DE2721279A1 - Verfahren zum stufenmaessigen einzementieren eines zusammengesetzten bohrrohrstranges in ein im meeresboden befindliches bohrloch und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

1 BERLIN 33

Dr. RUSCHKE & PARTNER PATENTANWÄLTE

Telefon: 030 / "fj"* BERLIN - MÖNCHEN

Quadratur Baffin ΛΊ TELEX: 1837M ^ΙΓ TELEX: 52X717

BJ-HuohGB, Lonn Beach, California 9o8o5, \1.St.A.

Verfahren zum stufenmäOinen Einzementieren eines zusammennesetzten Bohrrohrntrannes in ein im Meeresboden befindliches Bohriochund V/orrichtuno zur Durchführnnn des V/erfahrens

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Die Erfindung betrifft ein l/erfahren zum stufenmäöigen Einzementieren eines Bohrrohres in ein im Meeresboden befindliches Bohrloch, und zwar besonders in ein Erdöl- oder Erdgasbohrloch.

Bislang sind Bohrrohrstränge in vielen Stufen in Bohrlöchern einzementiert worden. Bei den vielstufigen Einzementierungsverfahren wird eine für die erste Stufe bestimmte Menge an Zementschlämmen in den Bohrrohrstrang nach unten und durch Öffnungen der ersten Zementierstufe nahe am Boden des Stranges nach auQen in das Bohrloch gepumt. Die Zementschlämme steigt dann in dem ringförmigen Raum zwischen dem Bohrrohr und dem Bohrloch bis zu einem vorbestimmten Niveau und uird dort im Ruhestand gehalten,bis sie abgebunden ist. Eine Zementschlämmenmenge für eine zweite Stufe uird im Bohrloch nach unten und dann durch Öffnungen der zweiten Zementierstufe in das Bohrloch bis zu einem Niveau gepumpt,das bei oder über dem oberen Ende der Säule der ersten Zementstufe liegt. Die Zementschlämme der zweiten Stufe steigt in den ringförmigen Raum zwischen dem Bohrrohr und dem Bohrloch bis zu einem zweiten vorbestimmten Niveau und wird dort zwecks Abbindung in Ruhestellung gehalten. Manchmal werden eine dritte oder sogar eine vierte Stufe der Zementschlämme in den ringförmigen Raum über die vorhergehenden Stufen eingeführt. Der Zement verbindet das Bohrrohr mit der Uandung des Bohrloches und verhindert eine Migration von Flüssigkeit durch den ringförmigen Raum.

Ein vielstufiges Zementieren hat viele Worteile gegenüber einem einstufigen Zementieren, da nur eine einzige Charge der Zementschlämme um die gesamte Länge des Bohrrohres herum vorgesehen wird,

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Ein vielstufiges Zementieren verringert die Uahrscheinlichkeit des Abrutschens schwacher Erdformationen, uie sie bei hohen hydrostatischen Drucken auftreten können, die erforderlich sind, um eine lange, einzelne Säule der Zementschlämme anzuheben, so dafl Verluste an Zementschlämme durch Vermeidung von Hohlraumbildungen minimalisiert werden. Ein solches Zementierverfahren verringert die erforderlichen Pumpendrucke auf Werte, die unter denjenigen liegen, die für ein entsprechendes einstufiges Verfahren erforderlich sind.

Vielstufige Arbeitsweisen verringern durch die Länge der Bewegung der Zementschlämme in Berührung mit den das Bohrloch umgebenden Erdformationen, wodurch die Gefahr einer Verschmutzung der Zementschlämme verringert und die Festigkeit des Zementes nach seiner Aushärtung gewährleistet werden.

Solche tfielstufigen Verfahren verringern die Menge des Zementes, die erforderlich ist, um zwei voneinander ueit getrennte Abschnit te einzuzementieren, wie z.B. bei Bohrlöchern in zwei Zonen«

Ein vielstufiges Zementieren reduziert das Auskehlen der Zementschlämme zu Bohrschlamm im Ringspalt, wodurch für einen stärkeren Verbund des Zementes mit dem Bohrrohr und den Erdformationen gesorgt wird. '

Ein bekanntes Verfahren zum vielstufigen Einzementieren geht aus der Druckschrift "Composite Catalog of Oil Field Equipment and Services, 31st Revision (1974-75), veröffentlich durch Uorld Gil, Gulf Publishing Company Publication,Huston, Texas, USA,

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1974, Seiten 334 bis 341, hervor. Ein weiteres derartiges Verfahren ist in der erwähnten Druckschrift "Composite Catalog" auf den Seiten 2434 bis 244o beschrieben.

Diese bekannten Verfahren verwenden einen Bohrrohrstrang mit einer nahe an seinem unteren Ende angeordneten Öffnungsvorrichtung zum Zementieren einer ersten Stufe und einer an einer mittleren Stelle des Stranges angeordneten Manschette. Stopfbolzeneinrichtungen zum Einzementieren der ersten Stufe werden in Verbindung mit der Öffnungseinrichtung der ersten Zementierstufe verwendet. Andere Bolzen werden verwendet, um die Öffnungen der Manschette zu öffnen und zu verschließen.

Die bekannten l/erfahren sind praktisch zum Zementieren von Bohrrohren in auf dem Festland vorgesehenen Bohrlöchern verwendbar, wo das Oberteil des Bohrrohres nahe der Erdoberfläche angeordnet ist, und die Bolzen unmittelbar in das Oberteil des Bohrrohrstran ges eingelassen werden können. Diese V/erfahren sind jedoch nicht leicht zum Einzementieren von Bohrrohren in im Meeresboden befindliche Bohrlöcher einsetzbar, wo das obere Ende des Bohrrohres am Meeresboden endet, das viele hundert Meter unter der Wasseroberfläche unterhalb des Bohrschiffes oder der Bohrplattform angeordnet sein kann. In solchen Fällen muG sich der Bohrrohrstrang vom Meeresboden nach oben zum Bohrschiff oder der Platt- ' form durch ein Standrohr erstrecken, so daß die Bolzen in das Bohrrohr getrieben werden können. Um die bekannten Verfahren im Meer in Einsatz bringen zu können, sind zeitraubende und kostspielige Änderungen erforderlich.

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Ein stufenmäßiges Zementierverfahren in einem im Meeresboden befindlichen Bohrloch ist aus der US-Patentschrift 3 73o 267 der Anmelderin bekannt, wobei das obere Ende des Bohrrohrstranges am Meeresboden endet und eine Flüssigkeitsverbindung zu einer schwimmenden oder ortsfesten Plattform an der Wasseroberfläche durch einen Strang des Bohrgestänges gebildet wird. Eine Manschette für die stufenmäGige Einzementierung ist im Bohrrohrstrang in der Mitte vorgesehen. Ein hohler Kopfbolzen für die Zementschlämme der ersten Stufe ist lösbar in dem Bohrrohrstrang unter der Manschette der Zementierstufe angeordnet. Die normalerweise verschlossene Manschette wird zur Durchführung der zweiten Zementierstufe durch eine in den Strang des Bohrgestänges hinabfallende Öffnungskugel geöffnet, wobei ein Hinabfallen der Manschette ermöglicht und ein hydrostatischer Druck über dem Bohrrohrstrang in der Manschette aufgebracht werden. Ein von einem wurfspießförmigen Element betätigter, hohler Kopfbolzen für die zweite Stufe der Zementschlämme ist lösbar an einer hohlen Spindel in Nähe des Oberteils des Bohrrohrstranges befestigt und dient dazu, die Öffnungen der Manschette zu schließen, nachdem die Zementschlämme der zweiten Stufe in den ringförmigen Raum zwischen Bohrlochwandung und Bohrrohr ausgestoßen worden ist.

Eine grundsätzliche Unzulänglichkeit des bekannten Verfahrens besteht darin, daß vor Durchführung der zweiten Zementierstufe nicht für ein Abstreifen der Innenwandungen des Bohrrohrstranges über der Manschette gesorgt wird, um an den Wandungen haftende Zementschlämme, die von der ersten Zementierstufe zurückgelassen worden ist, zu entfernen. Der Zeitraum, der zwischen der ersten und dar zweiten Zementierstufe verstreicht, kann derart sein, daß die an·*

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haftende Zementschlämme an den Innenwandungen des Bohrrohres abbindet, wobei die nachfolgenden Arbeitsgänge beeinträchtigt werden. Ferner sind die Bolzen für die erste und die zweite Zementierstufe im Bohrrohrstrang in weiteren Abständen voneinander angeordnet, uas eine zweistufige Bolzenlagerung zur Folge hat. Außerdem erweist sich die Enge des Bohrgestänges als unpraktisch, um einen Anschlagbolzen zum Öffnen der Manschette durch das Bohrrohrgestänge herabfallen zu lassen.

Ein Ziel der Erfindung ist es, für ein Verfahren zum stufenmäßigen Einzementieren eines Bohrrohrstranges in ein im Meeresboden befindliches Bohrloch und für eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu sorgen, wobei Verschlußbolzen der ersten und der zweiten Zementierstufe wie auch ein Anschlagbolzen zum Öffnen einer Stufenmanschette won einer stapelmäßigen Bolzenanordnung im Oberteil des Bohrrohrstranges abgeschlossen werden, der in Nähe des Meeresbodens endet, und wobei der Bohrrohrstrang sich nicht zur Wasseroberfläche innerhalb eines Standrohres erstrecken muß.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, für ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des letzteren derart zu sorgen, daß die Innenwandungen des Bohrgestänges und des Bohrrohrstranges im wesentlichen vollständig von oben nach unten abgewischt werden können.

Ein waiters Ziel der Erfindung ist die Verbesserung der Vorrichtung zum atufenweisen Zementieren unter Wasser.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Einzementieren eines zusammen-

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gesetzten Bohrrohrstranges in ein im Meeresboden befindliches Bohrloch zeichnet sich aus durch die im Patentanspruch 1 dargelegten Schritte A) bis θ).

Die erfindunqsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Einzementieren eines zusammengesetzten Bohrrohrstranges in ein im Meeresboden befindliches Bohrloch zeichnet sich aus durch die erfindungsuesentlichen Maßnahmen A) bis 3) nach Patentanspruch 6 souie in ihrer vorteilhaften Weiterbildung insbesondere durch die erfindungsuesentlichen Maßnahmen A) bis 3) nach Patentanspruch 14, die erfindungsuesentlichen Maßnahmen A) bis C) nach Patentanspruch 21 souie nach den Patentansprüchen 13 und 27.

Ueitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung der Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. In den Zeichnungen sind: :

Fig. 1 die Ansicht eines Vertikalschnittes, teilweise im Aufriß, des obersten Teils eines Bohrloches im Meeresboden, wobei ein Bohrschiff über dem Bohrloch, die wichtigsten Bauelemente der Bohrlochanlage souie beispielhafte Bauelemente der Einrichtung zum Zementieren gemäß der Erfindung dargestellt sind,

Fig. 2 die Ansicht eines Vertikalschnittes im größeren Maßstab eines Teils des in Fig. 1 gezeigten Bohrloches,

Fig. 3A, 3B und 3C jeueils die Ansicht des oberen, des mittleren und des unteren Teils des Bohrloches gemäß Fig. 1, wobei bestimmte Bauelemente der erfindungsgemäßen Einrichtung

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zur Vorbereitung der Einführung einer Zementschlämme gebaut sind,

Fig. 4A, 4B und 4C jeweils den Ansichten der Fig. 3A bzw. 3B bzw. 3C entsprechende Ansichten, jedoch nach Anordnung der ersten Stufe der Zementschlämme,

Fig. 5A, 5B und 5C jeweils den Ansichten der Fig. 4A, 4ß und 4C entsprechende Ansichten, wobei jedoch die Stufemraanicihette zwecks Anordnung der zweiten Stufe der Zementschlamme angepaßt ist,

Fig. 6A, 6B und 6C den Ansichten der Fig. 5A, 5B und SC entsprechende Ansichten, jedoch nach Anordnung der zueiten 5tufe der Zementschlämme,

Fig. 7 eine vergrößerte Ansicht einer reihenmäßigen Stapelanordnung von Stopfbolzen gemäß der Erfindung, wobei ein Viertel im Schnitt gezeigt wird,

Fig. 8 eine Aufriß ansicht von Antriebselementen der Stopfbolzen der stapelmäßigen Anordnung gemäß Fig. 7,

Fig. 9 die Ansicht eines Axialschnitts, teilweise im AufriO, eines Anschlagbolzens gemäß der Erfindung,

Fig. 1o die Ansicht eines Längsschnittes entlang der Linie 1o-1a der Fig. 11 einer in Verschlagen verpackten, stapelmäßigen Stopfbolzenanordnung, wobei letztere iei Aufriß gezeigt ist,

Fig. 11 die Ansicht eines Schnittes entlang der Linie 11-11 der Fig. 1o, gesehen in Richtung der Pfeile, und

Fig. 12 die Ansicht eines Axialschnittes eines Drehkopfbauteile der Einrichtung zum Zementieren«

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Fig. 1 zeigt ein Bohrloch 21, das in den Boden 22 eines Meeres 23 oder in den Boden eines anderen Gewässers gebohrt worden ist. Ein Bohrkopfaufbau 24 ist auf der Oberfläche 25 des Meeresbodens am oberen Ende des Bohrloches angeordnet. Vom Bohrkopf hängt ein Strang uon Bohrrohren 26 herab, in den eine stapelmäGig aneinandergereihte Anordnung uon Stopfbolzen 27 eingesetzt ist. Ein Standrohr 28 ist mit Hilfe eines schnelllösbaren KopplungsstUckes 29 mit dem Bohrkopf verbunden und steht mit dem Strang der Bohrrohre über Kanäle im Bohrkopf in Verbindung. Das Standrohr erstreckt sich aufwärts zur Uasseroberflache 32 zu einem direkt über dem Bohrkopf 24 schwimmenden Bohrschiff und durch eine nicht dargestellte Öffnung in letzteres. Das obere, nicht dargestellte TndR üe^ fitandrohres liegt oberhalb des Wasserspiegels frei im Schiff. Ein Strang eines Bohrgestänges 33 erstreckt sich vom Kopplungsstück 29 im Standrohr 28 nach oben und mündet mit seinem oberen Ende in einen Abschlußkopf 34 für die Antriebselemente, der von Deck 35 des Bohrschiffes aus zugänglich ist. Eine unter Uas-SGr angeordnete StoGclämpfervorrichtung 36 ist im Strang des Bohrgestänges 33 vorgesehen, um die von der Uellenwirkung hervorgerufenen Tauchschuingungen des Schiffes zu kompensieren. Das Bohrschiff weist einen Bohrturm 27 auf. Führungsschienen 38 erstrekkensich zwischen dem Bohrschiff 31 und dem Bohrkopf 24. Das Standrohr 28 kann einen nicht dargestellten Eruptionsschutzschacht aufweisen, der oberhalb und in enger Nachbarschaft zu dem schnell lösbaren Kopplungsstück 29 angeordnet ist. Uie aus Fig. 2 hervorgeht, weist der Bohrkopf 24 ein ringförmiges Tragelement 39, das an dem oberen Ende eines AuGenbohrrohres 41 befestigt ist, und sich vertikal erstreckende Führungsstützen 42 auf, die gleitbar in Führungsrohren 43 aufgenommen sind, die auf den Führungs-

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stützen 42 auf, die gleitbar in Führungsrohren 43 aufgenommen sind, die auf den Führungsschienen 38 geführt sind.Das Standrohr 28 ist an einem Gehäuse 44 des Bohrkopfes mittels des Kopplungsstückes 29 befestigt. Das Kopplungsstück ist von herkömmlicher Art und weist lösbare Sperrklinken 45 auf, die nach innenliegenden Stellungen verschiebbar sind, um das Kopplungsstück 29 an dem Gehäuse 44 des Bohrkopfes in Abhänigkeit von der Abwärtsbewegung eines ringförmigen l/erriegelungskolbens 46 zu befestigen. Die Sperrklinken 45 uerden bei Aufwärtsbeuegung des l/erriegelungskolbens 46 gelöst.Kolbenkammern 47 und 48 sind vorgesehen und können durch entsprechende Leitungen 49 und 51 unter Druck gesetzt werden, um den Kolben nach oben bzw. nach unten zu verschieben. Das Standrohr 28 ist mit dem schneilösbaren Konplungsstück 29 mittels Befestigungselementen 52 verbunden.

Ein Universallaufuerkzeug 53 ist geuindemaßig mit dem unteren Ende des Bohrgestänges 33 und ein Gehäuse 54 einer Bohrrohraufhängeeinrichtung gewindemäGig mit dem Werkzeug verbunden. Der Bohrrohrstrang 26 ist am Boden des Gehäuses 54 gewindomäßig befestigt. Der Bohrrohrstrang 26 ist in das Bohrrohr an dem Bohrgestänge 33 geführt, bis das Gehäuse 54 der Bohrrohraufhängeeinrichtung auf einem Bohrrohrhängelager 55 zur Anlage kommt, das auf dem Bohrkopfgehäuse 44 gelagert ist. Nuten 56 sind in dem Bohrrohrhängelager 55 vorgesehen, um eine Flüssigkeitszirkulation vom Kreisring 57 unterhalb des Gehäuses 54 in das darüber befindliche Standrohr 28 zu gewährleisten.

Der Aufbau des Bohrkopfes ist herkömmlicher Art und wird im einzelnen nicht näher beschrieben.

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Uie am besten aus Fig. 2 hervorgeht, hängt eine Spindel 58 zum Abschießen von Stopfbolzen von dem Universallaufwerkzeug S3 herab und ueist einen oberen Abschnitt 59 auf, der mit dem Laufwerkzeug durch ein Gcuinde 61 verbunden ist. An seinen unteren Ende ist der Spindel abschnitt 59 mit einem Drehknopf 62 verbunden, der an Hand von Fig. 12 genauer beschrieben uird. Ein unterer Spindelabschnitt 63 erstreckt sich nach unten von dem Drehknopf 62 und ist an seinem unteren Ende mit einem Absperrbolzen 64 verbunden« Ein Uasserschloß 65 umgibt den unteren Spindelabschnitt 63 zwischen dem Absperrbolzen 64 und dem Drehknopf 62,

Nit dem unteren Ende des Absperrstopfens ist ein Anschlagbolzen 66 verbunden, der uiederum einen Stopfbolzen für die erste Zenentierstufe trägt. Die Stopfen oder Bolzen werden später im einzelnen beschrieben und sie sind im oberen Teil das Bohrrohrstranges aufgenommen.

Uie aus Fig. 12 hervorgeht, verbindet der Drehknopf 62 den oberen Spindelabschnitt 59 mit dem unteren Spindelabschnitt 63, um eine Relativdrehung der beiden Abschnitte um ihre gemeinsame Längsachsii derart zu ermöglichen, daQ das Universallaufwerkzeug 53 in das j Gehäuse 54 ohne Drehung der Stopfbolzen 64, 66 und 67 in de« Bohr-jrohrstrang 26 einschraubbar ist.Zu diesem Zweck weist der obere Spindelabschnitt 59 ein unteres zylindrisches Ende 68 auf, das in dem nach oben erstreckenden Ende 69 des unteren Spindelabschnitte 63 drehbar aufgenommen ist. Geeignete Abdichtungseinrichtungen 71 können zwischen den Enden 68 und 69 der Spindel abschnitte vorgesehen sein. Der Drehknopf weist ferner nach außen gekehrte Flansche 72 und 73 an den entsprechenden Spindelabschnitten 59 und

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63 auf, wobei die Flansche für eine relative Drehung mittels eines zweiteiligen, mit einer Auskehlung versehenen Ringes 74 zusammengehalten werden, der durch eine mittels eines Federringes 76 in Stellung gehaltenen Hülse 75 an seinem Platz festgehalten uird.

Das Wasserschloß 65 ist in Fig. 3A im Querschnitt gezeigt, und weist einen oberen Kopf 77 auf, der durch eine Geuindeeinrichtung 78 mit dem unteren Abschnitt 63 geuindemäGig verbunden ist. Ein O-förmiger Dichtungsring 79 sorgt für eine statische Dichtung zwischen dem oberen Kopf 77 und dem unteren Spindel abschnitt 63. Ein zylindrischer Gehäuseteil 81 ist bei 82 an dem oberen Kopf angeschweißt. Ein unterer Kopf 83 ist bei 84 am Boden des Gehäuseteils 81 angeschweißt und am unteren Spindelabschnitt 63 mittels eines anderen O-förmigen Dichtungsringes 85 abgedichtet. Die oberen und unteren Köpfe und der zylindrische Gehäuseteil wirkt mit dem unteren Spindelabschnitt unter Bildung eines ringförmigen Raums 86 zusammen. Der ringförmige Raum kommuniziert über Kanäle 87 mit der Bohrung 88 des unteren Spindelabschnittes· Die Kanäle verlaufen schräg nach unten und innen und sind am Boden des ringförmigen Raums 86 angeordnet, um eine Entleerung der Flüssigkeit in die Bohrung des unteren Spindelabschnittes zu ermöglichen.

Unten am unteren Spindelabschnitt 63 ist ein Außengewinde 89 vorgesehen, an dem eine Buchse 91 mittels eines angepaßten Innengewindes befestigt ist. Ein O-förmiger Dichtungsring 92 dichtet di^ Buchse am unteren Spindel abschnitt ab.

Wie am besten aus den Figuren 3A und 7 hervorgeht, weist der Ab-

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sperrbolzen 64 ein Innengehäuse 93 mit einer aufrechtstehenden Muffe 94 mit einem aufgewiteten Durchmesser auf, die die Buchse 91 umgibt und gleitbar week-fc an ihr angepaßt ist. Die Muffe ist lösbar an der Buchse durch umfangmäßig angeordnete Abscherbolzen 95 befestigt und an der Buchse mittels eines O-förmigen Ringes abgedichtet. Eine Reihe uon in Längsrichtung im Abstand angeordneten, kappenförmigen Gummiringen 97 ist an dem zentrischen Teil 98 des Innengehäuses 93 gelagert. Die Außenringe ueisen nach aufwärts und nach äuGen geneigte Flansche 99 auf, die nachgiebig an der Innenwand des Bohrrohres angreifen. Sperringe 1o1 halten die Außenringe im Abstand voneinander entlang des zentrischen Teils des Gehäuses. Der oberste Außenring 97 ist an einer T-förmigen Ringnut zwischen der Muffe 94 und dem oberen Ring 1o1 festgehalten. Der mittlere Außenring ist in einer T-förmigen Ringnut zwischen den oberen und unteren Sprengringen 1o1 gehalten.Der unterste Außenring ist in einer T-förmigen Ringnut zwischen dem untersten Sprengring und einem Kopfstück 1o2 gehalten. Das Kopfstück ist mittels eines Geuindes 1o3 unten am Innengehäuse 93 des Absperrbolzens 64 befestigt und i}en O-förmiger Ring 1o4 ist vorgesehen, um das Kopfstück gegen das Innengehäuse abzudichten. Das Kopfstück ist mit einem sich nach unten verjüngenden Gummidichtungsring 1o5 v/ersehen. Das Innengehäuse weist einen axial verlaufenden Kanal 1o6 auf, der mit der Bohrung 88 des unteren Spindelabschnitts kommuniziert.

Der aus den Fig. 3A und 7 hervorgehende Anschlagbolzen weist einen Gehäuseteil 1o7 mit einer aufrechtstehenden Muffe 1o8 eines größeren Durchmessers und einen herabhängenden Kopfteil 1o9 kleineren Durchmessers auf. Die Muffe 1o8 greift gleitbar an einen

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-3ο-Teil 111 mit verringertem Durchmesser an dem Kopfstück 1o2 des darüber benachbarten Absnerrbolzens 64 an und ist lösbar daran mittels umfangmäGig angeordneter Absperrstifte 112 befestigt. Die Muffe 1o8 ist an dem Teil reduzierten Durchmessers mittels eines O-förmigen Ringes 113 abgedichtet. Ein sich nach unten verjüngender Abdichtungsring 114 ist an der Muffe 1o8 des Anschlagbolzens befestigt. Der Gehäuseteil 1o7 weist an sich verhältnismäßig dikke Wandungen auf, die radial nach einwärts uon der Bohrung des Bohrrohres 26 im Abstand angeordnet sind, und einen zentrischen Strömungskanal 115 bilden, der mit dem Kanal 1o6 in dem Absperrbolzen unmittelbar darüber kommuniziert.

Der Stopfbolzen 67 der ersten Zementierstufe ist in den Fig. 3A und 7 dargestellt und lösbar an dem Anschlagbolzen 66 angehängt. Der Stopfbolzen der ersten Zementierstufe weist ein Innengehäuse 116 mit einer aufrechtstehenden Muffe 117 mit einem aufgeweiteten Durchmesser auf. Die Muffe 117 ist gleitbar auf dem Kopfteil 1o9 des darüber benachbarten Anschlagbolzens 66 angepaßt und lösbar daran durch eine kreisförmige Reihe uon Abscherstiften 11o angeordnet. Ein O-förmiger Ring 1oo dichtet die Muffe 117 gegen den Kopfteil 1o9 ab. Unten am Innengehäuse 116 ist ein Kopfteil 119 angeschraubt, das eine axiale Öffnung 121 aufweist, die mit einer Bohrung 122 in dem Innengehäuse 116 kommuniziert, die wiederum mit dem Kanal 115 in dem Anschlagbolzen kommuniziert. Eine Anzahl, speziell drei, kappenförmige Außenringe 123a, 123b, und 123c aus einem elastomeren Material ist an dem Innengehäuse 116 des Stopfbolzens der ersten Zementierstufe angebracht. Die Außenringe weisen nach oben und nach außen schräg verlaufende Flansche 124 auf, die im flexiblen Eingriff mit der Innenwandung des Bohrrohres 26

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stehen. Der AuOenring 123a ist in einer T-förmigen Ringnut angeordnet, die zwischen Sprengringen 125a und 125b vorgesehen sind· In gleicher Ueise sind ein Außenring 123b zwischen Sprengringen 125b und 125c und ein Außenring 123c zwischen Sprengringen 125c und 125d angeordnet. Eine Anzahl Gummi flansche 126 ist zwischen dem Sprengring 125d und dem Kopfstück 119 angeordnet, das an de» Innengehäuse 116 angeschraubt ist und die Sprengringe und die elastomeren Außenringe auf dem Innengehäuse befestigt.

Uie am besten aus Fig. 3B hervorgeht, ist eine Manschette 127 der Zementierstufe in dem Bohrrohrstrang 26 unter der stapelmäGigen Bolzenanordnung 27 in einer Tiefe angeordnet, bei der die Zementschlämme der zweiten Stufe in den Ringraum 57 zwischen dem Bohrrohr und der Uandung des Bohrloches 21 eingeführt werden soll.Die Manschette weist ein rohrförmiges Gehäuse 128 auf, dessen oberes , Innenende ein sich verjüngendes Gewinde 129 aufweist, das mit ei—

nem Außengewinde 121 des Bohrrohres 26 in Eingriff steht.Unten am Gehäuse 127 ist ein sich verjüngendes Außengewinde 132 vorge- j

sehen, das mit einem Gewinde 133 einer Manschette 134 des Bohrrohr res in Eingriff steht. Die Manschette 134 ist bei 135 mit einer unteren Verlängerung des Bohrrohrstranges 26 gekoppelt. Auf diese Ueise sorgt das Gehäuse 128 der Bohrrohrmanschette für eine kontinuierliche Verbindung des Bohrrohrstranges. Eine Außenhülse 136 ist an dem Gehäuse durch Gewinde 137 befestigt und durch einen 0-förmigen Ring" 138 gegen das Gehäuse abgedichtet. Öffnungen 139 der Zementierstufe sind in dem Gehäuse 128 und Öffnungen 141 in der Außenhülse 136 vorgesehen und zueinander in Ausrichtung angeordnet,

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Das Gehäuse 128 ueist einen zentrischen Teil 142 mit reduziertem Außendurchmesser auf, das mit der AuQenhülse 136 eine zylindrische Ringkammer 143 bildet. Der O-förmige Ring 138 befindet sich über der Kammer 143 und dichtet den oberen Teil der Kammer gegen ein Lecken durch das Gewinde 137 hindurch ab. Kanäle 144 erstrecken sich vom Oberteil der Kammer 143 nach einwärts durch den zentrischen Teil 142 des Gehäuses 128. Der untere Teil der ringförmigen Kammer 143 ist unter Bildung eines ringförmigen Kammerteils 145 aufgeuitet. Eine Öffnung 146 in der AuQenhülse 136 verbindet den ringförmigen Kammerteil 145 mit dem ringförmigen Raum 57 zwischen Bohrrohr und Bohrlochwandung.

In der ringförmigen, zylindrischen Kammer 143 und über den Öffnungen 139, 141 ist eine Absperrhülse 147 gleitbar angeordnet, DiB mittels umfangsmäßig angeordneter Abscherstifte 148 lösbar an dem zentrischen Teil 142 des Gehäuses 128 befestigt sind. Ein Ö-förmiger Ring 149 ist frei beweglich an der ringzylindrischen Kammer 143 und auf dem Oberteil der Absperrhülse 147 angeordnet, um für eine Dichtung zwischen der Absperrhülse und der Wandung der ringförmigen Kammer zu sorgen. Sperrasten 151 sind am AuQenumfang des zentrischen Teils 142 des Gehäuses angeordnet. Ein zweiteiliger Arretierring 152 ist in einer umfangsmäOigen Nut 153 an dem Innenumfang der Absperrhülse 147 aufgenommen und dazu geeignet,in ei~ ; ner der Sperrasten 151 zu federn, wenn die Absperrhülse sich in ihrer unteren Stellung befindet, wodurch sie in letzterer festgehalten wird.

Unmittelbar unter den Öffnungen 139 ist ein O-förmigef Ring 154 in einer umfangsmäQigen Nut in dem Außenmantel des zentrischen

Teils 142 des Gehäuses angeordnet. Der O-förmige Ring ist in der Nut durch eine ihn umfassende Arretierhülse 155 festgehalten, die lösbar an dem zentrischen Teil 142 mittels Abscherstiften 156 befestigt ist.

Die Absperrhülse ueist eine ringförmige, sich verjüngende, zylindrische Senkbohrung 157 in ihrem Bodenteil auf.

In dem zentrischen Teil 142 des Gehäuses 128 ist eine untere Hülse 158, die dan Kanal öffnet, gleitbar gelagert. Diese Hülse ist lösbar mit den Abscherstiften 159 in einer die Öffnungen 159 verschließbaren Stellung gehalten. Die untere Hülse ueist über und unter den Öffnungen 139 umfangsma'Qig O-förmige Ringe 161 bzw. 162 auf, um die Hülse gegen den zentrischen Teil 142 über und unter den Öffnungen abzudichten. Ein sich verjüngendes Anschlagelement163 ist in Nähe des Bodens der unteren Hülse 158 vorgesehen. Das Anschlagelement kann geeigneterueise an der oberen abgestuften Fläche 164 eines zweiteiligen Anschlagringes 165 zur Begrenzung der Abuärtsbeuegungen der unteren Hülse 158 zur Anlage kommen. Der Anschlagring 165 ist in einer Nut 166 in der Bohrung 128 des Gehäuses aufgenommen. Die Bohrung 167 der unteren Hülse ist an ihrem oberen Ende mit einer Abschrägung 168 versehen, die einnen Sitz für ein Betätigungselement oder für einen Anschlagbolzen bildet.

Unmittelbar über der unteren Hülse 158 benachbart ist eine obere, die öffnung verschließende Hülse 169 gleitbar in dem Gehäuse 128 gelagert. Diese Hülse trägt einen O-förmigen Ring 171 in einer rund um den AuGenmantel laufenden Nut, um die Hülse in der Boh-

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— sprung des Gehäuses abzudichten. Die obere Hülse ist lösbar in der Bohrung des Gehäuses 128 mittels Abscherstiften 172 befestigt und vermag nach Brechen der Abscherstifte in der Bohrung des Gehäuses nach unten zu gleiten. Das obere Ende des vertikalen Kanals 174
in der oberen Hülse weist eine Abschrägung 173 auf, die einen Sitz für ein Betätigungselement oder einen Absperrbolzen bildet.

Aus Fig. 3B geht hervor, daG der Durchmesser des Sitzes oder der Abschrägung 168 an der unteren Hülse 158 größer als der Durchmesser der Bohrung 167 der unteren Hülse ist, und zuar noch geringer als der Durchmesser des vertikalen Kanals 174 in der oberen Hülse 169, die wiederum einen kleineren Durchmesser als der Sitz oder
die Abschrägung 173 der oberen Hülse aufweist. Der Grund für dier ses Durchmesserverhältnis wird später dargelegt.

Uie aus den Fig. 3B und 3C hervorgeht, erstreckt sich das Bohrrohr 26 in dem Bohrloch 21 nach unten zu einer herkömmlichen, auf dem Zement schwimmenden Manschette 175. Die Manschette weist ein
rohrförmiges Gehäuse 176 auf, das gewindemäßig bei 177 mit dem
Bohrrohr 26 und bei 17B mit dem Kupplungsstück 179 des Bohrrohres verbunden ist. Ein Betonblock 181 ist in dem Gehäuse 176 über
einen Käfig 182 einbetoniert, um letzteren zentrisch im Gehäuse
zu halten. Der Käfig weist einun oberen Flüssigkeitskanal 183 mit einem Ventilsitz 184 an seinem unteren Ende auf. Der Kanal 183
kommuniziert mit dem darüberliegenden Bohrrohr 26 über einen im
Zementblock 181 vorgesehenen Kanal 185. Der Käfig weist einen
Flüssigkeitskanal 186 an seinem Boden auf. Eine Anzahl aufrechtstehender, bogenförmig im Abstand angeordneter Rippen 187 ist am
Boden des Käfigs vorgesehen, und ein Kugelventil 188 ruht auf den

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Rippen, wie aus Fig. 3 hervorgeht. Flüssigkeit kann durch die Manschette 175, durch die Kanäle 185, 183 und 186 und an dem Kugelventil 188 vorbei durch die Zwischenräume zwischen den Rippen 187 strömen. Eine aufwärts gerichtete Strömung der Flüssigkeit durch die Manschette uird durch Anliegen des Kugelventils 188 an dem Ventilsitz 184 (siehe Fig. 4C) unterbrochen.

Uie aus Fig. 3C hervorgeht, ist eine Länge des Bohrrohres 26 bei 189 gewindemäGig mit der Manschette 179 des Bohrrohres verbunden

und erstreckt sich bis zu einer Tiefe nahe am Boden 191 des Bohr-; rohres 21. Ein auf dem Zement schwimmendes schuhförmiges Element > 192 ist am Bodesn des Bohrrohres 26 mittels einer Geuindeverbin- dung 193 befestigt. Das schuhförmige Element 175 weist einen ähn-| liehen Aufbau und eine ähnliche wirkungsweise wie die Manschette 175 auf, wie nachfolgend erläutert wird. Aus Fig. 3C geht hervor, daß Flüssigkeit nach unten durch das schuhförmige Element 192 und aus letzterem durch das Bohrloch strömen kann, daß jedoch ein j

ί Rückstrom der Flüssigkeit aus dem Bohrloch nach oben durch das schuhförmige Element in das Bohrloch durch Anlegen des Kugelventils 194 an dem Ventilsitz 195 verhindert wird.

Fig. 7 zeigt die stapelmäGige Bolzenanordnung 27 bei einem Viertelschnitt. Bei dieser Ansicht sind die Gummiflansche 99 und 124 des Absperrbolzens 64 bzw. des Bolzens 67 der ersten Zementierstufe in ihrem ungebogenen Zustand gezeigt. Weiterhin ist zu sehen, daQ der Anschlagbolzen 66 um seinen Umfang herum im Abstand angeordnete, in Längsrichtung verlaufende Nuten 196 an dem Außenmantel des Gehäuseteils 1o7 aufweist, was ein Herabfallen des Bolzens durch eine Flüssigkeitssäule in dem Bohrrohr 26 erleich-

■ j! ;—

Uie aus Fig. 7 hervorgeht, ueist die stapelmäßige Bolzenanordnung 27 eine diskusförmige Montageplatte 197 auf, die über der Buchse 91 und der Muffe 94 des Absperrbolzens 64 liegt. Die Montageplatte ueist eine zentrische Bohrung 198 auf, durch die sich eine Verbindungsstange 199 erstreckt. Das Ende 2o1 der Verbindungsstange ist mit einem Geuinde versehen und ueist eine ein komplemetäres Gewinde aufweisende nutter 2o2 auf. Eine andere diskusförmige Montageplatte 2o3 ist am anderen Ende der stapelmäQigen Bolzenanordnung angeordnet und liegt an dem freien Ende des Kopfstückes 119 an. Die Montageplatte 2o3 ueist eine zentrische Bohrung 2o4 auf, durch die das andere Ende 2o5 der Verbindungsstange 199 vorragt, das ein Geuinde und eine aufgeschraubte Mutter 2o6 aufweist

Die stapelmäßige Bolzenanordnung kann in folgender Weise zusammengesetzt uerden: Die Bolzen 64, 66 und 67 und die Buchse 91 weisen ursprünglich keine Bohrungen für die Abscherstifte 95, 112 und 11o auf. Die Buchse 91 wird mit ihrem O-förmigen Ring 96 in den Muffenteil 94 des Absperrbolzens 64 eingepaßt. Der Reil 111 mit reduziertem Durchmesser des Absperrbolzens 64 wird mit seinem D-fü reinigen Ring 113 in die Muffe 1o8 des Anschlagbolzens 66 eingesetzt, wobei die Ringfläche 2o7 des Absperrbolzens in Anlage mit der zusammenwirkenden Ringfläche 2o8 des Anschlagbolzens steht. Der Kopfteil 1o9 des Anschlagbolzens 66 wird dann zusammen mit seinem¹ O-förmigen Ring 1oo in die Muffe 117 des Bolzens 67 der ersten Zementierstufe eingesetzt. Die zusammenuirkenden Ringflächen 2o9 und 211 am Anschlagbolzen bzw. am Bolzen 67 für die erste Zementierungsstufe uerden aneinanderliegend angeordnet. Darauf uird

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die Uerbindungsstange 199 durch die Anordnung der Bolzen geführt, die P)ontageplatten197 und 2o3 uerden auf der Uerbindungsstange angebracht, und die Muttern 2o2 und 2o6 uerden auf die Enden der Uerbindungsstange aufgeschraubt und zum Zusammenhalten der Anordnung angezogen. Hierauf uerdendie Bohrungen für die Abscherstifte 95, 112 und 11o gebohrt und letztere in die entsprechenden Löcher eingesetzt.

UiG aus den Fig. 1o und 11 hervorgeht, uird die fertiggestellte, stapelmäGige Anordnung der Bolzen zum Lagern oder Verladen in einem l/erschlag 212 verpackt, der eine untere Hälfte 213 und eine obere Hälfte 214 aufweist, die identisch ausgebildet sind. Die untere Hälfte ueist eine langgestreckte, rechteckige Bodenplatte 215 und zuei einander gegenüberliegende, aufrechtstehende Seitenplatten 216 und 217 auf, die mit der Bodenplatte geeigneterueise einstückig verbunden sind. Endplatten 218 und 219 sind füu die untere Hälfte des UerschLlages vorgesehen. Ein Abstandselement 211 ist am linken Ende der unteren Hälfte des Uerschlages vorgesehen, uie aus Fig. 1o hervorgeht. Das Abstandselement liegt an der Montageplatte 197 der stapelmäGigen Bolzenanordnung an und verhindert eine Bewegung der letzteren nach links. Eine Kerbe 222 ist an dem Abstandselement eingeschnitten, um das Ende der Uerbindungsstange 199 und die nutter 2o2 aufzunehmen. Ein ähnliches Abstandselement oder Tragelement 223 ist am rechter Hand gelegenflen Ende der unteren Platte des Verschlages vorgesehen, und steht mit der Piontageplatte 2o3 in Berührung, um eine Bewegung der stapelmäßigen Anordnung nach rechts zu verhindern. Eine Kerbe 224 ist in dem Abstandselement 224 vorgesehen, um das Ende der Verbindungsstangen und die Mutter 2o6 aufzunehmen.

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Eine zentrische Trennwand 225 ist zwischen der Bodenplatte 215 und den Seitonwänden 216 und 217 angeordnet. Die Trennwand ueist eine halbkreisförmige Kerbe 226 auf, die profilmäßig dem Anschlagbolzen 66 angepaßt ist, um letzteren wiegenmäßig aufzunehmen. Eine ähnliche Trennuand 227 trägt die Ruffe 94 des Absperrbolzens In gleicher Ucise ist eine andere Trennuand 228 angeordnet, um den Bolzen 67 für die erste Zementierstufe zu tragen.

Die obere Hüflte 214 des Verschlages ist auf der unteren Hälfte 213 angeordnet, uie aus Fig. 11 hervorgeht, und eine Anzahl Stahlbänder 229a, 229b, 229c und 229d sind um den Verschlag herum geführt, festgezogen und mittels Spangen 231a, 231b, 231c und 231d befestigt.

Die Verbindungsstange sorgt für eine zusammengefügte, stapelmässige Bolzenanordnung und hält Spannungen im wesentlichen von den Abscherstiften fern. Der Verschlag 212 stützt mit §änen Trennwänden und Abstandselementen die stapelmäßige Bolzenanordnung in solcher O/eise, daß ein Biegen und Verschieben der Bolzenanordnung in Längsrichtung verhindert wird und damit eine Beschädigung der Abscherstifte ausgeschaltet werden. Die Verbindungsstange uird aus der stapelmäßigen Bolzenanordnung entfernt, bevor die Anordnung in den unteren Abschnitt 63 der den Bolzen abschließenden Spindel bei Vorbereitung der Zementierung einer Stufe angepaßt

Antriebselemente oder Verschlußeinrichtungen für die verschiedenen Bolzen der stapelmäßigen Bolzenanordnung 27 sind in Fig. 8 dargelegt, und zwar ein Antriebselement 232 für den Bolzen 67, ein Antriebselement 233 für den Anschlagbolzen 66 und ein Antriebs-

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element 24 3 für den Absperrbolzen 64.

Das Antriebselement 232 ist im Seitenriß der Fig. 8 gezeigt und ueist die Form eines Wurfspießes auf. In Fig. 4C ist das Antriebselement 232 im Längsschnitt und die Dnhrung des Bolzens 67 der
ersten Zementierstufe eingesetzt gezeigt. Das Antriebselement ueist einen Hetallkörper 235 auf, vorzugsweise aus einem leichten bohrbaren Material uie Aluminium r'sr einer Magnesiumlegierung. Der Körper besitzt einen Schaft 236, einen Flansch 237, der in die Bohrung 122 des Bolzens 67 geeigneterueise einsetzbar ist und auf einen Sitz 238 in der Bohrung 122 zur Anlage kommt, und einen
Kopfteil 238, der in engem Gleitsitz in einem Abschnitt 241 von reduziertem Durchmesser der Bohrung aufgenommen werden kann, um das Antriebselement bei seiner Einführung mit dem Bolzen 67 in
Ausrichtung zu halten. Ein elastomerer EinheitsauGenteil 242 ist mit dem Schaft 236 verbunden. Der Außenteil ueist eine vordere
Abstreifkappe 243 in Nähe des Flansches 237 und eine rückwärtige ;

Abstreifkappe 244 am hinteren Ende auf. Zwischen den Abstreifkap-: pen 243 und 244 ist eine Dichtungshohlform 245 mit wesentlich klejL« neremDurchmesser als die Abstreifkappe vorgesehen. Die Abstreifkapnen und die Dichtungshohlform erstrecken sich nach außen und nach rückwärts von einem in Längsrichtung verlaufenden Teil 246 und elastomeren AuGenteils 242 aus.

Die Abstreifkappen weisen gleichen Durchmesser auf, der etwas
größer als der Innendurchmesser des Bohrgestängestranges 33 und dazu geeignet ist, eine gut laufende Dichtung mit den Innenuandungen des Bohrgestängestranges zu bilden und die Innenuandungen abzustreifen, wenn sie im Bohrgestänge nach unten gepumt uerden.

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Die Abstreifkappen ermöglichen auch ein Pumpen des spießförmigen Antriebselementes durch die Bohrungen des Universalwerkzeuges 53, der Spindelabschnitte 59 und 63 und der Bolzen 64 und 66 souie ein Abstreifen dieser Bohrungen.

Uenn das spießförmige Antriebselement in den Bolzen 67 der ersten Zementierstufe eingesetzt worden ist, dessen Bohrung einen kleineren Durchmesser als die Bohrung des Bohrgestängestranges aufweist, werden die Abstreifkappen nach rückwärts in einem solchen Ausmaß geklappt, daß sie die geriffelte Form eines zusammengeklappten Regenschirms erhalten und keine sehr wirksame Dichtung mit der Bohrungswandung 122 des Bolzens der ersten Zementierstufe bilden.

Das Abdichtungshohigefäß 245 weist einen etwas größeren Durchmesser als die Bohrung 122 auf und sie kann ein wenig in der Bohrung ohne Verdrehung und damit ohne beträchtliche Riffelung zusammengepreßt werden. Auf diese Ueise bildet das Abdichtungshohigefäß eine wirksame Abdichtung in der Bohrung 122. Uie aus Fig. 4C hervorgeht, ist das Abdichtungshohigefäß 245 nach rückwärts im Abstand vom Fuß der vorderen Abstreifkappen 243 weit genug entfernt angeordnet worden, um ein Zusammenklappen der letzteren in den längsverlaufenden Gummiteil 246 ohne ein wesentliches Überlappen des Abdichtungshohlgefäßes 245 undein Unterbrechen der Dichtung zwischen letzterem und der Bohrung 122 zu gewährleisten. Folgend« beispielhafte Abmessungen seien angeführt: Bei einem Innendurchmesser des Borgestänges 33 von 3 5/8 inch. (3 5/8 . 25,4 mm) und einem Innendurchmesser der Bohrung 122 des Bolzens der ersten Zementierstufe von 2 inch (2 · 25,4 mm) können der Außendurchmesser der Abstreifkappen 243 und 244 4,75 inch (4,75 . 25,4mm)

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und der AuGendurchmesser des Abdichtungshohlraumes 245 2,25 inch

(2,25 . 25,4 mm) betragen.

Das Antriebselement 233 für den Anschlagbolzen 66 und seine Zusammenuirkung mit letzterem gehen aus den Fig. 8, 9 und 4A hervor. Insbesondere zeigt Fig. 9 den Anschlagbolzen 66 vor dem Bohren von Bohrungen für die Abscherstifte 11o und 112. Der Gehäuseteil 1o7 ist rohrförmig ausgebildet und zur Aufnahme des Antriebselementes 233 in der Bohrung geeignet, uie aus Fig. 4A hervorgeht. Das Antriebselement ueist einen Kopf 247, einen Schaft 248, einen sich nach unten verjüngenden Teil 249 und eine kegelstumpfförmige Spitze 251 auf. Der Schaft 248 ueist eine Abdichtungsringnut 252 von L-förmigem Querschnitt auf. Der aufrechtstehende Teil 253 der Nut verjüngt sich nach unten und trifft auf den tiefer gelegenen horizontalen Teil 254 der Nut. Ein Dichtungsring 255 aus Gummi oder elastomeren Materials ueist einen entsprechenden L-förmigen Querschnitt auf und ist in der Nut 252 angeordnet. Die Basis 256 des Dichtungsringes ueist denselben AuGendurchmesser uie der Schaft 248 auf und ueitet sich nach oben und nach un4e außen unter Biluung einer Schulter 257, die sich von dem Schaft nach außen erstreckt. An der Basis des Kopfes 247 ist eine Schulter 248 vorgesehen, die sich nach innen verjüngt und den Schaft 248 schneidet.

Die Bohrung des Anschlagzapfens 66 ueist einen Abschnitt 259a, 259b von reduziertem Durchmesser auf, in denen der Schaft 248 des Antriebselementes 233 gleitbar aufgenommen und das Antriebsele ment mit der Bohrung des Anschlagzapfens ausgerichtet werden können. In dem Abschnitt mit reduziertem Durchmesser ist eine

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sich nach unten geuandte Schulter 262 aufueist. Eine zylindrische Senkbohrung 263 ist über dem Abschnitt 259a mit reduziertem Durchmesser vorgesehen, und eine nach oben geuandte, sich verjüngende Schulter264 ist zwischen der zylindrischen Senkbohrung und dem Abschnitt 259a ausgebildet. Die Bohrung des Anschlagbolzens ueist einen ausgeieitnten, zylindrischen Abschnitt 265 auf, der sich vom Abschnitt 259b mit verringertem Durchmesser zum Boden des Bolzens erstreckt. Uenn das Antrieb sei em ent 233 in die Bohrung des Anschlagbolzens66 von oben eingesetzt uird, uie aus Fig. 4A hervorgeht, uird der Kopf 247 in der zylindrischen Senkbohrung 263 aufgenommen, uobei die Schulter 264 zur Anlage kommt und die Abuärtsbeuegung des Antriebselementes arretiert.Der Gummidichtungsring 255 ist in der sich verjüngenden Nut 261 aufgenommen, während die Schulter 257 oben am Dichtungsring unter der Schulter 267 am Oberteil der Nut liegt und das Antriebselement in der Bohrung des Bolzens derart festhält, daß es nicht nach oben entfernt uerden kann. Die sich verjüngenden Teile 249 und 251 des Antriebselementes ragen in den zylindrischen Jeü Anschnitt 265 der Bohrung vor.

Der Anschlagbolzen 66 und das Antriebselement 233 können aus GuG-eisen hergestellt uerden, das eine verhältnismäßig hohe Dichte aufueist und obendrein leichter bohrbar ist. Die hohe Dichte des Antriebselementes 233 ermöglicht ein ziemlich schnelles Fallen des letzteren 'u^ch die Flüssigkeit im Bohrgestängestrang, und die hohe Dichte der Kombination aus Anschlagbolzen und Antriebselement sorgt für eine große Fallgeschuindigkeit durch die Flüssigkeit in dem Bohrrohr. Die leichte Bohrbarkeit des Anschlagbolzens und seines Antriebselementes erleichtert ein Entfernen dieser Elemente durch Bohren aus dem Bohrloch im Anschluß

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an den Zementiervorgang. Hj

Das Antriebselement oder das VerschluGelement 234 für den Absperr bolzen 64 ist im Seitenriß in Fig. 8 und im Längsschnitt in Fig. GQ gezeigt. Das Antriebselement ueist einen Körper 266 aus einem leicht bohrbaren Metall, uie z.B. einer Magnesiumlegierung 268, die gleitbar in der Axialbohrung 1o6 des Absperrbolzens 64 aufgenommen sind. Ein Flansch 269 am Körner ueist eine nach unten geuandte Schulter 271 auf, die gegen eine Schulter 272 in einem axialen Kanal 1o6 zur Anlage kommt, um die Abuärtsbeuegung des Antriebselementes zu begrenzen. Eine Kappenanordnung 273 aus Gummi oder einem elastomeren Material ist in dem Schaft 267 herum geformt und daran souie an der oberen Fläche des Flansches befestigt. Nach oben und nach ajQen· aufgeweitete Kappen 274a 274b und 274 c sind vorgesehen, die gleichen Durchmesser aufweisen und die Innenuandung des Bohrgestängestranges 33 bei ihrer pumpenmäGigen Abuärtsbeuegung bestreichen und entsprechend den Axialkanal 1o6 des Absperrbolzens 64 abdichten, uenn dieser inseine Ruhestellung! gelangt ist, uie sie aus Fig. 6B hervorgeht.

Uie aus Fig. 2 hervorgeht, ueist der Kopf 34 zum Starten des Antriebselementes eine langgestreckte, zylindrische Kammer 275 auf, die nach unten mit der Bohrung des Bohrgestängestranges 33 kommuniziert. Eine leicht entfernbare Kappe 276 ist am Oberteil des Kopfes angeschraubt. Ein Rohrverbindungsstück 277 ist in der Seite des Startkopfes vorgesehen und mit einem nicht dargestellten Pumpensystem zum Pumpen verschiedener Flüssigkeiten in den Kopf und nach unten in dem Bohrgestängestranges verbindbar. Das Antriebselement 232 wird z.B. nach Entfernen der Kappe 276 oben in

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die Kammer 275 eingeführt, worauf die Kappe wieder in Stellung gebracht wird. Das Antriebselement ist lösbar durch einen Zapfenrasten 278 in Stellung gehalten, der in einem Zylinder 279 gleitbar und durch einen Handgriff 281 zurückziehbar ist, um das Antiebselementjzu lösen und es in die Flüssigkeit in der Kammer 275 fallen zu laäsen. Jeder geeignete Startknopf kann verwendet werden, wie z.B. einer, der gleichzeitig drei Bolzenantriebselemente aufnimmt.

Nachfolgend wird die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum stufenmäßigen Zementieren beschrieben. Die Vorrichtung wird zusammengebaut und in dem Bohrloch angeordnet, wie aus den Fig, 1, 2, 3A 3B und 3C hervorgeht.

Die Pumpenanordnung ist mit einer Rohrverbindung 277 verbunden und das Bohrloch kann zum Zementieren vorbereitet werden, indem eine saubere Abbindeflüssigkeit nach unten durch das Bohrgestänge und eine stapelmäßige Bolzenanordnung, den Bohrrohrstrang , nach außen durch däe schuhförmige Element und nach oben in den Ringraum und das Standrohr gepumpt wird, um Bohrschlamm aus dem Bohrloch zu spülen.

Darauf wird Zementschlämme einer ersten Stufe, clrrrn Volumen der-* art berechnet worden ist, daß der Ringraum vom Boden der Bohrung bis zu einem Niveau unmittelbar unterhalb der Öffnungen 139, 141 der Zementierstufe gefüllt wird, im Bohrgestänge nach unten gepumpt, worauf eine Verdrängung einer Flüssigkeit, wie z.B. von Wasser, folgt. Wenn der letzte Teil der Zementschlämme der ersten Zementierstufe durch den Startkopf 34 für das Antriebsele-

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ment strömt, uird die Sperrklinke 278 zurückgezogen, um das spießförmige Antriebselement 232 freizusetzen, das,angetrieben won der Uerdrängungsflüssigkeit der Zementschlämme der ersten Zementierstufe im Bohrgestänge 33, folgt und bei seiner Beuegung die Innenuandung des Bohrrohres von haftender Zementschlämme säubert. Das Betätigungselement 232 ist von socher Größe, daß es durch die Öffnung des Universallaufuerkzeuges, durch die Spindel 58, durch den Axialkanal 1o6 in dem Absperrbolzen 64 und durch den Kanal 115 des Anschlagbolzens durchzutreten vermag und an dem Sitz 230 in der Bohrung 122 des Bolzens der ersten Zementierstufe zur Anlage kommt, um die Bohrung zu verschließen. Der induzierte Uruckimpuls in der Verdrnngungsf lüssigkeit hinter dem Antriebselement 232 uird bei seinem plötzlichen Anlegen durch die Zusammenpressung der Luft in der Saugkammer 65 derart gefedert, daß der Bolzen der ersten Zementierstufe nicht von dem Anschlagbolzen lose gBrüttelt uird. Der Pumpendruck auf die Verdrängungsflüssigkeit uird auf einen Uart vergrößert, bei dem die Abscherstifte abgeschert uerden, um den Bolzen der ersten Zementierstufe won dem Anschlagbolzen zu lösen. Der Anschlagbolzen uird zusammen mit seinem Antriebselement durch ueiteres Pumpen der Verdrängungsflüssigkeit im Bohrrohrstrang nach unten verdrängt, bis der Bolzen der ersten Zementierstufe auf eine Manschette zur Anlage kommt, uiet aus Fig. 4C hervorgeht. In dieser Stellung dichten die Flanschelemente 126 des Bolzens der ersten Zementierstufe die obere Fläche 282 der Schuimmanschette ab. Hierdurch uird ein An-"t^i gen der Γ ump£ r.rirucks beuirkt, uas anzeigt, daß die Zementschlämme 283 der ersten Stufe in den Ringraum verdrängt uorden ist, uie in denFig. 4C und <B zu sehen ist. Die Gummiflansche der ersten Zementierstufe

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gestängestrang die Wandung des letzteren von Zementschlämme gesäubert. Die Pumpen können jetzt angehalten werden, worauf die Kugelventile 188 und 194 in Anlage mit ihren entsprechenden Ventilsitzen 184 und 195 bewegt werden, um jeden merkbaren Rückfluß der Zementschlämme aus dem iäek ringförmigen Raum in den Bohrrohrstrang zu verhindern und um die Zementschlämme der ersten Zementierstufe in dem ringförmigen Raum in Stellung zu halten, bis sie abgebunden ist.

Die Zementschlämme der zweiten Zementierstufe kann in dem ringförmigen Raum über der Zementschlämme für die erste Stufe in Stellung gebracht werden. Hierbei ist es notwendig, die Öffnungen 139 und 141 der Zementierstufe zu öffnen, wie in den Fig. 3B und 4B gezeigt ist, und die Bohrung des Bohrrohres unter diesen Öffnungen zu verstopfen. Um dies durchzuführen, IaGt man das Antriebselement für den Anschlagbolzen oder eine Stange 233 des Anschlagbolzens durch den Startkopf 34 des Antriebselementes in die Säule der Verdrängungsflüssigkeit in dem Bohrgestänge und dem Bohrrohr fallen. Die STange bewegt sich durch eigene Schwere durch die statische Säule der Verdrängurrpflüssigkeit in dem Bohrgestängestrang nach unten und durch die Spindel 58, die den Bolzen abschieGt, dann durch den Axialkanal 1o6 des Absperrbolzens 64 und in den Kanal 115 des Anschlagbolzens 66. Pumpendruck wird dann auf die Verdrängurr^flüssigkeit aufgebracht, um die Anschlagstange in dem Anschlagbolzen der Schulter 258 des Kopfes 247 anzusetzen, die an der Schulter 264 in dem Anschlagbolzen anliegt, wobei der Dichtungsring 255 sich in abdichtender Beziehung mit der sich nach unten verjüngenden Nut 261 befindet und den Kanal 115 verschlieGt. Der Pumpendruck wird beträchtlich vergrößert, um

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die Abscherstifte 112 abzuscheren und um den Anschlagbolzen 66 mit seinem Antriebselement 233 von dem Absperrbolzen 64 zu lösen, uie aus Fig. 4A hervorgeht.

LJenn der Anschlagbolzen und sein Antriebselement gestartet worden sind, werden die Pumpen angehalten und der Anschlagbolzen und sein Antriebselement können als Einheit durch die Verdrängungsflüssigkeit im Bohrstrang in die weitere Hülse 158 der Manschette 127 der Zementierstufe fallen, wie aus Fig. 5B hervorgeht. Der Anschlagbolzen wird in der unteren Hülse in seiner Bewegung angehalten, wenn der sich verjüngende Dichtungsring 114 des Anschlagbolzens von der abgeschrägten Oberfläche 168 oder dem Sitz in der unteren Hülse geschlossen wird. Der Pumpentrick wird auf die Verdrängungsflüssigkeit aufgebracht, um die Abscherstifte 159 abzuscheren und um der untern Hülse zu gewährleisten, sich nach unten in die in Fig. 5B gezeigte Stellung zu bewegen, um die Öffnungen 139 und 141 der Zementierstufe zu öffnen. Uenn die Öffnungen geöffnet uorden sind, werden die Pumpen angehalten.

Das erforderliche Volumen der Zementschlämme der zweiten Zementierstufe wird in den Startkopf 34 für das Antriebselement durch die Rohrverbindung 277 gepumpt, gefolgt von der Verdrängungsflüssigkeit, z.B. von Wasser, für die zweite Zementierstufe. Das An- ; triebselement 234 für den Absperrbolzen 64 wird, wenn das Antriebbelement zuvor in den Startkopf gebracht worden ist, in einer ; Grenzschicht zwischen der Zementschlämme für die zweite Stufe und der letzterer folgenden Verdrängungsflüssigkeit der zweiten Stufe gelöst. Das Pumpen wird fortgesetzt, um das Antriebselewent 234 in dem Bohrgestängestrang 33 nach unten durch den Kanal 284

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in dem Univ/ersallaufuerkzeug 53, durch die Spindel 58, und in den Axialkanal 1o6 des Absperrbolzens 64 zu treiben. Das Antoebselement 234 legt sich an der Schulter 272 in den Kanal 1o6 des Absperrbolzens unter Schließung des Kanals an. Der in der Verdrängungsflüssigkeit der zueiten Stufe erzeugte Impulsstoß wird an dem UasserschloG 65 gedämpft, uenn das Antriebselement an der Schulter 272 zur Anlage kommt. Der Pumpendruck uird vergrößert, um die Abscherstifte 95 abzuscheren und den Absperrbolzen 64 von der Buchse 91 zu trennen, die an dem unteren Spindelabschnitt 63 befestigt bleibt, wie aus Fig. 6A hervorgeht.

Das Antriebselement 234 des Absperrbolzens trennt, uenn er in dem Bohrgestängestrang 33 abwärts gepumpt worden ist, die Verdrängungsflüssigkeit der zweiten Stufe von der Zementschlämme der zueiten Stufe. Das Antriebselement reinigt die Innenwandungen des Bohrgestängestranges von der Zementschlämme.

Uenn der Absperrbolzen 64 zusammen mit einem Antriebselement von der Spindel 58 gestartet worden ist, uird das Pumpen fortgesetzt, um die Zementschlämme 285 der zweiten Stufe nach unten in dem Bohrhrohr und durch die Öffnungen 139, 141 in der Manschette der Zementierstufe und in den Ringraum 57 über der ersten Zementierstufe 283 zu treiben. Der Absperrbolzen wirkt als Kolben, der die zweite Verdrängungsflüssigkeit in Bewegung setzt und die Zementschlämme der zweiten Stufe vorweg treibt. Beim Abwärtsbeuegen im Bohrgestängestrang säubern die Gummikappen 97 des Absperrbolzens die Innenwandungen des Bohrrohrstranges. Flüssigkeit uird zu der Oberfläche vom Ringraum 21 durch Nuten 56 in dem Universalwerkzeug 53 und durch das Standrohr 28 zurückgeführt.

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Uenn der Absperrbolzen die Manschette 127 der Zementierstufe erreicht, ist die Zementschlämme der zueiten Stufe in dem Ringraum 57 in Stellung gebracht uorden. Der Absperrbolzen veranlaßt die obere Hülse, die Zementieräffnungen 139, 141 zu schließen. Diese Öffnungen sind in ihrer geöffneten Stellung -fin Fig. 5B und in ihrer geschlossenen Stellung in Fig. 6B gezeigt. Der Anschlagbolzen kommt auf der oberen Hülse 169 der Manschette der Zementierstufe zur Anlage, wobei der Dichtungsring 1o5 des Absperrbolzens gegen die Abschrägung 173 der Hülse eine Dichtung bildet. Der Pumpendruck wird gesteigert, um die Abscherstifte 172 abzuscheren und die obere Hülse nach unten in Anlage an der unteren Hülse 158 zu bewegen und um die öffnungen 139, 141 zu schließen, wie aus Fig. 6B hervorgeht.

Ein weiteres Ansteigen des Pumpendruckes läßt die Absperrhülse aus ihrer in Fig. 5B gezeigten Stellung nach unten in die in Fig. 6B gezeigte Stellung bewegen, um die Öffnungen 139, 141 dauerhaft zu verschließen, so daß sie verschlossen bleiben, nachdem die Bohrung der Manschette der Zementierstufe herausgebohrt uorden ist. Das uird auch durch das Vergrößern des Pumpendruckes derart bewirkt, daß der hydraulische Druck in der zylindrischen Ringkammer 143 für eine auf die Absperrhülse einwirkende, nach unten gerichtete Kraft erzeugt, die ausreicht, um die Abscherstifte 148 abzuscheren und die Absperrhülse in ihre* in Fig. 6B gezeigte, untere Stellung zu bewegen. Beim Abuärtsbewegen kommt die Sperrhülse mit der Arretierhülse 155 in Berührung, werden die Absperrstifte 156 abgeschert und die Arretierhülse aus ihrer Stellung in Fig. 5B in ihre Stellung in Fig. 6B bewegt. Der 0-förmige Ring 154 ist dabei nicht ummantelt und wird unmittelbar darauf uon der Absperrhülse

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ummantelt, um letztere gegen den zentrischen Teil 142 der Manschette 127 abzudichten. Die zylindrische Senkbohrung 157 am Boden der Absperrhülse ermöglicht eine leichte Bewegung letzterer und eine Dichtung gegen den D-förmigen Ring 154. Die Absperrhülse ist in ihrer die Öffnungen verschließenden Stellung durch Eingriff des zweiteiligen Arretierringes 152 in einer der Sperrasten 151 gehalten.

Uenn die Öffnungen 139, 141 geschlossen sind, kann der Zement der zweiten Stufe in dem Ringraum 57 abbinden. Das Universallaufwerkzeug 53 und der Bohrgesträngestrang 33 uerden von dem Aufha'ngegehäuse 54 des Bohrrohres abgeschraubt und durch das Standrohr 20 zurückgeführt. Darauf können die Manschette 127 der Zementierstufe, die auf dem Zement schwimmende Manschette 175 und das schuhförmige Element 192 durchbohrt und weitere Arbeitsvorgänge in dem Bohrloch durchgeführt werden.

Die Abscherstifte 11o halten den Bolzen 67 der ersten Zementierstufe an dem Anschlagbolzen lösbar und sind so ausgelegt, daG der Bolzen der ersten Zementierstufe in Abhängigkeit von einer Kraft, die im wesentlichen geringer als die Kraft ist, die zum Abscheren der Abscherstifte 112 und zum Abschießen des Anschlagbolzens notwendig ist, getrennt und gelöst werden kann. Die Kraft, die zum Abscheren der Abscherstifte 112 erforderlich ist, ist wiederum wesentlich kleiner als die Kraft, die die Abscherstifte 95 wirks-.n zerbricht, die r'cn Absperrbolzen 64 an der Buchse 92 lösbar festhalten. Entsprechend kann der Bolzen 67 der ersten Zementierstufe ohne Abscheren der Abscherstifte 112 und 95 gestartet uerden.Darauf wird er Anschlagbolzen 66 ohnen Abscheren der Abscherstifte

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95 gestartet, anschließend kann der Absperrbolzen gestartet uerf J G η.

Andere lösbare Einrichtungen als Abscherstifte können zur lösbaren Befestigung eines oder mehrerer Bolzen in der stapelmäßigen Bolzenanordnung 27 veruendet uerden. So ist z.B. ein doppelter Klemmringauslösemechanismus aus der US-Patentschrift 3 915 226 bekannt, der anstelle von Abscherstiften veruendbar ist.

Ferner können auch andere Antriebs- und Verschlußelemente als die in Fig. 8 dargestellten veruendet uerden, z.B. vorteilhafterueise massive Kugeln oder Kugeln aus elastomeren Material.

Als vorteilhaft hat sich insbesondere die Veruendung eine Fallstabes erwiesen, um den Anschlagbolzen abzuschießen, ueil ein Fallstab lange nach Instellungbringen des Zements der ersten Stufe im Ringraum veruendet uerden kann. Uurfspießförmige oder andere abuärtspumpende Verschlußelemente können anstelle des Fallsta-; bes veruendet uerden, um den Anschlagbolzen zu starten, uobei diej

zeitliche Abstimmung so sein muß, daß der Anschlagbolzen unmittelj-

bar vor einem Zeitpunkt eingeführt uerden muß, bevor der Bolzen

der ersten Zementierstufe die Öffnung 185 in der Schuimmanschett 175 schließt.

Hg /ho

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Leerseite

Claims (1)

1. 2721779

   Patentansprüche

   1. Vorfahren zum stufenmäQigen Einzementieren eines zusammengesetzten Bohrrohrstranges in einem im Meeresboden befindlichen Bohrloch, gekennzeichnet durch die Werfahrensschritte:

   A) Herabsenken eines zusammengesetzten Bahrrohrstranges in ein im Meeresboden befindliches Bohrloch, uobei der Bohrrohrstrange« versehen uird mit einer

   a) Öffnungseinrichtung für die erste Zementierstufe, die das Innere des zusammengesetzten Bohrrohrstranges mit der Auüenseite oes letzteren verbindet und von einer Bolzeneinrichtung der ersten Zementierstufe verschließbar ist, und

   b) mit einer anfänglich geschlossenen, rohrförmigen Öffnungseinrichtung einer zueiten Zementierstufe, die zum Werbinden des Inneren des Bohrrohrstranges mit der Außenseite des letzteren dient, uobei die Öffnungseinrichtung der zueiten Zementierstufe über der Öffnungseinrichtung der ersten Zementierstufe angeordnet uird und von einer Anschlagbolzeneinrichtung geöffnet und einer Absperrbolzeneinrichtung verschlossen werden kann;

   B) Aufhängen des zusammengesetzten Bohrrohrstranges im Bohrloch an einer von einem Bohrkopf getragenen Aufhängeeinrichtung,

   C) Einsetzen einer stapelmäßigen Bolzenanordnung in dem Zusammengesetzten Bohrrohrstrang über der Öffnungseinrichtung üer zueiten Zementierstufe, uobei vorgesehen uerden

   709B47/1059 ORIGINAL INSPECTED

   '£ 2721*79

   a) eine rohrförmig?: '-)n I :;.?ne.inrichtung für die erste Zementierstufe, die mit der Innenuanriung des zusammengesetzten üohrrohrstranges zum Säubern im Eingriff steht,

   b) eine rahrfürmige Anschlagbolzeneinrichtung über der BoI-zenninrichtung der ersten Zementierstufe, die im Abstand von der Uandung des zusammengesetzten Bohrrohrstranges angeordnet wird,

   c) eine Einrichtung zum Befestigen der Bolzeneinrichtung der ersten Zementierstufe auf der Anschlagbolzeneinrichtung in axialer Ausrichtung mit letzterer, uobei ein erstes Element vorgesehen uird, das auf eine abucirtsgerichtete Kraft zum Lösen der Bolzeneinrichtung der ersten Zementierstufe der Anschlagbolzeneinrichtung anspricht,

   d) eine rohrförmige Absperrbolzeneinrichtung über der Anschlagbolzoneinrichtung, die mit der Innenuandung des zusammengesetzten Bohrrohrstranges zuecks Säuberung in Eingriff steht,

   e) eine Einrichtung zum Befestigen der Anschlagbolzeneinrichtung in Ausrichtung mit letzterer, uobei ein zueites lösbares Element vorgesehen uird, das auf eine abwärts gerichtete Kraft zum Lösen der Anschlagbolzeneinrichtung von der Absperrbolzeneinrichtung anspricht,

   f) ein ringförmiges Tragelement,

   g) eine Einrichtung zum Befestigen der Absperrbolzeneinrichtung auf dem Tragelement in axialer Ausrichtung, damit, uobei ein drittes lösbares Element vorgesehen uird, das

   7 ü 9 B 4 7 / H) b 9 BAD ORIGINAL

   -M-

   auf eine abuärts gerichtete Kraft zur Lösung der Absperrbolzeneinrichtung von dem Tragelement anspricht und

   h) eine kontinuierliche, flüssigkeitsdichte Leitung, die von dem ringförmigen Tragelement, der Absperrbolzeneinrichtung, der Anschlagbolzeneinrichtung und der Bolzeneinrichtung für die erste Zementierstufe bestimmt wird;

   L)) Lagern des Tragelements gegen eine Abwärtsbewegung in dem zusammengesetzten Bohrrohrstrang;

   E) Verbinden des Tragelements über einen Bohrgestängestrang

   mit einer Zementiereinrichtung nahe der Wasseroberfläche Über dem Bohrkopf, uobei eine Flüssigkeit durch den Bohrgestängestrang, die Leitung und den zusammengesetzten Bohrrohrstrang gepumpt wird;

   F) Pumpen einer Zementschlämmenmenge für die erste Stufe, Nachführen eines ersten Antriebselementes und Werdrängen von Flüssigkeit durch das Bohrgestänge, das ringförmige Tragelement, die Absperrbolzeneinrichtung, die Anschlagbolzeneinrichtung und die Bolzeneinrichtung der ersten Zementierstufe, bis das erste Antriebselement einrastet und die Bohrung der Bolzeneinrichtung der ersten Zementierstufe verstopft;

   G) fortlaufendes Pumpen von Verdrängungsflüssigkeit und damit Aufbringen eines Drucks auf die eine verstopfte Bohrung aufueisende Bolzeneinrichtung der ersten Zementierstufe, um ihre Lüsung und Verschiebung nach unten in dem zusammengesetzten

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   Bohrrohrstrang, durch die Öffnungseinrichtung der zweiten Zementierstufe hindurch und in eine die Öffnungseinrichtung der ersten Zementierstufe verschlieGende Stellung zu bewirken, um dadurch die Zementschlämme der ersten Zementierstufe aus der Öffnungseinrichtung letzterer in den Ringraum zu verdrängen, einen Flüssigkeitsstrom vom zusammengesetzten Bohrrohrstrang durch die Öffnungseinrichtung der ersten Zementierstufe zu blockieren und um ferner eine statische Flüssigkeitssäule in dem zusammengesetzten Bohrrohrstrang und dem Bohrgestänge zu tragen;

   H) Einsetzen eines zweiten Antriebselementes in das Bohrgestänge, das abwärts durch das Bohrgestänge, das ringförmige Tragelement und die zweite Absperrbolzeneinrichtung bewegt wird, bis es einrastet und die Bohrung der Anschlagbolzen verstopft;

   i) Aufbringen eines Flüssigkeitsdrucks auf eine verstopfte Bohrung aufweisende Anschlagbolzeneinrichtung zwecks Freisetzung letzterer;

   3) Fortbewegen der Anschlagbolzeneinrichtung mit verstopfter Bohrung mittels Schwerkraft in dem zusammengesetzten Bohrrohrstrang nach unten in eine Stellung, in der die Öffnungseinrichtung der zweiten Zementierstufe geöffnet wird, wobei die AnschlagtnLzeneinrichtung mit verstopfter Bohrung die Flüssigkeitsströme in den Teil unterhalb der Öffnungseinrichtung in den Teil der zweiten Zementierstufe blockiert;

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   K) Aufbringen eines Flüssigkeitsdrucks auf die Anschlagbolzeneinrichtung bei verstopfter Bohrung, um die Öffnungseinrichtung der zueiten Zementierstufe zu öffnen;

   L) Pumpen einer Zementschlämmenmenge für die zweite Zementierstufe, Nachführen eines dritten Antriebselementes und Verdrängen won Flüssigkeit durch das Bohrgestänge und das ringförmige Tragelement, bis das dritte Antriebselement einrastet und die Bohrung der Absperrbolzeneinrichtung verstopft;

   Pi) fortlaufende Pumpen einer Verdrängungsflüssigkeit durch das Rohrgestänge und Aufbringen dadurch eines Drucks auf die Absperrbolzeneinrichtung bei verstopfter Bohrung, um die um die Absperrbolzeneinrichtung zu lösen und in dem zusammengesetzten Bohrrohrstrang nach unten eine Stellung zu verschieben, in der die Öffnungseinrichtung der zueiten Zementierstufe geschlossen uird und um die Zementschlämmenmenge der zueiten Stufe aus der Öffnungseinrichtung der zueiten Zementierstufe in das Bohrloch zu verdrängen;

   N) Aufbringen von Flüssigkeitsdruck auf die Absperrbolzeneinrichtung bei verstopfter Bohrung, um die Öffnungseinrichtung der zueiten Zementierstufe zu schließen;

   ü) und Abbindenlassen der Zementschlämme in dem Bohrloch.

   2) V/erfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die

   G, die zueite und die dritte lösbare Einrichtung jeweils 709847/1059

   mit Abscherstiften versehen u/erden, die in Abhängigkeit auf auf eine abwärts gerichtete Kraft abscherbar sind zwecks Freisetzung der entsprechenden Bolzeneinrichtung, wobei die erforderliche, abwärts gerichtete Kraft zum Abscheren der Abscherstiftn der zueiten lösbaren Einrichtung größer als die erforderliche, abwärts gerichtete Kraft zum Abscheren der Abscherstifte cfer ersten lösbaren Einrichtung ist, und wobei die erforderliche, abwärts gerichtete Kraft zum Abscheren der Abscherstifte der dritten lösbaren Einrichtung gröOer als die erforderliche, abwärts gerichtete Kraft zum Abscheren der Abscherstifte der zueiten lösbaren Einrichtung ist.

   3. Verfahren nach Anspruch 1, oder 2, dadurch gekennzeichnet, daQ Blockierungen des Bohrrohrstranges ausgebohrt werden.

   4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das dritte Antriebselement jeweils mit ei«- ner wurfspießartigen Einrichtung ausgerüstet werden, die Elemente zum Abstreifen der Wandung des Bohrgestängestranges aufweist.

   5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Antriebselement mit einem zylindrischen Fallstab ausgerüstet ist, dereine Dichte aufweist, die wesentlich größer ist als 1.

   6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch;

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   Α) einen in dem Bohrrohrstrang aufnehmbaren Absperrbolzen (64);

   B) eine erste lösbare Eirichtung (95), die den Absperrbolzen mit einer in den Bohrrohrstrang (26) eingesetzten Spindel (56) verbindet, die einen Längskanal für Zemantierflüssig— keiten aufueist,

   C) einen in dem Bohrrohrstrang aufnehmbaren Anschlagbolzen (66);

   ΰ) eine zueite lösbare Einrichtung (112), die den Anschlagbolzen (66) unmittelbar mit dem Absperrbolzen (64) verbindet;

   E) einen in dem Bohrrohrstrang aufnehmbaren Bolzen (67), der ersten Zementierstufe;

   F) eine dritte lösbare Einrichtung (I1o), die den Bolzen (67) der ersten Zementierstufe direkt mit dem Anschlagbolzen (66) verbindet;

   G) eine Einrichtung, die einen Kanal (io6, 115, 122) durch jeden Bolzen (64,66,67) für die aus dem in Längsrichtung verlaufenden Kanal (88) der Spindel (58) in den Bohrrohrstrang fließende Zementierflüssigkeit bildet;

   H) eine Einrichtung (238) des Bolzens (67) der ersten Zementierstufe, die mit einem ersten Uerschlußelement (232) in der Zementierflüssigkeit zusammenwirkt, den Kanal (122) in dem Bolzen (67) schlieQt und die dritte lösbare Einrichtung (110) in Abhängigkeit vom Druck der Zementierflüssigkeit freisetzt;

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   I) eine Einrichtung (264) des Anschlagbolzens (66), die mit einem zweiten Verschlußelement (233) in der Zementierflüssigkeit zusammenarbeitet, den Kanal (115) in dem Anschlagbolzen (66) verschließt un die zweite lösbare Einrichtung (112) in Abhängigkeit vom Druck der Zementierflüssigkeit freisetzt; und

   J) eine Einrichtung (272) des Absperrbolzens (64), die mit einem dritten Verschlußelement (234) in der Zementierflüssigkeit zusammenarbeitet, den Kanal (io6) in dem Absperrbolzen (64) verschließt und die erste lösbare Einrichtung (95) in Abhängigkeit vom Druck der Zementierflüssigkeit freisetzt.

   7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine «erste Dichtungseinrichtung (loo) zum Abdichten des Bolzens (67) der ersten Zementierstufe gegen den Anschlagbolzen (66), durch eine zweite Abdichtungseinrichtung (113) zum Abdichten des Anschlagbolzens (66) gegen den Absperrbolzen (64), und durch eine dritte Abdichtungseinrichtung (96) zum Abdichten des Absperrbolzens (64) gegen die Spindel (58).

   8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die lösbare Einrichtung eine Abscherstifteinrichtung (95, 112, 11o) aufweist.

   9. Einrichtung nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Absperrbolzen (64) und der Bolzen (67) der ersten Zementierstufe jeweils eine flexible ringförmige Absteiferein-

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   richtung (99, 124) aufweisen, die sich nach auOen erstreckt und die Innenwandung des Bohrrohrstranges säubernd abzustreifen vermag, und daß der Anschlagbolzen (66) einen kleineren Durchmesser als der Bohrrohrstrang (26) aufweist und sich schuerkraftmäßig durch die Zementierflüssigkeit im Bohrrohrstrang (26) fortbewegen vermag.

   10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagbolzen (66) um seinen Außenmantel herum, umfangsmäßig im Abstand zueinander angeordnete Längsnuten aufweist,

   11. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Spannbolzen (199), die sich durch die Kanäle (io6, 115, 122) in den Bolzen (64,66,67) erstrecken, auf die stapelmäßige Bolzenanordnung eine Druckkraft ausüben.

   12. Vorrichtung nach Anspruch 6, mit einem Verschlag, dadurch gekennzeichnet, daß eine Trageinrichtung (225, 227, 228) zur Aussteifung der stapelmäßigen Bolzenanordnung, zum Entgegenwirken von Biegespannungen vorgesehen ist.

   13. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daßder Verschlag (212) eine Trageinrichtung (221, 223) aufweist, die mit der stapelmäßigen Bolzenanordnung in Berührung steht und axialen Beanspruchungen entgegenwirkt.

   14<. Vorrichtungen zur Wontage in einem im Meeresboden befindlichen

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   -yi-

   Bohrloch, gekennzeichnet dadurch:

   A) einen zusammengesetzten Borrohrstrang (26),der von einer Aufh'ingeGinrichtung (55), die won einem Bohrkopf (24) getragen ist, in dem Bohrloch hängend gehalten und durch ein LauFuerkzeug (53) und einen Bohrgestängestrang (33) hindurch mit einer Förder- und Zementiereinrichtung verbunden ist, die oberhalb des Bohrkopfes nahe der Uasseroberflache angeordnet ist;

   B) uobei der Bohrrohrstrang aufweist

   a) eine Öffnungseinrichtung (185, 187) einer ersten Zementierstufe, die das Innere des Borhrohrstranges mit seiner Außenseite verbindet und von einem Bolzen (67) der ersten Zementierstufe verschließbar ist, und

   b) eine anfänglich geschlossene Öffnungseinrichtung (139, 141) einer zweiten Zementierstufe , die das Innere des Bohrrohrstranges (26) mit dem Außenbereich der Öffnungseinrichtung (139, 141) der zweiten Zementierstufe verbindet, die oberhalb der Öffnungseinrichtung (185) der ersten Zementierstufe angeordnet ist, von einem Anschlagbolzen (66) geöffnet werden kann und von einem Absperrbolzen (64) verschließbar ist;

   C) eine Spindel (58), die sich in Längsrichtung in dem Bohrrohrstrang (26) erstreckt und für einen Längskanal (88) sorgt, der mit dem Bohrgestängestrang (33) kommuniziert;

   D) eine erste lösbare Einrichtung (95), die den Absperrbolzen (64) mit der Spindel (58) verbindet;

   E) eine zweite lösbare Einrichtung (112), die den Anschlag-

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   bolzen (66) unmittelbar mit dem Absperrbolzen (64) verbindet;

   F) eine dritte lösbare Einrichtung, die den Stopfbolzen (67) der erstenZementierstufe unmittelbar mit dem Anschlagbolzen (66) verbindet,

   G) einen Kanal (io6, 115, 122), der durch jeden Bolzen (64, 66, 67) führt und Zementierflüssigkeiten aus dem Längskanal der Spindel (58) in den Bohrrohrstrang leitet;

   H) eine Einrichtung (238) des Bolzens (67) der ersten Zementierstufe, die mit einem ersten Verschließelement (232) in der Zementierflüssigkeit zusammenwirkt, den Kanal (122) in dem Bolzen (67) zu verschließen vermag und für eine Freisetzung der dritten lösbaren Einrichtung (110) in Abhängigkeit vom Druck der Zementierflüssigkeit sorgt und den Bolzen (67) dabei im Bohrrohrstrang nach unten beuegt um die Öffnungseinrichtung (185) der ersten Zementierstufe zu verschließen;

   i) eine Einrichtung (264) des Anschlagbolzens (66), die mit einnem zweiten UerschlieQelement (233) in der Zementierflüssigkeit zusammenwirkt, den Kanal (115) in dem Anschlagbolzen (66) zu verschließen vermag, dür eine Freisetzung der zueiten lösbaren Einrichtung (112) in Abhängigkeit von dem Drude der Zementierflüssigkeit sorgt und den Anschlagbolzen (66) im Bohrrohrstrang (26) nach unten beuegt, um die Öffnungsein-; richtung (139, 141) der zweiten Zementierstufe zu öffnen; j

   I und

   3) eine Einrichtung (272) des Absperrbolzens (64), die mit des dritten Verschließelement (234) in der Zementierflüssigkeit zusammenwirkt, den Kanal (io6) in dem Absperrbolzen (64) zu

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   verschließen vermag, für eine Freisetzung der ersten lösbaren Einrichtung (95) in Abhängigkeit vom Druck der Zementierflüssigkeit sorgt und den Absperrbolzen (64) im Bohrrohrstrang(26) nach unten bewegt, um die Öffnungseinrichtung (139, 141) der zueiten Zementierstufe zu verschließen.

   15. Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch Absperrventile (188, 194), die eine Strömung der Flüssigkeit durch die Öffnungseinrichtungen (185, 187) der ersten Zementierstufe von der Außenseite des zusammengesetzten Bohrrohrstranges in sein Inneres verhindern.

   16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die lösbaren Einrichtungen Abscherstifte (95, 112, 11o) aufweisen.

   17. Vorrichtungen danch Anspruch 14, 15 oder 16, dadurch gekennaeijchnejb, daß der Absperrbolzen (64) und der Bolzen (67) der

   ersten Zementierstufe jeweils eine flexible, ringförmige Abstreifeinrichtung (99, 124) aufweisen, die sich nach außen in abstreifenden Eingriff mit der Bohrungswandung des Bohrrohrstranges (26) erstreckt, und daß der Anschlagbolzen (66) einen kleineren Durchmesser als der zusammengesetzte Bohrrohrstrang (26) aufweist und sich schwerkraftmäßig durch die Zementierflüssigkeit im Bohrrohrstrang zu bewegen vermag.

   18.Vorrichtungen nach Anspruch 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet,

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   daß der Anschlagbolzen um seinen AuQenmantel herum umfangsmäßig im Abstand angeordnete Längsnuten (196) aufweist.

   19. Vorrichtungen nach Anspruch 14 bis 18, gekennzeichnet durch ein die Spindel (65) umgebendes UasserschloG (65) und durch einen Flüssigkeitskanal (87), der das Wasserschloß (65) mit dem Längskanal (88) der rohrförmigen Spindel (58) verbindet.

   20. Vorrichtungen nach einem Anspruch 14 bis 19, gekennzeichnet durch einen Spülkopf (62) in der rohrförmigen Spindel (58).

   21. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der Anschlagbolzen eine Manschette einer Zementierstufe zuecks Öffnung der Öffnungseinrichtung betätigt, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagbolzen aufweist:

   A) ein langgestrgcktes, vertikal einstellbares Gehäuse (io7) mit einem Flüssigkeitskanal (115), der sich in Längsrich tung erstreckt und seinen Einlaß am oberen Ende sowie seinen Auslaß am unteren Ende hat; und

   B) ein in den Flüssigkeitskanal (115) vom Einlaßende her einsetzbares Antriebselement (233), das mit dem Gehäuse zusammenwirkt und eine Flüssigkeitsströmung durch den Kanal zu blockieren vermag; wobei

   C) das Antriebselement (233) und das Gehäuse (io7) eine hohe Dichte aufweisen, so daß sie sich schwerkraftsmäöig durch eine über der Manschette (127) der Zementierstufe befind liche Flüssigkeit beuerjen k'jnnen, die eine geringere

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   Dichte aufueist.

   22. Vorrichtungen nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch Anschlagelemente (258, 264) am Gehäuse (io7) und an den Antriebselementen (2133), die in dem Flüssigkeitskanal an einer Stelle zuecks Blockierung des Flüssigkeitsstromes zusammenwirken können.

   23. Vorrichtungen nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch Dichtungselemente (255, 261), an dem Gehäuse (io7) und an dem Antriebselement (233), die wechselseitig zusammenwirken, wenn das Antriebselement sich an der genannten Stelle befindet, um eine statische Abdichtung im Flüssigkeitskanal zwischen dem Gehäuse und dem Antriebselement zu bewirken.

   24. Vorrichtung nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch zusammenwirkende Verriegelungselemente (262, 257) an dem Gehäuse (io7) und an dem Antriebselement (233), die in Eingriff bringbar sind , wenn sich das Antriebselement an der genannten Stelle befindet, um ein Entfernen des Antriebselementes nach oben vom Gehäuse zu verhindern.

   25. Vorrichtungen nach einem der Ansprüche 21 bis 24, gekennzeichnet durch Einrichtungen am unteren Ende des Gehäuses (io7), die mit einer teilbaren Einrichtung (Ho) zusammenwirken kann, die von der Bolzeneinrichtung (67) der ersten Zementierstufe getragen ist und für eine lösbare Lagerung der Bolzeneinrichtung (67) am Gehäuse (io7) sorgt, um letztere mit dem Flüssig-

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   keitskanal (115) zu verbinden.

   26. Vorrichtung nach Anspruch 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, da3 das erste Antriebselement (233) einen zylindrischen Fallstab aufweist, der den Flüssigkeitskanal (115) im wesentlichen ausfüllt, wenn es mit dem Gehäuse (io7) zusammenwirkt, um den Flüssigkeitsstrom durch den Kanal (-115) zu blockieren.

   27. Vorrichtung nach Anspruch 6, mit einem uurfspießförmigen Antriebselement, das in die Bohrung eines Hohlbolzens zuecks Blockierung einer Flüssigkeitsströmung einzudringen vermag, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement aufweist ein langgestrcktes Gehäuse (235), mindestens ein ringförmiges flexibles Abstreifelement (243, 244), das sich in Querrichtung vom Gehäuse erstreckt und ein ringförmiges, flexibles Dichtungselement (245), das sich in Querrichtung vom Gehäuse (235) erstreckt und das Antriebselement in der Bohrung des Hohlbolzens zuecks Blockierung der Flüssigkeitsströmung durch die Bohrung abdichtet, wobei mindestens ein Abstreifelement (243) einen Durchmesser aufweist, der größer als der Durchmesser des Dichtungselementes (245) ist, und wobei letzteres in Längsrichtung von mindestens einem flexiblen Abstreiferelement (243) im Abstand derart angeordnet ist, daß das Abstreif ereJanent gegen das Gehäuse (235) faltbar ist ohne mit ; dem Dichtungselement (245) in Eingriff zu kommen, und wobei mindestens ein flexibles Abstreiferelement (243) vor dem Dictv· tungselement (245) in Richtung des Eindringens des Antriebselements in die Bohrung des Hohlbolzens angeordnet ist.

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   28. Vorrichtung nach Anspruch 27, gekennzeichnet durch ein weiteres flexibles Abstreifelement (244), daß sich in Querrichtung vom Gehäuse (235) erstreckt und einen Durchmesser aufweist, der im wesentlichen gleich dem Durchmesser mindestens eines Abstreifelementes (243) ist, und daß das weitere Abstreifelement (244) rückwärts vom Dichtungselement (245) angeordnet ist.

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