DE69802182T2

DE69802182T2 - Vorrichtung zum steuern der bewegung eines bohrstranges im bohrloch

Info

Publication number: DE69802182T2
Application number: DE69802182T
Authority: DE
Inventors: B. Carter; Michael Anthony Luke; D. Roberts
Original assignee: Weatherford Lamb Inc
Current assignee: Weatherford Lamb Inc
Priority date: 1997-05-01
Filing date: 1998-05-01
Publication date: 2002-06-06
Anticipated expiration: 2018-05-02
Also published as: NO995232L; AU732635B2; US6070670A; NO995232D0; CA2287946A1; AU7218298A; EP0979343B1; DE69802182D1; WO1998050668A1; NO321104B1; EP0979343A1; CA2287946C

Description

Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung der Bewegung eines Strangs von Rohrabschnitten in einem Bohrloch.
Beim Fräsen (milling) eines Rohrstrangs mit einem im Bohrloch befindlichen Fräswerkzeug können die Ausübung eines zu starken Gewichts auf das Fräswerkzeug und/oder der zu schnelle Vorschub des Fräswerkzeugs zu einem unsachgemäßen Fräsen, zu einem ineffektiven Fräsen und zur Beschädigung des Fräswerkzeugs; der dazugehörigen Ausrüstung und des zu fräsenden Gegenstands führen.
Bei Offshore-Fräsvorgängen kann ein Fräswerkzeug, das von einem zu fräsenden Rohrstrang weg nach oben gehoben wird, z. B. durch eine Dünung an der Wasseroberfläche, die das Boot oder Lastschiff, von dem aus das Frässystem nach unten abgesenkt wird, anhebt, zurück in den zu fräsenden Rohrstrang geschleudert werden, wenn die Dünung passiert hat und das Boot effektiv abgesenkt wird. Das ist besonders unerwünscht.
Es wurden verschiedene Vorrichtungen entwickelt, um dieses Problem mindern zu helfen. Es bleibt jedoch noch genügend Raum für Verbesserungen.
US-A-1669898 beschreibt eine Form einer Verrohrung-Fangvorrichtung, der ein Stoßdämpfer zum Dämpfen des Aufpralls der fallenden Verrohrung zugeordnet ist.
Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Steuerung der Bewegung eines Bohrrohrstrangs in einem Bohrloch bereitgestellt, der sich von der Oberfläche nach unten in die Erde erstreckt, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist:
ein Gehäuse mit einem oberen Ende, einem unteren Ende und einem hohlen Innenraum, der ein Innenvolumen für die Aufnahme eines Fluids hat,
wenigstens einen Fluid-Durchgangsmechanismus mit einem oberen Ende und einem unteren Ende, der im hohlen Innenraum des Gehäuses angeordnet werden kann, wobei der wenigstens eine Fluid- Durchgangsmechanismus einen Fluid-Durchflußkanal hat, der sich vom oberen Ende zumunteren Ende durch diesen hindurch erstreckt, und
wobei der wenigstens eine Fluid-Durchgangsmechanismus an einem Glied des Bohrrohrstrangs befestigt werden kann, während der wenigstens eine Fluid-Durchgangsmechanismus innerhalb des hohlen Innenraums des Gehäuses angeordnet ist, so daß das Fluid in dem hohlen Innenraum des Gehäuses von einem Ende des Fluid-Durchgangsmechanismus' durch den Fluid-Durchflußkanal fließen kann, was die Steuerung der Bewegung des Glieds des Bohrrohrstrangs durch die Bewegung des Fluid- Durchgangsmechanismus' innerhalb des Gehäuses erlaubt, dadurch gekennzeichnet, daß
das Gehäuse beim Einsatz so angeordnet ist, daß es sich nach unten bis zu einer im voraus definierten untersten Position bewegt, an der eine Oberfläche des Gehäuses an eine Oberfläche des Bohrlochs anstößt oder im Verhältnis zu diesem befestigt ist, und an welcher Position die Vorrichtung die Bewegung des Rohrstrangs im Bohrloch steuert.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung legen ein System zur Steuerung der Absenkgeschwindigkeit eines Gegenstands in einem Bohrloch offen, wobei ein solches System bei einem Beispiel ein Hauptrohrglied oder einen Rohrstrang, der in einem Bohrloch abzusenken ist, nach einem Aspekt mit einem daran angebrachten anderen Gegenstand, Mechanismus, Fräswerkzeug oder Frässystem, und wenigstens ein Mantelrohr, das um das Hauptrohrglied und mit Zwischenraum zu diesem angeordnet ist, einschließt, wobei eine Außenfläche des Hauptrohrglieds und eine Innenfläche des Mantelrohres eine Kammer mit einem dadurch eingeschlossenen Volumen definieren, die ein Fluid enthält, wobei an dem Hauptrohrglied ein oder mehrere Durchflußreglerelemente befestigt sind und von diesem in das eingeschlossene Volumen vorstehen, die jeweils einen durchführenden Fluid-Durchgang aufweisen, wobei der Fluid-Durchgang für den gesteuerten Durchgang des Fluids in dem eingeschlossenen Volumen durch dieses hindurch von einer Seite des Durchflußreglerelements zur anderen bemessen ist, so daß die Bewegung des Hauptrohrglieds durch die Bewegungsgeschwindigkeit des Durchflußreglerelements innerhalb des eingeschlossenen Volumens begrenzt ist und dadurch gesteuert wird, und das Durchflußreglerelement beweglich und abdichtend für die Auf- und Abwärtsbewegung in dem eingeschlossenen Volumen angebracht ist. Bei einem Beispiel befindet sich in der Kammer ein freifliegender Kolben mit einem oder mehreren Durchflußreglern, die es dem freifliegenden Kolben erlauben, sich mit einer gesteuerten ersten Geschwindigkeit in der Kammer nach unten zu bewegen, und mit dem freifliegenden Kolben ist ein oberer Kolben verbunden, der auf einer Stange, Stangen oder ähnlichen Führung(en) beweglich ist, so daß der obere Kolben nach unten beweglich ist, um den freifliegenden Kolben zu berühren, wobei der obere Kolben einen oder mehrere Durchflußregler hat, die es ihm erlauben, sich mit einer gesteuerten zweiten Geschwindigkeit zu bewegen, bis er an den freifliegenden Kolben anstößt. Bei einem Beispiel unterscheidet sich die erste Geschwindigkeit so von der zweiten Geschwindigkeit, daß ein folgegesteuertes Absenken des Hauptrohres mit einer Bewegung von unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewirkt wird. Bei einem besonderen Beispiel bewegt sich der obere Kolben verhältnismäßig schnell, und der untere Kolben bewegt sich verhältnismäßig langsam, z. B. zum Fräsen.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung legen ein System zur Steuerung der Geschwindigkeit des Absenkens eines Gegenstands in einem Bohrloch offen, wobei ein solches System bei einem Beispiel ein Hauptrohrglied oder einen Rohrstrang, der in einem Bohrloch abzusenken ist, und wenigstens ein Mantelrohr, das um das Hauptrohrglied und mit Zwischenraum zu diesem angeordnet ist, einschließt, wobei eine Außenfläche des Hauptrohrglieds und eine Innenfläche des Mantelrohres zwischen sich ein eingeschlossenes Volumen definieren, das ein Fluid enthält, wobei an dem Hauptrohrglied ein Durchflußreglerelement mit einem durchführenden Fluid-Durchgang befestigt ist und von diesem in das eingeschlossene Volumen vorsteht, wobei der Fluid-Durchgang für den gesteuerten Durchgang des Fluids in dem eingeschlossenen Volumen durch dieses hindurch von einer Seite des Durchflußreglerelements zur anderen bemessen ist, so daß die Bewegung des Hauptrohrglieds durch die Bewegungsgeschwindigkeit des Durchflußreglerelements innerhalb des eingeschlossenen Volumens begrenzt ist und dadurch gesteuert wird, und das Durchflußreglerelement beweglich und abdichtend für die Auf- und Abwärtsbewegung in dem eingeschlossenen Volumen angebracht ist.
Bei einem anderen Beispiel hat ein solches System wie das oben ausgeführte zwei eingeschlossene Volumina und wenigstens zwei Durchflußregler-Baugruppen, jede mit wenigstens einem Durchflußreglerelement in jedem eingeschlossenen Volumen. Eine Durchflußregler-Baugruppe steuert das anfängliche Absenken eines Werkzeugs, und die andere steuert das anschließende Absenken im Zusammenhang mit einer Unterbrechung im Kontakt des Werkzeugs mit einem gewünschten Gegenstand.
Bei einem Beispiel gewährleistet die erste Durchflußregler-Baugruppe ein gesteuertes Absenken für den Anfangskontakt von Werkzeug und Gegenstand und beansprucht bei bestimmten Ausführungsbeispielen zehn Minuten oder sogar Stunden, um das gewünschte Absenken und den Kontakt herbeizuführen. Bei einem Beispiel bewirkt die zweite Durchflußsegler-Baugruppe den erneuten Kontakt eines Werkzeugs und des Gegenstands verhältnismäßig schnell, z. B. in Sekunden oder in etwa einer Minute oder in Minuten.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel wird für jedes eingeschlossene Volumen (ein oder mehrere eingeschlossene Volumina) ein Expansion-Kontraktion-Kompensator bereitgestellt, der einen beweglichen Kolben einschließt, der beweglich in einer Kammer angeordnet ist, wobei sich auf einer Seite des Kolbens ein kompressibles Fluid befindet, während die andere Seite mit dem Fluid in dem eingeschlossenen Volumen in Fluid-Verbindung steht. Druck auf die Außenseite des Mantelrohres (z. B. durch die Druckhöhe des Fluids in einem Bohrloch) drückt Fluid aus dem eingeschlossenen Volumen in die Kammer, wodurch der Kolben bewegt wird. Der Kolben drückt das Gas auf der dem sich bewegenden Fluid gegenüberliegenden Seite zusammen, wodurch überschüssiges Fluid in die Kammer eintreten kann, um der Volumenabnahme Rechnung zu tragen, die durch den Druck auf das Mantelrohr bewirkt wird. Nachdem der Druck auf das Mantelrohr aufgehört hat, drückt das komprimierte Fluid auf den Kolben, wodurch das Fluid aus der Kammer zurück in das eingeschlossene Volumen gedrückt wird.
Bei einem Beispiel schließt das System einen Rohrstrang des Bohrrohres und Schwerstangen ein, die von einer Bohrausrüstung ausgehen, und es schließt eine Bohrkrone oder ein Fräswerkzeug oder Fräswerkzeuge ein, die an der Unterseite des Strangs zum Fräsen eines Rohrabschnitts, z. B. eines Liners oder Futterrohres, durch Drehung des Strangs, entweder von der Oberfläche aus oder durch einen abwärts im Bohrloch befindlichen Motor, angebracht sind. Bei einem solchen System ruht eine Mantelrohr- Baugruppe in und auf einem Bohrlochkopf entweder an der Erdoberfläche oder an der Meeresoberfläche. Die Mantelrohr-Baugruppe ist im Verhältnis zum Bohrlochkopf feststehend, während das Hauptrohrglied, das im Rohrstrang angebracht ist, drehbar ist. Um die Drehung zu erleichtern, hat die Mantelrohr- Baugruppe einen Boden, der auf einer unteren Lagerbaugruppe und in einer seitlichen Lagerbaugruppe rollt und sich dreht.
Bei einem Beispiel erzeugen Rollenlager der unteren Lagerbaugruppe Wärme, die das umgebende Schmier-Fluid ausdehnt. Um diese Ausdehnung zu kompensieren, ist in einer Kammer in Fluid-Verbindung mit dem Schmier-Fluid ein freifliegender Kolben beweglich angebracht, wobei ein kompressibles Fluid auf der Seite des Kolbens vorhanden ist, die der Seite im Kontakt mit dem Schmier-Fluid gegenüberliegt. Wenn sich das Schmier-Fluid ausdehnt, bewegt sich der Kolben in der Kammer, wobei er das kompressible Fluid zusammendrückt. Wenn sich das Schmier-Fluid abkühlt, bewegt das zusammengedrückte kompressible Fluid den Kolben zurück in seine Ausgangsposition.
Systeme, welche die vorliegende Erfindung verkörpern, können eingesetzt werden zur Steuerung der Bewegung eines Fräswerkzeugs (von Fräswerkzeugen), einer Bohrkrone oder eines Fräs- Bohrwerkzeugs, wie es z. B. in der hiermit zusammenhängenden US-Patentanmeldung mit dem Titel "Wellbore Milling-Drilling" (Bohrloch-Fräsen-Bohren), eingereicht am 2. April 1997, offengelegt wird. Bei einem Beispiel hat ein solches System eine erste Durchflußregler-Baugruppe, die ein Fräswerkzeug anfangs mit einer gesteuerten Vorschubgeschwindigkeit zum Kontakt mit einem zu fräsenden Rohrabschnitt und zum Fräsen desselben absenkt, und eine zweite Durchflußregler-Baugruppe, die das Fräswerkzeug erneut zum Kontakt mit dem Rohrabschnitt absenkt, wenn das Fräswerkzeug unbeabsichtigt vom Rohrabschnitt weg nach oben angehoben worden ist. Bei einem Beispiel braucht die erste Reglerbaugruppe etwa eine halbe, eine, zwei, fünf, zehn oder mehr Stunden, um das Fräswerkzeug abzusenken, und die zweite Durchflußregler-Baugruppe senkt das Fräswerkzeug in etwa einer, zwei, drei, vier, fünf, zehn oder mehr Minuten erneut ab.
Bei einem System, wie beispielsweise jedem der oben behandelten Systeme, haben eine oder beide Durchflußregler-Baugruppen (oder mehrere, wenn drei, vier oder mehr vorhanden sind) eingebaute Rückschlagventile, die ein Zurückfließen des Fluids durch die Durchflußregler-Baugruppe verhindern. Beispielsweise verhindert in einem System, in dem sich eine erste obere Durchflußregler-Baugruppe in einem eingeschlossenen Volumen um etwa 1,53 m (fünf Fuß) nach unten bewegt und dann der gesamte Rohrstrang angehoben wird, ein Rückschlagventil in der ersten oberen Durchflußregler-Baugruppe, das vorher den Durchgang von Fluid von einer unteren Seite der Durchflußregler-Baugruppe durch die Durchflußregler-Baugruppe zu einer oberen Seite der Durchflußregler-Baugruppe zugelassen hat, nun den Fluid-Durchgang in der entgegengesetzten Richtung (von oben nach unten). Folglich bewegt sich die Durchflußregler-Baugruppe in dem eingeschlossenen Volumen nicht wieder zurück nach oben und hält das Hauptrohrglied im Verhältnis zum Mantelrohr an derselben Stelle, bis erneut die Abwärtsbewegung (Fluid- Durchfluß von unten nach oben) der Durchflußregler-Baugnippe beginnt.
Bei einem Beispiel wird das System in einem Bohrrohrstrang und als Teil desselben positioniert, nach einem Aspekt als ein Teil zwischen einem Boot und einem Bohrkopf an der Meeresoberfläche. Bei einem anderen Beispiel wird das System - mit entweder einem massiven oder einem hohlen Dorn (mandrel) - im Seilsystem eingesetzt, das den Strang trägt.
Bei einem Beispiel kann das eingeschlossene Volumen an der Oberfläche mit Fluid gefüllt werden und/oder kann mit Fluid nachgefüllt werden. Bei einem Beispiel dreht(en) sich das(die) Mantekohr(e) mit dem Hauptrohrglied.
Bei bestimmten Ausführungsbeispielen der Erfindung ist das Glied des Rohrstrangs ein Dorn mit einem oberen Ende und einem unteren Ende, wobei jedes Ende mit einem anderen Glied des Rohrstrangs verbunden werden kann. Durch den Dorn kann von dessen oberem Ende zu dessen unterem Ende eine Fluid-Durchflußbohrung führen. Das untere Ende des Gehäuses kann eine abgeschrägte Kante zum Aufliegen an einer entsprechenden Kante eines Teils eines Bohrkopfes haben. Der wenigstens eine Fluid- Durchgangsmechanismus kann wenigstens zwei Fluid-Durchgangsmechanismen haben. Das Fluid in dem Gehäuse kann eine Flüssigkeit sein. Das Fluid in dem Gehäuse kann ein Gas sein. Der Fluid- Durchflußkanal kann so bemessen sein, daß der Fluid-Durchgangsmechanismus das Gehäuse von dessen einem Ende zu dessen anderem Ende in etwa einer Stunde durchquert. Der Fluid-Durchflußkanal kann so bemessen sein, daß der Fluid-Durchgangsmechanismus das Gehäuse von dessen einem Ende zu dessen anderem Ende in etwa einer Minute durchquert. Am Dorn kann wenigstens ein Fluid- Durchgangsmechanismus befestigt sein. Der Bohrrohrstrang kann ein unteres Ende haben, und an dem unteren Ende kann ein Schneidmechanismus befestigt sein. Die Vorrichtung kann einen Schneidmechanismus einschließen. Der Schneidmechanismus kann einen Rohr-Fräsmechanismus, einen Bohrmechanismus, einen Fräs-Bohr-Mechanismus oder jede Kombination derselben umfassen. Die Vorrichtung kann einen Rückschlagventil-Mechanismus im Fluid-Durchflußkanal des wenigstens einen Fluid-Durchgangsmechanismus' umfassen, um den Durchfluß durch den Fluid-Durchflußkanal von der Unterseite des wenigstens einen Fluid-Durchgangsmechanismus' zu dessen Oberseite und aus dieser heraus in einen Raum über dem wenigstens einen Fluid-Durchgangsmechanismus im hohlen Innenraum des Gehäuses zu erlauben, wobei der Rückschlagventil-Mechanismus den Fluid-Durchfluß in der entgegengesetzten Richtung aus dem Raum über dem wenigstens einen Fluid-Durchgangsmechanismus zu einem Raum unter diesem im hohlen Innenraum des Gehäuses verhindert. Die Vorrichtung kann einen Lagermechanismus umfassen, der an dem Glied des Bohrrohrstrangs befestigt ist, und das untere Ende der Vorrichtung zur Bewegungssteuerung im Bohrloch ruht auf dem Lagermechanismus und ist darauf drehbar. Die Vorrichtung kann eine Vielzahl von Rollen haben, die darin in einer primären Kammer drehbar angebracht sind, die primäre Kammer enthält Schmiermittel zum Schmieren der Rollen, eine Ausdehnungskammer ist in Fluid-Verbindung mit der primären Kammer, und ein Kolben ist beweglich in der Ausdehnungskammer angeordnet und wird durch eine Feder in der Ausdehnungskammer über dem Kolben nach unten vorgespannt, wobei der Kolben in Reaktion darauf, daß das Schmiermittel durch Erhitzen aus der primären Kammer ausgedehnt wird, nach oben bewegt werden kann. Die Vorrichtung kann eine Menge eines kompressiblen Gases über dem Kolben in der Ausdehnungskammer aufweisen, wobei dieses Gas zusammengedrückt wird, wenn sich der Kolben nach oben bewegt. Das Gehäuse kann eine selektiv zu öffnende obere Öffnung und eine selektiv zu öffnende untere Öffnung für den Zugriff zum hohlen Innenraum des Gehäuses haben, um Fluid daraus zu entfernen und darin einzuführen. Die Vorrichtung kann eine Gehäusekammer mit einer Oberseite und einer Unterseite haben, und der hohle Innenraum des Gehäuses ist in Fluid-Verbindung mit der Gehäusekammer, ein Kolben ist beweglich in der Gehäusekammer angeordnet, wobei sich über dem Kolben in der Gehäusekammer eine Menge an Gas befindet, der Kolben ist für den Kontakt durch das Fluid im hohlen Innenraum des Gehäuses angeordnet, so daß durch das Zusammendrücken des Gehäuses durch den Druck des Fluids außerhalb desselben das Fluid in dem hohlen Innenraum gegen den Kolben bewegt wird, um diesen in der Gehäusekammer nach oben zu drücken und das Gas über dem Kolben zusammenzudrücken.
Bestimmte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung umfassen eine Vorrichtung zur Bewegungssteuerung in einem Bohrloch, um die Bewegung eines Bohrrohrstrangs in einem Bohrloch zu steuern, der sich von der Oberfläche nach unten in die Erde erstreckt, wobei die Vorrichtung zur Bewegungssteuerung als eine erste Vorrichtung jede hier beschriebene Vorrichtung zur Bewegungssteuerung und als eine zweite Vorrichtung jede hier beschriebene Vorrichtung zur Bewegungssteuerung hat, jede derartige Vorrichtung, bei der eine Fluid-Durchflußgeschwindigkeit in der ersten Vorrichtung kleiner als eine Durchflußgeschwindigkeit in der zweiten Vorrichtung ist. Die erste Durchflußgeschwindigkeit kann so gewählt werden, daß der wenigstens eine erste Fluid- Durchgangsmechanismus in der ersten Vorrichtung ein Gehäuse der ersten Vorrichtung von dessen einem Ende zu dessen anderem Ende in etwa eine Stunde durchquert, und bei der die Durchflußgeschwindigkeit für die zweite Vorrichtung so gewählt wird, daß ein Fluid-Durchgangsmechanismus in der zweiten Vorrichtung deren Gehäuse von dessen einem Ende zum anderen in etwa einer Minute durchquert. Die Vorrichtung kann einen Rückschlagventil-Mechanismus im ersten Fluid-Durchflußkanal des wenigstens einen ersten Fluid-Durchflußkanals des wenigstens einen ersten Fluid-Durchgangsmechanismus' aufweisen, um den Durchfluß durch den ersten Fluid-Durchflußkanal von der Unterseite des wenigstens einen ersten Fluid-Durchgangsmechanismus' zu dessen Oberseite und aus diesem heraus in den Raum über dem wenigstens einen ersten Fluid-Durchgangsmechanismus im hohlen Innenraum der ersten Gehäuses zu erlauben, wobei der Rückschlagventil-Mechanismus den Fluid-Durchfluß in der entgegengesetzten Richtung aus dem Raum über dem wenigstens einen ersten Fluid-Durchgangsmechanismus in einen Raum unter diesem im hohlen Innenraum des ersten Gehäuses verhindert.
Bestimmte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung legen eine Vorrichtung zur Bewegungssteuerung in einem Bohrloch offen, um die Bewegung eines Bohrrohrstrangs in einem Bohrloch zu steuern, der sich von der Oberfläche nach unten in die Erde erstreckt, wobei die Vorrichtung zur Bewegungssteuerung als eine erste Vorrichtung jede hier beschriebene Vorrichtung zur Bewegungssteuerung und als eine zweite Vorrichtung jede hier beschriebene Vorrichtung zur Bewegungssteuerung hat. Die Fluid-Durchflußgeschwindigkeit in der ersten Vorrichtung kann kleiner als die Durchflußgeschwindigkeit in der zweiten Vorrichtung sein. Die erste Durchflußgeschwindigkeit kann so gewählt werden, daß der wenigstens eine erste Fluid-Durchgangsmechanismus in der ersten Vorrichtung ein Gehäuse der ersten Vorrichtung von dessen einem Ende zu dessen anderem Ende in etwa einer Stunde durchquert, und bei der die Durchflußgeschwindigkeit für die zweite Vorrichtung so gewählt wird, daß ein Fluid-Durchgangsmechanismus in der zweiten Vorrichtung deren Gehäuse von dessen einem Ende zum anderen in etwa einer Minute durchquert. Die Vorrichtung kann einen Rückschlagventil-Mechanismus im ersten Fluid-Durchflußkanal des wenigstens einen ersten Fluid-Durchgangsmechanismus' aufweisen, um den Durchfluß durch den ersten Fluid-Durchflußkanal von der Unterseite des wenigstens einen ersten Fluid- Durchgangsmechanismus' zu dessen Oberseite und aus dieser heraus in den Raum über dem wenigstens einen ersten Fluid-Durchgangsmechanismus im hohlen Innenraum der ersten Gehäuses zu erlauben, wobei der Rückschlagventil-Mechanismus den Fluid-Durchfluß in der entgegengesetzten Richtung aus dem Raum über dem wenigstens einen ersten Fluid-Durchgangsmechanismus in einen Raum unter diesem im hohlen Innenraum des ersten Gehäuses verhindert.
Bestimmte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung legen eine Vorrichtung zur Bewegungssteuerung in einem Bohrloch offen, um die Bewegung eines Bohrrohrstrangs in einem Bohrloch zu steuern, der sich von der Oberfläche nach unten in die Erde erstreckt, wobei die Bewegungssteuerung folgendes hat: ein Gehäuse mit einem oberen Ende, einem unteren Ende und einem hohlen Innenraum, der ein Innenvolumen mit einem darin befindlichen Fluid hat, einen Dorn mit einem oberen Ende und einem unteren Ende, wobei der Dorn zur Bewegung im Gehäuse angebracht ist, wenigstens einen Fluid- Durchgangsmechanismus mit einem oberen Ende und einem unteren Ende, der in dem hohlen Innenraum des Gehäuses angeordnet werden kann, wobei der wenigstens eine Fluid-Durchgangsmechanismus einen Fluid-Durchflußkanal hat, der sich vom oberen Ende zum unteren Ende durch diesen erstreckt, und wobei der wenigstens eine Fluid-Durchgangsmechanismus am Dorn befestigt ist, während der wenigstens eine Fluid-Durchgangsmechanismus innerhalb des hohlen Innenraums des Gehäuses positioniert ist, so daß Fluid im hohlen Innenraum des Gehäuses durch den Fluid-Durchflußkanal von einem Ende des Fluid- Durchgangsmechanismus' zum anderen Ende des Fluid-Durchgangsmechanismus' fließen kann, was die Bewegung des Fluid-Durchgangsmechanismus' innerhalb des Gehäuses erlaubt, wodurch die Bewegung des Dorns gesteuert wird. Der Dorn kann massiv sein.
Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Steuerung der Bewegung eines Rohrstrangs, der bei Bohrvorgängen eingesetzt wird, offengelegt, wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:
Verbinden einer Vorrichtung nach jedem der vorhergehenden Ansprüche mit dem Rohrstrang und Absteigenlassen des Gehäuses und des Rohrstrangs zu der im voraus definierten untersten Stelle des Gehäuses und anschließendes Fließenlassen des Fluids in dem hohlen Innenraum des Gehäuses/der Kammer aus einem Raum unter dem wenigstens einen Fluid-Durchgangsmechanismus, durch den wenigstens einen Fluid-Durchgangsmechanismus in einen Raum über dem wenigstens einen Fluid- Durchgangsmechanismus, wenn sich der wenigstens eine Fluid-Durchgangsmechanismus in dem Gehäuse/der Kammer nach unten bewegt, um dadurch den Rohrstrang gesteuert nach unten zu bewegen. Bestimmte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung legen ein Verfahren zur Steuerung der Bewegung eines Rohrstrangs, der bei Bohrvorgängen eingesetzt wird, offen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: Verbinden einer Vorrichtung zur Bewegungssteuerung im Bohrloch mit dem Rohrstrang, wobei die Vorrichtung zur Bewegungssteuerung im Bohrloch folgendes hat: ein Gehäuse mit einem oberen Ende, einem unteren Ende und einem hohlen Innenraum, der ein Innenvolumen mit einem darin befindlichen Fluid hat, wenigstens einen Fluid-Durchgangsmechanismus mit einem oberen Ende und einem unteren Ende, der in dem hohlen Innenraum des Gehäuses angeordnet werden kann, wobei der wenigstens eine Fluid-Durchgangsmechanismus einen Fiuid-Durchflußkanal hat, der sich vom oberen Ende zum unteren Ende durch diesen erstreckt, und wobei der wenigstens eine Fluid-Durchgangsmechanismus an einem Glied des Bohrrohrstrangs befestigt werden kann, während der wenigstens eine Fluid- Durchgangsmechanismus innerhalb des hohlen Innenraums des Gehäuses positioniert ist, so daß Fluid im hohlen Innenraum des Gehäuses durch den Fluid-Durchflußkanal von einem Ende des Fluid- Durchgangsmechanismus' zum anderen Ende des Fluid-Durchgangsmechanismus' fließen kann, was die Bewegung des Fluid-Durchgangsmechanismus' innerhalb des Gehäuses erlaubt, wodurch die Bewegung des Glieds des Bohrrohrstrangs gesteuert wird und dadurch die Bewegung des Rohrstrangs im Bohrloch gesteuert wird; und das Fließenlassen des Fluids in dem hohlen Innenraum des Gehäuses aus einem Raum unter dem wenigstens einen Fluid-Durchgangsmechanismus, durch den wenigstens einen Fluid- Durchgangsmechanismus in einen Raum über dem wenigstens einen Fluid-Durchgangsmechanismus, wenn sich der wenigstens eine Fluid-Durchgangsmechanismus in dem Gehäuse nach unten bewegt, um dadurch den Rohrstrang gesteuert nach unten zu bewegen.
Bestimmte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung legen ein Verfahren zur Steuerung der Bewegung eines Gegenstands (z. B., eines Rohrabschnitts, eines Rohrstrangs oder jedwedes Bohrturmwerkzeugs oder -vorrichtung, ohne darauf beschränkt zu sein), der bei Bohrvorgängen eingesetzt wird, offen, wobei das Verfahren folgendes einschließt: Einfügen einer Vorrichtung zur Bewegungssteuerung in einem Bohrloch zwischen den Gegenstand und eine Bohrturm-Haltevorrichtung für den Gegenstand (z. B., zwischen ein Halteseil und den Gegenstand oder als ein Glied eines Rohrstrangs, z. B. als Gelenkkompensator, ohne darauf beschränkt zu sein), wobei die Vorrichtung zur Bewegungssteuerung im Bohrloch folgendes hat: ein Gehäuse mit einem oberen Ende, einem unteren Ende und einem hohlen Innenraum, der ein Innenvolumen mit einem darin befindlichen Fluid hat, einen Dorn mit einem oberen Ende und einem unteren Ende, wobei der Dorn zur Bewegung im Gehäuse angebracht ist, wenigstens einen Fluid-Durchgangsmechanismus mit einem oberen Ende und einem unteren Ende, der in dem hohlen Innenraum des Gehäuses angeordnet werden kann, wobei der wenigstens eine Fluid- Durchgangsmechanismus einen Fluid-Durchflußkanal hat, der sich vom oberen Ende zum unteren Ende durch diesen erstreckt, und wobei der wenigstens eine Fluid-Durchgangsmechanismus an dem Dorn befestigt ist, während der wenigstens eine Fluid-Durchgangsmechanismus innerhalb des hohlen Innenraums des Gehäuses positioniert ist, so daß Fluid im hohlen Innenraum des Gehäuses durch den Fluid- Durchflußkanal von einem Ende des Fluid-Durchgangsmechanismus' zum anderen Ende des Fluid- Durchgangsmechanismus' fließen kann, was die Bewegung des Fluid-Durchgangsmechanismus' innerhalb des Gehäuses erlaubt, wodurch die Bewegung des Dorns gesteuert wird; und das Fließenlassen des Fluids in dem hohlen Innenraum des Gehäuses aus einem Raum unter dem wenigstens einen Fluid- Durchgangsmechanismus, durch den wenigstens einen Fluid-Durchgangsmechanismus in einen Raum über dem wenigstens einen Fluid-Durchgangsmechanismus, wenn sich der wenigstens eine Fluid- Durchgangsmechanismus in dem Gehäuse nach unten bewegt, um dadurch den Gegenstand gesteuert nach unten zu bewegen. Bei einem solchen Verfahren kann ein Reglermechanismus für das Öffnen und Schließen des(r) Durchflußkanals(-kanäle) im Fluid-Durchgangsmechanismus bereitgestellt werden, um die Bewegung des wenigstens einen Fluid-Durchgangsmechanismus' zu steuern, um dadurch die Bewegung des Gegenstands zu steuern. Ein solcher Reglermechanismus kann auf der Bohrturmebene, angrenzend an den Gegenstand und/oder von diesem entfernt betätigt werden. Bei einem Beispiel öffnet und schließt der Reglermechanismus den(die) Fluid-Durchflußkanal(-kanäle). Bei einem anderen Beispiel steuert der Reglermechanismus die Querschnittsgröße des Fluid-Durchflußkanals.
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird nun in Form von Beispielen auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, in denen:
Fig. 1 eine Seitenschnittansicht eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung in einer ersten Betriebsposition ist,
Fig. 2 eine Querschnittansicht auf der Linie 2-2 von Fig. 1 ist,
Fig. 3 eine Querschnittansicht auf der Linie 3-3 von Fig. 1 ist,
Fig. 4 eine Querschnittansicht auf der Linie 4-4 von Fig. 1 ist,
Fig. 5 eine Querschnittansicht auf der Linie 5-5 von Fig. 1 ist,
Fig. 6 eine Querschnittansicht auf der Linie 6-6 von Fig. 1 ist,
Fig. 7 eine Querschnittansicht auf der Linie 7-7 von Fig. 1 ist,
Fig. 8 eine Querschnittansicht auf der Linie 8-8 von Fig. 1 ist,
Fig. 9 eine Querschnittansicht auf der Linie 9-9 von Fig. 1 ist,
Fig. 10 eine Seitenschnittansicht der Vorrichtung von Fig. 1 in einer zweiten Betriebsposition ist,
Fig. 11 eine Seitenschnittansicht der Vorrichtung von Fig. 1 in einer dritten Betriebsposition ist,
Fig. 12, 13 und 14 eine vergrößerte Ansicht von bestimmten Teilen der Vorrichtung von Fig. 1 zeigen,
Fig. 15A eine schematische Ansicht einer Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung beim Einsatz ist,
Fig. 15B einen Teil der Vorrichtung von Fig. 15A im vergrößerten Maßstab zeigt,
Fig. 16A und 16B Seitenschnittansichten sind, die zusammengenommen ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung zeigen,
Fig. 17A bis 17D, 18A bis 18B, 19A und 20 Vergrößerungen von Abschnitten der Vorrichtung von Fig. 16A und 16b sind,
Fig. 17E eine Querschnittansicht eines Dorns der Vorrichtung von Fig. 17A ist,
Fig. 18C und 18D Querschnittansichten von Kolben des Systems von Fig. 18A sind, und
Fig. 19B eine Querschnittansicht auf der Linie 19B-19B von Fig. 19A ist.
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 10 nach der vorliegenden Erfindung, die in einem Rohrstrang zur Steuerung der Geschwindigkeit des Vorschubs oder Absenkens des Strangs und damit zur Steuerung der Geschwindigkeit des Vorschubs oder Absenkens eines anderen Werkzeugs, einer Vorrichtung oder eines Mechanismus', die mit dem Strang verbunden oder in diesen eingefügt sind, eingesetzt werden kann. Beispielsweise kann die Vorrichtung 10 bei einem Rohrstrang von Pumprohren, Futterrohr oder Rohrabschnitten eingesetzt werden, sie kann eingesetzt werden mit einem Fräswerkzeug oder Fräswerkzeugen, mit einer Bohrkrone oder mit einem Fräs-Bohrwerkzeug, und sie kann eingesetzt werden bei einem Rohrstrang, der durch eine Rotary-Vorrichtung, durch einen abwärts im Bohrloch befindlichen Motor oder durch beide gedreht wird.
Die Vorrichtung 10 schließt eine obere Dornverlängerung 24, einen oberen Dorn 20, der durch Gewinde mit der oberen Dornverlängerung 24 verbunden ist, und einen unteren Dorn 22 ein, der durch Gewinde mit dem oberen Dorn 20 verbunden ist. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 10 fließt Fluid durch die Vorrichtung 10 von der Oberseite zur Unterseite durch eine Durchflußbohrung 25 durch die obere Dornverlängerung 24, eine Durchflußbohrung 21, durch den oberen Dorn 20 und durch eine Durchflußbohrung 23 durch den unteren Dorn 22. Eine oder mehrere oder alle der Komponenten obere Dornverlängerung 24, oberer Dorn 20 und unterer Dorn 22 können jedoch auch massiv sein, oder sie können durch ein einziges massives Bauteil ersetzt werden. Die Vorrichtung kann innerhalb eines Rohrabschnitts oder von Rohrabschnitten eingesetzt werden, oder sie kann an einer Stelle in einem Rohrstrang außerhalb von Rohrsträngen sowie dem Futterrohr eingesetzt werden, z. B. in einem Rohrstrang über einem Bohrlochkopf an der Meeresoberfläche oder in einem Rohrstrang in einem Bohrgerüst, ohne daraufbeschränkt zu sein.
Die Abstiegs- oder Vorschubgeschwindigkeit des Dornsystems (obere Dornverlängerung 24, oberer Dorn 20, unterer Dorn 22) wird durch eine oder mehrere Durchflußregler-Baugruppen gesteuert, die am Dornsystem befestigt sind und im Fluid in einem oder mehreren eingeschlossenen Volumina des Fluids beweglich sind, die um einen Abschnitt des Dornsystems gebildet werden. Jede Durchflußregler-Baugruppe hat ein Teil, das sich durch ein eingeschlossenes Volumen bewegen kann. Das Teil ist beweglich, wenn das Fluid in dem eingeschlossenen Volumen durch einen Auslaß, ein Ventil, eine Öffnung oder eine Durchflußregler-Einrichtung in der Durchflußregler-Baugruppe fließt. Der Auslaß, die Öffnung, das Ventil oder die Durchflußregler-Einrichtung sind so bemessen, daß sich das Fluid mit einer bestimmten Geschwindigkeit durch die Durchflußregler-Baugruppe bewegt und sich dadurch die Durchflußregler- Baugruppe mit einer gewünschten Geschwindigkeit durch das eingeschlossene Volumen nach unten bewegt. Infolgedessen bewegen sich das Dornsystem, und folglich der Rohrstrang, in dem es aufgenommen ist, mit der gesteuerten Bewegungsgeschwindigkeit der Durchflußregler-Baugruppen, die an dem Dornsystem befestigt sind, nach unten (oder vorwärts). Es liegt im Rahmen dieser Erfindung, eine Durchflußregler-Baugruppe in einem eingeschlossenen Volumen einzusetzen, eine Vielzahl von Darchflußregler-Baugruppen in einer Vielzahl von eingeschlossenen Volumina einzusetzen, Durchflußregler-Baugruppen mit einer ersten Bewegungsgeschwindigkeit in einem ersten eingeschlossenen Volumen und zusätzliche Durchflußregler-Baugruppen mit unterschiedlichen Bewegungsgeschwindigkeiten in zusätzlichen eingeschlossenen Volumina einzusetzen, oder eine oder mehrere Durchflußregler-Baugruppen in (einem) eingeschlossenen Volumen(Volumina) zur Steuerung der Bewegungsgeschwindigkeit von Elementen, die ein anderes eingeschlossenes Volumen defmieren, einzusetzen. Die eingeschlossenen Volumina enthalten Flüssigkeit, z. B. Hydraulikflüssigkeit, Öl, Ethylenglycol, Wasser oder jede geeignete saubere Flüssigkeit. Nach anderen Aspekten enthalten sie ein Gas, z. B. Luft, Stickstoff oder Helium oder ein Gemisch derselben.
Die Vorrichtung 10, die in Fig. 1 gezeigt wird, hat zwei obere Durchflußregler-Baugruppen 30 und 32, die beweglich in einem eingeschlossenen Volumen 34 eines Fluids, z. B. einer Hydraulikflüssigkeit oder eines Öls, ohne darauf beschränkt zu sein, angeordnet sind. Das eingeschlossene Volumen 34 wird allgemein durch eine Innenfläche 41 eines Mantelrohres 40, ein unteres Ende 51 einer oberen Kappe 50 und ein oberes Ende 61 einer unteren Kappe 60 defmiert. Ein oberes Mantelrohr 42 ist an der oberen Kappe 50 befestigt, und das Domsystem ist innerhalb des oberen Mantelrohres 42 beweglich.
Das obere Ende eines mittleren Mantelrohres 44 ist an der unteren Kappe 60 befestigt, und ein unteres Ende des mittleren Mantelrohres 44 ist beweglich angeordnet in einer und durch eine Bohrung 71 durch eine Zylinderkappe 70, eine Bohrung 81 eines unteren Gehäuses 80 und eine Bohrung 91 eines Körpers 90.
Am unteren Ende des mittleren Mantelrohres 44 sind Durchflußregler-Baugruppen 46 und 48 befestigt und sind in einem eingeschlossenen Volumen 84 eines Fluids, z. B. einer Hydraulikflüssigkeit oder eines Öls, ohne darauf beschränkt zu sein, beweglich. Das eingeschlossene Volumen 84 wird allgemein durch ein unteres Ende 72 der Zylinderkappe 70, eine Innenfläche 83 des unteren Gehäuses 80 und ein oberes Ende 92 des Körpers 90 defmiert.
Wenn sich die Durchflußregler-Baugruppen 46, 48 in dem eingeschlossenen Volumen 84 bewegen, bewegen sich das mittlere Mantelrohr 44, die untere Kappe 60, das Mantelrohr 40, die obere Kappe 50 und das obere Mantekohr 42 zusammen.
An einem Lagergehäuse 100 ist eine Sicherungsmuffe 102 befestigt, und ein unterer Abschnitt des Körpers 90 ist innerhalb der Sicherungsmuffe 102 angeordnet. In einer Kammer 18 ist eine Vielzahl von Rollenlagern 104 drehbar angebracht (im Lagergehäuse 100, so daß beide eingeschlossene Volumina 34 und 84 und die sie definierenden Elemente sowie die Mantelrohre 40, 42 und 44 auf den Rollenlagern 104 drehbar sind und folglich mit dem Dornsystem drehbar sind. Ein oder mehrere Keile 106, die durch den Körper 90 führen, reichen in Keilnuten 28 des unteren Dorns 22 hinein, so daß bei der Drehung des Dorns 22 der Körper 90 und die daran angebrachten Gegenstände, einschließlich des unteren Mantelrohres 44, gedreht werden). Die Sicherungsmuffe 102 (und die damit verbundenen Gegenstände) drehen sich nicht. Wie in Fig. 10 gezeigt wird, hat sich das Dornsystem in dem Maße nach unten bewegt, in dem sich das eingeschlossene Volumen 34 und die Durchflußregler-Baugruppen 30, 32 von der Oberseite des eingeschlossenen Volumens 34 zu dessen Unterseite nach unten bewegt haben.
Fig. 12 zeigt eine Vergrößerung der oberen Kappe 50 und der unteren Kappe 60. Die Durchflußregler-Baugruppe 32 schließt einen Kolben 100 ein, dessen Grenzfläche zur Innenfläche 41 des Mantelrohres mit Runddichtringen 102, 104 abgedichtet ist, und dessen Grenzfläche zur Außenseite des Dorns 20 mit einem Runddichtring 106 abgedichtet ist. Sicherungsspaltringe 108 befestigen die Durchflußregler-Baugruppe 32 am oberen Dorn 20. Ein Sicherungsring 110 hält den oberen Sicherungsspaltring 108 in Position. Ein Sieb 114 zum Auffangen von Teilchen im Fluid und damit zur Verhinderung des Verstopfens der Durchflußregler-Baugruppe ist in einer Bohrung 116 eines Gehäuses 112 im Kolben 100 angeordnet. Eine Einrichtung 120 mit gesteuerter Öffnungsgröße ist zwischen dem Sieb 114 und einer Entlastungsventil-Baugruppe 122 in der Bohrung 116 angeordnet. Über der Entlastungsventil- Baugruppe 122 ist ein Sieb 124 angeordnet (in Fig. 12 nach links).
Bei einem Aspekt ist die Einrichtung 120 mit gesteuerter Öffnungsgröße ein kommerziell erhältliches Flosert TM-Element, das von der Lee Company vertrieben wird, mit einem Öffnung, die so bemessen ist, daß ein Durchfluß von etwa 0,455 l (0,1 Gallonen) je Minute durch diese möglich ist. Es können ein, zwei, drei, vier oder mehr Flosert TM-Elemente eingesetzt werden. Bei einem Aspekt schließt die Entlastungsventil-Baugruppe zwei Entlastungsventile ein, wobei eines auf 0,0865 Nm² (200 Pfund/Quadratzoll) eingestellt ist und eines auf 0,173 Nm&supmin;² (400 Pfund/Quadratzoll) eingestellt ist (um den Fluid- Druck innerhalb des eingeschlossenen Volumens zu entlasten und die Vorschubgeschwindigkeit des Systems zu steuern). Die Durchflußregler-Baugruppe 30 ist gleich der Durchflußregler-Baugruppe 32. Für den Fall, daß der Druck außerhalb des Mantelrohres 40 das Mantelrohr zur Verringerung des Volumens des eingeschlossenen Volumens 34 schiebt, kann Fluid aus dem komprimierten Volumen durch eine Bohrung 123 eines Kolbenkäfigs 130 fließen, um einen Kolben 140, der beweglich in einem Kanal 134 angeordnet ist, zu kontaktieren und zu bewegen. Auf der anderen Seite des Kolbens 140 (in Fig. 12 nach links) befindet sich eine Menge eines kompressiblen Fluids 138 (z. B. eines Gases, von Luft, Stickstoff, Helium, ohne darauf beschränkt zu sein). Eine Dichtung 136 dichtet die Grenzfläche Kolbenobere Kappe ab. In dem Maße, wie das eingeschlossene Volumen 34 verringert wird, bewegt sich der Kalben 140, wobei er das Fluid 138 zusammendrückt. Fluid aus dem eingeschlossenen Volumen 34 kann direkt aus dem eingeschlossenen Volumen 34 oder durch die Durchflußregler-Baugruppe zur Bohrung 132 fließen. An der oberen Kappe 50 ist ein Wischer 144 befestigt, um die Oberfläche des Dorns abzuwischen und den Durchgang von Verunreinigungen zur Dichtung 146 zu unterbinden. Ein Runddichtring 146 dichtet die Grenzfläche Dornobere Kappe ab. Ein Stopfen 152 ist herausnehmbar in einem Fülloch 154 angeordnet, durch das Fluid gepumpt werden kann, um das eingeschlossene Volumen 34 zu füllen. Außerdem ist im Loch 154 ein Sieb 156 zum Filtern des ankommenden Fluids angeordnet. Eine Dichtung 158 dichtet die Grenzfläche obere Kappe/Mantekohr ab. Ein Stopfen 159 ist herausnehmbar in einer Spülöffnung 157 angeordnet. Die Spülöffnung 157 ermöglicht den Zugang zum eingeschlossenen Volumen, z. B. an der Erdoberfläche, um Fluid in dieses einzufüllen, um das Werkzeug zurückzustellen. Fluid fließt durch das Fülloch 154 zu und durch einen Kanal 153 und entweder durch einen Kanal 151 und die Durchflußregler- Baugruppe in das eingeschlossene Volumen 34 oder direkt in das eingeschlossene Volumen 34.
Die untere Kappe 60 hat einen Stopfen 172, der herausnehmbar in einen Kanal 170 zum Einfüllen von Fluid in das eingeschlossene Volumen 34 eingesetzt wird. Im Kanal 174 ist ein Filtersieb 176 angeordnet. Um zu verhindern, daß Fluid aus dem eingeschlossenen Volumen 34 austritt, ist eine Kugel 173 beweglich in einem Kanal 171 angeordnet, der mit dem Kanal 174 und mit dem eingeschlossenen Volumen 34 in Fluid-Verbindung steht. Wenn die Kugel 173 so aufgenommen wird, wie das in Fig. 12 gezeigt wird, kann kein Fluid zum Kanal 174 fließen. Ein Stift 179 hält die Kugel im Kanal 171. Ein Runddichtring 177 dichtet die Grenzfläche untere Kappe/Mantelrohr ab. An der unteren Kappe 60 ist ein Wischerring 175 befestigt. Ein Lüftungskanal 168 ist so angeordnet, daß bei der Füllung durch den Kanal 174 (die Kugel 173 wird gegen den Stift 179 bewegt, und Fluid fließt in das eingeschlossene Volumen 34) Luft oder Gas entlüftet und nicht in dem eingeschlossenen Volumen eingeschlossen werden.
Wie detailliert in Fig. 13 gezeigt wird, gleichen die Durchflußregler-Baugruppen 46, 48 den oben beschriebenen Durchflußregler-Baugruppen 30, 32 und arbeiten auf ähnliche Weise. Bei diesem Ausführungsbeispiel haben die Durchflußregler-Baugruppen 46, 48 jedoch keine Entlastungsventile (der Durchfluß ist in beiden Richtungen möglich), und Fluid-Durchfluß-Einrichtungen 202, 204 mit gesteuerter Öffnung erlauben den Fluid-Durchfluß mit einer signifikant unterschiedlichen Geschwindigkeit gegenüber derjenigen der Baugruppen 30, 32. Bei einem Aspekt erlauben die Fluid-Durchfluß-Einrichtungen 202, 204 mit gesteuerter Öffnung das Fließen des Fluids mit einer gewünschten Geschwindigkeit, so daß das Mantelrohr 44 und die damit verbundenen Gegenstände in etwa 55 s bis zum vollen Ausmaß der zulässigen Bewegung nach unten bewegt werden können.
Druckkompensationsbauteile 206, 208 sind ähnlich wie der Kolben 140 und der Kolbenkäfig 130 aufgebaut und arbeiten wie diese (siehe Fig. 12 und den oben stehenden beschreibenden Text). Kolben 212, 214 bewegen sich in Kammern 216 bzw. 218, die Mengen 222, 224 eines kompressiblen Fluids enthalten. Ein herausnehmbarer Stopfen 226 verschließt selektiv einen Füllkanal 228, durch den Fluid in das eingeschlossene Volumen 84 eingeführt werden kann. Im Füllkanal 228 ist ein Filtersieb 227 angeordnet. Ein Absatz 49 auf dem unteren Mantelrohr 44 erlaubt es dem Mantelrohr 44, der unteren Kappe 60 und jedem Element, das mit der unteren Kappe 60 verbunden oder in diese eingefügt ist, sich in dem Maße nach unten zu bewegen, in dem sich das untere Mantelrohr 44 innerhalb des Körpers 90 und der Zylinderkappe 70 bewegt. Zwischen der Außenseite des unteren Dorns 22 und der Innenfläche des Körpers 90 wird ein Raum bereitgestellt, in dem sich das untere Mantelrohr 44 nach unten bewegen kann. Die Durchflußregler-Baugruppen 46, 48 sind am unteren Mantekohr 44 befestigt (wie die Durchflußregler-Baugruppen 30, 32 am oberen Dorn 20 befestigt sind). Keilnuten im Mantelrohr 44 nehmen die Stifte 106 auf.
Wie in Fig. 13 gezeigt wird, steht jeder Stift 106 durch den Körper 90 und in eine Keilnut 28 des unteren Dorns 22 vor, wodurch der Körper 90 zur Drehung mit dem unteren Dorn 22 verbunden wird. Ein Stopfen 95 wird herausnehmbar in einen Kanal 96 eingesetzt, der mit einem Kanal 97 zum Füllen (oder Leeren) des eingeschlossenen Volumens 84 in Fluid-Verbindung steht. Im Kanal 96 ist ein Filtersieb 99 angeordnet. Ein Lüftungskanal 98 verhindert das Einschließen von Luft.
Die Rollenlager 104 sind in einer Kammer 181 angeordnet, die mit Lagerschmiermittel gefüllt ist. Ein Kolben 182, der beweglich in einem Kanal 183 angeordnet ist, wird durch eine Feder 184 nach unten (in Fig. 14 nach rechts) vorgespannt. Die Kammer 181 steht mit dem Kanal 183 in Verbindung, so daß sich das erhitzte Schmiermittel, das sich ausdehnt (z. B. erhitzt auf Grund der Drehung der Rollenlager 104), in den Kanal 183 bewegen kann, wobei es den Kolben 182 nach oben gegen die Feder 184 drückt. Die Rollenlager 104 werden von einem oberen Laufring 104a und einem unteren Laufring 104b umschlossen.
Ein seitliches Lager 188 bietet ein Seitenauflager für das Ende des Körpers 90, das über Kanäle 192 und 193 geschmiert wird. Es kann mit einem oder mehreren Kolben 182 gearbeitet werden. Ein Runddichtring 195 dichtet die Grenzfläche Lagergehäuse/Körper ab. Ein Runddichtring 196 dichtet die Grenzfläche Kolben/Körper ab. Ein Runddichtring 197 dichtet die Grenzfläche Körper/Lagergehäuse ab. Ein Runddichtring 198 dichtet eine Grenzfläche zwischen einem unteren Körper 189 (in dem sich die Kammer 181 befindet) und dem Körper 90 ab. Kerben 169 lassen das Fließen des Fluids um den unteren Körper 189 zu, wenn dieser auf einem Bohrlochkopf aufgenommen worden ist. Ein Sicherungsring 139 hält die Stifte 106 in Position.
Fig. 10 zeigt die Position des Dornsystems nach dem Absenken und/oder Vorschub der Durchflußregler-Baugruppen 30, 32 im eingeschlossenen Volumen 34.
Fig. 11 zeigt die Position des Dornsystems nach dem Absenken der Durchflußregler-Baugruppen 46, 48 im eingeschlossenen Volumen 84.
Fig. 15A und 15B veranschaulichen ein besonderes Ausführungsbeispiel eines Frässystems 300, das mit einem Werkzeug 302 (wie dem oben beschriebenen Werkzeug 10, Fig. 1 bis 14) arbeitet. Das Werkzeug 302 ist Teil eines Rohrstrangs 314, der sich von einem Bohrgerüst 306 auf einem Schiff 304 nach unten in ein Bohrloch 301 erstreckt. Halteseile 308 halten ein Drehgelenk 312, das den Strang 314 trägt, und ein typischer Seiltrommel-Bremsmechanismus 310 steuert das Anheben und Absenken der Seile und des Drehgelenks. Der Strang verläuft unter dem Werkzeug 302 weiter als Strang 318, der Gestängerohr 321, 322 und Schwerstangen 320 einschließt. Mit dem Gestängerohr 322 ist ein Frässystem 330 verbunden. Ein Lagergehäuse (wie das Lagergehäuse 100) hat ein unteres Ende, das auf und an einer entsprechenden Schale oder einem Teil (z. B. einem oberen Ende eines Rohrbündelhalters) eines Bohrloch- Futterrohres (nach einem Aspekt mit einer Kammer zum Wassern eines abgeschrägten Endes des Gehäuses) des Bohrlochkopfes 316 ruht. Kerben im unteren Ende (wie die Kerben 169 des Lagergehäuses 110, Fig. 14) erlauben das Fließen von Fluid zwischen dem Lagergehäuse und der Schale, so daß zirkulierendes Fluid nach oben in den Ringraum zwischen dem Werkzeug und dem Futterrohr fließen kann, der nach oben bis zur Meeresoberfläche und bis zum Schiff 304 reicht.
Bei der typischen Arbeitsweise des Systems 300 wird der Strang 314, 318 mit dem Frässystem 330 in ein mit Futterrohr versehenes Hauptbohrloch abgesenkt, um einen zu fräsenden Rohrabschnitt zu kontaktieren, z. B., eine verlorene Verrohrung eines seitlichen Bohrlochs, das vom Hauptbohrloch ausgeht, ohne darauf beschränkt zu sein, und durch das Fräsen wird ein Fenster oder ein Loch durch die verlorene Verrohrung zurück in das Hauptbohrloch hergestellt. Das Werkzeug 302 wird so abgesenkt, daß es in der Schale 334 aufgenommen wird und das Frässystem 330 Kontakt zur verlorenen Verrohrung (nicht gezeigt) herstellt. Die Durchflußregler-Baugruppen (die den Durchflußregler-Baugruppen 30, 32, Fig. 1, entsprechen) erlauben den Vorschub eines Fräswerkzeugs (oder von Fräswerkzeugen) des Frässystems 330 mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,635 cm (0,25 Zoll) bis 1,27 cm (0,5 Zoll) je Minute, was einen gesteuerten, verhältnismäßig langsamen Vorschub des(der) Fräswerkzeugs (-werkzeuge) gewährleistet. Das verhindert ein Rutschen des Fräswerkzeugs auf der Oberseite der verlorenen Verrohrung - was auftreten kann, wenn das(die) Fräswerkzeug (-werkzeuge) zu schnell vorgeschoben werden - und erleichtert auch die Anwendung des Frässystems 300 in Verbindung mit einer Fräsführung, wie sie in der hiermit zusammenhängenden US-Patentanmeldung, Ser.-Nr. 08/590747, eingereicht am 24. Januar 1996, offengelegt wird, die hier vollständig für alle Zwecke einbezogen wird und im gleichen Besitz wie die vorliegende Erfindung ist.
Typischerweise machen es ein Schiff 304 und bekannte Kompensatoren und Kompensationssysteme möglich, daß sich das Schiff mit den Wellen und der Meeresdünung auf und ab bewegen kann, während das Drehgelenk und damit der Strang im wesentlichen auf derselben Höhe gehalten werden. Extreme Wellen und Meeresdünungen können jedoch mit den verschiedenen bekannten Kompensatoren nicht bewältigt werden, und wenn ein Frässystem wie das System 300 mit einem Werkzeug 302 (oder Werkzeugen 10) eingesetzt wird, wird ein Fräswerkzeug von der zu fräsenden Verrohrung abgehoben, und das Fräswerkzeug wird (bei Systemen ohne ein Gerät nach der vorliegenden Erfindung) nach unten zurück in die Verrohrung geschoben, geschmissen oder geschlagen. Mit einem Werkzeug 302 dagegen bewegt sich nach dem Anheben des Fräswerkzeugs in Reaktion auf eine Welle oder die Dünung der Absatz am Boden des Lagergehäuses von der Schale des Bohrlochkopfes 316 weg. Wenn das geschieht, bewegen sich die Durchflußregler-Baugruppen, die den Vorschub des Fräswerkzeugs steuern, im eingeschlossenen Volumen nach oben (z. B. die Durchflußregler-Baugruppen 30, 32 im eingeschlossenen Volumen 34, z. B. nach oben über die halbe Strecke dieses eingeschlossenen Volumens). Auf Grund der Rückschlagventile in den Durchflußregler-Baugruppen wird verhindert, daß die Durchflußregler- Baugruppen sich zurück nach oben zur Oberseite des eingeschlossenen Volumens bewegen. Sobald die Dünung passiert ist und das Gewicht wieder auf dem Frässystem liegt, beginnt sich das Frässystem (das kontinuierlich rotiert hat) auf Grund der anschließenden Abwärtsbewegung der Durchflußregler- Baugruppen in dem eingeschlossenen Volumen wieder nach unten zu bewegen. Auf Grund des Abstands der unteren Durchflußregler-Baugruppen (z. B. der Durchflußregler-Baugruppen 46, 48, Fig. 1) über dem oberen Ende des Körpers (z. B. des Körpers 90) bewegt sich das Fräswerkzeug trotzdem nicht sofort zurück zum Kontakt mit der Verrohrung. Erst wenn sich die Durchflußregler-Baugruppen nach unten bewegt haben, um den Körper zu kontaktieren (siehe Fig. 11), bewegt sich das Fräswerkzeug zum erneuten Kontakt mit der Verrohrung. Aus diesem Grund sind bei bestimmten Ausführungsbeispielen die Durchflußöffnungen der unteren Durchflußregler-Baugruppen so bemessen, daß diese sich verhältnismäßig schnell, z. B. in einer Minute, bewegen, so daß das Fräsen nach der Dünung rasch wieder fortgesetzt werden kann.
Außer zur Gewährleistung eines zeitlich gesteuerten Vorschubs oder der Bewegung eines Bohrlochwerkzeugs oder -mechanismus' (oder anstelle derselben) werden Systeme nach der vorliegenden Erfindung dafür eingesetzt, einen Mechanismus oder ein Werkzeug über eine bekannte Strecke, entweder die gesamte Strecke der Taktlänge des Systems oder ein Teilelement dieser Strecke, vorzuschieben oder zu bewegen. Nach einem Aspekt wird das System teilweise an der Oberfläche getaktet, d. h., es wird zugelassen, daß sich die Durchflußregler-Baugruppen über einen bekannten Abschnitt der gesamten Taktlänge des Werkzeugs bewegen, so daß jedweder bekannte verbleibende Abschnitt getaktet werden kann, sobald sich das System im Bohrloch befindet. Nach einem Aspekt wird das System mit einem Fräswerkzeug eingesetzt, und der Vorschub des Fräswerkzeugs wird gestoppt, wenn das Ende des Systemtaktes erreicht ist.
Fig. 16A und 16B zeigen ein System 400 nach der vorliegenden Erfindung, das einen unteren Abschnitt 402 (siehe auch Fig. 20), einen Zwischenabschnitt 404 (siehe auch Fig. 19), einen Mittelabschnitt 406 (siehe auch Fig. 18A) und einen oberen Abschnitt (siehe auch Fig. 17a) hat.
Wie in Fig. 16A und 16B gezeigt wird, ist das System 400 dafür konstruiert, in einem Bohrlochkopf auf dem Meeresboden zu landen, es liegt jedoch im Rahmen dieser Erfindung, eines solches System auf einem Bohrgestell oder auf einer feststehenden Bohrplattform einzusetzen. Ein Dorn 410, der durch die Mitte des Systems 400 führt, ist mit einem Bohrgestänge 412 verbunden, das wiederum mit einem Fräswerkzeug M verbunden ist, das schematisch in Fig. 16A gezeigt wird (mit dem Bohrgestänge 412 und/oder dem Dorn 410 kann jede andere geeignete Bohrlocheinrichtung oder -mechanismus zusätzlich zum Fräswerkzeug M oder an dessen Stelle verbunden werden). Es liegt im Rahmen dieser Erfindung, das System 400 mit jedem Fräswerkzeug, Frässystem, Bohrer, Bohrsystem, Fräs-Bohrer oder Fräs-Bohrsystem einzusetzen. Die Länge des Bohrgestänges 412 kann jede geeignete Länge sein, einschließlich einer Länge von mehreren Hundert oder Tausend Fuß, ohne darauf beschränkt zu sein.
Der Dorn 410 schließt sechs rohrförmige Sektionen 421, 422, 423, 424, 425 und 426 ein, die durch Gewinde untereinander verbunden sind, wobei die unterste Sektion 426 durch Gewinde mit dem Bohrgestänge 412 verbunden ist, und jede Sektion eine Durchflußbohrung 431, 432, 433, 434, 435 bzw. 436 hat, die sich von oben nach unten durch diese erstreckt. Es kann jedoch mit jeder Anzahl dieser Sektionen gearbeitet werden.
Ein unterer Abschnitt 402 hat eine Aufsetz-Untergruppe 440, die so gezeigt wird, daß ein äußerer Abschnitt 441 mit einem inneren Abschnitt 442 verbunden ist. Auf Wunsch und in Abhängigkeit von der Größe des Bohrlochkopfes, auf dem die Aufsetz-Untergruppe aufgesetzt wird, kann der äußere Abschnitt 441 weggelassen werden, oder kann der innere Abschnitt 442 weggelassen werden. Alternativ dazu kann mit einem einzigen unteren Abschnitt mit den gewünschten Abmessungen gearbeitet werden. Die Aufsetz- Untergruppe ist so bemessen, daß sie der Größe des Bohrlochkopfes entspricht. Damit Fluid zirkulieren kann, während die Aufsetz-Untergruppe 440 auf einen Bohrlochkopf aufgesetzt wird, werden durchführend durch die Aufsetz-Untergruppe 440 Durchflußumleitlöcher 443 (acht bei diesem Ausführungsbeispiel, die mit Zwischenraum um die Untergruppe angeordnet sind) bereitgestellt. Die Löcher 444 sind Montagelöcher.
Ein zylindrisches Axialrollenlager 445 ist beweglich in einem Abschnitt 454 in einem Lagergehäuse 446 angeordnet, das durch Gewinde mit einem Verbinder 447 verbunden ist. Der Verbinder 447 umschließt einen oberen Teil 448 eines unteren Körpers 449. In Löchern 452 (gezeigt wird eines) sind zwei Stopfen 450 herausnehmbar angeordnet und können herausgenommen werden, um den Lagerabschnitt 454 über eine Öffnung 456 mit Schmiermittel, z. B. Öl, zu füllen. Eine Radialdichtung 457 dichtet die Grenzfläche von Lagergehäuse 446 und unterem Körper 449 ab. Das Lager 445 wird durch einen Schnappring 460 aus Metall in Position gehalten.
Eine Bohrung 462 verbindet den Lagerabschnitt 454 und zwei äußere Radialdichtungen 466 und 467 miteinander, so daß 01 diese Dichtungen schmieren kann. Radiallager 464 und 465 erleichtern die Drehung des unteren Körpers 449 im Verhältnis zum Lagergehäuse 446. Eine Radialdichtung 468 dichtet die Grenzfläche des unteren Körpers 449 mit dem Verbinder 447 ab.
Ein Loch 471 sorgt für den Druckausgleich zwischen dem Druck im Bohrloch und dem Druck hinter einem Kolben 470. Der Kolben 470 wird durch eine Feder 472 innerhalb einer Kammer 474, die mit dem Abschnitt 454 in Fluid-Verbindung steht, nach unten gedrückt, um das Öl in dem Abschnitt 454 unter einen Überdruck (einen Druck, der größer als der des Fluids im Bohrloch ist) zu bringen, der geringfügig höher als der Druck der Bohrlochflüssigkeit außerhalb des Systems ist, so daß das Öl an den Dichtungen 466, 467 vorbei "leckt", um die Schmierung der Dichtungen 466, 467 aufrechtzuerhalten. Bohrungen 473 erleichtern die Montage. Der untere Körper 449 ist durch Gewinde mit einem unteren Ende eines Außenrohres 414 verbunden. Die Sektion 426 erstreckt sich durch die verschiedenen Teile des unteren Abschnitts 402. Der Druck der Bohrlochflüssigkeit wird über Kanäle 451 und 453 auf das Loch 471 ausgeübt. Ein Runddichtring dichtet die Grenzfläche von Kolben 471 und Verbinder 447 ab.
Der Zwischenabschnitt 404 (siehe Fig. 19) hat eine hohle untere Zylinderkappe 480, durch die sich die Sektion 425 des Dorns 410 erstreckt. Das Außenrohr 414, das mit einem Innenrohr 416 verschweißt ist, ist durch Gewinde mit der Kappe 480 verbunden. Anstelle der zwei verschweißten Rohre kann ein einziges Rohr eingesetzt werden. Eine Untergruppe 482 mit Ansätzen 484 ist durch Gewinde mit einem Mantekohr 500 verbunden, und Stellschrauben 488 in einem Loch 488a befestigen die Untereinheit 482 an ihrer Oberseite mit dem Mantelrohr 500. Zwischen der Innenseite des Rohres 416 und der Außenseite der Sektion 425 wird ein Leerraum 486 gebildet. Die Sektion 425 erstreckt sich durch das Mantelrohr 500 und durch die Untereinheit 482.
Die Ansätze 484 bewegen sich in Schlitzen 487 des Innenrohres 416. Ein Wischabstreifer 489 streift Schlamm vom Mantelrohr 500 ab und verhindert dessen Durchgang nach oben. Eine Dichtung 490 (z. B. ein Runddichtring oder eine Polypak-Dichtung, wie das jede hier genannte Dichtung sein kann) dichtet die Grenzfläche zwischen der Kappe 480 und dem Mantelrohr 500 ab.
In der Kappe 480 ist in einem Kanal 492 beweglich eine Kugel 491 angeordnet. Ein Stopfen 493 befindet sich in einem Loch 494 in Fluid-Verbindung mit dem Kanal 492. Ein Fülloch 495 erlaubt die Ableitung von Luft aus dem Raum über der Kappe 480. Ein Stopfen 496 ist für den Fluid-Durchgang mit durchführenden Löchern 496a versehen. Die Kappe 480 ist durch Gewinde mit einem äußeren Mantelrohr 497 verbunden, und ein Runddichtring 498 dichtet die Grenzfläche der Kappe 480 mit dem äußeren Mantelrohr 497 ab. Ein Lager 499 unterstützt die Translationsbewegung der Kappe 480 im Verhältnis zum äußeren Mantelrohr.
Wie in Fig. 18A gezeigt wird, hat der mittlere Abschnitt 406 eine Kammer 510, die zwischen dem inneren Mantekohr 500 und dem äußeren Mantelrohr 497 mit Fluid (z. B. Öl oder Hydraulikflüssigkeit, ohne darauf beschränkt zu sein) gefüllt ist, in dem beweglich ein unterer schwimmender Kolben 504 angeordnet ist, in dem sich eine oder mehrere Durchflußregler-Einrichtungen 516 befinden (drei im Ausführungsbeispiel von Fig. 18A), welche die Hydraulikflüssigkeit in der Kammer 510 von der Unterseite zur Oberseite des Kolbens 504 mit einer gesteuerten Geschwindigkeit durch diese fließen lassen. Ein Rückschlagventil 505 verhindert den Fluid-Durchfluß in der entgegengesetzten Richtung. Das Ventil 505 kann ein Entlastungsventil sein, und jeder Durchflußregler 516 kann ein Entlastungsventil einschließen - wobei alle diese Ventile den Durchfluß von oben nach unten verhindern.
Die unteren Enden von drei Stangen 506 sind mit dem Kolben 504 verbunden, und an den oberen Enden dieser Stangen 506 ist ein oberer Kolben 502 angeordnet, so daß der Kolben auf den Stangen 506 nach unten bewegt werden kann, wobei die Stangen seine Bewegung führen, bis dieser an den unteren Kolben anstößt. Der Kolben 502 wird durch Schnappringe 512 aus Metall am inneren Mantelrohr 500 befestigt, so daß das innere Mantekohr 500 und der Kolben 502 zusammen nach unten bewegt werden können, bis der Kolben 502 an den Kolben 504 anstößt - an der Stelle bewegen sich das innere Mantelrohr 500, der Kolben 502, der Kolben 504 und jeder mit dem Bohrgestänge 412 verbundener Mechanismus (z. B. ein Fräswerkzeug oder Frässystem, ohne darauf beschränkt zu sein) zusammen nach unten, wobei ihre Bewegungsgeschwindigkeit durch die Geschwindigkeit des Fluid-Durchflusses durch die Durchflußregler- Einrichtungen 516 des unteren Kolbens 504 gesteuert wird. Vor dieser Bewegung, d. h., vor dem Anstoßen des oberen Kolbens 502 an den unteren Kolben 504, wird die Abwärtsbewegung durch die Durchflußgeschwindigkeit des Fluids durch Durchflußregler-Einrichtungen 514 des oberen Kolbens 502 gesteuert. Diese Durchflußregler-Einrichtungen 514 und 516 können in jeder geeigneten Anzahl vorhanden sein und jedem geeigneten Typ entsprechen, einschließlich einer Durchflußregler-Baugruppe, eines Auslasses, einer Öffnung, eines Ventils oder einer Reglereinrichtung, einschließlich der oben beschriebenen von der Lee Co., ohne darauf beschränkt zu sein. Runddichtringe 588 dichten die verschiedenen Grenzflächen ab, und Radiallager 528 erleichtern die Translationsbewegung und/oder Drehung der anschließenden Bauteile.
Nach einem Aspekt sind der(die) Durchflußregler des oberen Kolbens 502 so konstruiert, bemessen und konfiguriert, daß sich der obere Kolben (und die damit verbundenen Gegenstände) um etwa 0,3 m (einen Fuß) in der Minute bewegen. Außerdem ist nach diesem Aspekt im oberen. Kolben 502 ein Rückschlagventil vorhanden, so daß sich dieser (und die damit verbundenen Gegenstände) in der Kammer 510 vor- und zurückbewegen kann, d. h., wenn z. B. ein Frässystem am Bohrgestänge 412 von einem Rohrabschnitt nach oben abgehoben oder weggeschlagen wird, wird es mit einer gesteuerten Bewegung verhältnismäßig schnell wieder zurück nach unten bewegt, um erneut mit dem Fräsen zu beginnen. Bei diesem Aspekt sind der(die) Durchflußregler des unteren Kolbens 504 so konstruiert, bemessen und konfiguriert, daß sich der Kolben 504 (und die damit durch das Anschlagen an den Kolben 502 verbundenen Gegenstände) mit einer langsameren Geschwindigkeit, z. B. von etwa 0,635 cm (0,25 Zoll) bis 1,27 cm (0,5 Zoll) je Minute oder etwa 3 m (zehn Fuß) in etwa acht Stunden, vier Stunden (insgesamt 11 Fuß-Takt) oder in etwa fünfundvierzig Minuten, nach unten bewegen kann. Wie in Fig. 18B gezeigt (und unten beschrieben) wird, erlaubt ein Rückstellventil 518 das Zurückstellen des im Bohrloch befindlichen Systems.
Das äußere Mantelrohr 497 ist durch Gewinde mit einem Körper 503 verbunden, an dem anfangs eine untere Fläche 505 des oberen Kolbens 502 ruht. Ein Stopfen 520 ist herausnehmbar in einem Kanal 521 angeordnet, der in Fluid-Verbindung mit Kanälen 523 und 525 durch den Körper 503 steht. Durch die Kanäle 521 und 523 und durch die Kolben 502, 504 kann Hydraulikflüssigkeit gepumpt werden, um die Kammer 510 zu füllen. Hydraulikflüssigkeit kann auch durch die Kanäle 521 und 525 zu einer Druckausgleichskammer 524 gepumpt werden. Ein Ausdehnungskolben 534 (siehe Fig. 16A und 18A) ist beweglich zwischen einem Rohr 536 und einem Ausdehnungsgehäuse 532 angeordnet. Der Körper 503 ist durch Gewinde mit dem Ausdehnungsgehäuse 532 und dem Rohr 536 verbunden. Ein Runddichtring 526 dichtet die Grenzfläche von Kolben 534 und Gehäuse 532 ab, und ein Lager 528 (hergestellt z. B. aus Nylatron oder Nylon) erleichtert die Translationsbewegung des Kolbens 534 im Verhältnis zum Gehäuse 532 und Rohr 536.
Lager 533, 537 und 541 erleichtern die Translationsbewegung und/oder Drehung von angrenzenden Bauteilen. Runddichtringe 535, 539 und 543 dichten die Grenzflächen zwischen angrenzenden Bauteilen ab.
Eine Füllöffnung 522 erleichtert die Ableitung von Luft aus der Kammer 524, z. B. während des Füllens der Kammer 524.
Die Ausgleichskammer 524 und der Kolben 534 wirken dahingehend, den Druck in der Kammer 510 im wesentlichen gleich dem des Fluids außerhalb des Systems 400 zu halten. Beispielsweise kann, während das System 400 in die Tiefe gefahren wird, Fluid innerhalb der Kammer 510 zusammengedrückt werden (z. B. auf Grund des hydrostatischen Drucks im Bohrloch). Fluid außerhalb des Systems 400 wirkt auf die Oberseite des Kolbens 534, um das Fluid innerhalb des Systems zusammenzudrücken, so daß es einen ähnlichen Druck wie das Fluid außerhalb des Systems aufweist. Während der Arbeit, z. B. während eines Fräsvorgangs, kann sich das Fluid innerhalb des Systems erhitzen und ausdehnen. Das bewirkt, daß der Kolben 534 in Reaktion auf den Anstieg des Drucks des Fluids innerhalb des System nach oben bewegt wird, wodurch der innere und äußere Fluid-Druck wieder ausgeglichen werden.
Das Rohr 530 ist durch Gewinde mit einem Außenrohr 536 verbunden. Ein Lüftungsloch 542 dient dem Ausgleich des Fluid-Drucks zwischen dem System (dem Raum 542a zwischen dem Dorn 410 und dem Rohr 536) und dem Bohrloch. Ein Lager 538 im Rohr 530 erleichtert die Translationsbewegung von angrenzenden Bauteilen. Ein Wischerringabstreifer 540 unterbindet den Durchgang von Fluid (z. B. Schlamm).
Wie in Fig. 17A gezeigt wird, hat der obere Abschnitt 408 einen selektiven Verriegelungsmechanismus zum lösbaren Halten einer der Sektionen des Doms 410. Jede Domsektion hat zwei selektiv zu betätigende Ablaßventile 590, Sperrillen 561 und 562 und Schlitze 563 (Fig. 17E), in denen abgeschrägte Ansätze 564 selektiv aufgenommen werden. Jeder Dornabschnitt hat Schlitze 563, in denen die Ansätze 564 selektiv sitzen. Wenn sich die Ansätze 564 in den Schlitzen des Dorns befinden, wird das Drehmoment vom Dorn 410 (der mit einem drehbaren Rohrstrang verbunden ist, der bis zu einer Drehvorrichtung an der Oberfläche reicht) auf das System 400 übertragen, wodurch der obere Kolben veranlaßt wird, mit dem Systemtakt zu beginnen. Die Komponenten des Verriegelungsmechanismus' werden in vier Hohlkörpern 571, 572, 573 und 574 aufgenommen. Ein unteres Ende des untersten Körpers 571 ist durch Gewinde mit einem oberen Ende des Mantelrohres 500 verbunden und wird zwischen dem Mantelrohr 500 und dem Rohr 536 gehalten. Schrauben 565 halten eine Platte 565a über den Ansätzen 564 im Körper 571. Federn 566 drücken die Ansätze 564 nach innen.
Dichtungen 570 dichten die verschiedenen Grenzflächen zwischen angrenzenden Bauteilen ab, und eine Dichtung 570 dichtet die Grenzfläche zwischen dem Körper 571 und dem Dorn 410 ab. Der Körper 572 hat eine um diesen führende Aussparung 574, um selektiv und lösbar einen Schwebering 580 mit einer Oberseite 581 aufzunehmen. Ein Körper 573 ist durch Gewinde mit dem Körper 572 (an der Unterseite) und dem Körper 574 (an der Oberseite) verbunden.
Ein Ende 584 eines oberen Schweberings 583 befindet sich innerhalb des Körpers 573. Der obere Schwebering kann selektiv in eine Aussparung 585 um den Körper 573 oder in eine Aussparung 586 der Dornsektion 422 bewegt werden.
Bei der Arbeit, z. B. während eines Fräsvorgangs, trägt der untere Schwebering 580 das "Absenk"- Gewicht (Gewicht des Systems). Wenn das System angehoben wird, z. B. zum Ausräumen (um ein Bohrloch auszuräumen), wirkt eine Last (das Systemgewicht) auf den oberen Ring 583.
Jede Dornsektion hat zwei Ablaßventile 590 (und kann eines oder mehrere haben), die den Durchfluß aus dem System nach außerhalb und umgekehrt steuern. Die Ventile 590 haben ein Ventilgehäuse 591 mit einem Ventilsitz 592, einem Ventilsitz 593 und einem Ventilelement 594, das beweglich in einem durch das Gehäuse 591 führenden Kanal 595 angeordnet ist. Zunächst hält ein Kolben 587 durch das Anstoßen an ein äußeres Ende des Ventilelements 594 jedes der Ventile offen. Der Kolben 587 ist beweglich in einer Kammer 588 angeordnet und hat, wie in Fig. 17A gezeigt wird, anfangs keinen Kontakt mit dem unteren Ring 580, d. h., der untere Ring 580 hält lösbar die Dornsektion 422.
Sobald sich die Kolben 502 und 504 bewegt haben, um einen Takt des Systems 400 (nach einem Aspekt, wie oben ausgeführt, etwa 3,35 m (elf Fuß) um 3 m (zehn Fuß) zum Fräsen) zuzulassen, muß ein weiterer Rohrabschnitt einem Strang hinzugefügt werden, mit dem der Dom 410 verbunden ist, damit ein weiterer Takt des Systems möglich ist, z. B. nach einem Aspekt weitere 3 m (zehn Fuß) zum Fräsen. Dazu muß der Ring 580 von der Sektion 422 gelöst werden. Zu diesem Zweck wird ein abwärts im Bohrloch befindliches Ventil aktiviert, das den Hauptdurchflußkanal durch das Bohrgestänge und damit durch das System 400 schließt. Das Ventil ist zum Fräsen offen und kann jedes geeignete, kommerziell erhältliche Ventil sein, nach einem Aspekt ein Ventil, das durch einen Stopfen als einem Ventilelement aktiviert wird, das nach einem Aspekt in einem Bohrloch abgesenkt wird. Bei einem ausreichenden Druck (nach einem Aspekt von z. B. etwa 2500 Pound-Force) fließt Fluid durch die Gehäuse 591 der Ventile 590 und tritt in die Kammer 588 ein. Auf Grund des Differenzdrucks, der auf den Kolben 587 wirkt, bewegt er sich nach oben, wobei er den unteren Ring 580 vom Dorn 422 weg drückt (siehe Fig. 17B) und den Dorn 410 zur Bewegung freigibt. Folglich kann der Dorn 410 (nach einem Aspekt nach dem Hinzufügen eines weiteren Rohrabschnitts an der Oberfläche) für einen weiteren Takt des Systems 400 abgesenkt werden. Ein Entlastungsventil 560 im Kolben 587 läßt selektiv den Durchfluß von oben nach unten zu und steuert den Druck, bei dem sich der Kolben 587 bewegt, so daß sich der Kolben 587 nur bei einem bekannten, im voraus gewählten Druck, z. B. 2500 Pound-Force oder mehr, nach oben bewegt. Fig. 17C zeigt die Platte 565a über den Ansätzen 564. Fig. 17D zeigt einen Teil des Kolbens 587 und eine Rückholfeder 596 für den Kolben 587.
Das System 400 kann nach einem Aspekt anstelle des Werkzeugs 302, Fig. 15A, eingesetzt werden. Bei einem Verfahrern wird das System im Fall einer Meeresdünung eingesetzt, wie das oben für das System 300 beschrieben worden ist. Bei einem Anwendungsverfahren wird das System 400 abgesenkt, so daß es in einem Bohrlochkopf (z. B. dem Bohrlochkopf 316, Fig. 15A) zum Sitzen kommt, und dann wird das Absenkgewicht auf das System ausgeübt. Die Last dieses Gewichts wird auf das Mantelrohr 500 und damit auf den oberen Kolben 502 übertragen, und die Bewegung des oberen Kolbens 502 in der Kammer 510 beginnt. Wenn z. B. ein Frässystem (wie das System 330, Fig. 15A) eingesetzt wird, wird das Frässystem zum Kontakt mit einem Gegenstand (z. B. einem Fisch oder einem Packer, ohne darauf beschränkt zu sein) oder einem zu fräsenden Rohrabschnitt bewegt. Die Bewegung über die ersten 0,3 m (einen Fuß) erfolgt verhältnismäßig schnell, wenn es sich bei dem Kolben 502 um das Ausführungsbeispiel mit Durchflußreglern handelt, die eine Bewegung von 0,3 m (einem Fuß) je Minute zulassen.
Durch die Drehung des Rohrstrangs (z. B. des Strangs 314, Fig. 15A), mit dem das Frässystem verbunden ist, wird das Frässystem zum Fräsen gedreht. Der obere Kolben 502 bewegt sich zum Anstoßen an den unteren Kolben 504, und die weitere Bewegung des Systems 400 und des daran befestigten Frässystems wird durch die Geschwindigkeit des Fluid-Durchflusses durch den(die) Durchflußregler des unteren Kolbens 504 bestimmt (nach bestimmten Aspekten z. B. etwa 0,635 cm (0,25 Zoll) je Minute). Das Fräsen wird über die Länge des Taktes des Systems 400 ausgeführt, bei bestimmten Ausführungsbeispielen z. B. eine Gesamtlänge von etwa 3 m (zehn Fuß).
Wenn weiter gefräst werden soll, kann nach dem Rückstellen des Systems 400 ein zusätzlicher Rohrabschnitt erforderlich sein und wird dann an der Oberfläche hinzugefügt, so daß das weitere Fräsen möglich ist. Das Rückstellen des Systems 400 erfolgt durch das Rückstellventil 518, das ein Zweiweg- Kippventilelement 519 hat. Wenn der untere Kolben 504 die untere Grenze seiner Bewegungsbahn erreicht, kontaktiert das Ventilelement 519 die Oberseite der Kappe 480 (und/oder des Stopfens 496), wodurch das Ventilelement S 19 verschoben wird, so daß Fluid von der Oberseite zur Unterseite des Kolbens 504 fließen kann, folglich können sich die Kolben zurück nach oben zur Oberseite der Kammer 510 bewegen, wenn der Dorn 410 angehoben wird, und an dieser Stelle kontaktiert das obere Ende der Stange 506a eine untere Fläche des Körpers 503, wodurch das Ventilelement so verschoben wird, daß kein Durchfluß von oben nach unten durch den Kolben mehr möglich ist.
An der Oberfläche wird ein weiterer Rohrabschnitt dem Strang hinzugefügt, mit dem der Dorn 410 verbunden wird (z. B. ein 9,144 m (dreißig Fuß) langes Bohrrohr). Das weitere Fräsen ist nun entsprechend der Länge des zugeführten Rohrabschnitts möglich.
Um den Rohrstrang freizugeben, wird der untere Ring 580 von der Dornsektion, die diesen hält, dadurch freigegeben, daß ein Ventil oder anderer geeigneter Absperrmechanismus unter dem System 400 geschlossen wird, so daß Fluid unter Druck zugeführt werden kann, um den Kolben 587 zu verschieben, wodurch der Ring 580 von der Dornsektion freigegeben wird. Das System 400 wird wieder abgesenkt (nach dem Rückstellen des Systems und dem damit verbundenen Anheben), bis es auf dem Bohrlochkopf sitzt. Das Absenken bewirkt die Freigabe der Ansätze 564 aus den Schlitzen der Dornsektion, und der Dorn 410 wird mit dem System 400 abgesenkt. Der Fluid-Druck innerhalb des Systems 400 wird während des Absenkens aufrechterhalten, so daß der Ring 580 ausgedehnt bleibt.
Nach einem ausreichenden Absenken befinden sich die Ansätze 564 wieder an Schlitzen in der nächsten Dornsektion. Wenn folglich das Absenken weitergeführt wird, bewegen sich die Ansätze 564 in die Schlitze der neuen Sektion. Der Druck aus der Mitte des Dorns 400 wird dann abgelassen, wodurch der Ring 580 in die Sperrillen der neuen Dornsektion gleiten kann. Wenn der Fluid-Druck freigesetzt wird, ist das System 400 bereit, einen weiteren Takt auszuführen, und es wird mit einem weiteren Fräsvorgang begonnen.

Claims

1. Vorrichtung zur Steuerung der Bewegung eines Bohrrohrstrangs in einem Bohrloch, der sich von einer Oberfläche nach unten in die Erde erstreckt, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist:

ein Gehäuse (80, 100) mit einem oberen Ende (72), einem unteren Ende (92) und einem hohlen Innenraum, der ein Innenvolumen (84) für die Aufnahme eines Fluids hat,

wenigstens einen Fluid-Durchgangsmechanismus mit einem oberen Ende und einem unteren Ende, der im hohlen Innenraum (84) des Gehäuses (80, 100) angeordnet werden kann, wobei der wenigstens eine Fluid-Durchgangsmechanismus einen Fluid-Durchflußkanal (46, 48) hat, der sich vom oberen Ende zum unteren Ende durch diesen hindurch erstreckt, und

wobei der wenigstens eine Fluid-Durchgangsmechanismus an einem Glied (22) des Bohrrohrstrangs befestigt werden kann, während der wenigstens eine Fluid-Durchgangsmechanismus innerhalb des hohlen Innenraums (84) des Gehäuses (80, 100) angeordnet ist, so daß Fluid in dem hohlen Innenraum (84) des Gehäuses von einem Ende des Fluid-Durchgangsmechanismus' durch den Fluid- Durchflußkanal (46, 48) fließen kann, was die Steuerung der Bewegung des Glieds (22) des Bohrrohrstrangs durch die Bewegung des Fluid-Durchgangsmechanismus' innerhalb des Gehäuses (80, 100) erlaubt, dadurch gekennzeichnet, daß

das Gehäuse (80, I00) beim Einsatz so angeordnet ist, daß es sich nach unten bis zu einer im voraus definierten untersten Position bewegt, an der eine Oberfläche des Gehäuses (80, 100) an eine Oberfläche des Bohrlochs anstößt oder im Verhältnis zu diesem befestigt ist, und an welcher Position die Vorrichtung die Bewegung des Rohrstrangs im Bohrloch steuert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Glied (22) des Rohrstrangs ein Dorn mit einem oberen Ende und einem unteren Ende ist, wobei jedes Ende mit einem anderen Glied des Rohrstrangs verbunden werden kann.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Glied (22) eine Fluid-Durchflußbohrung (23) hat, die von dessen oberem Ende zu dessen unterem Ende durch dieses hindurchführt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei der das untere Ende (100) des Gehäuses (80, 100) eine abgeschrägte Kante zum Aufsitzen auf einer entsprechenden Kante eines Teils eines Bohrlochkopfes hat.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der wenigstens eine Fluid- Durchgangsmechanismus wenigstens zwei Fluid-Durchgangsmechanismen sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Fluid in dem Gehäuse (80, 100) eine Flüssigkeit ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Flüssigkeit Öl ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Fluid in dem Gehäuse (100, 80) ein Gas ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Fluid-Durchflußkanal (46, 48) so bemessen ist, daß der Fluid-Durchgangsmechanismus das Gehäuse (80, 100) von dessen einem Ende zu dessen anderem Ende in etwa einer Stunde durchquert.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welcher der Fluid-Durchflußkanal (46, 48) so bemessen ist, daß der Fluid-Durchgangsmechanismus das Gehäuse (80, 100) von dessen einem Ende zu dessen anderem Ende in etwa einer Minute durchquert.

11. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher der wenigstens eine Fluid-Durchgangsmechanismus am Dorn (22) befestigt ist.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Bohrlochstrang ein unteres Ende hat und an dem unteren Ende ein Schneidmechanismus (330) angebracht ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, bei welcher der Schneidmechanismus (330) einen rohrförmigen Fräsmechanismus umfaßt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, bei welcher der Schneidmechanismus (330) einen Bohrmechanismus umfaßt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 12, bei welcher der Schneidmechanismus (330) einen Fräs-Bohr- Mechanismus umfaßt.

16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die außerdem folgendes aufweist: einen Rückschlagventil-Mechanismus (202, 204) im Fluid-Durchflußkanal (46, 48) des wenigstens einen Fluid-Durchgangsmechanismus', um den Durchfluß durch den Fluid-Durchflußkanal (46, 48) von der Unterseite des wenigstens einen Fluid-Durchgangsmechanismus' zu dessen Oberseite und aus dieser heraus in einen Raum über dem wenigstens einen Fluid-Durchgangsmechanismus in dem hohlen Innenraum des Gehäuses zu ermöglichen, wobei der Rückschlagventil-Mechanismus (202, 204) den Fluid-Durchfluß in der entgegengesetzten Richtung aus dem Raum über dem wenigstens einen Fluid-Durchgangsmechanismus in einen Raum unter diesem im hohlen Innenraum (84) des Gehäuses (80, 100) verhindert.

17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die außerdem folgendes aufweist: einen Lagermechanismus (100), der an dem Glied (22) des Bohrrohrstrangs befestigt ist, und die Vorrichtung zur Bewegungssteuerung im Bohrloch ein unteres Ende hat, das auf dem Lagermechanismus (100) ruht und drehbar ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, die außerdem folgendes aufweist:

der Lagermechanismus (100) eine Vielzahl von Rollen (104) hat, die darin drehbar in einer primären Kammer (181) angebracht sind,

die primäre Kammer (181) zur Aufnahme von Schmiermittel zum Schmieren der Rollen (104), eine Ausdehnungskammer (183) in Fluid-Verbindung mit der primären Kammer und

einen Kolben (182), der beweglich in der Ausdehnungskammer (183) angeordnet und durch eine Feder (184) in der Ausdehnungskammer (183) über dem Kolben (182) nach unten vorgespannt ist, wobei der Kolben in Reaktion auf die Ausdehnung des Schmiermittels auf Grund von Erhitzen aus der primären Kammer nach oben bewegt werden kann.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17, die außerdem eine Menge eines kompressiblen Gases über dem Kolben (182) an der Ausdehnungskammer (183) aufweist, wobei dieses Gas zusammengedrückt wird, wenn sich der Kolben nach oben bewegt.

20. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder jeden direkt oder indirekt von diesem abhängigen Anspruch, die außerdem folgendes aufweist: das Gehäuse (100, 80) eine selektiv zu öffnende obere Öffnung (228) und eine selektiv zu öffnende untere Öffnung (96) für den Zugang zum hohlen Innenraum (84) des Gehäuses hat, um Fluid aus diesem abzuleiten oder in diesen einzuführen.

21. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die außerdem folgendes aufweist:

eine Gehäusekammer mit einer Oberseite und einer Unterseite und mit dem hohlen Innenraum des Gehäuses in Fluid-Verbindung mit der Gehäusekammer,

einen Kolben, der beweglich in der Gehäusekammer angeordnet ist, wobei sich über dem Kolben in der Gehäusekammer eine Menge an Gas befindet, wobei der Kolben für den Kontakt durch das Fluid im hohlen Innenraum des Gehäuses positioniert ist, so daß durch das Zusammendrücken des Gehäuses auf Grund des Drucks des Fluids außerhalb desselben das Fluid in dem hohlen Innenraum gegen den Kolben bewegt wird, wodurch dieser in der Gehäusekammer nach oben gedrückt wird und das Gas über dem Kolben zusammendrückt.

22. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Fluid mit einer ersten Durchflußgeschwindigkeit durch den Fluid-Durchflußkanal fließen kann, und worin die Vorrichtung außerdem folgendes aufweist:

ein zweites Gehäuse (40) mit einem oberen Ende, einem unteren Ende und einem hohlen Innenraum, der ein Innenvolumen (41) mit einem darin befindlichen Fluid hat, wenigstens einen zweiten Fluid-Durchgangsmechanismus mit einem oberen Ende und einem unteren Ende, der in dem hohlen Innenraum des zweiten Gehäuses angeordnet werden kann, wobei der zweite Fluid-Durchgangsmechanismus einen zweiten Fluid-Durchflußkanal hat, der vom oberen Ende zum unteren Ende durch diesen verläuft, und

wobei der wenigstens eine zweite Fluid-Durchflußmechanismus an dem Glied des Bohrrohrstrangs befestigt werden kann, während der wenigstens eine zweite Fluid-Durchgangsmechanismus innerhalb des hohlen Innenraums des zweiten Gehäuses positioniert ist, so daß Fluid im hohlen Innenraum des zweiten Gehäuses mit einer zweiten Durchflußgeschwindigkeit durch den zweiten Fluid-Durchflußkanal von einem Ende des zweiten Fluid-Durchgangsmechanismus' zum anderen Ende des zweiten Fluid- Durchgangsmechanismus' fließen kann, was die Bewegung des zweiten Fluid-Durchgangsmechanismus' innerhalb des zweiten Gehäuses ermöglicht, um die Bewegung des Glieds des Bohrrohrstrangs zu steuern und dadurch die Bewegung des Rohrstrangs im Bohrloch zu steuern.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, bei der die erste Durchflußgeschwindigkeit größer als die zweite Durchflußgeschwindigkeit ist.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, bei der die erste Durchflußgeschwindigkeit so ist, daß der wenigstens eine erste Fluid-Durchgangsmechanismus das erste Gehäuse (80, 100) von dessen einem Ende zu dessen anderem Ende in etwa einer Stunde durchquert und bei der die zweite Durchflußgeschwindigkeit so ist, daß der wenigstens eine zweite Fluid-Durchgangsmechanismus das zweite Gehäuse (40) von dessen einem Ende zu dessen anderem Ende in etwa einer Minute durchquert.

25. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder jedem von Anspruch 2 abhängigen Anspruch, bei welcher der Dom (22) zur Bewegung in einer Kammer angeordnet ist, die durch eine Innenfläche des Gehäuses und eine Außenfläche des Dorns definiert ist, wobei der wenigstens eine Fluid-Durchgangsmechanismus so innerhalb der Kammer positioniert ist, daß das darin befindliche Fluid durch den Fluid-Durchflußkanal von einem Ende des Fluid-Durchgangsmechanismus' zum anderen Ende des Fluid-Durchgangsmechanismus' fließen kann, was die Bewegung des Fluid-Durchgangsmechanismus' innerhalb der Kammer zuläßt und dadurch die Bewegung des Dorns (22) und damit des Bohrrohrstrangs im Bohrloch steuert.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, die außerdem folgendes aufweist: wenigstens einen Kolben, der beweglich in der Kammer angeordnet ist, und der wenigstens eine Fluid-Durchgangsmechanismus an dem wenigstens einen Kolben befestigt ist.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, bei welcher der wenigstens eine Kolben einen ersten oberen Kolben und einen zweiten unteren Kolben einschließt, die jeweils beweglich in der Kammer angeordnet sind, wobei der erste obere Kolben am Mitteldorn befestigt ist, so daß sich der Mitteldorn mit dem ersten oberen Kolben bewegt, und der wenigstens eine Fluid-Durchgangsmechanismus wenigstens einen ersten Fluid- Durchgangsmechanismus für den ersten oberen Kolben und wenigstens einen zweiten Fluid- Durchgangsmechanismus für den zweiten unteren Kolben einschließt, wobei der erste obere Kolben um wenigstens eine Stange beweglich ist, die mit dem zweiten unteren Kolben verbunden ist, so daß der erste obere Kolben auf der wenigstens einen Stange nach unten bewegt werden kann, wenn Fluid durch den wenigstens einen ersten Fluid-Durchgang fließt, um diesen zum Anstoßen an den zweiten unteren Kolben zu bewegen.

28. Vorrichtung nach Anspruch 25, bei der das Fluid in der Kammer mit einer ersten Durchflußgeschwindigkeit durch den wenigstens einen ersten Fluid-Durchgangsmechanismus und mit einer zweiten Durchflußgeschwindigkeit durch den wenigstens einen zweiten Fluid-Durchgangsmechanismus fließen kann, wobei die erste Durchflußgeschwindigkeit größer als die zweite Durchflußgeschwindigkeit ist, so daß sich der Mitteldorn mit einer ersten Durchflußgeschwindigkeit bewegt und sich anschließend mit einer zweiten Durchflußgeschwindigkeit bewegt.

29. Vorrichtung nach Anspruch 28, bei der die erste Durchflußgeschwindigkeit so ist, daß der erste obere Kolben in Reaktion auf das Gewicht der Vorrichtung zur Bewegungssteuerung im Bohrloch um etwa 0,3 m (einen Fuß) je Minute unten bewegt werden kann und daß der zweite untere Kolben nach dessen Anstoßen an den ersten oberen Kolben mit einer Geschwindigkeit zwischen etwa 0,635 cm (0,25 Zoll) und etwa 1,27 cm (0,5 Zoll) je Minute bewegt werden kann.

30. Vorrichtung nach Anspruch 25, bei welcher der Bohrrohrstrang ein unteres Ende hat und die Vorrichtung zur Bewegungssteuerung im Bohrloch, einschließlich eines Schneidmechanismus', am unteren Ende des Bohrrohrstrangs befestigt ist.

31. Vorrichtung nach Anspruch 30, bei welcher der Schneidmechanismus aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus rohrförmigen Fräsmechanismen, Bohrmechanismen und Fräs-Bohrmechanismen besteht.

32. Vorrichtung nach Anspruch 27, die außerdem folgendes aufweist: einen Rückschlagventil-Mechanismus im zweiten unteren Kolben, um den Durchfluß durch diesen von dessen Unterseite zu dessen Oberseite und aus diesem heraus in dem darüber befindlichen Raum zuzulassen, wobei der Rückschlagventil-Mechanismus den Fluid-Durchfluß in der entgegengesetzten Richtung aus dem darüber befindlichen Raum in einen Raum unter dem zweiten unteren Kolben verhindert.

33. Vorrichtung nach Anspruch 32, die außerdem folgendes aufweist: einen Rückstellmechanismus zum Zurückstellen des Systems in einem Bohrloch.

34. Vorrichtung nach Anspruch 25, die außerdem folgendes aufweist: einen Vernegelungsmechanismus angrenzend an den Mitteldorn, um den Mitteldorn lösbar zu halten.

35. Vorrichtung nach Anspruch 34, bei welcher der Verriegelungsmechanismus außerdem einen äußeren Körper um den Mitteldorn aufweist, einen Ring zwischen dem äußeren Körper und dem Mitteldorn, wenigstens eine ringaufnehmende Aussparung im Mitteldorn und einen Ringbewegungsmechanismus zur selektiven Bewegung des Rings in den Verriegelungseingriff in der wenigstens einen ringaufnehmenden Aussparung und zur selektiven Bewegung des Rings aus der wenigstens einen ringaufnehmenden Aussparung heraus.

36. Vorrichtung nach Anspruch 35, bei welcher der Ringbewegungsmechanismus einen Kolben einschließt, dessen einer Abschnitt zum und aus dem Kontakt mit dem Ring bewegt werden kann, um den Ring aus der wenigstens einen ringaufnehmenden Aussparung heraus zu bewegen, wobei sich der Ring in diese zurückbewegen kann, nachdem sich der Kolben vom Ring weg bewegt hat, wobei der Kolben zwischen dem Außenkörper und dem Mitteldorn angebracht ist, in einen Raum zwischen dem Außenkörper und dem Mitteldorn, in dem der Kolben angeordnet ist.

37. Vorrichtung nach Anspruch 36, die außerdem folgendes aufweist: einen Ventilmechanismus in einem Kanal durch den Mitteldorn, um selektiv den Fluid-Durchfluß aus dem Inneren des Mitteldorns in den Raum, in dem sich der Kolben befindet, zu steuern.

38. Verfahren zur Steuerung der Bewegung eines Rohrstrangs, der bei Bohrvorgängen eingesetzt wird, offengelegt, wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist: Verbinden einer Vorrichtung nach jedem der vorhergehenden Ansprüche mit dem Rohrstrang und Absteigenlassen des Gehäuses und des Rohrstrangs zu der im voraus definierten untersten Stelle des Gehäuses und anschließendes Fließenlassen des Fluids in dem hohlen Innenraum des Gehäuses/der Kammer aus einem Raum unter dem wenigstens einen Fluid-Durchgangsmechanismus, durch den wenigstens einen Fluid-Durchgangsmechanismus in einen Raum über dem wenigstens einen Fluid- Durchgangsmechanismus, wenn sich der wenigstens eine Fluid-Durchgangsmechanismus in dem Gehäuse/der Kammer nach unten bewegt, um dadurch den Rohrstrang gesteuert nach unten zu bewegen.

39. Verfahren nach Anspruch 38, bei dem ein Reglermechanismus zum Öffnen und Schließen des Fluid-Durchflußkanals den Durchfluß durch den wenigstens einen Fluid-Durchgang steuert, wobei das Verfahren außerdem folgendes umfaßt: Steuerung des Durchflusses durch den Fluid-Durchflußkanal.

40. Verfahren nach Anspruch 38 oder 39, bei dem die Vorrichtung zur Bewegungssteuerung im Bohrloch außerdem den wenigstens einen Kolben umfaßt, der einen ersten oberen Kolben und einen zweiten unteren Kolben einschließt, die jeweils beweglich in der Kammer angeordnet sind, wobei der erste obere Kolben am Mitteldorn befestigt ist, so daß sich der Mitteldom mit dem ersten oberen Kolben bewegt, und der wenigstens eine Fluid-Durchgangsmechanismus wenigstens einen ersten Fluid- Durchgangsmechanismus für den ersten oberen Kolben und wenigstens einen zweiten Fluid- Durchgangsmechanismus für den zweiten unteren Kolben einschließt, wobei der erste obere Kolben um wenigstens eine Stange beweglich ist, die mit dem zweiten unteren Kolben verbunden ist, so daß der erste obere Kolben auf der wenigstens einen Stange nach unten bewegt werden kann, wenn Fluid durch den wenigstens einen ersten Fluid-Durchgang fließt, um diesen zum Anstoßen an den zweiten unteren Kolben zu bewegen, wobei das Fluid in der Kammer mit einer ersten Durchflußgeschwindigkeit durch den wenigstens einen ersten Fluid-Durchgangsmechanismus und mit einer zweiten Durchflußgeschwindigkeit durch den wenigstens einen zweiten Fluid-Durchgangsmechanismus fließen kann, wobei die erste Durchflußgeschwindigkeit größer als die zweite Durchflußgeschwindigkeit ist, so daß sich der Mitteldorn mit einer ersten Durchflußgeschwindigkeit bewegt und anschließend mit einer zweiten Durchflußgeschwindigkeit bewegt, wobei das Verfahren außerdem folgendes umfaßt: Bewegen des Mitteldorns mit der ersten Durchflußgeschwindigkeit und anschließend Bewegen des Mitteldorns mit der zweiten Durchflußgeschwindigkeit.

41. Verfahren nach Anspruch 40, bei dem die erste Durchflußgeschwindigkeit so ist, daß der erste obere Kolben in Reaktion auf das Gewicht der Vorrichtung zur Bewegungssteuerung im Bohrloch um etwa 0,3 m (einen Fuß) je Minute unten bewegt werden kann und daß der zweite untere Kolben nach dessen Anstoßen an den ersten oberen Kolben mit einer Geschwindigkeit zwischen etwa 0,635 cm (0,25 Zoll) und etwa 1,27 cm (0,5 Zoll) je Minute bewegt werden kann.

42. Verfahren nach Anspruch 41, bei dem die Vorrichtung zur Bewegungssteuerung im Bohrloch außerdem einen Rückstellmechanismus zum Zurückstellen des Systems in einem Bohrloch aufweist, wobei das Verfahren außerdem folgendes umfaßt: Zurückstellen der Vorrichtung zur Bewegungssteuerung im Bohrloch mit dem Rückstellmechanismus.

43. Verfahren nach Anspruch 42, bei dem die Vorrichtung zur Bewegungssteuerung im Bohrloch außerdem einen Vernegelungsmechanismus angrenzend an den Mitteldorn aufweist, um den Mitteldorn lösbar zu halten, wobei das Verfahren außerdem folgendes umfaßt: selektives Verriegeln des Mitteldorns mit dem Vernegelungsmechanismus.

44. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 37, bei welcher der Fluid-Durchgangsmechanismus folgendes aufweist:

einen allgemein zylindrischen Körper mit einem oberen Ende und einem unteren Ende, eine Fluid-Durchflußbohrung, die sich vom oberen Ende zum unteren Ende durch den allgemein zylindrischen Körper erstreckt,

wenigstens einen Kanal durch den Körper, der die Fluid-Verbindung zwischen der Fluid- Durchflußbohrung und dem Raum außerhalb des rohrförmigen Elements ermöglicht,

wenigstens einen Ventilmechanismus in dem wenigstens einen Kanal zur selektiven Steuerung des Fluid-Durchflusses durch den wenigstens einen Kanal und

wenigstens eine ringaufnehmende Aussparung, in der ein Ring herausführbar aufgenommen werden kann.