NL8603235A

NL8603235A - Well testing string with downhole rotary ball valve - openable in response to annulus pressure

Info

Publication number: NL8603235A
Application number: NL8603235A
Authority: NL
Original assignee: Halliburton Co
Priority date: 1973-11-15
Filing date: 1986-12-19
Publication date: 1987-04-01
Also published as: NL187449C; NL187449B

Abstract

A well testing technique uses a tubing string incorporating above a packer a valve biased to a closed position by well annulus pressure acting in one direction on a valve actuating mechanism, the latter being operable downhole to allow increased annulus pressure to be applied to the mechanism solely in an opposing direction so that this increased pressure can serve to open the valve and provide a full bore passage through which formation fluids can pass to the tubing string for transmission uphole. Since the closure bias can be developed downhole, and released before retrieval, the valve is more safely handled at the surface.

Description

NL 33.881—Vo/hp S 4 f . .. ' -«k * %NL 33.881 — Vo / hp S 4 f. .. '- «k *%

Inrichting voor het onderzoeken van een aardlaag bij proefboringen (afsplitsing van Nederlandse octrooiaanvrage 7316966)Device for examining an earth layer during test drilling (division of Dutch patent application 7316966)

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het onderzoeken van een aardformatie na een proefboring/ bestemd om in een in het boorgat neer te laten holle proef-boorketen te worden opgenomen, die is voorzien van een uit-5 zetbaar pakkerorgaan voor het afsluiten van de ringvormige putruimte tussen de putwand en de boorketen boven de te onderzoeken aardformatie, welke inrichting een in de boring van de holle boorketen geplaatste afsluiter b'évat, die door wijziging van de vloeistofdruk in de genoemde ringvormige putruim-10 te kan worden bediend. .The invention relates to a device for examining an earth formation after a test drilling / intended to be incorporated in a hollow test drill chain to be drilled in the borehole, which is provided with an expandable packer member for closing off the annular well space between the well wall and the drill string above the earth formation to be examined, which device comprises a valve placed in the bore of the hollow drill string, which can be operated by changing the liquid pressure in the said annular well well. .

Een dergelijke inrichting is. bekend uit het Franse octrooischrift 2.160.581. De bekende inrichting bezit als nadeel, dat geen maatregelen zijn getroffen om te vermijden dat de afsluiter wordt geopend bij een te hoge druk in de putruim-15 te. Hierdoor kunnen gevaarlijke situaties ontstaan.One such device is. known from French patent 2,160,581. The known device has the drawback that no measures have been taken to prevent the valve from being opened at too high a pressure in the well space. This can lead to dangerous situations.

De uitvinding beoogt derhalve een inrichting van de in de aanhef genoemde soort te verschaffen, die dit nadeel niet bezit.The object of the invention is therefore to provide a device of the type mentioned in the preamble, which does not have this drawback.

Hierbij is de inrichting volgens de uitvinding 20 gekenmerkt door een bedieningsinrichting voor de afsluiter, welke bedieningsinrichting is voorzien van een drukgevoelig uitschakelorgaan, dat de bedieningsinrichting onwerkzaam maakt als de druk in de ringvormige putruimte een bepaalde waarde overschrijdt.The device according to the invention is herein characterized by an operating device for the valve, which operating device is provided with a pressure-sensitive switch-off member, which renders the operating device ineffective if the pressure in the annular well space exceeds a certain value.

25 Op deze wijze wordt er op betrouwbare wijze voor gezorgd, dat de afsluiter bij een te hoge druk in de ringvormige ruimte wordt gesloten en gesloten blijft.In this way it is reliably ensured that the valve is closed and remains closed at too high a pressure in the annular space.

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de tekening, waarin een uitvoeringsvoorbeeld is weergege-30 ven.The invention is further elucidated with reference to the drawing, in which an exemplary embodiment is shown.

Fig. 1 toont schematisch een inrichting volgens de uitvinding.Fig. 1 schematically shows a device according to the invention.

De fig. 2a en 2b tonen een verticale doorsnede door het afsluitergedeelte van de in fig. 1 weergegeven inrichting, s$03235 \ s’ , -¾ -2- r waarbij de afsluiter is gesloten,.Figures 2a and 2b show a vertical section through the valve portion of the device shown in Figure 1, wherein the valve is closed.

De fig... 3a en 3b tonen een verticale doorsnede door het afsluitergedeelte van de in fig. 1 weergegeven inrichting, waarbij de afsluiter is geopend.Figures 3a and 3b show a vertical section through the valve portion of the device shown in Figure 1 with the valve open.

5 Fig. 4a toont een doorsnede volgens de lijn 4-4 in fig. 2a, waarbij de afsluiter is gesloten.FIG. 4a shows a section on line 4-4 in FIG. 2a, with the valve closed.

Fig. 4b toont een doorsnede volgens de lijn 4-4 in fig. 2a, waarbij de afsluiter gedeeltelijk is geopend.Fig. 4b shows a section on line 4-4 in FIG. 2a, with the valve partially opened.

Fig. 4c toont een doorsnede volgens de lijn 4-4 in 10 fig. 2a, waarbij de afsluiter geheel is geopend.Fig. 4c shows a section along line 4-4 in FIG. 2a, with the valve fully opened.

In het navolgende zal eerst een opsomming worden gegeven van de verschillende onderdelen van de in fig. 1 weergegeven inrichting, aan de hand van de in fig. 1 aangebrachte: referentietekens.In the following, a list will first be given of the various parts of the device shown in Fig. 1, on the basis of the reference marks provided in Fig. 1.

15 1. boorvaartuig 2. zeebodem 3. boorput 4. mantelbuisketen in de boorput 3 5. te onderzoeken aardlaag 20 6 . ' hef inwendige van de boorput 3 7. eruptie-afsluiter op de zeebodem 2 8. mantelbuisketen die de eruptie-afsluiter 7 verbindt met het vaartuig 1 9. dek van het vaartuig 1 25 10. proefboorketen die in de mantelbuiske ten s is opgenomen en de te onderzoeken aardlaag 5 verbindt met het vaartuig 1 11. hijskabel, die de proefboorketen 10 draagt 30 12. hijsstelling, die de hijskabel 11 draagt 13. deksel, dat het bovenuiteinde van de mantelbuisketen 8 afsluit 14. toevoerleiding voor het aanbrengên van fluïda i. zoals een spoeling in het in wen- 35 dige 6 van de mantelbuisketen 4 onder de eruptie-afsluiter 7 15. pomp voor het verhogen van de druk in de leiding 14 8,6 0 3 2 3 5 3 _ *5 16. ringvormige ruimte tussen de mantelbuis-keten 4 en de proefboorketen 10 17. bovenste gedeelte van de proefboorketen in de mantelbuisketen 8 5 18. hydraulisch bediend spuitkruis 19. tussenleiding 20. koppeloverdragende schuifkoppeling 21. tussenleiding voor het bedienen van het afdichtingsorgaan 10 22. circulatieafsluiter 23. -- . tussenleiding 24. bovenste drukregistratieorgaari 25. af sluitergedee1te 26. onderste drukregistratieorgaan 15 27. afdichtingsorgaan 28. geperforeerde eindbuis die de aardlaag 5 met het inwendige van de proefboor-keten 10 verbindt.15 1. drilling vessel 2. seabed 3. borehole 4. casing pipe chain in the borehole 3 5. earth layer to be investigated 20 6. the interior of the wellbore 3 7. blowout valve on the seabed 2 8. jacket pipe chain connecting the blowout valve 7 to the vessel 1 9. deck of the vessel 1 25 10. test drill string contained in the casing shafts and the earth layer 5 to be examined connects to the vessel 1 11. hoisting cable, which carries the test drill chain 10 12. hoist rack, which carries the hoisting cable 11 13. cover, which closes the top end of the jacket pipe chain 8. 14. supply pipe for applying fluids i . such as a flush in the inside 6 of the jacket pipe chain 4 below the blowout valve 7 15. pump for increasing the pressure in the pipe 14 8.6 0 3 2 3 5 3 _ * 5 16. annular space between the casing chain 4 and the test drill chain 10 17. upper part of the test drill chain in the casing chain 8 5 18. hydraulically operated spray cross 19. intermediate pipe 20. torque-transmitting sliding coupling 21. intermediate pipe for operating the sealing member 10 22. circulation valve 23. - -. intermediate pipe 24. upper pressure recording device 25. sealing shutter section 26. lower pressure recording device 15 27. sealing member 28. perforated end pipe connecting the earth layer 5 to the interior of the test drill chain 10.

De functie en de werking van de onderdelen 1-28 met 20 ‘uitzondering van het afsluitergedeelte 25, zijn uitvoerig beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 3.664.415.The function and operation of parts 1-28, with the exception of valve portion 25, are described in detail in U.S. Pat. No. 3,664,415.

Alvorens over te gaan tot een beschrijving van de werking van hét afsluitergedeelte 25, dat in de fig. 2-4 met 100 is aangeduid, zal eerst een opsomming worden gegeven van 25 de verschillende onderdelen van dit afsluitergedeelte aan de hand van de in de fig. 2-4 aangebrachte referentietekens.Before proceeding with a description of the operation of the valve section 25, which is indicated by 100 in the figures 2-4, a list will first be given of the various parts of this valve section on the basis of the 2-4 reference marks affixed.

-De afsluiter 101.-The valve 101.

102. Buisvormig huis dat is samengesteld uit in elkaar schroefbare buisvormige seg- 30 menten en is voorzien van een in de lengterichting verlopend, centraal door-laatkanaal 102a.102. Tubular housing composed of screwable tubular segments and provided with a longitudinally extending central passage channel 102a.

103. Kogelvormig afsluiterlichaam met een centrale doorlaatopening 103a.103. Ball-shaped valve body with a central passage opening 103a.

35 104a en Excentrisch in het oppervlak 103b van 104b. het afsluiterlichaam 103 aangebrachte uitsparingen, die symmetrisch zijn ten Opzichte van de as van de doorlaatopening 103a.104a and Eccentric in the surface 103b of 104b. recesses provided on the valve body 103 which are symmetrical with respect to the axis of the passage opening 103a.

'6503235 S -¾.6503235 S -¾.

- 4 .- 105. Cilindrisch afsluiterhuis, dat is verbonden met het huis 102.- 4 .- 105. Cylindrical valve body, which is connected to the body 102.

106. Bovenste, op het afsluiterlichaam 103 aangrijpende zitting van het afsluiter- 5 huis 105.106. Upper seat of the valve body 105 engaging the valve body 103.

107. Onderste ringvormige zitting, die verti caal verschuifbaar in het afsluiterhuis 105 is aangebracht.107. Lower annular seat vertically slidably mounted in the valve body 105.

108. In het huis 102 opgenomen veer, die de 10 onderste zitting 107 tegen het afslui terlichaam 103 en het afsluiterlichaam 103 tegen de bovenste zitting 106 drukt.108. Spring received in housing 102, which presses the lower seat 107 against the valve body 103 and the valve body 103 against the upper seat 106.

109a en In de lengterichting verlopende bedie- ningsarmen, die met het af sluiterlichaam 15 103 zijn verbonden en symmetrisch ten opzichte van de as van het afsluiterhuis 105 zijn aangebracht.109a and Longitudinal actuating arms which are connected to the valve body 103 and are arranged symmetrically to the axis of the valve body 105.

110a en Nokken, die aan de uiteinden van de be- 1 1 Π Τλ dieningsarmen 109a en 109b zijn beves-20 tigd. De nokken 110a en 110b zijn kogel vormig uitgevoerd en verschuifbaar en draaibaar opgenomen in de excentrische uitsparingen 104a en 104b van het af-siuiterlichaam 103.110a and Cams attached to the ends of the actuator arms 109a and 109b. Cams 110a and 110b are ball-shaped and slidably and rotatably received in the eccentric recesses 104a and 104b of the valve body 103.

25 111. Ringvormige, uitwendige groef in het bovenuiteinde van een telescopische trek-huls 112. De onderuiteinden van de be-dieningsarmen 109a en 109b zijn voorzien van radiaal naar binnen uitstekende 30 flenzen 109c, die verschuifbaar in de groef 111 zijn opgenomen, zodanig dat de bedieningsarmen langs de omtrek van de huls 112 kunnen bewegen, terwijl zij axiaal door de huls 112 worden veris plaatst..111. Annular external groove in the upper end of a telescopic pull sleeve 112. The lower ends of the operating arms 109a and 109b are provided with radially inwardly extending flanges 109c, which are slidably received in the groove 111, such that the actuating arms can move along the circumference of the sleeve 112 while being placed axially through the sleeve 112.

112. Buisvormige, cilindrische trekhuls, die telescopisch met het onderuiteinde van het huis 105 is verbonden. De huls 112 kan telescopisch zijn uitgevoerd en be- 8603235112. Tubular, cylindrical pull sleeve telescopically connected to the lower end of the housing 105. The sleeve 112 may be telescopic and 8603235

3t94C3LC3t94C3LC

< £ - 5 - staan uit een buitenhuis 113 en een binnenhuis 114, die met behulp van aanslagen 113a en 114a met enige speling met elkaar zijn verbonden.<5> - consist of an outer tube 113 and an inner tube 114, which are connected with some play by means of stops 113a and 114a.

5 113. Buitenhuis van de trekhuls 112.5 113. Outer casing of the pull sleeve 112.

T14. Binnenhuis van de trekhuls 112.T14. Inner sleeve of the pull sleeve 112.

115. Telescopische verbinding tussen de buitenhuis 113 en de binnenhuis 114, die wordt gevormd door de aanslagen 113a en 10 114 a.115. Telescopic connection between the outer tube 113 and the inner tube 114, which is formed by the stops 113a and 114a.

116. Shuntafsluiter, die bij het uit elkaar schuiven van de buitenhuis 113 en de binnenhuis 114 tijdelijk wordt geopend voor het nivelleren van het drukverschil 15 aan weerszijden van het afsluiterlichaam 103.116. Shunt valve, which is temporarily opened when the outer sleeve 113 and the inner sleeve 114 are slid apart to level the differential pressure 15 on either side of the valve body 103.

117. Radiaal gerichte doorlaatpoort van de binnenhuis 114.117. Radially oriented inner port port 114.

118. Radiaal gerichte doorlaatpoort in het 20 gedeelte 102b van het huis 102, die te zamen met. de doorlaatpoort 117 de shuntafsluiter 116 vormt, die dient voor het openen en sluiten van het shuntkanaal_ ' 119.118. Radially oriented passage port in the portion 102b of the housing 102, which together with. the passage port 117 forms the shunt valve 116, which serves to open and close the shunt channel 119.

25 119. Shuntkanaal-, dat vanaf de doorlaatpoort 188 langs de buitenzijde van de trekhuls 112, het afsluiterlichaam 103 en het af-sluiterhuis 105 loopt en is verbonden met een shuntkanaal 120, dat boven het 30 afsluiterlichaam 103 uitmondt in het doorlaatkanaal 102a.119. Shunt channel, which extends from the passage port 188 along the outside of the pull sleeve 112, the valve body 103 and the valve housing 105 and is connected to a shunt channel 120, which opens above the valve body 103 into the passage channel 102a.

120. Shuntkanaal in het huis 102, dat het shuntkanaal 119 met het inwendige 10a van de proefboorketen 10 verbindt.120. Shunt channel in the housing 102, which connects the shunt channel 119 to the interior 10a of the test drill string 10.

35 Het bedieningsorgaan 121 122. Buisvormig huis, dat bestaat uit een aantal in elkaar geschroefde buisvormige segmenten en is voorzien van een centraal, in de lengterichting verlopend 40 doorlaatkanaal 122a.The actuator 121 122. Tubular housing, which consists of a number of tubular segments screwed together and is provided with a central longitudinal passage channel 40a.

8603235 ï t - 6 - 123. Bedienïngshuls, die verschuifbaar in het huis 122 is opgenomen.8603235 t - 6 - 123. Operating sleeve, which is slidably received in the housing 122.

124. Ringvormige zuiger, die op de bedienings-huls 123 is aangebracht, en verschuif- 5 baar is opgenomen in het cilindergedeel- te 125 van het huis 122.124. Annular piston mounted on the operating sleeve 123 and slidably received in the cylinder portion 125 of the housing 122.

125. Ringvormige cilinder, waarin de zuiger 124 verschuifbaar is opgenomen, welke cilinder is gevormd tussen de binnenwand 10 van het huis 122 en de bedienïngshuls 123.125. Annular cylinder, in which the piston 124 is slidably received, which cylinder is formed between the inner wall 10 of the housing 122 and the operating sleeve 123.

126. Doorlaatpoort in de wand van het huis 122 via welke de ruimte in de cilinder T25 boven de zuiger 124 is verbonden met 15 de ringvormige ruimte 16.126. Passage port in the wall of the housing 122 through which the space in the cylinder T25 above the piston 124 is connected to the annular space 16.

127. Veer, die tussen de onderzijde van de zuiger 124 en het huis 122 is aangebracht en tracht de bedienïngshuls 123 naar boven te drukken.127. Spring, which is placed between the bottom of the piston 124 and the housing 122, and tries to push the operating sleeve 123 upwards.

20 128. Met gas gevulde kamer in het huis 122, die met het onder de zuiger 124 liggende gedeelte van de cilinder 125 is verbonden. De kamer 128 kan zijn gevuld met stikstofgas, dat vóór het neerlaten van 25 de proefboorketen de atmosferische of een betrekkelijk lage druk heeft.128. Gas-filled chamber in housing 122, which is connected to the portion of cylinder 125 located below piston 124. Chamber 128 may be filled with nitrogen gas, which has atmospheric or relatively low pressure prior to lowering the test drill string.

129. Verticaal verschuifbare, ringvormige zuiger, die in een cilindervormig gedeelte van de gaskamer 128 is opgenomen, 30 welk cilindervormig gedeelte wordt be grensd door de gedeelten 122b en 122c van het huis 122.129. Vertically slidable annular piston received in a cylindrical portion of the gas chamber 128, which cylindrical portion is delimited by the portions 122b and 122c of the housing 122.

130. Ringvormige drukkamêr, die in het huis 122 is opgenomen en aansluit op de onder- 35 zijde van de zuiger 129.130. Annular pressure chamber, which is received in the housing 122 and which connects to the bottom of the piston 129.

131. Verschuifbare afsluithuls met behulp waarvan -de kamer 130 met de ringvormige ruimte 16 kan worden verbonden.131. Sliding sealing sleeve by means of which the chamber 130 can be connected to the annular space 16.

132. Buitenhuis van de afsluithuls 131.132. Outer casing of the sealing sleeve 131.

8 6 0 3 23 5 ‘ .......................'8 6 0 3 23 5 "......................."

50i40S;LC50i40S; LC

- 7 - -* V- 7 - - * V

133. Binnenhuis van de afsluithuls 131, voorzien van een aanslag 133a, die samenwerkt met aanslagen 132a en 132b, die evenals de buitenhuis 132 vast zijn ver- 5 bonden met het huis 122.133. Inner sleeve of the sealing sleeve 131, provided with a stop 133a, which cooperates with stops 132a and 132b, which, like the outer sleeve 132, are fixedly connected to the housing 122.

134. Doorlaatpoort in de buitenhuis 132.134. Pass-through port in the country house 132.

135. Doorlaatpoort in de binnenhuis 133, die bij het neerlaten van de proefboorketen in dekking is met de doorlaatpoort 134, 10 zodanig dat de drukkamer 130 is verbon den met de ringvormige ruimte 16.135. Orifice port in inner sleeve 133, which, when the pilot drill string is lowered, covers the Orifice port 134, 10 such that pressure chamber 130 is connected to annular space 16.

136. Veer, die is aangebracht tussen de aanslagen 133a en 132b en tracht de binnenhuis 133 naar de bovenste, in fig. 2b 15 weergegeven stand te brengen, waarin de doorlaatpoorten 135 en 134 met elkaar in dekking zijn en waarin de aanslagen 133a en 132a met elkaar in aangrijping zijn.136. Spring, which is disposed between the stops 133a and 132b and attempts to bring the inner sleeve 133 to the top position shown in Fig. 2b 15, in which the passage ports 135 and 134 cover each other and in which the stops 133a and 132a are engaged with each other.

20 137. Koppeloverdragende verbinding tussen de huls 133 en het huisgedeelte 122b. Op deze wijze kan de afsluithuls 131 worden verdraaid hetgeen noodzakelijk is voor de bediening van het afdichtings-25 orgaan 27.137. Torque-transmitting connection between the sleeve 133 and the housing portion 122b. In this manner, the sealing sleeve 131 can be rotated, which is necessary for the operation of the sealing member 27.

138. ïJitschakelorgaan, dat bij een te hoge druk in de ringvormige ruimte 16 de over de doorlaatpoort 126 op de bovenzijde van de zuiger 124 uitgeoefende druk kan 30 compenseren of tegenwerken. Dit orgaan kan bestaan uit een veiligheidsafslui-ter, die de ringvormige ruimte 1.6 verbindt met de gaskamer 128 indien de druk in de ruimte 16 te groot wordt. Deze 35 veiligheidsafsluiter kan zijn uitge voerd als een verzwakt gedeelte van de de kamer 128 begrenzende wand van het huis 122.138. Switch-off means, which, if the pressure in the annular space 16 is too high, can compensate or counteract the pressure exerted over the passage port 126 on the top of the piston 124. This member may consist of a safety valve that connects the annular space 1.6 to the gas chamber 128 if the pressure in the space 16 becomes too great. This safety valve can be constructed as a weakened portion of the wall of the housing 122 bounding the chamber 128.

«65 3 23 5.·· 9 «.«65 3 23 5. ·· 9«.

• - 8 -• - 8 -

De verbreekbare koppeling 139.The breakable coupling 139.

140. Verbreekbare schroefverbinding tussen de huizen 102 en 122.140. Breakable screw connection between housings 102 and 122.

141. Verbreekbare schroefverbinding tussen de 5 trekhuls 114 en de huls 123. De spoed van de verbindingen 141 en 140 is gelijk, zodanig dat de afsluiter 101 en het bedieningsorgaan 121 gelijktijdig kunnen worden losgemaakt.141. Breakable screw connection between the pull sleeve 114 and the sleeve 123. The pitch of the connections 141 and 140 is equal, such that the valve 101 and the actuator 121 can be released simultaneously.

10 De verschillende in het bovenstaande genoemde onder delen kunnen bestaan uit een aantal verschillende, bijvoorbeeld buisvormige segmenten, die met behulp van schroefverbindingen of op andere wijze met elkaar zijn verbonden, teneinde de montage, de demontage en het onderhoud van de inrich-15 ting te vergemakkelijken.The different parts mentioned above may consist of a number of different, for instance tubular, segments which are connected together by means of screw connections or otherwise, in order to facilitate the mounting, dismantling and maintenance of the device. ease.

Zo bestaat het afsluiterhuis 105 uit een aantal segmenten, die losneembaar met het huis 102 zijn verbonden. Zoals in de tekening is aangegeven is het afsluiterhuis 105 voorzien van een in de omtreksrichting verlopende doorlaat-20 sleuf voor de nokken van de bedieningsarmen 109a en 109b·, teneinde de verplaatsing van de bedieningsarmen mogelijk te maken.For example, the valve body 105 consists of a number of segments that are releasably connected to the body 102. As indicated in the drawing, the valve body 105 is provided with a circumferential passage slot for the cams of the actuating arms 109a and 109b to permit the displacement of the actuating arms.

In de fig. 4a-4c is aangegeven, dat de sleuf 105a tussen de beide bedieningsarmen 109a en 109b doorloopt. Het 25 is echter ook mogelijk de sleuf 105a tussen de beide armen 109a en 109b te onderbreken.Figures 4a-4c indicate that the slot 105a extends between the two operating arms 109a and 109b. However, it is also possible to interrupt the slot 105a between the two arms 109a and 109b.

In het navolgende zal nu de werking van de inrichting volgens de uitvinding worden beschreven.The operation of the device according to the invention will now be described below.

Het neerlaten van de proefboorketen.Lowering the test drill chain.

30 In de fig. 2a en 2b zijn de verschillende onderdelen van het afsluitergedeelte 100 weergegeven in de stand die zij innemen bij, het neerlaten van de proef boorketen 10 in de boorput 3 en voordat de druk in de ringvormige ruimte 16 wordt verhoogd teneinde de afsluiter 101 te openen.In Figs. 2a and 2b, the different parts of the valve section 100 are shown in the position they assume when the test drill string 10 is lowered into the wellbore 3 and before the pressure in the annular space 16 is increased in order to open the valve 101 to open.

35 Zoals in fig. 2a is weergegeven worden de hulzen 123 en 114 door de veer 127 omhoog geduwd, waarbij de aanslag 114a van de huls 114 aangrijpt op de aanslag 113b van de huls 113, zodanig dat de huls Tl 3 eveneens omhoog wordt gedrukt. Hierdoor nemen de bedieningsarmen 109a en 109b de . 860 323 5..........................”............: ”...... ................7..... “ ' ' 'As shown in Fig. 2a, the sleeves 123 and 114 are pushed upwardly by the spring 127, the stop 114a of the sleeve 114 engaging the stop 113b of the sleeve 113, such that the sleeve T13 is also pushed upward. As a result, the operating arms 109a and 109b take the. 860 323 5 .......................... "............:" ...... ................ 7 ..... “'' '

oG3dQ9LCoG3dQ9LC

... - 9 - * hoogste in de fig. 2a en 4a weergegeven stand in, waarin de nokken 110a en 110b van de bedieningsaritien zodanig samenwerken met de uitsparingen 104a en 104b van het afsluiterlichaam 103, dat het afsluiterlichaam de in fig. 2a weergegeven ge-5 sloten stand inneemt. Deze gesloten stand van het afsluiter-lichaam wordt bepaald door de aanslag 123a van de huls 123, die aangrijpt op de aanslag 122a van het huis 122. In deze stand van het afsluiterlichaam is de doorlaatopening 103a , loodrecht op het doorlaatkanaal 102a van het huis 102, gericht, 10 zodanig dat dit doorlaatkanaal is afgesloten.... - 9 - * at the highest position shown in Figs. 2a and 4a, in which the cams 110a and 110b of the operating devices co-operate with the recesses 104a and 104b of the valve body 103 such that the valve body is shown in Figs. 2a. closed position. This closed position of the valve body is determined by the stop 123a of the sleeve 123, which engages the stop 122a of the housing 122. In this position of the valve body, the passage opening 103a is perpendicular to the passage channel 102a of the housing 102 , oriented, such that this passage channel is closed.

Gedurende het neerlaten van de proefboorketen zijn de doorlaatpoorten 117 en 118 niet met elkaar in dekking, zodanig dat de shuntafsluiter 118 is gesloten.During the lowering of the test drill string, the passage ports 117 and 118 are not covered with one another such that the shunt valve 118 is closed.

Bij het neerlaten van de proefboorketen 10 neemt het 15 bedieningsorgaan 121 de in fig. 2b weergegeven stand in, waarin de zuiger.129 op de bodem van de gaskamer 128 rust, terwijl de afsluiter 131 is geopend, dat wil zeggen dat de doorlaatpoorten 134 en 135 met elkaar in dekking zijn, zodanig dat de ruimte 16 tussen de mantelbuisketen en de proefboor-20 keten is verbonden met de drukkamer 130. De afsluiterhuls 131 wordt in deze open stand vastgehouden door de veer 136, die ervoor zorgt, dat de beide doorlaatpoorten met elkaar in dekking zijn zolang de proefboorketen vrij in de boorput hangt.When the test drill string 10 is lowered, the actuator 121 assumes the position shown in Fig. 2b, in which the piston 129 rests on the bottom of the gas chamber 128, while the valve 131 is opened, i.e. the passage ports 134 and 135 are covered with one another such that the space 16 between the jacket pipe chain and the test drill string is connected to the pressure chamber 130. The valve sleeve 131 is held in this open position by the spring 136, which ensures that the two passage ports cover each other as long as the test drill string hangs freely in the well.

Bij het neerlaten van de proefboorketen 10 wordt de 25 in de ruimte 16 heersende druk via de poort 126 uitgeoefend op de bovenzijde van de zuiger 124 in de cilinder 125 en via de poorten 134 en 135 op de onderzijde van de zuiger 129. De op de onderzijde van de zuiger 129 uitgeoefende druk wordt via het gas in de gaskamer 128 overgedragen op de onderzijde 30 van de zuiger 124,When the pilot drill string 10 is lowered, the pressure prevailing in space 16 is applied through port 126 to the top of piston 124 in cylinder 125 and through ports 134 and 135 to the bottom of piston 129. pressure exerted on the underside of the piston 129 is transferred via the gas in the gas chamber 128 to the underside 30 of the piston 124,

Op deze wijze wordt de zuiger 124 bij het neerlaten van de proefboorketen 10 in evenwicht gehouden, waarbij echter de druk van het gas in de kamer 130 en 128 voortdurend toeneemt naarmate de hydrostatische druk met de diepte van de 35 afsluiter 101 toeneemt. Doordat de druk van het gas in de kamer 128 toeneemt wordt de zuiger 129 naar de in fig. 3b weergegeven tussenstand geschoven.In this way, the piston 124 is balanced when the pilot drill string 10 is lowered, however, the pressure of the gas in the chamber 130 and 128 continuously increases as the hydrostatic pressure increases with the depth of the valve 101. As the pressure of the gas in the chamber 128 increases, the piston 129 is pushed to the intermediate position shown in Fig. 3b.

Wanneer de proefboorketen 10 de gewenste diepte heeft bereikt, wordt het afdichtingsorgaan 27 uitgezet op de 8603235 - 10 - in het Amerikaanse octrooischrift 3.664.415 beschreven wijze. Nadat het afdichtingsorgaan 27 is uitgezet, wordt de op de hijskabel 11 uitgeoefende kracht gereduceerd waardoor de door-laatpoorten 134 en 135 ten opzichte van elkaar naar de in 5 fig. 3b weergegeven stand worden verplaatst, waarin zij niet met elkaar in dekking zijn. Op deze wijze wordt de druk van de ruimte 16 in de kamer 130 vastgelegd, zodanig dat via de gaskamer 128 de bij de doorlaatpoorten 134 en 135 heersende hydrostatische druk op de onderzijde van de zuiver 124 wordt 10 uitgeoefend. Op deze wijze wordt de zuiger 124, nadat de proefboorketen 10 op de gewenste diepte is gebracht, omhoog gedrukt gehouden door de veer 127 en de hydrostatische druk.When the pilot drill string 10 has reached the desired depth, the seal member 27 is expanded in the manner described in U.S. Pat. No. 3,664,415, 8603235-10. After the sealing member 27 is expanded, the force exerted on the hoisting rope 11 is reduced causing the passage ports 134 and 135 to move relative to each other to the position shown in FIG. 3b in which they are not covered with each other. In this way, the pressure of the space 16 in the chamber 130 is fixed, such that via the gas chamber 128 the hydrostatic pressure prevailing at the passage ports 134 and 135 is exerted on the underside of the purifier 124. In this manner, after the pilot drill string 10 is brought to the desired depth, the piston 124 is held up by the spring 127 and the hydrostatic pressure.

De werking van de afsluiter 101.Operation of the valve 101.

Teneinde het afsluiterlichaam 103 naar de in fig. 3b 15 weergegeven open stand te brengen, moet de druk in de ruimte 16 ter hoogte van de poort 126 worden verhoogd. Dit kan geschieden door de pomp 15 in te schakelen waardoor de druk in de ruimte 16 over de leiding 14 wordt verhoogd.In order to bring the valve body 103 to the open position shown in Fig. 3b 15, the pressure in the space 16 at the port 126 must be increased. This can be done by switching on the pump 15, whereby the pressure in the space 16 over the pipe 14 is increased.

Doordat de afsluiter 131 is gesloten zal de drukver-20 hoging in de ruimte 16 doorwerken op de bovenzijde van de zuiger 124 via de doorlaatpoort 126.Because the valve 131 is closed, the pressure increase in the space 16 will have an effect on the top of the piston 124 via the passage port 126.

Op deze wijze zal door het verhogen van de druk in de ruimte 16 de zuiger 124 naar beneden worden gedrukt.In this way, by increasing the pressure in the space 16, the piston 124 will be pressed down.

Hierdoor zal de binnenhuis 114 eveneens naar beneden 25 worden verplaatst, waardoor de poorten 117 en 118 met elkaar in dekking worden gebracht. Zodra de poorten 117 en 118 met elkaar in dekking zijn, zal de druk in het doorlaatkanaal 102a aan weerszijden van het afsluiterlichaam worden genivelleerd over de shuntkanalen 119, 120. Door het nivelleren van 30 de druk kan het afsluiterlichaam 103 gemakkelijk worden verdraaid aangezien een grote wrijving tussen het afsluiterlichaam en de zittingen 106 en 107 wordt vermeden.As a result, the inner tube 114 will also be moved downward, thereby covering the gates 117 and 118 together. Once ports 117 and 118 are in line with each other, the pressure in the passage channel 102a on either side of the valve body will be leveled over the shunt channels 119, 120. By leveling the pressure, the valve body 103 can be easily rotated as a large friction between the valve body and seats 106 and 107 is avoided.

Wanneer de binnenhuis 114 door de zuiger 124 nog verder naar beneden wordt getrokken, zal de aanslag 114a in 35 aangrijping komen met de aanslag 113a, zodanig dat de bedie-ningsarmen 109a en 109b naar beneden worden getrokken.As the inner tube 114 is pulled down further by the piston 124, the stop 114a will engage the stop 113a such that the operating arms 109a and 109b are pulled down.

Door deze verplaatsing van de bedieningsarmen 109a en 109b wordt het afsluiterlichaam 103 door de in de uitsparingen 104a en 104 aangrijpende nokken 110a en 110b van de 86 0 3 2 3 5 - 11 - bedieningsarmen verdraaid.Due to this displacement of the operating arms 109a and 109b, the valve body 103 is rotated by the cams 110a and 110b of the 86 0 3 2 3 5 - 11 operating arms engaging in the recesses 104a and 104.

Bij het verdraaien van het afsluiterlichaam 103 zullen de uitsparingen 104a en 104b zich in bovenaanzicht schijnbaar langs de omtrek van afsluiterlichaam verplaatsen 5 naar de in fig. 4b weergegeven stand. Hierdoor zullen de bedieningsarmen 109a en 109b naar elkaar toeschuiven totdat de uitsparingen 104a en 104b in het horizontale midenloodvlak van het afsluiterlichaam 103 liggen. Hierbij worden natuurlijk de nokken 110a en 110b in de uitsparingen 104a en 104b verscho-10 ven en verdraaid, hetgeen wordt vergemakkelijkt doordat de nokken 110a en 110b kogelvormig zijn uitgevoerd.When the valve body 103 is rotated, the recesses 104a and 104b will appear in plan view apparently along the periphery of the valve body 5 to the position shown in Fig. 4b. This will cause the actuating arms 109a and 109b to slide together until the recesses 104a and 104b lie in the horizontal center plumb plane of the valve body 103. Of course, the cams 110a and 110b are displaced and rotated in the recesses 104a and 104b, which is facilitated by the fact that the cams 110a and 110b have a spherical shape.

Wanneer nu de zuiger 124 nog verder naar beneden wordt verplaatst gaan de verschillende onderdelen van de afsluiter 101 de in de fig. 3a en 4c weergegeven stand inne-15 men. Hierbij komen de uitsparingen 104a en 104b onder het horizontale middenloodvlak van het afsluiterlichaam te liggen, terwijl de bedieningsarmen 109a en 109b weer van elkaar wegschuiven.When the piston 124 is now moved even further downwards, the different parts of the valve 101 assume the position shown in Figs. 3a and 4c. The recesses 104a and 104b hereby lie below the horizontal central perpendicular plane of the valve body, while the operating arms 109a and 109b slide away from each other again.

Bij deze verschuiving van de bedieningsarmen 109a 20 en 109b worden zij in verticale richting gestabiliseerd doordat de cilindrische buitenoppervlakken 109d en 109e van de armen aangrijpen op de cilindrische binnenwand 142 van het huis 102.With this shift of the actuating arms 109a 20 and 109b they are stabilized in the vertical direction in that the outer cylindrical surfaces 109d and 109e of the arms engage the inner cylindrical wall 142 of the housing 102.

Wanneer het afsluiterlichaam de in fig. 3a weerge-25 geven, geheel geopende stand inneemt, grijpt de aanslag 113a aan op het bovenuiteinde van het huisgedeelte 102b, terwijl de doorlaatopening 103a van het afsluiterlichaam op ëén lijn ligt met het doorlaatkanaal 102a van het huis 102 en het doorlaatkanaal 100a van de proefboorketen 10. Op deze wijze 30 kunnen de uit de te onderzoeken aardlaag afkomstige fluïda ongehinderd door de proefboorketen 10, de afsluiter 101 en het bedieningsorgaan 121 stromen.When the valve body assumes the fully opened position shown in Fig. 3a, the stop 113a engages the upper end of the body portion 102b, while the valve body passageway 103a aligns with the passageway 102a of the body 102 and the passage channel 100a of the test drilling circuit 10. In this manner, the fluids from the earth layer to be examined can flow unhindered through the test drilling chain 10, the valve 101 and the operating member 121.

De grote doorlaatopening van het afsluiterlichaam, waarvan de diameter met die van het doorlaatkanaal 102a over-35 eenkomt, heeft niet alleen het voordeel van een grote door-laatcapaciteit en een grote stromingssnelheid voor de fluida, maar maakt bovendien het neerlaten van speciale werktuigen 8603235 - 12 - door de hele proefboorketen mogelijk. Bovendien is het mogelijk het onderste drukregistratieorgaan 26 via de afsluiter 101 naar boven te hijsen nadat de onderzoekingen zijn verricht.The large passage opening of the valve body, the diameter of which corresponds to that of the passage channel 102a, not only has the advantage of a large transmission capacity and a large flow velocity for the fluids, but also allows the lowering of special tools 8603235 - 12 - possible throughout the test drill chain. In addition, it is possible to lift the lower pressure recorder 26 upward via the valve 101 after the examinations have been performed.

5 Het zal duidelijk zijn dat de afsluiter 101 perio diek kan worden geopend en gesloten door de druk in de ringvormige ruimte 16 periodiek te verhogen en te verlagen.It will be appreciated that the valve 101 can be periodically opened and closed by periodically increasing and decreasing the pressure in the annular space 16.

De onderdelen 131, 130, 129, 128, 124, 123, 112, 109a en 109b dienen voor het sluiten van de afsluiter 101.Parts 131, 130, 129, 128, 124, 123, 112, 109a and 109b serve to close valve 101.

10 Hierbij wordt door de onderdelen 131, 130, 129, 128 en 124 in afhankelijkheid van de druk in de ruimte 16 een zodanige kracht uitgeoefend op de onderzijde van de zuiger 124 dat de onderdelen 123, 112, 109a en 109b het afsluiterlichaam naar de in fig. 2a weergegeven gesloten stand brengen.Depending on the pressure in the space 16, the parts 131, 130, 129, 128 and 124 exert such a force on the underside of the piston 124 that the parts 123, 112, 109a and 109b move towards the valve body. Fig. 2a show closed position.

15 De onderdelen 126, 125, 124, 123, 112, 109a en 109b dienen voor het openen van de afsluiter 101. Hierbij wordt door de onderdelen 126, 125 en 124 een zodanige kracht op de bovenzijde van de zuiger 124 uitgeoefend dat de onderdelen 123, 112, 109a en 109b het afsluiterlichaam 103 naar de open 20 stand verplaatst. De belangrijkste voordelen van de inrichting volgens de uitvinding schuilen in de grote doorlaatopening van de afsluiter 101 en de grote betrouwbaarheid van het be-dieningsorgaan voor het openen en sluiten van de afsluiter.The parts 126, 125, 124, 123, 112, 109a and 109b serve to open the valve 101. The parts 126, 125 and 124 exert such force on the top of the piston 124 that the parts 123 , 112, 109a and 109b moved the valve body 103 to the open position. The main advantages of the device according to the invention lie in the large passage opening of the valve 101 and the great reliability of the actuator for opening and closing the valve.

De druk van het gas in de gaskamer 128 kan geen ge-25 varen opleveren aangezien deze druk bij het neerlaten van de proefboorketen in de boorput vanzelf wordt verhoogd. Bij het terugtrekken van de proefboorketen uit de boorput worden de doorlaatpoorten van de afsluiter 131 vanzelf met elkaar in • dekking gebracht, zodanig dat de druk van het gas in de kamer 30 128 weer geleidelijk afneemt. Op deze wijze wordt vermeden dat na het terugtrekken van de proefboorketen uit de boorput in de gaskamer 128 een hogedruk heerst, die gevaren kan opleveren bij het demonteren en/of hanteren van de inrichting.The pressure of the gas in the gas chamber 128 cannot create a hazard, since this pressure is automatically increased when the pilot drill string is lowered into the wellbore. When the test drill string is withdrawn from the well, the passage ports of the valve 131 are automatically covered with one another, such that the pressure of the gas in the chamber 128 gradually decreases again. In this way it is avoided that after withdrawal of the test drill chain from the well in the gas chamber 128 there is a high pressure, which can pose risks when dismantling and / or handling the device.

Doordat het bedieningsorgaan 121 gescheiden van en 35 onder de afsluiter 101 is aangebracht, is het mogelijk het gedeelte van de proefboorketen dat de uit de te onderzoeken aardlaag afkomstige fluxda bevat van het overige gedeelte te 8603235 - 13 - scheiden teneinde de fluïdia naar de plaats te kunnen brengen waar zij worden geanalyseerd.Because the actuator 121 is arranged separately from and under the valve 101, it is possible to separate the part of the test drill chain containing the fluxda from the earth layer to be examined from the other part in order to separate the fluids to the site can bring them where they are analyzed.

De afsluiter 131 vormt een eerste uitschakelorgaan dat bij het terugtrekken van de proefboorketen uit de boor-5 put ervoor zorgt dat de op de bovenzijde van de zuiger 124 uitgeoefende druk wordt opgeheven, door de druk in de gaskamer 128 te verminderen. De inrichting is verder voorzien van een tweede uitschakelorgaan dat ervoor zorgt dat afsluiter bij een te hoge druk in de ringvormige ruimte 16 wordt gesloten 10 en gesloten blijft.The valve 131 forms a first shut-off member which, when the test drill string is withdrawn from the well bore, releases the pressure exerted on the top of the piston 124 by reducing the pressure in the gas chamber 128. The device is further provided with a second switch-off member which ensures that the valve is closed and remains closed in the annular space 16 at too high a pressure.

Verder is het mogelijk gebruik te maken van twee afsluiters 101 die op een afstand boven elkaar, maar tegengesteld gericht zijn aangebracht. Hierdoor is het mogelijk de uit de te onderzoeken aardlaag afkomstige flulda tussen de 15 beide afsluiters op te sluiten, waarna de afsluiters tezamen met het tussenliggende gedeelte van de boorketen van de bijbehorende bedieningsorganen kunnen worden gescheiden, zodanig dat een gesloten houder is verkregen die de te onderzoeken fluïda bevat.Furthermore, it is possible to use two shut-off valves 101 which are arranged at a distance above each other, but in opposite directions. This makes it possible to enclose the fluid from the earth layer to be investigated between the two valves, after which the valves can be separated, together with the intermediate part of the drill chain, from the associated operating members, such that a closed container is obtained, which can be investigating fluids.

5 * ' 0 1 X5 * '0 1 X

=> tj u O 0=> tj u O 0

Claims

1. Apparatus for examining an earth formation after a test drilling, intended to be incorporated into a hollow test drill string drilled in the borehole, comprising an expandable packer for closing the annular well space between the well wall and the drill chain above the earth formation to be examined, which device comprises a valve placed in the bore of the hollow drill chain, which can be operated by changing the fluid pressure in the said annular well space, characterized by an actuator (121) for the valve (101), which actuator is provided with a pressure-sensitive shut-off member (138), which renders the actuator ineffective if the pressure in the annular well space exceeds a certain value.

Device according to claim 1, characterized in that the switch-off member (138) consists of a safety valve which can connect the annular well space (16) to the interior of the device.

Device according to claim 2, characterized in that the safety valve is formed as a weakened part in the wall of the device, which separates the annular well space (16) from the interior of the device. 8603235