DE489490C

DE489490C - Vorrichtung zum Schoepfen, Probenehmen usw. von Fluessigkeiten, Gasen usw. aus tiefen Bohrloechern, Schaechten, Meeren usw.

Info

Publication number: DE489490C
Application number: DEH108086D
Authority: DE
Original assignee: PAUL HAERTL DR
Current assignee: PAUL HAERTL DR
Priority date: 1926-09-21
Filing date: 1926-09-21
Publication date: 1930-01-21

Description

Vorrichtung zum Schöpfen, Probenehmen usw. von Flüssigkeiten, Gasen usw. aus tiefen Bohrlöchern, Schächten, IYIeeren usw. Vorrichtungen zum Schöpfen, Probenehmen usw. von Flüssigkeiten, Gasen usw. aus tiefen Bohrlöchern, Schächten, Meeren usw. in Gestalt eines mit dem Einlaßseil, -gestänge usw. fest verbundenen Schöpfgefäßes mit vom Gefäßinnern aus durch Eigengewicht oder Federdruck schließenden, im Boden des Schöpfgef.ißes angeordneten Teller-, Kegel- oder Klappenventilen sind bereits bekannt.
Ferner wurden schon Schöpfgefäße mit vom Gefäßinnern: aus schließendem und im Kopf des Schöpfgefäßes angeordnetem Ventil vorgeschlagen, bei welchen letzteres mit dem Einlaßseil fest verbunden ist und außerdem im Boden des Schöpfgefäßes sich noch ein oder mehrere vom Gefäßinnern aus schließende Ventile befinden.
Bei diesen Schöpfgefäßen öffnet sich während des Einlassens durch die Einwirkung des Wasseraufschlages oder Wassergegenstromes in wassergefüllten Bohrlöchern o. dgl. nicht nur das oder die im Boden des Gefäßes angeordneten Ventile, sondern auch das mit dem Einlaßseil fest verbundene Kopfventil, da sich dann das Schöpfgefäß selbst nach oben bewegt und den mit ihm verbundenen Ventilsitz vom Ventilteller abhebt.
Das Kopfventil und die Bodenventile schließen sich nach Aufhören der Einlaßbewegung durch das Eigengewicht und Füllungsgewicht des Schöpfgefäßes und der Bodenventile, letztere evtl. unterstützt durch Federdruck. Beim Anziehen und Hochholen des Einlaßseiles wirkt für den Schluß des Kopfventils außerdem der dann entgegengesetzt wirkende Wassergegenstrom unterstützend.
Die Schöpfgefäße mit derartigem Innenschluß der Kopf- und Bodenventile eignen sich für die Entnahme von Proben sowie zum Fördern aus gashaltigem Mineralwasser, Erdölbrunnen usw., da die geschöpften Mengen ohne Verlust zutage gebracht werden können und die Ventile um so fester schließen, je höher etwaiger Innendruck sich entwickelt.
Die Schöpfgefäße nach der vorliegenden Erfindung besitzen ebenfalls vom Gefäßinnern aus schließende Kopf- und Bodenventile zwecks gleichartiger Verwendungsmöglichkeit. Das Einlaßseil, -gestänge usw. ist hier jedoch nicht mit dem Kopfventil, sondern fest mit dem Kopf des Schöpfgefäßes selbst verbunden. Zwecks gleichzeitigen Öffnens oder Schließens der Kopf- und Bodenventile wirken zwangläufige Einrichtungen verschiedener Art auf dieselbe ein. Erwähnt sei hierfür schon jetzt die Anordnung von auf Zeit einstellbaren und entsprechend auslösbaren elektrischen oder Federuhrwerken im Innern des Schöpfgefäßes. Eine zwangläufige Verbindung der Kopf- und Bodenventile miteinander wird auf diese Weise ermöglicht.
Die Zeichnung zeigt in den Abb. z bis 3 verschiedene einfache und vorteilhafte Einrichtungen für gleichzeitiges Öffnen und gleichzeitiges Schließen der Kopf- und Bodenventile vom Gefäßinnern aus durch zwangläufige Verbindung derselben mit einer entgegengesetzt gerichteten Ventilbewegung.
In Abb. i ist eine Schöpfbüchse dargestellt, wie solche zur Förderung von Rohöl oder Naphtha aus Bohrlöchern mittels Schöpfliaspel und Seil besonders in der Anfangszeit der Produktionsperiode, wo wegen zu großen Sandgehaltes der Betrieb mit Tiefpumpwerken unmöglich ist, verwendet werden.
Die Abb. 2 zeigt einen am Seil einzulassenden Probenehmer zur Entnahme von Proben mit hohem Innendruck für wissenschaftliche Untersuchungszwecke aus tiefen Bohrlöchern mit gashaltigem Mineralwasser, Erdöl usw.
Abb. 3 zeigt ebenfalls einen solchen Probenehmer, jedoch eingeschaltet zwischen dem Bohrgestänge M und einer Schwerstange 0, um z. B. während einer Meißelbohrung nach jedesmaligem Fördern des Bohrmeißels eine Probe für die Untersuchung entnehmen zu können. Hierdurch können längere Unterbrechungen der Bohrarbeit, welche die Bohrung evtl. gefährden, vermieden werden.
Bei den dargestellten Ausführungsformen ist das Bodenventil D mit einem Kolben A fest verbunden, damit während des Tauchens der Wassergegenstrom auch bei schon geöffnetem Bodenventil dasselbe stets geöffnet hält und die Vorrichtung beim Sinken die Flüssigkeit widerstandslos durchdringt.
Die entgegengesetzt gerichtete Bewegung des Bodenventils D und des Kopfventils C während des Einlaßweges wird in den Beispielen nach Abb. z und 2 mittels der Umkehrhebel J und der Zug- bzw. Druckstangen K übertragen.
Im ersteren Falle sind die Hebel T in einem für den Durchgang des Rohöles weitmöglichst durchbrochenen Führungskörper L für den mittels Feder F ständig auf das Ventil D gepreßten Stößel H für die Bewegungsübertragung gelagert.
Im zweiten Falle sind die Umkehrhebel T gemäß Abb. 2 in dem für den Durchgang der Bohrlochflüssigkeit ebenfalls durchbrochenen Führungskörper L für die Ventilstangen gelagert. Die mit der oberen Stange des Bodenventils durch Querhaupt verbundenen Druckstangen K drücken beim Öffnen von D auf die beiden äußeren Arme der Umkehrhebel J und ziehen dadurch mittels der beiden Innenarme derselben das Kopfventil C von seinem Ventilsitz in entgegengesetzter Richtung nach unten in das Gefäßinnere ab.
Beim Unterbrechen der Einlaßbewegung wird das Bodenventil D sofort durch sein Eigengewicht und den Druck der Feder F auf seinen Sitz gepreßt und ebenso das Kopfventil C entgegen seinem Eigengewicht durch den Druck der Feder E.
Bei dem Beispiel nach Abb.3 vermitteln an den Ventilstangen befestigte Kölbchen K und I und eine in den zugehörigen Zylinderräumen und Kanälen eingeschlossene Flüssigkeit die zwangläufige Verbindung und die Erzielung der entgegengesetzt gerichteten Bewegung der Ventile D und C.
Will man bei der Rohölförderung mittels des Schöpflöffels nach Abb. i zwecks Verhüten von Unglücksfällen und Erleichtern der Entleerung nach dem Zutagebringen durch Aufsetzen des unten vorstehenden Bodenventils D auf .ein starkes Fußbodenbrett des Fördergerüstes den Druck der im Löffelrohr von Gasen durchsetzten Naphtha gegenüber dem Druck der Umgebung @bzw. der atmosphärischen Luft regeln, so daß der @1 berdruck sich beim Herausziehen gleichmäßig verringert und sich schließlich ganz ausgleicht, so können die im Schöpfbüchsenkopf neben dem Kopfventil C angeordneten und sich nach außen öffnenden Federdruckventile M entsprechend eingestellt werden.
Soll die Rohölschöpfbüchse ihren Inhalt unversehrt und mit einem der Schöpftiefe entsprechenden inneren überdruck zutage bringen, so lassen sich die Ventile M natürlich auch so einstellen, daß sie bei diesem überdruck noch nicht öffnen.
In diesem Falle und bei Anordnung eines Absperr- und Entnahmeventils G an der durchbohrten Spindel des Kopfventils C bzw. an einer besonderen, in C dicht geführten und mit den Zugstangen I( verbundenen Nachstellspindel 0 können zutage vor der Entlee= rung erst Druck- und Untersuchungsproben aus dem Löffelinhalt entnommen werden.
Oberhalb des Kopfventils C sind ferner bei dem Rohölschöpflöffel gemäß Abb. i ein Hohlraum N mit seitlichen Austrittslöchern und eine aufschra_ibbare Schutzkappe P angeordnet, um eine Einwirkung des Wassergegenstromes auf das Öffnen des Kopfventils C während der Förderung auszuschließen, einen Sammelraum für evtl. durch die Ausgleichventile M mitgerissene Naphtha zu schaffen und die Spindel 0 nebst Ventil G vor einer Beschädigung durch äußere Einwirkungen, beim Hantieren usw. zu schützen.
Die Nachstellspindel0 ist vorgesehen, um nach dem Zusammenbau der Schöpfbüchse die richtige Einstellung der Ventile D und C von außen bewirken zu können.
Abb. i zeigt auch die Aufhängung der Schöpfbüchse ain Seil .R mittels eines Schwenkbügels O; andere Aufhängungs- und Einlaßarten sind natürlich auch möglich.
Bei Ausbildung der Vorrichtung gemäß der Erfindung als Entnahmeapparat von Proben aus sehr tiefen gashaltigen Mineralwasser-oder Rohölbrunnen kann derselbe zwecks unversehrten Zutagebr ingens der stark mit Gasen durchsetzten Proben für wissenschaftliche Untersuchungszwecke noch in besonderer Weise für größte Dichtheit selbst bei enormen Innendrucken abgeändert werden.
Die Ausgleichventile M kommen in diesem Falle in Fortfall und ebenso die von außen bedienbaren Nachstellspindeln 0 für die Ventileinstellung, da dieselben schwer gegen hohe Innendrucke abgedichtet werden können.
Die Entnahmeventile G können dann an die durchbohrten Spindeln der Ventile D oder C angeschraubt werden oder, wie in Abb.2 und 3 angedeutet ist, in das Gehäuse eingebaut sein. Die Verschraubungen zum Gefäßinneren sind auch entsprechend abzudichten und die Wandungen usw. des Entnahmegefäßes den Innendrucken entsprechend zu dimensionieren.
Der Probenentnahmeapparat, welcher nach Abb. 3 zwischen dem Bohrgestänge M und einer Schwerstange 0 eingeschaltet ist, ist zwecks Anwendung von Spülbohrung von einem übergeschraubten Rohrmantel N umhüllt und hat im Kopf- und Fußstück entsprechende Kanäle, damit die Spülung in Richtung der punktierten Pfeile oder umgekehrt zwischen dem Bohrgestänge M, dem Bohrwerkzeug O, dem Bohrmeißel und dem Bohrloch ihren Weg finden kann.
Natürlich kann der Entnahmeapparat bei jeder Bohrweise dem entsprechenden Bohrwerkzeug vorgeschaltet werden, sei es bei Schlag- oder Rotationsbohrung, Spül- oder Trockenbohrung, mittels Bohrgestänges oder Bohrseiles.
Der neue Wasser- und Gasprobenentnahmeapparat kann auch wie die anfangs erwähnten bekannten Vorrichtungen zur Entnahme von Gasproben aus Bohrlöchern Verwendung finden, und zwar in der Ausführungsform mit zwangläufiger Verbindung der Kopfventile mit den Bodenventilen.
Die Entnahme von Gasproben aus Bohrlöchern mit tiefem Flüssigkeitsspiegel kann in der Weise vor sich gehen, daß der Apparat mit Wasser vollgefüllt eingelassen wird. Beim Auftreffen des Kolbens A auf die Flüssigkeitsoberfläche oder einer Verlängerung desselben auf die Bohrlochsohle öffnen sich die Ventile C und D, so daß die durch D auslaufende Flüssigkeit die Luft oberhalb der Flüssigkeit im Bohrloch nachsangt.
Die Analyse der so entnommenen Luft- und Gasprobe kann dann z. B. als Hilfsmittel zur Prognose auf Erdöl, Erdgas usw. dienen.
In Abb.2 und 3 ist im besonderen eine zweisitzige Ausbildung der Boden- und Kopfventile angegeben mit unterhalb von D und C angeordneten Leder-, Gummischeiben o. dgl. Dl und C,

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung zum Schöpfen, Probenehmen usw. von Flüssigkeiten, Gasen usw. aus tiefen Bohrlöchern, Schächten, Meeren usw. in Gestalt eines mit dem Einlaßseil, -gestänge usw. fest verbundenen Schöpfgefäßes mit vom Gefäßinnern aus durch Eigengewicht oder Federdruck schließenden Teller-, Kegel- oder Klappenventilen, dadurch gekennzeichnet, daß die im Boden und Kopf des Schöpfgefäßes angeordneten Ventile mit einer zwangläufigen Einrichtung zum gleichzeitigen öffnen und Schließen derselben verbunden sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern des Schöpfgefäßes ein auf Zeit einstellbares und auslösbares elektrisches oder Federuhrwerk angeordnet und zwangläufig mit den Kopf- und Bodenventilen verbunden ist, um das gleichzeitige Öffnen und Schließen derselben zu bewirken.
3. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß (nach Abb. i ) während des Einlassens des Schöpfgefäßes (B) am Einlaßseil (R) o. dgl. durch Einwirkung des Wasseraufschlages oder Wassergegenstromes in wassergefüllten Bohrlöchern o. dgl. das durch sein Eigengewicht und eine Feder (F) auf seinen Sitz gepreßte Bodenventil (D) das durch eine Feder- (E) entgegen seinem Eigengewicht auf seinen Sitz gepreßte Kopfventil (C) mittels :eines Stößels (H), in der Stößelführung (L) gelagerter Umkehrhebel (J) und Zugstangen (I0) öffnet. q..
Vorrichtung nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß (nach Abb. 2 ) während des Einlassens des Schöpfgefäßes (B) am Einlaßseil (12) o. dgl. durch Einwirkung des Wasseraufschlages oder Wassergegenstromes in wassergefüllten Bohrlöchern o. dgl. das durch sein Eigengewicht und eine Feder (F) auf seinen Sitz gepreßte Bodenventil (D) das durch eine Feder (E) entgegen seinem Eigengewicht auf seinen Sitz gepreßte Kopfventil (C) mittels in einer Ventilstangenführung (L) gelagerter Umkehrhebel (J) und mit dem Bodenventil verbundener Druckstangen (I1) öffnet.
Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß (nach Abb. 3 ) während des Einlassens des Schöpfgefäßes (B) am Einlaßgestänge (M) o. dgl. durch Einwirkung des Wasseraufschlages oder Wassergegenstromes in wassergefüllten Bohrlöchern o. dgl. das durch sein Eigengewicht und eine Feder (F) auf seinen Sitz gepreßte Bodenventil (D) das durch eine Feder (E) entgegen seinem Eigengewicht auf seinen Sitz gepreßte Kopfventil. (C) mttels in ,einer Ventilstangenführung (L) gelagerter und an den Ventilstangen befestigter Umkehrkölbchen (K und T) sowie einer in den zugehörigen Zylinderräumen und Kanälen eingeschlossenen Flüssigkeit öffnet.
6. Vorrichtung nach Anspruch i und 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Bodenventilen (D) fest verbundene und in einer unteren Verlängerung der Schöpfgefäße (B) dicht geführte Kolben (A) angeordnet sind zwecks guter Einwirkung des Wassergegenstromes während des ganzen Einlaßweges auch bei bereits geöffneten Bodenventilen.
7. Ausführungsform der Erfindung nach Anspruch i, 3 und 6 als Naphthaschöpfbüchse, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Kopfventil. (C) -eine mit den Zugstangen (K) verbunden-- und vom Gefiä.ußern aus nachstellbare Spindel (0) abgedichtet hindurchgeführt ist zwecks richtiger Ventileinstellung nach dein Zusammenbau der Schöpfbüchse. B. Ausführungsform der Erfindung nach Anspruch i, 3, 6 und 7 als Naphthaschöpfbüchse, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (0) durchbohrt und mit einem Absperr- und Entnahmeventil (G) versehen ist, um bei geschlossenen Boden-und Kopfventilen (D, C und M) den Innendruck der gefüllten Schöpfbüchse durch ein Manometer messen und auch Inhaltsproben entnehmen zu können. g. Ausführungsform der Erfindung nach Anspruch i, 3 und 6 bis 8 als Naphthaschöpfbüchse mit Hohlräumen zum Auffangen von mitgerissener Naphtha, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfstück des Schöpfgefäßes (B) als oben geschlossener Hohlraum (N) mit seitlichen Austrittslöchern und einer auf schraubbaren Schutzhülse (P) ausgebildet ist, um beim Fördern der Schöpfbüchse eine Einwirkung des Wassergegenstromes auf das Kopfventil (C), die Ventilspindel (0) nebst dem Entnahmeventil (G) und die in den Hohlraum. (N) durch die Sicherheitsventile (M) eingetretene Naphtha auszuschließen. io. Ausführungsform der Erfindung nach Anspruch i bis 6 als Wasser- und Gasprobenentnahmeapparat für hohen Innendruck, dadurch gekennzeichnet, daß die Boden- und Kopfventile zweisitzig ausgebildet und unterhalb der Ventilteller (D und C) Leder-, Gumrn;scheben usw. angeordnet sind, während die Ausgleichventile (M) und Stellspindeln (0) fehlen, ferner das Entnahmeventil (G) sich an der durchbohrten Spindel der Ventile (D oder C) oder im Apparatgehäuse befindet und endlich die Apparatwandstärken und Verschraubungen entsprechend gewählt sind. ii. Ausführungsform der Erfindung nach Anspruch i bis 6 und io als Wasser-und Gasprobenentnahmeapparat, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zwischen dem Bohrseil oder Bohrgestänge und dem Bohrwerkzeug angeordnet ist zwecks Entnahme von Proben nach j edesmaligem Fördern des Bohrwerkzeuges während einer Bohrung.