EP0413097A1 - Vorrichtung zur Erzeugung von Druckpulsen in Bohrspülungsmedien - Google Patents

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EP0413097A1
EP0413097A1 EP90110691A EP90110691A EP0413097A1 EP 0413097 A1 EP0413097 A1 EP 0413097A1 EP 90110691 A EP90110691 A EP 90110691A EP 90110691 A EP90110691 A EP 90110691A EP 0413097 A1 EP0413097 A1 EP 0413097A1
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EP
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main valve
valve body
tubular
tubular extension
flow channel
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Dagobert Feld
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Baker Hughes Oilfield Operations LLC
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Eastman Christensen Co
Eastman Teleco Co
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00—Survey of boreholes or wells
    • E21B47/12—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling
    • E21B47/14—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling using acoustic waves
    • E21B47/18—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling using acoustic waves through the well fluid, e.g. mud pressure pulse telemetry
    • E21B47/24—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling using acoustic waves through the well fluid, e.g. mud pressure pulse telemetry by positive mud pulses using a flow restricting valve within the drill pipe

Definitions

  • the invention relates to a device for generating pressure pulses in a drilling fluid flowing through a drill pipe string in an embodiment according to the preamble of claim 1.
  • the main valve body is supported and guided axially displaceably on the carrier body in the region of its rear end in the direction of flow.
  • the main valve body has a tube extension on its end facing the flow, which has a diameter below the diameter of the constriction, extends through the constriction against the direction of flow and has side slots in the region of its end, which form the inlet opening for the internal flow channel.
  • the invention has for its object to provide a particularly simple, low-wear and reliable device of the type mentioned, and the invention solves this problem by a device with the features of claim 1. With regard to a substantial further embodiment is made to claims 2 to 8.
  • the assignment of the tube extension to the support body makes the pressure withdrawal before the constriction of the housing independent of the position and movements of the main valve body and thus free of the resulting fluctuations.
  • the design of the main valve body is simplified, which is therefore subject to less wear and is more responsive.
  • the double guidance of the main valve body counteracts tilting movements and the resulting clamping phenomena, so that the device can also be used reliably in drilling fluid containing sand and in drill pipe strands for directional, in particular horizontal, drilling.
  • With a simplified possibility for cable routing and for establishing a mechanical and / or electrical connection to the device above the housing there is also the particularly interesting possibility of designing the main part of the device as a pull-up unit.
  • the device illustrated in the drawing for generating pressure pulses in a drilling fluid flowing through a drill pipe string 1 comprises in particular a tubular casing 2 which is supported in a stationary manner in the drill pipe string 1 with a constriction, which in the illustrated example has a separate end on the front end in the direction of flow 4 Housing 2 attached ring body 3 is formed.
  • a support body 5 is supported in a stationary manner, which is essentially tubular and has a foot part 6 and a tubular extension 7, which has a diameter which is below the diameter of the constriction 3 of the housing 2 and through the constriction 3 through the flow direction 4 to in the high pressure area rich of the flowing drilling fluid is preferred.
  • An essentially tubular main valve body 8 is supported on the carrier body 5 and, like the carrier body 5, is arranged coaxially in the housing 2 and axially from its illustrated starting position, defined by a shoulder 9 of the carrier body 5, against the flow direction 4 of the drilling fluid into an upper operating end position is movable.
  • the main valve body 8 defines between itself and the housing 2 an external flow channel 10 for the drilling fluid and between a tapering front end 11 and the constriction 3 a throttle section with a variable flow cross-section depending on the position of the main valve body 8.
  • the carrier body 5 has in the area of its foot part 6 a sliding guide area 13, on which the rear area of the main valve body 8 is slidably supported.
  • This sliding guide area 13 is preferably provided with a hard covering, e.g. a separate sleeve made of tungsten carbide, which, as armor, reduces wear in the sliding guide area. This is particularly important for drilling fluid that contains abrasive particles such as sand.
  • the front end 11 of the main valve body 8, which tapers against the direction of flow 4, is also supported and guided on the tubular extension 7 in the region of a second sliding guide 14, which can also be formed by a hard metal sleeve or some other armoring hard metal coating.
  • a hard metal for example tungsten carbide
  • the assignment of the tubular extension 7 to the carrier body 5 enables a substantial simplification of the shape of the main valve body 8.
  • the main valve body 8 can present a lower moment of inertia and accordingly react more sensitively to pressure differences which act on it.
  • the simplification in shape reduces the wear to which the main valve body 8 is exposed during operation, in particular in drilling fluid with abrasive particles such as sand.
  • the carrier body 5 delimits a coaxial, continuous internal flow channel 15, the inlet opening of which is arranged centrally and in the flow direction 4 in front of the constriction 3 of the housing 2 and is formed by a number of radially oriented bores 16. These bores 16 are made in an attachment part 17 arranged on the end of the tubular extension 7, the upper end of which is designed as a coupling pin 18 for a drawing tool.
  • the attachment part 17 has a rear end face 19 which forms a securing stop for the main valve body 8 and prevents the main valve body 8 from sliding off from the carrier body 5 against the direction of flow 4, which is impossible with a horizontally oriented drill pipe string 1 under certain pressure conditions and then when the clear inner diameter of the ring body 3 exceeds the outer diameter of the main valve body 8.
  • the bores 16 defining the inlet opening for the inner flow channel 15 are preceded by a common sieve 20, the outer surface of which is coaxially aligned and aligned with the outer surface of the attachment part 17.
  • the outer surface of the screen 20 is therefore flowed over in parallel over the entire axial length of the drilling fluid, so that the screen is subjected to constant self-cleaning. This is particularly important when the drilling fluid is offset with sealing additives.
  • An annular space 21 is provided behind the sieve 20, from which the bores 16 open, so that all of them Liche holes 16 remain operational even if the screen 20 should be temporarily partially blocked.
  • the inner flow channel 15 has an extension 22 in the region of the foot part 6 of the carrier body 5, and the extension 22 is connected via connecting channels 23 to a pressure chamber 24 which is provided between the tubular extension 7 of the carrier body 5 and the main valve body 8. Accordingly, a pressure prevails in the pressure chamber 24 which corresponds to the pressure in the drilling fluid in the internal flow channel 15 at the level of the branch of the connecting channels 23.
  • the inner flow channel has an outlet opening in the form of a valve opening 25 in a valve seat part 26 screwed into the extension 22 of the inner flow channel 15.
  • This valve opening 25 can be closed by means of a valve body 27, which can be moved from its open position to a closed position by means of a drive (not shown in more detail, for example formed by an electromagnet).
  • the parts 26, 27 form an auxiliary valve, through which the flow through the inner flow channel 15 with drilling fluid can be released or blocked.
  • the auxiliary valve 26, 27 is controlled by a device (not illustrated in more detail) for determining measurement data from the borehole, which is arranged downstream of the carrier body 5, and the pressure pulses initiated by the auxiliary valve 26, 27 in the drilling fluid are received above ground by a pressure sensor and one Evaluation device supplied.
  • a device not illustrated in more detail
  • the auxiliary valve 26, 27 is closed due to activation by the measuring device.
  • the internal flow channel 15 and thus in the pressure chamber 24 builds accordingly a pressure which corresponds to the pressure of the drilling fluid at the level of the inlet opening of the internal flow channel 15.
  • This pressure prevailing in the pressure chamber 24 exerts hydraulic forces directed against the flow direction 4 on the main valve body 8, the sum of which exceeds the sum of the forces acting in the flow direction on the main valve body 8 located in the starting position.
  • the hydraulic forces acting axially in the flow direction 4 on the main valve body 8 are composed of static and dynamic forces which are derived from the pressure and flow conditions in the external flow channel 10, 12.
  • the hydraulically effective dimensions are coordinated with one another in such a way that the total results against all flow forces acting on the main valve body 8 against the direction of flow 4 at the time when the main valve body 8 moves after the Closing of the auxiliary valve 26, 27 begins to move upward from its starting position, is initially relatively small, then increases with increasing stroke length and finally decreases again until it reaches the value zero.
  • the main valve body 8 assumes its operating pulse position which determines the pressure pulse, in which the main valve body 8 floats in the drilling fluid without a stop.
  • Room 24 After opening the auxiliary valve 26, 27, the pressure in the pressure increases Room 24 again has a value at which the sum of the forces acting in the flow direction 4 on the main valve body 8 exceeds the sum of the forces acting counter to the flow direction 4, with the result that the main valve body 8 returns to its illustrated starting position and is ready for a new pressure pulse generating working cycle is.

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Abstract

Eine Vorrichtung zur Erzeugung von Druckpulsen in einem einen Bohrrohrstrang (1) durchströmenden Bohrspülungsmedium zur Fernübertragung von Meßdaten umfaßt ein in dem Bohrrohrstrang (1) angeordnetes Ventil, das ein ortsfest abgestütztes, rohrförmiges Gehäuse (2), einen in diesem koaxial verschieblichen, rohrförmigen Hauptventilkörper (8), einen koaxial im Hauptventilkörper(8) angeordneten, ortsfesten, rohrförmigen Trägerkörper (5) und ein Hilfsventil (26,27) aufweist. Zwischen einer Engstelle (3) des Gehäuses (2) und dem Hauptventillkörper (8) ist eine Drosselstrecke (12) mit in Abhängigkeit von der Stellung des Hauptventilkörpers (8) veränderlichem Durchflußquerschnitt vorgesehen und der Trägerkörper (5) und der Hauptventilkörper (8) umgrenzen einen Innenströmungskanal (15), dessen Eintrittsöffnung zentral und in Strömungsrichtung (4) vor der Engstelle (3) des Gehäuses (2) am Ende eines Rohrfortsatzes (7) angeordnet und dessen Austrittsöffnung im Bereich des Fußteils (6) des Trägerkörpers (5) gelegen und mittels des Hilfsventils (26,27) freigeb- und verschließbar ist. Dabei ist der Trägerkörper (5) mit dem Rohrfortsatz (7) versehen und der Rohrfortsatz (7) bildet eine zweite Gleitführung (14) für das diesen umgreifende vordere Ende (11) des Hauptventilkörpers (8), wobei zwischen dem Rohrfortsatz (7) des Trägerkörpers (5) und dem Hauptventilkörper (8) eine Druckkammer (24) ausgebildet ist, die über Verbindungskanäle an den Innenströmungskanal (15) angeschlossen ist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erzeu­gung von Druckpulsen in einem einen Bohrrohrstrang durch­strömende Bohrspülungsmedium in einer Ausbildung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art (DE-PS 37 15 514, US-PS 3 958 217) ist der Hauptventilkörper im Bereich seines in Strömungsrichtung rückwärtigen Endes auf dem Trägerkörper axial verschieblich abgestützt und geführt. Der Hauptventil­körper weist dabei an seiner der Strömung zugewandten Stirn­seite einen Rohrfortsatz auf, der einen den Durchmesser der Engstelle unterschreitenden Durchmesser hat, sich ent­gegen Strömungsrichtung durch die Engstelle hindurch er­streckt und im Bereich seines Endes Seitenschlitze auf­weist, welche die Eintrittsöffnung für den Innenströmungs­kanal bilden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders einfache, verschleißarme und funktionssichere Vorrichtung der genannten Art zu schaffen, und die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des An­spruchs 1. Hinsichtlich wesentlicher weiterer Ausgestal­ tungen wird auf die Ansprüche 2 bis 8 verwiesen.
  • Die Zuordnung des Rohrfortsatzes zum Trägerkörper macht die Druckentnahme vor der Engstelle des Gehäuses von der Stellung und von Bewegungen des Hauptventilkörpers unab­hängig und damit von daraus resultierenden Schwankungen frei. Zugleich vereinfacht sich die Ausbildung des Haupt­ventilkörpers, der daher geringerem Verschleiß unterliegt und eine erhöhte Ansprechempfindlichkeit darbietet. Die Doppelführung des Hauptventilkörpers wirkt Kippbewegungen und daraus resultierenden Klemmerscheinungen entgegen, so daß die Vorrichtung zuverlässig auch in sandhaltigen Bohrspülungsmedien sowie in Bohrrohrsträngen für Richtungs-, insbesondere Horizontalbohrungen, Verwendung finden kann. Bei vereinfachter Möglichkeit zur Kabelumführung und zur Herstellung einer mechanischen und/oder elektrischen Ver­bindung mit der Vorrichtung oberhalb des Gehäuses ist ferner die besonders interessante Möglichkeit gegeben, den Haupt­teil der Vorrichtung als aufziehbare Baueinheit auszubilden.
  • Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung, in der ein Ausführungsbei­spiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem abge­brochenen Längsschnitt veranschaulicht ist.
  • Die in der Zeichnung veranschaulichte Vorrichtung zur Er­zeugung von Druckpulsen in einem einen Bohrrohrstrang 1 durchströmenden Bohrspülungsmedium umfaßt im einzelnen ein im Bohrrohrstrang 1 ortsfest abgestütztes rohrförmiges Gehäuse 2 mit einer Engstelle, die bei dem dargestellten Beispiel von einem gesonderten, auf das in Strömungsrichtung 4 vordere Ende des Gehäuses 2 aufgesetzten Ringkörper 3 gebildet ist.
  • Im Gehäuse 2 ist ein Trägerkörper 5 ortsfest abgestützt, der im wesentlichen rohrförmig ausgebildet ist und einen Fußteil 6 sowie einen Rohrfortsatz 7 aufweist, der einen den Durchmesser der Engstelle 3 des Gehäuses 2 unterschrei­tenden Durchmesser aufweist und durch die Engstelle 3 hin­durch entgegen Strömungsrichtung 4 bis in den Hochdruckbe­ reich des strömenden Bohrspülungsmediums vorgezogen ist.
  • Auf dem Trägerkörper 5 ist ein im wesentlichen rohrförmiger Hauptventilkörper 8 abgestützt, der ebenso wie der Träger­körper 5 koaxial im Gehäuse 2 angeordnet ist und axial aus seiner dargestellten, durch eine Schulter 9 des Träger­körpers 5 definierten Ausgangslage entgegen der Strömungs­richtung 4 des Bohrspülungsmediums in eine obere Betriebs­endstellung verschieblich ist. Der Hauptventilkörper 8 begrenzt zwischen sich und dem Gehäuse 2 einen Außenströ­mungskanal 10 für die Bohrspülung und zwischen einem sich verjüngenden vorderen Ende 11 und der Engstelle 3 eine Drosselstrecke mit in Abhängigkeit von der Stellung des Hauptventilkörpers 8 veränderlichem Durchflußquerschnitt.
  • Der Trägerkörper 5 weist im Bereich seines Fußteils 6 einen Gleitführungsbereich 13 auf, auf dem sich der rückwärtige Bereich des Hauptventilkörpers 8 verschieblich abstützt. Dieser Gleitführungsbereich 13 ist bevorzugt mit einem Hartbelag, z.B. einer gesonderten Hülse aus Wolframkarbid, versehen, der als Panzerung den Verschleiß im Gleitführungs­bereich herabsetzt. Dies ist insbesondere bei Bohrspülungs­medien, die abrasive Partikel wie Sand mit sich führen, von Bedeutung.
  • Auch das sich entgegen Strömungsrichtung 4 verjüngende vordere Ende 11 des Hauptventilkörpers 8 ist auf dem Rohr­fortsatz 7 im Bereich einer zweiten Gleitführung 14 abge­stützt und geführt, die ebenfalls von einer Hartmetallhülse oder einem sonstigen panzernden Hartmetallbelag gebildet sein kann. Durch diese Doppelführung des Hauptventilkörpers 8, der seinerseits vollständig aus einem Hartmetall, z.B. Wolframkarbid, bestehen kann, werden Kipperbewegungen mit der Folge eines Verklemmens des Hauptventilkörpers 8 auf dem Trägerkörper 5 wirksam auch dann vermieden, wenn die Vorrichtung in einem horizontalen Bohrrohrstrang, für den die erfindungsgemäße Vorrichtung besonders geeignet ist, zum Einsatz kommt.
  • Die Zuordnung des Rohrfortsatzes 7 zum Trägerkörper 5 ermög­licht eine wesentliche Vereinfachung der Gestalt des Haupt­ventilkörpers 8. Infolge dieser Vereinfachung kann der Hauptventilkörper 8 ein geringeres Massenträgheitsmoment darbieten und dementsprechend empfindlicher auf Druckdif­ferenzen reagieren, die auf ihn einwirken. Insbesondere aber vermindert die Vereinfachung in der Gestalt den Ver­schleiß, dem der Hauptventilkörper 8 im Betrieb, insbeson­dere in Bohrspülungsmedien mit abrasiven Partikeln wie Sand, ausgesetzt ist.
  • Der Trägerkörper 5 umgrenzt einen koaxialen, durchgehenden Innenströmungskanal 15, dessen Eintrittsöffnung zentral und in Strömungsrichtung 4 vor der Engstelle 3 des Gehäuses 2 angeordnet und von einer Anzahl von radial ausgerichteten Bohrungen 16 gebildet ist. Diese Bohrungen 16 sind in einem auf dem Ende des Rohrfortsatzes 7 angeordneten Aufsatzteil 17 angebracht, dessen oberes Ende als Kupplungszapfen 18 für ein Ziehwerkzeug ausgebildet ist. Der Aufsatzteil 17 weist eine rückwärtige Stirnfläche 19 auf, die einen Sicherungsanschlag für den Hauptventilkörper 8 bildet und verhindert, daß der Hauptventilkörper 8 vom Trägerkörper 5 entgegen Strömungsrichtung 4 abgleitet, was bei horizontal ausgerichtetem Bohrrohrstrang 1 unter bestimmten Druckver­hältnissen und dann nicht ausgeschlossen ist, wenn der lichte Innendurchmesser des Ringkörpers 3 den Außendurchmes­ser des Hauptventilkörpers 8 überschreitet.
  • Zur Herabsetzung von Verstopfungsgefahren ist den die Ein­trittsöffnung für den Innenströmungskanal 15 definierenden Bohrungen 16 ein gemeinsames Sieb 20 vorgeordnet, dessen Außenfläche koaxial ausgerichtet ist und mit der Außenfläche des Aufsatzteils 17 fluchtet. Die Außenfläche des Siebs 20 wird daher in voller axialer Länge parallel von dem Bohrspülungsmedium überströmt, so daß das Sieb einer stän­digen Selbstreinigung ausgesetzt ist. Dies ist insbesondere bei Versatz des Bohrspülungsmediums mit dichtenden Zusätzen von Bedeutung. Hinter dem Sieb 20 ist ein Ringraum 21 vor­gesehen, aus dem die Bohrungen 16 ausmünden, so daß sämt­ liche Bohrungen 16 auch dann betriebsbereit bleiben, wenn das Sieb 20 vorübergehend partiell verstopft sein sollte.
  • Der Innenströmungskanal 15 weist im Bereich des Fußteils 6 des Trägerkörpers 5 eine Erweiterung 22 auf, und die Erweiterung 22 steht über Verbindungskanäle 23 mit einer Druckkammer 24 in Verbindung, die zwischen dem Rohrfortsatz 7 des Trägerkörpers 5 und dem Hauptventilkörper 8 vorgesehen ist. In der Druckkammer 24 herrscht dementsprechend ein Druck, der dem Druck im Bohrspülungsmedium im Innenströ­mungskanal 15 in Höhe des Abzweigs der Verbindungskanäle 23 entspricht.
  • Der Innenströmungskanal weist im Bereich des Fußteils 6 des Trägerkörpers 5 eine Austrittsöffnung in der Gestalt einer Ventilöffnung 25 in einem in die Erweiterung 22 des Innenströmungskanals 15 eingeschraubten Ventilsitzteils 26 auf. Diese Ventilöffnung 25 ist mittels eines Ventilkör­pers 27 verschließbar, der mittels eines nicht näher darge­stellten, beispielsweise von einem Elektromagneten gebil­deten Antriebs aus seiner dargestellten Offenstellung in eine Schließstellung bewegbar ist. Die Teile 26,27 bilden ein Hilfsventil, durch das die Durchströmung des Innen­strömungskanals 15 mit Bohrspülungsmedium freigeb- oder absperrbar ist.
  • Das Hilfsventil 26,27 wird durch eine nicht näher veran­schaulichte Vorrichtung zur Ermittlung von Meßdaten aus dem Bohrloch, die stromab des Trägerkörpers 5 angeordnet ist, gesteuert, und die durch das Hilfsventil 26,27 initiierten Druckpulse im Bohrspülungsmedium werden von einem Drucksensor oberirdisch empfangen und einer Auswerte­vorrichtung zugeleitet. Insoweit kann auf die Darstellungen und Darlegungen in der DE-PS 37 15 514 verwiesen werden.
  • Zur Erzeugung eines Druckpulses im Bohrspülungsmedium wird aufgrund einer Ansteuerung durch die Meßvorrichtung das Hilfsventil 26,27 geschlossen. Im Innenströmungskanal 15 und damit in der Druckkammer 24 baut sich dementsprechend ein Druck auf, der dem Druck des Bohrspülungsmediums in Höhe der Eintrittsöffnung des Innenströmungskanals 15 ent­spricht. Dieser in der Druckkammer 24 herrschende Druck übt auf den Hauptventilkörper 8 entgegen der Strömungsrich­tung 4 gerichtete hydraulische Kräfte aus, deren Summe die Summe der in Strömungsrichtung auf den in der Ausgangs­stellung befindlichen Hauptventilkörper 8 wirkenden Kräfte übersteigt. Die axial in Strömungsrichtung 4 auf den Haupt­ventilkörper 8 wirkenden hydraulischen Kräfte setzen sich aus statischen und dynamischen Kräften zusammen, die sich aus den Druck- und Strömungsverhältnissen im Außenströmungs­kanal 10,12 ableiten.
  • Unmittelbar nach Schließen des Hilfsventils 26,27 bewegt sich der Hauptventilkörper 8 daher mit einer aus der herrschenden Differenz der Axialkräfte resultierenden Be­schleunigung entgegen Strömungsrichtung 4, und mit dieser Bewegung verändern sich die in Strömungsrichtung 4 auf den Hauptventilkörper 8 wirkenden hydraulischen Kräfte, da sich durch die Annäherung des Hauptventilkörpers 8 an die Engstelle 3 der Durchflußquerschnitt und die Strömungs­verhältnisse in der Drosselstrecke 12 verändern.
  • Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind wie bei dem Ventil nach der DE-PS 37 15 514 die hydraulisch wirk­samen Abmessungen so aufeinander abgestimmt, daß die ent­gegen Strömungsrichtung 4 Gesamtresultierende aller auf den Hauptventilkörper 8 wirkenden Kräfte zu dem Zeitpunkt, an dem sich der Hauptventilkörper 8 nach dem Schließen des Hilfsventils 26,27 aus seiner Ausgangsstellung aufwärts zu bewegen beginnt, zunächst verhältnismäßig klein ist, dann mit zunehmender Hubweglänge größer wird und schließlich wieder abnimmt, bis sie den Wert Null erreicht. In der Stellung, in der die Gesamtresultierende aller auf den Hauptventilkörper 8 einwirkenden Kräfte den Wert Null hat, nimmt der Hauptventilkörper 8 seine druckpulsbestimmende Betriebsendstellung ein, in der der Hauptventilkörper 8 anschlagsfrei im Bohrspülungsmedium schwebt.
  • Nach Öffnen des Hilfsventils 26,27 nimmt der Druck im Druck­ raum 24 wieder einen Wert an, bei dem die Summe der in Strömungsrichtung 4 auf den Hauptventilkörper 8 wirkenden Kräfte die Summe der entgegen Strömungsrichtung 4 wirkenden Kräfte übersteigt mit der Folge, daß der Hauptventilkörper 8 in seine dargestellte Ausgangsstellung zurückkehrt und für ein erneutes druckpulserzeugendes Arbeitsspiel bereit ist.

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Erzeugung von Druckpulsen in einem einen Bohrrohrstrang (1) durchströmenden Bohrspülungsmedium zur Fernübertragung von Meßdaten, mit einem in dem Bohrrohr­strang (1) angeordneten Ventil, das ein ortsfest abge­stütztes, rohrförmiges Gehäuse (2), einen in diesem koaxial unter Belassung eines Außenströmungskanals (10) angeordne­ten, axial aus einer durch einen Anschlag (9) definierten Ausgangslage entgegen der Strömungsrichtung (4) des Bohr­spülungsmediums in eine obere Betriebsendstellung verschieb­lichen, rohrförmigen Hauptventilkörper (8), einen koaxial im Hauptventilkörper (8) angeordneten, ortsfesten, rohrför­migen Trägerkörper (5) und ein Hilfsventil (26,27) umfaßt, wobei zwischen einer Engstelle (3) des Gehäuses (2) und dem Hauptventilkörper (8) eine Drosselstrecke (12) im Außen­strömungskanal (10) mit in Abhängigkeit von der Stellung des Hauptventilkörpers (8) veränderlichem Durchflußquer­schnitt vorgesehen ist und wobei der Trägerkörper (5) und der Hauptventilkörper (8) einen Innenströmungskanal (15) umgrenzen, dessen Eintrittsöffnung zentral und in Strömungs­richtung (4) vor der Engstelle (3) des Gehäuses (2) am Ende eines Rohrfortsatzes (7) mit einem den Durchmesser der Engstelle (3) des Gehäuses (2)unterschreitenden Durch­messer angeordnet und dessen Austrittsöffnung im Bereich des Fußteils (6) des Trägerkörpers (5) gelegen und mittels des Hilfsventils (26,27) freigeb- und verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (5) mit dem Rohrfortsatz (7) versehen ist und der Rohrfortsatz (7) eine zweite Gleitführung (14) für das diesen umgreifende vordere Ende (11) des Hauptventilkörpers (8) bildet, wobei zwischen dem Rohrfortsatz (7) des Tägerkörpers (5) und dem Hauptventilkörper (8) eine Druckkammer (24) ausgebildet ist, die über Verbindungskanäle an den Innenströmungskanal (15) angeschlossen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrfortsatz (7) im Bereich der Gleitführung (14) für das vordere Ende (11) des Hauptventilkörpers (8) eine von einem Hartbelag gebildete Panzerung aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Eintrittsöffnung des Innenströmungskanals (15) aus einer Anzahl von radial ausgerichteten Bohrungen (16) gebildet ist, die in einem auf dem Ende des Rohrfort­satzes (7) angeordneten Aufsatzteil (17) angebracht sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß den Bohrungen (16) ein gemeinsames Sieb (20) vorgeordnet ist, dessen Außenfläche zur Außenfläche des Aufsatzteils (17) koaxial und im wesentlichen fluchtend ausgerichtet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (16) aus einem hinter dem Sieb (20) ange­ordneten Ringraum (21) ausmünden.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ende des Rohrfortsatzes (7) und dem Bereich der Gleitführung (14) ein Sicherungs­anschlag (19) für den Hauptventilkörper (8) vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherungsanschlag (19) vom Aufsatzkörper (17) gebildet ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Rohrträgers (5) bzw. des Aufsatzkörpers (17) mit einem Kupplungszapfen (18) für ein Ziehwerkzeug versehen ist.
EP90110691A 1989-08-16 1990-06-06 Vorrichtung zur Erzeugung von Druckpulsen in Bohrspülungsmedien Expired - Lifetime EP0413097B1 (de)

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