DE1927864B2

DE1927864B2 - Vorrichtung zum einzementieren eines futterrohrstranges

Info

Publication number: DE1927864B2
Application number: DE19691927864
Authority: DE
Inventors: LyIe B South Gate Cahf Scott (V St A )
Original assignee: Byron Jackson Inc
Current assignee: Byron Jackson Inc
Priority date: 1968-06-10
Filing date: 1969-05-31
Publication date: 1973-07-26
Also published as: NO130328B; NL6908350A; GB1255404A; AT291892B; NL161543C; FR2010608A1; US3545542A; DE1927864C3; USRE29830E; DE1927864A1; NL161543B

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einzemetatieren eines am unteren Ende durch einen ein Rückschlagventil aufweisenden Zementierscbuh verschlossenen Futterrohrstranges in ein Tiefbohrloch, bestehend aus einem mit dem Rohrstrang verbindbaren, sich in Längsrichtung darin erstreckenden Dorn, der einen axialen Durchflußkanal für die Zementschlämme aufweist, einem oberen, durch Scherstifte mit dem unteren Ende des Dorns lösbar verbundenen Zementierstopfen, einem unteren, durch Scherstifte lösbar gehaltenen Zementierstopfen, die beide einen gleitend an der Futterrohrwandung angreifenden elastisch verformbaren äußeren Körperteil und einen inneren starren Stopfenkörper mit einem axialen Durchlaß für die Zementschlämme aufweisen, einem Sitz im Durchlaß des unteren Zementierstopfens, der durch einen im Flüssigkeitsstrom mitgeführten, den Durchlaß des oberen Zementierstopfens frei passierenden ersten Verschlußkörper verschließbar ist, wobei nach dem Schließen des Durchlasses ein Abscheren der den unteren Zementierstopfen haltenden Scherstifte erfolgt, und einem Sitz im Durchlaß des oberen Zementierstopfens, der durch einen im Flüssigkeitsstrom mitgeführten zweiten Verschlußkörper verschließbar ist, wobei nach dem Schließer des Durchgangs ein Abscheren der den oberen Zementierstopfen haltenden Scherstifte erfolgt.

Bei der durch die USA.-Patentschrift 3 364 99( bekanntgewordenen Vorrichtung, von der die Erfindung ausgeht, ist der obere Zementierstopfen durcl Scherstifte mit einem Kupplungsring verbunden, dei

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auf das untere Ende einer Verlängerung des Doms Hierbei kann der Gewindeansatz des einen PJ^

geschraubt ist. Der untere Zementierstopfen ist mit körpers eine mit Außengewinde versehene Verbin-

einem sich aufwärts durch .der* oberen Zementier- dungsmanscbette sein, die in einen der Stopfenkorper

stopfen erstreckenden Verlängerungsrohr versehen, eingeschraubt ist.

das durch Scherstifte mit federnden, am unteren Ende 5 Lim die Trennung der Zementierstopfen voneinder Verlängerung des Doms vorgesehenen Fingern ander zu erleichtern, sieht die Erfindung vor, daß verbunden ist. Hier sind beide Zementierstopfen lös- wenigstens einer der axialen Durchlässe über radiale bar mit dem unteren Ende der Verlängerung des Offnungen mit dem Rohrstrang in Verbindung steht, Darns durch Scherstifte verbunden, was einmal zu über die der elastisch verformbare äußere Körperteil einer verhältnismäßig aufwendigen Konstruktion io wenigstens eines der Zementierstopfen zur Unterführt, zum anderen aber den Nachteil hat, daß das Stützung des Abscherens der Stifte mit Druck beaufmit dem unteren Stopfen verbundene Verlängerungs- schlagbar ist.

rohr, mit dem er lösbar am unteren Ende der Dorn- Hierbei ist es vorteilhaft, daß die den axialen

Verlängerung angebracht ist, durchbohrt werden muß, Durchgang der Stopfenkörper der Zementierstopfen

wenn das Bohrloch, was oft der Fall ist, tiefer vor- 15 mit dem Rohrstrang verbindenden öffnungen m der

getrieben werden soll. Ein weiterer Nachteil dieser Verbindungsmanschette zwischen dem oberen and

bekannten Vorrichtung ist darin zu sehen, daß die unteren Zementierstopfen angeordnet sind.

Trennung der beiden Zementierstopfen voneinander Ein wesentliches Merkmal der Erfindung, das in

dadurch erschwert wird, daß sich der Druck nicht verblüffend einfacher Weise ein Wiederoffnen des

auf den vollen unteren Zementierstopfenquerschnitt 20 Durchgangs im unteren Zementierstopfen nach einem

auswirken kann. Aufsetzen auf dem Zementierschub gestattet, besteht

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine im darin, daß der für den Sitz im Durchlaß des unteren

Aufbau wesentlich einfachere und wirtschaftlicher Zementierslopfens vorgesehene Verschlußkorper eine

herstellbare Vorrichtung zu schaffen, die ein leich- elastisch verformbare Kugel ist, die beim Auitreffen

teres Durchbohren der Zementierstopfen und der »5 des unteren Zementierstopfens auf den Zemenüer-

Zementrückstände erlaubt, wenn es nach dem Zemen- schuh und den dadurch bedingten Druckanstieg über

tiervorgang notwendig werden sollte, das Bohrloch der Kugel verformbar und durch den Durchlaß des

tiefer vorzutreiben. Die Ausbildung soll so sein, daß Stopfenkörpers in einen unter dem unteren Zemen-

sich beim Trennen des unteren vom oberen Zemen- ücrstopfen angeordneten Fangkäfig eindrückbar ist,

tierstopfen dei Druck auf den vollen unteren Zemen- 30 der Durchflußkanäle für die durch den geöffneten

tierstopfenquerichnitt auswirken kann. Ferner soll Durchlaß des unteren Zementierstopfens strömende

der durch den Verschlußkörper gesteuerte Durchgang Zementschlämme aufweist.

durch den unteren Zementierstopfen, nachdem er Um eine Verbindung des Doms mit dem huttersich auf den am unteren Ende des Futterrohrstranges rohrstrang bei stillstehenden Zementierstopfen zu erangeordneten Zementierschuh aufgesetzt hat, ohne 35 möglichen, sieht die Erfindung vor, daß der Dorn besondere Vorrichtungen wieder geöffnet werden über einen eine Relativdrehung gegenüber dem Dorn können. Weiterhin soll erreicht werden, daß die gestatteten Drehwirbel mit einem Adapter verbunden Schraubverbindung zwischen dem Dorn und dem ist, der mit einem Gewinde aufweisenden Teil bei Futterrohrstrang bei stillstehendem Zementierstopfen stillstehenden Zementierstopfen in den Futterrohrvorgenommen werden kann. 40 strang einschraubbar ist.

Diese Aufgabenstellung wird gemäß der Erfindung Die Erfindung wird an Hand der nachfolgenden

dadurch gelöst, daß der untere Zementierstopfen Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbin-

durch Scherstifte mit dem oberen Zementierstopfen dung mit den Zeichnungen näher erläutert. Jn den

verbunden ist. Zeichnungen ist . .

Bei der gemäß der Erfindung ausgebildeten Vor- 45 Fig. 1 eine teilweise im Aufriß und teilweise im

richtung kommt das langgestreckte Verlängerungs- Querschnitt gehaltene Darstellung einer ertindungs-

rohr gemäß der USA.-Patentschrift 3 364 996, mit gemäßen Auslösevorrichtung für Zementierstopfen,

dem der untere Zementierstopfen an der Verlange- die zusammen mit einer Bohrlochkopfeinnchtung

rung des Dorns befestigt ist, in Fortfall, wodurch "nter Wasser angeordnet ist,

nicht nur ein wirtschaftlicher Vorteil erreicht wird, 50 Fig. 2a ein senkrechter Querschnitt und zeigt den

sondern auch ein tieferes Vortreiben des Bohrloches, oberen Abschnitt der Vorrichtung der Fig. 1, m

falls dies erforderlich ist, sehr erleichtert wird. einem größeren Maßstab,

Eine zweckmäßige vereinfachte Ausführung besteht F i g. 2 b eine der F i g. 2 a entsprechende ^üarj^tel-

darin, daß die Scherstiftverbindung zwischen dem lung und zeigt einen Stopfen und einen Rohrdorn

Stopfenkorper des oberen Zementierstopfens und 55 innerhalb des Bohrkopfkörpers, der im unteren Ao-

dem Dorn eine auf einen Gewindeansatz des Dorns schnitt der F i g. 1 dargestellt ist,

geschraubte zylindrische Muffe und einen die Muffe ^ Fig. 3 ein waagerechter Querschnitt entlang dei

aufnehmenden hülsenförmigen zylindrischen Endab- Linie 3-3 der Fig. 2b,

schnitt des Stopfenkörpers aufweist, die durch die Fig. 4 ein teilweiser senkrechter Querschnitt und

Scherstifte verbunden sind und die Scherstiftverbin- 60 zeigt den oberen Stopfen der Fig. 1 und 2b, nacn-

dung zwischen dem Stopfenkorper des unteren Ze- dem dieser von seiner Halterung freigegeben Worten

mentierstopfens und dem Stopfenkorper des oberen ist und sich zusammen mit dem Stromungsmittei-

Zementierstopfens eine auf einen Gewindeansatz des strom innerhalb des Futterrohrs verlagert,

einen Stopfenkörpers geschraubte zylindrische Muffe Fig. 5 eine weitere Ausführungsform einer Aus-

und einen die Muffe aufnehmenden hülsenförmigen 6₅ lösevorrichtung für Zementierstopfen, die in einem

zylindrischen Endabschnitt des anderen Stopfen- Futterrohrträger unter Wasser eingebaut ist,

körpers aufweist, die durch die Scherstifte verbunden Fig. 6 ein senkrechter Schnitt in einem groüeren

_sind Maßstab und zeigt die Verbindung des unteren und

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des oberen Stopfens der F i g. 5 mit der rohrförmigen körpers 1 während der Ausführung von Bohrvor-

Halterung, gangen durch das Futterrohr hindurch gegen das

Fig. 7 ein teilweiser senkrechter Schnitt und zeigt Eindringen der Spülung geschützt werden, nachdem

die Freigabe des unteren Stopfens von dem oberen das Futterrohr in das äußere Standrohr C1 und in

Stopfen während des Gebrauchs der Vorrichtung der 5 den Bohrlochabschnitt Wl eingesetzt worden ist, wie

Fig. 5, im nachstehenden erläutert wird. Diese Ringkanäle

F i g. 8 eine der F i g. 7 entsprechende Darstellung, 10 dienen in bekannter Weise zur Aufnahme der welche jedoch die Freigabe des oberen Stopfens von Veniegelimgselemente mehrerer (nicht dargestellter) der rohrförmigen Halterung für diesen während des Futterrohrhalterungen, die in der nachstehend beGebrauchs der Vorrichtung der F i g. 5 zeigt, i° schriebenen Weise bei der Fortsetzung des Bohrvor-

F i g. 9 ein teilweiser senkrechter Schnitt und zeigt ganges das Einführen weiterer innerer Futterrohr-

die Lage des oberen und des unteren Stopfens, nach- stränge in den Futterrohrstrang C ermöglichen,

dem diese bei der Verwendung der Vorrichtung der Die beschriebene Bohrlochkopfeinrichtung H und

F i g. 5 an einem schwimmenden Gestängeverbinder der Basisträger 5 sind bekannt, und die vorliegende

angekommen sind, 15 Erfindung ist darauf gerichtet, die Auslösevorrich-

F i g. 10 eine teilweise im Querschnitt und teilweise tung A für Zementierstopfen in einer solchen Weise

im Aufriß gehaltene Darstellung einer weiteren Aus- auszubilden, daß der obere Stopfen TP innerhalb

führungsform der erfindungsgemäßen Auslösevor- eines durch das Futterrohr C nach unten strömenden

richtung für Zementierstopfen. Strömungsmittelstromes als Schranke dienen und

In den F i g. 1 bis 4 ist eine allgemein mit dem Be- 20 einen unteren Abschnitt des Strömungsmittelstromes, zugszeichen A bezeichnete Auslösevorrichtung für der durch eine Zementschlämme gebildet wird, von Zementierstopfen dargestellt und weist einen Zemen- einem oberen Abschnitt des Strömungsmittelstromes tierstopfen auf, der als oberer Zementierstopfen mit trennen kann, der durch die nachfolgende Flüssigdem Bezugszeichen TP bezeichnet ist und sich inner- keit gebildet wird. Der Zement wird durch die nachhalb der allgemein mit H bezeichneten Bohrloch- 25 folgende Flüssigkeit durch den Futterrohrstrang C kopfeinrichtung befindet. An dem Bohrlochkopf H nach unten gedrückt und fließt in der durch die hängt ein Futterrohrstrang C, der innerhalb eines Pfeile angegebenen Weise durch einen Kanal 11 Ringraums B zementiert werden soll. Der Ringraum B innerhalb des Zementierschuhes 5 in den Bohrlochbefindet sich zwischen dem Futterrohrstrang C und abschnitt W1 und von diesem an der Außenseite des einem äußeren Standrohr Cl, das bereits in das 30 Futterrohrstranges C nach oben in den Ringraum B Bohrloch W eingebracht und in diesem einzementiert und füllt diesen ganz oder wenigstens zum größten worden ist. Das untere Ende des Futterrohrstranges C Teil mit Zement. Wenn überschüssiger Zement vorragt über das unlere Ende des Standrohrs Cl hinaus handen ist, wird dieser nach oben durch die Öffnunin einen Bohrlochabschnitt Wl kleineren Durch- gen oder Kanäle 4 innerhalb des Ringträgers 2 vermessers hinein. An dem unteren Ende des Futter- 35 drängt.

rohrstranges C befindet sich der üblicherweise ver- Im einzelnen weist die Auslösevorrichtung A für

wendete Zementierschuh 5. Zementierstopfen einen Rohrdorn oder Kanal 12 mit

Der Futterrohrstrang C wird innerhalb der Bohr- einem mittigen Durchflußkanal 13 auf. An der mit lochkopfeinrichtung H durch einen rohrförmigen 12 ο bezeichneten Stelle ist an dem Rohrdorn 12 eine Bohrlochkopfkörper 1 gehalten, der auf einem Ring- 40 Paßplatte 14 befestigt, deren Außendurchmesser träger 2 sitzt, welcher seinerseits auf einen Ringsitz 3 durch die Größe des Bohrlochkopfkörpers 1 beaufgesetzt ist, der sich an dem oberen Ende des stimmt wird und die eine Randsitzfiäche 15 aufweist, Standrohrs Cl befindet. Der Ringträger 2 weist eine welche dazu dient, in einen komplementären Sitzeingeeignete Anzahl von Durchflußkanälen 4 auf, die griff mii dem oberen Ende des Körpers 1 zu komdazu dienen, eine Verbindung zwischen dem Ring- 45 men.

raum B unterhalb des Ringträgers 2 und dem ober- Zur lösbaren Befestigung der Paßplatte 14 an dem halb des Ringträgers 2 befindlichen Wassers zu Bohrlochkopfkörper 1 ist eine allgemein mit 16 begeben, zeichnete Verriegelungsvorrichtung vorgesehen. Diese

Die Bohrlochkopfeinrichtung H dient lediglich zur Vorrichtung 16 besteht aus einem inneren Ringkör-VeranschauJichung der zum Halten eines Futterrohr- 50 per 17, der um das obere Ende des Bohrlochkopfstranges in einem Bohrloch dienenden Vorrichtung. körpers 1 angeordnet werden kann. Zwischen dem Hierbei ist das Bohrloch von einer oberhalb eines Bohrlochkopfkörper 1 und der Innenseite des Ring-Gewässers befindlichen Plattform aus in die Erde körper» 17 ist eine untere Dichtung 18 vorgesehen, gebohrt worden, und der Bohrlochkopf H wird durch Der Ringkörper 17 weist an seinem unteren Ende einen Basisträger 5 gehalten, der mit dem ersten oder 55 einen Abschnitt 19 kleineren Durchmessers und an äußersten Futterrohrstrang, d.h. dem StandrohrCl, seinem oberen Ende einen Abschnitt 20 kleineren in der Nähe des Grundes F eines Gewässers verbun- Durchmessers auf. Diese Abschnitte 19 und 20 sind den ist. Typischerweise weist der Basisträger 5 men- jeweils mit einer zylindrischen Außenwand 21 bzw, rere aufrechte Pfosten 6 auf, welche ihrerseits glei- 22 versehen, an welcher jeweils die Endflansche 22 tend verschiebbar Rohrfühningselemente 7 aufneh- 60 and 24 eines ringförmigen Verriegelungskolbens 25 men und führen, welche einen Teil einer Vorrichtung angeordnet sind. Zwischen dem ringförmigen Ver- darstellen, die entlang senkrechter Führungskabel 8 riegelungskolben 25 und dem Ringkörper 17 sine ar in an sich bekannter Weise innerhalb des Wassers dem Endflansch 23 des Verriegelungsko'bens 25 in angehoben und abgesenkt werden kann. gegenseitigen Axialabständen Dichtungen 26, 26 vor

Innerhalb des Bohrlochkopfkörpers 1 befindet sich 65 gesehen, zwischen denen eine Kolbenkammer 27 ge

in üblicher Weise eine Sitzschatzmanschette 9, durch bildet wird. Zwischen dem Verriegelungskolben 2£

welche mehrere Ringkanäle 10 in gegenseitigen onü dem Ringkörper 17 an dem Endflansch 24 de;

senkrechten Abständen innerhalb des Bohrlochkopf- Verriegelungskolbens 25 sind ebenfalls in einen

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gegenseitigen Axialabstand Dichtungen 28, 28 vor- den Nippeln 46 und 50 in Verbindung steht. Der gesehen und bilden zwischen sich eine Kolbenkam- Absperrkörper 51 ist durch eine Dichtung 54 abgemer 29. Der Verriegelungskolben 25 weist in einem dichtet und wird durch einen Befestigungsring 55 gegenseitigen Axialabstand seitliche Öffnungen 30 innerhalb des Ventilkörpers 47 gehalten. Der Ab- und 31 auf, die jeweils zur Kolbenkammer 27 bzw. 5 sperrkörper 51 weist einen Drehschaft 56 auf, der 29 führen und zur Zuleitung bzw. Ableitung einer durch den Befestigungsring 55 hindurchgeführt und unter Druck stehenden Flüssigkeit dienen, die durch mit einem Handgriff 57 versehen ist, durch welchen die Rohrleitungen 32 und 33 umgewälzt wird, welche der Absperrkörper 51 in solcher Weise gedreht werzu der oberhalb des Gewässers befindlichen Platt- den kann, daß der Durchlaß 53 durch den Ventilform führen, wodurch die Axialverschiebung des io körper 47 wahlweise geöffnet oder geschlossen wird. Verriegelungskolbens 25 gesteuert werden kann. An dem oberen Ende des Nippels 50 befindet sich

Der zur Verriegelung dienende Ringkörper 17 ein Kreuzverbindungsstück 58 mit Einlaßstutzen 59, weist mehrere in seitlicher Richtung \'orstehende die mit den zu Pumpen führenden Rohrleitungen Verriegelungselemente 34 auf, die in Öffnungen 35 verbunden werden können, welche durch das Kreuzverschiebbar sind und innere Verriegelungsnasen 36 15 verbindungsstück 58 und durch das Ventil V eine sowie äußere Verriegelungsnasen 37 aufweisen. Flüssigkeit zu der aus dem Bohrgestänge 41 und dem Wenn sich der Verriegelungskolben 25 in der in Rohrdorn 12 bestehenden Rohrleitung zuführen. Das F i g. 1 dargestellten Weise in einer unteren Lage Kreuzverbindungsstück 58 weist an seinem oberen befindet, steht die Innenwand des Kolbens 25 in Ende ein bei 61 eingeschraubtes Verschlußstück 60 einem Eingriff mit den Verriegelungsnasen 37 und 20 auf, das von dem Kreuzverbindungsstück 58 abnehmhält die Verriegelungselemente 34 in einer in seit- bar ist.

licher Richtung nach innen geschobenen Lage, in Das Kreuzverbindungsstück 58 und das Ventil V welcher sich die Verriegelungsnasen 36 in einer ring- befinden sich auf der Plattform oberhalb des Geförmigen Verriegelungsnut oder einem Kanal 38 be- wassers, und die Länge des Bohrgestänges 41 wird finden, der auf der Außenseite in der Nähe des 25 daher durch die Wassertiefe bestimmt, in welcher das oberen Endes des Bohrlochkopfkörpers 1 angeordnet Bohrloch gebohrt wird. Wie im nachstehenden noch ist. Daher verbinden die Verriegelungselemente 34 ausführlicher erläutert wird, ermöglichen das Kreuzdie Paßplatte 14 und den als Sammelrohr dienenden verbindungsstück und insbesondere das abnehmbare Rohrdorn 12 mit dem Bohrlochkopfkörper 1. Bei der Verschlußstück 60 an diesem sowie das Ventil V das Zufuhr unter Druck stehender Flüssigkeit zu der 3° Auslösen der Zementierstopfen von der Auslösevor-Kolbenkammer 29 wird jedoch der Verriegelungskol- richtung A und das spätere Absperren des Bohrben 25 nach oben verschoben, und die Verriegelungs- loches.

nasen 37 gelangen in einen Eingriff mit einem inneren Der obere Stopfen TP kann mit dem unteren Ende

Kanal 39 des Verriegelungskolbens 25, so daß sich der Auslösevorrichtung A durch eine Paßmanschette

die Verriegelungselemente 34 aus dem Kanal 38 35 70 verbunden werden, die einen Gestän^everbinder

innerhalb des Bohrlochkopfkörpers 1 seitlich nach 71 mit dem Rohrdorn 12 aufweist. Diese Paßman-

außen verschieben und die Paßplatte 14 aus dem scherte 70 ist mit einem durchgehenden Durchlaß 72

Eingriff mit dem Bohrlochkopfkörper 1 freigeben versehen, der eine Fortsetzung des Durchlaßkanals

können. 13 innerhalb des Rohrdorns 12 darstellt. Die Paß-

Der Rohrdorn 12 ist an seinem oberen Ende in 40 manschette 70 ist an ihrem unteren Ende mit einem geeigneter Weise, wie beispielsweise vermittels eines Gewindeabschnitt 73 versehen, der zur Aufnahme Gestängeverbinders 40, mit einer Rohrleitung, wie einer Muffe 74 dient. Der obere Stopfen TP weist beispielsweise einem Bohrgestänge 41, verbunden. einen inneren Stopfenkörper 75 mit einem nach oben In diesem Bohrgestänge 41 befindet sich das üblicher- vorstehenden zylindrischen Abschnitt 76 auf, der die weise verwendete Pufferglied 42, das in bekannter 45 Muffe 74 umgibt und durch eine geeignete Anzahl Weise aus einer teleskopisch verschiebbaren Anord- von Abscherbolzen 77, die in der in F i g. 3 ersichtnung besteht, die eine teleskopische Verlängerung liehen Weise in gegenseitigen Abständen auf einem oder Verkürzung des Puffergliedes ermöglicht und Kreis angeordnet sind, an der Muffe befestigt ist. damit das Heben und Senken der oberhalb des Ge- Zwischen der Muffe 74 und dem zylindrischen Abwassers befindlichen Bohrplattform gestattet, wenn 5° schnitt 76 des Stopfenkörpers 75 ist eine geeignete diese auf dem Wasser schwimmt. Dichtung 78 vorgesehen. An den Stopfenkörper 75

Oberhalb des Puffergliedes 42 ist das Bohrgestänge ist ein elastisch verformbarer Körperteil 79 ange-

41 durch einen geeigneten Gestängeverbinder 43 mit formt, der mehrere nach außen und oben vorstehende

dem unteren Ende eines allgemein mit V bezeichne- Dichtlippen 80 aufweist, die in einem Gleiteingriff mit

ten Ventils verbunden. In der hier dargestellten Aus- 55 der Sitzschutzmanschette 9 innerhalb des Bohrloch-

führung befindet sich der Gestängeverbinder 43 zwi- kopfkörpers oder der Futterrohrhalterung 1 stehen,

sehen dem Bohrgestänge 41 und einem Anschluß- Im Inneren des Stopfenkörpers 75 befindet sich ein

glied 44, das ebenfalls einen Gestängeverbinder 45 Durchlaß 81, der von einem Abschnitt 82 kleineren

mit einem Nippel 46 aufweist, der sich an der Aus- Durchmessers kreisförmig umgeben wird, welcher

laßseite des Ventils V befindet. Das Ventil V besteht 60 eine nach oben gerichtete Sitzfläche 83 bildet. Diese

aus einem Ventilkörper 47, der an der Stelle 48 mit Sitzfläche 83 kann mit einer geeigneten Vorrichtung

dem Nippel 46 und an der Stelle 49 mit einem nach in Eingriff gelangen, welche durch das vorstehend

oben vorstehenden Nippel 50 verschraubt ist. Das beschriebene Kreuzverbindungsstück 58 während der

Ventil V ist von bekannter Ausführung und weist Bohrlochzementation in den Flüssigkeitsstrom einge-

einen drehbaren Absperrkörper 51 mit einem Durch- 65 bracht wird. Eine solche Vorrichtung ist in dem hier

laß 52 auf, dessen Durchmesser im wesentlichen dem dargestellten Ausführungsbeispiel in der Form einer

Durchmesser des Durchlasses 53 innerhalb des Ven- Kugel 84 dargestellt, durch welche der Durchlaß 81

tilkörpers 47 entspricht, wobei der Durchlaß 53 mit verschlossen werden kann, um einen weiteren Flüs-

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sigkeitsdurchgang durch den Durchlaß 81 zu verhin- 58 der Absperrkörper 51 vermittels des Handgriffes dern. Durch das Verschließen des Stopfendurchlasses 57 gedreht werden, um den Durchlaß 53 durch das 81 wird eine auf den Stopfen TP nach unten gerich- Ventil V zu schließen. Nach dem Einsetzen der Kugel tete Kraft ausgeübt, welche die Abscherbolzen 77 ab- 84 wird das Verschlußstück 60 wieder in das Kreuzschert, so daß der Stopfen TP von der Paßmanschette 5 verbindungsstück 58 eingesetzt und das Ventil V 70 freigegeben wird. Wenn sich der Stopfen TP von wieder geöffnet, falls es geschlossen war. Wenn ander Sitzschutzmanschette 9 in das Futterrohr 10 nach schließend die Zementschlämme durch die Rohranunten bewegt, werden die Dichtlippen 80 des Ordnung weiter nach unten verdrängt wird, landet elastisch verformbaren Körperteils 79 nach unten die Kugel 84 in der bereits erwähnten Weise auf der und außen in einen abdichtenden Gleiteingriff mit der io Sitzfläche 83 des oberen Stopfens TP, und der Stop-Innenwand des Futterrohrs C gebogen, wodurch eine fen TP wird von der Auslösevorrichtung A freigegewirksame Schranke zwischen dem oberhalb und dem ben. Der Stopfen TP bewegt sich in der Strömungsunterhalb des Stopfens TP befindlichen Strömungs- mittelsäule, welche den Zement von der nachfolgenmittel entsteht. den Flüssigkeit trennt, so lange nach unten, bis der Bei einem typischen Zementationsvorgang unter 15 Stopfen auf dem Zementierschuh S oder einem ande-Verwendung des oberen Stopfens TP und der vor- ren geeigneten Anschlag innerhalb des Futterrohrs C stehend beschriebenen Auslösevorrichtung A wird landet.

das Futterrohr C zunächst in das Bohrloch einge- Wenn die Stopfenauslösevorrichtung A aus dem bracht und durch den Bohrlochkopfkörper 1 gehal- Bohrloch wieder herausgezogen werden soll, ist es ten, der seinerseits durch ein (nicht dargestelltes) her- 20 lediglich notwendig, der Rohrleitung 33 der Verriegekömmliches Einfahrwerkzeug getragen wird. Dabei hängevorrichtung 16 unter Druck stehende Flüssigkeit wird der Bohrlochkopfkörper 1 auf den Ringträger 2 zuzuführen, wodurch der Verriegelungskolben 25 so aufgesetzt. Anschließend wird die Stopfenauslöse- weit nach oben verschoben wird, bis die Verriegevorrichtung A, in welcher der obere Stopfen TP mit lungselemente 34 sich frei nach außen in den Kanal dem unteren Ende des Rohrdorns 12 verbunden ist, 25 39 verschieben können. Danach läßt sich die Stopan dem Bohrgestänge 41 durch das Wasser abge- fenauslöscvorrichtung A aus dem Bohrlochkopfkörsenkt, bis die Paßplatte 14 auf dem oberen Ende des per 1 entfernen und auf die Plattform anheben. Dazu Bohrlochkopfkörpers 1 aufsitzt und sich der Stopfen kann ein geeignetes (nicht dargestelltes) Fangwerk- TP innerhalb der Sitzschutzmanschette 9 befindet. zeug verwendet werden, um den Sitzschutz 9 in der In diesem Zeitpunkt wird unter Druck stehende 30 üblichen Weise aus dem Bohrlochkopfkörper 1 her-Flüssigkeit durch die Rohrleitung 32 zugeführt und auszuziehen, um die Kanäle 10 innerhalb des Kördazu verwendet, den Verriegelungskolben 25 nach pers 1 freizulegen, damit sie die Verriegelungsvorunten zu verschieben und die Verriegelungselemente richtung einer Futterrohrhalterung aufnehmen kön-34 in seitlicher Richtung nach innen in den Kanal 38 nen, welche einen inneren Futterrohrstrang hält, sozu drücken, wodurch die Stopfenauslösevorrich- 35 fern es beabsichtigt ist, im Anschluß an einen Weiterung A mit dem Bohrlochkopfkörper 1 verriegelt ren Bohrvorgang innerhalb des Bohrloches einen wird. Dann wird der auf der Bohrplattform befind- weiteren Futterrohrstrang in das Bohrloch einzuliche Teil der Vorrichtung an dem Gestängeverbin- führen.

der 43 mit dem Bohrgestänge 41 verbunden, so daß Für die Bohrlochfertigstellung unter Wasser entdas Ventil V und das Kreuzverbindungsstück 58 mit 40 sprechend der F i g. 1 unter Verwendung eines oberen der zusammengesetzten Rohrleitung in Verbindung Stopfens TP kann beispielsweise ein Standrohr Cl stehen, welche einen Durchflußweg durch das Ven- mit einem Durchmesser von 30 Zoll (762 mm) eintil V und das Bohrgestänge 41 in den Durchfiußka- zementiert werden. Der von dem Bohriochkopfkörnal 13 des Rohrdorns 12 der Stopfenauslösevorrich- per 1 nach unten hängende Futterrohrstrang C tung A bildet. Als nächstes werden Rohrleitungen 45 kann einen Durchmesser von 20 Zoll (508 mm) aufmit den Einlaßstutzen 59 des Kreuzverbindungs- weisen. Mehrere weitere FuttenOhrstränge können Stückes 58 verbunden, so daß ein Umlaufströmungs- in der üblichen Weise innerhalb des Bohrlochkopfmittel durch die Fohranordnung nach unten gepumpt körpers 1 gehalten werden, und in dem in den werden kann, in dem es durch den Durchlaß 81 in F i g. 5 bis 9 dargestellten Ausfuhrungsbeispiel wird dem Stopfen TP und hinter diesem durch das Futter- 5° ein innerer, mit CZ οεεεϊαιηείβτ Futterrohrstrang rohr C nach unten in den Kanal 11 des Zementier- innerhalb des Bohrlochkopfkörpers 1 durch eine schuhs S und von diesem in den Bohrlochabschnitt Futterrohrhalterung 100, die durch ein Gewinde 101 Wl strömt. Das Strömungsmittel gelangt innerhalb mit dem Futterrohrstrang C 2 verbunden ist, gehalten des Bohrlochabschnittes Wl in den Ringraum B und und erstreckt sich nach unten in einen Bohrlochabströmt von diesem durch die Durchflußkanäle 4 des 55 schnitt W 2. Die Futterrohrhalterung 100 weist einen Ringträgers 2. Nachdem ein Strömungsmittelumlauf sich nach außen hin verbreiternden Mittelabschnitt erhalten worden ist, wird durch das Kreuzverbin- 102 auf, so daß ihr Außendurchmesser an dem dungsstück 58 eine Zementschlämme in die Rohran- oberen Ende sich dem Innendurchmesser des Bohrordnung eingeführt. Das Volumen der Zement- lochkopfkörpers 1 annähert. Der sich nach außen schlämme ist so berechnet, daß es den Bohriochab- 60 hin verbreiternde Mittelabschnitt 102 der Futterrohrschnitt Wl und den Ringraum B bis zu einer ge- halterung 100 sitzt auf dem oberen Ende 103 einer wünschten Höhe füllt. Dann wird der Pumpvorgang Futterrohrhalterung 104, von der ein Teil weggeangehalten, so daß das Verschlußstück 60 von dem brachen ist. Diese Futterrohrhalterung 104 kann bei-Kreuzverbindungsstück 58 abgenommen und in das spielsweise innerhalb des Futterrohrstranges C einen offene Ende des Kreuzverbindungsstückes 58 eine 65 Futterrohrstrang von 9V₈ Zoll (244 mm) Durchmesser Kugel 84 eingesetzt werden kann. Wenn es erwünscht halten. Unterhalb der Futterrohrhalterung 104 kann oder notwendig sein sollte, kann während des Ein- eine weitere (nicht dargestellte) Halterung das» verführens der Kugel 84 in das Kreuzverbindungsstück wendet werden, innerhalb des Futterrohrstranges C

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einen weiteren Strang von 13^s/₈ Zoll (339 mm) nach unten und gestattet den Ausfluß dieses Strö-Durchmesser zu halten, wie für die Bohrlochfertig- mungsmittels nach unten durch den Durchlaß 111 stellung unter Wasser bekannt ist, bei der sich in dem unteren Ende des Zementierschuhs 5.
sämtliche zum Bohren und zur Bohrlochfertigstel- Die Einzelheiten des zum Auslösen des Stopfens lung dienende Teile der Bohrlochkopfeinrichtung auf 5 dienenden Rohrdorns 112 und dessen Verbindung dem Grund eines Gewässers befinden. mit dem oberen Stopfen TP, wie auch die Verbin-In der hier beschriebenen Ausführung wird die dung des unteren Stopfens BP mit dem oberen Stop-Verriegelungsvorrichtung 116, welche der vorstehend fen TP sind am besten aus F i g. 6 ersichtlich,
beschriebenen Verriegelungsvorrichtung entspricht, Wie sich aus dieser Darstellung ersehen läßt, weist dazu verwendet, oberhalb des Bohrlochkopfkörpers 1 io der Rohrdorn 112 einen oberen rohrförmigen Geeine Bohrlochabsperrungsvorrichtung oder einen häuseabschnitt 112a mit einem unteren zylindrischen Preventer 105 bekannter Ausführung zu halten, von Endabschnitt 112 b auf, der innerhalb eines nach dem ein Teil in Fig. 5 dargestellt ist. In der Dar- oben vorstehenden Endes 112c eines unteren Gestellung erstreckt sich die Stopfenauslösevorrich- häuseabschnittes 112 d des Rohrdorns abgedichtet tung A der Erfindung durch die Bohrlochabsper- 15 ist. Zwischen den Endabschnitten 1126 und 112c rungsvorrichtung 105 nach unten und ist über ein sollen geeignete Dichtungen 112e vorgesehen sein. Universaleinfahrwerkzeug T mit dem Gestängever- Zur Verbindung der Gehäuseabschnitte 112 q und binder 140 an dem unteren Ende eines Bohrgestän- H2d sind geeignete Drehvorrichtungen 112/ vorges 141 verbunden. Das Einfahrwerkzeug Γ ist seiner· gesehen, welche nach außen vorstehende Flansche seits durch ein Gewinde 106 mit dem oberen Ende 20 112g bzw. 112Λ auf den Gehäuseabschnitten 112a der Futterrohrhalterung 100 verbunden. Auf diese und 112 d aufweisen. Diese Flansche werden durch Weise können die Futterrohrhalterung 100 und der einen geteilten Ring 112/ mit einer Auskehlung zu-Futterrohrstrang C 2 an dem Einfahrwerkzeug Γ in sammengehalten, der seinerseits durch einen Bunddas Bohrloch eingefahren werden, wobei dieses ring 112 k festgehalten wird.

Werkzeug einen flanschförmigen Adapter 114 auf- 25 An seinem unteren Ende weist der Rohrdorn 112 weist, der genau dem Flansch der Paßplatte 14 in ein Paßstück 170 auf, das durch ein Gewinde 171 der bereits beschriebenen Stopfenauslösevorrichtung mit dem Gehäuseabschnitt 112 d verbunden ist. entspricht. Bei dieser Ausführung bestehen sämtliche Dieses Paßstück 170 besteht aus einem Rohrkörper verwendeten Bauteile aus standardisierten Kompo- von bestimmtem Außendurchmesser, durch welchen nenten, und der zum Auslösen des Stopfens dienende 30 ein oberer Stopfen TP gehalten wird, dessen Größe Rohrdorn 112 kann in geeigneter Weise, wie bei- auf den Futterrohrstrang abgestimmt ist, in welchem spielsweise durch ein Gewinde 140 a, mit dem Ein- die Stopfenauslösevorrichtung A verwendet werden fahrwerkzeug T verbunden werden. soll. Zu diesem Zweck ist das untere Ende des Paßin dieser Ausführung weist der zum Auslösen des Stückes 170 mit einem Außengewinde 173 versehen, Stopfens dienende Rohrdorn 112 den oberen Stopfen 35 das zur Verbindung desselben mit einer Muffe 174 TP auf, der, wie in der bereits beschriebenen Aus- mit Innengewinde dient. Wie in der bereits beschrieführung, lösbar mit dem Rohrdorn 112 verbunden benen Ausführung weist der obere Stopfen TP einen ist. Außerdem ist ein unterer Stopfen BP lösbar mit inneren Stopfenkörper 175 mit einem zylindrischen dem oberen Stopfen TP verbunden. oberen Endabschnitt 176 auf, der auf die Muffe 174 Auf diese Weise steht ein Rohrleitungssystem zur 40 paßt und an dieser durch eine geeignete Anzahl von Verfugung, um Strömungsmittel nach unten in den Abscherbolzen 177 lösbar gehalten werden kann, die Futterrohrstrang C 2 zu leiten, so daß in der nach- in gegenseitigen Winkelabständen angeordnet sind, folgend beschriebenen Weise eine Umlaufflüssigkeit Außerdem ist zwischen der Muffe 174 und dem Enddurch das Bohrgestänge 141 und den Durchflußkanai abschnitt 176 des Stopfenkörpers ein geeigneter 113 des zum Auslösen des Stopfens dienenden Rohr- 45 Dichtring 178 vorgesehen. An den Stopfenkörper 175 dorns 112, durch die entsprechenden Stopfen TP und ist ein elastisch verformbarer Körperteil 179 ange- BP und durch den Zementierschuh S an dem unteren formt, der mehrere nach außen und oben vor-Ende des Futterrohrstranges Cl nach unten ver- stehende elastische Dichtlippen 180 aufweist, die in drängt werden kann, von wo es in der durch die einem abdichtenden Gleiteingriff mit dem oberen Pfeile angedeuteten Weise durch die üblicherweise 50 Ende des Futterrohrstranges Cl unterhalb der in der Futterrohrhalterung 100 vorgesehenen Durch- Futterrohrhaltenmg 100 kommen können,
lasse 104 a und dann außerhalb des Bohrgestänges Die Verbindung zwischen dem oberen Stopfen TP 141 nach oben strömen kann. und dem unteren Stopfen BP besteht aus einer mitt-Da der Futterrohrstrang Cl eine erhebliche Länge leren Verbindungsmanschette 200, die an einem Geaufweisen und beispielsweise mehrere tausend Meter 55 winde 201 mit dem unteren Ende des inneren lang s?in kann und infolgedessen ein großes Gewicht Stopfenkörpers 175 des oberen Stopfens verbunden hat, wird in der Praxis manchmal ein Zementier- ist. Die Verbindungsmanschette 200 weist an ihrem schuhS verwendet, wie in Fig. 5 dargestellt ist Der unteren Ende ein Gewinde 202 anf, das zur Auf-Zementierschuh S weist ein Schwimmerventil mit nähme einer Muffe 203 mit Innengewinde dient, einer Ventilkammer lila auf, in der sich ein Rück- 60 welche einen geeigneten Außendurchmesser h3t, am schlag-Kugelventil 1116 befindet, das auf einem nach einen unteren Stopfen BP aufzunehmen, der m bezug nnten weisenden Kugelsitz 111c aufsitzen und das auf die Größe des Futterrohrstranges Cl ein« beEindringen von Flüssigkeit aus dem Bohrloch- stimmte Größe hat. Wie in dem Falle des oberen abschnitt W2 in den Futterrohrstrang Cl verhindern Stopfens TP weist auch der untere Stopfen BP einen kann, während der Futterrohrstrang in das Bohrloch 63 inneren Stopfenkörper 2Ö4 mit einer oberen zytinabgesenkt wird. Während des vorstehend beschriebe- drischen Verlängerung 2β5 auf, die auf die Muffe nen Strömungsmittelumlaufes bewegt sich da« Rück- 283 paßt and an dieser darch eine geeignete * ^hI schlag-Kugelventil IH 6 jedoch von dem Sitz HIc von Abscherbolzen 296 lösbar gehalten werden kann,

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welche in gegenseitigen Abstäpden auf dem Umfang Gründen besteht die Kugel 220 aus einem geeigneten, angeordnet sind. An den inneren Stopfenkörper 204 elastisch verformbaren Werkstoff ausreichender ist ein elastisch verfoiübarer Körperteil 207 ange- Härte, der unter der Einwirkung des auf die Kugel formt, der nach oben und außen vorstehende Dicht- 220 einwirkenden Strömungsmitteldruckes einer ^verlippen 208 aufweist, die entsprechend der Lippen 5 formung und einem Eindrücken in den Durchlaß 209 180 des oberen Stopfens TP in einen abdichtenden widersteht, um dadurch ein Abscheren der Abscher-Gieiteingriff mit der Innenseite des Futterrohr- bolzen 206 zu ermöglichen, durch welche der untere stranges Cl gelangen können. Stopfen BP fest mit dem oberen Stopfen TP verbun-

Der obere Stopfen TP weist einen Durchlaß 181 den ist.

auf, der von einem Sitz 183 kreisförmig umgeben io Nach erfolgtem Umlauf einer Spülflüssigkeit durch wird. Der untere Stopfen BP weist einen Durchlaß die Stopfen TP und BP und durch den Futterrohr-209 auf, der durch einen kreisförmigen Sitz 210 um- strang Cl nach unten sowie durch den Ringraum zu geben wird. dem Bohrlochkopf nach oben kann die Kugel 220 in

Der Sitz 210 des unteren Stopfens BP kann in der den Strömungsmittelstrom in der vorstehend benachstehend beschriebenen Weise durch eine geeig- x5 schriebenen Weise eingesetzt werden und wandert nete Absperrvorrichtung verschlossen werden, welche mit diesem nach unten, bis sie in einen abdichtenden dazu dient, den Durchlaß 209 durch den Stopfen zu Eingriff mit dem Sitz 210 des unteren Stopfens BP sperren, so daß durch einen auf den unteren Stopfen gelangt, so daß der Stopfen BP eine Schranke zwi- BP ausgeübten Flüssigkeitsdruck die Abscherbolzen sehen der oberhalb des Stopfens befindlichen Zement-206 abgeschert und der untere Stopfen BP von der ao schlämme und der Spülflüssigkeit unterhalb des Verbindungsmanschette 200 freigegeben wird. Damit Stopfens bildet. Sobald die Kugel 220 auf dem Sitz der Strömungsmitteldruck auf die gesamte Quer- 210 aufsitzt, bricht der untere Stopfen BP voü dem Schnittsfläche des unteren Stopfens BP einwirken oberen Stopfen TP in der in Fig. 7 dargestellten kann, ist die Verbindungsmanschette 200 mit einer Weise los, wobei die Dichtlippen 208 innerhalb des oder mehreren seitlichen öffnungen 20Oo versehen, as Futterrohrstranges Cl nach unten gleiten, bis der durch welche das Strömungsmittel vom Inneren der untere Stopfen BP auf dem Zementierschuh S an dem Verbindungsmanschette 200 nach außen gelangen unteren Ende des Futterrohrstranges C 2 zur Ruhe und die oberste Dichtlippe 208 des unteren Stopfens kommt.

BP dem Strömungsmitteldruck aussetzen kann, wo- Wie F i g. 8 zeigt, wird eine zweite Kugel 284 in

durch der untere Stopfen BP von dem oberen Stopfen 30 der vorstehend beschriebenen Weise in den Strö- TP gelöst wird. Der Sitz 183 des oberen Stopfens TP mungsmitteblrom eingebracht, wandert mit der kann wie der Sitz 83 des oberen Stopfens in der Zementschlämme nach unten und gelangt in einen ersten Ausführung durch eine geeignete Absperrvor- Eingriff mit der Sitzfläche 183 des oberen Stopfens richtung verschlossen werden, wodurch der Strö- TP, wodurch der in diesem Stopfen befindliche mungsmitteldruck auf den oberen Stopfen TP der 35 Durchlaß 181 verschlossen wird. Dadurch wird der hier zur Rede stehenden Ausführung drückt und obere Stopfen TP in der bereits beschriebenen Weise diesen von dem Paßstück 170 löst. von dem Paßstück 170 gelöst, wobei er eine Schranke

Aus weiter unten ausführlich erläuterten Gründen zwischen der Zementaufschlämmung und der nachträgt der untere Stopfen BP vermittels einer Ge- folgenden Flüssigkeit bildet, welche dazu verwendet windeverbindung 211 an seinem unteren Ende einen 40 wird, den oberen Stopfen TP und die Zementnach unten vorstehenden Fangkäfig 212, in welchem schlämme durch den Futterrohrstrang C 2 nach unten sich eine geeignete Anzahl seitlicher Durchflußkanäle zu drücken.

213 sowie ein stirnseitiger Durchflußkanal 214 be- Sobald der obere Stopfen BP auf dem Zementierfinden, die den Umlauf von Flüssigkeit durch den schuh S landet, ist es erforderlich, daß die Kugel 220 unteren Stopfen BP nach unten gestatten, wenn so- 45 durch den Sitz 210 innerhalb des unteren Stopfens wohl der obere Stopfen TP und der untere Stopfen BP gedrückt wird. Daher besteht die Kugel 220 aus BP in der in F i g. 6 dargestellten Weise geöffnet einem elastisch verformbaren Werkstoff, welcher eine sind, um durch den Futterrohrslrang C 2 einen nach Verformung der Kugel ermöglicht, so daß diese unten gerichteten Umlauf einer Spülflüssigkeit zu durch den Durchlaß 209 des Stopfens in der bereits gestatten, welche durch den Bohrlochabschnitt W 2 so beschriebenen Weise nach unten in den Fangkäfig wiederum nach oben zu dem Bohrlochkopf H auf- 212 gedruckt werden kann. Dadurch kann der steigen kann. Zement durch den Zementierschuh S nach außen

Die auf der Bohrplattform oberhalb des Gewässers austreten und auf der Außenseite des Futterrohrbefindlichen Vorrichtungen, welche diesen Strö- stranges C2 innerhalb des Bohrloches W2 aufsteigen, mungsmittelumlauf bewirken, enthalten die in Ver- 55 Die Verdrängung der Zementschlämme wird so lange bindung mit der Ausführung der F i g. 1 bis 4 dar- fortgesetzt, bis der obere Stopfen TP in der in F i g. 9 gestellten Vorrichtungen, nämlich ein Absperrventil V dargestellten Weise auf dem unteren Stopfen BP auf- und ein Kreuzverbindungsstück 58. sitzt und eine weitere Verschiebung des oberen Stop-

In den F i g. 7 bis 9 sind der obere Stopfen TP und fens TP nach unten verhindert. Die Ankunft des der untere Stopfen BP in ihren verschiedenen Stel- 60 oberen Stopfens TP auf dem unteren Stopfen BP Lungen während eines Zementiervorganges unter Ver- wird an der Bohrplattform oberhalb des Gewässers wendung der Stopfen auslösevorrichtung der Erfin- durch eine Zunahme des Pumpdruckes angezeigt, dung dargestellt. Wie F i g. 7 zeigt, besteht die mit welcher für die Verdrängung der Zementschlämme dem Sitz 210, welcher den Durchlaß durch den durch die nachfolgende Flüssigkeit erforderlich ist. unteren Stopfen BP kreisförmig umgibt, in Eingriff 65 Tn diesem Zeitpunkt wird die zur Verdrängung der kommende Absperrvorrichtung aus einer Kugel 220, Zementschlämme dienende Pumpe abgestellt, wobei deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser sich das Kugelventil 111 ft auf den Kugelsitz 111c des Durchlasses 209. Aus weiter unten dargelegten des Zementierschuhs S aufsetzt und einen Rückfluß

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von Zement durch die unten angekommenen Stop- C 4 verbunden, die Zementation durchgeführt und

fen, d. h. den oberen und den unteren Stopfen, ver- in den meisten Fällen der Zementierkopf so lange in

hinden. dieser Lage belassen, bis der Zement wenigstens teil-

Wenn der zur Stopfeaauslösung dienende Rohr- weise abgebunden hat. Em derartiges herkömmliches

dorn 112 aus der Bohrung herausgezogen werden S Zementationsverfahren erfordert offensichtlich meh-

soll, ist es lediglich erforderlich, das Einfahrwerk- rere teure Zementierköpfe oder Bohrlochköpfe,

zeug T von dem oberen Ende der Futterrohrhalte- Entsprechend der Erfindung wird jedoch ein Rohr-

rung 100 zu lösen, indem das Bohrgestänge 141 in dorn 312 zum Auslösen der Stopfen vorgesehen, der

einer Richtung gedreht wird, in welcher ein Bruch zwischen seinen beiden Enden eine zylindrische

des Gewindes 106 auftritt. io Oberfläche 312 a aufweist, die zur Aufnahme eines

Es muß darauf hingewiesen werden, daß die flanschförmigen Adapters 314 dient Zwischen dem Stopfen auslösevorrichtung und insbesondere der Adapter 314 und der Oberfläche 312a sind geeignete Rohrdom 112 keinen Teil der Bohrlochkopfeinrich- Dichtungen 312 b angeordnet. Zur Befestigung des rung oder der Vorrichtung bildet, welche während Adapters 314 an dem Rohrdorn 312 weist der letztere des Zementationsvorganges dem Druck der Spül- 15 unterhalb der zylindrischen Oberfläche 312a eine flüssigkeit oder der Zementschlämme ausgesetzt ist. nach außen vorstehende Anschlagschulter 314 a und Statt dessen sind nur die üblichen Bauteile, welche oberhalb der zylindrischen Oberfläche 312 a ein Gezum Einführen der Futterrohrhalterung 100 und des winde 3146 auf, das zur Aufnahme entsprechender daran hängenden Futterrohrstranges Cl verwendet Haltemuttern 314c dient, die mit dem Adapter 314 werden, wie auch die Futterrohrhalterung 100 wäh- ao in einen Eingriff gelangen und eine Verschiebung rend des Zementationsvorganges den Drücken der desselben an dem Rohrdorn 312 nach oben verhin-Umlaufflüssigkeit und der Zementschlämme ausge- dem können. An den Adapter 314 schließt sich nach setzt. Daher kann die Konstruktion des Rohrdorns unten hin ein zylindrischer Abschnitt 315 an, der ein 112 im Vergleich mit den gewöhnlichen Zementier- Außengewinde 316 aufweist, das in ein entsprechenköpfen, die bei herkömmlichen Zementationsvorgän- «5 des Gewinde einer üblichen Gehäusekupplung 317 gen zur lösbaren Halterung der Zementierstopfen eingeschraubt werden kann, welche an dem oberen verwendet werden, einfach und preiswert ausgeführt Ende des Futterrohrstranges C 4 mit einem Gewinde sein. 318 versehen ist. Die Gehäusekupplung 317 ist eine

Die Erfindung ist nicht auf die in den vorstehend gewöhnliche Kupplung, durch welche normalerweise

beschriebenen Ausführungen dargestellte Bohrloch- 30 die Futterrohrlängen miteinander verbunden werden,

fertigstellung unter Wasser beschränkt. Sie läßt sich Gegebenenfalls kann auch eine besondere Kupplung

in gleicher Weise auch auf die Zementation einer vorgesehen sein, die bei 318 mit dem oberen Ende

Verrohrung innerhalb einer Tiefbohrung anwenden, des Futtsrrohrstranges C4 verschraubt wird. In

wenn der Futterrohrstrang bis nach oben zur Bohr- jedem Falle bildet der Adapter 314 eine Vorrich-

plattform geführt ist, wie es beim Bohren mancher 35 tung zur Verbindung mit dem oberen Ende des

Tiefbohrungen von festen Offshore-Plattformen und Futterrohrstranges C 4, wobei die Verbindung durch

bei Tiefbohrungen auf dem festen Land üblich ist. eine Drehung des Adapters 314 in bezug auf die

Die in Fig. 10 dargestellte weitere Ausführung zylindrische Oberfläche 312a erfolgt. Um eine Dre-

der Erfindung dient daher zur Verwendung für die hung des Adapters 314 zu erleichtern, weist dieser

Zementation eines Futterrohrstranges CA, der sich 40 in der hier dargestellten Weise eine oder mehrere

durch den Drehtisch R eines Bohrturms nach unten radiale öffnungen 319 zur Aufnahme eines Hebels

in eine (nicht dargestellte) Tiefbohrung erstreckt. auf. An seinem unteren Ende trägt der Rohrdorn

Der Drehtisch R weist eine Hauptmuffe M auf, die 312 in der dargestellten Weise lösbar einen oberen

zur Aufnahme der mit Zähnen 300 versehenen Ab- Stopfen TP, und ein unterer Stopfen BP ist in gleicher

fangkeile CS dient, welche in bekannter Weise durch 45 Weise wie in der vorstehend beschriebenen Ausfüh-

die Keilwirkung an der Stelle 301 zwischen den Ab- rung mit dem oberen Stopfen verbunden, so daß sich

fangkeilen CS und der Hauptmuffe M mit ihren Zäh- eine weitere Erklärung der Stopfen erübrigt. An

nen 300 in einen festen Halteeingriff mit der Außen- seinem oberen Ende kann der Rohrdorn 312 in ge-

seite des Futterrohrstranges C 4 gedrückt werden. eigneter Weise mit dem bereits beschriebenen Ven-

Bei den herkömmlichen Zementationsverfahren 50 til V verbunden sein, so daß die Auslösung oder die

des Futterrohrstranges C 4 wird ein Zementierkopf, Freigabe des oberen Stopfens TP und des unteren

welcher einen oder mehrere Zementierstopfen ent- Stopfens BP ebenfalls in der bereits beschriebenen

hält, mit dem oberen Ende des Futterrohrstranges Weise erfolgen kann.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Einzementieren eines am unteren Ende durch einen ein Rückschlagventil aufweisenden Zementierschuh verschlossenen Futterrohrstranges in ein Tiefbohrloch, bestehend aus einem mit dem Rohrstrang verbindbaren, sich in Längsrichtung darin erstreckenden Dorn, der einen axialen Durchflußkanal für die Zementschlämme aufweist, einem oberen, durch Scherstifte mit dem unteren Ende des Dorns lösbar verbundenen Zementierstopfen, einem unteren, durch Scherstifte lösbar gehaltenen Zementierstopfen, die beide einen gleitend an der Futterrohrwandung angreifenden elastisch verformbaren äußeren Körperteil und einen inneren starren Stopfenkörper mit einem axialen Durchlaß für die Zementschlämme aufweisen, einem Sitz im ao Durchlaß des unteren Zementierstopfen*, dci durch einen im Flüssigkeitsstrom mitgeführten, den Durchlaß des oberen Zementierstopfens frei passierenden ersten Verschlußkörper verschließbar ist, wobei nach dem Schließen des Durch- »5 lasses ein Abscheren der den unteren Zementierstopfen haltenden Scherstifte erfolgt, und einem Sitz im Durchlaß des oberen Zementierstopfens, der durch einen im Flüssigkeitsstrom mitgeführten zweiten Verschlußkörper verschließbar ist, wobei nach dem Schließen des Durchgangs ein Abscheren der den oberen Zementierstopfen haltenden Scherstifte erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Zementierstopfen (BF) durch die Scherstifte (206) mit dem oberen Zementierstopfen (TP) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch \, dadurch gekennzeichnet, daß die Scherstiftverbindung zwischen dem Stopfenkörper (175) des oberen Zementierstopfens (TP) und dem Dorn (112; 312) eine auf einen Gewindeansatz (173) des Doms geschraubte zylindrische Muffe (174) und einen die Muffe aufnehmenden hülsenförmigen zylindrischen Endabschnitt (176) des Stopfenkörpers (175) aufweist, die durch die Scherstifte (177) verbunden sind, und die Scherstiftverbindung zwischen dem Stopfenkörper (204) des unteren Zementierstopfens (BP) und dem Stopfenkörper (175) des oberen Zementierstopfens (TP) eine auf einen Gewindeansatz (202) des einen Stopfenkörpers (175 bzw. 204) geschraubte zylindrische Muffe (203) und einen die Muffe aufnehmenden hülsenförmigen zylindrischen Endabschnitt (205) des anderen Stopfenkörpers aufweist, die durch die Scherstifte (206) verbunden sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindeansatz des einen Stopfenkörpers (175 bzw. 204) eine mit Außengewinde (201, 202) versehene Verbindungsmanschette (200) ist, die in einen der Stopfenkörper eingeschraubt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der axialen Durchlässe (181, 209) über radiale Öffnungen (200 a) mit dem Rohrstrang (C 2) in Verbindung steht, über die der elastisch verformbare äußere Körperteil (207) wenigstens eines der Zementierstopfen (BP bzw. TP) zur Unterstützung des Abscberens der Stifte (177; 206) mit Druck beaufschlagbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den axialen Durchgang (181,209) der Stopfenkörper (175,204) <|er Zementierstopfen (TP, BP) mit den Rohrstrang (C 2) verbindenden öffnungen (200 a) in der Verbindungsmanschette (200) zwischen dem oberen und unteren Zementierstopfen angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der für den Sitz (210) im Durchlaß (209) des unteren Zementierstopfens (BP) vorgesehene Verschlußkörper eine elastisch verformbare Kugel (220) ist, die beim Auftreffen des unteren Zementierstopfens auf den Zementierschuh (5) und den dadurch bedingten Druckanstieg über der Kugel verformbar und durch den Durchlaß (209) des Stopfenkörpers (204) in einen unter dem unteren Zementierstopfen (BP) angeordneten Fangkäfig (212) eindrückbar ist, der Durchflußkanäle (213) für die durch den geöffneten Durchlaß (209) des unteren Zementierstopfens strömende Zementschlämme aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (112; 312) über einen eine Relativdrehung gegenüber dem Dorn gestattenden Drehwirbel (112f; 312a) mit einem Adapter (114; 314) verbunden ist, der mit einem Gewinde (106; 316) aufweisenden Teil bei stillstehenden Zementierstopfen (BP; TP) in den Futterrohrstrang einschraubbar ist.