DE3112313C2 - Ventil und Verfahren zum Überprüfen der Dichtigkeit eines Rohrstrangs - Google Patents
Ventil und Verfahren zum Überprüfen der Dichtigkeit eines RohrstrangsInfo
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Abstract
Ein Rohrprüfventil weist ein Gehäuse mit einem durchgehenden Strömungskanal auf, dessen erstes Ende mit einem Bohrloch-Prüfstrang verbunden werden kann. In dem Strömungskanal des Gehäuses ist ein kugelförmiges Ventilglied angeordnet. Zum Angreifen an das kugelförmige Ventilglied und zum Hin- und Herdrehen des kugelförmigen Ventilglieds zwischen einer Offen- und einer Schließstellung, wobei der Strömungskanal des Gehäuses unter Axialbewegung des kugelförmigen Ventilglieds relativ zum Gehäuse entsprechend geöffnet oder geschlossen wird, sind am Gehäuse Nasen angebracht. Zum Hin- und Herbewegen des kugelförmigen Ventilglieds zwischen einer Offen- und einer Schließstellung axial zum Gehäuse ist eine Bewegungsvorrichtung vorgesehen, die eine untere Ventilsitzgliedstruktur aufweist, bei der eine nach unten weisende Oberfläche von einer nach oben weisenden Oberfläche stützend angegriffen wird, wenn sich das kugelförmige Ventilglied in Schließstellung befindet. Dadurch können die durch den Flüssigkeitsdruck im Prüfstrang oberhalb des kugelförmigen Ventilglieds abwärts auf das sich in Schließstellung befindende kugelförmige Ventilglied wirkenden Kräfte durch die Anlage der nach unten weisenden Oberfläche der unteren Ventilsitzstruktur an die nach oben weisende Oberfläche des Gehäuses im wesentlichen vollständig auf das Gehäuse übertragen werden. Zum Verriegeln des kugelförmigen Ventilglieds in seiner Schließstellung beim Absenken des Prüfstrangs in die Bohrung und zum nachfolgenden ..
Description
Die Erfindung betrifft ein Ventil zum Überprüfen der Dichtigkeit eines Rohrstrangs enthaltend: r>
(a) ein Gehäuse, das ein erstes Ende besitzt, welches mit einem Rohrstrang verbindbar ist, und das einen
Strömungskanal bildet.
(b) ein in dem Strömungskanal angeordnetes, kugel- ■">
förmiges Ventilglied,
(c) Stellnasenmittel, die an dem kugelförmigen Ventilelird
angreifen und durch die das kugelförmige Ventilglied zwischen einer Offenstellung und einer
Schließstellung verdrehbar ist. in welchen der -ti
Strömungskanal geöffnet bzw. geschlossen ist,
(d) ein unteres Ventilsitzglied, das an einer unteren
Oberfläche des kugelförmigen Ventilglieds anliegt, und
(e) Stellglieder, durch welche das kugelförmige Ventilglied
axhl relativ zun- Gehäuse zwischen einer
Stellung, in der es durch die Stellnasemittel in seine Offenstellung gedreht ist, und einer Stellung
bewegbar ist, in der es durch die Stellnasenmittel in seine Schließstellung gedreht ist. wobei das untere "
Ventilsitzglied ein Teil der Stellglieder ist.
Es ist bekannt, bei Ölbohrungen zur Prüfung der Ergiebigkeit der von dem Bohrloch durchsetzten
ölführenden Erdformationen einen Prüfstrang in die t*>
Bohrung abzusenken. Diese Prüfung wird mittels eines in die Bohrung abgesenkten Rohrstrangs durchgeführt,
der an seinem unteren Ende mit einem zum Prüfen der Formation eingerichteten Prüfventil in geschlossenem
Zustand und einem unterhalb des Prüfventils ange- °5
brachten »Packer« ausgerüstet ist. Dieser mit den Prüfgeräten versehene Rohrs ang wird im allgemeinen
als Prijfstrang bezeichnet.
Nach dem Absenken des Prüfstrangs bis in die gewünschte Endposition wird der Packer zum Abdichten
des Ringraums zwischen dem Prijfstrang und der Verrohrung des Bohrlochs gesetzt und das Ventil zum
Prüfen der Formation geöffnet, um die Förderung aus der Formation durch den Prüfstrang zu ermöglichen. Es
ist wünschenswert, während des Absenkcns des Prufstrangs in das Bohrloch eine periodische Druckprüfung
des Prüfstrangs vernehmen zu können, um eventuelle Leckagen an der Verbindungsstelle aufeinanderfolgender
Abschnitte des Prüfstrangs zu bestimmen. Zur Durchführung dieser Druckprüfung des Prüfsirangs
wird der Rohrstrang mit einer Flüssigkeit gefüllt und sein Absenken periodisch unterbrochen. Bei der
Unterbrechung des Absenkcns des Prufstrangs wird zur Bestimmung von Leckagen am Prüfstrang oberhalb des
Prüfventils die Flüssigkeit im Rohrstrang unter Druck gesetzt.
Nach dem Stand der Technik wird die Flüssigkeit
allgemein ausschließlich durch das Schließen des Prüfventils im Rohrstranjj gehalten. Mit anderen
Worten, der auf die Flüssigkeit im Rohrstrang ausgeübte Druck wird auf das geschlossene Prüfventil
übertragen. Diese Anordnung nach dem Stand der Technik ist oft mit einem Prüfventii ähnlich dem ·η der
US-PS 38 56 085 gezeigten versehen. Dieses Prüfventil enthält ein von oberen und unteren Ventilsitzgliedern
gehaltenes kugelförmiges Ventilglied. Das in der US-PS
J8 56 085 gezeigte Prüfventil ist nur schematisch, das heißt ohne die Details der Aufwärtsbevvegung des
kugelförmigen Ventilglieds innerhalb des Ventilgehäuses dargestellt. Das wirkliche Prüfventil nach US-PS
38 56 085 weist einen oberen Ventilsitz für das kugelförmige Ventilglied auf. der an einem an einer
ringförmigen Schulter des äußeren Ventilgehäuses hängenden Innenteil hängt, ähnlich wie in der US-PS
Re 29 47! gezeigt Der untere Ventilsitz ist mit dem
oberen Ventilsitz durch eine Mehrzahl von das kugelförmige Ventilglied umgreifenden C-Klammern
verbunden. Aus diesem Grund kommen an dem unteren Ventilsitzglied des beschriebenen Prüfventils keine
tragenden Teile des Ventilj;ehäuses zur Anlage. Um eine auf das Gehäuse bezogene axiale Bewegung des
kugelförmigen Ventilglieds zu vermeiden, wird das kugelförmige Ventilglied des beschriebenen Prüfventils
innerhalb des Gehäuses festgehalten. Exzentrische Stellnasen, die auf einem axial zum Gehäuse sich
bewegenden Gleitglied montiert sind, greifen an dem kugelförmigen Ventilglied se an, daß zum Öffnen und
Schließen des Ventils das kugelförmige Ven»;lglied in
bezug auf das Gehäuse bei Axialbewegung der Nasen gedreht wird.
Bei einem über einem Prüfventil wie dem beschriebenen
angeordneten Druckprüfungsstrang verursacht der übermäßige Druck auf die obere Oberfläche des
beschriebenen kugelförmiger Ventilglieds erfahrungsgemäß eine von diesem abwärts auf die exzentrischen
Nasen gerichtete Kraft, die die exzentrischen Nasen von dem sie tragenden Glied abschert. Auf diese Weise wird
die Höhe des auf die Flüssigkeit in dem Rohrstrang zu dessen Druckprüfung ausübbaren Drucks erheblich
eingeschränkt, und das Problem ist besonders signifikant bei sehr tiefen Bohrungen, wo der bloße
hydraulische Druck der Flüssigkeit im Rohrstrang schon relativ hocn ist. Man ha? festgestellt, daß der
höchstmögliche Differenzdruck, mit dem das beschriebene Ventil noch sicher belastbar ist. bei ca. 345 bar
liegt.
f.·'in anderes Ventil mit kugelförmigem Ventilglied
nach dem Stand der Technik, das sich nicht axial zu einem Gehäuse bewegt, stellt das Unterwarserprüfbaumvcntil
nach der US-PS 4116 272 dar. Dieses Unterwasserprüfbaumventil enthält ein Gehäuse mit
einem Strömungskanai und ein in dem Strömungskanul angeordnetes, kugelförmiges Ventilglied. An dem
kugelförmigen Ventilglied greifen Stellnasen an, durch welche as Ventilglied /wischen einer Offenstellung und
einer Schließstellung verdrehbar ist. An einer unteren Oberfläche des kugelförmigen Ventilglieds lieg' ein
unteres Ventilsitzglied an. Es sind Stellglieder vorgesehen,
durch welche das kugelförmige Ventilglied axial relativ zum Gehäuse bewegbar ist, wobei das untere
Ventilsitzglied ein Teil der Stellglieder ist.
Andere Ventile nach dem Stand der Technik mit sich axial /um Gehäuse bewegenden kugelförmigen Ventilgliedern
stellen die US-PS 40 64 937. 35 68 715, Re 27 464,40 09 753,41 44 937 und 39 67 647 dar.
r% 1. -ι:- ι ir nc or» 11 λλο :-» -.:— DnU.Unl,»»··»* m·» irt Q^
einem als Kugelventil ausgebildeten Sicherheitsventil
bekannt. Die Ventilkugel sitzt zwischen zwei in einem Gehäuse längsverschiebbar geführten Ventilsitzhülsen,
welche an ihren der Ventilkugel zugewandten Stirnseiten mit sphärischen Ventilsitzen versehen sind. Gehäusefeste
Nasen greifen in Schlitze der Ventilkugel ein, so daß diese bei einer Längsbewegung der Ventilsitzhülsen
zwischen einer Schließstellung und einer Offenstellung verdrehbar ist. Die untere Ventilsitzhülse wird von einer
Druckfeder nach oben gedrückt und sucht die Ventilkugel in die Schließstellung zu drehen. Durch
hydraulischen Druck auf einen an der oberen Ventilsitzhülse vorgesehenen Ringkolben kann das Kugelventil
gegen die Wirkung der Druckfeder offen gehalten werden.
Durch die US-PS 38 79 012 ist ein Sicherheitsventil bekannt, das bei einem Ausbruch der Bohrung schließen
soll. Das Sicherheitsventil enthält ein Kugelventil. Es wird mit einer rohrförmigen Strömungssteuereinrichtung
in eine Förderleitung des Bohrlochs hinabgelassen und dort verankert. In der Strömungssteuereinrichtung
ist durch eine hydraulisch-pneumatische Feder ein Ansprechdruck vorgegeben. Das Kugelventil ist zwischen
einer Offen- und einer Schließstellung bewegbar mittels der Strömungssteuereinrichtung, die durch
aufeinanderfolgendes Erhöhen und Verringern des Druckes in der Bohrung der oberhalb des Sicherheitsventils
verlaufenden Förderleitung betätigbar ist. Eine anschließende Änderung des Bohrlochdrucks von einem
Wert unterhalb des vorgegebenen Ansprechdrucks auf einen Wert oberhalb dieses Ansprechdrucks bewirkt
über einen druckbeaufschlagten Kolben die Auslösung einer Verriegelung, so daß eine vorgespannte Feder das
Kugelventil in Schließstellung bringt. Das geschieht dort mittels exzentrischer Nasen, die in Schlitze der
Ventilkugel eingreifen. Die Nasen sitzen an einer längsbeweglich geführten Hülse, die sich unter dem
Einfluß der Feder relativ zu der Ventilkugel bewegt.
Eine ähnliche Anordnung ist in der US-PS 37 83 942 dargestellt. Ein Kugelventil gestattet die Strömung von
Bohrflüssigkeit in der Bohrung eines Bohrstranges hinab. Das Kugelventil wird druckabhängig automatisch
in seine Schließstellung verdreht, wenn sich die Strömung im Bohrloch umkehrt Das Kugelventil ist bei
Abwärtsströmung in der Offenstellung verriegelt Es sitzt in einem Ringkolben, der mit der Ventilkugel
gegenüber gehäusefesten Nasen beweglich ist. Die Nasen greifen in Schlitze in der Ventilkugel und
bewirken eine Verdrehung der Ventilkugel. Eine Feder
drückt den Ringkolben nach oben, so daß er die
Ventilkugel in ihre Schließstellung bringt. Druck von oben auf den Ringkolben hält das Kugelventil offen.
Diese Anordnungen sind weder bestimmt noch geeignet für die Druckprüfung eines Rohrstrangs, bei welcher ein Druck von oben auf die Ventilkugel wirkt.
Diese Anordnungen sind weder bestimmt noch geeignet für die Druckprüfung eines Rohrstrangs, bei welcher ein Druck von oben auf die Ventilkugel wirkt.
Durch die US-PS 41 00 969 ist ein Ventil bekannt, durch welches der Längskanal des Rohrstrangs zum
Zwecke der Druckprüfung absperrbar ist. Das Ventil ist dabei ein Klappenventil, das durch Strecken oder
Zusammenschieben zweier teleskopartig ineinander geführter Gehäuseteile geschlossen bzw. geöffnet wird.
Ein Ventilsitz dieses Klappenventils ist an einem Gehäuseteil abgestützt.
Durch die US-PS 40 63 593 ist eine Anordnung mit zwei im Abstand voneinander angeordneten Kugelventilen
bekannt, bei der die beiden Ventile zur Probenahme gleichzeitig aus einer Offenstellung in eine
erfolgt eine Verriegelung dieser Ventile, so daß ein Wiederöffnen innerhalb des Bohrlochs verhindert wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil zu schaffen, das zusätzlich oberhalb eines Formations-Prüfventils,
z. B. nach Art der US-PS 38 56 085, in einen Prüfstrang einbmibar ist und eine Druckprüfung des
Prüfstrangs mit hohem Druck gestattet. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß
(f) die Stellnasenmittel an dem Gehäuse feststehend angebracht sind,
(g) die nach unten weisende Fläche des unteren Ventilsitzglieds auf einer nach oben weisenden
Fläche des Gehäuses abgestützt ist, wenn i.'as kugelförmige Ventilglied in seiner Schließstellung
ist, wobei auf das kugelförmige Ventilglied in dessen Schließstellung der über die Flüssigkeit im
Rohrstrang oberhalb des kugelförmigen Ventilglieds ausgeübte, abwärts gerichtete Druck durch
die Anlage der nach unten weisenden Fläche des Ventilsitzglieds an der nach oben weisenden Fläche
des Gehäuses im wesentlichen auf das Gehäuse übertragbar ist, und
(h) als Teil der Stellglieder des weiteren eine
(h) als Teil der Stellglieder des weiteren eine
•»5 Vorrichtung zum Verriegeln des kugelförmigen
Ventilglieds in seiner Schließstellung vorgesehen ist.
Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Ventils sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 16. Ein Verfahren
zur Druckprüfung eines Rohrstrangs ist Gegenstand von Anspruch 17. Ausgestaltungen dieses Verfahrens
sind Gegenstand der Unteransprüche 18 bis 22.
Die vorliegende Erfindung sieht ein Ventil vor, das zum Prüfen eines Rohrstrangs an dem Prüfstrang
unmittelbar oberhalb eines die Formation prüfenden Ventils wie dem in der US-PS 38 56 085 beschriebenen
angebracht ist. Das Ventil zum Prüfen eines Rohrstrangs der vorliegenden Erfindung überwindet die
Schwierigkeiten, die bei der direkt gegen das Ventil zum Prüfen der Formation gerichteten Druckprüfung auftreten.
Das Ventil zum Prüfen eines Rohrstrangs weist ein an dem Ventilgehäuse tragend abgestütztes unteres
Ventilsitzglied auf, so daß ein Einwirken abwärts auf die exzentrisch betätigten Nasen gerichteter Kräfte beim
Unterdrucksetzen der Flüssigkeit im Bohrstrang und damit ein Abscheren dieser Nasen an dem Ventil zum
Prüfen eines Rohrstrangs vermieden wird. Das Ventil
zum Prüfen eines Rohrstrangs der vorliegenden Erfindung kann einem Differenzdruck bis zu ca. 690 bar
(10 000 psi) standhalten.
Außerdem sieht das Ventil zum Prüfen eines Rohrstrangs nach der vorliegenden Erfindung eine
automatische Auffüllung vor. derart, daß beim Absenken
des Prüfstrangs in die Bohrung eine automatische Füllung des Rohrstrangs oberhalb des Ventils zum
Prüfen eines Rohrstrangs mit Bohrflüssigkeit erfolgt. Das Ventil zum Prüfe'i eines Rohrstrangs der
vorliegenden Erfindung hat ein Gehäuse, dessen eines Ende mit dem Rohrstrang verbunden werden kann und
das einen Strömungskanal aufweist. In dem Strömungskanal befindet sich ein kugelförmiges Ventilglied. Am
Gehäuse sind Nasen angebracht, die an dem kugelförmigen Ventilglied angreifen und das kugelförmige
Ventilglied zwischen Offen- und Schließstellung hin- und herdrehen, wodurch der Strömungskanal des
oCituuSCS gCCiind ümCi gCSCiiiöiaCii u7.'vs. uüä rvügcifOfmige
Ventilglied axial zum Gehäuse und den Nasen bewegt wird. Um das kugelförmige Ventilglied zwischen
den besagten Offen- und Schließstellungen axial zum Gehäuse hin- und herzubewegen, sind Stellglieder
vorgesehen, die ein unteres Ventilsitzglied mit einer nach unten weisenden Oberfläche aufweisen, die bei
besagter Schließstellung des kugelförmigen Ventilgüeds von einer nach oben weisenden Oberfläche des
Gehäuses abgestützt wird. Dies erlaubt das Wirken abwärtsgerichteter Kräfte auf das kugelförmige Ventilglied
in besagter Schließstellung durch den Flüssigkeitsdruck im Rohrstrang oberhalb des kugelförmigen
Ventilglieds, der durch die Anlage der nach unten weisenden Oberfläche des unteren Ventilsitzglieds an
der nach oben weisenden Oberfläche des Gehäuses im wesentlichen vollständig auf das Gehäuse übertragen
wird.
Außerdem ist eine Riegelvorrichtung vorgesehen, die beim Absenken des Rohrstrangs und des Ventils zum
Prüfen eines Rohrstrangs in die Bohrung das kugelförmige Ventilglied in seiner Schließstellung verriegelt.
Während der Formations-Prüfvorgänge entriegelt die Richtvorrichtung d>.ü kugelförmige Ventilglied und
iü2: _■>
sich in seine Offenstellung bewegen. Nach Abschluß der Formations-Prüfarbeiten. oder wenn
sonst eine Entlastung von dem Gewicht des Prüfstrangs erfolgt, bildet die Riegclvorrichtung eine Vorrichtung
zum Zurückbewegen des kugelförmigen Ventilgüeds in seine Schließstellung, wobei zusätzlich zu der Rohrarüfeigenschaft
des Ventils zum Prüfen eines Rohrstrangs der vorliegenden Erfindung eine Sicherheitsventil-Eigenschaft
vorgesehen is..
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend
unter Bezugnahme auf d'e Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Prüfstrangs in Bctriebsstellung in einer Offshore-Bohrung.
Fig. 2A —2E zeigen eine Seitenansicht, auf einer
Hälfte im Schnitt, des Ventils zum Prüfen eines Rohrstrangs.
F i g. 3 zeigt eine Abwicklung des J-Schlitzes und
einer Nase des Ventils zum Prüfen eines Rohrstrangs nach Fig. 2A—2 E, und
Fig.4A—4E zeigen eine Seitenansicht, auf einer
Hälfte im Schnitt, eines weiteren Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen V. itils zum Prüfen eines Rohrstrangs.
Es 'iegt an dieser Stelle nahe, eine Beschreibung der
Umgebung w liefern, in der die vorliegende Erfindung zum Tragen kommt. Bei einer Ölbohrung wird während
des Bohrvorgangs das Bohrloch mit einer als Bohrflüssigkeit oder Bohrschlamm bekannten Flüssigkeit gefüllt.
Zweck dieser Bohrflüssigkeit ist es unter anderem, in durchsetzten Fonnationen irgendeine der dort auffindbaren
Formationsflüssigkeiten zurückzuhalten. Zu diesem Zweck wird der Bohrschlamm mit verschiedenen
Additiven so beschwert, daß der hydrostatische Druck des Schlamms in Formationstiefe ausreicht, um die
Formationsflüssigkeit in der Formation zu halten, ohne ihren Austritt in das Bohrloch zu ermöglichen.
Wird eine Prüfung der Ergiebigkeit der Formation gewünscht, senkt man einen Prüfstrang bis auf
Formationstiefe in das Bohrloch ab und läßt innerhalb eines kontrollierten Prüfprogramms Formationsflüv,igkeit
in den Rohrstrang fließen.
Manchmal wird beim Absenken des Prüfstrangs in
uuS uOiiTiOCii Cin HiCuMgCrCr L^FüCfi ίΓίΓί6Γιιίΐιυ uci»
Prüfstrangs aufrechterhalten. Dies wird normalerweise dadurch erreicht, daß ein Ventil zum Prüfen einer
Formation am unteren Ende des Prüfstrangs in Schließstellung gehalten wird. Wenn die Prüftiefe ,
erreicht ist, wird zum Abdichten des Bohrlochs ein »Packer« gesetzt, der die Formation vom hydrostatischen
Druck der Bohrflüssigkeit im Ringraum der Bohrung abschließt. Dann wird das Ventil zum Prüfen
der Formation am unteren Ende des Prüfstrangs geöffnet, und die vom eingeschlossenen Druck der
Bohrflüssigkeit freie Formationsflüssigkeit kann in den Prüfstrang fließen.
Manchmal sind die Bedingungen derart, daß es wünschenswert ist. beim Absenken des Prüfstrarigs in
das Bohrloch diesen oberhalb des Ventils zum Prüfen der Formation mit Flüssigkeit zu füllen. Dies kann zum
Zweck des Ausgleichs der hydrostatischen dynamischen Druckdifferenz durch die Wände des Prüfstrangs
hindurch geschehen, um ein Zusammendrücken der Rohre nach innen zu vermeiden und beim Absenken des
■»o Prüfstrangs in das Bohrloch dessen Druckprüfung zu
gestatten.
Das Prüf-Programm der Bohrung enthält Perioden des Formationsflusses und Perioden des Formationsabschlusses.
Um bei späteren Analysen die Ergiebigkeit der Formation bestimmen zu können, werden während
des Programms Druckaufzeichnungen gemacht. Falls gewünscht, kann in einer geeigneten Probenkammer
eine Probe von Formationsflüssigkeit genommen werden.
so Am Ende des Prüf-Programms der Bohrung wird ein Zirkulations-Ventil im Prüfstrang geöffnet, die Formationsflüssigkeit
tritt aus. der Packer wird gelöst und der Prüfstrang hochgezogen.
F i g. 1 zeigt eine typische Anordnung für eine Offshore-Bohrlochprüfung. Eine solche Anordnung würde eine schwimmende Bohrplattform 10 über einer Unterwasser-Arbeitsstelle 12 einschließen. Die Bohrung besteht in einer Bohrvorrichtung 14. welche in typischer Weise mit einem Verrohrungsstrang 16 fluchtet, der sich von der Unterwasser-Arbeitsstelle 12 bis zu einer Unterwasser-Formation 18 erstreckt. Der Verrohmngsstra1-j 16 ist an seinem unteren Ende mit einer Mehrzahl von Durchbrechungen versehen, die die Verbindung zwischen der Formation 18 und dem Inneren der
F i g. 1 zeigt eine typische Anordnung für eine Offshore-Bohrlochprüfung. Eine solche Anordnung würde eine schwimmende Bohrplattform 10 über einer Unterwasser-Arbeitsstelle 12 einschließen. Die Bohrung besteht in einer Bohrvorrichtung 14. welche in typischer Weise mit einem Verrohrungsstrang 16 fluchtet, der sich von der Unterwasser-Arbeitsstelle 12 bis zu einer Unterwasser-Formation 18 erstreckt. Der Verrohmngsstra1-j 16 ist an seinem unteren Ende mit einer Mehrzahl von Durchbrechungen versehen, die die Verbindung zwischen der Formation 18 und dem Inneren der
.5 Bohrung 20 herstellen. An der Unterwasser-Arbeitsstelle 12 ist die mit Ausbruch-Preventermechanismen
versehene Bohrlochkopf-Installation 22 angebracht. Von der Bohrlochkopf-Installation verläuft eine Unter-
Il
λ asserU-iti.iiL1 24 zu der scliw in,inenden Bohrplattform
10. Die schwimmende Bohrplattform 10 besteht in einer
Arbeitsplaiti'orm 26. die einen Bohrturm 28 trügt und
itüt/t. Der Bohrturm 28 tragt ein Hebezeug 30. \m :>beren Ende der I ntei wasserleitung 24 im ein
Bohrlochkopherschluß 32 vorgesehen. Der Bohrlochkopfverschluß
32 ermöglicht das Absenken eines durch Hebezeug 30 in der Bohrung heb- und absenkbaren
Prüfstrangs 34 in die Unter wasserleitung und in das Bohrloch 14. Zur Unterdrucksetzung des den Prufstrang i
34 umgebenden Ringraumes 40 ist eine Zuführleitung 36
vorgesehen, die sich von einer hydraulischen Pumpe 38
an Deck 2b der schwimmenden Bohrplattform 10 bis zur Bohrlochkopf-lnstallation 22 an eine Stelle unterhalb
der Ausbrucli-Pr-venter erstreckt. ι
Der Prüfstrang 34 schließt einen oberen Leitungsstrangabschnitt 42 ein, der sich von der Unterwasser-Arbeitsstelle
12 bis zur Bohrlochkopf-lnstallation 22 erstreckt. Am Ende des oberen Leitungsstrangabschnitts
42 befindet sich ein hydraulisch arbeitender Leitungsstran.r-Prüfbaum
44, der an der Bohrlochkopf-Installation
22 abgestützt ist. um so den unteren Abschnitt des Prüfstrangs zu stützen. Der untere
Abschnitt des Prüfstrangs erstreckt sich vom Prüfbaum 44 bis zur Formation 18. Ein Packer-Mechanismus 46 ;
isoliert die Formation 18 von Flüssigkeiten im Ringraum der Bohrung 40. Zur Verbindung der Flüssigkeit
zwischen der Formation 18 und dem Inneren des rohrförmigen Prüfstrangs 34 ist am unteren Ende des
Prüfstrangs 34 ein perforiertes Enustück 48 vorgesehen,
üer untere Abschnitt des Prüfstrangs 34 weist ferner einen zwischenliegenden Leitungsabschnitt 50. ein
drehmomentübertragendes, druck- und volumenausgeglichenes Gleitverbindungsstück 52 auf. Der zwischenliegende
Leitungsabschnitt 50 ist vorgesehen, um das Gewicht zum Setzen des Packers auf den Packer-Mechanismus
46 am unteren Ende des Prüfstrangs zu üucrirägcTi.
Oft ist es wünschenswert, am unteren Ende des Prüfstrangs ein übliches Zirkulations-Ventil 56 anzubringen,
das durch Drehung, durch Hin- und Hergehen des Prüfstrangs. durch Kombination beider oder durch
Herabsenken einer beschwerten Stange in das Innere des Prüfstrangs 10 geöffnet werden kann. Unterhalb des
Zirkulations-Ventils 56 kann eine Kombination von Probenahme-Ventil und Umkehrzirkulations-Ventil 58
nach USd0S 40 64 937 angebracht werden.
Ebenfalls am unteren Ende des Prüfstrangs befindet sich ein Formations-Prüfventil 60 wie das durch
den Ringraumdruck betätigbare Prüfventil nach US-PS 38 56 085.
Unmittelbar über dem Formations-Prüfventil befindet sich das Ventil zum Prüfen eines Rohrstrangs
62 der vorliegenden Erfindung.
Unterhalb des Formations-Prüfventils 60 befindet
sich eine Druckschreiber-Vorrichtung 64. Die Druckschreiber-Vorrichtung 64 ist vorzugsweise so
eingerichtet, daß ein zentraler, sich vollständig öffnender Kanai darin vorgesehen ist, damit über die gesamte
Länge des Prüfstrangs ein sich vollständig öffnender Kanal vorhanden ist. Es kann wünschenswert sein,
zusätzliche Vorrichtungen zum Prüfen der Formation im Prüfstrang 34 anzubringen. Wo zum Beispiel die
Gefahr eines Festklemmen des Prüfstrangs 34 im Bohrloch 14 besteht, ist es wünschenswert, zwischen
46 zusätzlich eine Rüttelvorrichtung anzubringen. Die Rüttelvorrichtung dient dazu, im Falle eines Festklemmen-αϊ-l'iiilstr.'Mgs
Stoße auf den Prufstrang zu ubeHra^cn. um einen les'.geklemmten Prufstrang durch
Riiitelhewegungen aus dem Bohrloch freizubekommen. /usai/lich kann es wünschenswert sein, /wischen der
Rune!- und der Packervomchtung 4h eine Sicherheitsverbindung
anzubringen. Falls die Rüttdvc/richtung nichi in der Lage wäre, einen festgeklemmten
Prüf.str.ing freizubekommen, könnte eine solche Sicherheitsverbindung
den Prufstrang 34 von dem Packcr-Mci> chanismus46 trennen.
Der Standort der Druckschreibcrvorrichtung kann nach Wunsch variiert werden. Der Druckschreiber kann
/um Beispiel in einem geeigneten Druckschreiber-Ankerschuhgehäuse unterhalb des perforierten Endstücks
4b untergebracht werden. Um weitere Daten für die Bewertung der Bohrung zu erzeugen, kann unmittelbar
oberhalb des Formations-Prüfveniils 60 zusätzlich ein
zweiter Druckschreiber eingesetzt werden.
Die F ι g. 2A —2E zeigen eine Seitenansicht, auf einer
2i) Haltte im Schnitt, des Ventils zum Prüfen eines
Rohrstrangs 62 der vorliegenden Erfindung
Das Ventil zum Prüfen eines Rohrstrangs b2 weist ein
Gehäuse 66 auf. das mit einem oberen Paßstück 68,
einem ersten zylindrischen Ventilgehäuseabschnitt 70. :i einem mittleren Paßstück-Abschnitt 72 und einem
zweiten Ventiigehäuseabsehniu 74 versehen ist.
Das obere Paßstück 68 und der erste Ventilgehäuseabschnitt 70 können allgemein als ein oberer Gehäuseabschniti
76 bezeichnet und der mittlere Paßstück-Abm schnitt 72 und der zweite Ventilgehäuseabschnitt 74
können zusammengenommen als ein unterer Gehäuseabschnitt 78 bezeichnet werden.
Ein oberes Ende 80 des unteren Gehäuseabschnitts 78 wird in einem unteren Ende 82 des oberen Gehäuseab-)5
Schnitts 76 aufgenommen und mit ihm durch ein mit Gewinde versehenes Verbindungsstück 84 verbunden.
Das Gehäuse 66 ist mit einem geeigneten oberen
c_,i~ ac
ι -„ _i.ij ~.. :..~u „: :.
Inner gewinde versehenen Verbindungsstücks 88 mit
•»ο einem Rohrstrang des P. jfstrangs 34 verbunden
werden kann. Auf diese Weise wird das gesamte Gewicht der unterhalb des Verbindungsstücks 88
befindlichen Abschnitte des Prüfstrangs 34 von dem Gehäuse 66 getragen. Das Gehäuse 66 weist eine · axial
dazu verlaufenden Strömungskanal 90 auf.
Innerhalb des Ströinungskanals 90 ist ein kugelförmiges
Ventilglied 92 mit einer hindurchgehenden Ventilbohrung 94 vorgesehen.
Fig. 2B zeigt das kugelförmige Ventilglied 92 in
seiner den Strömungskanai 90 schließenden Schließstellung.
Die obere Oberfläche % des kugelförmigen Ventilglieds 92 sitzt auf einem oberen Ventilsitz 98 auf und die
untere Oberfläche 100 des kugelförmigen Ventilglieds 92 sitzt auf einem unteren Ventilsitz 102 auf.
Der obere Ventilsitz 98 ist in einem oberen Ventilsitzträger 104 angeordnet, und der untere
Ventilsitz 102 ist in einem unteren Ventilsitzträger 106 angeordnet. Der obere und der untere Ventilsitzträger
104 und 106 sind mit einer Mehrzahl von C-Klammern miteinander verbunden, so wie Klammer 108, deren
zwei Enden in Fig.2B gezeigt werden. Selbstverständlich
ist die C-Klammer 108 ein durchgehendes Glied zwischen den beiden in F i g. 2B dargestellten Enden und
hält deshalb über ein kugelförmiges Veniilglied 92 die * t-HLllbll£.tl CIgV-I IVT UUU 1 \f*J ί-\Λ JMi 1111 H- ι ι.
Ein Positionierungsinnenteil oder Fühmngstnnenteil 109 ist an seinem unteren Ende mittels eines
i4
Gewindeteils 110 mit dem oberen Ventilsitzträger 104
verbunden und wird mit einem oberen Ende 112 von einer zylindrischen inneren Oberfläche 114 des oberen
Paßstücks 68 aufgenommen. Zwischen dem Positionierungsinnenteil 108 und der zylindrischen inneren
Oberfläche * 14 befindet sich eine ringförmige Dichtung 116.
An einem mit Nasen versehenen Innenteil 120, der
von dem dem ersten Ventilgehäuseabschnitt 70 aufgenommen wird und an dessen oberem bzw. unterem
Ende 122 und 124 das obere Paßstück 68 bzw. das obere Ende 80 des mittleren Paßstücks 72 zur Anlage kommt,
ist eine exzentrische Nase 118 so angebracht, daß sie relativ zum Gehäuse 66 in fixierter Position gehalten
wird.
Die exzentrische Nase 118 greift in ein radial durch
eine Wand des kugelförmigen Ventüglieds 92 verlaufendes
exzentrisches Loch 126.
Ähnliche Nase 118 greift eine zweite (nicht gezeigte)
exzentrische Nase in ein anderes (nicht gezeigtes) Loch des kugelförmigen Ventüglieds 92 in einer Weise, wie sie
in Figur 4A—4C der US-PS 38 56 085 gezeigt wird, auf
deren Einzelheiten zur Ergänzung der Offenbarung hiermit Bezug genommen wird.
Es wird einzusehen sein, daß die Darstellung der exzentrischen Nase 118, des Innenteils 120 und der
C-Klammer 108 in F i g. 2B aus Bequemlichkeitsgründen
ziemlich schematisch ist, und daß eine wirkliche Teilansicht des Ventils zum Prüfen eines Rohrstrangs
die Nase 118 und die C-Klammer 108 wegen ihres radialen Abstands nicht in derselben Teilansicht zeigen
könnte.
Wird das kugelförmige Ventilglied 92 axial zum Gehäuse 66 in einer weiter unten beschriebenen Weise
bewegt, verursacht das Eingreifen der exzentrischen Nase 118 in das exzentrische Loch 126 eine Drehung
zwischen Offen- und Schließstellung relativ zum Gehäuse, wobei der Strömungskanal 90 entsprechend
geöffnet oder geschlossen wird. Fig.2B zeigt das kugelförmige Ventilglied 92 in Schließstellung. Bei einer
von der in Fig.2B gezeigten Position ausgehenden, axial zum Gehäuse 66 verlaufenden Aufwärtsbewegung
ii«.i kugelförmigen Ventils 92 wird das kugelförmige
Ventilglied 92 in eine Offenstellung gedreht, wobei die Ventilbohrung 94 so mit dem Strömungskanal 90 des
Gehäuses 66 fluchtet, daß die Flüssigkeit durch den Strömungskanal 90 des Gehäuses 66 von einem Ende
zum anderen hindurchfließen kann.
Um das kugelförmige Ventilglied 92 axial zum
Gehäuse 66 zu bewegen, sind allgemein mit 128 bezeichnete Bewegungsvornthtungen vorgesehen. Die
Bewegungsvorrichtungen 128 können als aus dem unteren Ventilsitzträger 106 und dem unteren Ventilsitz
102 bestehend betrachtet und zusammengenommen als eine untere Ventilsitzvorrichtung 130 bezeichnet werden.
In der folgenden Beschreibung wird die untere Ventilsitzvorrichtung 130 manchmal auch als untere
Ventilsitzgliedvorrichtung bezeichnet.
Der untere Ventilsitztrager 106 weist eine nach unten
weisende ringförmige Oberflache 132 auf, an der in der
in F i g. 2B dargestellten Schließstellung des kugelförmigen Ventüglieds 92 eine nach oben weisende Oberfläche
134 des oberen Endes PO des mittleren Paßstücks 72 des Gehäuses 66 stützend anliegt. Bei dieser Anordnung
können durch die beschriebene Anlage der nach unten weisenden Oberfläche 132 in, ' der nach oben weisenden
Oberfläche 134 die durch der. Flüssigkeitsdruck im Prüfstrang 34 oberhalb des kurelförmigcn Ventüglieds
92 erzeugten, abwärts auf das in Schließstellung befindliche kugelförmige Ventilglied wirkenden Kraft«
im wesentlichen vollständig auf das Gehäuse Sf übertragen werden. Dies sorgt oberhalb des kugelförmigen
Ventüglieds 92 für einen derart starken Halt, da£ der beim Prüfen eines Rohrstrangs entstehende sehi
hohe, auf die obere Oberfläche 96 des kugelförmiger Ventüglieds 92 wirkende Flüssigkeitsdruck unmittelbai
auf das Gehäuse 66 übertragen wird anstatt auf die
ίο Nasen 118, was bei den oben beschriebenen Vorrichtungen
nach dem Stand der Technik nach US-PS 38 56 08f zum Problem eines Ausfalls dieser Nasen führt
In dem offenbarten Ausführungsbeispiel ist die nach unten weisende Oberfläche 132 spezifisch auf derr
unteren Ventilsitzträger 106 angeordnet Allgemein
kann jedoch von einer Anordnung an der unterer Ventilsitzvorrichtung 130 gesprochen werden, unc
selbstverständlich könnte die physikalische Anordnung der unteren Ventilsitzvorrichtung 130 dahingehenc
verändert werden, daß zusätzliche Elemente vorgesehen oder Ventilsitz 102 und Ventilsitzträger 106 zi
einem einzigen Element zusammengefaßt werder können. Wichtig ist allein, daß eine nach unten weisend«
Oberfläche wie Oberfläche 132 auf einer das kugelför mige Ventilglied 92 strukturell von unten stützender
Struktur angeordnet ist Eine solche Struktur kanr allgemein als untere Ventilsitzvorrichtung bezeichnei
werden.
Die Bewegungsvorrichtung 128 weist ebenfalls einer beweglichen Innenteil 136 auf, der aus einem oberer
beweglichen Innenteilabschnitt 138 und einem unterer beweglichen Innenteilabschnitt 140 besteht
Der obere bewegliche Innenteilabschnitt 138 und eir oberer Teil des unteren beweglichen Innenteilabschnitt!
140 werden vom unteren Ende des Gehäuses 66 hin- unc
herbeweglich aufgenommen und können jeweils relati\ zum Gehäuse 66 zwischen einer oberen bzw. unterer
Stellung hin- und herbewegt werden. Der oben bewegliche Innenteilabschnitt 138 ist am unterei
Ventilsitztrager 106 angebracht und steht mit diesem ir
Wirkverbindung, so daß. relativ zum Gehäuse 66, di< obere und untere Stellung des oberen beweglicher
Innenteilabschnitts 128 mit der oberen und unterer Stellung des unteren Ventilsitzträgers 106 korrespon
«5 diert.
Die untere Stellung des in Fig.2B dargestellter
unteren Ventilsitzträgers 106 entspricht der dargestell ten Schließstellung des kugelförmigen Ventüglieds 92
Bei einer Aufwärtsbewegung des unteren Ventüsitzträ gers 106 relativ zum Gehäuse 66 wird das kugelförmig«
Ventilglied 92 axial zum Gehäuse aufwärtsbewegt und wie oben beschrieben, durch das Ineinandergreifen vor
exzentrischem Loch 126 und exzentrischer Nase 118 ir
seine Offenstellung gedreht.
Der untere bewegliche Innenteilabschnitt 140 besteh
aus einem ersten oberen Abschnitt 142, einem zweiten mit dem untern Ende des ersten Abschnitts 14;
verbundenen Abschnitt 144, einem dritten, mit den unteren Ende des zweiten Abschnitts 144 verbundener
<>ö Abschnitt 146 und einem unteren, mit dem unteren Ende
des dritten Abschnitts 146 verbundenen Paßstück 148 Zur Verbindung mit den unterhalb des Ventils zun
Prüfen eines Rohrstrangs 62 befindlichen Bauteilen de: Prüfstrangs 14 weist das untere Paßstück 548 ein mi
"' Außengewinde versehenes unteres Ende 150 auf.
Von einer äußeren Oberfläche des dritten Abschnitt! 146 des unteren beweglichen Inncntcilabschnitts 140 de
beweglichen Innenteils 136 erstreckt sich eine Posiiio
nierungsnase 152 radial nach außen.
innerhalb einer radialen inneren Oberfläche des zweiten Ventilgehäuseabschnitts 74 des Gehäuses 66 ist
ein Positionierungsschlitz 154 angeordnet, in dem die Positionierungsnase 152 aufgenommen wird. F i g. 3,
allgemein eine Ansicht längs eier Linie 3-3 der F i g. 2C
und 2D, zeigt eine Abwicklung des Positionierungsschlitzes 154 und der Positionierungsnase 152. Der
Positionierungsschlitz 154 und die Positionierungsnase 152 sind so angeordnet und aufgebaut, daß bei einer Ό
Drehung des Prüfstrangs 34 im Uhrzeigersinn und beim Aufsetzen des Gewichtes des Prüfstrangs 34 auf das
Gehäuse 66 der untere bewegliche Innenteilabschnitt 140 und mit ihm der obere bewegliche Innenteilabschnitt
138 relativ zum Gehäuse 66 in ihre obere Stellung bewegt werden und dadurch das kugelförmige
Ventilglied 92 öffnen.
Fig.3 zeigt in ausgezogenen Linien die Stellung der
Nase 152 zum Schlitz 154 beim Absenken des Prüfstrangs 34 in die Bohrung. Gestrichelte Linien
zeigen ihre Stellungen nach dem Absenken des Prüfstrangs 34.
Fachleuchte werden verstehen, daß beim Aufsetzen des Gewichts des Prüfstrangs 34 auf das Gehäuse 66 der
untere bewegliche Innenteilabschnitt 140 sich wegen der Anlage des Packers 46 (siehe Fig. 1) an der
Verrohrung 16 nicht axial zur Verrohrung 16 des Bohrlochs (siehe F i g. 1) bewegt.
Der Packer 46 ist vorzugsweise ein wiedergewinnbarer »Halliburton RTTS«-Packer. wie er im Halliburton m>
Services Sales und Service Katalog Nr. 40 auf Seite 3490 gezeigt und beschrieben wird. Die Bauart dieser Packer
ist Fsicbleuten bekannt und weist, um eine Anfangsreibung
zwischen Packer und Bohrloch zu vermeiden, im allgemeinen einen Bremsblock auf, der an der J5
Verrohrung des Bohrlochs angreift. Beim Aufsetzen des Rohrstrangs auf den Packer 46 erlaubt der Bremsblock
das Setzen von Gleitstücken gegen die Verrohrung, und dieselbe ununterbrochene Abwärtsbewegung dient
dann durch das Zusammendrücken und Ausdehnen eines Packers zum Abdichten des Ringraums 40
zwischen dem Prüfstrang 34 und der Verrohrung des Bohrlochs 16. Die betätigbaren Bauteile des Packers 46
weisen einen (nicht gezeigten) Packerschlitz und eine (nicht gezeigte) Packernase auf. die wie die in F i g. 3
gezeigten Nase 152 und Schlitz 154 konstruiert sind, das heißt. Schlitz und Nase des Packers 46 sind wie Schlitz
und Nase des Ventils zum Prüfen eines Rohrstrangs 62 konstruiert, so daß dieselbe Abwärtsbewegung des
Prüfstrangs 34. die das kugelförmige Ventilglied 92 w öffnet, auch den Packer 46 setzt.
Beim Anheben des Prüfstrangs 34 wird das Gehäuse 66 relativ zur Verrohrung des Bohrlochs 16 aufwärts
und der bewegliche Innenteil 136 relativ zum Gehäuse 66 abwärts in seine beschriebene untere Stellung unter
erneutem Schließen des kugelförmigen Ventilglieds 92 bewegt.
Der untere bewegliche Innenteilabschnitt 140 weist ein für ein Ineinandergreifen mit einem unteren Ende
158 des oberen beweglichen Innonteilabsehnitts 138 so
geeignetes oberes Ende auf. so daß beim Aufsetzen des Gewichts des Prüfsirangs 34 auf das Gehäuse 66 der
untere bewegliche Innenteilabschnitt 140 relativ zum
Gehäuse 66 aufwärts bewegt wird und an den oberen beweglichen Innenteilabschnitt 138 angreift, um den b5
oberen beweglichen Inncntcilabschnitt 138 relativ zum Gehäuse 66 aufwärts /u bewegen und dadurch das
kugelförmige Ventilglied 92 zu öffnen.
Der bewegliche Innenteil weist eine allgemein mit 160
bezeichnete Riegelanordnung auf, die beim Absenken des Prüfstrangs 34 in das Bohrloch das kugelförmige
Ventilglied 92 in der besagten Schließstellung verriegelt
Die Riegelanordnung 160 weist eine Mehrzahl von sich vom oberen beweglichen Innenteiiabschnitt 138
abwärts erstreckenden elastischen Rastfederfingern wie Finger 162, 164 und 166 auf. Jeder dieser Rastfederfinger
weist an seinem unteren Ende einen Kopf 168 mit radial innen und außen nach oben weisenden, an dem
Kopf 168 gebildeten Schultern 170 bzw. 172 auf. Die Schultern 170 und 172 verjüngen sich.
Auf einer inneren Oberfläche des Gehäuses 66 weist die Riegelanordnung 160 ferner eine ringförmige
radiale innere Ausnehmung 174 auf. Ein oberes Ende der besagten Ausnehmung wird von einer nach unten
weisenden ringförmigen Schulter 176 des Gehau.es 66
begrenzt. Die Ausnehmung 174 sieht eine Anordnung zum Aufnehmen der radial außen aufwärts weisenden
Schultern 172 der Rastfederfinger vor. wenn sich das besagte kugelförmige Ventilglied 92 in Schließstellung
befindet. Die Riegelanordnung 160 sieht weiterhin auf dem ersten Abschnitt 142 des unteres beweglichen
Innenteilabschnitts 140 eine zylindrische Außenfläche 178 vor, die an einer Innenfläche 180 der Köpfe 168 der
Rastfederfinger angreift und die Köpfe 168 bei Schließstellung des kugelförmigen Ventilglieds 92 in der
Ausnehmung 174 des Gehäuses 66 hält.
Um beim Ineinandergreifen des oberen EnJes 156 des
unteren beweglichen Innenteilabschnitts 140 und des unteren Endes 158 des oberen beweglichen Innenteilabschnitts
136 die inneren, aufwärts weisenden Schultern 170 der Köpfe 168 der Rastfederfinger wie Finger 166
aufzunehmen, weist der untere bewegliche Innenteilabschnitt 140 unterhalb der zylindrischen Außenfläche 178
eine ringförmige äußere Ausnehmung 182 auf.
Der Zweck der Riegelanordnung 160 ist am leichtesten durch eine Beschreibung ihrer aufeinanderfolgenden
Funktionen verständlich: Beim Absenken des Prüfstrangs 34 in das Bohrloch, anschließend beim
Aufsetzen des Prüfstrangs 34 auf das Gehäuse 66, und daran anschließend beim Hochziehen des Prüfstrangs
34.
Beim Absenken des Prüfstrangs 34 in die Bohrung befinden sich die Bauteile des Ventils zum Prüfen eines
Rohrstrangs 62 und besonders die Riegelanordnung 160 in den in Fig. 2A —2E dargestellten relativen Stellungen.
Wie F i g. 2 zeigt, sieht die Riegelanordnung 160 an dieser Stelle eine relativ zum Gehäuse 6ύ auslösbare
Anordnung zur Verriegelung des oberen beweglichen Innenteiiabschnitts 138 vor, die beim Absenken des
Prüfstrangs 34 in das Bohrloch das kugelförmige Ventilglied 92 in besagter Schließstellung hält. Durch
das F.ingreifen der äußeren Schulter 178 der Köpfe 168 der Rastfederfinger in die Ausnehmung 174 des
Gehäuses 66 und durch die radial nach außen gerichtete, die Köpfe 168 in der beschriebenen Stellung haltende
Außenfläche 178 des unteren beweglichen Innenteilabschnitts 140 wird dieser obere bewegliche Innenteilabschnitt
138 in der beschriebenen Stellung verriegelt.
Nach dem Absenken des Prüfstrangs 34 bis in die gewünschte Endposition im Bohrloch wird, wie oben
beschrieben, das Gewicht des Prüfstrangs auf das Gehäuse 66 aufgesetzt. Während dieses Vorgangs sieht
die Riegelanordnung 160 eine Anordnung zum Auslösen des oberen beweglichen Innentei'abschnitts 138 relativ
zum Gehäuse 66 vor. Diese durch Aufwärtsbewegung des unteren beweglichen Inncnteilabschnitts 140 relativ
zum oberen beweglichen Innenteilabschnitt 138 erreichte Auslösefunktion wird vor der Anlage des oberen
Endes 156 des unteren beweglichen Innenteilabschnitts 140 am unteren Ende des oberen beweglichen
Innenteilabschnitts 138 ausgeübt. Bei einer Anordnung der inneren Schultern 170 der Köpfe 168 der
Rastfederfinger gegenüber der äußeren Ausnehmung 182 des unteren beweglichen Innenteilabschnitts 140
werden die Köpfe 168 der Rastfederfinger radial nach innen auf die Ausnehmung 182 zu bewegt und lösen
dadurch den oberen beweglichen Innenteilabschnitt 138 von seiner verriegelten Verbindung mit dem Gehäuse
66.
Da das Gewicht des Prüfstrangs 34 weiterhin auf dem Gehäuse 66 aufliegt, sieht die Riegelanordnung 160
zusätzlich eine Anordnung zur auslösbaren Verriegelung des unteren beweglichen Innenteilabschnitts 140
und des oberen beweglichen Innenteilabschnitts 138 vor. Dies wird erreicht durch die Aufnahme der inneren
Schulter liOder Köpfe 168 in der Ausnehmung 182 des unteren beweglichen innenteiiabschniits 140 und durch
eine nachfolgende Aufwärtsbewegung des unteren und des oberen beweglichen Innenteilabschnitts 138 und 140
relativ zum Gehäuse 66 nach der Anlage des oberen Endes 156 des unteren beweglichen Innenteilabschnitts
140 an dem unteren Ende 158 des oberen beweglichen Innenteilabschnitts 138. Die zusätzliche Aufwärtsbewegung
des oberen und des unteren beweglichen Innenteilabschnitts relativ zum Gehäuse 66 sorgt für
eine axiale Aufwärtsbewegung des kugelförmigen Ventilglieds £?. das sich notwendig auf gleiche Art wie
oben beschrieben in se;ne Offnstellung bewegen muß.
Nach Abschluß der Priifvorgänge oder beim Herausziehen des Prüfstrangs 34 aus de-- Bohrung aus anderen
Gründen sieht die Verriegelungsanordnung 160 wegen der Verriegelung des oberen und des unteren beweglichen
Innenteilabschnitts 138 und 140 eine Anordnung zur Abwärtsbewegung des oberen beweglichen Innenteilabschnitts
138 relativ zum Gehäuse 66 vor Herausziehen des Prüfstrangs vor. Grund dafür ist die
Tatsache, daß der untere bewegliche Innenteilabschnitt 140 wegen der Anlage des Packers 46 an die Verrohrung
If) des Bohrlochs relativ zur Verrohrung 16 festliegt. Da
der obere und der untere bewegliche Innenteilabschnitt durch die Riegelanordnung 160 zeitweise miteinander
verriegelt sind, ist dies der Grund dafür, daß der obere bewegliche Innenteilabschnitt 138 zu Beginn des
Herausziehens des Prüfstrangs 34 ebenfalls relativ zur Verrohrung des Bohrlochs 16 in seiner Stellung
festgehalten wird. Nachdem sich, während des Herausziehvorgangs, der obere be\ »gliche Innenteilabschnitt
138 so weit relativ zum Gehäuse 66 abwärts bewegt hat, daß die untere ringförmige Oberfläche 132 des unteren
Ventilsitzglieds 106 an der oberen Fläche 134 des Gehäuses 66 angreift und die radiale äußere Schulter
172 der Köpfe 168 der Rastfederfinger wieder von der inneren Ausnehmung 174 des Gehäuses bo aufgenommen
worden ist, wird die Verriegelung des unteren beweglichen Innenteilabschnitts 140 mit dem oberen
beweglichen Innenteilabschnitt 138 gelöst, womit sich die Bauteile des Ventils zum Prüfen eines Rohrr.trangs
62 wieder in den in Fig. 2A —2E dargestellten relativen
Positionen befinden.
Der dritte Abschnitt 146 des unteren beweglichen Innenteilabschnitts 140 weist einen in einer seiner
Wände angeordneten Ausai.-'chsabschnitt 184 auf, der
den Strömungskanal 90 des Gehäuses 66 unterhalb des kugelförmigen Ventilglieds 92 mit dem Rinpraum 40
zwischen dem Prüfstrang 34 und der Verrohrung des Bohrlochs 16 verbindet, wenn sich das kugelförmige
Ventilglied 92 in Schließstellung befindet Der Ringraum 40 kann allgemein als Zone außerhalb des Gehäuses 66
beschrieben werden.
Der dritte Abschnitt 146 des unteren beweglichen Innenteilabschnitts 140 weist ferner eine äußere
zylindrische Oberfläche 186 auf, die dicht von einer inneren zylindrischen Oberfläche 188 am unteren Ende
ίο des zweiten VentUgehäuses-Abschnitts 74 des Gehäuses
66 aufgenommen wird.
Zwischen äußerer zylindrischer Oberfläche 186 und innerer zylindrischer Oberfläche 188 ist eine ringförmige
Dichtung 190 angeordnet Auf beiden Seiten der ringförmigen Dichtung 190 sind nicht-metallische
Stützringe vorgesehen. Das Gehäuse 66, der untere bewegliche Innenteilabschnitt 140 und die ringförmige
Dichtung 190 sind so angeordnet und aufgebaut, daß beim Aufsetzen des Prüfstrangs 34 auf das Gehäuse 66
und bei Aufwärtsbewegung des unteren beweglichen innenteiiabschnitts i4ö relativ zum Gehäuse 66 der
Ausgleichsabschnitt 184 geschlossen wird, bevor das kugelförmige Ventilglied 92 offen ist Um ein durch den
hydrostatischen Druck im Ringraum 40 verursachtes Einbrechen der Wände des beweglichen Innenteils 146
nach innen zu vermeiden, gleicht die Druckausgleichsöffnung 1S4 die Druckdifferenz durch diese
Wände ebenfalls aus. Außerdem verhindert sie beim Hineinschieben des beweglichen Innenteils 136 in das
Gehäuse 66 eisa hydraulische Sperre zwischen dem kugelförmigen Ventilglied 92 und dem Ventil zum
Prüfen einer Formation 60.
Die Aufwärtsbewegung des unteren beweglichen Innenteilabschnitts 140 relativ zum Gehäuse 66 wird
vom Aneinandergreifen einer nach oben weisenden Schulter 194 des unteren beweglichen Innenteilabschnitts
140 und einer nach unten weisenden Schulter 196 des Gehäuses 66 begrenzt. Diese Kombination von
Schulter 194 und Schulter 19Iv kann allgemein als
*o Anschlag zur Begrenzung der Aufwärtsbewegung des
unteren beweglichen Innenteilabschnitts 140 relativ zum Gehäuse 66 beschrieben werden.
F i g. 4A—4E zeigen ein allgemein mit 62/4 bezeichnetes anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden
*5 Erfindung. Bei dem anderen Ausführungsbeispiel 62/4
der Fig. 4A—4E tragen in bezug auf das in Fig. 2A—2E dargestellte Ausführungsbeispiel gleichbleibende
Elemente des Ventils zum Prüfen eines Rohrstrangs dieselbe Bezifferung wie in Fig. 2A —2E.
während entsprechende, bis zu einem gewissen Maß veränderte Elemente dieselbe mit einem Suffix »A«
versehene Bezifferung tragen.
Der Hauptunterschied zwischen dem Ventil 62/4 der Fig. 4A—4E zum Prüfen eines Rohrstrangs und dem
oben beschriebenen Ventil 62 der Fig. 2A —2E zum
Prüfen eines Rohrstrangs besteht darin, daß im Ausführungsbeispiel der Fig.4A—4E die Verriegelungsanordnung
160 vollständig weggelassen und über dem Positionierungsinnenteil 109/4 zwischen einer nach
*° unten weisenden Schulter 200 des Gehäuses 66/4 und
einer nach oben weisenden Schulter 202 des oberen Venti'sitzträgers 104 eine elastische Schraubendruckfcdur
198 angeordnet ist.
Die Schraubendruckfeder 198 sieht für das Ventil zum
M Prüfen eines Rohrstrangs 62,4 ein automatisches
Auffüllen des Prüfstrangs vor, indem beim Absenken des Prüfstrangs 34 in das Bohrloch Bohrflüssigkeit vom
Ringraum 40 aufwärts durch das kugelförmige Ventil
glied 92 fließen kann, sobald der Druck der Bohrflüssigkeit unterhalb des kugelförmigen Ventilglieds 92
ausreicht, um die Summe von Flüssigkeitsdruck oberhalb des kugelförmigen Ventilglieds 92 und durch
die Feder 198 abwärts gerichteten Kräften zu überwinden. Diese Eigenschaft wird nachfolgend
ausführlicher beschrieben.
Zu Beginn des Absenkens des Prüfstrangs 34 in das Bohrloch wird das kugelförmige Ventilglied 92 durch
die Anlage der unteren Oberfläche 132 des unteren Ventilsitzträgers 106 und oberer Oberfläche 134 des
Gehäuses 66Λ nach unten in Schließstellung gehalten.
Beim Absenken des Prüfstrangs 34 in das Bohrloch erhöht sich der hydrostatische Druck der Bohrflüssigkeit
im Ringraum 40 der Bohrung gleichmäßig bis zum Druckausgleich zwischen den durch den Druck der
Bohrflüssigkeit im Ringraum der Bohrung, die durch die Druckausgleichsöffnung 184/4 mit der unteren Oberfläche
100 verbunden ist, auf die untere Oberfläche des kugelförmigen Ventilglieds wirkenden Kräften auf der
einen Seite und der, durch die Summe von Flüssigkeit im Strömungskanal 90 oberhalb des kugelförmiger. Ventüglieds
92 plus durch Feder 198 abwärts gerichteter Kraft, abwärts auf die obere Oberfläche 196 des
kugelförmigen Ventilglieds 92 wirkenden Kraft An dieser Stelle verursacht ein weiteres Ansteigen des
Drucks der Bohrflüssigkeit im Ringraum 40 durch fortgesetztes Absenken des Prüfstrangs 34 eine axial
zum Gehäuse 66Λ verlaufende Aufwärtsbewegung des kugelförmigen Ventilglieds 92 und damit ein Zusammendrücken
der Feder 198.
Diese Aufwärtsbewegung des kugelförmigen Ventilglieds 92 verursacht seine Teildrehung in seine
vollständige Offenstellung. Dadurch wird das Ventil aufgestoßen, so daß Bohrflüssigkeit vom Ringraum 40
aufwärts durch die Bohrung 94 des kugelförmigen Ventilglieds 92 in den oberhalb des kugelförmigen
Ventilglieds 92 befindlichen Strömungskanal 90 einfließen kann. Wenn die auf das kugelförmige Ventilglied 92
von unten wirkenden Kräfte geringer werden als die auf das kugelförmige Ventilglied 92 von oben wirkenden
Kräfte, schiebt, wie F i g. 4B zeigt, die Schraubendruckfeder 198 das kugelförmige Ventilglied 92 relativ zum
Gehäuse 66/4 wieder nach unten in seine Schließstellung.
Auf diese Weise überwindet bein Absenken des Prüfstrangs 34 in das Bohrloch der Druck der
Bohrflüssigkeit im Ringraum 40 periodisch den Druck der Flüssigkeit im Strömungskanal 90 oberhalb des
kugelförmigen Ventilgliecb 92 und die Schraubendruckfeder
198r »stupst« dadurch das Ventil an, gestattet so
das Aufwärtsfließen eines Quantums von Bohrflüssigkeit durch das kugelförmige Ventilglied 92 und füllt auf
diese Weise den Bohrstrang oberhalb des kugelförmigen Ventilglieds 92 n.it Bohrflüssigkeit.
Bei einer Druckprüfung des Rohrstrangs oberhalb des kugelförmigen Ventilglieds 92 wird das Absenken des
Rohrstrangs unterbrochen und das kugelförmige Ventilglied 92, wenn es nicht schon bei der ersten
Unterbrechung des Absenkens in seiner unteren Schließstellung ist, von der Schraubendruckfeder 198
sofort nach unten in seine Schließstellung bewegt. Die Schraubendruckfeder 198 kann so als eine Anordnung
zum automatischen Schließen des kugelförmigen Ventilglieds 92 bei statischer Positionierung des
Rohrstrangs innerhalb der Bohrung betrachtet werden. Dies gestattet eine Druckprüfung des Rohrstrangs
oberhalb des kugelförmigen Ventilglieds 92.
Zusätzlich kann, wie oben bezüglich der »Stups-Eigenschaft«
beschrieben, die Schraubendruckfeder 198 als eine Anordnung zum automatischen öffnen des
kugelförmigen Ventilglieds 92 und zum Auffüllen des Rohrstrangs oberhalb des kugelförmigen Ventilglieds
92 mit Bohrflüssigkeit beim Absenken des Rohrstrangs in das Bohrloch betrachtet werden.
Ventile zum Prüfen eines Rohrstrangs der vorliegenden Erfindung werden wie folgt angewendet:
Zweck des Ventils zum Prüfen eines Rohrstrangs ist es, beim Absenken eines Rohrstrangs in ein Bohrloch
eine Druckprüfung des Rohrstrangs zu gestatten, um etwaige Lecks zwischen aufeinanderfolgenden Abschnitten
des Rchrstrangs zu bestimmen.
Das Ventil, zum Prüfen eines Rohrstrangs der vorliegenden Erfindung kommt im allgemeinen unmittelbar
oberhalb eines Formations-Prüfventils wie dem in der US-PS 38 56 085 offenbarten zur Anwendung. Die
Anwendung des Ventils zum Prüfen eines Rohrstrangs der vorliegenden Erfindung liefert eine Methode, die
das Prüfen eines Rohrstrangs ohne V-öertragung des Prüfdrucks auf das kugeiförmige Ve.tügiied des
Formations-Prüfventils 60 (siehe Fig. 1) mit den oben beschriebenen dabei auftretenden Problemen gestattet
Außerdem sieht sie eine Sicherheitseigenschaft vor.
Das Ventil zum Prüfen eines Rohrstrangs 62 ist an
einem unteren Ende eines Rohrstrangs angebracht, und unterhalb des Ventils zum Prüfen eines Rohrstrangs 62
sind, wie in F i g. 1 gezeigt, das Formaticns-Prüfventil 60 und einer Packer-Anordnung 46 angebracht.
Der Rohrstrang oder Prüfstrang 34 wird in die Bohrung abgesenkt. Der Rohrstrang oberhalb des
kugelförmigen Ventilglieds 92 wird von der Bohrplattform 26 aus mit Flüssigkeit gefüllt.
Während des Druckprüfvorgangs wird der untere Ventilsitzträger 106 durch die Anlage der nach unten
weisenden Oberfläche 132 des unteren Ventilsitzträgers 106 an der nach oben weisenden, ringförmigen
Oberfläche 134 des Gehäuses 66 von dem Gehäuse 66
gegen die durch die Druckprüfung des Rohrstrangs abwärts auf das kugelförmige Ventilglied 92 wirkende
Kraft abgestützt.
Der obere bewegliche Innenteilabschnitt 138 wird
durch die Riegelanordnung 160 relativ zum Gehäuse 66 verriegelt und hält dadurch beim Absenken des
Rohrstrangs in das Bohrloch das kugelförmige Ventilglied 92 in Schließstellung. Wenn der Rohrstrang seine
Endposition innerhalb des Bohrlochs erreicht hat und das Gewicht des Rohrstrangs auf das Gehäuse 66
aufgesetzt ist, wird der obere bewegliche Innenteilabschnitt des Ventils zum Prüfen eines Rohrstrangs 62
relativ zum Gehäuse 66 ausgelöst und der untere bewegliche Innenteilabschnitt mit dem oberen beweglichen
k./ionteilabschnitt gekuppelt. Das kugelförmige
Ventilglied 92 wird relativ zum Gehäuse 66 aufwärts bewegt und in eine Oifenstellung gedreht, damit es den
Formations-Prüfvorgang oder das Absenken von an Drahtseilen aufgehängten Geräten durch den Prüfstrang
nicht störeiid beeinflußt. Beim Hochziehen des Rohrstrangs nach Abschluß des Prüfvorgangs, oder
wenn das Hochziehen des Rohrstrangs aus anderen Gründen erforderlich sein sollte, wird der obere
bewegliche Innenteilabschnitt relativ zum Gehäuse 66 abwärts bewegt, wodurch das kugelförmige Ventilglied
92 geschlossen wird, 'ind die Kupplung von oberem beweglichen Innenteilabschnitt 138 und unterem beweglichem
Innenteilabschnitt 140 wird gelöst.
Ebenfalls ist unterhalb des Ventils zum Prüfen eines
21 22
Rohrslrangs zum Abdichten des Ringraums 40 zwischen des Gewichtes des Prüfstrangs 34 auf das Gehäuse 6<
Prüfstrang 34 und Bohrloch-Verrohrung 16 ein Packer zum öffnen des kugelförmigen Ventilglieds 92 dieselbi
46 vorgesehen, der mit einem JSchlitz und einer Nase Aufsetzbewegung auch den Packer gegen die Verroh
ahnlich den in F i g. 3 gezeigten des Ventils zum Prüfen rung des Bohrlochs setzt,
eines Rohrstrangs versehen ist, so daß beim Aufsetzen
eines Rohrstrangs versehen ist, so daß beim Aufsetzen
Hierzu 6 Blatt Zeichnungen
Claims (22)
1. Ventil zum Überprüfen der Dichtigkeit eines Rohrstrangs enthaltend:
(a) ein Gehäuse, das ein erstes Ende besitzt, welches mit einem Rohrstrang verbindbar ist,
und das einen Strömungskanal bildet,
(b) ein in dem Strömungskanal angeordnetes, kugelförmiges Ventilglied,
(c) Stellnasenmittel, die an dem kugelförmigen Ventilglied angreifen und durch die das
kugelförmige Ventilglied zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung verdrehbar
ist, in weichen der Strömungskanal geöffnet bzw. geschlossen ist,
(d) ein unteres Ventilsitzglied, das an einer unteren Oberfläche des kugelförmigen Ventilglieds
anliegt, und
(e) Si^'Jglieder, durch weiche das kugelförmige
Ventilglied axial relativ zum Gehäuse zwischen
einer Stellung, in der es durch die Stellnasenmittel
in seine Offenstellung gedreht ist, und einer Stellung bewegbar ist, in der es durch die
Stellnasenmittel jn seine Schließstellung gedreht ist, wobei das untere Ventilsitzglied ein
Teil der Stellglieder ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
IO
20
30
(Q die Stellnasenmittel an dem Gehäuse feststehend angebracht sind,
(g) die nach untjn weisende Fläche des unteren
Ventilsitzglieds airi einer nach oben weisenden Fläche des Gehäuses =. jgestützt ist, wenn das
kugelförmige Ventilglied in seiner Schließstellung ist, wobei das kugelförmige Ventilglied in
dessen Schließstellung der über die Flüssigkeit im Rohrstrang oberhalb des kugelförmigen
Ventilglieds ausgeübte, abwärts gerichtete Druck durch die Anlage der nach unten
weisenden Flächen des Ventilsitzglieds an der nach oben weisenden Fläche des Gehäuses im
wesentlichen auf das Gehäuse übertragbar ist, und 1^
(h) als Teil der Stellglieder des weiteren eine Vorrichtung zum Verriegeln des kugelförmigen
Ventilglieds in seiner Schließstellung vorgesehen ist.
2. Ventil nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet,
daß
(a) die Stellglieder weiterhin einen oberen, beweglichen Innenteilabschnitt umfassen, der an dem
unteren Ventilsitzglied befestigt ist. und einen unteren Innenteilabschnitt, der ein oberes Ende
aufweist, welches an ein unteres Ende des oberen Innenteilabschnitts anlegbar ist, wobei
beim Aufsetzen des Rohrstrangs auf das <>o Gehäuse der untere Innenteilabschnitt relativ
zu dem Gehäuse nach oben bewegbar ist, an dem oberen Innenteilabschnitt zur Anlage
kommt, der obere durch den unteren Innenteilabschnitt relativ zu dem Gehäuse nach oben ·>■'>
bewegbar und das k 'gelförmige Ventilglied zu öffnen ist und
(b) die Riegelvorrichtung einen ersten Riegel
aufweist zum lösbaren Verriegeln des oberen Innenteilabschnitts relativ zu dem Gehäuse in
einer Stellung, in welcher das kugelförmige Ventilglied in seiner Schließstellung haltbar ist
3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Riegelvorrichtung eine erste Auslöseeinrichtung
enthält, durch welche der obere Innenieilabschnitt bei Absetzen des Rohrstra^gs auf das
Gehäuse relativ zu dem Gehäuse auslösbar ist
4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß die Riegelvorrichtung einen zweiten Riegel
aufweist zum lösbaren Verriegeln des unteren Innenteilabschnilis mit dem oberen Innenteilabschnitt
bei Absetzen des Rohrstrangs auf das Gehäuse und zum Abwärtsbewegen des oberen Innenteilabschnitts nach erneutem Anheben des
Rohrstrangs relativ zu dem Gehäuse, wobei das kugelförmige Ventilglied durch das Anheben des
Rohrstrangs in die Schließstellung überführbar ist
5. Ventil nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet daß die Riegelvorrichtung eine zweite Auslöseeinrichtung
enthält durch die der obere Innenteilabschnitt von dem unteren Innenteilabschnitt lösbar ist,
nachdem das kugelförmige Ventilglied nach Anheben des Rohrstrangs geschlossen ist
6. Ventil fcich Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der erste und der zweite Riegel und die erste und die zweite Auslöseeinrichtung der Riegelvorrichtung
folgende Bauteile enthalten:
(a) eine Mehrzahl von elastischen Rastfederfingern, die von dem oberen Innenteilabschnitt
nach unten ragen und von denen jeder einen Kopf an seinem unteren Ende aufweist, welcher
eine innere und eine äußere, nach oben weisende Schulter bildet,
(b) eine ringförmige, radial innere Ausnehmung in dem Gehäuse, deren oberes Ende von einer
nach unten weisenden Ringschulter gebildet ist und die die äußeren, nach oben weisenden
Schultern der Rastfederfinger aufnimmt, wenn sich das kugelförmige Ventilglied in seiner
Schließstellung befindet,
(c) eine zylindrische Außenfläche an dem unteren Innenteilabschnitt, welche an den Innenflächen
der Köpfe der Rastfederfinger anliegt und diese Köpfe in der Ausnehmung des Gehäuses hält,
wenn sich das kugelförmige Ventilglied in seiner Schließstellung befindet, und
(d) eine ringförmige, radial äußere Ausnehmung, die in dem unteren Innenteilabschnitt unterhalb
der zylindrischen Außenfläche des unteren Innenteilabschnitts vorgesehen ist und die
inneren, nach oben weisenden Schultern der Köpfe der Rastfederfinger aufnimmt, wenn das
obere Ende des unteren Innenteilabschnitts an dem unteren Ende des oberen Innenteilabschnitts
anliegt.
7. Ventil nach einem der Ansprüche 2 bis 6. d-durch gekennzeichnet, daß
(a) der untere Innenteilabschnitt oder das Gehäuse
eine Positionierungsnase aufweist.
(b) das als Gegenstück vorgesehene Gehäuse bzw. der untere Innenteilabschnitt einen Positionierungsschiit/
aufweist, in welchem die Positionie-
rungsnase aufgenommen ist, und (c) der Positionierungsschlitz und die Positionierungsnase
so angeordnet und aufgebaut sind, daß beim Absetzen des Rohrstrangs auf das Gehäuse der untere Innenteilabschnitt relativ
zu dem Gehäuse aufwärtsbewegbar ist, wobei das kugelförmige Ventilglied öffnet, und beim
Anheben des Rohrstrangs der untere Innenteilabschnitt in eine tiefere Stellung relativ zu
dem Gehäuse bewegbar ist, wobei das kugelför- '"
mige Ventilglied schließlich ist
8. Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der untere innenteilabschnitt in seiner
Wandung eine Druckausgleichsöffnung enthält, über die eine Verbindung zwischen dem Strömungskanal
des Gehäuses unterhalb des kugelförmigen Ventilglieds mit einer Zone außerhalb des Gehäuses
herstellbar ist, wenn sich das kugelförmige Ventilglied in seiner Schließstellung befindet
9. Ventil nach Anspruch 8. dadurch gekennzeichnet, daß
(a) der untere Innenteilabschnitt eine zylindrische Außenfläche aufweist, die eng in einer zylindrisehen
Innenfläche des unteren Endes des Gehäuses aufgenommen ist,
(b) zwischen der zylindrischen Außenfläche des unteren Innenteilabschnitts und der zylindrischen
Innenfläche des Gehäuses eine Ringdichtung angeordnet ist und
(c) das Gehäuse, der untere Innenteilabschnitt und die Ringdichtung so angeordnet und aufgebaut
sind, daß beim Absetzen des Rohrstrangs auf das Gehäuse und der Aufwärtsbewegung des
unteren Innenteilabschnitts relativ zu dem Gehäuse die Druckausgleichsöffnung abschließbar
ist, bevor das kugelförmige Ventilglied öffnet
40
10. Ventil nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufwärtsbewegung
des unteren Innenteilabschnitts relativ zu dem Gehäuse durch einen Anschlag begrenzt ist.
11. Ventil nach einem der Ansprüche 2 bis 10, -»5
dadurch gekennzeichnet, daß ein Formations-Prüfventil zum Prüfen einer Erdformation mit dem
unteren Ende des Ventils verbunden ist, wobei der Rohrstrang oberhalb des Ventils dem Flüssigkeitsdruck
zum Prüfen dei Rohrstrangs aussetzbar ist. ohne daß dieser Druck auf das Formations-Prüfventil
übertragbar ist.
12. Ventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß
55
(a) mit dem Formations-Priifventil ein Packer zum Abdichten eines Ringraums zwischen dem
Rohrstrang und einer Verrohrung des Bohrlochs oberhalb der zu untersuchenden Erdformation
verbunden ist,
(b) der Packer eine Kulissenanordnung mit einem Packerschlitz und einer mit dem Packerschiit/
zusammenwirkenden Packernasc aufweist und
(c) der Packerschlitz und die Packernase ähnlich
angeordnet und aufgebaut sind wie der <>5 Posiüonieriingsschlitz und die Po.'.itionierungsnase
des Ventiis wobei durch die gleiche Absetzbewegung des Rohrstrang1;, durch welche
das kugelförmige Ventilglied des Ventils zu öffnen ist, auch der Packer zu setzen ist.
13. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse einen
oberen Gehäuseteil und einen unteren Gehäuseteil aufweist, wobei ein oberes Ende des unteren
Gehäuseteils in einem unteren Ende des oberen Gehäuseteils aufgenommen und mit diesem verbunden
ist
14. Ventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellnasenmittel einen Stellnasen
tragenden Innenteil enthalten, der in dem oberen Gehäuseteil aufgenommen und in diesem durch
Anlage an dem oberen Ende des unteren Gehäuseteils gehalten ist
15. Ventil nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die nach oben weisende Fläche
des Gehäuses von dem oberen Ende des unteren Gehäuseteils gebildet ist.
16. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 15. dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ventilsitzglied
zwischen der oberen und unteren Stellung relativ zu dem Gehäuse derart beweglich ist, daß die
obere und die untere Stellung des unteren Ventilsitzglieds der Offen- bzw. Schließstellung des
kugelförmigen Ventilglieds entsprechen.
17. Verfahren zur Oberprüfung der Dichtigkeit eines Rohrstrangs mittels Druckprüfung während
dessen intermittierendem Absenken in ein mit Flüssigkeit gefülltes Bohrloch, unter Verwendung
eines Rohrstrang-Prüfventils nach den Ansprüchen 1 bis 16, bei dem
(a) am unteren Ende des Rohrstrangs ein Rohrstrang-Prüfventil mit einem in einem Gehäuse
gelagerten kugelförmigen Ventilglied angeordnet wird, das auf einem unteren Ventilsitz
absetzbar und mittels Stellnasen zwischen der Offen- und Schließstellung verdrehbar ist,
{b) der Rohrstrang in das Bohrloch abgesenkt und
rückseitig des Prüfventils mit Flüssigkeit gefüllt wird, und
(c) die Druckprüfung des Rohrstrangs durchgeführt wird, während der Rohrslrang sich in
Ruhestellung befindet, wobei sich das Rohrstrang-Prüfventil in Schließstellung befindet,
und die jeweils in das Bohrloch eingelassenen Abschnitte des Rohrstrangs der Druckprüfung
unterzogen werden,
dadurch gekennzeichnet, daß
(d) die Stellnasen zum Verdrehen des kugelförmigen Ventilgiieds zwischen der Offer- und der
Schließstellung feststehend am Gehäuse angebrachtwerden,
(e) ein oberes, bewegliches Innenteil am unteren Ventilsitz angebracht wird,
(f) ein unteres, bewegliches Innenteil vorgesehen
wird, dessen oberes Ende an das untere Ende des oberen Innenteils anlcgbar ist,
(g) das obere Innenteil gegenüber dem Gehäuse verriegelt wird, wobei das kugelförmige Ventilglied
während des Absenkcns des Rohrstrangs in das Bohrloch in Schließstellung gehalten
wird, und
(h) bei der Druckprüfung der in das Bohrloch
Jl 12
eingelassenen Rohrstrang-Absehnitte tier durch
das kugelförmige Ventilglied belastete untere Sitz des Prüfventils an dessen Gehäuse
abgestützt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
daß bei der endgültigen Positionierung des Rohrstrangs im Bohrloch dieser auf das Ventilgehäuse
abgesetzt wird, wobei das kugelförmige Ventilglied relativ zum Gehäuse nach oben bewegt
und in seine Offenstellung verdreht wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18. dadurch gekennzeichnet,
daß beim Absetzen des Rohrstrangs auf das Gehäuse das obere Innenteil aus seiner
Verriegelung mit dem Gehäuse gelöst wird.
20. Verfahren nach Anspruch !9, dadurch gekennzeichnet,
daß beim Absetzen des Rohrstrangs auf das Gehäuse das untere Inncnteil mit dem oberen
Innpnlpj! vprrinu^ji wird.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß zum Schließen des kugelförmigen
Ventilglieds der Rohrstrang angehoben und das obere Inncnteil relativ zum Gehäuse nach unten
bewegt wird.
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet,
daß nach dem Schließen des kugelförmigen Ventilglieds, wenn der Rohrstrang angehoben ist,
das obere Innenteil vom unteren Innenteil gelöst wird.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/136,831 US4319633A (en) | 1980-04-03 | 1980-04-03 | Drill pipe tester and safety valve |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3112313A1 DE3112313A1 (de) | 1982-01-07 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4421172A (en) * | 1981-07-13 | 1983-12-20 | Halliburton Company | Drill pipe tester and safety valve |
US4420045A (en) * | 1982-05-03 | 1983-12-13 | Halliburton Company | Drill pipe tester and safety valve |
US4633952A (en) * | 1984-04-03 | 1987-01-06 | Halliburton Company | Multi-mode testing tool and method of use |
US4560004A (en) * | 1984-05-30 | 1985-12-24 | Halliburton Company | Drill pipe tester - pressure balanced |
US4582140A (en) * | 1984-09-12 | 1986-04-15 | Halliburton Company | Well tool with selective bypass functions |
US4655288A (en) * | 1985-07-03 | 1987-04-07 | Halliburton Company | Lost-motion valve actuator |
US4753292A (en) * | 1985-07-03 | 1988-06-28 | Halliburton Company | Method of well testing |
US4627492A (en) * | 1985-09-25 | 1986-12-09 | Halliburton Company | Well tool having latching mechanism and method of utilizing the same |
US4669539A (en) * | 1986-06-18 | 1987-06-02 | Halliburton Company | Lock for downhole apparatus |
US4673890A (en) * | 1986-06-18 | 1987-06-16 | Halliburton Company | Well bore measurement tool |
US4694903A (en) * | 1986-06-20 | 1987-09-22 | Halliburton Company | Flapper type annulus pressure responsive tubing tester valve |
US5193621A (en) * | 1991-04-30 | 1993-03-16 | Halliburton Company | Bypass valve |
US5228516A (en) * | 1992-01-14 | 1993-07-20 | Halliburton Company | Tester valve |
US5338001A (en) * | 1992-11-17 | 1994-08-16 | Halliburton Company | Valve apparatus |
US5341883A (en) * | 1993-01-14 | 1994-08-30 | Halliburton Company | Pressure test and bypass valve with rupture disc |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3347318A (en) * | 1965-11-24 | 1967-10-17 | Halliburton Co | Well tool with rotary valve |
US3509913A (en) * | 1967-07-25 | 1970-05-05 | Hydril Co | Rotary plug well safety valve |
US3667505A (en) * | 1971-01-27 | 1972-06-06 | Cook Testing Co | Rotary ball valve for wells |
US3783942A (en) * | 1971-11-24 | 1974-01-08 | Hydril Co | Inside drilling tool blowout preventer |
US3879012A (en) * | 1972-01-03 | 1975-04-22 | Hydril Co | Well Tool |
GB1405728A (en) * | 1972-07-28 | 1975-09-10 | Baker Oil Tools Inc | Shifting tool for use in a well pipe |
US4042033A (en) * | 1976-10-01 | 1977-08-16 | Exxon Production Research Company | Combination subsurface safety valve and chemical injector valve |
US4063593A (en) * | 1977-02-16 | 1977-12-20 | Halliburton Company | Full-opening annulus pressure operated sampler valve with reverse circulation valve |
US4100969A (en) * | 1977-03-28 | 1978-07-18 | Schlumberger Technology Corporation | Tubing tester valve apparatus |
US4116272A (en) * | 1977-06-21 | 1978-09-26 | Halliburton Company | Subsea test tree for oil wells |
US4197879A (en) * | 1977-10-03 | 1980-04-15 | Schlumberger Technology Corporation | Lubricator valve apparatus |
US4144937A (en) * | 1977-12-19 | 1979-03-20 | Halliburton Company | Valve closing method and apparatus for use with an oil well valve |
US4230185A (en) * | 1978-05-31 | 1980-10-28 | Otis Engineering Corporation | Rod operated rotary well valve |
US4212355A (en) * | 1978-09-11 | 1980-07-15 | Lynes, Inc. | Tubing manipulated test valve and latch assembly |
-
1980
- 1980-04-03 US US06/136,831 patent/US4319633A/en not_active Expired - Lifetime
-
1981
- 1981-02-23 CA CA000371476A patent/CA1151533A/en not_active Expired
- 1981-03-28 DE DE3112313A patent/DE3112313C2/de not_active Expired
- 1981-04-01 NO NO811126A patent/NO811126L/no unknown
- 1981-04-02 BR BR8102008A patent/BR8102008A/pt unknown
- 1981-04-02 DK DK150581A patent/DK150581A/da not_active Application Discontinuation
- 1981-04-03 ES ES501058A patent/ES501058A0/es active Granted
- 1981-04-03 IT IT20931/81A patent/IT1139072B/it active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3112313A1 (de) | 1982-01-07 |
ES8205986A1 (es) | 1982-06-16 |
ES501058A0 (es) | 1982-06-16 |
NO811126L (no) | 1981-10-05 |
IT8120931A0 (it) | 1981-04-03 |
BR8102008A (pt) | 1981-10-06 |
DK150581A (da) | 1981-10-04 |
US4319633A (en) | 1982-03-16 |
IT1139072B (it) | 1986-09-17 |
CA1151533A (en) | 1983-08-09 |
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