DE3127337A1

DE3127337A1 - Verfahren und vorrichtung zum bohren eines bohrlochs in einer unterirdischen formation

Info

Publication number: DE3127337A1
Application number: DE19813127337
Authority: DE
Inventors: Ben Wade Oakes 94115 San Francisco Calif. Dickinson III; Robert Wayne 94901 San Rafael Calif. Dickinson
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-07-17
Filing date: 1981-07-10
Publication date: 1982-03-04
Also published as: IL63301A0; BR8104608A; AU7286381A; GB2080369A; CA1182104A; ES504412A0; ZA814751B; KR850001292B1; DE3127337C2; FR2493394A1; JPS5751390A; FR2493394B1; ATA312781A; EP0044706A3; IT1137726B; SE8104241L; BE889662A; IT8123002A0; EP0044706A2; ES8305874A1

Description

IZ /JJ /

| '(V ■

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine . Vorrichtung zum Bohren eines Bohrlochs in einer unterirdischen Formation.

Erfindungsgemäß wird ein umstülpbares! langgostrecktes flexibles Rohr bzw. ein solcher Schlauch

in Form einer laufenden bzw. abrollenden Membran . .. verwendet, die als Sperre dient, um Bohrfluid, welches nach vorne in das Bohrloch in einer unter— . irdischen, öl oder Mineral enthaltenden Formation transportiert wird, von einer Äbtragsaufschlämmung zu trennen, welche rückwärts zur Oberfläche des Bodens geführt wird, wobei dadurch der unterirdische Bereich geleert bzw,, ausgepumpt wird. Das umstülpbare Rohr bzw. der umstülpbare Schlauch hat einen. vorderen Wendebereich und einen durchgehenden zentralen Kanal für die Aufnahme eines zentralen Rohres, durch welches unter Druck stehendes Bohrfluid von einer. Fluidquelle zum

vorderen offenen Ende des zentralen Rohres In der Nähe des Wendebereichs des Schlauchs bzw. Rohfes transportiert wird. Das umstülpbare Rohr ist in die Unterbodenformation gerichtet. Das Bohrfluid erzeugt eine Aufschlämmung aus dem Abtrag der Formation an dem Wendebereich. Die Aufschlämmung wird längs der Außenseite des umstülpbaren Rohres und vom Wendebereich nach hinten transportiert, wodurch ein Kanal für den Durchgang der Aufschlämmung zur Oberfläche der Formation gebildet wird. Der Wendebereich wird durch ein unter Druck stehendes Treibfluid nach vorne bewegt, welches in dem Raum zwischen der inneren Wand und der äußeren Wand des umstülpbaren Rohres gepumpt wird., wobei die äußere Wand in einer festen Position bezüglich der Vorwärtsbewegung des Wendebereichs durch das Bohrloch gehalten wird. Dabei wird im wesentlichen eine Reibung zwischen der äußeren Wand des umstülpbaren Rohres und der umschließenden Formation ausgeschlossen.

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht die erfindungsgemäße Vorrichtung/ wobei ein vorprogrammiertes Umwenden des

umstülpbaren Rohres und das zentrale Rohr gezeigt sind;

Fig. 2 schematisch im Längsschnitt die oberen und unteren Teile der Vorrichtung von Fig. 1;

Fig. 3 den Schnitt 2-2 von Fig. 2;

Fig. 4 im Längsschnitt eine Bohrkopfanordnung am vorderen Ende der Vorrichtung;

Fig. 5 schematisch in einer Seitenansicht ein Lenksegment des umstülpbaren Rohres mit daran vorgesehenen vorprogrammierten Abnähern;
5

Fig. 6 in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht eine signalerzeugende Einrichtung am vorderen Ende des zentralen Rohrs und eine entfernt liegende Signale Empfangsstation zur Lokalisierung der signalerzeu

genden Einrichtung;

Fig. 7 im Schnitt das vordere Ende des zentralen Rohres mit einer Kiespackung in dem umstülpbaren Rohr zur Bildung eines Gehäuses;

Fig. 8 die Anordnung von Fig. 7 in einer herkömmlichen äußeren Umhüllung, wo sie als innere Kiespackung dient; und 20

Fig. 9 schematisch eine elektrokinetische Effekte ausnutzende Bohrvorrichtung, wobei eine Elektrode sich am Bohrkopf und die andere an einem entfernt liegenden Gehäuse befindet. 25

In den Fig. 1/2 und 3 ist das Arbeitsprinzip des erfindungsgemäßen Systems dargestellt. Wie insbesondere aus Fig. 2 zu ersehen ist, hat die Bohreinheit einen umstülpbaren langgestreckten Schlauch bzw. ein umstülpbares langes Rohr 100, das die Funktion einer abrollenden Membran ausübt, die sich nach vorne bewegt, wie dies erläutert wird. Das Rohr 100 hat eine flexible,

insgesamt zylindrische äußere und innere rohrförmige Wand 102 bzw. 104₇ die an ihren vorderen Enden durch den Wendebereich 106 verbunden sind, der nach vorwärts bewegbar ist. Das Rohr ist vorzugsweise aus einem hochfesten permeablen gewebten Material oder Tuch hergestellt. Die äußere Wand 102 und die innere Wand 104 haben eine Öffnung in der Nähe ihres hinteren Endes und bilden einen Ringraum 108 zwischen sich, der als Kanal für Treibfluid von einer Treibfluidquelle aus dient.

Eine Halteeinrichtung in Form eines Halterings 110 dient zum Befestigen des hinteren Endes der äußeren Wand 102 an einer nicht gezeigten ortsfesten Abstützung in einer festgelegten Position bezüglich der Bewegung des Wendebereichs 106. Strom. Stromab vom Haltering 110 bildet die Innenwand 104 ein Rohr, das durch ein Treibfluid im Ringraum 108 nach vorwärts getragen wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Rohr 100 relativ wenig dehnbar, so daß die Innenwand 104 zur Bildung einer Außenwand mit größerem Durchmesser ausreichend großes Material aufweist, um dieser Umformung zu genügen, nämlich eine relativ lange Außenwand zu bilden, welche eine Endlänge von 60 bis 90 m oder mehr hat.

Stromauf oder rückwärts vom Haltering 110 kann ein großes Längenstück 104a der flexiblen Innenwand 104 in einem relativ geringen Raum gesammelt werden, wenn es in einer zusammengelegten oder akkordeongefalteten Form in einem vergrößerten hohlen rohrförmigen Gehäuse 112 aufgenommen ist. In dem Raum zwischen der Wand 104a und der Außenwand des Gehäuses 112 ist ein Treibfluideinlaß 114 vor-

6 Ί Ί Ί ό ό

gesehen. Das rückwärtige Ende der inneren Wand 104a ist an der Innenwand des Gehäuses 112 an einem Hing 116 stromauf vom Einlaß in geeigneter Weise abgedichtet. Durch die Speicherung der Wand 104a in der gezeigten Weise wird sie in einfacher Weise durch den Innenraum des Halterings 110 vorwärts bewegt, ohne daß ein übermäßiger Widerstand für die Vorwärtsbewegung des Wendebereichs 106 erzeugt wird. Um zu verhindern, daß ein Teil der gespeicherten Innenwand 104a in unkontrollierter Weise durch den Haltering 110 unter dem Einfluß der Schwerkraft hindurchfällt/ wird in das Gehäuse 112 eine geeignete nicht gezeigte Halteeinrichtung eingesetzt. Alternativ kann das zur öffnung 114 gerichtete Treibfluid unter einen höheren Druck als ein Druckfluid gesetzt werden, das zu einem Einlaß 118 gerichtet ist, der mit der Innenseite der Wand 104a in Verbindung steht, um die Wand 104a nach innen gegen ein zentrales Rohr 122 zu drücken, welches sich durch das Rohr bzw. durch den Schlauch 100 hindurch erstreckt.

Im Innenraum der Innenwand 104 befindet sich ein zentraler Kanal 120. In dem Kanal 120 verläuft durch das Rohr bzw, den Schlauch 100 ein zentrale:; Rohr 122 bis wenigstens zum vorderen Ende des zentralen Kanals angrenzend an den Wendebereich 106. Das Rohr 122 hat eine Anzahl von Funktionen, zu denen eine innere Abstützung oder ein abschließendes starkes Gehäuse für das zu bohrende Bohrloch oder das Richten der

Bohrvorrichtung gehören. Bevorzugt wird das Rohr durch Reibkontakt mit der angrenzenden Oberfläche der Innenwand 104 und durch Treibfluid nach vorne transportiert, das in den- ' Einlaß 118 eintritt. Das zentrale Rohr 122 ist hohl und bildet einen inneren Kanal 124, um Bohrfluid von einer zweiten Quelle aus dem vorderen Ende des zentralen Rohrs 122 heraus gegen die zu bohrende Erdformation zu richten.

Wie aus Fig. 2 weiterhin zu ersehen ist, ist ein vorderer Richtungsstabilisator 126 in Form eines äußeren rohrförmigen Mantels 128 und in Form von im Abstand angeordneter radialer Rippen 130 vorgesehen, die am vorderen Ende des zentralen Rohrs 122 sitzen. Der Mantel 128 hat einen etwas größeren Durchmesser als die Außenwand und erstreckt sich axial und konzentrisch längs der Wand in einen Abstand, der vorzugsweise das Ein'- bis Vierfache des Durchmessers des Schlauchs 100 beträgt. Wenn sich der Wendebereich 106 vorwärts bewegt, drückt er gegen die rückwärtigen Flächen der Rippen und des Mantels 128₇ wodurch der Mantel nach vorne bewegt wird. Die.Rippen 130 haben vorzugsweise eine radial angeordnete speichenartige Gestalt, wobei jede Speiche sich über einen Abstand längs der Achse des Mantels erstreckt. Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführung sind die äußere Wand 102, die innere Wand 104 und das zentrale Rohr 122 mit einem kreisförmigen Querschnitt konzentrisch zueinander ausgebildet, wobei dazwischen Räume gebildet werden.

Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, wird ein Treibfluid von einer Quelle 132 zu einer

J \ I I όό I

Pumpe 134 und in den Einlaß 114 in Richtung des Pfeils A gerichtet. Gleichzeitig wird ein Bohrfluid von einer Quelle 136 über eine Pumpe''1'38 und einen Ringraum 140 in den zentralen Kanal 120 gerichtet, der von der Außenseite des Rohres 122 und der Innenseite der Wand 104 gebildet wird, während eine zweite Quelle Treibfluid 142 über eine Pumpe 144 zur Mitte des insgesamt flexiblen zentralen Rohrs 122 richtet, das auf einer Spule in einem Gehäuse 146 aufgewickelt ist. Für die Umlenkung des flexiblen zentralen Rohrs 122 von der horizontalen in die vertikale Richtung für die Abwärtsbewegung durch den Haltering 110 in die Vorrichtung kann eine Rolle 148 vorgesehen werden.

Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, wird in Betrieb Treibfluid A in den Raum 108 zwischen den Wänden 102 und 104 zum Wendebereich 106 gepumpt, da die äußere Wand 102 am Ring 110 befestigt ist, bewegt sich die innere Wand nach unten und unterliegt einer Formänderung derart, daß sie zur Außenwand am Wendebereich wird, wodurch die Vorwärtsbewegung des Wendeberoichs hervorgerufen wird.

Wie weiterhin aus Fig. 1 und 2 zu ersehen ist, wird das Bohrfluid von der Oberfläche durch den Ring in die insgesamt durch den Pfeil B gezeigt Richtung sowie durch den Kanal 124 des Rohrs 122₇ was durch den Pfeil C veranschaulicht ist, gerichtet, um eine fluidisierte Aufschlämmungszone D durch mechanisches, fluidmechanisches, thermisches und physikalischychemisches Zusammenwirken des Bohrfluids mit dor umgebenden Formation zu erzeugen.

Für das Bohren in einer öltragenden Formation wird ein Bohrfluid bevorzugt, welches dazu dient, das Öl in einer kontinuierlichen öl- oder Wasserphase zu fluidisieren/ was noch erläutert wird. Die fluidisierte Zone D der Auf schläinmung in Fig. 2 wird vor dem Wendebereich 106 ausgebildet. Während des Bohrens wird ein äußerer Ring 150 zwischen der äußeren Wand 102 und der umschließenden Formation erzeugt, der die Bewegung der Abtragsaufschlämmung in Richtung der Pfeile E ermöglicht. Wenn die Aufschlämmung die Oberfläche oder eine andere geeignete Stelle erreicht, wird sie durch eine Leitung 152

T5 über eine Pumpe 194 in einen Sumpf 156 an der Oberfläche 158 der Formation gepumpt. Vorzugsweise werden eine geeignete herkömmliche Traganordnung und ein Fundament 159 im Boden vorgesehen, um das stromauf liegende Ende, des Systems aufzunehmen und abzustützen. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist für die Erfindung die Fähigkeit wesentlich, den umstülpbaren Schlauch bzw. das umstülpbare Rohr 100 in eine vorher festgelegte Richtung umzulenken, um es beispielsweise in die horizontale Richtung zu biegen und um es wieder umzulenken, beispielsweise zur Oberfläche.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist die innerente Schmierung aufgrund des Drucks eines Führungsfluids im Ringraum zwischen der inneren rohrförmigen Wand 104 und dem zentralen Rohr 122. Das Führungsfluid kann von einer Quelle 118 und/oder durch Ilindurchsickern durch die

innere Wand 104 zugeführt werden, wo diese Wand flüssigkeitsdurchlässig ist, beispielsweise durch Ausbildung aus einem Tuchtextil mit der gewünschten Durchlässigkeit. Die sich ergebende Schmierung ermöglicht eine Gleitbewegung mit geringer Reibung zwischen der innei on Wand 104 und dem zentralen Rohr 122, so daß die innere Wand 104 sich mit einer Geschwindigkeit vorwärtsbewegen kann, die das Zweifache der Geschwindigkeit des zentralen Rohrs 122 beträgt.

Das erfindungsgemäße System kann auch die Maßnahme umfassen, zunächst ein Hauptbohrloch in eine unterirdische Formation mit einem herkömmlichen Rotationsbohrer zu bohren, den Bohrer horauszuziehen, das Hauptbohrloch mit einer Hülle zu versehen und danach ein oder mehrere seitliche Bohrlöcher, die von dem Hauptbohrloch vorstehen, mit dem in den Fig. 1 und 2 gebildeten System zu schaffen.

In Fig. 4 ist das vordere Ende des umstülpbaren Schlauchs bzw. Rohres 100 im Ringabschnitt durch den Pfeil A gezeigt. Die Führungs- und Bohrfluide bewegen sich in Richtung der Pfeile B bzw. C und werden durch das zentrale Rohr 122 und die Zone zwischen der inneren Wand und dem zentralen Rohr 122 nach unten gepumpt.

Eine bevorzugte Ausführung des zentralen Rohrs. 122 hat ein vorderes Segment 122a aus einem relativ steifen und nicht porösen Material, das an seinem hinteren Ende mit einem flexiblen

metallischen Helixsegment 122b verbunden ist, das sich biegen kann und flexibel ist, so daß ansprechend auf das Aufbringen eines Biegemoments auf das Segment 122b die Richtung geändert'werden kann. Das Helixsegment 122b ist flüssigkeitsdurchlässig und, wie erwähnt in der Lage, eine innere durchlässige Abstützwand für die Umhüllung des Bohrlochs zu bilden, welches durch das Bohrfluid gebohrt wird₇ das durch, das zentrale Rohr 122 strömt.

Der Grad der Flexibilität der Abschnitte des zentralen Rohs 122 hat einen wesentlichen Einfluß auf die Fähigkeit des zentralen Rohrs und des umstülpbaren Schläuche, normal einer geraden Linie zu folgen und einfach auszulenken, wenn ein vorprogrammierter Führungsmechanismus betätigt wird der von dem zentralen Rohr getragen wird. Bezüglich der geradlinigen Bewegung ist es erwünscht, daß das vordere Ende des zentralen Rohrs relativ starr oder steif ist. Andererseits ist es in dem Bereich des zentralen Rohrs, der abgelenkt werden soll, bevorzugt, daß dort das Rohr ausreichend flexibel ist, um die Ablenkung ausführen zu können, jedoch ausreichend starr bleibt, um einen starken Rahmen für den Einsatz als abschließendes Gehäuse des sich ergebenden Bohrlochs zu bilden. Das in Fig. 4 gezeigte hervorragende flexible Material für diesen Zweck ist ein zylindrisches Stahlhelixsegment 122b. Es hat sich gezeigt, daß für die axiale Stabilität vorzugsweise ein starres vorderes Segment 122a des mittleren Rohres verwendet wird, welches eine Länge vom etwa Fünf- bis etwa Fünfundzwanzigfachen des Durchmessers der inneren Wand

hat. .Die maximale Länge des starren Teils wird durch den Krümmungsradius der gewünschten Bohrung festgelegt, der während des Bohrens akzeptabel ist. D.h. wenn das vordere Ende 122a vollständig steif ist, ist die Krümmung durch die Sehnenentfernung zwischen dem vorderen Rand des zentralen Rohrs 122 längs einer diagonalen Linie zum Ende des starren Abschnitts bestimmt.

In Fig. 1 und 4 ist schematisch eine Ausführungsform eines Bohrkopfs 160 gezeigt. Der erforderliche Druck und Bohrfluidstrom im zentralen Rohr wird beträchtlich durch den Einsatz von stroiaungsverengenden oder Strömungsverteilenden Öffnungen 164 im Bohrkopf 160 reduziert.

Die öffnung oder die Öffnungen 164 können im Abstand um den Umfang des Kopfs herum angeordnet Siin. Der Innenraum des Kopfs 160 ist ein Hohlraum, der in Fluidverbindung mit dem Kanal 124 steht. Die Öffnung oder die Öffnungen 164 lassen das Bohrfluid durch und verteilen es.

Der Mengenstrom an Bohrfluid durch den Kopf 160 kann beträchtlich variieren, was von der Art der umgebenden Formation und der besonderen Art des Bohrfluids abhängt. Beispielsweise hat sich bei einem Bohrkopf mit 5 cm als geeignet eine Strömungsgeschwindigkeit von 0,3 bis 3 m/s erwiesen.

In Fig. 4 ist eine Art der Anbringung des Bohrkopfs 160 am Rohr 122 gezeigt. Mittels' einer Gewindeverbindung 168 ist ein zylindrischer Mantel 166 in geeigneter Weise mit dem Kopf 160 verbunden. In gleicher Weise ist der Mantel 166 an einem dazwischen liegenden Innenende am vorderen Ende des Rohrs 122 durch eine Gewindeverbindung 170 angeschlossen. Der Mantel 166 ist ein Zwischenverbindungsglied zwischen dem Kopf 160 und dem Rohr 122. Es ist hohl und ermöglicht den Strom von Treibfluid durch das Rohr 122 und in den hohlen Kopf 160. Außerdem kann der Schlauch 100 im Umfangsbereich umwenden und eine Stützung für den Kopf 160 vom Schlauch 100 bilden oder ergeben.

Der zylindrische Mantel 166 hat eine äußere, relativ dünne₇ zylindrische Rückwand 166a, die sich von dem Ringsitz 166b aus nach hinten erstreckt. Die Kraft des Treibfluids im Ringraum 120 gegen den Wendebereich 106 wird an der hinteren ebenen Seite des Sitzrings 166b ausgeübt, um ihn nach vorne entsprechend dem Treibfluiddruck zu drücken, der auf den Wendebereich 106 ausgeübt wird. Wenn das Rohr bzw, der Schlauch aus einem Tuchtextil der gewünschten Durchlässigkeit gebildet ist, kann Treibfluid in den Rückstromkanal längs der Außenwand 102 des umstülpbaren Schlauchs 100 im Leckstrom austreten. In gleicher Weise leckt Treibfluid nach innen durch die innere Wand 104, um die Gleitbewegung mit niedriger Reibung zwischen der Innenwand 104 und dem zentralen Rohr 122 zu ermöglichen. Diese Leckage bildet zusammen mit der zwischen dem

ό\ΊΊ 6 J /

zentralen Rohr 122 und der Wand 104 strömenden Flüssigkeit eine Quelle einer Flüssigkeit, die von dem hinteren Ende der Mantelwand 166 in einer insgesamt nach rückwärts gehenden Richtung längs der Achse des zentralen Rohrs abgeht, wie dies in Fig. 4 durch den Pfeil F veranschaulicht ist. Dies ergibt eine erhöhte Fluidität an dieser Stelle, wodurch die Rückwärtsbewegung der Abtragsauf schlämmung unterstützt wird.

Wie weiterhin aus Fig. 4 zu ersehen ist, stellt sich ein Wirkungsmuster an der umgebenden Untergrundformation ein, wenn der Bohrkopf in insgesamt horizontaler Richtung bewegt wird. Es hat sich gezeigt, daß der Bereich G, der den umschließenden Kopf 160 in der Nähe der öffnungen richtet, die Abtragsformation/ welche sich mit dem Bohrfluid mischt, zur Bildung eines beweglichen Schlamms veranlaßt. Der Hauptabschnitt des Abtrags wird um den Kopf 160 herum gebildet. Der Abtrag und das Bohrfluid bilden in gleicher Weise eine fluidisierte Aufschlämmung insgesamt um den Kopf 160 herum. Diese Aufschlämmung wird über die Oberfläche des Bohrkopfs 160 und nach hinten in einen Kanal außerhalb des zentralen Rohrs 122 cjerichtet, der insgesamt parallel zu dessen Achse ist.

Unmittelbar außerhalb dieser fluidisierten Aufschlämmung liegt der Bereich H, in welchem der Formationsporendruck durch das Bohrfluid beeinflußt werden kann, um die Bewegung des Bohrkopfs durch die Formation zu erleichtern.

Fig. 4 zeigt die günstige Erscheinung, die eintritt, wenn der Bohrkopf 160 in horizontaler Richtung läuft. D.h. unter dem Bohrkopf bildet sich in natürlicher Weise eine Lage schwererer Teilchen verglichen mit den Teilchen darüber. Diese Bodenlage I wird durch die Klassierung und Ablagerung von größeren schwereren Teilchen aus der Aufschlämmung gebildet, die nach rückwärts läuft/ und zwar analog zu einer sich bewegenden Betonschlickerform. Diese Unterlage gibt dem Kopf 160 in horizontaler Richtung eine Abstützung und entsprechende Bewegungsstabilität.

Wie weiter in Fig. 4 gezeigt ist, führt vom hinteren Ende des Mantels 166 der nach rückwärts und nach oben längs des Pfeils A gehende Fluidstrom zu einer fortlaufenden und kontinuierlichen Neubildung dieser Unterlagenformation I. Der schwerere Bohrabtrag setzt sich fortlaufend in einer klassierten Anordnung unter dem Bohrrohr ab, wodurch darunter eine starke Fundamentierung gebildet wird. Die Aufschlämmung des leichteren Abtrags bewegt sich längs der Oberseite des Rohrs bzw. Schlauche 100 in Richtung E und erreicht die Oberfläche.

Der gezeigte Bohrkopf 160 hat eine Anzahl wesentlicher Vorteile. Für verschiedene Formationsmaterialien kann die Dichte des Kopfs bezüglich des Mantels variiert werden. Wenn in einer speziellen Formation der Kopf dazu neigt, durch Aufschwimmen nach oben anstatt in der gewünschten horizontalen Richtung zu laufen, kann dem beim anschließenden Bohren dadurch entgegengewirkt werden, daß der Kopf aus einem relativ

dichten Miiterial gebildet wird. Wenn umgekehrt die Bohrung dazu neigt, nach unten zu laufen, anstatt zu steigen, kann die Dichte des¹'' Materials beim weiteren Bohren in dieser Formation verringert werden.

In Fig. 5 ist eine Art gezeigt, wie ein Umlenken durch den Schlauch 100 bewirkt werden kann, wobei der Schlauch bzw. das Rohr 100 ein Längssegment hat, das axial in dem Rohr ausgebildet und von Anfang an an der inneren Rohrwand 104 vorgesehen ist und sich über den Wendebereich 106 zur äußeren Rohrwand bewegt. Besonders günstiges Material für diese Art von Umlenkmechanismus ist ein starkes gewebtes textilartiges Material, das in einer üblichen Bindungsart gewebt wird, beispielsweise in Form des Segments 172 in Fig. 5. Bei dieser Ausgestaltung wird ein Verdrehen des Materials vermieden, da der minimale Energiezustand für den axialen Teil bzw. Ketteil der Fasern der ist, axial zu bleiben, während die anderen Fasern, der Schuß, in Umfangsrichtung bleiben. Es hat sich gezeigt, daß schlauchförmiges Tuchmaterial dieser Art sich nicht verdreht, wobei die einzelnen axialen Fasern in einer hochstabilen axialen Ausrichtung verbleiben, so daß die Längssegmente in der gleichen Winkelrichtung bezogen auf die Achse des Rohrs 100 während des Bohrens bleiben. Dies bedeutet, daß eine vorprogrammierte Ablenkung unter Verwendung eines solchen Rohrs bzw. Schlauchs in hohem Maße vorhersagbar ist. Fasern mit einer geeigneten hohen Festigkeit für die Verwendung bei dem Schlauch sind Polyamidfasern oder aromati-

sche Polyamidfasern, die weiter verstärkt sein können (Kevlar 29 bzw. 49, Du Pont). Es'können auch andere hochfeste Fasern für sich oder in Kombination mit Polyamid oder aromatischen Polyamidfasern in Ket-trichtung oder Schuß- . richtung verwendet werden. '

Wie weiterhin in Fig. 5 gezeigt ist, umfaßt das Lenksegment des Rohres 100 axial im Abstand angeordnete streifenartige Abschnitte (Abnäher) aus verkürzten wirksamen Umfangslängenstücken verglichen mit dem Umfang der Lenksegmente, wodurch das Rohr sich in Richtung des verkürzten streifenartigen Abschnitts wendet, wenn die Innenwand 104 des Rohrs 100 sich durch den Wendebereich 106 bewegt. Die verkürzten streifenartigen Abschnitte in Eig, 5 werden von mehreren in ümfangsrichtung eingenähten Falten oder Abnähern 174 gebildet, die axial in einem vorher festgelegten Abstand längs einer vorher festgelegten teilweisen Umfangsdistanz des Lenksegments angeordnet sind, um eine Ablenkung mit dem gewünschten Radius zu erhalten. Jeder der Abnehmer ergibt sich durch Nähen eines schmalen Tuchsegments von der äußeren Textilflache des Rohrs 100 und stellt so eine ümfangsrippe dar, die sich von einer Kürze von nur wenigen ümfangsgraden bis zu einer Länge von 180° über den Umfang erstrecken kann. Die Wirkung besteht darin, daß eine verkürzte Seite am Rohr bzw. am Schlauch 100 erzeugt wird, so daß, wenn die Innenwand über den Wendebereich 106 _t läuft und zur Außenwand 102 wird, eine Reihe von Abnähern, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist, frei werden, wodurch die vorzunehmende Ablenkung verursacht wird.

Gemäß Fig. 4 wird bevorzugt, eine durchlässige oder undurchlässige äußere Auskleidung 176 am zentralen Rohr 122 vorzusehen,, die zwei unterschiedliche Funktionen hat. Nimmt man an, daß man Differenzdrucke in den Bohrfluiden aufrechterhalten möchte, welche durch das zentrale Rohr 122 und darumherum strömen, wird eine undurchlässige Auskleidung verwendet, um die Ströme zu trennen. Zusätzlich bildet die Auskleidung einen Schutz gegen ein Verhaken der Abnäher in der Helixfeder 122b, während sie sich auf der inneren Wand befinden.

In Fig. 6 ist eine Lokalxerungseinrichtung für das zentrale Rohr 122 dargestellt. Am vorderen Ende des zentralen Rohrs 122 sind dabei Einrichtungen 180 zum Erzeugen eines Signals, beispielsweise eines akustischen, elektrischen, elektromagnetischen oder seismischen Signals angebracht und dienen als Sender. An der Oberflächenstation 182 sind dann Einrichtungen zum Empfangen oder Fühlen des Signals vorgesehen, um das vordere Ende nach dem Prinzip der Triangulation zu lokalisieren.

Gewünschtenfalls kann ein fluiddruckbetätigter rotierender Bohrer, beispielsweise ein Moineau-Motor, der als Bohrmotor verwendbar ist.(Dyna-Drill, Smith International, Inc., Irvine, CaI.) am vorderen Ende des zentralen Rohrs 122 angebracht werden, um begrenzte Mengen verfestigter

Formation aufzubrechen. Ein solcher Bohrer wird entweder unten im Bohrloch nur dann angebracht wenn er benötigt wird oder wird permanent angebracht, jedoch nicht betätigt, bis verfestigtes Material erreicht ist. Das Bohrfluid geht durch das zentrale Rohr 122 hindurch und dann in die Formation.

Es kann eine Reihe unterschiedlicher Bohrfluide verwendet werden, beispielsweise wässrige Fluide oder Fluide auf ölbasis, sowie Fluide mit einem Bereich von niedriger bis hoher Viskosität. Es kann auch Öl oder ein Lösungsmittel auf ölbasis verwendet werden, um das Eindringen in bestimmte Formationen zu erleichtern. Bei anderen Formationen kann es erwünscht sein, ein Bohrfluid auf wässriger Basis zu benutzen, um die ölphase zu emulgieren.

Ein bevorzugtes wässriges Bohrfluid umfaßt ein wässriges einwertiges Alkalimetallhydroxyd oder eine Salzlösung, beispielsweise Natriumhydroxyd oder eine Natriumsalzlösung, bei einem pH-Wert von wenigstens 8,5 und vorzugsweise 11,0. Es hat sich gezeigt, daß dieses System in Situ einem grenzflächenaktiven Stoff durch Reaktion mit den organischen Säuren im Öl bildet, wodurch das Aufbrechen der Struktur der Formation und die Bildung der Aufschlämmung unterstützt wird. Zusätzlich dient die Basis als Quelle für eine; hohe lonenstärke, um die günstigen Effekte der Emulsionsdestabilisierung

3Ί27337

der Öl-Wassertrennfläche zu erreichen,, w.ie dies erwähnt ist. In dieser Hinsicht tragen Salze, wie Natriumchlorid in Salzwasser, zu einem ähnlichen Destabilisierungseffekt bei, können jedoch zu anderen Problemen führen.

Weitere Bohrfluidsysterne umfassen als grenzflächenaktiven Stoff sulfonierte Salze von ölmolekülen.

Bei der Ausführungsform von Fig. 7 wird ein herkömmliches Kiespackungsmaterial 184 ins Innere des Rohrs 100 gepumpt, wodurch das Treibfluid herausgedrückt wird, nachdem das Bohrloch fertig ist. Eine solche Kiespackung filtert Sand aus, so daß dadurch der umhüllte Bohrschacht nicht rückwärts ausgefüllt wird. In dieser Hinsicht ist es bevorzugt, das zentrale Rohr aus einer flexiblen Stahlhelix herzustellen, deren Windungen in Abstand von etwa 0,4 bis O,8 mm vorgesehen sind, um eine Stützstruktur für die Kiespackung zu halten und um dadurch ein Produkt ions sy st em an Ort und Stelle zu haben. Die gleiche Technik kann für eine thermische Isolierung einer Umhüllung verwendet werden, wobei die Kiespackung durch ein fluides Material ersetzt wird, das an Ort und Stelle thermisch isolierend wirkt.

Bei der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform wird das erfindungsgemäße System nach unten in eine herkömmliche Bohrlochumhüllung 186 geführt, die beispielsweise aus einer Schlitzwand-

auskleidung besteht. Dann wird Kies eingefüllt, um eine Kiespackung 188 in dem herkömmlich gebohrten Bohrloch zu erzeugen.

Die in Fig. 1 gezeigte mittlere rückgratartige Anordnung 190 hat wenigstens einen Abschnitt, der die Bewegung der Bohrkopfanordnung auf eine festgelegte Ebene begrenzt, während die Anordnung sich frei in einer gekrümmten oder linearen Art und Weise innerhalb dieser Ebene bewegen kann. Dabei ist eine Vielzahl von relativ starren Rohren 192 stirnseitig miteinander mittels im wesentlichen rechteckiger Laschen 194 verbunden. Alle Laschen sind in der selben Richtung ausgerichtet und bestehen aus Kunststoff/ Blech oder dergleichen, so daß sich jede Lasche um eine Achse quer zu ihrer Breite biegen kann, während sie in einer anderen Richtung nicht frei biegbar ist. Auf diese Weise wirkt sie wie ein Rückgrat und läßt eine freie Biegebewegung in nur einer Ebene zu.

Bei der in Fig. 9 gezeigten Ausführungsform werden Prinzipien der Elektrokinetik durch Anlegen eines elektrischen Feldes angewendet, Ein solches Feld kann die Wanderung von Wasser in die Nähe des vorderen Feldes des Bohrsystems verursachen, um zur Bildung

einer Aufschlämmung beizutragen, wodurch das Bohren erleichtert wird. Wenn in einer unterirdischen Formation ein Gleichstrom zwischen einer Anode und einer Kathode angelegt wird, neigt bekanntlich Wasser dazu, zur Kathode zu wandern. Diese Erscheinung ist als Elektroosmose bekannt. Somit besteht eine wesentliche Ausführung der Erfindung darin, eine Kathode am vorderen Ende oder in der Nähe des vorderen Endes des Bohrsystems anzuordnen, damit das Wasser dorthin wandert. Es ist auch möglich, die gleiche Wanderung unter Verwendung von Wechselstrom herbeizuführen.

Die Anwendung eines elektrischen Feldes führt auch zur Wanderung von Ladungsteilchen.. Dies ist wesentlich, wenn eine unterirdische Formation viele geladene Teilchen enthält. Beispielsweise ist Ton typischerweise negativ geladen. Durch Aufbringen einer negativen Ladung am vorderen Ende des Bohrsystems wird somit der Eindringwiderstand nicht nur durch das Anziehen des Wassers sondern auch durch das Abweisen des Tons oder anderer negativ geladener Teilchen in ihrer Nähe reduziert und der Porendruck vor der Bohrung erhöht.

Wie ebenfalls aus Fig. 9 zu ersehen ist, ist das vordere Ende des BöhrJcopfs der Bauweise von Fig. 4 aus einem elektrisch leitenden Material, beispielsweise Metall, hergestellt und mit einem isolierten Draht 220 mit der negativen Seite

einer Gleichstrom erzeugenden Quelle an der Oberfläche verbunden, was nicht gezeigt ist. Im Abstand von dem Bohrsystem ist ein vertikales Bohrloch 222 ausgebildet. An einen isolierten Draht 226 ist eine Elektrode 224 angeschlossen.. Der Draht ist mit der positiven Seite der nicht gezeigten Gleichstromquelle verbunden. Durch Anlegen dieses Gleichstroms wandert das Wasser zu dem negativ geladenen Bohrkopf 16O₇ wodurch die Bewegung des Rohrs durch den Boden erleichtert wird. Auf diese Weise bildet der Strom einen Weg mit dem geringsten Widerstand zur Anode 222, die auf eine vorher festgelegte Tiefe in dem Schachtgehäuse entfernt vom Bohrkopf 160 eingegraben ist. Ein wesentlicher Vorteil dieser Ausführungsform wird ersichtich, wenn das Bohrsystem von einer vertikalen in eine horizontale Lage oder eine geneigte Lage zum Gehäuse 222 in der beschriebenen Weise abgelenkt wird. Das elektrische Feld verringert im speziellen Fall nicht nur allgemein den Widerstand der Formation gegen Eindringen des Bohrkopfs sondern verursacht auch eine Bewegung des Bohrkopfs, vorzugsweise zum Schachtgehäuse hin, und zwar wegen des geringeren Widerstands auf einem Weg vom Bohrkopf 166 zur Anode 224. Somit wird eine zusätzliche Führungsunterstützung bei diesem System erreicht.

Bei einer anderen Anwendung der Anordnung von Fig. 9 werden der Bohrkopf 16O positiv und die Elektrode 222 negativ geladen. In die Formation wird wässriges Natriumhydroxyd ge-

pumpt, so daß die Natriumionen von dem Bohrkopf weg zum Bohrloch 222 gepumpt werden. Dieses System dient im wesentlichen als Natriumpumpe. Die Natriumionen bilden in situ oberflächenaktive Stoffe mit den !Carboxylgruppen der ölabscheidungen in der Formation, wodurch das Entfernen des Rohöls erleichtert wird. Bei einem ähnlichen Prozeß ist in der Formation eine Natriumchloridsalzwasserlösung entweder bereits vorhanden oder wird in sie durch den Bohrkopf gepumpt. Bei dem vorhandenen elektrischen Feld ionisiert das Natriumion des Salzes und wandert zum Bohrkopf, wodurch ein oberflächenaktiver Stoff mit den Rohölabscheidungen in ähnlicher Weise erzeugt wird.

Bei einer weiteren nicht gezeigten Ausführungsform kann die Position des Bohrkopfs mit einem herkömmlichen Wandler für den hydrostatischen Druck überwacht werden, der nahe am oder am Bohrkopf für eine Bewegung damit angebracht ist. Der Wandler gibt einen Wert für den hydrostatischen Druck am Bohrkopf, der seinerseits leicht in die Tiefe umgewandelt werden kann, an der sich der Bohrkopf, bezogen auf das Bodenniveau, befindet. Für diesen Zweck werden geeignete signaltransportierende Verdrahtungen vom Wandler zum Bodenniveau vorgesehen. Die Positionsüberwachung sanordnung hat auch eine einzige Meßein- richtung zum Messen der Kabellängenanordnung, wenn diese in den Boden mit dem Bohrkopf gezogen wird.

Die Positionsüberwachungsanordnung hat eine Vielzahl von Elektroden einschließlich einer sich bewegenden Elektrode, die angrenzend an den Bohrkopf angeschlossen ist oder auf ihm sitzt, sowie eine Vielzahl von festen Elektroden, die über dem Boden in einer Abstandbeziehung zueinander angeordnet sind und ein in etwa rechteckiges Gitter b Llden. Zur Aufrechterhaltung eines Spannungspotent ι als zwischen der sich bewegenden Elektrode und jeder der ortsfesten Elektroden sind geeignete elektrische Einrichtungen vorgesehen. Wenn sich die bewegende Elektrode in einer bestimmten Tiefe bezogen auf das Bodenniveau befindet, hängt das jeweilige Potential zwischen diesen Elektroden und den ortsfesten Elektroden von dem Abstand zwischen den Elektroden ab.

Anhand des nachstehenden Beispiels wird die Erfindung näher erläutert.

Im Labormaßstab wird ein Modell der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellt. Die Bohranordnung hat ein zentrales Rohr 122 mit einem starren vorderen zentralen Rohrsegment, das aus einem flexiblen Schlauchmaterial mit einem Durchmesser im Bereich von 12 bis 38 mm besteht. Das zentrale Rohr ist an seinem hinteren Ende mit einem flexiblen Rohrsegment aus Polyäthylen mit gleichem Durchmesser verbunden. Um das zentrale Rohrsegment herum ist ein äußerer flexibler doppellagiger umstülpbarer Schlauch aus Polyamid-

tuch angeordnet. Der gestreckte Durchmesser des Polyamidschlauchs hat einen Außendurchmesser im Bereich von 5 bis 10 cm.

Es wird eine Bohrkopfanordnung verwendet, wie sie insgesamt in den Zeichnungen dargestellt. Der vordere Abschnitt 160 besteht aus Messing und hat einen maximalen Durchmesser von etwa 5 bis 10 cm.

Das System wird vertikal in einer Sandformation placiert ο Durch das zentrale Rohr läßt man Wasser mit einem Einlaßmengenstrom von 7 bis 8 g/min für Sand strömen. Weiterhin strömt Wasser durch den Ring des flexiblen Rohrs mit 10 bis 20 g/min bei einem Druck von 2 bis 3,5 bar. Ein Teil des Bohrfluids diffundiert radial nach innen und nach ai'.ßen. Das zentrale Rohr bewegt sich durch den Sand mit 3 bis 15 mm/s.

In dem umstülpbaren Rohr ist ein Lenksegment vorgesehen, um das Rohr 100 aus der Vertikalen in die Horizontale umzulenken. Wenn das Segment den Wendebereich erreicht, dreht sich das Rohr aus der Vertikalen in die Horizontale. Die an dem vorderen Bereich um den Bohrkopf 160 herum gebildete Aufschlämmung strömt zurück längs der Außenfläche des umstülpbaren Rohres in einen Kanal längs des Rohres. Der Rückwärtsstrom der Aufschlämmung wird durch die Treibfluidleckagen durch das poröse umstülpbare Rohr unterstützt.

■se-

Leerseite

Claims

PATENTANWÄLTE

SCHIFF ν. FÜNER STREHL SCHÜBEL-HOPF EBBIIMGHAUS FINCK

MARIAHILFPLATZ 2 4 3, MÖNCHEN OO POSTADRESSE: POSTFACH 95 O1 SO. D-8OOO MÖNCHEN 95

ALSO PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE

• KARL LUDWIS SCHIFF (1964-1O78)

DIPL. CHEM. OR. ALEXANDER V. Fi)NER

DIPL. INQ. PETER STREHL

DIPL. CHEM. DR. URSULA SCHOBEL-HOPF

DIPL. INQ. DIETER EBBINGHA'Os'

DR. INQ. DIETER FINCK

Ben Wade Oakes Dickinson III und

Robert Wayne Dickinson

San Francisco, California U.S,A.

TELEFON (089)48200* TELEX B-23 865 AURO D

TELEQRAMME auromarcpat München

10. Juli 1981

DEA-14951

Verfahren und Vorrichtung zum Bohren.meines Bohrlochs' in einer unterirdischen Formation

Patentan sprüehe

1. Vorrichtung zum Bohren eines Bohrlochs in einer Bodenformation, gekennzeichnet durch ein umstülpbares Rohr (100) mit einer Innenwand (102) und einer Außenwand (104), die zwischen sich einen Raum (108) füx die Aufnahme eines unter Druck stehenden Fluids bilden, wobei die Wände (104, 104) miteinander an einem Ende des Rohrs (100) unter Bildung eines Wendebereichs '..' (106) verbunden sind, der in eine Richtung vorwärts bewegt, wird, um die Länge des Rohrs (100) zu vergrößern, wenn der Raum (108) durch Fluid unter Druck gesetzt wird, durch mit der äußeren Wand (104). verbundene Einrichtungen (110), um die Wand

(104) an der angrenzenden Formation festzulegen, und durch ein zentrales Rohr (122) innerhalb der Innenwand (102), das in der einen Richtung als Funktion der Vorwärtsbewegung des Wendebereichs , . (106) beweglich ist, einen Fluidauslaß in der Nähe des Wendebereichs (106) hat und mit der Quelle

(142) für ein unter Druck stehendes Bohrfluid yerbindbar ist, so daß

Bohrfluid durch das Rohr (122) hindurch und aus dem Auslaß heraus gerichtet werden kann, um die Formation vor dem We.ndebereich (106J zu bohren, so daß fortlaufend ein Bohrloch gebildet wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zentrale Rohr (122) einen flexiblen WendelaBschnitt (122b) hat.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zentrale Rohr (122) flexibel ist und sich von dem Rohr (100) aus an der Halteeinrichtung (110) vorbei nach außen erstreckt, wo es für die Speicherung (146) an seinem langen Ende aufgespult ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die innere Wand (102) an der Halteeinrichtung (110) vorbei nach hinten erstreckt und für die Speicherung am hinteren Ende in gefalteter Form (104a) aufgenommen ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zentrale Rohr (122) ein Bohrlochgehäuse aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch Einrichtungen (174), die eine vorher festgelegte Biegung des zentralen Rohrs (122) herbeiführen, um eine

Änderung der Bewegungsrichtung des zentralen
Rohrs (122) zu bewirken, wenn der Wendebereich (106) sich vorwärts bewegt. · ,·> ·

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch

gekennzeichnet/ daß die Einrichtung ein einen Teil des Rohres (100) bildendes Lenksegment aufweist, welches einen sich
axial erstreckenden bandartigen Abschnitt (174) aufweist, dessen axiale Länge geringer als die des restlichen Längssegments ist, wodurch das Rohr (100) zum Umlenken in die Richtung der
Seite des Lenksegments gebracht wird, welche den verkürzten bandartigen Abschnitt (174) aufweist, wenn das Lenksegment sich durch den
Wendebereich (106) bewegt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch

gekenn ze ichnet, daß der verkürzte bandartige Abschnitt von einer Anzahl von axial im Abstand angeordneten Abnäheren (174) gebildet wird, von denen jeder sich teilweise um den Umfang des Lenksegments erstreckt.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (100) von einem flüssigkeitsdurehlässigen gewebten Textilmaterial (172) gebildet wird.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ge kennzeichnet durch eine in dem zentralen Rohr (122) angeordnete
Rückgrateinrichtung (190), die so gebaut ist,

daß sie es dem Bohrkopf (160) ermöglicht, sich auf einer gekrümmten Bahn zu bewegen, wobei diese Bewegung auf eine einzige vorher festgelegte Ebene begrenzt ist.
5

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Positioniereinrichtung für den vorderen Abschnitt der Vorrichtung mit einer Einrichtung

(180) zum Erzeugen eines Signals, die an dem zentralen Rohr (122) angebracht ist, und eine Einrichtung (182) zum Empfangen des Signals an mehreren Stationen, die von der Signal^erzeugenden Einrichtung (160) entfernt liegen.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen fluiddruckbetätigten rotierenden Bohrkopf (160), der am vorderen Ende des zentralen Rohrs

(122) angebracht ist.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Wand (102) im Abstand von dem Rohr

(122) angeordnet ist, wodurch ein Fluidkanal (140) gebildet wird, der mit einer Bohrfluidquelle (138, 136) verbindbar ist, so daß Bohrfluid durch den Kanal (140) strömen kann, wenn sich der Wendebereich (106) vorwärts bewegt.

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen angrenzend an das vordere Ende des zentralen Rohrs (122) vorgesehenen stromverengenden und

fluidverteilenden Bohrkopf (160), der ein oder mehrere Öffnungen (164). für den Durchgang des Bohrfluids hat.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekenn ze. i'chnet, daß der Bohrkopf (160) einen insgesamt zylindrischen Verlängerungsmantel (166) aufweist, der konzentrisch dazu angeordnet ist und sich nach rückwärts über das Wendeende (106) eines Abschnitts der äußeren Wand (104) erstreckt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch ein in situ gebildetes Bohrlochgehäuse, welches eine permeable hohle flexible Stahlhelix aufweist, die in die Erde abgesenkt ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, gekenn-

zeichnet durch eine flüssigkeitsdurchlässige teilchenförmige Packung (184), welche Feststoffe einer vorher festgelegten Größe bildet und die Helix umgibt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch eine flüssigkeitsdurchlässige Gewebeumhüllung, welche die Helix umgibt.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch ein die Helix umgebendes thermisch isolierendes Material.

20. Verfahren zur Bildung eines Unterbodenbohrlochs unter Verwendung einer Vorrichtung, welche eine langgestreckte umstülpbare abrollende Membran mit einer äußeren und einer inneren Wand aufweist, welche an ihrem vorderen Ende durch einen Wendebereich verbunden und am anderen Ende offen sind, wobei die äußere Wand festgehalten wird, die innere Wand auf ihrer Innenseite einen zentralen Kanal bildet, ein Ringraum für ein Treibfluid zwischen der äußeren Wand und der inneren Wand vorgesehen ist und in dem zentralen Kanal ein hohles zentrales Rohr angeordnet ist, das sich bis in die Nähe des Wendebereichs erstreckt, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß a) die Vorrichtung so positioniert wird, daß der Wendebereich in eine in der Nähe befindliche Bodenformation vorsteht,

bj ein Bohrfluid durch das zentrale Rohr gerichtet wird, um die Formation zur Bildung eines Abtrags an der nächstgelegenen Bodenformation mit erhöhter Empfindlichkeit für das Eindringen des Fluids und einer Aufschlämmung zu bohren, welche den Abtrag enthält,

c) ein Treibfluid durch den Treibfluidringraum gerichtet wird, so daß es gegen den Wendebereich drückt und dazu führt, daß die Innenwand angrenzend an den Wendebereich fortlaufend einer Verformung unterliegt und zur Außenwand wird, wodurch der Wendebereich sich nach vorne in die so gebildete Aufschlämmung in der Erdformation bewegt, und daß das

d) zentrale Rohr in dem zentralen Kanal als

Funktion der Vorwärtsbewegung des Wendebereichs vorwärts bewegt wird.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnrichtung der ablaufenden Membran währendihrer Vorwärtsbewegung wesentlich geändert wird.

22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn der Vorrichtung dadurch verfolgt wird, daß ein Signal am vorderen Ende des zentralen Rohrs erzeugt und an einer Vielzahl von Fernstationen empfangen wird.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichne t₇ daß angrenzend an das vordere Ende des zentralen Rohrs ein die Strömung verengender und den Strom verteilender Bohrkopf vorgesehen wird, der Öffnungen aufweist, wobei das Bohrfluid durch die Öffnungen in die Formation gerichtet wird.

24. Verfahren zum Bohren eines Bohrlochs in eine Bodenformation, d .„a d u r c h gekennzeichnet, daß ein Bohrfluid kontinuierlich durch ein bewegliches Rohr hindurch und aus dem Rohr heraus gegen die Formation, um sie zu bohren und einen Abtrag zu bilden, geführt wird, wobei eine Mischung des Bohrfluids und des Formationsabtrags eine Aufschlämmung bilden, daß das Rohr fortlaufend in eine Richtung bewegt wird, wenn die Formation gebohrt wird, und daß das Rohr außerhalb eines wesentlichen Reibeingriffs mit der Formation

gehalten wird, wenn sich das Rohr in der einen Richtung bewegt. · .· ·

25. Vorrichtung zum Bohren eines Bohrlochs in eine Bodenformation, dadurch gekennzeichnet, daß das umschlossene Bohrloch ein hohles rohrförmiges Ge-*- häuse, das in einem Bohrloch angeordnet ist, ein flüssigkeitsdurchlässiges hohles zentrales Rohr, welches in dem Gehäuse angeordnet ist, wobei das Gehäuse und das Rohr zwischen sich einen Ringraum bilden, und eine rohrförmige poröse Textilumhüllung aufweist, die in dem Ringraum mit Zwischenräumen von einer Größe angeordnet ist, daß Fluid hindurchgehen kann, jedoch Feststoffe, die größer als eine vorgegebene Größe sind, zurückgehalten werdenί

26. Verfahren zum Bohren in einer Bodenformation, um ein nach unten gerichtetes umhülltes Bohrloch und ein seitliches Bohrloch zu schaffen, das von dem Hauptbohrloch in einer vorgegebenen Tiefe davon abgeht, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst die Erdformation abgebaut wird, um ein Hauptbohr loch zu bilden, wobei ein rotierender Bohrer benutzt und ein Gehäuse in das Bohrloch eingebracht wird, daß danach ein Bohrfluid kontinuierlich durch das umschlossene Hauptbohrloch und durch ein bewegliches Rohr hindurch und aus diesem heraus gepumpt wird,

das seitlich von dem Hauptbohrloch vorsteht, um die Formation in einer seitlichen Richtung zu bohren und einen Abtrag zu bilden, wobei eine Mischung des Bohrfrluids und des Abtrags der Formation eine Aufschlämmung bilden, daß das Rohr fortschreitend in einer seitlichen Richtung auf seiner Bahn bewegt wird, wenn die Formation gebohrt wird, und daß das Rohr außerhalb eines wesentlichen Reibungseingriffs mit

der Formation gehalten wird, wenn das Rohr sich auf seiner Bahn bewegt.

27. Vorrichtung zur Bildung eines Bohrlochs in einer Unterbodenformation, gekennzeichnet durch a) ein hohles Rohr mit einem vorderen Ende zum Transportieren des Bohrfluids, bj Einrichtungen zum Zuführen des Bohrfluids unter Druck zu dem Rohr,

cj Einrichtungen zum Bewegen des Rohrs nach vorne durch die Formation,

ä) eine erste Elektrode, die in der Nähe des vorderen Ende des Rohres für einen Kontakt mit der Formation angeordnet ist,

. ej eine zweite Elektrode, die im Abstand von der ersten Elektrode ebenfalls für den Kontakt mit der Formation angeordnet ist, und f) Einrichtungen zum Erzeugen eines elektrisehen Stroms zwischen der ersten und zweiten Elektrode.

28. Verfahren zur Bildung eines Unterbod'e'nbohrlochs in einer Wasser enbhaltenden unterirdischen Fornation, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bohrfluid

5' unter Druck durch ein bewegliches hohles

Rohr hindurch und aus dem vorderen Ende des Rohrs heraus gerichtet wird, so daß es in die angrenzende Formation strömt, die dadurch gebohrt und abgetragen wird, wobei eine Mischung des Bohrfluids und des Abtrags eine Aufschlämmung bildet, daß ein elektrischer Strom zwischen einer ersten und einer im Abstand angeordneten zweiten Elektrode fließen gelassen wird, während beide Elektroden in Kontakt mit der Formation stehen, wobei die erste Elektrode sich in der Nähe des vorderen Ende des Rohres befindet, und daß das Rohr fortschreitend nach vorne durch die Formation bewegt wird, wenn der elektrische . Strom zwischen den Elektroden fließt.

29. Verfahren naci Anspruch 28, dadurch .gekennzeichnet, daß die erste Elektrode eine Anode und die zweite Elektrode eine Kathode ist, wobei eine wässrige

Natriumhydroxydlösung in die Formation gepumpt wird, wodurch Nat Lumionen des Natrium-Jrydroxyds von der Kathode zur Anode getrieben werden.

J I Z / ό J /

30. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrode eine Anode und die zweite Elektrode eine Kathode ist, wobei eine Salzwasserlösung aus Natriumchlorid auf der Bahn dazwischen

vorhanden ist, wodurch Natiumionen des Natriumchlorids von der Kathode zur Anode getrieben werden.

31. Vorrichtung zur Bildung eines Bohrlochs in einer Unterbodenformation, gekennzeichnet durch

a) eine Bohrkopfeinrichtung,

b) eine Einrichtung zum Bewegen der Bohrkopfeinrichtung durch den Boden von einem festgelegten Punkt über dem Boden aus, wobei die Bewegungseinrichtung eine Transmissionsleitung aufweist, die sich von der Bohrkopfeinrichtung zu dem Festpunkt erstreckt, und durch

c) Einrichtungen zum Unterstützen der Überwachung der Position des Bohrkopfs, wenn sich dieser unter der Erde befindet, wobei die Unterstützungseinrichtung eine druckübertragende Einrichtung, die ortsfest in un

mittelbarer Nähe der Böhrkopfeinrichtung angeordnet ist, wodurch der hydrostatische Druck an der Stelle angezeigt wird, wodurch die vertikale Tiefe der Bohrlocheinrichtung fixiert wird, Einrichtungen zum Messen des

tatsächlichen Abstands längs der Übertragungsleitung zwischen der Bohrkopfeinrichtung und dem Festpunkt über Grund und Einrichtungen zum Bestimmen der gemeinsamen

vertikalen Ebene aufweist, in welcher sich sowohl die Bohrkopfeinrichtung als auch der Festpunkt über Grund befinden.