DE2609305A1

DE2609305A1 - Vorrichtung zur betaetigung eines ventils in einem pruefstrang fuer die untersuchung einer erdformation

Info

Publication number: DE2609305A1
Application number: DE19762609305
Authority: DE
Inventors: Burchus Quinton Barrington; David Lee Farley; Norman Gene Hortman; George Jordan Nix
Original assignee: Halliburton Co
Current assignee: Halliburton Co
Priority date: 1975-07-14
Filing date: 1976-03-06
Publication date: 1977-02-03
Also published as: US4047564A; CA1052262A; YU172176A; IT1054486B; BR7601693A; GB1514852A; AU505717B2; ES448169A1; AU8735075A; JPS527801A; HU171763B; MX143831A; NO762446L; NL7515054A; DK163976A

Description

Patentanwälte
DIPL.-PHYS. JÜRGEN WEISSE DIPL.-CHEM. DR. RUDOLF WOLGAST

D 562o Velbert 11 - Langenberg, Bökenbusch 41 Z O U v? j U ü Postfach 11 o3 86 Telefon (o2127) 4ol9 Telex 8516895

Patentanmeldung Halliburton Company, Duncan (Oklahoma) USA

Vorrichtung zur Betätigung eines Ventils in einem Prüfstrang für die Untersuchung einer Erdformation

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Betätigung eines Ventils, das zum Einbau in einen mit einem Längskanal versehenen Prüfstrang für die Untersuchung einer Erdformation eingerichtet ist, enthaltend: ein rohrförmiges Gehäuse, das an einem Ende mit dem auf einer Seite des Ventils verlaufenden Teil des Prüfstranges verbindbar ist, einen in dem rohrförmigen Gehäuse zwischen Anschlägen verschiebbar geführten rohrförmigen Betätigungsinnenteil, der an dem anderen Ende aus dem Gehäuse herausgeführt und mit dem auf der anderen Seite des Ventils verlaufenden Teil des PrüfStranges verbindbar ist, und einem Ventilglied, das in dem Gehäuse gelagert und durch die Längsbewegung des rohrförmigen Betätigungsinnenteils zwischen einer Offen- und einer Schließstellung bewegbar ist.

Zur Untersuchung einer ölführenden Erdformation ist es bekannt, Prüfgeräte an einem Rohrstrang in dem Bohrloch bis in den Bereich der zu untersuchenden Erdformation abzusenken. Diese Prüfgeräte können einen oberen und einen unteren Druckschreiber und eine dazwischenliegende Ventilvorrichtung enthalten. Der Rohrstrang wird bei geschlossener Ventilvorrichtung in das

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Bohrloch abgesenkt. Im Bereich der zu untersuchenden Formation wird eine Verbindung zwischen der Formation und dem Inneren des Rohrstranges hergestellt. Oberhalb der Formation wird ein Packer vorgesehen, der eine Abdichtung des oberen Ringraumes zwischen Rohrstrang und Bohrlochwandung gegen die Formation bewirkt. Wenn das Ventil geöffnet wird, dann strömt Formationsflüssigkeit, z.B. Erdöl aus der Formation in den Rohrstrang und durch das Ventil nach oben. Aus den Aufzeichnungen der Druckschreiber kann dabei auf die Förderrate geschlossen werden. Weitere Schlüsse auf die Ergiebigkeit der untersuchten Formation können aus dem Verlauf des Druckaufbaues formationsseitig von dem Ventil nach erneutem Absperren des Ventils gezogen werden. Schließlich kann die Ventilvorrichtung eine Probenkammer enthalten und zum Auffangen einer Probe von Formationsflüssigkeit eingerichtet sein.

Es sind gewichtsgesteuerte Prüfventile bekannt, die ein rohrförmiges Gehäuse enthalten, das an seinem unteren Ende mit dem unterhalb des Ventils verlaufenden Teil des Prüfstranges verbunden ist, einen in dem rohrförmigen Gehäuse zwischen Anschlägen verschiebbar geführten rohrförmigen Betätigungsinnenteil, der an dem oberen Ende aus dem Gehäuse herausgeführt und mit dem oberhalb des Ventils verlaufenden Teil des Prüfstranges verbunden ist, und einem den Längskanal des Prüfstranges beherrschenden Ventilglied, das in dem Gehäuse gelagert und durch die Längsbewegung des rohrförmigen Betätigungsinnenteils beim Zusammendrücken von Gehäuse und Betätigungsinnenteil gegen die Wirkung einer Feder in eine Offenstellung bewegbar ist. Unterhalb des gewichtsgesteuerten Prüfventils ist in dem Prüfstrang ein Packer vorgesehen. Wenn dieser Packer gesetzt ist und an der Wandung des Bohrloches oder der Verrohrung anliegt, kann er das Gewicht des Prüfstranges aufnehmen. Wird der Prüfstrang daher nach Setzen des Packers am oberen Ende nachgelassen, so lastet das Gewicht des Prüfstranges über das Ventil auf dem Packer und drückt das Gehäuse und Betätigungsinnenteil zusammen, so daß das Ventilglied den Längskanal des Prüfstranges freigibt. Eine hydraulische Dämpfungsvorrichtung bewirkt ein verzögerndes öffnen des

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Ventils (US-PS 3 814 182). Zum Schließen des Ventils wird der Prüfstrang von der Erdoberfläche her angehoben, so daß das Ventil von dem Gewicht des Prüfstranges entlastet wird. Gehäuse und Betätigungsinnenteil gehen dann in die gestreckte Lage.

Eine solche Art der Ventilbetätigung setzt voraus, daß der Prüfstrang von der Erdoberfläche her auf- und abbewegt wird. Es ist jedoch aus Sicherheitsgründen bei der Durchführung einer Untersuchung wünschenswert, die Ausblas-Preventer nach Möglichkeit geschlossen zu halten. Das kann nicht geschehen, wenn der Prüfstrang zur Betätigung des Ventils von der Erdoberfläche her manipuliert werden muß.

Es ist daher eine Betätigung der Ventilvorrichtung durch Änderung des Druckes einer im Ringraum zwischen Rohrstrang und Bohrlochwandung bzw. Auskleidung vorhandener Hilfsflüssigkeit bekannt (DT-OS 2 145 474, US-PS 3 664 415). Diese Hilfsflüssigkeit wird durch den Packer von der zu untersuchenden Formation getrennt und kann durch eine Hilfsflüssigkeitspumpe unter Druck gesetzt werden. Der Druck der Hilfsflüssigkeit wirkt dabei einem vorgespannten Kraftspeicher entgegen, der bei der DT-OS 2 145 474 von einem eingeschlossenen Volumen eines inerten Gases gebildet wird. Der Druck dieses Gases wird unter Berücksichtigung der im Bereich der Formation zu erwartenden Temperatur an den in der Tiefe der Formation herrschenden hydrostatischen Druck der Hilfsflüssigkeit angepaßt, derart, daß die Ventilvorrichtung bei diesem Druck von dem Kraftspeicher noch im Schließzustand gehalten wird. Bei einer Druckerhöhung über den normalen hydrostatischen Druck hinaus auf einen vorgegebenen Wert wird der Durchgang durch die Ventilvorrichtung hindurch geöffnet, indem die Vorspannung des Kraftspeichers von dem Druck der Hilfsflüssigkeit überwunden wird. Bei der DT-OS 2 145 474 enthält die Ventilvorrichtung einen Schieber in einem unteren und einem oberen Schiebergehäuse. Der Schieber ist zugleich als Probenkammer zur Aufnahme einer Flüssigkeitsprobe ausgebildet und weist um seinen Umfang einen Ringkolben auf. Dieser Ringkolben gleitet in einer entsprechend ring-

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förmigen Zylinderkammer und teilt diese in zwei Räume. Ein Raum enthält das Gasvolumen und der andere Raum steht mit dem Ringraum zwischen Rohrstrang und Bohrlochwandung in Verbindung. In diesem Ringraum wirkt somit der Druck der Hilfsflüssigkeit, der, wenn er den Druck des Gasvolumens überschreitet, den Ringkolben und damit den Schieber bewegt. Bei dem vorgegebenen Wert des Druckes wird der Schieber in eine erste Raststellung bewegt, in welcher ein Flüssigkeitsdurchgang durch seitliche öffnungen des unteren und des oberen Schiebergehäuses und des Schiebers und durch die in dem Schieber gebildete Probenkammer hindurch freigegeben wird. Durch wiederholtes Erhöhen und Absenken des Druckes in der Hilfsflüssigkeit kann die Ventilvorrichtung wiederholt wahlweise geöffnet oder geschlossen werden.

Der Gasdruck im Kraftspeicher muß dabei vorher oberirdisch genau an die am Einsatzort zu erwartenden Druck- und Temperaturverhältnisse angepaßt werden.

Um eine automatische Anpassung des Gasdruckes in dem Kraftspeicher an den jeweils am Ort des Ventils herrschenden hydrostatischen Druck der Hilfsflüssigkeit und die Temperaturverhältnisse zu ermöglichen, ist bei einer anderen bekannten Ventilanordnung (ÜS-PS 3 856 o85) eine Einrichtung vorgesehen, mittels derer auf den Kraftspeicher während des Absenkens des Prüfstranges ein vom jeweiligen hydrostatischen Druck im Bohrloch abhängiger zusätzlicher Druck aufschaltbar ist. Damit wird die Notwendigkeit vermieden, den Gasdruck über Tage genau auf die Betriebsbedingungen am Einsatzort abzustimmen und die Verwendung eines geringeren Gasdruckes an der Erdoberfläche ermöglicht.

Die letzterwähnten bekannten Ventilanordnungen erfordern Inertgas unter Druck als Federmedium, und erfordern daher besondere Ausrüstung und übung zum Transport und zum Speichern dieses unter Druck stehenden Inertgases.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Betätigung eines Ventils in einem Prüfstrang zur Untersuchung einer Erdformation zu schaffen, welche ohne Verwendung eines Druckgas-Kraftspeichers bei geschlossenem Preventer, d.h. ohne Manipulation des Prüfstranges von der Erdoberfläche her, das Öffnen und Schließen des Ventils gestattet.

Ausgehend von einem Ventil der eingangs definierten Art besteht die Erfindung darin, daß das Gehäuse eine gegenüber dem Längskanal abgeschlossene Druckkammer enthält und daß der Betätigungsinnenteil mit einem hydraulischen Hubglied verbunden ist, welches von dem Druck außerhalb des rohrförmigen Gehäuses (Ringraumdruck) im Sinne eines axialen Auseinanderdrückens von Betätigungsinnenteil und Gehäuse und auf der anderen Seite von dem Druck in der besagten Druckkammer beaufschlagt ist, so daß das Ventil gewichts- und druckgesteuert ist.

Das Ventil kann somit bei Einbau in den Prüfstrang dadurch in seine eine Stellung gebracht werden, daß es mit dem Gewicht des darüberliegenden Teiles des Prüfstranges belastet wird. Eine Umschaltung des Ventils in seine andere Stellung kann dann dadurch erfolgen, daß der auf das Hubglied wirkende Druck im Ringraum zwischen Prüfstrang und Bohrlochwandung soweit erhöht wird, daß er das Gewicht des auf dem Ventil lastenden Teils des Prüfstranges überwindet.

Durch die US-PS 3 356 145 ist ein gewichts- und druckgesteuertes Ventil für Ölbohrungen bekannt. Dieses Ventil ist als Sicherheitsventil in einen Produktionsrohrstrang eingebaut, der innerhalb eines äußeren Rohrstranges verläuft und in welcher Formationsflüssigkeit aus einer Formation nach oben geleitet wird. Es handelt sich somit nicht um einen Prüfstrang. Die Drucksteuerung erfolgt in Abhängigkeit von der Differenz eines Ringraumdruckes der im Ringraum zwischen Produktionsrohrstrang und äußerem Rohrstrang herrscht, und des Druckes im Inneren des Produktionsrohrstranges. Ein solches Ventil würde in Schließ-

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stellung gebracht, wenn ein hoher Druck, z.B. zum Behandeln einer Formation mit Flüssigkeit unter hohem Druck, auf das Innere des Produktionsstranges gegeben wird. Eine Konstruktion nach der US-PS 3 356 145 ist daher für die Steuerung eines Ventils in einem Prüfstrang nicht geeignet.

Das Ventil ist vorteilhafterweise so aufgebaut, daß das Hubglied von einem Ringkolben an dem rohrförmigen Betätigungsinnenteil gebildet ist, der in einem in dem rohrförmigen Gehäuse um den Betätigungsinnenteil herum gebildeten Zylinderraum gleitet und diesen in eine dem besagten anderen Ende des Gehäuses zugewandte gasgefüllte, dicht abgeschlossene Ringkammer und eine mit der Außenseite des Gehäuses verbundene Ringraumdruckkammer unterteilt.

2ur Verwendung als Prüfventil beherrscht das Ventilglied den Längskanal des Prüfstranges. Vorteilhafterweise ist das Ventilglied in Schließstellung, wenn Gehäuse und Betätigungsinnenteil in der zusammengedrückten Anschlagstellung sind. Es kann dann das Ventil durch Druckerhöhung im Ringraum v/ahlweise geöffnet werden.

Bei einer solchen Ausbildung des Ventils würde das Ventil beim Absenken des Prüfstranges in Offenstellung sein, da Gehäuse und Betätigungsinnenteil durch das Gewicht des unterhalb des Ventils hängenden Teils des Prüfstranges auseinandergezogen werden. Es würde daher während des Absenkens Bohrlochflüssigkeit in den Längskanal des Prüfstranges eintreten. Das kann dadurch verhindert werden, daß im Prüfstrang unterhalb des besagten gewichts- und druckgesteuerten Ventils ein gewichtsgesteuertes Ventil angeordnet ist, das bei Gewichtsbelastung zeitlich erzögert in Offenstellung geht. Ein solches gewichtsgesteuertes Ventil schließt den oberen Teil des Längskanals des Prüfstranges gegen den Ringraum ab, bis der Prüfstrang unterhalb des gewichtsgesteuerten Ventils abgestützt wird. Dann wird von dem über das gewichtsgesteuerte Ventil auf die Abstützung wirkenden PrüfStranggewicht das gewichtsgesteuerte

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Ventil aufgesteuert. Gleichzeitig wird aber das darüberliegende gewichts- und druckgesteuerte Ventil durch das Prüfstranggewicht in Schließstellung gebracht. Die Verzögerung des gewichtsgesteuerten Ventils sorgt dafür, daß das gewichts- und druckgesteuerte Ventil in seiner Schließstellung ist, bevor das gewichtsgesteuerte Ventil öffnet, so daß der Längskanal des Prüfstranges nicht vorzeitig, d.h. nicht vor Erzeugung eines Druckanstiegs im Ringraum, freigegeben wird.

Die Abstützung des Prüfstranges erfolgt üblicherweise dadurch, daß im Prüfstrang unterhalb des gewichtsgesteuerten Ventils ein Packer angeordnet ist, der abdichtend an die Innenwandung des Bohrloches oder der Verrohrung anlegbar ist und dann das Gewicht des darüberliegenden Prüfstranges aufnimmt und die zu untersuchende Erdformation gegen den Ringraum zwischen Prüfstrang und Bohrlochwandung oberhalb des Packers isoliert.

Um andererseits die feste Einspannung des Prüfstranges am oberen Ende beim Schließen des Preventers zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, wenn in dem Prüfstrang oberhalb des besagten gewichts- und druckgesteuerten Ventils ein Gleitverbindungsstück angeordnet ist, welches ein mit einem Längskanal versehenes Gehäuse und einem darin zwischen Anschlägen begrenzt verschiebbar geführten rohrförmigen Innenteil aufweist, wobei das Gehäuse mit dem Teil des Prüfstranges oberhalb des Gleitverbindungsstücks und der Innenteil mit dem Teil des Prüfstranges unterhalb des Gleitverbindungsstücks verbunden ist. Ein solches Gleitverbindungsstück stellt sicher, daß auch beim Einspannen des Prüfstranges am oberen Ende das Gewicht des unterhalb des Gleitverbindungsstücks befindlichen Teils des Prüfstranges auf dem gewichts- und druckgesteuerten Ventil und dem gewichtsgesteuerten Ventil lastet, und nimmt den Hub dieses PrüfStrangteiles auf, wenn dessen Gewicht von dem auf das Hubglied wirkenden Ringraumdruck überwunden und das gewichts- und druckgesteuerte Ventil in seine Offenstellung auseinandergedrückt wird.

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Um eine ausreichende Belastung des Ventils zu erzielen, die ein sicheres Schließen bei Wegfall der Druckerhöhung im Ringraum gewährleistet, kann in dem Prüfstrang zwischen dem Gleitverbindungsstück und dem gewichts- und druckgesteuerten Ventil ein aus Schwerstangen aufgebauter Rohrabschnitt vorgesehen sein.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist in der die dicht abgeschlossene Ringkammer von dem Bohrloch trennenden Wandung des Gehäuses eine Sicherheitsvorrichtung vorgesehen, welche eine Druckmittelverbindung zwischen dem Bohrloch und der dicht abgeschlossenen Ringkammer herstellt, wenn der Flüssigkeitsdruck einen vorgegeben Wert überschreitet. Bei einem übermäßigen Druck im Ringraum wird dann auch die bisher abgeschlossene Ringkammer des gewichts- und druckgesteuerten Ventils mit dem Ringraum verbunden. Der Differenzdruck an dem Ringkolben fällt weg und das Gewicht des Prüfstranges schiebt das Ventil in die Schließstellung zusammen.

Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert:

Fig. 1 zeigt einen schematischen Vertikalschnitt einer Bohrinsel mit einem Bohrloch und einem Prüfstrang zur Untersuchung einer Erformation.

Fig. 2 ist eine schematische Darstellung eines Teils des Prüfstranges von Fig. 1 beim Absenken des Prüfstranges in das Bohrloch.

Fig. 3 ist eine schematische Darstellung der Gerätschaften von Fig. 2 nach Setzen des Packers, wenn das gewichts- und druckgesteuerte Ventil geschlossen aber das mit Verzögerung gewichtsgesteuerte Ventil noch nicht geöffnet ist.

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Fig. 4 ist eine schematische Darstellung der Gerätschaften von Fig. 3 nach öffnen des gewichtsgesteuerten Ventils.

Fig. 5 ist eine schematische Darstellung der Gerätschaften von Fig. 4 nach öffnen des gewichts- und druckgesteuerten Ventils mit teilweise zusammengeschobenem Gleitverbindungsstück.

Fig. 6a bis 6f zeigen nach Aneinandersetzen längs der Linien a-a bis e-e einen Längsschnitt einer bevorzugten Ausführungsform des gewichts- und druckgesteuerten Ventils nach der Erfindung.

Fig. 7a und 7b zeigen nach Aneinandersetzen längs der Linie x-x einen Längsschnitt einer bevorzugten Ausführungsform des Gleitverbindungsstücks .

Fig. 1 zeigt einen typischen Prüfstrang, wie er in einer mit einer Verrohrung ausgekleideten Bohrung auf dem Meeresboden verwendet wird. Ein schwimmendes Bohrfahrzeug oder eine Bohrinsel 1 ist über der unter Wasser liegenden Bohrstelle angeordnet. Ein Bohrloch 3 ist dort zu einer zu untersuchenden Erdformation 5 niedergebracht und mit einem Verrohrungsstrang ausgekleidet. Formationsflüssigkeit in der Erdformation 5 kann durch Durchbrüche, die in dem Verrohrungsstrang 4 gegenüber der Erdformation 5 vorgesehen sind, in den Längskanal 6 des Prüfstranges 1o eintreten.

Unter Wasser ist ein Bohrlochkopf 7 mit einem Ausblas-Preventer vorgesehen. Dieser kann nach Art von Fig. 2 der US-PS 3 646 ausgebildet sein. Zwischen dem Bohrlochkopf 7 und der Bohrinsel 1 verläuft eine Rohrleitung 8 durch das Wasser. Die Deckaufbauten 9 der Bohrinsel bilden eine Arbeitsplattform, von welcher der Prüfstrang 1o, der eine Mehrzahl von rohrförmigen

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Abschnitten enthält, mittels eines Hebezeugs 11 durch die im Wasser verlaufende Rohrleitung 8, den Bohrlochkopf 7 und die Bohrung 3 hindurch zu der Erdformation 5 abgesenkt wird. Das Hebezeug 11 wird von einem Bohrturm 12 getragen. Ein Verschlußteil 13 schließt die ringförmige Öffnung zwischen dem Prüfstrang und dem oberen Ende der durch das Wasser verlaufenden Rohrleitung 8 ab.

Eine Zufuhrleitung 14 dient dazu, Flüssigkeiten, beispielsweise Bohrschlamm, in den Ringraum 16 zwischen dem Prüfstrang 1o und dem Verrohrungsstrang 4 unterhalb des Ausblas-Preventers des Bohrlochkopfes 7 einzuleiten. Die Flüssigkeit in der Leitung ist mittels einer Pumpe 14 unter Druck setzbar. Von der Bohrplattform erstreckt sich ein oberer Leitungsstrangteil 17, der üblicherweise aus miteinander verschraubten Leitungsabschnitten besteht, zu einem hydraulisch betätigten Leitungsstrang, dem "Unterwasser-Prüfbaum" 18 wie er in der oben erwähnten US-PS 3 646 995 beschrieben ist.

Von dem Unterwasser-Prüfbaum 18 erstreckt sich ein Zwischenleitungsteil 19 zu einem drehmomentübertragenden Gleitverbindungsteil 2o. Unterhalb des Gleitverbindungsteils 2o ist ein Zwischenleitungsteil 21 vorgesehen, durch welchen der untere Teil des Prüfstranges 1o gewichtsbelastet werden soll. Dieser Zwischenleitungsteil 21 ist üblicherweise aus Schwerstangen aufgebaut. Die Länge des Zwischenleitungsteils 21 ist durch solche Faktoren wie die Dichte des Bohrschlammes, die Tiefe der Erdformation, den erwünschten Betriebsdruck, das Gewicht und die Abmessungen der Schwerstangen und die Dichte der Pufferflüssigkeit im Inneren 1o des Prüfstranges 1o bestimmt. Diese Längenbestimmung wird weiter unten angegeben.

Ein Zirkulationsventil 22 dient dazu, eine Verbindung zwischen dem Ringraum 16 und dem Längskanal des Prüfstranges 1o herzustellen, nachdem das Prüfprogramm abgelaufen ist, um eine Zirkulation der im Längskanal 6 des Prüfstranges 1o eingeschlossenen Formationsflüssigkeit zur Erdoberfläche und eine

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Beseitigung dieser Flüssigkeit zu ermöglichen, bevor der Prüfstrang 1o herausgezogen wird. Das Zirkulationsventil 22 gestattet außerdem ein Abfließen der Flüssigkeit im Inneren des Prüfstranges 1o in den Ringraum 16, wenn der Prüfstrang herausgezogen wird, so daß der Prüfstrang "trocken" herausgezogen werden kann. Das Zirkulationsventil 22 kann durch Hinabwerfen eines Gewichts in den Längskanal 6 des Prüfstranges betätigt werden. Es kann auch vom Ringraumdruck betätigbar sein, wie in der US-PS 3 85o 25o beschrieben ist.

Es können ein oberer Druckschreiber 23 und ein unterer Druckschreiber 26 vorgesehen sein, um den Druck beim Abschließen des Längskanals 6 und die Druckaufbaukurven aufzuzeichnen, die benutzt werden, um die Ergiebigkeit der zu untersuchenden Erdformation zu ermitteln. Zwischen den Druckschreibern 23 und

24 sind ein gewichts- und druckgesteuertes Ventil 24 und ein gewichtsbetatigtes Ventil 25 angeordnet. Das gewichtsbetätigte Ventil 25 ist vorzugsweise ein mit Verzögerung öffnendes, gewichtsbetätigtes Ventil, wie es in der US-PS 3 814 182 beschrieben ist.

Das Ventil 25 könnte jedoch auch ein auf den Ringraumdruck ansprechendes Ventil sein, wie es in der US-PS 3 856 o85 beschrieben ist, und welches durch einen geringeren Ringraumdruck aufsteuerbar ist als das Ventil 24.

Ein Packer 27 dient dazu, die Erdformation 5 zu isolieren und das Gewicht des Prüfstranges zur Betätigung der Ventile 24 und

25 aufzunehmen. Ein solcher Packer ist in der US-PS 3 584 684 dargestellt. Ein durchbrochenes Endstück 28 stellt eine Druckmittelverbindung zwischen dem Längskanal 6 des Prüfstranges 1o und der Erdformation 5 her.

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Der Prüfstrang 1o kann außerdem andere Werkzeuge, beispielsweise eine hydraulische Rüttelvorrichtung der in US-PS 3 429 oder 3 399 74o dargestellten Art enthalten, die zwischen dem unteren Druckschreiber 26 und dem Packer 27 angeordnet sind, und Sicherheitsverbindungsstücke der in der US-PS 3 368 829 beschriebenen Art unterhalb der hydraulischen Rüttelvorrichtung.

Die Figuren 2 bis 5 zeigen die Beziehung des Gleitverbindungsstücks 2o, des dazwischen angeordneten, gewichtsbelastenden Leitungsstranges 21, der nachstehend als "Schwerstangen" bezeichnet wird, des gewichts- und druckgesteuerten Ventils 24, des mit Verzögerung öffnenden, gewichtsgesteuerten Ventils 25 und des Packers 27, wie sie zu vorgegebenen Zeiten während des Prüfprogramms sich darstellen. Fig. 2 ist eine Darstellung der oben aufgeführten Geräte während des Einfahrvorganges, wenn der Prüfstrang 1o in das Bohrloch abgesenkt wird.

Das Gleitverbindungsstück 2o ist in der vollständig auseinandergezogenen Stellung dargestellt. Das gewichts- und druckgesteuerte Ventil 24 ist in der Offenstellung gezeigt. Das gewichtsgesteuerte Ventil 25 ist in der Schließstellung gezeigt, und der Packer 27 ist in der nicht-ausgedehnten oder Offenstellung dargestellt.

Man sieht, daß beim Absenken des Prüfstranges 1o in das Bohrloch der Prüfstrang unten durch das Ventil 25 abgeschlossen ist. Der Längskanal 6 des Prüfstranges 1o steht dann unter einem anderen Druck als der Flüssigkeitsdruck in dem den Prüfstrang umgebenden Ringraum 16. Dieser Innendruck kann Atmosphärendruck sein, oder der Längskanal 6 kann wenigstens teilweise mit einem Flüssigkeitspuffer aus Wasser, Salzwasser oder Dieseltreibstoff gefüllt sein.

Das Gleitverbindungsstück 2o besitzt ein rohrförmiges Gehäuse 3o mit einer äußeren Gehäusewandung 34 und einer inneren Gehäusewandung 33, die dazwischen eine Ringkammer 35 bildet.

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Die Ringkammer 35 steht in Druckmittelverbindung mit dem Ringraum der Bohrung über eine Mehrzahl von Durchbrüchen 37. Ein rohrförmiger Innenteil 31 ist in der Kammer 35 angeordnet und mit der Gehäuseaußenwandung 34 bei 32 verkeilt, so daß eine Übertragung von Drehmomenten möglich ist und eine Verdrehung des Prüfstranges oberhalb des Gleitverbindungsstücks auf den Prüfstrang unterhalb des Gleitverbindungsstücks 2o übertragen wird. Man sieht, daß, wenn das Gleitverbindungsstück vollständig auseinandergezogen ist, wie das in Fig. 2 dargestellt ist, das Gleitverbindungsstück das Gewicht des unterhalb des Gleitverbindungsstücks hängenden Prüfstranges trägt.

Das Gleitverbindungsstück 2o ist mit einer Rohrlänge von Schwerstangen 21 durch eine geeignete Schraubverbindung 36 verbunden. Die Schwerstangen 21 sind in gleicher Weise mit dem gewichts- und druckgesteuerten Ventil 24 über eine Schraubverbindung 39 verbunden.

Das gewichts- und druckgesteuerte Ventil 24 weist einen rohrförmigen Betätigungsinnenteil 4o auf, der in einem rohrförmigen Gehäuse 48 angeordnet ist. Der Betätigungsinnenteil 4o ist bei 41 mit dem Gehäuse 48 kerbverzahnt, so daß eine übertragung von Drehmomenten möglich ist und eine Verdrehung des Prüfstranges oberhalb des Ventils 24 auf den Prüfstrang unterhalb des Ventils 24 übertragen wird.

Zwischen einem verdickten Teil 43 des Gehäuses 48 und einem Ringkolben 44, der an dem Betätigungsinnenteil 4o gebildet ist, wird eine abgedichtete Ringkammer 42 gebildet. Der Ringkolben 44 ist auf einer Seite von dem Flüssigkeitsdruck im Ringraum über eine Mehrzahl von Durchbrüchen 45 im Gehäuse 48 beaufschlagt und auf der anderen Seite von dem Druck in der abgedichteten Ringkammer 42. Der untere Teil 49 des Betätigungsinnenteils 4o wirkt mit einem mit totem Weg wirksamen Öffnungsmechanismus 46 zusammen.■ Der Öffnungsmechanismus 46 steuert das

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Öffnen und Schließen eines Kugelventils 47. Während des toten Weges des Öffnungsmechanismus 46 wird ein Umgehungskanal um das Kugelventil 47 geöffnet, so daß die Druckdifferenz an dem Kugelventil 47 vermindert ist, bevor es geöffnet wird. In diesem Falle ist das Kugelventil 47 schon in der Offenstellung, wenn das Prüfgerät in das Bohrloch abgesenkt wird.

Das gewichts- und druckgesteuerte Ventil 24 ist mit dem gewichtsgesteuerten Ventil 25 durch eine geeignete Schraubverbindung 57 verbunden. Es kann jedoch gegebenenfalls ein Zwischenabschnitt in ähnlicher Weise durch Schraubverbindungen zwischen die Ventile 24 und 25 eingeschaltet sein.

Das gewichtsgesteuerte Ventil 25 besitzt ein rohrförmiges Gehäuse 56 und einen Betätigungsinnenteil 5o. Der Betätigungsinnenteil 5o wirkt mit einem mit totem Weg arbeitenden Öffnungsmechanismus 51 ähnlich dem Öffnungsmechanismus 46 in dem Ventil 24 zusammen. Der Öffnungsmechanismus 51 öffnet und schließt ein Kugelventil 52, das in Fig. 2 in der Schließstellung dargestellt ist.

Das Ventil 25 enthält einen Verzögerungsmechanismus, der schematisch durch eine flüssigkeitsgefüllte Hydraulikkammer 53 in dem Gehäuse 56 und einem an dem Betätigungsinnenteil 5o gebildeten Dosierschwimmer 54 dargestellt ist. Der Dosierschwimmer 54 drosselt die Bewegung der hydraulischen Flüssigkeit von dem oberen Teil der Kammer 53 zu dem unteren Teil der Kammer auf einen vorgegebenen Durchsatz und steuert so die Zeit, die erforderlich ist, um den Dosierschwimmer von einem Ende der Kammer 53 zum anderen zu bewegen.

Eine Feder 55 in einem zusammenschiebbaren Verbindungsteil 59 des Ventils 25 hält das Kugelventil 52 in der Schließstellung. Wenn auf das gewichtsgesteuerte Ventil 25 ein hinreichend großes Gewicht aufgesetzt wird, um die Feder 55 zu überwinden, beginnt sich der Betätigungsinnenteil 5o nach oben zu bewegen,

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und zwar mit einer Geschwindigkeit, die durch den Durchgang des Dosierschwimmers 54 durch die Hydraulikkammer 53 bestimmt ist. Wenn sich der Betätigungsinnenteil 5o hinreichend weit nach oben bewegt hat, um den Öffnungsmechanismus 51 zu betätigen, wird das Kugelventil 52 geöffnet.

Das gewichtsgesteuerte Ventil 25 gestattet auch die Übertragung von Drehmomenten, indem ein Abschnitt des Betätigungsinnenteils 5o mit dem (nicht dargestellten) Gehäuse 56 kerbverzahnt ist. Einzelheiten eines solchen verzögernd öffnenden, gewichtsbetätigten Ventils sind in der oben erwähnten US-PS 3 814 182 dargestellt.

Der Packer 27 ist in der nicht-ausgedehnten Stellung dargestellt und gestattet den Durchgang des Prüfstranges 1o in das Bohrloch. Der Packer 57, wird ausgedehnt durch Verdrehung des Prüfstranges von der Erdoberfläche her. Der Packer liegt dann an den Wandungen der Verrohrung an und isoliert die zu untersuchende Erdformation. Diese Verdrehung wird auf den Packer über die kerbverzahnten Verbindungen in dem Gleitverbindungsstück 2o, dem gewichts- und druckgesteuerten Ventil 24 und dem gewichtsgesteuerten Ventil 25 übertragen.

Fig. 3 zeigt den Prüfstrang von Fig. 2, nachdem der Packer 27 gesetzt worden ist aber bevor die in dem Ventil 25 vorgesehene Verzögerungszeit abgelaufen ist. Nach Setzen des Packers 27 wird der Prüfstrang 1o von dem Hebezeug 11 abgesenkt, bis das Gleitverbindungsstück 2o teilweise zusammengeschoben ist. In diesem Punkt kann man sehen, daß das Gewicht der Schwerstangen 21 von dem Packer 27 aufgenommen wird, und der Rest des Prüfstranges wird von oben gehalten und hängt in das Bohrloch. In dem Falle einer schwimmenden Bohrplattform, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, muß das Gleitverbindungsstück auch den Wellenschlag der See aufnehmen, bis der Prüfstrang durch den Bohrlochkopf 7 abgestützt ist. Wenn der freie Weg eines Gleitverbindungsstücks nicht ausreicht, diesen Wellenschlag

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aufzunehmen, können verschiedene Gleitverbindungsstücke in Reihe geschaltet werden, bis ein ausreichend freier Weg ermöglicht wird. Nachdem der Prüfstrang 1o von dem Bohrlochkopf 7 abgestützt ist und die Verschlußglieder des Preventers geschlossen sind und an dem Unterwasser-Prüfbaum 18 angreifen, kann sich die Bohrplattform gegenüber der Oberseite der im Wasser verlaufenden Rohrleitung 8 und dem oberen Leitungsstrang 17 auf- und abbewegen, um den abgestützten Prüfstrang 1o gegen den Wellenschlag zu isolieren.

Bei teilweise zusammengeschobenem Gleitverbindungsstück 2o wirkt das Gewicht der Schwerstangen 21 auf den Betätigungsinnenteil 4o und bewegt den Betätigungsinnenteil 4o nach unten. Wenn sich der Betätigungsinnenteil 4o nach unten bewegt, dehnt sich die abgeschlossene Ringkammer 42 aus und vermindert den Druck in dieser. Der untere Teil 49 des Betätigungsinnenteils 4o greift an dem Öffnungsmechanismus 46 an und schließt dadurch das Kugelventil 47. In diesem Punkt sind sowohl das Kugelventil 47 als auch das Kugelventil 52, wie dargestellt, geschlossen.

Man sieht, daß an dem Ringkolben 44 infolge des geringen Druckes in der abgedichteten Ringkammer 42 eine Druckdifferenz herrscht. Eine Erhöhung des Ringraumdruckes erhöht die an dem Ringkolben 44 wirksame Druckdifferenz. Wenn die anderen auf den Prüfstrang wirkenden hydraulischen Kräfte ausgeglichen sind, kann der Ringraumdruck erhöht werden, bis diese Druckdifferenz ausreicht, die Schwerstangen 21 anzuheben und dadurch den Betätigungsinnenteil 4o nach oben zu bewegen und das Kugelventil 47 wieder zu öffnen.

Fig. 4 zeigt den Prüfstrang von Fig. 3, nachdem die Verzögerungszeit des gewichtsgesteuerten Ventils 25 abgelaufen ist und das gewichtsgesteuerte Ventil 25 in seine Offenstellung bewegt worden ist. Die Lagen des Gleitverbindungsstücks 2o und des gewichts- und druckgesteuerten Ventils 24 sind die gleichen wie in Fig. 3.

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Durch das auf das Gehäuse 56 wirkende Gewicht der Schwerstangen 21 wird die Feder 55 zusammengedrückt und der Verbindungsteil 59 zusammengeschoben. Wenn der Verbindungsteil 59 zusammengeschoben wird, bewegt sich das Gehäuse 56 nach unten. Das bewirkt eine relative Aufwärtsbewegung des Betätigungsinnenteils 5o und des zugehörigen Dosierschwimmers 54 durch die flüssigkeitsgefüllte Kammer 53. Nachdem eine ausreichende Zeit verstrichen ist, die durch die Geschwindigkeit bestimmt ist, mit welcher der Dosierschwimmer 54 hydraulische Flüssigkeit durchläßt, greift der Betätigungsinnenteil 5o an dem Öffnungsmechanismus 51 an. In diesem Punkt ist es wünschenswert, den Dosierschwimmer 54 zu entlasten, derart, daß der Betätigungsinnenteil 5o schnell den Rest seines Hubes ausführen und das Kugelventil 52 öffnen kann. Das ist durch einen erweiterten Teil 6o der Kammer 53 angedeutet.

Während seines toten Hubes öffnet der Öffnungsmechanismus 51 einen Umgehungskanal, so daß die Druckdifferenz an dem Kugelventil 52 vermindert wird und dadurch das Kugelventil sich freier drehen kann. Bei geöffnetem Kugelventil 52 wird die Druckmittelverbindung zwischen der zu untersuchenden Erdformation und dem Längskanal 6 des Prüfstranges von dem Kugelventil 47 des gewichts- und druckgesteuerten Ventils 24 beherrscht.

Fig. 5 zeigt den Prüfstrang von Fig. 4, nach dem der Ringraumdruck hinreichend weit erhöht worden ist, um das Gewicht der Schwerstangen 21 zu überwinden. Wenn das Gewicht der Schwerstangen 21 überwunden wird, bewegt sich der Betätigungsinnenteil 4o nach oben und betätigt den Öffnungsmechanismus 46. Hierdurch wird das Kugelventil 47 in die Offenstellung verdreht. Wenn die Erhöhungen des Ringraumdruckes wieder wegfallen, bewegt das Gewicht der Schwerstangen 51 den Betätigungsinnenteil 4o nach unten und verdreht das Kugelventil 47 in die Schließstellung von Fig. 4. Somit erfolgt das öffnen und Schließen des Kugelventils zwangsläufig nach Maßgabe des Druckes in dem Ringraum der Bohrung. Durch das Gleitverbindungsstück 2o wird

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die Bewegung des Betätigungsinnenteils 4o aufgenommen, indem der bewegliche rohrförmige Innenteil 31 sich in der Kammer 35 bewegt, wenn sich der Betätigungsinnenteil 4o auf- und abbewegt.

Das Kugelventil 47 ist in dem Gehäuse 48 gelagert, welches seinerseits durch den ausgedehnten Packer 27 abgestützt ist, wenn das gewichtsbetätigte Ventil 25 geöffnet hat, wie in den Figuren 4 und 5 dargestellt ist. Die auf das Kugelventil 47 wirkende Pufferflüssigkeit oberhalb des geschlossenen Kugelventils 47 wird somit durch das Gehäuse 48 abgestützt und fügt nichts zu dem auf den Betätigungsinnenteil wirkenden scheinbaren Gewicht hinzu. Wenn jedoch der Strömungsdurchgang 38 in den SchwerStangen 21 größer ist als der Strömungsdurchgang in dem gewichts- und druckgesteuerten Ventil 24 oberhalb des Kugelventils 47, wie dies in den Figuren 2 bis 5 dargestellt ist, dann leistet das Gewicht der Pufferflüssigkeit in dem erweiterten mantelförmigen Teil des Strömungsdurchganges 38 einen Beitrag zu dem auf den Betätigungsinnenteil 4o wirkenden scheinbaren Gewicht. Wenn die Pufferflüssigkeit in dem Strömungsdurchgang 38 durch eine weniger dichte Formationsflüssigkeit ersetzt wird, dann wird das auf den Betätigungsinnenteil 4o wirkende scheinbare Gewicht um die Differenz im Gewicht des Flüssigkeits— Volumens erleichtert, das den erweiterten mantelförmigen Teil des Strömungsdurchganges 38 aufnimmt.

Daher muß die Hubkraft, die von dem auf den Ringkolben 44 wirkenden Ringraumdruck erzeugt wird, groß genug sein, um zunächst die schwereren, mit Pufferflüssigkeit gefüllten Schwerstangen 21 anzuheben, und das Gewicht der mit Formationsflüssigkeit gefüllten Schwerstangen muß groß genug sein, um das Kugelventil 47 wieder zu schließen, nachdem die Pufferflüssigkeit aus dem Strömungsdurchgang 38 der Schwerstangen 21 verdrängt worden ist.

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Auf diese Weise ergibt sich ein Prüfstrang, welcher unverzüglich den Längskanal 6 abschließt, wenn irgendein Bauteil versagen sollte. Wenn während des Prüfprogrammes bei geöffnetem Kugelventil 47 der Ringraumdruck zusammenbrechen sollte, schließt das Gewicht der Schwerstangen 21 sofort das Kugelventil 47. In dem Teil der Wandung des Gehäuses 48, welcher die abgedichtete Ringkammer 42 von dem Ringraum trennt, kann ein aufreißbarer Durchbruch vorgesehen sein, der öffnet, wenn ein überdruck in dem Ringraum eintritt. Damit würde ein überdruck in dem Ringraum den aufreißbaren Durchbruch öffnen, so daß der Ringraumdruck auf beide Seiten des Ringkolbens 44 wirkt. In diesem Fall würde die Druckdifferenz wegfallen, welche das Gewicht der Schwerstangen 21 hält, und die Schwerstangen 21 wurden wieder das Kugelventil 47 schließen.

Wenn der Prüfstrang 1o auseinandergehen sollte, würde das zusätzliche Gewicht des Prüfstranges, wenn dieser in das Bohrloch fällt, auch das Kugelventil 47 des gewichts- und druckgesteuerten Ventils 24 schließen.

Die Figuren 6a bis 6f ergeben, wenn sie längs der Schnittlinien a-a bis e-e zusammengesetzt sind, einen Längsschnitt eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des gewichts- und druckgesteuerten Ventils 24. Das gewichts- und druckgesteuerte Ventil 24 enthält eine Schraubverbindung 39 zur Verbindung des Ventils 24 mit dem Prüfstrang oberhalb des Ventils 24. Das Ventil 24 besteht aus zwei voneinander trennbaren Teilen, nämlich einem in den Figuren 6a bis 6c dargestellten Antriebsteil 76 und einem in den Figuren öd bis 6f dargestellten Ventilteil 1o2. Durch den größten Teil des Gerätes erstreckt sich der Betätigungsinnenteil 4o, der schon in Verbindung mit den Figuren 2 bis 5 erwähnt ist, und der aus einem oberen Innenteil 78 besteht, welcher in dem Antriebsteil 76 angeordnet ist, und einem unteren Innenteil 92, der sich in dem Ventilteil 1o2 befindet. Die Bauteile 78 und 92 des Beätigungsinnenteils weisen einen offenen Längskanal 7o auf, der mit dem Längskanal 6 des Prüfstranges in Verbindung steht.

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- 2ο -

Das in Verbindung mit den Figuren 2 bis 5 erwähnte Gehäuse besteht aus einem Antriebsteilgehäuse 69 und einem Ventilteilgehäuse 93. Somit ist der verdickte Teil 43 ein Teil des Antriebsteilsgehäuses 69. Der vorerwähnte kerbverzahnte Bereich 41 besteht aus in Keilnuten geführten Federn 72 an dem Arbeitsteilgehäuse 69 damit in Eingriff befindlichen und Federn 71 an dem oberen Innenteil. Die nach unten ragende Fläche der Federn 71 und die nach oben ragende Fläche 75 des verdickten Teils 43 begrenzen die Größe der Teleskopverschiebung, die von dem Betätigungsinnenteil 4o relativ zu dem Gehäuse 48 nach unten ausgeführt wird. Die nach oben gewandte Fläche 68 der Federn 71 des Innenteils und die nach unten gewandte Fläche des oberen Teils des Arbeitsteilgehäuses 69 begrenzen die Größe der Teleskopverschiebung, die von dem Betätigungsinnenteil relativ zu dem Gehäuse 48 nach oben aus dem Gehäuse heraus ausgeführt wird.

Ein Durchbruch 73, der in der Wandung des Arbeitsteilgehäuses 69 vorgesehen ist, verhindert eine hydraulische Sperre während der Teleskopbewegung. Zwischen dem verdickten Teil 43 und einem Ringkolben 44, der an dem oberen Innenteil 78 gebildet ist, wird die abgedichtete Ringkammer 42 gebildet. Es sind Dichtungen 77 und 82 vorgesehen, um die abgedichtete Ringkammer gegen den Flüssigkeitsdruck in dem Ringraum 16 der Bohrung abzudichten.

Der Ringkolben 44 weist eine der abgedichteten Ringkammer zugewandte Fläche 8o auf, die von dem Druck in der abgedichteten Ringkammer 42 beaufschlagt ist, und eine vom Ringraumdruck beaufschlagte Fläche 81. Die letztere ist dem Druck in dem Ringraum 16 der Bohrung über eine Mehrzahl von Durchbrüchen 45 in der Wandung des Gehäuses 69 ausgesetzt.

Selbstjustierende, lösbare Verbindungsmittel 119 verbinden den Arbeitsteil 76 mit dem Ventilteil 1o2. Die Verbindungsmittel enthalten eine Schraubverbindung 83, welche das Arbeitsteilge-

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häuses 69 mit dem Ventilteilgehäuse 93 verbindet, und einen Gesperremechanismus welcher den oberen Innenteil 78 mit dem unteren Innenteil 92 verbindet.

Mit dem unteren Teil des oberen Innenteils 78 ist ein Gesperreblockhalter 84 verbunden, der ein Fenster 85 zur Aufnahme eines Gesperreblocks 86 aufnimmt. Der Gesperreblock 86 wird von Haltegliedern 87 gesichert, welche einen Durchtritt des Gesperreblocks 86 durch das Fenster 85 des Halters 84 verhindern. Wendelfendern 88 drücken den Gesperreblock 86 nach innen. An dem Gesperreblock 86 sind wendeiförmige Gesperrezähne 89 vorgesehen, und ähnliche Gesperrezähne weist der obere Teil des unteren Innenteils 92 auf. Diese Gesperrezähne greifen ineinander ein und gestatten eine gesperreartige Aufwärtsbewegung des unteren Innenteils 92 gegenüber dem Gesperreblock 86, halten aber auf Zug, wenn der Gesperreblock 86 sich gegenüber dem unteren Innenteil 92 nach oben bewegt. Da die Gesperrezähne 89 wendelförmig sind, schrauben sie sich ab, wenn die Schraubver— bindung 83 abgeschraubt wird.

Die Verbindung kann hergestellt werden, indem die Schraubverbindung 83 zusammengeschraubt wird. Die Steifigkeit des Mechanismus unterhalb der Verbindungsmittel 119 bewirkt eine Einrastung des oberen Teils des unteren Innenteils 92 unter dem Gesperreblock 86. Wenn der untere Innenteil 92 nicht vollständig aufsitzt, wird die erste Betätigung des oberen Innenteils 78 eine vollständige Einrastung des unteren Innenteils 92 in seiner richtigen Lage, wie dargestellt, bewirken.

Um das Gerät auseinanderzunehmen ist es nur erforderlich, die Schraubverbindung 83 zu lösen. Die Verdrehung des Ventilteils 1o2 relativ zu dem Antriebsteil 76 bewirkt auch ein Abschrauben der wendeiförmigen Zähne 89.

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Zur Abdichtung des Längskanals 7o gegenüber dem Ringraum 16 des Bohrloches sind Dichtungen 9o und 91 vorgesehen. In dem unteren Innenteil 92 sind Durchbrüche 118 vorgesehen, um eine hydraulische Sperre während der Betätigungsbewegung der Innenteile 78 und 92 zu verhindern.

Die Bewegung des unteren Innenteils 92 in dem Ventilteil 1o2 öffnet und schließt das Kugelventil 47 und steuert somit die Druckmittelverbindung zwischen dem Längskanal 12o unterhalb der Kugel 47 mit dem Längskanal 7o oberhalb der Kugel 47. Die tatsächliche Betätigung des Kugelventils 47 ist gesteuert durch den mit totem Weg arbeitenden Öffnungsmechanismus 46.

Der Öffnungsmechanismus 46 enthält eine Wendelfeder 95, die in einer Federkammer 121 zwischen dem Ventilteilgehäuse 93 und dem unteren Innenteil 92 angeordnet ist. Die Feder ist durch eine Relativbewegung zwischen dem unteren Innenteil 92 und einer Stellhülse 96 zusammendrückbar. In der Federkammer 121 ist ein Metallring 94 vorgesehen und an dem unteren Innenteil 92 befestigt, durch den bei Bewegung des unteren Innenteils 92 eine Kraft auf die Feder 95 ausgeübt wird.

Eine vorspringende Schulter 97 der Stellhülse 96 wirkt mit einer vorspringenden Schulter 98 des unteren Innenteils 92, wie dargestellt, zusammen, derart, daß wenn der untere Innenteil 92 sich aufwärtsbewegt, die Stellhülse 96 mitgezogen wird. Wenn jedoch der untere Innenteil 92 sich abwärtsbewegt, kommen die Schultern 96 und 97 außer Anlage, und die Stellhülse 96 wird durch die Wirkung der Feder 95 nach unten gedrückt, die ihrerseits von dem Ring 94, der an dem unteren Innenteil 92 befestigt ist, zusammengedrückt wird.

In der Stellhülse 96 ist eine Mehrzahl von ümgehungsdurchbrüchen 1oo vorgesehen, die durch Dichtungen 1o1 an dem unteren Teil des unteren Innenteils 92 geöffnet und geschlossen werden.

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Der untere Teil der Stellhülse 96 ist mit Riegelfingern 1o3 versehen, welche mit Riegelfingern 1o5 von Armen 1o4, wie dargestellt, in Eingriff sind. Die Arme 1o4 erstrecken sich auf beiden Seiten des Kugelventils 47 und sind mit Nockenzapfen versehen, welche das Kugelventil 47 zwischen der Offen-und Schließstellung verdrehen. Zwischen der Stellhülse 96 und den Armen 1o4 ist ein Kissen 1o7 vorgesehen.

In einer Ausnehmung des Ventilteilgehäuses 93 sitzt ein Kugelventilsitzhalter 1o9, welcher die Kugelventilsitze 113 in ihrer Lage hält.

Von dem Längskanal 12o unterhalb des Kugelventils 47 zu dem Längskanal oberhalb des Kugelventils 47 ist ein Umgehungsdurchgang vorgesehen, und zwar über den Umgehungskanal 115 in dem unteren Teil des Ventilteilgehäuses 93, den Umgehungskanal 114, Schlitze 1o6 in dem unteren Teil der Stellhülse 96, einen Umgehungskanal 117 und die Umgehungskanaldurchbruche 1oo. Der Umgehungskanal 114 nimmt auch die Arme 1o4 gleitbeweglich auf. Dichtungen 1o8 und 116 gewährleisten eine druckmitteldichte Abdichtung zwischen dem Umgehungsdurchgang und dem Längskanal 7o des Gerätes oberhalb des Kugelventils 47.

Der obere Teil der Stellhülse 96 weist eine Mehrzahl von gegeneinander versetzten Schlitzen um seinen Umfang herum auf, so daß sich die Stellhülse etwas verformen kann. Wenn somit die Toleranzen des Öffnungsmechanismus so sind, daß der untere Innenteil 92 noch auf die Stellhülse 96 einwirkt, nachdem die Kugel verdreht worden ist, verformt sich die Stellhülse 96 in einem ausreichendem Maße, bis die Flächen 67 und 68 oder die Flächen 74 und 75 eine weitere Bewegung begrenzen. Dadurch werden die Nockenzapfen 112 von Spannungen entlastet, so daß sie nicht abbrechen können.

Eine Sicherheitsvorrichtung gegen Überdruck im Ringraum ist schematisch als Bauteil 79 in der Wandung des Antriebsteilgehäuses 69 dargestellt, welche die abgedichtete Ringkammer 42

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und den Ringraum 16 des Bohrloches trennt. Diese Sicherheitsvorrichtung gegen überdruck kann beispielsweise ein aufreißbarer Durchbruch oder ein Ventil sein, welches öffnet, wenn genügend überdruck in der Flüssigkeit in dem Ringraum des Bohrloches herrscht. Wenn das Kugelventil 47 infolge einer Druckdifferenz an dem Ringkolben 44 in Offenstellung gehalten wird, dann nimmt das Öffnen der Sicherheitsvorrichtung 79 unter dem Einfluß eines Überdrucks im Ringraum die Druckdifferenz an dem Ringkolben 44 weg, wodurch ein Schließen des Kugelventils 47 bewirkt wird.

Am unteren Ende 57 des Ventilteilgehäuses 93 ist eine Schraubverbindung 57 vorgesehen, mittels welcher das gewichts- und druckgesteuerte Ventil 24 mit dem Prüfstrang unterhalb des Ventils verbindbar ist.

Die Figuren 7a und 7b ergeben, wenn sie längs der Trennlinie xx aneinandergesetzt sind, einen Schnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform des Gleitverbindungsstücks 2o. das Gleitverbindungsstück 2o enthält ein rohrförmiges Gehäuse 3o und einen inneren rohrförmigen Innenteil 31, die zusammen einen Längskanal 14o bilden, der mit dem Längskanal 6 des Prüfstranges oberhalb und unterhalb der Gleitverbindung in Verbindung steht. Das Gehäuse 3ο besitzt eine äußere Gehäusewandung 34 und eine innere Gehäusewandung 33, zwischen denen eine Kammer 35 gebildet ist. Der Innenteil 31 ist innerhalb der Kammer 35 teleskopartig beweglich.

Der kerbverzahnte Bereich 32, der in Verbindung mit den Figuren 2 bis 5 beschrieben ist, enthält in Keilnuten geführte Federn 133 an dem Innenteil 31 und damit zusammenwirkende Federn 132 an der äußeren Gehäusewandung 34. Die nach oben gewandten Flächen 135 der Federn 132 und die nach unten gewandte Fläche 134 des oberen Teils des Innenteils 31 begrenzen die teleskopartige Bewegung des Innenteils abwärts relativ zu dem Gehäuse aus dem Gehäuse 3o heraus.

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Eine Mehrzahl von Durchbrüchen 37 durch den oberen Teil der
Gehäusewandung 34 verhindern eine hydraulische Sperre während der teleskopartigen Bewegung des Innenteils 31 innerhalb der Kammer 35. Schraubverbindungen 13o und 36 am oberen Ende des Gehäuses 3o bzw. am unteren Ende des Innenteils 31 gestatten den Einbau des Gleitverbindungsstücks in den Prüfstrang
oberhalb und unterhalb des Gleitverbindungsstückes.

Es sind Dichtungen 131 vorgesehen, um eine druckmitteldichte Abdichtung zwischen dem Längskanal 14o des Gleitverbindungsstückes und dem Ringraum 16 der Bohrung zu erzielen. Die
Dichtungen 131 sind in definiertem Abstand, der durch den
Radius R1 dargestellt ist, von der Mittelachse des Gleitverbindungsstückes 2o angeordnet. Dieser Abstand ist gleich dem durch den Radius R2 dargestellten Abstand, in welchem die
Dichtungen 9o von der Mittelachse des gewichts- und druckgesteuerten Ventils 24 angeordnet sind. Man kann somit sehen, daß zwar das Gleitverbindungsstück 2o und das Ventil 24 nicht
einzeln druckausgeglichen sind, daß sie sich aber gegenseitig druckmäßig ausgleichen, wenn sie in den gleichen Leitungsstrang eingebaut werden. Es werden somit keine Kräfte in dem Leitungsstrang zwischen dem Gleitverbindungsstück 2o und dem Ventil infolge hydraulischer Kräfte entweder in dem Längskanal der
Prüfstrang-Bauteile oder in dem Ringraum 16 der Bohrung erzeugt außer der aufwärtswirkenden Kraft auf den Ringkolben 44.

Der Prüfstrang wird in das Bohrloch 3 abgesenkt, der Packer wird gesetzt und das Gleitverbindungsstück 2o wird, wie oben beschrieben, teilweise zusammengeschoben. Das Gewicht der
Schwerstangen 21 wirkt dann auf den Betätigungsinnenteil 4o und bewirkt seine Abwärtsbewegung innerhalb des Gehäuses 48. Bei dieser Abwärtsbewegung bewegt sich auch der Ringkolben 44 an dem oberen Innenteil 78 nach unten und vergrößert das Volumen der abgedichteten Ringkammer 42. Die Ringkammer 42 enthält
ursprünglich Luft unter Atmosphärendruck, die eingeschlossen ist, wenn das Gerät montiert wird. Der Druck in der Ringkammer

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42 nach Beendigung der Bewegung des Ringkolbens 44 hängt von dem endgültigen Volumen und der Temperatur der Ringkammer 42 ab, ist aber wesentlich geringer als der hydrostatische Druck der Bohrflüssigkeit im Ringraum.

Wenn der obere Innenteil 78 abwärtsbewegt ist, werden die Verbindungsmittel 119 und der untere Innenteil 92 auch abwärtsbewegt. Die Schultern 97 und 98 kommen außer Anlage. Jedoch wird auch die Stellhülse 96 durch die teilweise zusammengedrückte Feder 95 in der Federkammer 121 nach unten gedrückt, die Stellhülse 96 drückt auch die Arme 1o4, die durch in gegenseitigem Eingriff befindliche Finger 1o3 und 1o5 damit in Eingriff sind, nach unten, wodurch das Kugelventil 47 durch die Wirkung der Nockenzapfen 112 in die Schließstellung verdreht wird.

In diesem Punkt beenden die Arme 1o4 und die Stellhülse 96 ihre Abwärtsbewegung. Die Innenteile 78 und 92 bewegen sich weiter nach unten und drücken die Feder 95 weiter zusammen. Während dieses toten Weges, wird der Umgehungsdurchbruch 1oo durch die Dichtungen 1o1 abgeschlossen. Damit wird der Umgehungsdurchgang um das Kugelventil 47 geschlossen. Die Abwärtsbewegung der Innenteile 78 und 92 endet, wenn die Flächen 74 und 75 aneinander zur Anlage kommen. Das gewichts- und druckgesteuerte Ventil 24 ist jetzt in der Schließstellung. Die Wirkungsweise des gewichtsgesteuerten Ventils 25 ist in den Spalten 7 bis 1o der oben erwähnten US-PS 3 814 182 beschrieben.

Wenn das gewichts- und druckgesteuerte Ventil 24 wieder geöffnet werden soll, wird der Druck in dem Ringraum der Bohrung erhöht, bis die durch die Druckdifferenz an dem Ringkolben 44 erzeugte aufwärtsgerichtete Kraft ausreicht, die Schwerstangen 21 anzuheben. Wenn das Gewicht der Schwerstangen 21 überwunden wird, beginnen die Innenteile 78 und 92 sich nach oben zu bewegen. Die zusammengedrückte Feder 95 hält die Stellhülse und die Arme 1o4 unten und hält somit das Kugelventil 47 geschlossen, bis die Schultern 97 und 98 aneinander zur

Anlage kommen.

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Während des anfänglichen toten Weges des unteren Innenteils 92 wird der Umgehungsdurchbruch 1oo freigegeben, wodurch der Umgehungsdurchgang um das geschlossene Kugelventil 47 geöffnet wird. Die Flüssigkeitsströmung in dem Umgehungsdurchgang vermindert die Druckdifferenz an dem Kugelventil 47, wodurch die Verdrehung des Kugelventils erleichtert wird. Somit wird der Umgehungsdurchgang am Ende des Arbeitshubes geschlossen, wenn das Kugelventil geschlossen wird, und er wird geöffnet zu Beginn des Arbeitshubes, wenn das Kugelventil geöffnet wird.

Nachdem die Schultern 97 und 98 aneinander zur Anlage kommen, · zieht der untere Innenteil 92 die Stellhülse 96 nach oben, wodurch das Kugelventil 47 geöffnet wird. Die Innenteile 78 und 92 bewegen sich weiter aufwärts, bis die Flächen 67 und 68 aneinander zur Anlage kommen. Wenn das Kugelventil vollständig geöffnet ist, bevor die Flächen 67 und 68 aneinander zur Anlage kommen oder vollständig geschlossen ist, bevor die Flächen 74 und 75 aneinander zur Anlage kommen, gestatten die Schlitze 99 eine Verformung der Stellhülse 96, die ausreicht, ein Abbrechen der Zapfen 112 von den Armen 1o4 zu verhindern. Das gewichts- und druckgesteuerte Ventil 24 ist jetzt in der Offenstellung und gestattet eine Druckmittelverbindung zwischen der Erdformation und dem Längskanal 6 des PrüfStrangs 1o.

Der rohrförmige Innenteil 31 bewegt sich in der Kammer 35 während einer entsprechenden Bewegung der Innenteile 78 und 92, wodurch diese Bewegungen aufgenommen werden, ohne den Prüfstrang 1o oberhalb des Gleitverbindungsstücks 2o zu beeinflussen.

Das gewichts- und druckgesteuerte Ventil 24 arbeitet unter dem Einfluß eines Gewichts der Schwerstangen, welches vorzugsweise aus der Tiefe des Prüfstranges, der verwendeten Bohrflüssigkeit-, der verwendeten Pufferflüssigkeit und den Abmessungen der Schwerstangen bestimmt wird. Man kann sehen, daß die nach oben gerichtete Kraft, die auf die Fläche des Ringkolbens 44 unter dem Einfluß des Ringraumdruckes wirkt, in zwei Teile unterteilt

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werden kann, nämlich die Kraft, die aufgrund des hydrostatischen Drucks des BohrSchlammes erzeugt wird und die Kraft, die infolge des zu dem Flüssigkeitdruck im Ringraum der Bohrung hinzugefügten Pumpendrucks erzeugt wird.

Man kann sehen, daß wenn ein Gewicht gleich der durch den hydrostatischen Druck des Bohrschlammes erzeugten Kraft auf den Betätigungsinnenteil 4o wirkt, die von der Bohrflüssigkeit erzeugte hydrostatische Kraft ausgeglichen ist. Jedes zusätzliche Gewicht sucht den Betätigungsinnenteil 4o nach unten zu bewegen und das Ventil 24 wie oben beschrieben zu betätigen. Der bevorzugte Wert des Gewichts, das den Schwerstangen zusätzlich zu dem hinzuzufügen ist, welches zum Ausgleich des hydrostatischen Druckes des BohrSchlammes erforderlich ist, ist ein Betrag gleich der Hälfte der Kraft, die erzeugt wird durch den maximal zulässigen Pumpendruck, welcher in dem Ringraum der Bohrung hinzugefügt werden kann. Der maximale Pumpendruck wird bestimmt, indem der Maximalwert des Druckes bestimmt wird, welcher in der Bohrung zusätzlich erzeugt werden kann, bevor eine Fehlfunktion eintritt, und dann ein Sicherheitsabstand abgezogen wird.

Es wird ausreichendes Gewicht zu den Schwerstangen hinzugefügt, um die Kraft des hydrostatischen Drucks des Bohrschlammes zu kompensieren. Zusätzliches Gewicht, vorzugsweise gleich der Hälfte der Kraft, die durch den maximal zulässigen Pumpendruck erzeugt wird, wird dann zu den Schwerstangen hinzugefügt, um die abgedichtete Ringkammer 42 auszudehnen und die Reibung der Dichtungen zu überwinden, wodurch der Betätigungsinnentexl 4o nach unten bewegt wird. Das läßt die übrige Hälfte des Pumpendrucks übrig zur Erzeugung einer Kraft, welche die Reibung der Dichtungen überwindet und den Betätigungsinnenteil nach oben bewegt, ohne daß der maximal zulässige Druck der Bohrung überschritten wird.

Die Länge L der Schwerstangen 21 in Meter kann nach der folgenden Formel berechnet werden:

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A . M . Tiefe + A . ^Pp/2

w

^DCLuft + C_w f (α² - 4 R²) - M_w f ( D² - 4 R²)

A = die vom Ringraumdruck beaufschlagte Fläche des Ringkolbens 44 in Quadratmeter,

M = das spezifische Gewicht des Bohrschlammes in Kilopond pro Kubikmeter,

Tiefe = die Tiefe des gewichts- und druckgesteuerten Ventils in Meter,

P = der Ringraumpumpendruck in Kilopond pro Quadratmeter P

ist, von dem das Maximum ein maximal zulässiger

Grenzwert abzüglich eines Sicherheitsabstandes ist,

DC _f. das Schwerstangengewicht pro Längeneinheit in Luft in Kilopond pro Meter,

C = das spezifische Gewicht der Pufferflüssigkeit in Kilopond pro kubikmeter

d = der Innendurchmesser der Schwerstangen in Meter, D = der Außendurchmesser der Schwerstangen in Meter und

R = der Radius ist, mit welchem die Dichtungen 9o und um die Mittelachse des Längskanals angeordnet sind.

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- 3ο -

Die Verwendung dieser Gleichung ergibt genügend Gewicht der Schwerstangen, um das gewichts- und druckgesteuerte Ventil zu schließen, nachdem die gesamte Pufferflüssigkeit durch Gas verdrängt ist. Die Schwerstangen sind andererseits leicht genug, daß sie zusammen mit der Pufferflüssigkeit in dem erweiterten mantelförmigen Teil des Längskanals 38 angehoben werden können, bevor der Pumpendruck eine maximale Druckgrenze der Bohrung überschreitet.

Ein in Fig. 1 dargestelltes Zirkulationsventil 22 ist normalerweise zwischen die Schwerstangen 21 und das gewichts- und druckgesteuerte Ventil 24 der Figuren 2 bis 5 eingeschaltet. Dieses ist weggelassen worden, um die Figuren einfacher zu machen. Das Zirkulationsventil kann auf vielfache Weise geöffnet werden, beispielsweise durch Druckerhöhung im Längskanal 6 des Prüfstranges, Verdrehung des Prüfstranges, Hinabwerfen eines Gewichts, oder es kann durch den Ringraumdruck betätigt werden, wie es in der oben erwähnten US-PS 3 85o 25o beschrieben ist.

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Claims

Patentansprüche

Vorrichtung zur Betätigung eines Ventils, das zum Einbau in einen mit einem Längskanals versehenen Prüfstrang für die Untersuchung einer Erdformation eingerichtet ist, enthaltend: ein rohrförmiges Gehäuse, das an einem Ende mit dem auf einer Seite des Ventils verlaufenden Teil des Prüfstranges verbindbar ist, einen in dem rohrförmigen Gehäuse zwischen Anschlägen verschiebbar geführten rohrförmigen Betätigungsinnenteil, der an dem anderen Ende aus dem Gehäuse herausgeführt und mit dem auf der anderen Seite des Ventils verlaufenden Teil des Prüfstranges verbindbar ist, und einem Ventilglied, das in dem Gehäuse gelagert und durch die Längsbewegung des rohrförmigen Betätigungsinnenteils zwischen einer Offen- und einer Schließstellung bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eine gegenüber dem Längskanal abgeschlossene Druckkammer enthält und daß der Betätigungsinnenteil (4o) mit einem hydraulischen Hubglied (44) verbunden ist, welches auf einer Seite von dem Druck außerhalb des rohrförmigen Gehäuses (48) (Ringraumdruck) im Sinne eines axialen Auseinanderdrückens von Betätigungsinnenteil (4o) und Gehäuse (48) und auf der anderen Seite von dem Druck in der besagten Druckkammer beaufschlagt ist, so daß das Ventil (24) gewichts- und druckgesteuert ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hubglied von einem Ringkolben (44) an dem rohrförmigen Betätigungsinnenteil (4o) gebildet ist, der in einem in dem rohrförmigen Gehäuse (48) um den Betätigungsinnenteil (4o) herum gebildeten Zylinderraum gleitet und diesen in eine dem besagten anderen Ende des Gehäuses (48) zugewandte gasgefüllte, dicht abgeschlossene Ringkammer (42) und eine mit der Außenseite des Gehäuses verbundene Ringraumdruckkammer unterteilt.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der die dicht abgeschlossene Ringkammer (42) von dem Bohrloch (3) trennenden Wandung des Gehäuses (48) eine Sicherheitsvorrichtung (79) vorgesehen ist, welche eine Druckmittelverbindung zwischen dem Bohrloch (3) und der dicht abgeschlossenen Ringkammer (42) herstellt, wenn der Flüssigkeitsdruck einen vorgegebenen Wert überschreitet.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (47) den Längskanal (6) des Prüfstranges (1o) beherrscht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (47) in Schließstellung ist, wenn Gehäuse (48) und Betätigungsinnenteil (4o) in der zusammengedrückten Anschlagstellung sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Prüfstrang (1o) unterhalb des besagten gewichts- und druckgesteuerten Ventils (24) ein gewichtsgesteuertes Ventil (25) angeordnet ist, das bei Gewichtsbelastung zeitlich verzögert in Offenstellung geht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Prüfstrang (1o) unterhalb des gewichtsgesteuerten Ventils (25) ein Packer (27) angeordnet ist, der abdichtend an die Innenwandung des Bohrloches (3) oder der Verrohrung (4) anlegbar ist und dann das Gewicht des darüberliegenden Prüfstranges (1o) aufnimmt und die zu untersuchende Erdformation (5) gegen den Ringraum (16) zwischen Prüfstrang (1o) und Bohrlochwandung oberhalb des Packers (27) isoliert.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Prüfstrang (1o) oberhalb des besagten gewichts- und druckgesteuerten Ventils (24) ein Gleitverbindungsstück (2o) angeordnet ist, welches ein mit einem Längskanal (14o) versehenes Gehäuse (3o) und einem darin zwischen

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Anschlägen begrenzt verschiebbar geführten rohrförmigen Innenteil (31) aufweist, wobei das Gehäuse (3o) mit dem Teil des Prüfstranges (1o) oberhalb des Gleitverbindungsstücks (2o) und der Innenteil (31) mit dem Teil des Prüfstranges (1o) unterhalb des Gleitverbindungsstücks (2o) verbunden ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3o) des Gleitverbindungsstücks (2o) eine zylindrische Außenwandung (34) und eine am oberen Ende damit verbundene, den Längskanal (14o) umschließende Innenwandung (33) aufweist, wobei Außen- und Innenwandung eine mantelförmige, nach unten offene Kammer (35) bilden, in welcher der rohrförmige Innenteil (31) geführt ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die mantelförmige Kammer (35) des Gleitverbindungsstücks (2o) über Durchbrüche (37) in der Außenwandung (34) mit dem Ringraum (16) des Bohrlochs (3) in Verbindung steht und der Innenteil (31) abdichtend auf der Innenwandung (33) geführt ist, daß der Betätigungsinnenteil (4o) des gewichts- und druckgesteuerten Ventils (24) mit dem oberen Teil des Prüfstranges (1o) verbunden ist und daß der Dichtradius (R..) des Innenteils (31) des Gleitverbindungsstücks (2o) auf dessen Innenwandung (33) gleich dem Dichtradius (R₂) des rohrförmigen Betätigungsinnenteils (4o) des gewichts- und druckgesteuerten Ventils (24) in dem die Ringraumdruckkammer nach unten abschließenden Teil des Gehäuses (48) ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 1o, dadurch gekennzeichnet, daß der oberhalb des Gleitverbindungsstücks (2o) liegende Teil des Prüfstranges (1o) in dem geschlossenen Preventer fest gehaltert ist.

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12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß in dem Prüfstrang (1ο) zwischen dem Gleitverbindungsstück (2o) und dem gewichts- und druckgesteuerten Ventil (24) ein aus Schwerstangen aufgebauter Rohrabschnitt (21) vorgesehen ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das gewichts- und druckgesteuerte Ventil (24) aus einem das Hubglied (44) enthaltenden Antriebsteil (76) und einem damit lösbar verbundenen, das Ventilglied (47) enthaltenden Ventilteil (1o2) besteht, wobei das rohrförmige Gehäuse (48) aus zwei miteinander mittels eines Gewindes (83) verschraubten, dem Antriebsbzw, dem Ventilteil zugeordneten Gehäuseteilen (69 bzw. 93) zusammengesetzt ist und der Betätigungsinnenteil (4o) einen dem Antriebsteil (76) zugeordneten oberen Innenteil (78) und einem dem Ventilteil zugeordneten unteren Innenteil (92) aufweist und der untere Innenteil mittels einer auf Zug beanspruchbaren, beim Auseinanderschrauben der Gehäuseteile abschraubbaren Gesperreanordnung (84, 86) mit dem oberen Innenteil (78) verbunden ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesperreanordnung einen mit dem oberen Innenteil (78) verschraubten Gesperreblockhalter (84) aufweist, der mit einer Anschlagfläche für den unteren Innenteil (92) und wenigstens einem Fenster (85) versehen ist, in welchem ein mit einer wendelförmig verlaufenden Gesperreverzahnung

(89) versehener Gesperreblock (86) radialbeweglich gehalten ist und durch wenigstens eine darumgelegte Wendelfeder (88) einwärtsgedrückt wird, und daß das obere Ende des unteren Innenteils (92) mit einer entsprechenden, wendelförmig verlaufenden Gesperreverzahnung versehen ist.

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15. Vorrichtung nach Anspruch Ϊ3 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem unteren Ende des unteren Innenteils (92) eine Stellhülse (96) verschiebbar geführt ist, welche in der oberen Stellung des Innenteils (92) unter dem Einfluß einer den unteren Innenteil umgebenden und sich an diesem abstützenden Druckfeder (95) mit einer nach unten weisenden Schulter an einer nach oben weisenden Schulter (98) des Innenteils (92) anliegt, und daß an der Stellhülse (96) axial sich erstreckende Arme (1o4) angebracht sind, die mit Nockenzapfen (112) in Ausnehmungen eines im unteren Gehäuseteil gelagerten, mit einem Durchgangskanal versehenen kugelförmigen Ventilgliedes (47) eingreift.

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