DE69406990T2

DE69406990T2 - Werkzeug mit Schiebehülse für Verrohrungen

Info

Publication number: DE69406990T2
Application number: DE69406990T
Authority: DE
Inventors: Lee Wayne Stepp; David D Szarka; James J Venditto
Original assignee: Halliburton Energy Services Inc
Current assignee: Halliburton Energy Services Inc
Priority date: 1993-06-21
Filing date: 1994-06-21
Publication date: 1998-03-26
Anticipated expiration: 2014-06-22
Also published as: EP0633391A2; NO942344L; DE69406990D1; NO942344D0; EP0633391A3; US5394941A; DK0633391T3; EP0633391B1

Description

Diese Erfindung betrifft hauptsächlich Komplettierungswerkzeuge zur Verwendung in Bohrlöchern und speziell ein Verrohrungswerkzeug mit Gleithülse.
Bekannt ist, daß Verrohrungsventile mit Gleithülse in die Verrohrung eines Bohrlochs eingeführt werden können , um eine wahlweise Verbindung zwischen der Verrohrungsbohrung und der unterirdischen Formation auf der Höhe des Verrohrungsventils zu vermitteln. Ein solches Verrohrungsventil geht aus unserem US Patent Nr.4 991 654 (Brandell u.a.) hervor, das den Stand der Technik darstellt, auf den in der Vorkennzeichnung von Anspruch 1 Bezug genommen wird. Das Verrohrungsventil beinhaltet ein externes Gehäuse mit einer Gleithülse. Erste und zweite Dichtungen bilden einen abgedichteten Ringraum im Gehäuse. Im abgedichteten Ringraum befindet sich eine Verklinkung zum Verklinken des Schieberventils in seinen ersten und zweiten Stellungen. Das Gehäuse hat mehrere darin gebildete Gehäuseöffnungen, während die Gleithülse mehrere darin gebildete Hülsenöffnungen aufweist. Eine dritte, zwischen Hülse und Gehäuse ausgeführte Dichtung, trennt alle Gehäuseöffnungen von allen Hülsenöffnungen ab, wenn sich die Hülse in ihrer ersten Stellung, gegenüber dem Gehäuse, befindet. Wenn die Hülse gegenüber dem Gehäuse in ihre zweite Stellung bewegt wird, befindet sie sich so zum Gehäuse positioniert, daß die Hülsenöffnungen mit den Gehäuseöffnungen abgestimmt sind. Ein Stellwerkzeug, wie z.B. das in unserem Patent Nr.4 979 561 (Szarka) erörterte , wird zum Stellen der Hülse im Verrohrungsventil benutzt. Nachdem die Gleithülse im Verrohrungsventil in ihre zweite Stellung bewegt wurde, kann Flüssigkeit durch das Spritzwerkzeug, wie es in US Patent Nr. 5 029 644 beschrieben wird, gespritzt werden. Das Spritzwerkzeug ist über einen Drehanschluß mit dem Stellwerkzeug verbunden.
Ein weiteres Verrohrungsventil unserer Entwicklung hat eine Gleithülse mit einem Wahlverklinkungsprofil, und ein Stellwerkzeug hat ein entsprechendes Verklinkungsprofil, so daß sich der Stellblock nur im Profil des Verrohrungsventils verklinkt und nirgendwo sonst in der Verrohrungskette.
Diese Verrohrungsventile des Stands der Technik haben sich als nützlich erwiesen, sind nach dem Stellen dagegen nicht unbedingt optimal nut einer vorhandenen Bohrlochspalte im Bohrloch abgestimmt. Normalerweise werden diese Verrohrungsventile z.Zt. mit vier Öffnungen in das Bohrloch eingefahren, die ungefähr im Winkel von 90º zueinander versetzt sind. Die Öffnungen werden olme Vorrichtung zum Plazieren einer Öffnung auf der Ebene der Spalte auf der Höhe der interessanten Zone positioniert. Der daraus resultierende Flußweg zwischen Öffnung und Spalte kann deshalb, wenn eine mit Sand belastete Flüssigkeit gepumpt wird, u.U. indirekt ausfallen und zu einer Spaltenkrümmung oder möglicherweise zum Aussieben der Spalte führen. Unter solchen Umständen kann es ebenfalls zu höherem Pumpendruck kommen, als normalerweise erforderlich wäre.
Jetzt haben wir diese Problematik durch ein Komplettierungswerkzeug mit einem Verrohrungsventil gelöst, das einen Einsatz mit einer radioaktiven Quelle oder einem Tracer in seinem Inneren aufweist, der/die mit Hilfe eines drehbaren Gammastrahlensensors, wie beispielsweise dem im HLS RotaScan-Werkzeug, ausfindig gemacht werden kann. Durch vorherige Kenntnis des Niveaus der Spaltenorientierung, die aus vorhandenen Meß- oder Streßdaten abgeleitet wurde, wird die Verrohrungskette mit dem Komplettierungswerkzeug an der Oberfläche gedreht, um den radioaktiven Tracer-Einsatz nach Bedarf mit der Spalte abzustimmen. Auf diese Weise können die Komplettierungsöffnungen relativ genau mit der Spalte abgestimmt werden, um die oben beschriebene Unterbrechung des Flußweges zu vermeiden.
Nach dieser Erfindung wird ein Verrohrungsgerät mit Gleithülse zur Verwendung in der Verrohrungskette eines Bohrlochs vorgesehen. Dieses Gerät umfaßt die folgenden Komponenten: ein externes Gehäuse mit einem der Länge nach verlaufenden Weg, der darin gebildet ist und einer Seitenwand mit einer Gehäuseöffnung, die durch die erwähnte Seitenwand geht;
eine gleitend im erwähnten der Länge nach verlaufenden Weg ausgeführten Gleithülse, die sich nach Bedarf im Verhältnis zum erwähnten Gehäuse zwischen einer ersten Stellung, bei der die erwähnten Verbindungsöffnungen blockiert sind und einer zweiten Stellung, bei der die Verbindungsöffnungen mit dem erwähnten der Länge nach verlaufenden Weg verbunden sind, bewegen läßt
und einem radioaktiven Einsatz, der am erwähnten Gehäuse montiert ist.
Weiter beschrieben ist ein Komplettierungsgerät, bestehend aus einem Verrohrungswerkzeug mit Gleithülse nach dieser Erfindung.
Das Verrohrungswerkzeug ist zur Verwendung in einer Verrohrungskette eines Bohrlochs ausgeführt. Das Gerät setzt sich u.a. aus einem Verrohrungsventil nach dieser Erfindung zusammen. Bei einer Ausführung sind wenigstens zwei Verrohrungsventile miteinander verbunden, obwohl eine beliebige Anzahl von Verrohrungsventilen, d.h. auch nur eins, eingesetzt werden können/kann. Vorzugsweise sind die ersten und zweiten Verrohrungsventile durch einen Drehanschluß, der zwischen den Verrobrungsventilen ausgeführt ist, miteinander verbunden. Der Drehanschluß kann ein sperrbarer Drehanschluß sein.
Wenigstens eins der ersten und zweiten Verrohrungsventile enthält in seinem Inneren eine radioaktive Quelle. Bei der bevorzugten Ausführung befindet sich diese radioaktive Quelle im untersten Verrohrungsventil. Die radioaktive Quelle ist mit einer Gehäuseöffnung im entsprechenden Verrohrungsventil abgestimmt. Diese radioaktive Quelle kann reell in der Gehäuseöffnung selbst ausgeführt sein.
Das Verrohrungsventil mit der radioaktiven Quelle läßt sich als Verrohrungsgerät mit Gleithülse bezeichnen, das aus folgenden Komponenten besteht:
einem externen Gehäuse, in dem ein der Länge nach verlaufender Laufweg gebildet ist und das eine Seitenwand aufweist, in der Gehäuseöffnungen gebildet sind;
einer gleitend im der Länge nach verlaufenden Weg ausgeführten Gleithülse, die wahlweise, im Verhältnis zum Gehäuse, zwischen einer ersten Stellung, bei der die Gehäuseöffnungen blockiert sind und einer zweiten Stellung, bei der die Gehäuseverbindungen mit dem der Länge nach verlaufenden Weg verbunden sind, bewegt werden kann und
einem radioaktiven Einsatz, der am Gehäuse montiert ist.
Bei einer Ausführung weist das Gehäuse ein Loch auf, das mit der Gehäuseöffnung abgestimmt ist, worin der radioaktive Einsatz ausgeführt ist. In das Loch kann eine Muffe geschraubt werden, in der der Einsatz gehalten wird.
Bei einer weiteren Ausführung wird der radioaktive Einsatz in der Gehäuseöffnung ausgeführt, wie z.B. durch eine Gewindeverbindung. Bei dieser Ausführung kann der radioaktive Einsatz aus zerbrechlichem Material hergestellt werden.
Die Gehäuseöffnung kann eine mehrerer solcher Gehäuseöffnungen sein, wobei wenigstens ein radioaktiver Einsatz mit wenigstens einer der Gehäuseöffnungen abgestimmt ist.
Der bevorzugte Drehanschluß kann eine Spindel aufweisen, die mit wenigstens einem der Verrohrungsventile verschraubt ist, wobei dazwischen eine Sicherungsmutter vorgesehen ist, die zum sichemden Eingreifen in die Spindel und das entsprechende Verrohrungsventil eingreift, wodurch ein Drehen zueinander verhindert wird.
Weiter beschrieben wird eine Vorgehensweise der Positionierung einer Verrohrungskette im Bohrloch. Die Vorgehensweise beinhaltet die folgenden Schritte:
Positionieren eines Verrohrungsventils in der Verrohrungskette,
Positionieren einer radioaktiven Quelle auf dem Verrohrungsventil,
Absenken der Verrohrungskette in das Bohrloch, so daß sich das Verrohrungsventil auf der Höhe der interessanten Zone befindet,
Feststellen der relativen Orientierung der radioaktiven Quelle bezüglich der interessanten Zone und
Drehen der Verrohrungskette nach Bedarf, um eine Gehäuseöffnung im Verrohrungsventil auf eine Spalte oder die Richtung wenigstens des Hauptstresses der interessanten Zone abzustimmen.
Der Schritt des Positionierens der radioaktiven Quelle kann das Positionieren der radioaktiven Quelle in Abstimmung mit der Gehäuseöffnung des Verrohrungsventils umfassen. Bei einer Ausführung kann der Schritt des Positionierens der radioaktiven Quelle das Positionieren der radioaktiven Quelle in der Gehäuseöffnung umfassen.
Der Schritt des Bestimmens der relativen Orientierung der radioaktiven Quelle kann das Positionieren einer radioaktiven Detektorvorrichtung im Verrohrungsventil umfassen, die auf die radioaktive Quelle anspricht.
Die Vorgehensweise kann weiter den Schritt des Öffnens der Gehäusevorrichtung im Verrohrungsventil und Pumpen ohne nennenswerte Ablenkung von Flüssigkeit durch die Gehäuseöffnung umfassen.
Verschiedene Gegenstände, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden vom Faclnnnann ohne weiteres durch Lesen der nachfolgenden Eröffnung erkannt, wenn dabei auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird. Es zeigen:
FIG. 1 einen schematischen Aufriß eines Bohrlochs mit einem größtenteils gekrümmten Abschnitt und einer in der Verrohrung plazierten Ausführung des Komplettierungswerkzeuges.
FIG. 2A-2F einen Querschnitt der Ausführung des Komplettierungswerkzeuges.
FIG. 3 einen unteren Abschnitt einer weiteren Ausführung des Komplettierungswerkzeuges.
Mit Bezug auf die Zeichnungen und spezifisch auf FIG. 1, erscheint dort das vollständig geöfffiete Komplettierungswerkzeug, das allgemein mit Ziffer 10 gekennzeichnet wird. Das Komplettierungswerkzeug 10 wird in Bohrloch 12 abgelassen. Bohrloch 12 wird durch Einführen einer Verrohrungskette 14 in ein Bohrloch 16 und Einzementieren mit Zement konstruiert, siehe die Kennzeichnung 18. Das Komplettierungswerkzeug 10 stellt einen Teil der Verrohrungskette 14 dar. Die Verrohrungskette 14 weist eine dadurch verlaufende Verrohrungsbohrung 20 auf
Das Bohrloch 12 hat einen größtenteils vertikalen Abschnitt 22, einen gebogenen Abschnitt 24 und einen größtenteils nicht-vertikalen, gekrümmten Abschnitt 26. FIG. 1 stellt den gekrümmten Abschnitt 26 als größtenteils horizontalen Bohrlochabschnitt 26 dar. Die Erfindung beschränkt sich jedoch in keiner Weise auf solche Bohrlöcher 14. Obwohl die hier beschriebenen Werkzeuge besonders zum Einsatz in gekrümmten Bohrlochabschnitten entwickelt wurden, können sie selbstverständlich auch in vertikalen Bohrlochabschnitten oder in insgesamt vertikalen Bohrlöchern eingesetzt werden.
Das Komplettierungswerkzeug 10 umfaßt mehrere Verrohrungsventile, wie z.B. zwei Verrohrungsventile 28 und 30, die im Abstand zueinander im gekrümmten Abschnitt 24 des Bohrlochs 14 positioniert werden. Die Verrohrungsventile 28 und 30 befinden sich auf der Ebene der interessanten unterirdischen Zone oder Formation, wie z.B. Zonen 32 und 34. Zu bedenken ist, daß sich die Erfindung nicht auf zwei Verrohrungsventile beschränkt, d.h. eine beliebige Anzahl von Verrohrungsventilen kann eingesetzt und in verschiedenen Zonen positioniert werden.
Bei einer bevorzugten Ausführung sind die Verrohrungsventile 28 und 30 durch einen sperrbaren Drehanschluß 36 miteinander verbunden. Auch ein herkömmlicher, nicht-sperrbarer Drehanschluß kann verwendet werden. Ebenfalls können die Verrohrungsventile 28 und 30 mit einer/mehreren herkömmlichen Verrohrungsverbindung(en) verbunden werden.
In FIG. 1 wird eine Rohrkette 38 mit mehreren mit ihr am unteren Ende verbundenen Werkzeugen dargestellt, während die Kette in die Bohrlochverrohrung 14 abgelassen wird. Wie nachfolgend näher erläutert wird, werden die Rohrkette 38 und die darin aufgenommenen Werkzeuge im Zusammenhang mit dem Komplettierungswerkzeug 10 eingesetzt.
Zwischen der Rohrkette 38 und der Verrohrungskette 14 bildet sich ein Bohrlochringraum 40. Ein Bohrlochschieber 42 befindet sich an der Oberfläche, um diesen Bohrlochringraum 40 zu verschließen. Mit der Rohrkette 38 ist eine Pumpe 44 verbunden, die dem Pumpen von Flüssigkeit abwärts durch die Rohrkette 38 dient. Die in FIG. 1 dargestellte Rohrkette 38 weist ein Positioniergerät 46 und ein Spritzgerät 48 auf und kann gleichfalls ein Waschgerät 50 aufweisen.
Mit Bezug auf FIG. 2A-2F werden die Einzelheiten einer Ausführung des Komplettierungswerkzeuges 10 erörtert.
Das Komplettierungswerkzeug 10 ist mit einem oberen Teil 52 der Verrohrungskette 14 verbunden. In der dargestellten Ausführung umfaßt das Verrohrungsventil 28 des in FIG. 2A-2C dargestellten Komplettierungswerkzeuges 10 einen oberen Körper 54, der eine Gewindeverbindung 56 mit dem oberen Teil 52 der Verrohrungskette 14 bildet. Der obere Körper 54 ist mit der Oberseite eines externen Gehäuses oder Mantels 58 verbunden. Das Gehäuse 58 bildet einen der Länge nach durch das Gehäuse verlaufenden Weg 60 und weist eine Seitenwand 62 mit mehreren Gehäuseöffnungen 64 auf, die durch diese Seitenwand gehen. Vorzugsweise, jedoch nicht ausschließlich, sind zwei Öffnungen 64 im Winkel von 180º zueinander ausgeführt.
Ein unterer Körper 66 ist an der Unterseite des Gehäuses 50 befestigt. Der untere Körper 66 hat ein gerades internes Gewinde 68 zur Verbindung mit dem sperrbaren Drehanschluß 36, wie nachfolgend näher erläutert wird.
Das Verrohrungsventil 28 umfaßt gleichfalls eine Gleithülse 70, die eine Spannhülse 72 beinhaltet, die am Gewindeanschluß 76 mit einer Dichthülse 74 verbunden ist. Die Hülse 70 befindet sich im der Länge nach verlaufenden Weg 60 des Gehäuses 58 und läßt sich wahlweise, im Verhältnis zu Gehäuse 58, zwischen einer ersten Stellung, die aus FIG. 2-A-2C hervorgeht und bei der die Gehäuseöffnungen 64 blockiert oder abgedeckt werden und einer zweiten Stellung, bei der die Gehäuseöffnungen 64 unverdeckt und in Verbindung mit dem der Länge nach verlaufenden Weg 60 verbunden sind, bewegen.
Das Verrohrungsventil 28 beinhaltet gleichfalls einen oberen Wischer 78, der zwischen der Spannhülse 72 und dem Gehäuse 58 wischt. Das Verrohrungsventil 28 beinhaltet weiter im Abstand zueinander ausgeführte untere Dichtungen 80 und 82, die zwischen der Dichthülse 74 und dem Gehäuse abdichten. In der ersten Stellung der Hülse 70 läßt sich erkennen, daß sich die Dichtungen 80 und 82 auf der Länge nach gesehen gegenüberliegenden Seiten der Gehäuseöffnungen 64 befinden, wodurch die Öffnungen 64 abgedichtet vom der Länge nach verlaufenden Weg 60 abgetrennt werden.
Eine die Stellung verklinkende Vorrichtung 84 ist zum lösbaren Verklinken der Gleithülse 70 in ihrer ersten und zweiten Stellung vorgesehen. Die die Stellung verklinkende Vorrichtung 84 befindet sich in einem Ringraum 86, der sich zwischen der Gleithülse 70 und dem Gehäuse 58 bildet. Zu erkennen ist, daß der Ringraum 86 zwischen dem oberen Wischer 78 und der Dichtung 80 geschützt ist.
Die die Stellung verklinkende Vorrichtung 84 beinhaltet ein Federspannfutter 88, das gleichfalls als unter Federdruck stehende Verklinkungsvorrichtung 88 bezeichnet werden kann. Das Federspannfutter 88 befindet sich der Länge nach zwischen der Oberseite 90 der Dichthülse 74 der Gleithülse 70 und dem nach unten gerichteten Ansatz 92 auf der Spannfutterhülse 72 der Gleithülse 70. So läßt sich das Spannfutter 88 der Länge nach mit der Gleithülse 70 bewegen und kann als damit verbunden betrachtet werden.
Die die Stellung verklinkende Vorrichtung 84 beinhaltet gleichfalls erste und zweite, radial nach innen gerichtete und der Länge nach im Abstand zueinander befindliche Rillen 94 und 96, die in Gehäuse 58 gebildet sind und jeweils den ersten und zweiten Stellungen der Gleithülse 70 entsprechen.
Durch Positionieren des Federspannfutters 88 im Ringraum 86 wird das Spannfutter dahingehend geschützt, daß Zement, Sand und ähnliches vom Ablagern um das Spannfutter abgehalten werden und so das Behindern seiner erfolgreichen Funktion vermieden wird.
Zu beachten ist, daß die die Stellung verklinkende Vorrichtung 84 ebenfalls durch Vorsehen einer Federverklinkung, die am Gehäuse 58 befestigt würde, konstruiert sein könnte, und daß die ersten und zweiten Rillen in der Gleithülse 70, anstelle umgekehrt, siehe Darstellung, vorgesehen werden könnten.
Die Gleithülse 70 weist eine der Länge nach durch die Hülse verlaufende Hülsenbohrung 98 auf. Die Spannfutterhülse 72 der Gleithülse 70 ist mit ersten und zweiten, nach innen gerichteten Rillen 100 und 102 ausgeführt, siehe besonders FIG. 2A und 2B. So läßt sich behaupten, daß die erste 100 und zweite Rille 102 durch einen Ring oder ein Ansatzteil 104 voneinander getrennt werden. Die erste und zweite Rille 100 und 102 sowie der dazwischen gelagerte Ring 104 bilden ein Verklinkungsprofil, das zum Eingreifen durch Positionieren des Werkzeuges 46 auf die im ebenfalls anstehenden US Patentantrag Nr. 07 781 701 erläuterte Weise ausgeführt ist. Dieser anstehende Patentantrag wird als Referenzmaterial beigelegt.
Die Gleithülse 70 weist eine Unterseite 106 auf, wobei es sich um die Unterseite der Dichthülse 74 handelt. In der dargestellten Ausführung befindet sich das Ende 106 bei dem unteren Körper 66 und unterhalb der Gehäuseöffiiung 64, wenn sich die Gleithülse 70 in der ersten Stellung befindet, die dargestellt ist.
Mit Bezug auf FIG. 2C und 2D wird ein sperrbarer Drehanschluß 36 beschrieben. Drehanschluß 36 umfaßt eine Verrohrungs-Pup-Verbindung oder Spindel 108 mit einem externen, geraden Gewinde 110 sowie einem externen, spitz zulaufenden Gewinde 112, die sich jeweils an der Ober- und Unterseite der Spindel befinden. Das gerade Gewinde 68 wird mit dem unteren Körper 66 des Verrohrungsventils 28 verschraubt. Eine Dichtvorrichtung, wie beispielsweise Dichtung 114, dichtet zwischen der Pup-Verbindung 108 und dem unteren Körper 66 ab.
Eine Sicherungsmutter 116 wird um die Pup-Verbindung 108 und bei der Unterseite 118 des unteren Körpers 66 des Verrohrungsventils 28 positioniert. Die Sicherungsmutter 116 weist ein internes gerades Gewinde 116 auf, das ebenfalls mit dem externen Gewinde 110 der Pup-Verbindung 108 verschraubt wird.
Die Unterseite der Pup-Verbindung 108 ist über das externe, spitz zulaufende Gewinde 112 und das interne, spitz zulaufende Gewinde 122 in einem oberen Körper 124 des Verrohrungsventils 30 mit diesem verbunden.
Obwohl die Pup-Verbindung 108 als unmittelbar mit dem unteren Verrohrungsventil 30 verbunden dargestellt wird, ist zu erkennen, daß die Pup- Verbindung auch über einen oder mehrere Verrohrungskränze mit dem unteren Verrohrungsventil verbunden werden kann. Das heißt, die oberen und unteren Verrohrungsventile 28 und 30 können durch eine oder mehrere Verrohrungsverbindungen voneinander getrennt werden.
Ähnlich wie das Verrohrungsventil 28 kann der obere Körper 124 des Verrohrungsventils 30 an einem externen Gehäuse oder Mantel 130 befestigt werden. Das Gehäuse 130 weist einen der Länge nach verlaufenden Weg 132 sowie eine Seitenwand 134 mit mehreren Gehäuseöffnungen 136 auf, die durch die Wand gehen. Siehe FIG. 2D-2F.
Ein unterer Körper 138 ist an der Unterseite des Gehäuses 130 befestigt. Der untere Körper 138 weist ein externes Gewinde 140 zum Anschluß an einen unteren Abschnitt 142 der Verrohrungskette 14 auf.
Das externe Gehäuse 130 des Verrohrungsventils 30 ist fast mit dem externen Gehäuse 58 des Verrohrungsventils 28 identisch, mit Ausnahme, daß das Gehäuse 130 ebenfalls wenigstens eine darin ausgeführte Gewindebohrung 144 aufweist, siehe FIG. 2F. Loch 144 ist in axialer Richtung mit einer der Gehäuseöffiiungen 136 abgestimmt.
In der Gewindebohrung 144 ist ein radioaktiver Einsatz 146 ausgeführt. Dieser wird dort durch eine Gewindemuffe 148 arretiert. Das Material, aus dem der Einsatzl 46 hergestellt ist, vermittelt einen radioaktiven Tracer oder eine Quelle, die dem Positionieren des Verrohrungsventils 30 und so des Komplettierungswerkzeuges 10 dient, was nachfolgend näher erörtert wird.
Die internen Komponenten des Verrohrungsventils 30 sind größtenteils identisch mit denen des Verrohrungsventils 28. Das heißt, das Verrohrungsventil 30 beinhaltet gleichfalls eine Gleithülse 70 mit darauf ausgeführten Dichtungen 80 und 82 sowie eine Verklinkungsvorrichtung 84.

Weitere Ausführung

Mit Bezug auf FIG. 3 wird die Unterseite eines anderen unteren Verrohrungsventils 30' dargestellt. Verrohrungsventil 30' weist ein externes Gehäuse 130' mit mehreren darin ausgeführten Gehäuseöffnungen 150 auf. In wenigstens eine der Gehäuseöffnungen 150 ist ein radioaktiver Einsatz 152 eingeschraubt, weshalb dieser mit der Gehäuseöffnung 150 abgestimmt ist. In einer bevorzugten Ausführung besteht der radioaktive Schraubeinsatz 152 aus zerbrechlichem Material, der durch das Sprühen von Flüssigkeit aus einem Spritzwerkzeug ohne weiteres zerbrochen werden kann, siehe die nachfolgende Beschreibung.

Funktion der Erfindung

Das Komplettierungswerkzeug 10 ist vorzugsweise so konstruiert, daß die Gehäuseöffnungen 64 im Verrohrungsventil 28 in axialer Richtung mit den Gehäuseöffnungen 136 des Verrohrungsventils 30 oder den Gehäuseöffnungen 150 des Verrohrungsventils 30' abgestimmt sind. Das heißt, jede Gehäuseöffnung 64 ist der Länge nach mit einer entsprechenden Gehäuseöffnung 136 oder 150 abgestimmt.
Das Komplettierungswerkzeug 10 kann auf herkömmliche Weise mit Verrohrungsverbindungen zwischen den Verrohrungsventilen 28 und 30 zusammengesetzt werden. In einem solchen Fall werden die Öffiiungen 64 größtenteils mit den Öffnungen 136 oder 150 durch Variieren des während der Montage auf das Werkzeug angesetzten Drehmoments abgestimmt. Es besteht jedoch die Möglichkeit, daß die Öffnungen in einigen Fällen auf diese Weise nicht einwandfrei aufeinander abgestimmt werden; das kann z.B. bei Premium-Verbindungen vorkommen, die gegen einen gesetzten Ansatz erstellt werden. Mit Hilfe eines Drehanschlusses kann eine bessere Abstimmung zwischen den Verrohrungsverbindungen 28 und 30 herbeigeführt werden. So wird z.B. eine Abstimmung durch Verwendung eines sperrbaren Drehanschlusses 36 herbeigeführt, bei dem die Pup-Verbindung 108 in den unteren Körper 66 des Verrohrungsventils 28 sowie den oberen Körper 124 des Verrohrungsventils 30 oder 30' eingeschraubt wird. Infolge der geraden Gewinde lassen sich die Verrohrungsventile leicht im Verhältnis zur Pup-Verbindung 108 drehen, um die Gehäuseöfffiungen aufeinander abzustimmen. Wenn die Öffnungen aufeinander abgestimmt sind, wird die Sicherungsmutter 116 auf dem externen Gewinde 110 des unteren Körpers 66 des Verrohrungsventils 128 soweit aufwärts gedreht, bis die Sicherungsmutter die Unterseite 118 des unteren Körpers 66 festklemmt. Dadurch wird ein weiteres Drehen zwischen dem Verrohrungsventil 28 und der Pup-Verbindung 108 verhindert.
Das Komplettierungswerkzeug 10 wird aufherkömmuche Weise als Bestandteil der Verrohrungskette 14 soweit in das Bohrloch 16 eingefahren, bis sich die Verrohrungsventile auf der gleichen Ebene wie die interessanten Zonen, wie z.B. Zonen 32 und 34 befinden, siehe FIG. 1
Auf beliebige Weise, wie z.B. an einer Rohrkette 156, kann eine radioaktive Detektorvorrichtung, wie beispielsweise ein Gammastrahlen-Detektorgerät 154, in die Verrohrung 14 eingefahren werden. Ein solcher Gammastrahlendetektor ist das Halliburton Rotascan-Werkzeug. Diese Erfindung beschränkt sich allerdings in keiner Weise auf dieses Werkzeug. Das Detektorgerät 154 wird zum Bestimmen der Position des radioaktiven Einsatzes 146 oder 152 benutzt, d.h. zum Bestimmen der Orientierung des Verrohrungsventils 30 sowie des Komplettierungswerkzeuges 10.
Infolge vorheriger Kenntnis des Niveaus der Spaltenorientierung, die aus vorhandenen Bohrlochmessungen oder Streßdaten hervorgeht, kann die Verrohrungskette 114 an der Oberfläche gedreht werden, um den radioaktiven Einsatz 146 (oder 152) mit der Spalte abzustimmen. So läßt sich erkennen, daß ebenfalls die Gehäuseöffnungen 64 und 136 (oder 150) mit der Spalte abgestimmt werden.
Nachdem das Komplettierungswerkzeug 10 (oder 10') mit den Verrohrungsventilen 28 und 30 (oder 30') nach Bedarf positioniert wurde, kann es einzementiert werden, siehe FIG. 1. Dabei ist jedoch zu beachten, daß sich die Erfindung nicht auf einzementierte Verrohrungsketten 14 beschränkt. Das Komplettierungswerkzeug 10 kann ebenfalls bei der zementlosen Komplettierung eingesetzt werden, bei der die Zonenabtrennung zwischen den Verrohrungsventilen durch externe Verrohrungspacker oder ähhliches herbeigeführt wird. Weiter können die Verrohrungsventile in allen zementierten/ zementlosen Kombinationen eingesetzt werden.
Nachdem die Verrohrungskette 14 einzementiert ist, wird die Rohrkette 38, zusammen mit dem Positionierwerkzeug 46, dem Spritzwerkzeug 48 und dem Waschwerkzeug 50 in das Bohrloch eingefahren, siehe die schematische Darstellung in FIG. 1. FIG. 1 zeigt den Zusammenbau dieser Werkzeuggruppe, während diese in die vertikale Position 22 des Bohrlochs 12 abgelassen wird. Die Werkzeuggruppe läuft durch den gebogenen Teil 24 und in den nicht-vertikalen Teil 26 des Bohrlochs 12. Die Werkzeuggruppe muß zunächst bis etwas unter das tiefste Verrohrungsventil 30 (oder 30') gefahren werden.
Dann beginnt das hydraulische Spritzen, wobei eine gefilterte klare Komplettierungsflüssigkeit benutzt wird. Das hydraulische Spritzen wird mit Hilfe des Spritzwerkzeuges 48 durchgeführt. Dabei wird Flüssigkeit abwärts durch die Rohrkette 38 und aus den Spritzdusen im Spritzwerkzeug gespritzt, um die Verrohrungsbohrung 20 abzuspritzen. Das Spritzwerkzeug 48 wird aufwärts durch das Verrohrungsventil 30 (oder 30') bewegt, um alle Zementrückstände aus allen Hohlräumen im internen Teil des Verrohrungsventils 30 oder 30' zu entfernen. Das ist besonders dann wichtig, wenn sich das Verrohrungsventil 30 oder 30' in einem gekümmten Teil des Bohrlochs befindet, weil dort an den unteren internen Seiten des Verrohrungsventils bedeutende Zementrückstände vorkommen können. Der Zement muß entfernt werden, um das einwandfreie Eingreifen des Positionierwerkzeugs 46 in die Hülse 70 sicherzustellen.
Zu bedenken ist, daß die Begriffe "aufwärts" und "abwärts" im Zusammenhang mit der Richtung der Bewegung im Bohrloch benutzt werden, d.h. sie bedeuten die Bewegung entlang der Bochlochachse entweder auf- oder abwärts, wobei es sich nicht unbedingt um die Vertikale handeln muß und in Wirklichkeit auch einen horizontalen oder horizontal orientierten Teil des Bohrlochs betreffen kann.
Nach dem hydraulischen Abspritzen des internen Teils des Verrohrungsventils 30 oder 30' wird das Positionierwerkzeug 46 wieder durch das Verrohrungsventil 30 oder 30' abgelassen und greift in die betätigte Gleithülse 70 im Inneren des Ventils auf eine Weise ein, wie sie dem Fachmann geläufig ist. Die Rohrkette 38 wird dann nach oben gezogen, um Aufwärtskraft auf die Gleithülse 70 des Verrohrungsventils 30 oder 30' anzusetzen. Das Federspannfutter 88 befindet sich zunächst in der ersten Rille 94 des Gehäuses 130 oder 130'. Der Zug nach oben drückt das Spannfutter dann zusammen, um es aus der ersten Rille 94 zu lösen. Während sich das Spannfutter 88 zusammendrückt und löst, läßt sich an der Oberfläche eine Reduktion der Aufwärtskraft feststellen, womit der Beginn der Öffnungsfolge angezeigt wird. Die Gleithülse 70 wird weiter bis zum Ende ihres Laufs gezogen, was durch einen plötzlichen Anstieg der Waageanzeige an der Oberfläche feststellbar ist, zu der es kommt, wenn die Oberseite der Gleithülse 70 auf den oberen Körper 124 trifft. An dieser Stelle greift das Spannfutter 88 in die zweite Rille 96 ein.
Dann können die Öffnungen 136 oder 150 mit dem Spritzwerkzeug 48 auf dem Fachmann bekannte Art abgespritzt werden. Bei dem Verrohrungsventil 30 der ersten Ausführung wird die Spritzflüssigkeit durch die Gehäuseöffnungen 136 entsorgt, um alle Zementrückstände daraus zu entfernen. Beim Verrohrungsventil 30' der zweiten Ausführung, bei dem ein zerbrechlicher radioaktiver Einsatz 152 zur Verwendung kommt, zerstört das Spritzen den Einsatz in der Gehäuseöffnung 150, wodurch die Gehäuseöfffiung 150 geöffnet und geräumt wird.
Bei einer weiteren Ausführung besteht der radioaktive Einsatz 152 nicht unbedingt aus zerbrechlichem Material. In solchen Fällen hat wenigstens eine der Öffnungen 150 in Gehäuse 130' keinen darin ausgeführten Einsatz 152. Nach Abstimmen des radioaktiven Einsatzes mit der Spalte unter Beihilfe eines Detektorgeräts 154, siehe Beschreibung oben, wird die Verrohrung 14 durch die winkelige Verdrängung zwischen den Öffnungen 150 gedreht. Das heißt, wenn die Öffnungen 150 im Winkel von 90º zueinander versetzt sind, wird die Verrohrungskette 14 um 90º gedreht, so daß eine offene Gehäuseöffnung 150 mit der Spalte abgestimmt ist. Nach Öffnen des Verrohrungsventils 30' verläuft das Abspritzen fast genauso, wie schon vorher beschrieben.
Nach abgeschlossenem Spritzen des Verrohrungsventils 30 oder 30' wird die Hülse 70 durch das Positionierwerkzeug 46 geschlossen. Bei Bedarf kann der Bohrlochschieber 40 geschlossen und die Verrohrung abgedrückt werden, um zu bestätigen, daß das Verrohrungsventil 30 oder 30' tatsächlich geschlossen ist.
Dann wird die Rohrkette 38 aufwärts zum Verrohrungsventil 28 bewegt, wo der Ablauf wiederholt wird. Der einzige Unterschied zwischen dem Verrohrungsventil 28 und dem Verrohrungsventil 30 oder 30' liegt darin, daß das Verrohrungsventil 28 keinen radioaktiven Einsatz enthält. Auch hier können, obwohl in FIG. 1 nur zwei Verrohrungsventile 28 und 30 (oder 30') dargestellt werden, weitere Verrohrungsventile in die Verrohrungskette 14 aufgenommen werden.
Wenn alle Verrohrungsventile ausgespritzt und wieder verschlossen wurden, kann die Arbeitskette bis an die Oberseite des Futters oder die Oberseite des nichtvertikalen Abschnitts 26 der Verrohrung gezogen und rückgewaschen werden. Die Rückwäsche erfolgt mit Hilfe des Waschgeräts 50 auf eine Art und Weise, mit der der Fachmann vertraut ist.
Durch das Abspritzen wird Zement aus den und um die Öffnungen in den Verrohrungsventilen entfernt, um das Anfördern der Spalte durch Erleichtern des Zugangs zur Formation einzuleiten. Beim Erzeugen der Spalten wird ein mechanisches Positionierwerkzeug mit einem darüber angeordneten Packer in die Verrohrung eingefahren. Das mechanische Positionierwerkzeug kann zum Öffnen und Schließen der Hülsen in den Verrohrungsventilen so benutzt werden, daß mit Sand beschwerte Flüssigkeit durch die Öffnungen in die Bohrlochformation gepumpt werden kann. Da die Verrohrungsventile, wie schon erläutert, auf die Spalte abgestimmt wurden, kommt es zu keiner nennenswerten Behinderung des Flußweges zwischen den Gehäuseöffnungen (136 für Verrohrungsventil 30; 150 für Verrohrungsventil 30' oder 64 bei Verrohrungsventil 28) und der Spalte, wenn die mit Sand beschwerte Flüssigkeit gepumpt wird. Dadurch wird eine Ablenkung und mögliches Aussieben verhindert sowie der Pumpendrück auf ein Minimum beschränkt.

Claims

1. Ein Verrohrungswerkzeug mit Gleithülse zur Verwendung in einer Verrohrungskette (14) eines Bohriochs, bestehend aus den folgenden Bestandteilen:

einem externen Gehäuse (58,130') mit einem der Länge nach durch das Gehäuse verlaufenden Weg (60) und einer Seitenwand (62) mit einer Gehäuseöffnung (64, 150), die durch die erwähnte Wand (62) geht;

einer Gleithülse (70), die gleitend in dem erwähnten der Länge nach verlaufenden Weg (60) ausgeführt ist und wahlweise in eine erste Stellung, im Verhältnis zum erwähnten Gehäuse, in der die erwähnte Öffnung (64) blockiert ist und einer zweiten Stellung, in der die erwähnte Öffnung (64) mit dem erwähnten der Länge nach verlaufenden Weg (60) verbunden ist, bewegt werden kann

dadurch gekennzeichnet, daß

ein radioaktiver Einsatz (146, 152) mit dem erwähnten Gehäuse (58) verbunden ist.

2. Ein Gerät nach Anspruch 1, bei dem das erwähnte Gehäuse (58) ein Loch (144) aufweist, das mit der erwähnten Gehäuseöffnung (64) abgestimmt werden kann und der erwähnte radioaktive Einsatz (146) in dem erwähnten Loch (144) ausgeführt ist.

3. Ein Gerät nach Anspruch 2, weiter bestehend aus einer Verschlußschraube (148), die in das erwähnte Loch 8144) geschraubt wird, um den erwähnten Einsatz (146) darin abzusichern.

4. Ein Gerät nach Änspruch 1, bei dem der erwähnte Einsatz (152) in der erwähnten Gehäuseöffnung (150) ausgeführt ist.

5. Ein Gerät nach Änspruch 4, bei dem der radioaktive Einsatz (152) in die erwähnte Gehäuseöffnung (150) eingeschraubt ist.

6. Ein Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der erwähnte Einsatz (146, 152) aus einem zerbrechlichen Material hergestellt ist.

7. Ein Gerät nach Anspruch 1, bei dem die erwähnte Gehäuseöffnung (150) eine mehrerer Gehäuseöffnungen darstellt; dabei ist der erwähnte Einsatz (152) mit wenigstens einer der erwähnten Gehäuseöffnungen (150) verbunden.

8. Ein Komplettierungsgerät zur Verwendung in einer Verrohrungskette eines Bohrlochs, bestehend aus einem Gleithülsengerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7.

9. Ein Gerät nach Anspruch 8, bestehend aus zwei Gleithülsengeräten, wobei wenigstens ein Gerät einem der Ansprüche 1 bis 7 entspricht.

10. Ein Gerät nach Anspruch 9, bei dem das Verrohrungsventil einem der Ansprüche 1 bis 7 entspricht.