungen. | |
DE102004042195A1 (de) | Erdbohrsystem | |
DE102015001720A1 (de) | Bohranlage zum Einbringen von Bohrungen in Gestein und Felsen | |
DE3135519C2 (de) | Turbinenbohrer | |
DE3540870C2 (de) | Gewinde- oder Steckverbinder | |
DE4225009C2 (de) | Verfahren zum Beseitigen einer Bohrlochneigung gegenüber der Vertikalen bei Erdbohrungen | |
DE102020130462B4 (de) | Verwendung eines Imlochhammers und einer Imlochhammervorrichtung | |
DE1925910A1 (de) | Vorrichtung zum Ausfuehren von Arbeiten an einer Unterwasseranlage von einem Wasserfahrzeug aus | |
DE19535906B4 (de) | Verfahren zur Herstellung einer verrohrten Gewinnungsbohrung | |
DE1963758C3 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Lösen eines Rohrstranges aus einer unter dem Meeresboden liegenden Verbindung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: TANKE OIL FIELD DEVELOPMENT GMBH, 48455 BAD BENTHE |
|
8381 | Inventor (new situation) |
Free format text: BRUSSMANN, DIETMAR, 48455 BAD BENTHEIM, DE |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee | ||
8370 | Indication of lapse of patent is to be deleted | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |