DE69518358T2

DE69518358T2 - Regelbare Ablenkeinheit zum Drehbohren

Info

Publication number: DE69518358T2
Application number: DE69518358T
Authority: DE
Inventors: Richard Edward Thorp
Original assignee: Camco Drilling Group Ltd
Current assignee: Camco Drilling Group Ltd
Priority date: 1994-06-04
Filing date: 1995-06-01
Publication date: 2001-02-01
Anticipated expiration: 2015-06-02
Also published as: GB2289908A; EP0685624A3; DE69529436T2; GB2289908B; EP0685626B1; US5520255A; US5603385A; CA2150731A1; EP0685623A3; CA2150732A1; EP0685625A3; EP0685623B1; CA2150735C; US5673763A; GB2290097A; EP0685624A2; CA2150733C; GB9511082D0; DE69529436D1; CA2150735A1

Description

Beim Bohren oder Kernbohren von Löchern in unterirdischen Formationen ist es oft wünschenswert, in der Lage zu sein, die Richtung des Bohrern zu verändern und zu steuern, um beispielsweise das Bohrloch zu einem gewünschten Ziel hin zu lenken oder um die Richtung innerhalb der Nutzungszone waagerecht zu steuern, sobald das Ziel erreicht worden ist. Erwünscht sein kann es auch, Abweichungen von der gewünschten Richtung zu korrigieren, wenn ein gerades Bohrloch gebohrt wird, oder die Richtung des Bohrlochs zu steuern, um Hindernisse zu vermeiden.
Die beiden Grundformen beim Bohren eines Bohrlochs sind das Rotarybohren, bei dem der Bohrmeißel mit einem Bohrgestänge verbunden wird, das drehbar von der Oberfläche aus angetrieben wird, und Systeme, bei denen der Bohrmeißel durch einen abwärts im Bohrloch befindlichen Motor, entweder eine Turbine oder einen Verdrängungsmotor, gedreht wird. Bisher war es für ein vollständig steuerbares Richtbohren normalerweise erforderlich, einen abwärts im Bohrloch befindlichen Motor einzusetzen, und es gibt eine Reihe von allgemein bekannten Verfahren zur Steuerung der Bohrrichtung unter Einsatz eines solchen Systems.
Aber obwohl es mit derartigen Anordnungen mit einem abwärts im Bohrloch befindlichen Motor möglich ist, ein genau gesteuertes Richtbohren auszuführen, gibt es Gründe, aus denen das Rotarybohren vorzuziehen ist. Beispielsweise verlangt das Bohren mit gesteuertem Motor eine genaue Positionierung des Motors in einer erforderlichen Rotationsorientierung, und dabei können Schwierigkeiten auftreten, beispielsweise auf Grund von Widerstand und Drall im Bohrgestänge. Demzufolge hat man sich mit Anordnungen beschäftigt, um zu einem vollständig steuerbaren Rotarybohrsystem zu kommen.
Beispielsweise beschreibt die britische Patentbeschreibung Nr. 2259316 verschiedene Anordnungen, bei denen einem Rotarybohrmeißel eine modulierte Vorspanneinheit zugeordnet ist. Die Vorspanneinheit weist eine Reihe von hydraulischen Betätigungsorganen auf, die mit Zwischenraum um den Umfang der Einheit angeordnet sind, wobei jedes ein bewegliches Schubelement hat, das für den Eingriff in die Formation des zu bohrenden Bohrlochs hydraulisch nach außen verschoben werden kann. Jedes Betätigungsorgan hat einen Einlaßdurchgang für die Verbindung mit einer Quelle für unter Druck stehende Bohrflüssigkeit und einen Auslaßdurchgang für die Verbindung mit dem Ringraum. Wenn die Vorspanneinheit rotiert, verbindet ein Regulierwählventil die Einlaßdurchgänge nacheinander mit der Quelle für das unter Druck stehende Fluid. Das Ventil dient der Modulierung des Fluiddrucks, der jedem Betätigungsorgan synchron mit der Drehung des Bohrmeißels und in einem gewählten Phasenverhältnis dazu zugeführt wird, wodurch bei der Drehung des Bohrmeißels jedes bewegliche Betätigungsorgan an derselben ausgewählten Rotationsposition nach außen verschoben wird, um so den Bohrmeißel seitlich vorzuspannen und damit die Richtung des Bohrens zu steuern.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Reihe von Entwicklungen und Verbesserungen am Grundtyp der modulierten Vorspanneinheit, auf die sich die Patentbeschreibung Nr. 2259316 bezieht, bereit.
Nach der Erfindung wird eine modulierte Vorspanneinheit zur Steuerung der Bohrrichtung eines Rotarybohrmeißels beim Bohren von Bohrlöchern in unterirdischen Formationen bereitgestellt, die folgende Komponenten umfaßt:
eine Grundkörperstruktur, die eine äußere Umfangsfläche hat;
wenigstens eine Kammer, die sich an die äußere Umfangsfläche anschließt;
Einlaßmittel zur Zuführung eines Fluids unter Druck von einer Quelle des Druckfluids zu der Kammer und Auslaßmittel zur Abgabe von Fluid aus der Kammer in eine Zone mit niedrigerem Druck;
ein bewegliches Schubelement, das so angebracht ist, daß es sich in Reaktion auf den Fluiddruck in der Kammer im Verhältnis zur Grundkörperstruktur nach außen und nach innen bewegen kann;
ein Formationeingriffselement, welches das Schubelement wenigstens teilweise überlagert, wodurch die Auswärtsbewegung des Schubelements die Auswärtsbewegung des Formationeingriffselements bewirkt wird;
und Mittel zum Modulieren des Drucks des Fluids, das der Kammer zugeführt wird, synchron mit der Drehung der Grundkörperstruktur und in einem ausgewählten Phasenverhältnis zu dieser, wodurch bei der Drehung der Vorspanneinheit während des Einsatzes das Formationeingriffselement mit einer gewählten Rotationsorientierung der Vorspanneinheit nach außen bewegt wird;
wobei die Auslaßmittel wenigstens einen Durchgang einschließen, der sich von der Kammer nach außen durch das Schubelement erstreckt, um Fluid einem Bereich zuzuführen, in dem das Formationeingriffselement das Schubelement überlagert, um so diesen Bereich zu spülen.
Das Formationeingriffselement kann zur Drehbewegung um eine Drehachse, die sich auf einer Seite des Schubelements befindet, drehbar an der Grundkörperstruktur befestigt sein, wodurch die Auswärtsbewegung des Schubelements die auswärts drehende Bewegung des Formationeingriffselements bewirkt.
Ein Teil des Schubelements kann an das Formationeingriffselement anstoßen und ansonsten nicht mit diesem verbunden sein. In diesem Fall kann eines der Elemente Schubelement und Formationeingriffselement mit einem Vorsprung gebildet werden, der in eine Aussparung in dem anderen Element eingreift. Die Auslaßmittel können eine Vielzahl von Durchgängen einschließen, die durch das Schubelement nach außen führen und Auslässe haben, die mit Zwischenraum zueinander über dem Umfang angeordnet sind.
Wenigstens ein Teil der Kammer kann durch ein flexibles Dichtungselement definiert werden, das zwischen das bewegliche Schubelement und die Grundkörperstruktur der Einheit eingefügt wird, wodurch es die Verformung des Dichtungselements, wenn der Kammer Fluid unter Druck zugeführt wird, erlaubt, daß das Schubelement in Reaktion auf den Fluiddruck nach außen gedrückt wird.
Bei jeder der obigen Anordnungen können die Auslaßmittel eine Drosselöffnung, die mit einem Hohlraum im Schubelement in Verbindung steht, und wenigstens einen Weiterführungsdurchgang aufweisen, der sich von dem Hohlraum zu dem Bereich erstreckt, in dem das Formationeingriffselement das Schubelement überlagert, wobei in dem Hohlraum, gegenüber der Drosselöffnung, eine Aufprallfläche bereitgestellt wird, die aus einem superharten Material hergestellt wird.
Das superharte Material ist vorzugsweise polykristalliner Diamant, kann aber auch kubisches Bornitrid oder amorpher, diamantartiger Kohlenstoff (ADLC) sein.
Beispielsweise kann das Schubelement einen Kompaktkörper aus polykristallinem Diamant einbeziehen, der eine vordere Tafel aus polykristallinem Diamant aufweist, die an ein Substrat aus einem weniger harten Material bondiert ist, wobei der Kompaktkörper so in dem Schubelement angeordnet und ausgerichtet ist, daß seine vordere Tafel die Aufprallfläche in dem Hohlraum darstellt.
Im folgenden wird eine detailliertere Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung gegeben, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen:
Fig. 1 eine teilweise im Längsschnitt, teilweise im Seitenriß gezeigte Ansicht einer modulierten Vorspanneinheit nach der Erfindung ist, und
Fig. 2 ein waagerechter Querschnitt durch die Vorspanneinheit längs der Linie 2-2 von Fig. 1 ist.
Es wird auf Fig. 1 Bezug genommen, die Vorspanneinheit weist eine längliche Grundkörperstruktur 10 auf, die an ihrem oberen Ende mit einem konischen Bolzen 11 mit Außengewinde ihr den Anschluß der Einheit an eine Schwerstange versehen ist, die eine Steuereinheit, beispielsweise ein rollstabilisiertes Instrumentenpaket, einbezieht, die wiederum mit dem unteren Ende des Bohrgestänges verbunden ist. Das untere Ende 12 der Grundkörperstruktur wird mit einer konischen Hülse mit Innengewinde gebildet, die so geformt und bemessen ist, daß sie die Standardform eines konischen Gewindebolzens auf einem Bohrmeißel aufnehmen kann. In der oben erwähnten britischen Patentbeschreibung Nr. 2259316 ist die modulierte Vorspanneinheit bei den beschriebenen und dargestellten exemplarischen Anordnungen direkt in den Bohrmeißel einbezogen. Bei der Anordnung, die in den beigefügten Zeichnungen gezeigt wird, ist die Vorspanneinheit vom Bohrmeißel getrennt und kann folglich dazu genutzt werden, die Steuerung jeder Form eines Bohrmeißels zu bewirken, der an deren unteres Ende angeschlossen werden kann.
Um den Umfang der Vorspanneinheit, zu ihrem unteren Ende hin, werden drei mit gleichen Zwischenräumen angeordnete hydraulische Betätigungsorgane 13 bereitgestellt, deren Arbeitsweise unten ausführlicher beschrieben wird. Jedem hydraulischen Betätigungsorgan 13 wird durch einen Durchgang 14 unter der Steuerung durch ein drehbares Scheibenventil 15, das sich in einem Hohlraum 16 in der Grundkörperstruktur der Vorspanneinheit befindet, unter Druck stehendes Bohrfluid zugeführt.
Bohrfluid, das unter Druck durch das Innere des Bohrgestänges nach unten zugeführt wird, gelangt beim Normalvorgang in einen Mitteldurchgang 17 im oberen Teil der Vorspanneinheit und fließt durch ein zylindrisches Filtersieb 100 nach außen in eine umgebende ringförmige Kammer 101, die in der umgebenden Wand der Grundkörperstruktur der Vorspanneinheit gebildet wird. Das Filtersieb 100 und ein unmittelbar darunter befindliches, nichtperforiertes rohrförmiges Element 102 werden durch eine umschließenden Spinne 103 innerhalb der ringförmigen Kammer 101 getragen. Fluid, das an der Spinne 103 vorbei nach unten in den unteren Teil der ringförmigen Kammer 101 fließt, fließt durch einen Einlaß 19 in das obere Ende einer senkrechten, mehrteiligen Drosseleinheit 20, durch die das Bohrfluid mit einem geeigneten Druck nach unten in den Hohlraum 16 abgegeben wird.
Das Scheibenventil 15 wird durch eine Axialwelle 21 gesteuert, die durch eine Kupplung 22 mit der Abtriebswelle (nicht gezeigt) der oben genannten Steuereinheit (ebenfalls nicht gezeigt) in einer Schwerstange verbunden ist, die zwischen den Bolzen 11 und das untere Ende des Bohrgestänges eingefügt ist.
Bei der Steuereinheit kann es sich um die Art handeln, wie sie in der britischen Patentbeschreibung Nr. 2257182 beschrieben und als Patent beansprucht wird.
Während des gesteuerten Bohrens hält die Steuereinheit die Welle 21 im wesentlichen stationär bei einer Rotationsorientierung, die, entweder von der Oberfläche aus oder durch ein abwärts im Bohrloch befindliches Computerprogramm, entsprechend der Richtung ausgewählt wird, in der die Bohrlochsohlen- Baugruppe, einschließlich der Vorspanneinheit und des Bohrmeißels, gesteuert werden soll. Wenn die Vorspanneinheit 10 um die stationäre Welle 21 rotiert, wirkt das Scheibenventil 15 dahingehend, daß den drei hydraulischen Betätigungsorganen 13 nacheinander Bohrfluid unter Druck zugeführt wird. Folglich werden die hydraulischen Betätigungsorgane, wenn die Vorspanneinheit rotiert, nacheinander betätigt, jedes an derselben Rotationsposition, um so die Vorspanneinheit seitlich weg aus der Position zu verschieben, in der die Betätigungsorgane betrieben werden. Folglich bestimmt die gewählte Rotationsposition der Welle 21 im Raum die Richtung, in der die Vorspanneinheit seitlich verschoben wird, und damit die Richtung, in welcher der Bohrmeißel gesteuert wird.
Es werden nun die hydraulischen Betätigungsorgane ausführlicher unter besonderer Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben.
Es wird auf Fig. 2 Bezug genommen, an der Position der hydraulischen Betätigungsorgane 13 weist die Grundkörperstruktur 10 der Vorspanneinheit einen Mittelkern 23 mit der allgemeinen Form eines gleichseitigen Dreiecks auf, um so drei nach außen zeigende, ebene Oberflächen 24 bereitzustellen.
Auf jeder Oberfläche 24 ist eine rechteckige Stützeinheit 25 angebracht, die mit einer runden Umfangswand 26 gebildet wird, die einen kreisförmigen Hohlraum 27 definiert. Im Hohlraum 27 befindet sich ein bewegliches Schubelement 28 von allgemein zylindrischer Form und ist durch eine ringförmige Rollmembran 29 aus Elastomer mit Gewebeeinlage mit der Umfangswand 26 verbunden. Der Innenumfang der Membran 29 wird mit einem Klemmring 30 am Schubelement 28 festgeklemmt, und der Außenumfang der Rollmembran 29 wird durch einen inneren Klemmring 31 an der Umfangswand 26 festgeklemmt. Die Membran 29 hat zwischen der Außenfläche des Klemmrings 30 und der Innenfläche der Umfangswand 26 einen ringförmigen Abschnitt mit U-förmigem Querschnitt.
Eine Auflage 32 mit einer teilzylindrisch gebogenen Außenfläche 33 wird drehbar auf der Stützeinheit 25, auf einer Seite des Schubelements 28 und des Hohlraums 27, durch einen Drehzapfen 34 getragen, dessen Längsachse parallel zur Längsachse der Vorspanneinheit verläuft. Die Außenfläche des zylindrischen Schubelements 28 wird mit einem flachen Vorsprung gebildet, der eine ebene Lagerfläche 35 hat, die an eine ebene Lagerfläche 36 in einer flachen Aussparung anstößt, die in der Innenfläche der Auflage 32 gebildet wird. Die Lagerflächen 35 und 36 sind oberflächengehärtet.
Der Teil des Hohlraums 27 zwischen der Rollmembran 29 und der Oberfläche 24 des Mittelkerns 23 definiert eine Kammer 38, der Bohrfluid unter Druck durch den oben genannten zugeordneten Durchgang 14 zugeführt wird, wenn sich das Scheibenventil 15 in der entsprechenden Position befindet. Wenn die Kammer 38 jeder hydraulischen Einheit dem unter Druck stehenden Fluid ausgesetzt wird, wird das Schubelement 28 nach außen gedrückt und bewirkt auf Grund seines Eingriffs in die Auflage 32, daß die Auflage 32 nach außen schwenkt und an die Formation des umgebenden Bohrlochs anstößt und folglich die Vorspanneinheit in die entgegengesetzte Richtung verschiebt, weg von der Stelle, an der sich zu diesem Zeitpunkt die Auflage 32 befindet. Wenn die Vorspanneinheit aus der Orientierung weg rotiert, in der ein bestimmtes hydraulisches Betätigungsorgan betätigt wird, wird das nächste hydraulische Betätigungsorgan, das sich dieser Position annähert, auf ähnliche Weise betätigt, um die Verschiebung der Vorspanneinheit in derselben Seitenrichtung beizubehalten. Folglich nimmt der Druck der Formation auf die vorher ausgefahrene Auflage 32 zu, wodurch diese Auflage und das zugeordnete Schubelement 28 wieder nach innen gedruckt werden. Während dieser Einwärtsbewegung wird aus der Kammer 38 durch eine in der Mitte befindliche Drosselöffnung 8, die in einer Platte 9 gebildet wird, die am Schubelement 28 angebracht ist Fluid ausgestoßen, wobei die Öffnung 8 mit einem Hohlraum 39 in Verbindung steht. Drei über den Umfang mit Zwischenraum angeordnete, divergierende Weiterführungsdurchgänge 40 führen vom Hohlraum 39 zu drei Auslässen 41 jeweils in der nach außen zeigenden Oberfläche des Schubelements 28, wobei die Auslässe über den Umfang mit Zwischenraum um die mittlere Lagerfläche 35 angeordnet sind.
Bohrfluid, das aus den Auslässen 41 fließt, spült über die Innenfläche 37 der Auflage 32 und um die im Eingriff befindlichen Lagerflächen 35 und 36 und verhindert folglich die Verschlammung dieses Bereichs durch Bohrmehl, das im Bohrfluid mitgeführt wird, das ständig an der Vorspanneinheit vorbei längs des Ringraums fließt. Eine solche Verschlammung hätte eine Blockierung des Mechanismus' und eine Einschränkung der Bewegung der Auflage 32 zur Folge.
Die Öffnung 9 in der Platte 8, die am Schubelement 28 angebracht ist, wirkt als Drossel, die einen beachtlichen Abfall im Fluiddruck bewirkt. Das geschlossene Ende des Hohlraums 39 wirkt als eine Aufprallfläche, auf die das Bohrfluid, das mit hoher Geschwindigkeit durch die Öffnung 9 fließt, aufprallt, bevor es durch die angewinkelten Weiterführungsdurchgänge 40 abgelenkt wird.
Um dem Hochdruck-Aufprall des abschleifenden Bohrfluids standzuhalten, ist die Aufprallfläche am Ende des Hohlraums 39 mit einer Decktafel 70 aus polykristallinem Diamant eines runden Kompaktkörpers 71 aus polykristallinem Diamant versehen, der innerhalb des Endes des Hohlraums 39 aufgenommen und gehalten wird. Durch die Bereitstellung der Aufprallfläche kann der Hohlraum kleiner sein, als das sonst der Fall wäre, und wird folglich eine Drosselvorrichtung bereitgestellt, die in den begrenzten Raum paßt, der innerhalb des Schubelements 28 zur Verfügung steht.
Der Kompaktkörper 71 ist ein Element der Art, wie es allgemein als Schneidelement bei einem rotierenden Bohrmeißel eingesetzt wird. Wie allgemein bekannt ist, weisen derartige Kompaktkörper eine Decktafel aus polykristallinem Diamant auf, die in einer Hochdruck-Hochtemperaturpresse an ein Substrat aus weniger harten Material, üblicherweise gesintertem Wolframcarbid, bondiert wird.
Die Drosselvorrichtung, die durch die Öffnung 9, den Hohlraum 39 und die Aufprallfläche 70 bereitgestellt wird, kann auch allgemein in anderen Situationen, in denen ein beachtlicher Abfall im Fluiddruck in einem Bereich hervorgerufen werden muß, in dem der verfügbare Raum sehr eingeschränkt ist, als eine Drosselvorrichtung angewendet werden. Die Bereitstellung der Aufprallfläche aus polykristallinem Diamant ermöglicht eine schnelle Verlangsamung des Fluidflusses, ohne daß es zu einer schnellen Erosion der Aufprallfläche kommt, die andernfalls auftreten würde. Obwohl die Verwendung von polykristallinem Diamant bevorzugt wird, da Kompaktkörper aus polykristallinem Diamant leicht verfügbar sind, kann die Aufprallfläche auch aus jedem anderen geeigneten, superharten Material, wie beispielsweise kubischem Bornitrid oder amorphem, diamantartigen Kohlenstoff (ADLC), hergestellt werden.
Wenn die Rollmembran 29 dem Fluß des Bohrfluids im Ringraum ausgesetzt wäre, würden wahrscheinlich feste Teilchen im Bohrfluid ihren Weg zwischen die Membran 29 und die Oberflächen der Elemente 26 und 30, zwischen denen diese rollt, finden, was zu einem raschen Abriebverschleiß der Membran führen würde. Um zu verhindern, daß Bohrmehl im Bohrfluid die Rollmembran 29 auf diese Weise verschleißt, wird zwischen den Klemmring 30 und die Umfangswand 26 von der Rollmembran 29 nach außen eine weitere ringförmige, flexible Schutzmembran 42 eingefügt. Die flexible Membran 42 kann fluiddurchlässig sein, um so den Fluß von sauberem Bohrfluid in den ringförmigen Raum 42A zwischen den Membranen 29 und 42 und aus diesem heraus zu ermöglichen, während sie den Eintritt von festen Teilchen und Bohrmehl in diesen Raum verhindert.
Die Membran 42 kann statt fluiddurchlässig auch undurchlässig sein, und in diesem Fall kann der Raum 42A zwischen der Membran 42 und der Rollmembran 29 mit einem fließfähigen Material, wie beispielsweise Schmiermittel, gefüllt sein. Um Druckänderungen in dem Raum zwischen den Membranen Rechnung tragen zu können, kann ein Durchgang (nicht gezeigt) durch die Umfangswand 26 der Stützeinheit 25 führen, so daß der Raum zwischen den Membranen 42, 29 mit dem Ringraum zwischen der Außenfläche der Vorspanneinheit und dem umgebenden Bohrloch in Verbindung gebracht wird. Um das Entweichen von Schmiermittel durch einen solchen Durchgang oder den Eintritt von Bohrfluid aus dem Ringraum zu verhindern, ist der Durchgang mit einem Durchflußwiderstandsmittel, wie beispielsweise Drahtwolle oder einem ähnlichen Material, gefüllt.
Jede rechteckige Stützeinheit 25 kann mit einer Reihe von Schrauben an der entsprechenden Oberfläche 24 der Kerneinheit 23 befestigt werden. Da alle funktionellen Komponenten des hydraulischen Betätigungsorgans, einschließlich der Auflage 32, des Schubelements 28 und der Rollmembran 29, an der Einheit 25 angebracht sind, stellt jedes hydraulische Betätigungsorgan eine Einheit dar, die im Falle eines Schadens oder für den Fall, daß eine Einheit mit anderen Eigenschaften gebraucht wird, leicht ausgewechselt werden kann.

Claims

1. Modulierte Vorspanneinheit zur Steuerung der Bohrrichtung einer Rotarybohrkrone beim Bohren von Bohrlöchern in unterirdischen Formationen, die folgende Komponenten umfaßt:

eine Grundkörperstruktur (10), die eine äußere Umfangsfläche (24) hat;

wenigstens eine Kammer (38), die sich an die äußere Umfangsfläche anschließt;

Einlaßmittel (14) zur Zuführung eines Fluids unter Druck von einer Quelle (17) des Druckfluids zu der Kammer (38) und Auslaßmittel (8, 39, 40) zur Abgabe von Fluid aus der Kammer in eine Zone mit niedrigerem Druck;

ein bewegliches Schubelement (28), das so angebracht ist, daß es sich in Reaktion auf den Fluiddruck in der Kammer im Verhältnis zur Grundkörperstruktur nach außen und nach innen bewegen kann;

ein Formationeingriffselement (32), welches das Schubelement (28) wenigstens teilweise überlagert, wodurch die Auswärtsbewegung des Schubelements die Auswärtsbewegung des Formationeingriffselements bewirkt;

und Mittel (15) zum Modulieren des Drucks des Fluids, das der Kammer (38) zugeführt wird, synchron mit der Drehung der Grundkörperstruktur und in einem ausgewählten Phasenverhältnis zu dieser, wodurch bei der Drehung der Vorspanneinheit während des Einsatzes das Formationeingriffselement (32) mit einer gewählten Rotationsorientierung der Vorspanneinheit nach außen bewegt wird;

dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßmittel (8, 39, 40) wenigstens einen Durchgang einschließen, der sich von der Kammer nach außen durch das Schubelement erstreckt, um Fluid einem Bereich zuzuführen, in dem das Formationeingriffselement (32) das Schubelement (28) überlagert, um so diesen Bereich zu spülen.

2. Modulierte Vorspanneinheit nach Anspruch 1, bei der das Formationeingriffselement (32) zur Drehbewegung um eine Drehachse (34), die sich auf einer Seite des Schubelements (28) befindet, drehbar an der Grundkörperstruktur (10) angebracht ist, wodurch die Auswärtsbewegung des Schubelements (28) die auswärts drehende Bewegung des Formationeingriffselements (32) bewirkt.

3. Modulierte Vorspanneinheit nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei der ein Teil des Schubelements (28) an das Formationeingriffselement (32) anstößt und ansonsten nicht mit diesem verbunden ist.

4. Modulierte Vorspanneinheit nach Anspruch 3, bei dem eines der Elemente Schubelement (28) und Formationeingriffselement (32) mit einem Vorsprung (35) gebildet wird, der in eine Aussparung (36) in dem anderen Element eingreift.

5. Modulierte Vorspanneinheit nach Anspruch 4, bei der die Auslaßmittel eine Vielzahl von Durchgängen (40) einschließen, die durch das Schubelement (28) nach außen fuhren und Auslässe (41) haben, die um den Vorsprung (35) mit Zwischenraum zueinander über dem Umfang angeordnet sind.

6. Modulierte Vorspanneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der wenigstens ein Teil der Kammer (38) durch ein flexibles Dichtungselement (29) definiert wird, das zwischen das bewegliche Schubelement (28) und die Grundkörperstruktur der Einheit eingefügt wird, wodurch es die Verformung des Dichtungselements (29), wenn der Kammer (38) Fluid unter Druck zugeführt wird, erlaubt, daß das Schubelement (28) in Reaktion auf den Fluiddruck nach außen gedrückt wird.

7. Modulierte Vorspanneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Auslaßmittel eine Drosselöffnung (8), die mit einem Hohlraum (39) im Schubelement (28) in Verbindung steht, und wenigstens einen Weiterführungsdurchgang (40) aufweisen, der sich vom Hohlraum zu dem Bereich erstreckt, in dem das Formationeingriffselement (32) das Schubelement (28) überlagert, wobei in dem Hohlraum (39), gegenüber der Drosselöffnung (8), eine Aufprallfläche (70) bereitgestellt wird, die aus einem superharten Material hergestellt wird.

8. Modulierte Vorspanneinheit nach Anspruch 7, bei der das superharte Material aus polykristallinen Diamanten, kubischem Bornitrid und amorphem, diamantartigen Kohlenstoff ausgewählt wird.

9. Modulierte Vorspanneinheit nach Anspruch 7, bei der das Schubelement (28) einen Kompaktkörper aus polykristallinem Diamant einbezieht, der eine vordere Tafel (70) aus polykristallinem Diamant aufweist, die an einem Substrat (71) aus weniger harten Material verklebt ist, wobei der Kompaktkörper so in dem Schubelement angeordnet und ausgerichtet ist, daß seine vordere Tafel die Aufprallfläche in dem Hohlraum (39) darstellt.