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Die Erfindung bezieht sich allgemein
auf ein Tieflochwerkzeug für
die Anwendung in Öl-
oder Gasbohrlöchern,
und insbesondere auf ein Tieflochprüfventil, welches wahlweise
geöffnet
und geschlossen werden kann, und welches weiter wahlweise in einer
geöffneten
Position festgestellt werden kann. Die Erfindung bezieht sich weiter
auf eine Methode für
das wahlweise Feststellen eines Tieflochwerkzeugs in einer geöffneten
oder einer geschlossenen Position.
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Der Hintergrund der vorliegenden
Erfindung soll nun unter Bezugnahme auf beispielhafte Tieflochprüfventile
eingehender beschrieben werden, ohne den Umfang für die Anwendung
derselben auf irgendeine Art und Weise einzuschränken.
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Während
des Bohrens eines Öl-
oder Gasbohrlochs besteht ein Verfahren, welches oft durchgeführt wird,
aus dem Herablassen einer Testerkette in das Bohrloch, um auf diese
Weise die Produktionsfähigkeiten
einer Kohlenwasserstoff produzierenden Untergrundformation zu testen,
welche von dem Bohrloch durchschnitten wird. Dieses Testen wird normalerweise
mit Hilfe des Herablassens eines Bohrgestänges, d. h. normalerweise mit
einem Bohrrohr oder einer Bohrverrohrung in das Bohrloch durchgeführt, wobei
an dem unteren Ende derselben Testerkette ein Packer befestigt ist.
Wenn diese Testerkette auf die gewünschte endgültige Position herabgelassen
ist, kann der Packer eingestellt werden, um den Ringraum zwischen
der Testerkette und dem Bohrloch oder der Verrohrung abzudichten,
und das Formationsprüfventil
wird dann geöffnet,
um es der Untergrundformation zu ermöglichen, Öl oder Gas in die Testerkette
hinein zu produzieren.
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Der Betrieb dieser Tieflochprüfventile
beinhaltet normalerweise das Anwenden eines Werkzeugs mit einer
teleskopischen Bewegung zwischen zwei Abschnitten desselben Werkzeugs,
welche das Prüfventil öffnen, wenn
ein Gewicht auf das Werkzeug auferlegt wird, nachdem der Packer
unterhalb des Werkzeugs und innerhalb des Bohrloch festgestellt
wurde. Diese telekopische Bewegung tritt aufgrund der in das Werkzeug
eingebauten hydraulischen Zeitverzögerung relativ langsam auf.
Es ist der Zweck dieser Zeitverzögerung,
es dem Formationsprüfventil
zu ermöglichen,
für relativ
kurze Zeitspannen verdichtete hydraulische Kräfte zu übertragen, ohne das Ventil
zu betätigen,
und über
sein hydraulisches Impedanzsystem ein Gewicht zu übertragen, mit
dessen Hilfe das Bohrkettengewicht auf den darunter liegenden Packer übertragen
wird.
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Die in das Werkzeug eingebaute hydraulische
Zeitverzögerung
dient mehreren Zwecken. Wenn die Bohrlochtesterkette in das Bohrloch
eingeführt
wird, trifft diese Testerkette zum Beispiel oft auf Hindernisse
innerhalb des Bohrlochs, und es muss deshalb für eine kurze Zeitspanne ein
Gewicht auf die Testerkette auferlegt werden, um dieselbe Testerkette
an diesen Hindernissen vorbeizuschieben. Auf die gleiche Weise können verschiedene
Werkzeuge unter dem Tieflochprüfventil
positioniert werden, wenn die Testerkette sich in ihrer gewünschten
Position befindet, wie zum Beispiel der Packer, wobei dieselben
oft so entworfen werden, dass sie durch das Herablassen eines Bohrkettengewichts
auf die Testerkette eingestellt werden können. Der Packer muss abdichtend
gegen das Bohrloch oder die Verrohrung festgestellt werden, bevor
sich das Prüfventil öffnet, und
dies wird mit Hilfe der in die teleskopische Bewegung des Tieflochprüfventils
eingebauten Zeitverzögerung
sichergestellt.
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Es hat sich deshalb als wünschenswert
erwiesen, ein solches Formationsprüfventil mit einer hydraulischen
Zeitverzögerung
auszustatten, welche das Auferlegen eines ausreichend schweren Gewichts
auf das Tieflochprüfventil über eine
ausreichend lange Zeitspanne hinweg fordert, welche normalerweise
mehrere Minuten beträgt,
bevor sich das Tieflochprüfventil
tatsächlich öffnet. Hydraulische Zeitverzögerungsgeräte werden
ausserdem so konstruiert, dass der endgültige Teil der telekopischen Bewegung
besonders rapide ablaufen wird, und auf diese Weise die Bohrkette
von der Oberfläche
aus bewegt und dem Betriebspersonal eine positive Anzeige bezüglich der
Tatsache liefert, dass das Tieflochprüfventil geöffnet ist. Wenn das Tieflochprüfventil
geöffnet
ist, kann das Fließtesten
der Kohlenwasserstoff produzierenden Zone des Bohrlochs beginnen.
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Nach Abschluß des Fließtestens wird es wünschenswert
sein, das Tieflochprüfventil
wieder auf die geschlossene Position zurückzustellen und das Gewicht
der Bohrkette von der Testerkette zu entfernen, was wiederum die
teleskopische Bewegung des Tieflochprüfventils umkehrt und das Werkzeug
auf die geschlossene Position stellt. Während dieses Schliessens des
Tieflochprüfventils
wird die hydraulische Zeitverzögerung
normalerweise umgangen, um das Werkzeug auf diese Weise schnell wieder
auf eine volle hydraulische Zeitverzögerung einstellen zu können, wenn
das Gewicht der Bohrkette erneut auf die Testerkette herabgelassen
wird. Auf die gleiche Weise wird irgendwelche hydraulische Flüssigkeit,
welche durch das hydraulische Zeitverzögerungsgerät hindurchgeflossen ist, dasselbe
hydraulische Zeitverzögerungsgerät schnell
umfliessen um sicherzustellen, dass das Tieflochprüfventil
sich in einer vollständig
geschlossenen Position befindet, nachdem die Testerkette auf einen
Widerstand innerhalb des Bohrlochs gestossen ist, d. h. nachdem
das Gewicht der Bohrkette sich nicht länger auf der Testerkette befindet,
und wird das Tieflochprüfventil
auf diese Weise auf die vollständig
geschlossene Position zurückstellen.
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Es hat sich jedoch in manchen Fällen als wünschenswert
erwiesen, das Werkzeug anheben zu können, und auf diese Weise das
Gewicht der Bohrkette von dem Bohrgestänge abzuheben, ohne das Tieflochprüfventil
auf eine geschlossene Position zurückzustellen, d. h. dasselbe
Tieflochprüfventil
wird in einer vollständig
geöffneten
Position belassen. Es kann zum Beispiel wünschenswert sein, den Packer zu
lösen,
um Flüssigkeit
um denselben Packer herum und durch die Arbeitskette nach oben umlaufen
zu lassen, um das System auf diese Weise zu reinigen.
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Es besteht daher ein Bedarf für ein Werkzeug
und eine Methode für
das Feststellen eines Tieflochprüfventils
in einer geöffneten
Position, so dass das Gewicht der Bohrkette von dem Tieflochprüfventil
abgehoben werden kann, ohne dass dasselbe auf eine geschlossene
Position zurückgestellt
werden muss. Es besteht weiter ein Bedarf für ein Tieflochprüfventil,
welches in einer geöffneten
Position einfach festzustellen ist, und welches einfach auf den Normalbetrieb
zurückgestellt
werden kann.
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US-A-5287930 bietet ein Umlaufventil
für die Anwendung
während
der Sandkontrolle und verwandter Bohrlochverfahren, welches eine
Spindel einschliesst, welche innerhalb eines Gehäuses rotiert werden kann, nachdem
eine gewichtsaktivierte Kupplung gelöst wird.
US 5228516 bietet ein hin- und herbewegbares,
voll ausblasbares Prüfventil.
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Die vorliegende Erfindung bietet
nunmehr ein Tieflochprüfventil,
welches wahlweise in einer vollständig geöffneten Position festgestellt
werden kann, so dass das Gewicht der Bohrkette von dem Tieflochprüfventil
abgehoben werden kann, ohne das Tieflochprüfventil auf eine geschlossene
Position zurückstellen
zu müssen.
Das Tieflochprüfventil
der vorliegenden Erfindung umfasst ein Gehäuse, eine Betätigungseinheit
innerhalb desselben Gehäuses, und
eine Spindel, welche axial innerhalb des Gehäuses bewegbar ist, um die Betätigungseinheit
festzustellen oder zu betätigen.
Die Spindel ist auch innerhalb des Gehäuses rotierbar und bewegbar,
um dieselbe auf diese Weise wahlweise in eine axialen Position relativ
zu dem Gehäuse
feststellen zu können.
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Das Tieflochwerkzeug der vorliegenden
Erfindung umfasst weiter eine Hülseneinheit,
welche rotierbar innerhalb des Gehäuses positioniert ist und die
Spindel empfangen kann. Das Gehäuse
und die Hülseneinheit
definieren je eine Reihe von Abschervorrichtungsöffnungen, durch welche sich
eine Reihe von Abschervorrichtungen radial erstrecken, um eine relative
Drehung zwischen dem Gehäuse
und der Hülseneinheit
zu verhindern, bis eine vorbestimmte Menge von Drehkraft mit Hilfe
der Spindel auf die Hülseneinheit
auferlegt wird.
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Sowohl das Gehäuse wie auch die Hülseneinheit
definieren Kanäle,
welche eine Keilnut empfangen, welche sich von der Spindel hinweg
radial nach aussen hin erstreckt. Bei einer Ausführung der vorliegenden Erfindung
umfasst das Gehäuse
einen oberen Ansatz, und die Keilnut der Spindel umfasst einen unteren
Ansatz, so dass der obere Ansatz des Gehäuses in engen Kontakt mit dem
unteren Ansatz der Spindel gebracht wird, wenn die Spindel relativ
zu dem Gehäuse
rotiert wird, und auf diese Weise die Spindel in einer axialen Position
relativ zu dem Gehäuse
feststellt.
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Bei einer weiteren Ausführung umfasst
das Gehäuse
einen ersten und einen zweiten oberen Ansatz, und die Keilnut der
Spindel umfasst einen ersten und einen zweiten unteren Ansatz, so
dass der erste obere Ansatz des Gehäuses in engen Kontakt mit dem
ersten Ansatz der Spindel gebracht wird , und so dass der zweite
obere Ansatz des Gehäuses in
engen Kontakt mit dem zweiten unteren Ansatz der Spindel gebracht
wird, wenn die Spindel relativ zu dem Gehäuse rotiert wird, so dass auf
diese Weise die Spindel in einer axialen Position relativ zu dem Gehäuse festgestellt
wird.
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Eine Ausführung der Erfindung bietet
ein Tieflochwerkzeug, welches das Folgenden umfasst: ein Gehäuse; eine
Betätigungseinheit
innerhalb des vorgenannten Gehäuses;
und eine Spindel, welche axial innerhalb desselben Gehäuses bewegt
werden kann, um die vorgenannte Betätigungseinheit festzustellen
und zu betätigen,
wobei die vorgenannte Spindel rotierbar innerhalb des vorgenannten
Gehäuses
bewegt werden kann, um die vorgenannte Spindel auf diese Weise relativ
zu dem vorgenannten Gehäuse
wahlweise festzustellen.
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Eine Hülseneinheit kann rotierbar
innerhalb des vorgenannten Gehäuses
positioniert sein, um die vorgenannte Spindel zu empfangen. Das
Gehäuse kann
einen Kanal definieren, und die vorgenannte Hülseneinheit kann wiederum einen
Kanal definieren. Die Spindel kann weiter eine Keilnut umfassen, welche
in Längsrichtung
innerhalb des vorgenannten Kanals des vorgenannten Gehäuses und
dem vorgenannten Kanal der vorgenannten Hülse bewegbar ist.
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Bei einer weiteren Ausführung der
vorliegenden Erfindung umfasst das vorgenannte Gehäuse einen
oberen Ansatz, und die vorgenannte Keilnut der vorgenannten Spindel
umfasst einen unteren Ansatz, so dass der vorgenannte obere Ansatz
in engen Kontakt mit dem vorgenannten unteren Ansatz der vorgenannten
Spindel gebracht wird, wenn die vorgenannte Spindel relativ zu dem
vorgenannten Gehäuse
rotiert wird, wobei die vorgenannte Spindel axial und relativ zu
dem vorgenannten Gehäuse
festgestellt wird.
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Bei einer weiteren Ausführung umfasst
das vorgenannte Gehäuse
einen ersten und einen zweiten oberen Ansatz, und die vorgenannte
Keilnut der vorgenannten Spindel umfasst einen ersten und einen
zweiten unteren Ansatz, so dass der vorgenannte obere Ansatz des
vorgenannten Gehäuses
in engen Kontakt mit dem vorgenannten ersten Ansatz der vorgenannten
Spindel gebracht wird, und so dass der vorgenannte zweite Ansatz
des vorgenannten Gehäuses
in engen Kontakt mit dem vorgenannten zweiten Ansatz der vorgenannten
Spindel gebracht wird, wenn die vorgenannte Spindel relativ zu dem vorgenannten
Gehäuse
rotiert wird, wobei die vorgenannte Spindel axial und relativ zu
dem vorgenannten Gehäuse
festgestellt wird.
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Das Gehäuse kann eine Reihe von Abschervorrichtungsöffnungen
definieren, und die vorgenannte Hülseneinheit kann eine Reihe
von Abschervorrichtungsöffnungen
definieren. Das Tieflochwerkzeug kann weiter eine Reihe von sich
durch die vorgenannten Abschervorrichtungsöffnungen des vorgenannten Gehäuses nach
innen und in die Abschervorrichtungsöffnungen der vorgenannten Hülseneinheit
hinein erstreckenden Abschervorrichtungen umfassen, welche eine
relative Drehung zwischen dem vorgenannten Gehäuse und der vorgenannten Hülseneinheit
verhindern, bis eine vorbestimmte Menge von Drehkraft auf die vorgenannte
Hülseneinheit
auferlegt wird.
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Eine weitere Ausführung der vorliegenden Erfindung
bietet ein Tieflochwerkzeug, welches das Folgende umfasst: ein Gehäuse; eine
Betätigungseinheit,
welche innerhalb des vorgenannten Gehäuses positioniert ist und über geöffnete und
geschlossene Positionen verfügt;
eine Spindel, welche in das vorgenannte Gehäuse eingeschoben und so adaptiert
ist, dass sie wahlweise teleskopisch zwischen einer ersten und einer
zweiten axialen Position relativ zu dem vorgenannten Gehäuse hin
und her bewegt werden kann, um die vorgenannte Betätigungseinheit
zwischen den vorgenannten geöffneten
und geschlossenen Positionen hin und her zu manipulieren, wobei
die vorgenannte Spindel so adaptiert ist, dass dieselbe wahlweise
zwischen der ersten und der zweiten umlaufenden Position relativ
zu dem vorgenannten Gehäuse
rotiert werden kann, um die vorgenannte Spindel wahlweise axial
und relativ zu dem vorgenannten Gehäuse festzustellen.
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Bei einer Ausführung der vorliegenden Erfindung
ist die vorgenannte Spindel axial und relativ zu dem vorgenannten
Gehäuse
verschiebbar, wenn die vorgenannte Spindel sich in der vorgenannten
ersten umlaufenden Position relativ zu dem vorgenannten Gehäuse befindet,
und die vorgenannte Spindel ist axial und relativ zu dem vorgenannten
Gehäuse
festgestellt, wenn die vorgenannte Spindel sich in der vorgenannten
zweiten umlaufenden Position relativ zu dem vorgenannten Gehäuse befindet.
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Bei einer weiteren Ausführung der
vorliegenden Erfindung befindet sich die vorgenannte Betätigungseinheit
in der vorgenannten geöffneten
Position, wenn die vorgenannte Spindel sich in der vorgenannten
zweiten umlaufenden Position relativ zu dem vorgenannten Gehäuse befindet.
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Bei einer weiteren Ausführung der
vorliegenden Erfindung befindet sich die vorgenannte Betätigungseinheit
in der vorgenannten geschlossenen Position, wenn die vorgenannte
Spindel sich in der vorgenannten umlaufenden Position relativ zu
dem vorgenannten Gehäuse
befindet.
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Bei einer weiteren Ausführung der
vorliegenden Erfindung definiert das vorgenannte Gehäuse einen
Kanal und einen ersten oberen Ansatz, und die vorgenannte Spindel
umfasst weiter eine Keilnut mit einem ersten unteren Ansatz, wobei
die vorgenannte Keilnut axial innerhalb des vorgenannten Kanals
des vorgenannten Gehäuses
bewegbar ist, und wobei der vorgenannte erste obere Ansatz des vorgenannten
Gehäuses
in engem Kontakt mit dem vorgenannten ersten unteren Ansatz der
vorgenannten Spindel liegt, wenn die vorgenannte Spindel auf die
vorgenannte zweite umlaufende Position relativ zu dem vorgenannten
Gehäuse
rotiert wird, um auf diese Weise die vorgenannte Spindel axial und
relativ zu dem vorgenannten Gehäuse
festzustellen.
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Bei einer weiteren Ausführung umfasst
das vorgenannte Gehäuse
weiter einen zweiten oberen Ansatz, und die vorgenannte Keilnut
der vorgenannten Spindel umfasst weiter einen zweiten unteren Ansatz,
wobei der vorgenannte zweite obere Ansatz des vorgenannten Gehäuses in
engem Kontakt mit dem vorgenannten zweiten unteren Ansatz der vorgenannten
Spindel steht, wenn dieselbe Spindel auf die vorgenannte zweite
umlaufende Position relativ zu dem vorgenannten Gehäuse rotiert
wird, um die vorgenannte Spindel axial und relativ zu dem vorgenannten
Gehäuse
festzustellen.
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Eine Hülseneinheit kann rotierend
innerhalb des vorgenannten Gehäuses
positioniert werden, um die vorgenannte Spindel zu empfangen.
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Das vorgenannte Gehäuse kann
eine Reihe von Abschervorrichtungsöffnungen definieren, und die
vorgenannte Hülseneinheit
kann eine Reihe von Abschervorrichtungsöffnungen definieren. Bei einer weiteren
Ausführung
der vorliegenden Erfindung erstreckt sich eine Reihe von Abschervorrichtungen durch
die vorgenannten Abschervorrichtungsöffnungen des vorgenannten Gehäuses radial
nach innen in die vorgenannten Abschervorrichtungsöffnungen
der vorgenannten Hülseneinheit
hinein, um eine relative Drehung zwischen dem vorgenannten Gehäuse und der
vorgenannten Hülseneinheit
zu verhindern, bis eine vorbestimmte Menge von Drehkraft auf die
vorgenannte Hülseneinheit
auferlegt wird.
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Eine weitere Ausführung der vorliegenden Erfindung
bietet eine Methode für
das wahlweise Feststellen eines Tieflochwerkzeugs in einer geöffneten
Position, welche das Folgende umfasst: das Einführen des vorgenannten Werkzeugs
in ein Bohrloch; das Auferlegen des Gewichts eines Bohrgestänges auf
das vorgenannte Werkzeug; das Bewegen eines Gehäuses des vorgenannten Werkzeugs
von einer ersten axialen Position auf eine zweite axiale Position relativ
zu einer Spindel, wobei die vorgenannte Spindel innerhalb des vorgenannten
Gehäuses
verschiebbar positioniert werden kann; das Betätigen einer Betätigungseinheit,
welche innerhalb des vorgenannten Gehäuses positioniert ist, von
einer geschlossenen Position auf eine geöffnete Position; das Rotieren
des vorgenannten Gehäuses
in eine erste Richtung relativ zu der vorgenannten Spindel; und das
Feststellen der vorgenannten Spindel axial und relativ zu dem vorgenannten
Gehäuse,
um die vorgenannte Betätigungseinheit
in der vorgenannten geöffneten
Position festzustellen.
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Bei einer weiteren Ausführung der
Methode der vorliegenden Erfindung umfasst dieselbe die folgenden
Stufen: das Abheben des Gewichts des vorgenannten Bohrgestänges von
dem vorgenannten Werkzeug; und das Halten des vorgenannten Gehäuses in
der vorgenannten zweiten axialen Position relativ zu der vorgenannten
Spindel, um die vorgenannte Betätigungseinheit
in der vorgenannten geöffneten Position
zu halten. Bei einer weiteren Ausführung der Methode umfasst dieselbe
weiter die folgenden Stufen: das Rotieren des vorgenannten Gehäuses in
einer zweiten Richtung relativ zu der vorgenannten Spindel; das
Abheben des Gewichts des vorgenannten Bohrgestänges von dem vorgenannten Werkzeug;
das Verschieben des vorgenannten Gehäuses von der vorgenannten zweiten
axialen Position auf die vorgenannte erste axiale Position relativ
zu der vorgenannten Spindel; und das Betätigen der vorgenannten Betätigungseinheit
von der vorgenannten geöffneten
Position auf die vorgenannte geschlossene Position.
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Eine weitere Ausführung umfasst eine Methode
für das
wahlweise Feststellen eines Tieflochwerkzeugs in einer geschlossenen
Position, welche das Folgende umfasst: das Einführen des vorgenannten Werkzeugs
in ein Bohrloch; das Auferlegen des Gewichts eines Bohrgestänges auf
der vorgenannte Werkzeug; das Bewegen eines Gehäuses des vorgenannten Werkzeugs
aus einer ersten axialen Position auf eine zweite axiale Position
relativ zu einer Spindel, wobei die vorgenannte Spindel verschiebbar
innerhalb des vorgenannten Gehäuses
positioniert ist; das Betätigen
einer Betätigungseinheit, welche
innerhalb des vorgenannten Gehäuses
positioniert ist, von einer geöffneten
Position auf eine geschlossene Position; das Rotieren des vorgenannten Gehäuses in
eine erste Richtung relativ zu der vorgenannten Spindel; und das
Feststellen der vorgenannten Spindel axial und relativ zu dem vorgenannten Gehäuse, um
die vorgenannte Betätigungseinheit
in der vorgenannten geschlossenen Position festzustellen.
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Eine weitere Ausführung der Methode der vorliegenden
Erfindung umfasst weiter die folgenden Stufen: das Abheben des Gewichts
des vorgenannten Bohrgestänges
von dem vorgenannten Werkzeug; und das Halten des vorgenannten Gehäuses in der
vorgenannten zweiten axialen Position relativ zu der vorgenannten
Spindel, um die vorgenannte Betätigungseinheit
in der vorgenannten geschlossenen Position zu halten.
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Eine weitere Ausführung der Methode der vorliegenden
Erfindung umfasst weiter die folgenden Stufen: das Rotieren des
vorgenannten Gehäuses
in eine zweite Richtung relativ zu der vorgenannten Spindel; das
Abheben des Gewichts des vorgenannten Bohrgestänges von dem vorgenannten Werkzeug;
das Verschieben des vorgenannten Gehäuses von der vorgenannten zweiten
axialen Position auf die vorgenannte erste axiale Position relativ
zu der vorgenannten Spindel; und das Betätigen der vorgenannten Betätigungseinheit
von der vorgenannten geschlossenen Position auf die vorgenannte
geöffnete
Position.
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Wir beziehen uns nun auf die beiliegenden Zeichnungen,
wobei
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1 eine
schematische Ansicht einer Offshore Öl- oder Gasbohrinsel darstellt,
auf welcher eine Ausführung
eines Tieflochprüfventils
nach der vorliegenden Erfindung betrieben wird;
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2 sowohl
wie 2A–2C eine halbe Querschnittsansicht
einer Ausführung
eines Tieflochprüfventils
nach der vorliegenden Erfindung in einer geöffneten Position darstellen;
-
3 sowohl
wie 3A–3C eine halbe Querschnittsansicht
einer Ausführung
eines Tieflochprüfventils
nach der vorliegenden Erfindung in einer geschlossenen Position
darstellen;
-
4 eine
Perspektivansicht einer Ausführung
einer rotierbaren Hülsenhülle nach
der vorliegenden Erfindung darstellt;
-
5 eine
Perspektivansicht einer Ausführung
eines Abschnitts einer Triebspindel nach der vorliegenden Erfindung
darstellt;
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6 eine
Perspektivansicht einer weiteren Ausführung einer rotierbaren Hülsenhülle nach
der vorliegenden Erfindung darstellt; und
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7 eine
Perspektivansicht einer Ausführung
eines Abschnitts einer Triebspindel nach der vorliegenden Erfindung
darstellt.
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Obwohl die Herstellung und die Anwendung der
verschiedenen Ausführungen
der vorliegenden Erfindung weiter unten eingehender beschrieben werden
sollen sollte berücksichtigt
werden, dass die vorliegende Erfindung viele weitere mögliche Erfindungskonzepte
anbietet, welche auf die verschiedensten Weisen und mit Hilfe einer
weiten Reihe von Kontexten ausgeführt werden können. Die
hierin beschriebenen spezifischen Ausführungen repräsentieren
lediglich illustrative Beispiele spezifischer Weisen, das Gerät der vorliegenden
Erfindung herzustellen und anzuwenden, und schränken den Umfang der Erfindung
auf keinerlei Art und Weise ein.
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Unter Bezugnahme auf 1 wird hier ein Tieflochprüfventil
während
der Anwendung desselben auf einer Offshore Öl- oder Gasbohrinsel schematisch
dargestellt und allgemein mit der Nummer (10) ausgezeichnet.
Eine Halbtaucherbohrplattform (12) ist hier über einer
Unterwasseröl-
oder Gasformation (14) zentriert, welche sich unter dem
Meeresboden (16) befindet. Ein Unterwasserschutzrohr (18) erstreckt
sich von dem Deck (20) der Plattform (12) bis
zu einer Bohrlochkammerinstallation (22) hinunter, welche
einen Bohrlochschieber (24) umfasst. Die Plattform (12)
umfasst einen Bohrturm (26) und einen Hebemechanismus (28)
für das
Anheben und Herablassen von Bohrketten (30) mit Endkappen
(32) und Werkzeugen für
das Testen der Öl-
oder Gasformation (14) einschließlich von Tieflochprüfventilen
(34) und Dichtungseinheiten (36).
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Während
solcher Testverfahren wird meist eine Bohrkette (30) in
ein Bohrloch (40) herabgelassen, nachdem die Formation
(14) während
eines Bohrverfahrens von einem Bohrloch (40) durchschnitten
worden ist. Das Werkzeug (40) und die Dichtungseinheit
(36) können
sich über
der Endkappe (32) befinden. Die Dichtungseinheit (36)
kann so eingestellt werden, dass dieselbe den Innenraum der Bohrkette
(30) gegen das Bohrloch (40) abdichtet. Wenn die
Dichtungseinheit (36) den Bereich zwischen dem Bohrloch
(40) und der Bohrkette (30) abgedichtet hat, können Formationsflüssigkeiten
durch das Werkzeug (34) hindurch in die Bohrkette (30)
hinein produziert werden.
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Der Fachmann auf diesem Gebiet wird
dabei sofort erkennen, dass die Anwendung des Werkzeugs (34)
der vorliegenden Erfindung nicht auf die Anwendung mit Halbtaucherbohrplattformen
(12) wie der in 1 geoffenbarten
beschränkt
ist. Das Werkzeug (34) eignet sich gleichermassen für die Anwendung
auf gewöhnlichen
Offshore-Bohrinseln oder für Onshore-Bohrverfahren.
Der Fachmann wird weiter sofort erkennen, dass sich das Werkzeug
(34) der vorliegenden Erfindung sich gleichermassen für verrohrte
vertikale Bohrlöcher,
und auch für
verrohrte oder unverrohrte gekrümmte
oder horizontale Bohrlöcher
eignet, obwohl 1 ein
unverrohrtes vertikales Bohrloch offenbart.
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Unter Bezugnahme auf 2 und 3 ist
das Werkzeug (34) der vorliegenden Erfindung hier jeweils
in einer geöffneten
und einer geschlossenen Position dargestellt. Das Werkzeug (34)
umfasst ein Gehäuse
(42), welches so adaptiert ist, dass es mit der Bohrkette
(30) verbunden werden kann, und welches einen im Wesentlichen
offenen Hohlraum (44) umschließt. Das Gehäuse (42) umfasst eine
Reihe von allgemein zylindrisch geformten rohrförmigen Elementen, welche mit
Hilfe von Gewinden miteinander verbunden werden. Das Gehäuse (42)
umfasst einen oberen Adapter (46) mit einer unteren, internen Gewindeoberfläche (48),
welche mit einer externen Gewindeoberfläche (50) eines oberen
Endes des oberen, inneren Gehäuseabschnitts
(52) verschraubt wird. Das Gehäuse (42) umfasst weiter
ein Außenrohr
(54), dessen oberer Abschnitt konzentrisch um einen unteren
Abschnitt des oberen, inneren Gehäuseabschnitts (52)
herum empfangen wird, welcher sich unter den oberen Adapter (46)
hinweg erstreckt. Das Außenrohr
(54) umfasst eine Reihe von radial nach innen ausgerichteten
Keilnuten (56), welche in eine Reihe von radial nach aussen
ausgerichteten Keilnuten (58) des oberen, inneren Gehäuseabschnitts
(52) eingreifen, um eine relative Drehung zwischen denselben
zu verhindern. Ein oberstes Ende des Rohres (54) über den
Keilnuten (56) umfasst eine zylindrische innere Oberfläche (60),
welche eng um eine zylindrische äussere
Oberfläche (62)
des oberen Adapters (46) herum empfangen wird, wobei die
Dichtung zwischen denselben durch widerstandsfähige O-Ring Dichtungen (64)
erstellt wird. Eine Dichtung ist auch zwischen dem oberen, inneren
Gehäuseabschnitt (52)
und dem oberen Adapter (46) mit Hilfe von widerstandsfähigen Ringdichtungen
(66) vorhanden.
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Das Außenrohr (54) wird
mit Hilfe eines oberen, nach oben ausgerichteten ringförmigen Ansatzes
(68) des oberen, inneren Gehäuseabschnitts (52)
relativ zu dem oberen Adapter (46) und dem oberen, inneren
Gehäuseabschnitt
(52) in Position gehalten, wodurch das untere Ende (70)
der Keilnuten (56) festgestellt wird. Das Außenrohr
(54) umfasst eine mit einem Innengewinde ausgestattete
zylindrische Oberfläche
(72) in der Nähe
seines unteren Endes, welche über
ein Gewinde mit einer externen zylindrischen Oberfläche (74)
eines oberen Abschnitts eines Gehäusezwischenadapters (76)
des Gehäuses
(42) verbunden ist. Ein widerstandsfähiger O-Ring (78)
formt eine Dichtung zwischen denselben. Der Gehäusezwischenadapter (76)
wird über ein
Gewinde in Position (80) mit dem unteren Gehäusezwischenadapter
(82) des Gehäuses
(42) verbunden, wobei ein widerstandsfähiger O-Ring (84)
zwischen denselben eine Dichtung erstellt. Der untere Gehäusezwischenadapter
(82) ist über
ein Gewinde in Position (86) mit dem oberen Ende einer
Meßkammer
(88) des Gehäuses
(42) verbunden. Ein O-Ring (90) erstellt wiederum
eine Dichtung zwischen denselben.
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Die Meßkammer (88) umfasst
in einer Wand derselben eine Füllöffnung (92),
welche mit Hilfe eines abgedichteten Gewindestöpsels (94) geschlossen
werden kann. Die Meßkammer
(88) umfasst weiter eine obere Entleerungsöffnung (96),
welche einen abgedichteten Gewindestöpsel (98) beinhaltet,
und eine untere Füllöffnung (100)
mit einem abgedichteten Gewindestöpsel (102) in derselben.
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Die Meßkammer (88) ist an
ihrem unteren Ende über
eine Gewindeverbindung (106) mit dem unteren Adapter (104)
des Gehäuses
(42) verbunden. Der untere Adapter (104) ist an
seinem unteren Ende über
eine Gewindeverbindung (110) mit der rotierbaren Hülsenhülle (108)
des Gehäuses
(42) verbunden.
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Innerhalb des Außenrohres (54) des
Gehäuses
(42) befindet sich die Betätigungseinheit (112). Die
Betätigungseinheit
(112) umfasst ein sphärisches Ventil
(114) mit einer im Wesentlichen offenen Ventilbohrung (116).
Die oberen und unteren ringförmigen Sitze
(118) und (120) halten dieses sphärische Ventil (114).
Das sphärische
Ventil (114) kann zwischen den Sitzen (118) und
(120) und einer auf 3A illustrierten
geschlossenen Position, in welcher das sphärische Ventil (114) den
Gehausehohlraum (44) schließt, und einer auf 2A illustrierten geöffneten Position
rotiert werden, in welcher das sphärische Ventil (114)
auf eine Position rotiert wird, in welcher die Ventilbohrung (116)
auf den Gehäusehohlraum (44)
ausgerichtet ist. Der Ventilkäfig
(122) umschließt das
sphärische
Ventil (114) und umfasst mindestens eine sich in Längsrichtung
erstreckende Aussparung (124), welche in 3A am besten ersichtlich ist. Der Käfig (122)
umfasst ein oberes Ende (126), welches über eine Gewindeverbindung
(128) mit einem oberen, inneren Gehäuseabschnitt (52)
verbunden ist.
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Mindestens ein Betätigungsarm
(130) mit einer Nase (132) wird in mindestens
einer ekzentrischen radialen Bohrung (134) des sphärischen
Ventils (114) empfangen. Wenn das Gehäuse (42) relativ zu
dem Betätigungsarm
(130) nach unten bewegt wird, rotiert derselbe Betätigungsarm
(130) das sphärische
Ventil (114) auf seine geöffnete Position. Wenn das Gehäuse (42)
relativ zu dem Betätigungsarm (130)
nach oben bewegt wird, wird derselbe Betätigungsarm (130) das
sphärische
Ventil (114) auf seine geschlossene Position rotieren.
Das untere Ende des Betätigungsarms
(130) umfasst eine sich radial nach innen erstreckende
Flansch (136), welche in eine Rille (138) im oberen
Adapter (140) der Triebspindeleinheit (142) empfangen
wird.
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Die Triebspindeleinheit (142)
wird im allgemeinen verschiebbar in das Gehäuse (42) hinein empfangen.
Die Triebspindeleinheit (142) ist so adaptiert, dass sie
wahlweise teleskopisch zwischen einer ersten und einer zweiten Position
relativ zu dem Gehäuse
(42) hin und hergestellt werden kann, um das sphärische Ventil
(114) zwischen seiner geschlossenen und seiner geöffneten
Position zu rotieren. Die Triebspindeleinheit (142) ist
weiter so adaptiert, dass sie wahlweise zwischen einer ersten umlaufenden
Position und einer zweiten umlaufenden Position relativ zu dem Gehäuse (42)
rotiert werden kann, um das sphärische
Ventil (114) in einer geöffneten Position festzustellen.
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Wie in 2C und 3C dargestellt umfasst die
Triebspindeleinheit (142) einen unteren Adapter (114)
mit einem unteren, externen Gewindestiftende (146) für eine Verbindung
desselben mit dem Bohrgestänge
(30) oder einem naheliegenden Werkzeug wie zum Beispiel
einer Dichtungseinheit (36), welche sich unter dem Werkzeug
(34) befinden kann. Der Hohlraum (44), welcher
auch als ein Fließdurchgang (44)
bezeichnet werden kann, erstreckt sich durch die verschiedenen Abschnitte
der Triebspindeleinheit (142) hindurch. Der untere Adapter
(144) ist über eine
Gewindeverbindung (150), welche eine Dichtung umfasst,
die aus einem O-Ring
(152) zwischen denselben besteht, mit dem unteren Ende
der unteren Triebspindel (148) der Triebspindeleinheit
(142) verbunden. Eine Beipassöffnung (154) ist durch
die Seitenwand der unteren Triebspindel (148) hindurch positioniert.
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Die untere Triebspindel (148)
umfasst eine zylindrische Außenoberfläche (156),
welche eng anliegend in eine innere Oberfläche (158) der rotierbaren
Hülsenhülle (108)
eingeschoben werden kann.
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Die Beipasshülse (160) wird auch
eng anliegend auf eine Außenoberfläche (156)
der unteren Triebspindel (148) aufgeschoben und umfasst
obere und untere verschiebbare O-Ringe (162) und (164) zwischen
denselben. Die Beipasshülse
(160) kann mit einer Stellschraube (166), welche
in eine Rille (168) des rotierbaren Hülsenrohres (108) eingeführt wird,
an einer rotierbaren Hülsenhülle (108)
befestigt werden. Es wird dadurch deutlich, dass sich die unteren
Dichtungen (164) unter die Beipassöffnung (154) bewegen
werden, um dieselbe Beipassöffnung
(154) zu schliessen, wenn das Gehäuse (42) sich relativ
zu der Triebspindeleinheit (142) nach unten bewegt. Wie
in 3C dargestellt befindet
sich die Beipassöffnung
(154) in einer geöffneten
Position, wenn das sphärische
Ventil (114) sich wie in 2C geoffenbart
in seiner geschlossenen Position befindet, und die Beipassöffnung (154)
wird sich in ihrer geschlossenen Position befinden, wenn das sphärische Ventil (114)
auf seine geöffnete
Position bewegt wird.
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Das Werkzeug (34) wird normalerweise
in ein Bohrloch (40) eingeführt, während das sphärische Ventil
(114) sich wie in 3 dargestellt
in seiner geschlossenen Position befindet. Die Dichtungseinheit
(36) befindet sich unmittelbar unter dem Werkzeug (34),
und liegt eng gegen die Innenoberfläche des Bohrlochs (40)
an. Es ist dabei wünschenswert, über eine
Beipassvorrichtung für
den Durchfluß von
Flüssigkeit
durch den Hohlraum (44) unter dem geschlossenen sphärischen
Ventil (114) zu verfügen, um
auf diese Weise die Dichtungseinheit (36) zu umgehen und
einen kolbenartigen, entgegen gesetzten Effekt zu der abwärtigen Bewegung
der Testerkette (30) innerhalb des Bohrlochs (40)
zu verhindern. Die Beipassöffnung
(154) ermöglicht
einen Durchfluß aus dem
unteren Abschnitt des Hohlraums (44) nach aussen und durch
die Beipassöffnung
(154) hindurch in das Bohrloch (40) über der
Dichtungseinheit (36) hinein, wenn sie geöffnet ist.
Wenn das Gewicht der Bohrkette (30) auf die Dichtungseinheit
(36) aufgelegt wird, wird die Beipassöffnung (154) mit Hilfe
der Zeitverzögerungsaktion
offen gehalten, bis die Dichtungseinheit (36) festgestellt
ist. Dies ermöglicht
das Einstellen der Dichtungseinheit (36) ohne irgendwelchen
differentialen Druck über
derselben innerhalb des Bohrlochs (40). Nach dem Einstellen
der Dichtungseinheit (36) wird die Beipassöffnung (154)
geschlossen. Wenn sich diese Beipassöffnung (154) schließt, wird
sich das sphärische
Ventil (114) öffnen.
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Andererseits ist es jedoch auch möglich, die Beipasshülse (160)
wie in 3B dargestellt
zu positionieren, ohne dabei die Stellschraube (168) anzuwenden,
so dass die Beipasshülse
(160) die Beipassöffnung
(154) verdeckt, wenn das Gehäuse (42) sich relativ
zu der Triebspindeleinheit (142) nach unten bewegt. Folgedessen
wird der Reibungskontakt der oberen und unteren verschiebbaren O-Ring
Dichtungen (162) und (164) mit der Außenoberfläche (156)
der unteren Triebspindel (148) daraufhin das Halten der
Beipasshülse
(160) in einer geschlossenen Position mit Hilfe von Reibungskraft
verursachen, wenn das Gehäuse
(42) relativ zu der Triebspindeleinheit (142)
zurück
nach oben bewegt wird. Bei einer dritten Alternative kann die Beipasshülse (160)
anfänglich
um die Beipassöffnungen
(154) herum positioniert werden, so dass die obere verschiebbare
O-Ring Dichtung (162) sich über den Beipassöffnungen
(154) befindet, und so dass die untere verschiebbare O-Ring
Dichtung (164) sich unter der Beipassöffnung (154) befindet.
Bei dieser Anordnung verursacht das Halten der oberen und unteren
verschiebbaren O-Ring Dichtungen (162) und (164)
mit Hilfe von Reibungskraft gegen die Außenoberfläche (156) der unteren
Triebspindel (148) das dauerhafte Halten der Beipasshülse (160)
mit Hilfe von Reibungskraft in einer geschlossenen Position.
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Ein ringförmiger Meßkolben (170) ist
innerhalb einer Ölkammer
(172) positioniert. Diese Ölkammer (72) umfasst
einen ersten Abschnitt (174) und einen zweiten Abschnitt
(176) jeweils über
und unter dem Meßkolben
(170). Der Meßkolben
(170) umfasst an seinem oberen Ende weiter eine Fließimpedanzvorrichtung
(178), um auf diese Weise dem Durchfluß durch den Durchflußdurchgang
(180) eine vorbestimmte Menge von Flüssigkeitswiderstand entgegen zu
setzen. Der Meßkolben
(170) ist mit einer Einweg O-Ring Dichtung (182)
ausgestattet, welche eine Dichtung zwischen dem Meßkolben
(170) und dem Meßkammerrohr
(88) des Gehäuses
(42) herstellt. Wenn die Triebspindeleinheit (142)
relativ zu dem Gehäuse
(42) nach oben gleitet, muss Flüssigkeit aus dem ersten Abschnitt
(174) der Ölkammer
(172) durch die Fließimpedanzvorrichtung
(178) in den zweiten Abschnitt (176) der Ölkammer
(172) fliessen. Die Einweg O-Ring Dichtung (182)
ermöglicht
das Erstellen einer Umleitung zwischen dem Meßkolben (170) und
dem Meßkammerrohr
(88) des Gehäuses (42),
wenn die Triebspindeleinheit (142) sich relativ zu dem
Gehäuse
(42) nach unten bewegt.
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Während
des Betriebs befindet sich das Tieflochprüfventil (34) in seiner
vollständig
ausgefahrenen Position, wobei das sphärische Ventil (114)
geschlossen ist, wie es das normalerweise sein wird, wenn das Werkzeug
(34) in ein Bohrloch (40) eingeführt wird;
dies ist in 3 sehr gut
erkennbar. Wenn das Werkzeug (34) mit Hilfe einer Bohrkette
(30) in das Bohrloch (40) eingeführt wurde,
kann die Dichtungseinheit (36) betätigt werden, um eine Dichtung gegen
das Bohrloch (40) herzustellen. Die Dichtungseinheit (36)
ist normalerweise so entworfen, dass sie innerhalb des Bohrlochs
(40) durch das Auferlegen eines Gewichts auf dieselbe Dichtungseinheit
(36) eingestellt werden kann. Der Meßkolben (170) erzeugt
eine Zeitverzögerung
, so dass dieses Gewicht innerhalb des Bohrlochs (40) auf
die Dichtungseinheit (36) auferlegt werden kann, ohne die Triebspindeleinheit
(142) innerhalb des Gehäuses (42)
so weit nach oben zu bewegen, dass sich das sphärische Ventil (114) öffnet.
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Wenn die Dichtungseinheit (36)
eingestellt ist, kann das sphärische
Ventil (114) durch das Auferlegen des Gewichts auf die
Bohrkette (30) geöffnet werden.
Dies wird das Gehäuse
(42) dazu veranlassen, sich relativ zu der Triebspindeleinheit
(142) nach unten zu bewegen, welche von der Dichtungseinheit (36)
in einer feststehenden Position gehalten wird. Die Fließimpedanzvorrichtung
(178) wird den Durchfluß von hydraulischer Flüssigkeit
aus dem ersten Abschnitt (174) der Ölkammer (172) in den
zweiten Abschnitt (176) der Ölkammer (172) einschränken. Die
Fließimpedanzvorrichtung
(178) wird normalerweise so ausgewählt, dass sie ungefähr eine
zweiminütige
Zeitverzögerung
erzeugt, bevor sich das Gehäuse
(42) ausreichend weit nach unten bewegt, um das sphärische Ventil
(114) zu öffnen.
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Unter Bezugnahme auf 4 ist hier ein halber Querschnitt eines
rotierbaren Hülsenrohres
(108) in einer Prospektivansicht dargestellt. Das rotierbare Hülsenrohr
(108) umfasst eine Gewindeverbindung (110) für das Einschrauben
des rotierbaren Hülsenrohres
(108) in den unteren Adapter (104). Das rotierbare
Hülsenrohr
(108) definiert entlang seines Innenumfangs ein Profil,
welches eine Reihe von Keilnuten (184) und eine Reihe von
Kanälen
(186) einschließt. Jede
Keilnut (184) des rotierbaren Hülsenrohres (108) umfasst
obere Ansätze
(188) und (190). Eine Hülseneinheit (192)
wird eng anliegend in das rotierbare Hülsenrohr (108) eingeschoben.
Die Hülseneinheit
(192) kann innerhalb des rotierbaren Hülsenrohres (108) rotiert
werden. Die Hülseneinheit
(192) wurde so entworfen, dass sie Stellschrauben (194)
empfangen kann, welche sich durch das rotierbare Hülsenrohr
(108) hindurch erstrecken, um eine relative Drehbewegung
zwischen der Hülseneinheit
(192) und dem rotierbaren Hülsenrohr (108) zu
verhindern. Die Hülseneinheit
(192) definiert entlang ihres Innenumfangs ein Profil,
welches eine Reihe von Kanälen (193)
und eine Reihe von Keilnuten (195) umfasst.
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Unter Bezugnahme auf 5 ist hier ein Abschnitt einer unteren
Triebspindel (148) in einer Perspektivansicht dargestellt.
Die untere Triebspindel (148) definiert um ihren Außenumfang
herum ein Profil, welches eine Reihe von Keilnuten (196)
und eine Reihe von Kanälen
(198) umfasst. Jede dieser Keilnuten (196) umfasst
wiederum eine Einkerbung (200) und einen unteren Ansatz
(202).
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Wie weiter oben schon aufgeführt wird
das Werkzeug (34) während
des Betriebs in seiner vollständig
ausgefahrenen Position mit einem geschlossenen sphärischen
Ventil (114) in das Bohrloch (40) eingeführt. Wenn
die Dichtungseinheit (36) innerhalb des Bohrlochs (40)
eingestellt worden ist, kann das sphärische Ventil (114)
geöffnet
werden, indem ein Gewicht auf die Bohrkette (30) auferlegt
wird, welches eine abwärtige
Bewegung des Gehäuses
(42) relativ zu der Triebspindeleinheit (142)
verursachen wird. Wenn sich das rotierbare Hülsenrohr (108) des Gehäuses (42)
relativ zu der unteren Triebspindel (148) der Triebspindeleinheit
(142) nach unten bewegt, werden die Keilnuten (196)
der unteren Triebspindel (148) eng anliegend und relativ
zu den Kanälen
(186) des rotierbaren Hülsenrohres
(108) und den Kanälen
(193) der Hülseneinheit
(192) eingeschoben. Auf eine ähnliche Art und Weise werden
die Keilnuten (184) des rotierbaren Hülsenrohres (108) und die
Keilnuten (195) der Hülseneinheit
(192) eng anliegend und relativ zu den Kanälen (198)
der unteren Triebspindel (148) eingeschoben. Wenn das Gehäuse (42)
seine abwärtige
Bewegung relativ zu der Triebspindeleinheit (142) vollständig abgeschlossen hat,
und wenn das sphärische
Ventil (114) auf seine vollständig geöffnete Position gestellt wurde,
ist die Einkerbung (200) der Keilnut (196) der
unteren Triebspindel (148) auf den oberen Abschnitt (204)
der Keilnut (184) des rotierbaren Hülsenrohres (108) ausgerichtet.
Ausserdem ist nun der laterale Ansatz (206) der Keilnut
(196) der unteren Triebspindel (148) auf die Keilnut
(195) der Hülseneinheit
(192) ausgerichtet.
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Das Werkzeug (34) befindet
sich nun in der in 2 geoffenbarten
vollständig
eingefahrenen Position. Das Werkzeug (34) kann durch ein
einfaches Abheben der Bohrkette von demselben Werkzeug (34)
auf seine vollständig
ausgefahrene Position zurückgestellt
werden. Andererseits kann die Bohrkette (30) auch in eine
erste Richtung rotiert werden, was eine Drehkraft auf die Hülseneinheit
(192) ausüben
wird, wenn die Hülseneinheit
(192) mit dem lateralen Ansatz (206) der Keilnut
(196) in Kontakt gerät.
Wenn die Drehkraft eine vorbestimmte Stufe erreicht, werden die
Stellschrauben (194) abscheren und es der Hülseneinheit
(192) ermöglichen,
relativ zu dem rotierbaren Hülsenrohr
(108) zu rotieren, was dem rotierbaren Hülsenrohr
(108) wiederum ermöglichen
wird, relativ zu der unteren Triebspindel (148) zu rotieren.
Das rotierbare Hülsenrohr
(108) rotiert relativ zu der unteren Triebspindel (148),
bis der laterale Ansatz (208) des oberen Abschnitts (204)
der Keilnut (184) mit dm lateralen Ansatz (210)
der Einkerbung (200) des Kanals (196) in Kontakt
tritt. In dieser Position wird der obere Ansatz (190) des
oberen Abschnitts (204) der Keilnut (184) mit
dem unteren Ansatz (202) der Keilnut (196) in
Kontakt treten, und der obere Ansatz (108) der Keilnut
(184) wird mit dem unteren Ansatz (212) der Keilnut
(196) in Kontakt treten, wenn das Gewicht der Bohrkette
(30) von dem Werkzeug (34) abgehoben wird, was
eine relative Bewegung in Längsrichtung
zwischen dem rotierbaren Hülsenrohr
(108) und der unteren Triebspindel (148) verhindern
wird, was wiederum eine relative Bewegung in Längsrichtung zwischen dem Gehäuse (42) und
der Triebspindeleinheit (142) verhindert und das sphärische Ventil
(114) in einer geöffneten
Position feststellt. Das Werkzeug (34) kann durch das Rotieren
der Bohrkette (30) in eine zweite Richtung auf den Normalbetrieb zurückgestellt
werden, so dass das rotierbare Hülsenrohr
(108) relativ zu der unteren Triebspindel (148)
rotiert, bis der laterale Ansatz (205) der Keilnut (184)
mit dem lateralen Ansatz (207) der Keilnut (196)
in Kontakt tritt.
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Unter Bezugnahme auf 6 ist hier eine alternative Ausführung des
rotierbaren Hülsenrohres (108)
dargestellt. Das rotierbare Hülsenrohr
(108) definiert hier ein Profil entlang seines Innenumfangs, welches
eine Reihe von Kanälen
(220) und eine Reihe von Keilnuten (222) umfasst.
Die Hülseneinheit (192)
wird eng anliegend in das rotierbare Hülsenrohr (108) eingeschoben
und kann innerhalb des rotierbaren Hülsenrohres (108) rotiert
werden. Die Hülseneinheit
(192) definiert ein Profil entlang ihres Innenumfangs,
welches eine Reihe von Kanälen
(193) und eine Reihe von Keilnuten (195) umfasst.
Eine Reihe von Stellschrauben (194) wird innerhalb der
Hülseneinheit
(192) durch das rotierbare Hülsenrohr (108) hindurch
eingeführt,
um eine relative Drehbewegung zwischen der Hülseneinheit (192)
und dem rotierbaren Hülsenrohr
(108) zu verhindern.
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7 zeigt
einen Abschnitt der unteren Triebspindel (148), welcher
hier in Perspektivansicht dargestellt ist. Die untere Triebspindel
(148) umfasst ein äußeres Profil,
welches eine Reihe von Keilnuten (224) und eine Reihe von
Kanälen
(226) umfasst. Die Keilnut (224) definiert eine
Einkerbung (228). Unter Bezugnahme auf 6 und 7 werden
hier die Keilnuten (224) der unteren Triebspindel (148)
eng anliegend in die Kanäle
(220) des rotierbaren Hülsenrohres
(108) und die Kanäle
(193) der Hülseneinheit (192)
eingeschoben. Auf eine ähnliche
Art und Weise werden die Keilnuten (222) des rotierbaren
Hülsenrohres
(108) und die Keilnuten (195) der Hülseneinheit
(192) eng anliegend und verschiebbar in die Kanäle (226)
der unteren Triebspindel (148) eingeschoben.
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Wenn während des Betriebs das Gewicht
der Bohrkette (30) auf das Werkzeug (34) auferlegt
wird, und wenn sich das Werkzeug (34) in seiner vollständig eingefahrenen
Position befindet, während
das sphärische
Ventil (114) geöffnet
ist, wird der obere Abschnitt (230) der Keilnut (224)
der unteren Triebspindel (148) auf die Keilnut (195)
der Hülseneinheit (192)
ausgerichtet. Wenn die Bohrkette (30) dann in eine erste
Richtung rotiert wird, wird mit Hilfe des lateralen Ansatzes (232)
der Keilnut (224) auf der Hülseneinheit (192)
eine Drehkraft erzeugt. Wenn die Drehkraft eine vorbestimmte Stufe
erreicht, werden die Stellschrauben (194) abscheren und
es der Hülseneinheit
(192) ermöglichen,
relativ zu dem rotierbaren Hülsenrohr
(108) zu rotieren und es demselben Hülsenrohr (108) wiederum
ermöglichen,
relativ zu der unteren Triebspindel (148) zu rotieren.
Das rotierbare Hülsenrohr
(108) wird relativ zu der unteren Triebspindel (148)
rotieren, bis der laterale Ansatz (234) der Keilnut (222)
des rotierbaren Hülsenrohres (108)
mit dem lateralen Ansatz (236) der Keilnut (224)
der unteren Triebspindel (148) in Kontakt tritt. Wenn das
Gewicht des Bohrgestänges
(30) in dieser Position von dem Werkzeug (34)
abgehoben wird, wird der obere Ansatz (238) der Keilnut
(222) mit dem unteren Ansatz (240) der Keilnut
(224) in Kontakt treten, was eine relative Bewegung in
Längsrichtung zwischen
dem rotierbaren Hülsenrohr
(108) und der unteren Triebspindel (148) verhindern
wird, was wiederum eine relative Bewegung in Längsrichtung zwischen dem Gehäuse (42)
und der Triebspindeleinheit (142) verhindern wird, und
auf diese Weise das sphärische
Ventil (114) in einer geöffneten Position feststellen
wird. Das Werkzeug (34) kann durch das Rotieren der Bohrkette
(30) in eine zweite Richtung auf seine normale Betriebsposition
zurückgestellt
werden, so dass das rotierbare Hülsenrohr
(108) relativ zu der unteren Triebspindel (148)
rotiert, bis der laterale Ansatz (242) der Keilnut (222)
mit dem lateralen Ansatz (244) der Keilnut (224)
in Kontakt tritt.
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Der Fachmann auf diesem Gebiet wird
sich darüber
im Klaren sein, dass die Erfindung innerhalb des Umfangs der beiliegenden
Ansprüche
beliebig modifiziert werden kann.