DE2841687C2

DE2841687C2 - Zirkulationsventilgerät für einen Bohrloch-Prüfstrang

Info

Publication number: DE2841687C2
Application number: DE2841687A
Authority: DE
Inventors: Robert Terrell Evans; David Lee Duncan Okla. Farley
Original assignee: Halliburton Co
Current assignee: Halliburton Co
Priority date: 1977-10-27
Filing date: 1978-09-25
Publication date: 1986-10-16
Also published as: ES474094A1; NO156182C; ES481105A1; GB2006853A; NL7808790A; BR7806406A; JPS54145301A; US4113012A; AU4102178A; JPS5720477B2; NL188763B; AU518872B2; DK477078A; CA1094943A; IT1099933B; NO156182B; NO783621L; NL188763C; DE2841687A1; GB2006853B

Description

Die Erfindung betrifft ein Zirkulationsventilgerät für einen Bohrloch-Prüfstrang, der einen axialen Strömungskanal aufweist und sich in einem Bohrloch von der Erdoberfläche zu einer zu einer zu untersuchenden Formation erstreckt, enthaltend:
ein rohrförmiges Gehäuse mit einer Axialbnhrung, das in den Prüfstrang einbaubar ist, wobei die Axialbohrung mit dem Strömungskanal des Prüfstranges in Verbindung steht, und das eine Zirkulationsöffnung aufweist, welche eine Druckmittelverbindung zwischen dem Bohrloch außerhalb des Gehäuses und der Axialbohrung herstellt,

Zirkulationsmittel, die gleitbeweglich in der Axialbohrung geführt und zwischen einer ersten Stellung, in welcher sie eine Druckmittelverbindung durch die Zirkulationsöffnung zu der Axialbohrung verhindern, und einer zweiten Stellung beweglich sind, in welcher die Zirkulationsöffnung geöffnet und eine Druckmittelverbindung durch die Zirkulationsöffnung zu der Axialbohrung freigegeben ist,

eine Antriebshülse, die in der Axialbohrung gleitbeweglich geführt ist,

einen Kolben auf der Antriebshülse, der auf Druckänderungen in dem Bohrloch anspricht und durch den die Antriebshülse bewegbar ist,

Bctätigungsmittel zwischen der Antriebshülse und dem rohrförmigen Gehäuse, durch welche dem Kolben eine solche Vorspannung erteilt wird, daß die Antriebshülse in der letzten Stellung zu halten ist, in welche die Antriebshülse unter dem Einfluß der Änderungen des Bohrlochdrucks bewegt worden ist, und
mit der Antriebshülse wirkverbundene Fortschaltmittel, mittels derer die Zirkulationsmittel durch eine vorgegebene Anzahl von Schaltschritten von der ersten in die zweite Stellung verstellbar sind.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Untersuchen einer Erdformation unter Verwendung eines in ein Bohrloch abgelassenen Prüf Strangs, der sich von der Erdoberfläche zu der zu untersuchenden Formation erstreckt und der ein ein Prüfventil zum öffnen und Schließen eines axialen Strömungskanals durch den Prüfstrang in Abhängigkeit von Druckänderungen in dem Bohrloch außerhalb des Prüfstrangs enthält und oberhalb des Prüfventils Zirkulationsmittel mit Fortschaltmitteln, die die Zirkulationsmittel bis zu einer vorgegebenen Anzahl von Schaltschritten geschlossen halten und danach öffnen, mit den Verfahrensschrittert:

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rvuacniiGii uca ι t uiau auga tu uaa lfvjih ivsi.ii,

Setzen eines Packers am Ende des Prüfstrangs zum Isolieren der Formation gegenüber dem Ringraum des Bohrlochs zwischen der Wandung des Bohrlochs und dem Prüfstrang,

Erhöhen des Drucks in dem Ringraum,
Öffnen des Prüfventils im axialen Strömungskanal des Prüfstrangs durch diese Druckerhöhung, wodurch eine Druckmittelverbindung von der Formation durch den axialen Strömungskanal des Prüfstrangs zur Erdoberfläche hin freigegeben wird.

Entlasten des Ringraums von der Druckerhöhung,
Schließen des Prüfventils durch die Druckentlastung zum Einschließen der Formation,
Fortschalten der Zirkulationsmittel durch Wiederholen der Schritte der Druckerhöhung und der Druckentlastung zur Durchführung eines Formations-Untersuchungsprogramms,

öffnen der Zirkulationsmittel durch Druckentlastung nach einer vorgegebenen Zahl von Wiederholungen,

Zirkulieren von Flüssigkeit durch den Ringraum, die offenen Zirkulationsmittel und den axialen Strömungskanal in dem Prüfstrang zum Verdrängen von Flüssigkeit aus dem Prüfstrang zur Erdoberfläche hin.

Beim Niederbringen einer Ölbohrung wird das Bohrloch mit einer Flüssigkeit gefüllt, die als Bohrschlamm bezeichnet wird. Ein Zweck dieses Bohrschlammes besteht darin, in einer angeschnittenen Formation alle Flüssigkeiten zurückzuhalten, die sich dort befinden können. Um diese Formationsflüssigkeiten zurückzuhalten, ist der Bohrschlamm mit verschiedenen Zusätzen so schwer gemacht, daß der hydrostatische Druck des Bohrschlammes in der Tiefe der Formation ausreicht, um die Formationsflüssigkeit innerhalb der Formation zu haken und einen Austritt dieser Formationsflüssigkeit in des Bohrloch zu verhindern.
Wenn die Produktionsmöglichkeiten der Formation untersucht werden sollen, wird ein Prüfstrang in das Bohrloch bis zur Tiefe der Formation abgesenkt, und die Formationsflüssigkeit wird in den Prüfstrang in einem gesteuerten Prüfprogramm eingelassen. Im Inneren des Prüfstrangs wird beim Absenken in das Bohrloch ein geringerer Druck aufrechterhalten. Das geschieht üblicherweise dadurch, daß ein Ventil in der Nähe des unteren Endes des Prüfstrangs geschlossen gehalten wird. Wenn die Prüftiefe erreicht ist, wird ein Packer gesetzt, um das Bohrloch abzudichten und somit die Formation gegenüber dem hydrostatischen Druck des Bohrschlammes im Ringraum der Bohrung abzuschließen.

Das Ventil am unteren Ende des Prüfstrangs wird dann geöffnet, und die Formationsflüssigkeit, die frei von dem Gegendruck des Bohrschlammes ist, kann in das Innere des Prüfstrangs fließen.

Das Prüfprogramm enthält Perioden, in denen die Formationsflüssigkeit fließt, und Perioden, in denen die Formation abgeschlossen ist. Während des gesamten Programms werden Druckaufzeichnungen vorgenommen, die später analysiert werden, um die Produktionsmöglichkeiten der Formation zu bestimmen. Gegebenenfalls kann eine Probe der Formationsflüssigkeit in einer geeigneten Probenkammer aufgefangen werden. Am Ende des Prüfprogramms wird ein Zirkulationsventil in dem Prüfstrang geöffnet. Formationsflüssigkeit in dem Prüfstrang wird herausgespült. Der Packer wird gelöst, und der Prüfstrang wird herausgezogen.

Das öffnen und Schließen des Prüfventils durch den Ringraumdruck, wie es in der US-PS 36 84 415 und der US-PS 38 58 085 beschrieben ist, ist insbesondere bei

den der Sicherheit und des Umweltschutzes wünschenswert ist, die Ausblas-Preventer im größtmöglichen Maße wäiirend der Hauptteile der Untersuchung geschlossen zu halten.

Es ist bekannt, das Zirkulationsventil nach einer vorgegebenen Anzahl von öffnungs- und Schließvorgängen des Prüfventils zu öffnen (US-PS 38 50 250). Bei

dieser bekannten Anordnung öffnet das Zirkulationsventil nach einer vorgegebenen Anzahl von Erhöhungen des Ringraumdruckes, wobei der Ringraumdruck auf einen Kolben wirkt und ein inertes Gas in dem Gerät komprimiert, welches als Rückstellfeder wirkt.

Es sind weiterhin Ventile zur Verwendung in Ölbohrungen bekannt, die betätigt werden durch Änderung der Druckdifferenz zwischen dem Druck im Ringraum der Bohrung und dem Druck, der in dem Strömungskanal im Inneren des Rohrstranges herrscht.

Es ist auch ein Produktionsventil bekannt, das von einer ölfördernden Formation zu einer anderen verschiebbar ist durch die Einwirkung von Änderungen des Arbeitsdruckes im Ringraum einer Ölbohrung (US-PS 29 51 538). Das dort beschriebene Ventil enthält eine Kammer, die mit Gas vorbelastet ist und einen Kolben, der die Kammer unterteilt In dem Kolben sind öffnungen vorgesehen. Die Druckanstiege werden durch diese öffnungen entweder durch Zumeßmittel oder Überdruckventile gesteuert, so daß zwischen einem Abschnitt der Druckkammer auf einer Seite des Kolbens und einem Abschnitt der Druckkammer auf der anderen Seite des Kolbens eine resultierende Druckdifferenz auftritt. Diese Druckdifferenz zwischen den Kammerabschnitten bewirkt eine Verschiebung des Gerätes von einer ersten Stellung in eine zweite Stellung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zirkulationsventilgerät und ein Untersuchungsverfahren der eingangs definierten Art zu schaffen, bei dem nach einer vorgegebenen Anzahl von Druckerhöhungen und Druckentlastungen im Ringraum und nach der Zirkulation und Verdrängung von Flüssigkeit aus dem Prüfstrang anschließend entweder nochmals ein Prüfprogramm durchgeführt oder eine Behandlung der Ölbohrung durch den offenen Strömungskanal im Prüfstrang ermöglicht wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe vorrichtungsgemäß dadurch gelöst, daß reversierbare Fortschaltmittel vorgesehen sind, mittels derer die Zirkulationsmittel unter Schließung der Zirkulationsöffnung in die erste Stellung zurückverstellbar sind.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird diese Aufgabe durch die nachfolgenden Verfahrensschritte gelöst:

Erhöhen des Druckes in dem Strömungskanai des Prüfstrangs und in dem Ringraum nach dem Zirkulieren der Flüssigkeit und Schließen der Zirkulationsmittel durch diese Druckerhöhung, und

Wiederholen einer vorgegebenen Anzahl von Druckerhöhungs- und Druckentlastungsschritten zur Durchführung eines weiteren Formations-Untersuchungsprogramms.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

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

F i g. 1 zeigt einen schematischen Vertikalschnitt einer Bohrinsel mit einem im Meer liegenden Bohrloch und einer Einrichtung zum Pi üfen einer Formation;

F i g. 2a bis 2e zeigen zusammengesetzt längs der Linien a-a bis d-d ein Zirkulaticnsventilgerät nach der Erfindung;

F i g. 3 zeigt das Innere einer Fortschalthülse, die bei der Erfindung verwendbar ist, wobei die Konstruktion der Schaltzähne gezeigt ist;

Fig.4 zeigt einen Querschnitt der Fortschalthülse, wobei eine andere Ansicht der Schaltzähne erkennbar ist;

Fig.5 zeigt eine Endansicht der Fortschalthülse und zeigt die Schlitze, durch welche die Nasen hindurchtreten können, so daß sie zu den Schaltzähnen gelangen.
Fig. 1 zeigt eine typische Anordnuni» zur Durchführung einer Formationsuntersuchung vor der Küste. Eine solche Anordnung enthält eine Bohrinsel 1, die über einer unter Wasser liegenden Arbeitsstelle 2 stationiert ist. Die Ölbohrung enthält ein Bohrloch 3, welches üblicherweise mit einem Verrohrungsstrang 4 ausgekleidet ist und sich von der Arbeitsstelle 2 zu einer Formation 5 erstreckt. Der Verrohrungsstrang 4 weist eine Mehrzahl von Durchbrechungen an seinem unteren Ende auf, welche eine Verbindung zwischen der Formation 5 und dem Inneren des Bohrloches 6 herstellen.

An der unter Wasser liegenden Arbeitssteile ist der Bohrlochkopf 7 angeordnet, welcher Ausblas-Preventer enthält. Eine Seeleitung 8 erstreckt sich von dem Bohrlochkopf zu der schwimmenden Bohrinsel. Die schwimmende Bohrinsel enthält ein Arbeitsdeck 9, welches einen Bohrturm 12 trägt Der Bohrturm 112 trägt ein Hebezeug 11. Am oberen Ende der Seeleitung 8 ist ein Bohrungskopfverschluß 13 vorgesehen.
Der Bohrungskopfverschluß 13 gestattet das Absenken eines Prüfstrangs 10 in die Seeleiturig 8 und in das Bohrloch 3. Der Prüfstrang 10 wird in der Ölbohrung durch das Hebezeug 11 angehoben und abgesenkt.

Es ist eine Zufuhrleitung 14 vorgesehen, die sich von einer hydraulischen Pumpe 15 auf dem Deck der Bohrinsel 1 zu einem Punkt des Bohrlochkopfes 7 erstreckt, der unterhalb der Ausblas-Preventer liegt. Über diese Zufuhrleitung 14 kann die hydraulische Pumpe 15 den Ringraum 18, der den Prüfstrang 10 umgibt, unter Druck setzen.

Der Prüfstrang enthält einen oberen Strangabschnitt 17, der sich von der Bohrinsel zu dem Bohrlochkopf 7 erstreckt Ein hydraulisch betätigter Prüfbaum 18 ist am Ende des oberen Strangabschnittes 17 angeordnet und sitzt auf dem Bohrlochkopf 7 auf, so daß er den unteren Teil des Prüfstrangs 10 abstützt Der untere Teil des Prüfstrangs 10 erstreckt sich von dem Prüfbaum 8 zu der Formation 5. Ein Packer 27 isoliert die Formation 5 gegenüber Flüssigkeiten in dem Ringraum 18. Am unteren Ende des Prüfstrangs ist ein durchbrochenes Endstück 28 vorgesehen, welches eine Druckmittelverbindung zwischen der Formation 5 und dem Inneren des rohrförmigen Prüfstrangs 10 herstellt

Der untere Teil des Prüfstrangs 10 enthält weiterhin einen mittleren Strangabschnitt 19 und eine drehmomentübertragende, druck- und volumenausgeglichene Gleitverbindung 20. Ein Strangabschnitt 21 dient dazu, auf den Packer 27 am unteren Ende des Prüfstrangs ein hinreichendes Gewicht zum Setzen des Packers aufzubringen.

In der Nähe des Endes des Prüfstrangs 10 ist ein erfindungsgemäßes Zirkulationsventilgerät 22 angeordnet Ebenfalls in der Nähe des unteren Endes des Prüfstrangs 10 unterhalb des Zirkulationsventilgerätes 22 sitzt ein Prüfventil 25, welches vorzugsweise nach Art der US-PS 38 58 085 ausgebildet ist Wie später erörtert werden wird, öffnet jede Druckausübung im Ringraum 18 das Prüfventil 25, wobei gleichzeitig das Zirkulationsventilgerät 22 um einen Schritt auf seine Offenstellung hin bewegt wird.

Unterhalb des Prüfventils 25 ist ein Druckschreiber 28 angeordnet Der Druckschreiber 28 ist vorzugsweise so ausgebildet daß er einen voll geöffneten Durchgang durch die Mitte des Druckschreibers freieibt so daß ein

vollgeöffneter Kanal sich über die gesamte Länge des Prüfstrangs 10 erstreckt.

Es kann wünschenswert sein, zusätzliche Prüfgeräte in dem Prüfstrang 10 einzubauen. Wenn beispielsweise die Gefahr besteht, daß der Prüfstrang 10 in dem Bohrloch 3 verklemmen kann, ist es wünschenswert, zwischen dem Druckschreiber 28 und dem Packer 25 eine Schlagvorrichtung einzubauen. Die Schlagvorrichtung wird benutzt, um Schläge auf den Prüfstrang auszuüben und einen festgeklemmten Prüfstrang von dem Bohrloch 3 loszurütteln. Außerdem kann es wünschenswert sein, eine Sicherheitsverbindung zwischen der Stoßvorrichtung und dem Packer 27 vorzusehen. Eine solche Sicherheitsverbindung gestattet ein Lösen des Prüfstrangs 10 von,dem Packer 27, falls die Schlagvorrichtung nicht in der Lage sein sollte, einen festgeklemmten Prüfstrang zu befreien.

Die Anordnung oder Lage des Druckschreibers kann gegebenenfalls verändert werden, beispielsweise kann der Druckschreiber unterhalb des durchbrochenen End-Stückes 28 in einem geeigneten Druckschreibergehäuse sitzen. Es kann weiterhin ein zweiter Druckschreiber unmittelbar oberhalb des Prüfventils 25 angeordnet sein, um weitere Daten zur Untersuchung der Ölbohrung zu liefern.

Die F i g. 2a bis 2e zeigen einen Längsschnitt des bevorzugten Ausführungsbeispiels. Das Zirkulationsventilgerät 22 enthält Zirkulationsmittel 200, Fortschaltmittel 201 und eine Antriebsanordnung 202. Die Antriebsanordnung enthält einen Antriebskolbenabschnitt 203, einen Stickstoffkammerabschnitt 204 und einen ölzumeßabschnitt 208, der zwischen dem Stickstoffkammerabschnitt 204 und dem ölkammerabschnitt 205 vorgesehen ist.

Das Zirkulationsventilgerät 22 weist eine Axialbohrung 40 auf, die sich durch die gesamte Länge des Zirkulationsventilgerätes 22 erstreckt. Das Zirkulatipnsventilgerät 22 enthält auch ein äußeres, rohrförmiges Gehäuse mit einem oberen Gehäuseverbindungsstück 41, das eine Zirkulationsöffnung 42 aufweist, einen oberen Gehäusezwischenabschnitt 43, ein Fortschaltabschnittgehäuse 44, einen unteren Gehäusezwischenabschnitt 45, ein Antriebskolbengehäuse 48 mit einer Antriebsöffnung 47, einen Kanalgehäuseabschnitt 48, ein Stickstoffkammergehäuse 49, ein Ölkammergehäuse 50 mit einer Drucköffnung 51 und ein unteres Gehäuseverbindungsstück 52.

Die in Fig.2a dargestellten Zirkulationsmittel 200 enthalten eine Zirkulationsventil-Abdeckhülse 55, die in ihrer Normalstellung die Zirkulationsöffnung 42 äbdichtend abdeckt Mit dem unteren Ende der Zirkulationsventil-Abdeckhülse 55 ist eine Zirkulationsventil-Öffnungshülse 58 verbunden, die eine Öffnung 57 besitzt Diese Öffnung 57 steht in der Offenstellung mit der Zirkulationsöffnung 42 in dem oberen Gehäuseverbindungsstück41 in Verbindung. Mit dem unteren Ende der Zirkulationsventil-Öffnungshülse 58 ist eine untere Zirkulationsventilhülse 58 verbunden. Die Zirkulationsöffnung 42 ist gegenüber der Axialbohrung 40 durch obere Dichtmittel 59 und untere Dichtmittel 80 in der Zirkulationsventil-Abdeckhülse 55 abgedichtet Dichtmittel 81 sind auch in dem unteren Ende der unteren Zirkulationsventilhülse 58 vorgesehen, um den Eintritt von Verunreinigungen aus der Axialbohrung 40 in den Fortschal tabschnitt 201 zu verhindern.

Die Zirkulationsventil-Abdeckhülse 55, die Zirkulationsventil-Öffnungshülse 58 und die untere Zirkulationsventilhülse 58 bilden eine Zirkulationsventil-Hülsenanordnung für die Zirkulationsmittel 200.

Das untere Ende der Zirkulationsventil-Öffnungshülse 58 bildet eine nach unten gerichtete Fläche 82. Am unteren Ende der unteren Zirkulationsventilhülse 58 ist eine Erweiterung vorgesehen, welche eine nach oben gerichtete Fläche 83 bildet. Es ist eine Zirkulationsventil-Betätigungshülse 85 vorgesehen, welche eine radial nach außen gerichtete Erweiterung zwischen der nach unten gerichteten Fläche 82 und der nach oben gerichteten Fläche 83 besitzt. Diese Erweiterung bildet eine nach unten gerichtete Fläche 88, die mit der Fläche 83 zusammenwirkt, um die Zirkulationsventil-Hülsenanordnung in die Schließstellung zu ziehen, und eine nach oben gerichtete Fläche 87, welche mit der Fläche 82 zusammenwirkt,, um die Zirkulationsventil-Hülsenanordnung nach oben in die Offenstellung zu schieben.

Wie in Fig.2a dargestellt ist, ist zwischen den Flächen 82 und 83 hinreichend Raum vorhanden, so daß die Erweiterung am Ende der Ventilbetätigungshülse 85 sich in diesem Raum um eine begrenzte Strecke nach oben und nach unten bewegen kann, ohne die Zirkulationsventil-Hülsenanordnung zu bewegen.

Mit dem unteren Ende der Zirkulationsventil-Betätigungshülse 85 ist eine Fortschalthülse 70 verschraubt. Mit dem unteren Ende der Fortschalthülse 70 ist eine Kolbenhülse 71 verschraubt, die einen Antriebskolben 72 trägt. Wie in den F i g. 2a bis 2c dargestellt ist, bewegt sich die Antriebshülse, bestehend aus der Zirkulationsventil-Betätigungshülse 85, der Fortschalthülse 70 und der Antriebskolbenhülse 71 als eine Einheit unter dem Einfluß einer Druckdifferenz zwischen den beiden Seiten des Antriebskolbens 72.

Die Aufwärts- und Abwärtsbewegung der Antriebshülse ist, wie in Fig. 2b dargestellt ist, von einem Fortschaltkragen 74 gesteuert. Die Fortschalthülse 70 weist ein Paar von Schaltnasen 75 auf, die auf gegenüberliegenden Seiten der Fortschalthülse 70 angeordnet und um 180° gegeneinander versetzt sind und die sich in den Fortschaltkragen 74 erstrecken, so daß sie die Längsbewegung der Antriebshülse steuern.

Der Fortschaltkragen 74 enthält einen Satz von unteren Schaltzähnen 78, einen Satz von mittleren Schaltzähnen 77 und einen Satz von oberen Schaltzähnen 78. Zwei Schaltschlitze 79 sind um 180° gegeneinander versetzt vorgesehen, welche die Bewegung des Fortschaltkragens 74 in seine Stellung über die Schaltnasen 75 gestatten, bis die Schaltnasen 75 zwischen den gewünschten Sätzen von Zähnen angeordnet sind. Wie in F i g. 2b dargestellt ist ist der Fortschaltkragen 74 lose zwischen dem unteren Ende 80 des oberen Gehäusezwischenabschnittes 43 und dem oberen Ende 81 des unteren Gehäusezwischenabschnittes 45 gehalten. Der Raum zwischen den Enden 80 und 81 und zwischen dem Fortschaltgehäuse 84 und der Fortschalthülse 70 ist so bemessen, daß der Fortschaltkragen 74 sich frei drehen kann, wenn sich die Nasen 75 zwischen den gewünschten Sätzen von Zähnen bewegen. Die Konstruktion der Zähne und der Nasen wird unten in Verbindung mit den F i g. 3 bis 5 beschrieben.

Wie in F i g. 2c dargestellt ist, ist zwischen der inneren Antriebshülse und dem äußeren Gehäuse eine Antriebskammer 83 gebildet Die Antriebskammer 83 steht mit dem Ringraum des Bohrloches außerhalb des Gerätes über die Antriebsöffnung 47 in Verbindung.

Zwischen dem unteren Gehäusezwischenabschnitt 45 und der Fortschalthülse 70 sind Dichtmittel 82 vorgesehen, um den Fortschaltkragen 74 gegenüber der Antriebskammer 83 zu isolieren.

Der untere Teil der Antriebskammer 83 bildet einen oberen Gaskammerteil 84. Die Antriebskammer 83 ist durch den Antriebskolben 72 unterteilt, und in dem Antriebskolben 72 sind Dichtmittel 85 vorgesehen, welche eine Vermischung des Gases in dem unteren Teil 84 der Antriebskammer mit der Ringraumflüssigkeit in dem oberen Teil der Antriebskammer 83 verhindern.

In der Axialbohrung des Gerätes ist, wie in den F i g. 2d und 2e dargestellt ist, eine innere, rohrförmige Hülse 92 vorgesehen, welche miteinander in Verbindung stehende Gaskammern zwischen der inneren Hülse 92 und dem äußeren Gehäuse im Bereich des Stickstoffkammergehäuses 49 und des ölkammergehäuses 50 bildet.

Zwischen der inneren Hülse 92 und dem Stickstoffkammergehäusc 49 ist eine Hauptgaskammer 88 gebildet. In dem Kanalgehäuseabschnitt 48 ist ein Gaskanal

87 vorgesehen, welcher die Hauptgaskammer 88 und den oberen Gaskammerteil 84 der Antriebskammer 83 miteinander verbindet.

Somit wird der Druck, der in der Hauptgaskammer 88 herrscht, über den Gaskanal 87 auf den Gaskammerteil 84 unterhalb des Antriebskolbens 72 übertragen. Der Ringraumdruck, der in dem Ringraum 18 außerhalb des Gerätes herrscht, wird über die Antriebsöffnung 47 in den oberen Teil der Antriebskammer 83 oberhalb des Antriebskolbens 72 eingelassen.

In dem Kanalgehäuseabschnitt 48 ist ein querverlaufender Füllanschluß 88 vorgesehen, der das Einfüllen eines inerten Gases, beispielsweise von Stickstoff, in die Gaskammern über ein bekanntes Füllventil gestattet. Es sind geeignete Dichtungen, beispielsweise die Dichtmittel 90a und 906 und Dichtmittel 91 vorgesehen, um eine druckmitteldichte Abdichtung zwischen den Gaskammern 84 und 88 und der Axialbohrung 40 des Gerätes herzustellen.

Zwischen der inneren Hülse 92 und dem ölkammergehäuse 50 ist, wie in F i g. 2e dargestellt ist, eine Hauptölkammer 95 vorgesehen. Der untere Teil der Hauptgaskammer 88 bildet einen oberen ölkammerteil 98. Der Ölkammerteil 98 steht über einen ringförmigen ölkanal 97 zwischen der inneren Hülse 92 und dem oberen Ansatz des Ölkammergehäuses 50 in Druckmittelverbindung mit der Hauptölkammer 95, wie in den F i g. 2d und 2e dargestellt ist.

öl wird in die Ölkammern 95 und 98 und in den ölkanal 97 mittels eines Füllstopfens 98 in dem ölkammergehäuse 50 eingefüllt.

Das untere Ende 99 der ölkammer 95 steht mit dem Ringraum 18 außerhalb des Gerätes über die Drucköffnung 51 in dem ölkammergehäuse 50 in Verbindung, wie in Fig.2e dargestellt ist Zum Abdichten des ölkammerteils 99 gegenüber der Axialbohrung 40 des Gerätes sind Dichtungen 100 vorgesehen.

In der Ölkammer 95 ist ein schwimmender Kolben 100 vorgesehen, welcher die Hauptölkammer 95 von der Ringraumflüssigkeit in dem Kammerteil 99 trennt In dem schwimmenden Kolben 101 sind Dichtungen 102 und 103 vorgesehen, die verhindern, daß sich Ringraumflüssigkeit in dem Ölkammerteil 99 mit dem Öl in der Hauptölkammer 95 mischt.

In der Stickstoffkammer 88 ist ein schwimmender Kolben 104 vorgesehen. Dieser weist Dichtungen 105 und 108 auf, weiche verhindern, daß sich öl in dem Ölkammerteil 98 mit dem Stickstoff in der Gaskammer

88 mischt

An dem Ölkammer-Gehäuse 50 des äußeren rohrförmigen Gehäuses ist eine Zumeßhülse 110 befestigt die in dem ölkammerteil 98 am Ende des ölkanals 97 sitzt. In der Zumeßhülse 110 sind Dichtungen 111 und 112 vorgesehen, derart, daß das öl in dem ölkanal 97 nicht um die Hülse 110 herumfließen kann, sondern durch zwei Kanäle 114 und 115 fließen muß, die in der Zumeßhülse 110 vorgesehen sind und eine Druckmittel verbindung zwischen dem ölkanal 97 und dem Ölkammerteil 98 herstellen. Jeder Kanal enthält in Reihe ein Überdruckventil und Zumeßmittel zur Regelung der Druckmittelverbindung durch die Kanäle 114 und 115.

Der Einlaßkanal 114 enthält ein Überdruckventil 118 und Zumeßmittel 119. Das Überdruckventil 118 ist so konstruiert, daß, wenn der auf das öl in der Hauptölkammer 95 und in dem Ölkanal 97 ausgeübte Druck eine

vorgegebene Druckdifferenz gegenüber dem öl in dem ölkammerteil 98 überschreitet, das Überdruckventil 118 sich öffnet und die Zumeßmittel 119 langsam öl aus dem Kanal 97 über den Einlaßkanal 114 in den ölkammerteil 98 einlassen, bis die vorgegebene Druckdifferenz wie-

der erreicht ist und das Überdruckventil 118 wieder schließen kann. Das Überdruckventil 118 verhindert eine ölströmung von dem ölkammerteil 98 in den ölkanal 97.
Der Auslaßkanal 115 enthält auch ein Überdruckventil 120 und Zumeßmittel 121. Das Überdruckventil 120 und die Zumeßmittel 121 steuern den Druckmittelstrom aus dem ölkammerteil 98 und in den ölkanal 97. Wenn somit der Druck des Öls in dem ölkammerteil 98 den Druck des Öls in dem ölkanal 97 um einen vorgegebenen Betrag überschreitet öffnet das Überdruckventil 120 und die Zumeßmittel 121 gestatten ein langsames Abfallen der Druckdifferenz, bis die vorgegebene Druckdifferenz zwischen dem öl in dem ölkammerteil 98 und dem öl in dem ölkanal 97 wieder erreicht ist Das Überdruckventil 120 verhindert einen ölstrom von dem ölkanal 97 in den ölkammerteil 96.

In den F i g. 3 bis 5 sind verschiedene Ansichten des Fortschaltkragens 74 dargestellt
F i g. 3 zeigt den Fortschaltkragen so, als ob der Fortschaltkragen in Längsrichtung längs Schnittlinien x-x aufgeschnitten und in eine Ebene ausgerollt wäre, so daß man die Konstruktion der Schaltzähne so sehen kann, wie sie bei der Betrachtung von außen nach innen bei Entfernung des äußeren Hülsenteils, wenn nur die Zähne übrig sind, erscheinen würden.

Es sind untere Schaltzähne 78 und obere Schaltzähne 78 vorgesehen. Mittlere Schaltzähne 77 sind so konstruiert daß sie gegenüber den Schaltzähnen 78 und 77 derart versetzt sind, daß die Schaltnasen 75 an der Fortschalthülse 70 sich von einem Satz von Zähnen zum anderen Satz von Zähnen während der hin- und hergehenden Bewegung der Antriebshülse bewegen. Wenn sich die Nasen 75 zwischen den unteren Schaltzähnen 78 und den mittleren Schaltzähnen 77 befinden, sind die Schaltnasen durch die unteren Schaltzähne 78 in ihrer Stellung gehalten, wenn die Antriebshülse in Abwärtsrichtung vorbelastet ist Wenn die Schaltnasen 75 in Aufwärtsrichtung vorbelastet sind, bewegen sich die Schaltnasen nach oben zu den mittleren Schaltzähnen 77 und belasten den Fortschaltkragen 74 durch die zusammenwirkenden Flächen 128 und 127 der Schaltnasen 75 bzw. der Schaltzähne 77 so, daß der Kragen in Umfangsrichtung verdreht wird, bis die Schaltnasen zwischen den mittleren Schaltzähnen 77 einrasten.

Dieser Vorgang kann eine vorgegebene Anzahl von Malen wiederholt werden, bis die Schaltnasen 75 die Schlitze 125 erreichen, die zwischen bestimmten mittleren Schaltzähnen 77 vorgesehen sind. Wenn die Schalt-

nasen 75 die Schlitze 125 erreichen, können sich die Schaltnasen weiter nach oben bewegen, bis ihre Aufwärtsbewegung durch die oberen Schaltzähne 78 angehallen wird.

Während die Schaltnasen 75 sich zwischen den unteren Schaltzähnen 78 und den mittleren Schaltzähnen 77 bewegen, kann sich das obere Ende der Zirkulationsventil-Betätigungshülse 85 zwischen den Flächen 83 und 82 bewegen, ohne daß die Zirkulationsventil-Hülsenanordnung bewegt wird. Wenn die Schaltnasen 75 sich durch die Schlitze 125 bewegen, kommen die Flächen 87 und 62 aneinander zur Anlage, und die Zirkulationsventil-Betätigungshülse 85 schiebt die Zirkulationsventil-Hülsenanordnung in die Offenstellung, derart, daß die Zirkulationsöffnung 42 mit der Zirkulationsöffnung 57 in der Hülse 58 in Verbindung steht Das Schließen des Zirkulationsventilgerätes 22 wird bewerkstelligt, wenn die Schaltnasen sich nach unten durch die Schlitze 125 bewegen und die Flächen 83 und 88 aneinander zur Anlage kommen, so daß die Zirkulationsventil-Hülsenanordnung nach unten gezogen und die Zirkulationsöffnung 42 abgedeckt wird.

F i g. 4 zeigt einen Querschnitt des Fortschaltkragens 74 und zeigt eine Hälfte des Fortschaltkragens im Schnitt längs der Linien x-x und y-y, so daß eine andere Ansicht der unteren Schaltzähne 78 der mittleren Schaltzähne 77 und der oberen Schaltzähne 78 erhalten wird.

F i g. 5 ist eine Endansicht des oberen Endes des Fortschaltkragens 74. Es sind die Schlitze 79 gezeigt, durch welche die Schaltnasen 75 der Fortschalthülse hindurchtreten, um zwischen die Sätze von Schaltzähnen 78, 77 und 78 zu gelangen. Die Schaltnasen 75 bewegen sich nicht durch die Schlitze 79 aus dem Fortschaltkragen 74 heraus, wenn das Gerät vollständig montiert ist, da die Zirkulationsmittel 200 nur eine begrenzte Bewegung ausführen, wenn der Ventilabschnitt in die vollständig geöffnete Stellung bewegt wird.

Im Betrieb wird die Gaskammer 88 mit inertem Gas bis zu einem Druck gefüllt, der geringer ist als die Summe des erwarteten hydrostatischen Druckes der Ölbohrung in der Prüftiefe und des Ansprechdruckes des Überdruckventils 118. Das Zirkulationsventilgerät 22 wird dann in einen Prüfstrang eingebaut und der Prüfsirang wird in eine unter Wasser liegende Ölbohrung abgesenkt

Der Gasdruck, der auf den Arbeitskolben 72 wirkt, drückt die Antriebshülse nach oben. Die Schaltnasen 75 können zwischen den Zähnen der mittleren Schaltzähne 77 sitzen, so daß die Zirkulationsmittel 200 in einer Schließstellung gehalten sind. Es kann die maximale Anzahl von hin- und hergehenden Bewegungen der Schaltnasen 75 zwischen den mittleren Schaltzähnen 77 und den unteren Schaltzähnen 78 ausgeführt werden, bevor der Schlitz 125 erreicht ist

Wenn der Ringraumdruck beim Absenken des Gerätes in das Bohrloch die Summe des Drucks in der Gaskammer 88 und des Ansprechdrucks des Überdruckventils 118 erreicht öffnet das Überdruckventil 118 und öl wird aus der Hauptölkammer 95 in den oberen ölkammerteil 98 abgelassen, bis der Druck in der Gaskammer 88 hinreichend weit ansteigt um das Überdruckventil 118 wieder zu schließen. Der resultierende Druck in der Gaskammer 88 ist geringer als der Druck in dem Ringraum 18. Der erhöhte Ringraumdruck, der über die Antriebsöffnung 47 in der Antriebskammer 83 wirksam wird, drückt den Antriebskolben 72 nach unten und zieht dadurch die Antriebshülse und die daran befestigten Schaltnasen 75 nach unten. Somit werden die Schaltnasen 75 dann nach unten zwischen die Zähne der unleren Schaltzähne 78 gedrückt Wie oben beschrieben wurde, bleiben die Zirkulationsmittel 200 bei dieser Bewegung in der Schließstellung.

Wenn die Prüftiefe erreicht ist, wird der Packer 27 gesetzt und isoliert somit die Flüssigkeit in dem Ringraum t8 von der unter Wasser liegenden Formation 5. Der Ringraumdruck wird dann erhöht, um ein Prüfventi!

25, beispielsweise das Prüfventil nach US-PS 38 58 085, zu öffnen. Dieser erhöhte Ringraumdruck bewirkt ein öffnen des Überdruckventils 118, wodurch zusätzliches Öl von der Hauptölkammer 95 in den oberen ölkammerteil 98 abgelassen wird. Dieses zusätzliche öl bewirkt eine Aufwärtsbewegung des schwimmenden Kolbens 104 in der Hauptgaskammer 88, wodurch das inerte Gas in der Hauptgaskammer 88 komprimiert wird. Der erhöhte Ringraumdruck wird auch auf die Oberseite des Kolbens 72 in der Kammer 83 gegeben, wodurch eine Bewegung des Antriebskolbens 72 und der damit verbundenen Antriebshülse während dieses erhöhten Ringraumdruckes verhindert wird.

Der Ringraum wird dann plötzlich druckentlastet, so daß das Prüfventil 25 wieder geschlossen wird. Diese plötzliche Druckentlastung bewirkt ein Schließen des Überdruckventils .118 und nach hinreichendem Absinken des Ringraumdruckes ein öffnen des Überdruckventils 120, so daß öl aus dem oberen ölkammerteil 98 über die Zumeßmittel 121 in die Hauptölkammer 95 abgelassen wird. Der Abfall des Gasdrucks in der Hauptgaskammer 86 eilt dem Abfall des Ringraumdrukkes in einem hinreichenden Maße nach, so daß der Antriebskolben 72 nach oben bewegt wird, wodurch die Schaltnasen 75 zu den nächsten Schaltzähnen 77 in dem mittleren Satz von Schaltzähnen 77 bewegt wird.

Wenn der Druck im Ringraum 18 auf den Normalwert zurückgeht und durch die Zumeßmittel 121 genügend Druck abgelassen worden ist, schließt das Überdruckventil 120 und läßt das Gas in der Hauptgaskammer 88 auf einem im Vergleich zu dem Ringraumdruck erhöhten Druck. Dieser erhöhte Gasdruck hält den Antriebskolben 72 in der oberen Stellung und erteilt den Schaltnasen 75 eine Vorspannung nach oben gegen die mittleren Schaltzähne 77.

Die Kraft die erforderlich ist, um die Antriebsanordnung 202 von einer Stellung zur anderen zu bewegen, die Fläche des Antriebskolbens 72 und die Zumeßrate der Zumeßmittel 121 und 119 können alle so gewählt sein, daß das Prüfventil 25 sich von der Offenstellung in die Schließstellung oder von der Schließstellung in die Offenstellung bewegt bevor eine Bewegung in dem Zirkulationsventilgerät 22 stattfindet. Somit kann das Gerät so konstruiert sein, daß die Bewegung der Schaltnasen 75 von den unteren Schaltzähnen 78 zu den mittleren Schaltzähnen 77 nicht stattfindet, solange sich nicht das Prüfventil 25 nach Druckentlastung des Ringraumes 18 aus der Offenstellung in die Schließstellung bewegt hat.

Eine anschließende Erhöhung des Ringraumdruckes

zum Öffnen des Prüfventils 25 wird auf die Oberseite des Antriebskolbens 72 gegeben. Wenn der Ringraumdruck über die Vorspannung ansteigt die in der Hauptgaskammer 88 verblieben ist tritt eine Druckdifferenz an dem Antriebskolben 72 auf, wobei der höhere Druck über die Antriebsöffnung 47 in der Antriebskammer 83 auftritt Diese Druckdifferenz erhöht sich, bis das Überdruckventil 118 öffnet und öl von der Hauptölkammer 95 in den ölkammerteil 98 abläßt. In die Zumeßmittel

119 ist eine hinreichende Verzögerung eingebaut, um dem Antriebskolben 72 und der daran befestigten Antriebshülse Zeit zur Abwärtsbewegung zu lassen, wobei die Schaltnasen 75 voi: den mittleren Schaltzähnen 77 zu den unteren Schaltzähnen 76 bewegt werden. Dieser Vorgang kann wiederholt werden, wobei die Schaltnasen 75 zwischen den Schaltzähnen 78 und 77 hin- und herbewegt werden und ein Prüfprogramm für die Ölbohrung durchgeführt wird, bis die Schlitze 125 erreicht werden. Es sind genügend Schaltzähne 78 und 77 vorgesehen, um sicherzustellen, daß ein vollständiges Prüfprogramm durchgeführt werden kann, bevor die Schlitze 125 erreicht werden. Man sieht, daß, wenn der Ringraumdruck bis über den Druck in der Hauptgaskammer 88 erhöht worden ist, die Druckdifferenz an dem Antriebskolben 72 die Schaltnasen 75 nach unten vorbelastet, so daß die Antriebshülse kraftschlüssig in der Stellung gehalten wird, in die sie zuletzt verschoben wurde.

Wenn die Schlitze 125 erreicht sind, bewirkt eine Druckentlastung des Ringraumes 18 zuerst, daß das Prüfventil 25 schließt, und dann, daß sich die Schaltnasen 75 von den unteren Schaltzähnen 76 durch die Schlitze 125 zu den oberen Schaltzähnen 78 bewegen. Durch diese Bewegung bewegt sich die Zirkulationsventil-Abdeckhülse 55 aufwärts, bis die Zirkulationsöffnung 42 mit der öffnung 57 in Verbindung ist, wodurch die Zirkulationsmittel 200 geöffnet werden. In diesem Punkt ist die zu untersuchende Formation 5 eingeschlossen, und es kann eine Zirkulation von Bohrschlamm zwischen dem Ringraum 16 und dem Inneren des Prüfstrangs 10 stattfinden, um Formationsflüssigkeit durch das Innere des Prüfstrangs 10 zur Erdoberfläche zu spülen. Es sind in dem oberen Satz von Schaltzähnen 78 und dem mittleren Satz von Schaltzähnen 77 genügend Zähne vorgesehen, derart daß sich die Schaltnasen 75 zwischen den oberen und mittleren Schaltzähnen hin- und herbewegen können in Abhängigkeit von Druckänderungen, die während des Zirkulationsvorganges auftreten könnten. Nach dem Durchspülen kann der Prüfstrang 10 aus dem Bohrloch herausgezogen werden, indem der Packer 27 gelöst wird, oder es kann ein neues Prüfprogramm oder ein Behandlungsprogramm vorgenommen werden.

Wenn eine neue Untersuchung der Formation durchgeführt werden soll oder wenn die Formation behandelt werden soll, dann kann das Zirkulationsventilgerät 22 wieder geschlossen werden. Der Strömungskanal durch den Prüfstrang 10 kann an der Erdoberfläche in der Nähe des Bohrungskopfverschlusses 13 geschlossen werden, und es können Druckerhöhungen abwechselnd auf den Ringraum 16 gegeben werden. Diese Druckerhöhungen bewirken eine hin- und hergehende Bewegung der Schaltnasen 75 zwischen den oberen Schaltzähnen 78 und den mittleren Schaltzähnen 77, bis die Schlitze 125 wieder erreicht sind. Nach Erreichen der Schlitze 125 können sich die Schaltnasen 75 nach unten bewegen, wobei die Zirkulationsmittel 200 geschlossen werden und die Schaltnasen 75 zwischen die mittleren Schaltzähne 77 und die unteren Schaltzähne 76 gelangen. Das Schließen der Zirkulationsmittel 200 kann an der Erdoberfläche durch Messung des Druckes des Ringraumes 16 und des Druckes im Strömungskanal des Prüfstrangs 10 beobachtet werden. Bei geschlossenen Zirkulationsmitteln 200 wird eine Erhöhung des Ringraumdruckes nicht auf das Innere des Prüfstrangs übertragen.

Nach Schließen der Zirkulationsmittel 200 kann ein neues Prüfprogramm der Formation 5 eingeleitet werden oder, w<nn in den Prüfstrang 10 vollständig öffnende Prüfgeräte eingebaut sind, kann ein Prüf- oder Behandlungsgerät durch den vollständig geöffneten Strömungskanal des Prüfstrangs 10 in das Bohrloch abgesenkt werden. Außerdem können bohrungsbehandelnde Chemikalien oder Materialien durch den vollständig offenen Prüfstrang in die Formation injiziert werden, indem die Chemikalien oder Materialien von der Erdoberfläche durch den Prüfstrang 10 gepumpt werden. In diesem Falle kann das druckbetätigte Isolationsventil nach US-PS 39 64544 in Verbindung mit dem Prüfventil 25 verwendet werden, um sicherzustellen, daß die erhöhten Drücke auf das Innere des Prüfstrangs 10 gegeben werden können, ohne das Isolationsventil des Prüfventils 25 wieder zu öffnen. Die Verwendung eines solcher· druckbetätigten Isolaiionsventils vermeidet auch die Notwendigkeit, ein !solationsventil vor der Einleitung des beschriebenen Prüfvorganges mechanisch zu schließen, wie in der US-PS 39 64 544 beschrieben ist

Außer der beschriebenen Funktion des öffnens und Schließens eines Zirkulationsventilgerätes 22 kann die Antriebsanordnung 202 des vorliegenden Gerätes auch verwendet werden, um andere Arten von Prüfgeräten, beispielsweise ein Prüfventil, in einem Ringraum 16 zu betätigen. Eine si »ehe Anwendung würde die Notwendigkeit eines mechanisch betätigten Isolationsventils, z. B. nach US-PS 38 56 085, vermeiden und zu einem Gerät führen, bei welchem die wirksame Kraft einer Gaskammer von dem Ringraumdruck unterstützt würde, wenn das Zirkulationsventilgerät in das Bohrloch abgesenkt wird, so daß keine übermäßigen Gasdrücke an der Oberfläche erforderlich wären.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Zirkulationsventilgerät für einen Bohrloch-Prüfstrang, der einen axialen Strömungskanal aufweist und sich im Bohrloch von der Erdoberfläche zu einer zu einer zu untersuchenden Formation erstreckt, enthaltend:

ein rohrfönniges Gehäuse mit einer Axialbohrung, das in den Prüfstrang einbaubar ist, wobei die Axialbohrung mit dem Strömungskanal des Prüfstranges in Verbindung steht und das eine Zirkulationsöffnung aufweist, welche eine Druckmittelverbindung zwischen dem Bohrloch außerhalb des Gehäuses und der Axialbohrung herstellt, Zirkulationsmittel, die gleitbeweglich in der Axialbohrung geführt und zwischen einer ersten Stellung, in welcher sie eine Druckmittelverbindung durch die Zirkulationsöffnung zu der Axialbohrung verhindern, und einer zweiten Stellung beweglich sind, in welcher die Zirkulationsöffnung geöffnet und eine Druckmittelverbindung durch die Zirkulationsöffnung zu der Axialbohrung freigegeben ist,
eine Antriebshülse, die in der Axialbohrung gleitbeweglich geführt ist, einen Kolben auf der Antriebshülse, der auf Druckänderungen in dem Bohrloch anspricht und durch den die Antriebshülse bewegbar ist,
Betätigungsmittel zwischen der Antriebshülse und dem rohrförmigen Gehäuse, durch welche dem Ko!- ben eine solche Vorspannung erteilt wird, daß die Antriebshülse in der letzten Stellung zu halten ist, in welche die Antriebshülse unter dem Einfluß der Änderungen des Bohrlochdrucks bewegt worden ist, und mit der Antriebshülse wirkverbundene Fortschaltmittel, mittels derer die Zirkulationsmittel durch eine vorgegebene Anzahl von Schaltschritten von der ersten in die zweite Stellung verstellbar sind,
dadurch gekennzeichnet, daßteversierbare Fortschaltmittel (201) vorgesehen sind, mittels derer die Zirkulationsmittel (200) unter Schließung der Zirkulationsöffnung (42) in die erste Stellung zurückverstellbar sind.

2. Zirkulationsventilgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fortschaltmittel (201) folgende Bauteile enthalten:

einen Fortschaltkragen (74), welcher um die Mantelfläche eines Teils (70) der Antriebshülse (65, 70, 71) in Umfangsrichtung verdrehbar ist, drei Sätze von Schaltzähnen, nämlich je einen Satz (76, 78) längs des inneren Umfangs an jedem Ende des Fortschaltkragens (74) und einen Satz (77) längs des inneren Umfangs in der Mitte des Fortschaltkragens (74), wobei an dem mittleren Satz von Schaltzähnen (77) periodisch ein Zahn fehlt und ein Durchgang (125) von dem Satz von Schaltzähnen (76) an einem Ende des Fortschaltkragens (74) zu den Schaltzähnen (78) an dem anderen Ende des Fortschaltkragens (74) durch den Satz der mittleren Schaltzähnc (77) hindurch gebildet isi,
eine Schaltnase (75), die an der äußeren Mantelfläche des vom Fortschaltkragen (74) umgebenen Teils (70) der Aniriebshülse (65, 70, 71) und zwischen den Sätzen von Schaltzähnen (76, 77, 78) angeordnet ist und Flächen besitzt, welche an den Schaltzähnen angreifen und den Fortschaltkragen (74) in Umfangsrichtung verdrehen, wenn die Betätigungsmittel (83,84,86,96) die Schaltnase (75) zur Anlage an den Schaltzähnen vorbelasten, wobei die Schaltnase (75) so bemessen ist, daß sie durch den Durchgang (125), der in dem mittleren Satz von Schaltzähnen (77) gebildet ist, hindurchbewegbar und periodisch von einer Stelle zwischen dem mittleren Satz von Schaltzähnen (77) und den Schaltzähnen (76) des einen Satzes an dem einen Ende des Fortschaltkragens (74) zu einer Stelle zwischen dem mittleren Satz von Schaltzähnen (77) und den Schaltzähnen (78) des anderen Satzes am anderen Ende des Fortschaltkragens (74) bewegbar ist, und

daß das Zirkulationsmittel (200) in der ersten Stellung ist, wenn sich die Schaltnase (75) zwischen dem mittleren Satz von Schaltzähnen (77) und dem einen Satz von Schaltzähnen (76) an dem einen Ende des Fortschaltkragens (74) befindet, und in der zweiten Stellung, wenn sirh die Schaltnase (75) zwischen dem mittleren Satz von Schaltzähnen (77) und dem anderen Satz von Schaltzähnen (77) am anderen Ende des Fortschaltkragens (74) befindet

3. Verfahren zum Untersuchen einer Erdformation uni.er Verwendung eines in ein Bohrloch abgelassenen Prüfstrangs, der sich von der Erdoberfläche zu aer zu untersuchenden Formation erstreckt und der ein Prüfventil zum öffnen und Schließen eines axialen Strömungskanals durch den Prüfstrang in Abhängigkeit von Druckänderungen in dem Bohrloch außerhalb des Prüfstrangs enthält und oberhalb des Prüfventils Zirkulationsmittel mit Fortschaltmittel bis zu einer vorgegebenen Anzahl von Schaltschritten geschlossen halten und danach öffnen, mit den Verfahrensschritten:
Absenken des Prüfstrangs in das Bohrloch,
Setzen eines Packers am Ende des Prüfstrangs zum Isolieren der Formation gegenüber dem Ringraum des Bohrlochs zwischen der Wandung des Bohrlochs und dem Prüfstrang,
Erhöhen des Drucks in dem Ringraum,
öffnen des Prüfventils im axialen Strömungskanal des Prüfstrangs durch diese Druckerhöhung, wodurch eine Druckmittelverbindung von der Formation durch den axialen Strömungskanal des Prüfstrangs zur Erdoberfläche hin freigegeben wird,
Entlasten des Ringraums von der Druckerhöhung, Schließen des Prüfventils durch die Druckentlastung zum Einschließen der Formation,
Fortschalten der Zirkulationsmittel durch Wiederholen der Schritte der Druckerhöhung und der Druckentlastung zur Durchführung eines Formations-Untersuchungsprogramms,
öffnen der Zirkulationsmittel durch Druckentlastung nach einer vorgegebenen Zahl von Wiederholungen,

Zirkulieren von Flüssigkeit durch den Ringraum, die offenen Zirkulationsmittel und den axialen Strömungskanal in dem Prüfstrang zum Verdrängen von Flüssigkeit aus dem Prüfstrang zur Erdoberfläche hin,

gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte:
Erhöhen des Druckes in dem Strömungskanal des Prüfstrangs und in dem Ringraum nach dem Zirkulieren der Flüssigkeil und Schließen der Zirkulationsmittel durch diese Druckerhöhung, und
Wiederholen einer vorgegebenen Anzahl von Druckerhöhungs- und Druckentlastungsschritten zur Durchführung eines weiteren Formations-Untersuchungsprogramms.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Schließen der Zirkulationsmittel die folgenden Schritte vorgesehen sind:
Erhöhen des Druckes im Ringraum,
öffnen des Prüfventils durch diese Druckerhöhung, und

Durchführung eines Programms zur Behandlung des Bohrlochs durch den offenen axialen Strömungskanal im Prüfstrang.