DE3125035C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Bohrlochgerät zum Zementieren
von Bohrlöchern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Zur Vorbereitung von Bohrlöchern für die Öl- und/oder
Gasförderung gehört der sehr wichtige Arbeitsabschnitt
des Zementierens. Grundsätzlich besteht das Zementieren
der Bohrung aus dem Vorgang des Mischens eines Zement-
Wasser-Schlamms und dessen Abwärtspumpen durch die
Verrohrung an kritische Stellen im Ringraum um die
Verrohrung herum, in dem offenen Loch darunter oder
in durchsetzten Formationen.
Das Zementieren eines Bohrlochs schützt mögliche Förder
bereiche hinter der Verrohrung gegen Salzwassereintritt
und die Verrohrung selbst gegen Korrosion durch mineral
haltiges Wasser und gegen Elektrolyse von außen. Durch
Zementieren wird auch der Gefahr einer Verseuchung des zur
Trinkwasserversorgung dienenden Grundwassers durch Öl oder
Salzwasser von solche Substanzen enthaltenden Formationen
entgegengewirkt. Außerdem werden Ausbrüche und Feuer in
der Bohrung, die durch unter hohem Druck stehende Gaszonen
hinter der Verrohrung entstehen, sowie ein Einbrechen
der Verrohrung durch hohe, sich im Untergrund aufbauende
Außendrücke verhindert.
Eine Schutzzementierung gegen die oben beschriebenen
Umstände in der Bohrung wird als Erstzementierung be
zeichnet. Die Zweitzementierung umfaßt Zementiervor
gänge, die während des Betriebs der Bohrung vorkommen;
sowie Reparaturzementierungen und Reparaturen an be
stehenden zementierten Bereichen.
In der Frühzeit der Ölförderung, als die Bohrlöcher
alle nicht tief waren, wurde zementiert, indem der
Zementschlamm innerhalb der Verrohrung abwärts und
außerhalb der Verrohrung, im Ringraum zwischen Verroh
rung und Bohrlochwand, wieder aufwärts floß.
Als die Bohrlöcher zum Ausmachen von Ölvorkommen immer
tiefer wurden, wurde eine erfolgreiche Zementierung
des gesamten Bohrlochs vom unteren Ende der Verrohrung aus
schwierig, und man entwickelte eine Zementierung in
mehreren Stufen, die, am Boden des Bohrlochs beginnend
und sich nach oben arbeitend, eine Zementierung des
Ringraums in getrennten Stufen erlaubte.
Die Zementierung in mehreren Stufen wird dadurch erreicht,
daß Zementierungsgeräte, die hauptsächlich Ventilöffnungen
sind, in die Verrohrung oder zwischen Verbindungsstücke
der Verrohrung an einer oder mehreren Stellen in das Bohr
loch gesetzt werden. Der Zement wird dann durch den Boden
der Verrohrung und den Ringraum aufwärts bis zu dem
untersten Zementierungsgerät im Bohrloch gepumpt.
Dann wird der Boden des Verrohrungsstrangs abgeriegelt
und das Zementierungsgerät geöffnet. Der Zement kann
dann durch das Zementierungsgerät den Ringraum aufwärts
zu dem nächsten Zementierungsgerät fließen, wodurch
die zweite Zementierungsstufe abgeschlossen wird.
Bei Verwendung weiterer Zementierungsgeräte können
zusätzliche Zementierungsstufen in ähnlicher Weise
durchgeführt werden.
Bei der Zementierung in mehreren Stufen ist es manchmal
wünschenswert, einen unmittelbar unterhalb des Zemen
tierungsgeräts angeordneten, aufblähbaren Verrohrungs
packer zu haben. Nach Vollendung der ersten Zementierungs
stufe wird der aufblähbare Packer ungefähr am oberen
Rand des die erste Zementierungsstufe bildenden Zements
aufgebläht und dann für die zweite Zementierungsstufe
das Zementierungsgerät geöffnet.
Der Stand der Technik kennt Kombinationen von Zemen
tierungsgeräten und unterhalb davon angeordneten auf
blähbaren Packern. Solche Geräte sind z. B. in der
US-PS 35 24 503 und der US-PS 39 48 322 gezeigt.
Darüber hinaus sind Geräte verwendet worden, bei denen
der aufblähbare Packer eine in einer elastischen
Blase angeordnete rohrförmige Metallmembran mit zylin
drischen, massiven Wänden aufweist (US-PS 39 48 322).
Der Stand der Technik kennt auch Zementierungsgeräte,
die den in dem Kombinationsgerät der vorliegenden
Erfindung verwendeten sehr ähnlich sind. Das im Kombina
tionsgerät der vorliegenden Erfindung verwendete
Zementierungsgerät gleicht im wesentlichen dem in
der US-PS 37 68 556 gezeigten.
Die US-Patentschriften 37 68 562, 32 47 905, 32 28 473
und 32 23 160 zeigen andere Zementierungsgeräte.
Ein Zementierungspacker wird zusätzlich in der
US-PS 32 70 814 gezeigt.
Ein besonderes Problem bei jedem in dem Bohrloch ver
wendeten Gerät besteht darin, daß der größte
äußere Durchmesser des Geräts durch den inneren
Durchmesser des Bohrlochs, in dem das Gerät arbeitet,
begrenzt wird, und daß der kleinste innere Durchmesser
im allgemeinen ebenfalls begrenzt ist, damit gegebenen
falls andere Gerätschaften durch den Verrohrungsstrang
hinabgelassen werden können. Oft muß die kleinstmögliche
Innenbohrung beibehalten werden, weshalb die Bauart des
besonderen in dem Bohrloch verwendeten Geräts den
äußeren Durchmesser des Geräts bestimmt. Je dünner die
Wand gehalten werden kann, desto kleiner wird der
äußere Durchmesser des Geräts sein und desto leichter
wird es folglich sein, das Gerät im Bohrloch zu
handhaben. Bei bekannten Kombinationen von Zementierungs-
Geräten und Packern und Gerätschaften aus getrenntem
Packer und Zementierungsgeräten ist der größte äußere
Durchmesser der beiden Bauteile immer der äußere Durch
messer des aufblähbaren Packers gewesen, der größer
war als der äußere Durchmesser des Zementierungsgeräts.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Außen
durchmesser eines Bohrlochgeräts zum Zementieren von
Bohrlöchern zu verringern, ohne den Innendurchmesser
unzulässig zu verkleinern.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer
Kombination von
- (a) einem aufblähbaren Packer mit einem Innenteil und einem um den Innenteil herum angeordneten auf blähbaren Packerelement und
- (b) einem Zementierungsgerät mit
- (b1) einem zylindrischen, äußeren Gehäuse, in dessen Seitenwandungen Auslässe vorgesehen sind,
- (b2) Ventilmitteln zum Öffnen und Schließen der Auslässe, wobei das zylindrische äußere Gehäuse an dem Innenteil des Packers befestigt ist,
durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs
gelöst.
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der
Unteransprüche.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher
erläutert.
Fig. 1A und 1B zeigen eine Schnittansicht einer
Kombination von Zementierungsgerät
und aufblähbarem Packer.
Fig. 2 ist eine Schnittansicht eines Auf
blähventils des aufblähbaren Packers
von Fig. 1B.
Fig. 3 ist eine Schnittansicht entlang der
Linie 3-3 von Fig. 2.
Fig. 4 ist eine abgewickelte Schnittansicht
entlang der Linie 4-4 von Fig. 3.
Fig. 1A und 1B zeigen die allgemein mit 10 bezeichnete
Kombination aus Zementierungsinstrument und aufbläh
barem Packer der vorliegenden Erfindung, die allgemein
als Bohrlochgerät bezeichnet werden kann. Das Bohr
lochgerät 10 weist ein Zementierungsgerät 12 und einen
aufblähbaren Packer 14 auf.
Der aufblähbare Packer 14 weist einen Innenteil 16
des Packers und ein konzentrisch über dem Innenteil 16
angeordnetes, allgemein mit 18 bezeichnetes aufblähbares
Packerelement auf.
An einem unteren Ende des Innenteils 16 ist ein Aufbläh
ventilkörper 20 angebracht, das durch ein Gewinde 22 mit dem
Innenteil 16 verbunden ist. Am Aufblähventilkörper 20 ist durch
ein Gewinde 26 ein unteres Paßstück 24 befestigt. Zur
Verbindung mit einem unterhalb von ihm angeordneten
(nicht gezeigten) Verrohrungsabschnitt hat das untere
Paßstück 24 ein mit Gewinde versehenes unteres Ende 28.
Das aufblähbare Packerelement 18 weist einen ringförmigen,
befestigten Schuh 30 auf, der durch einen den Schuh 30
an dem Aufblähventilkörper 20 befestigenden Schließring 32 am
Innenteil 16 befestigt ist.
Um eine zylindrische Außenfläche 36 des Innenteils 16
ist ein ringförmiger Gleitschuh 34 konzentrisch angeordnet,
zwischen denen eine gleitende Dichtung in Form eines
O-Rings 38 vorgesehen ist.
Zwischen dem befestigten Schuh 30 und dem Gleitschuh 34
befindet sich eine zylindrische Blasenmembran 40. Die
Blasenmembran 40 ist aus einem Metall wie Aluminium,
Aluminiumlegierung, Stahl oder korrosionsbeständigem
Stahl hergestellt. Die Membran 40 ist eine relativ
dünne, rohrförmige massive oder undurchlässige Membran,
deren physikalische Eigenschaften während des Aufblähens
des aufblähbaren Packers 14 die Ausdehnung eines zwischen
dem oberen und dem unteren Ende 42 und 44 der Membran
liegenden Abschnitts der Membran ohne Brechen gestattet.
Zwischen dem befestigten Schuh 30 und dem Gleitschuh 34
befindet sich eine elastische Blase 46, die konzentrisch
um die Blasenmembran 40 angeordnet und mit ihr ver
bunden ist.
Von der zylindrischen Außenfläche 36 des Innenteils 16
ist in radialem Abstand nach außen eine zylindrische
Innenfläche 48 der Blasenmembran 40 angeordnet, wodurch
ein zwischenliegender, ringförmiger Aufblähraum 50
gebildet wird.
Ein Aufblähkanal 52 verbindet den ringförmigen Aufbläh
raum 50 mit dem Aufblähventilkörper 20.
Das Aufblähventil 54 ist in Fig. 2 am besten dargestellt. Zur
Verbindung des Aufblähkanals 52 mit einer Innenbohrung
56 des Innenteils 16 weist der Aufblähventilkörper 20
ein Aufblähventil 54 auf. Der Aufbau des Aufblähventils
54 gleicht vorzugsweise dem in der US-PA 0 48 977 offen
barten Ventil.
Das Aufblähventil 54 weist zur Verbindung mit der Innen
bohrung 56 des Innenteils 16 einen Einlaß 58 auf. Zur
Verbindung mit dem Aufblähkanal 52 weist das Aufblähventil 54
auch einen Auslaßkanal 60 auf. Der Auslaßkanal 60 weist
einen Längsabschnitt 62 und einen oberen ringförmigen
Abschnitt 64 auf.
Zur Verbindung des Einlasses 58 mit dem Ringraum zwischen
Bohrlochgerät 10 und dem Bohrloch befindet sich in dem Aufbläh
ventilkörper 20 eine erste Bohrung 66. Die Verbindung
wird am unteren Ende 68 der Bohrung 66 hergestellt.
Eine zweite Bohrung 70 befindet sich im Aufblähventilkörper 20,
die ebenfalls mit ihrem unteren Ende 72 mit dem Ringraum
zwischen Bohrlochgerät 10 und Bohrloch in Verbindung
steht.
Eine erste Öffnung 74 verbindet die erste und zweite
Bohrung 66 und 70, und eine zweite Öffnung verbindet
die zweite Bohrung 70 mit dem Auslaßkanal 60.
In der ersten Bohrung 66 befindet sich ein erster
Kolben 78, dessen erstes und zweites Ende 80 und 82 zur
Flüssigkeitsverbindung mit dem Einlaß 58 bzw. dem Ring
raum eingerichtet sind. Wie Fig. 4 zeigt, ist der
erste Kolben 78 zwischen einer ersten Stellung, die die
erste Öffnung 74 schließt, und einer tiefer liegenden
zweiten Stellung beweglich, die die Flüssigkeitsverbindung
zwischen Einlaß 58 und erster Öffnung 74 gestattet.
Ein Scherstift 84 hält den ersten Kolben 78 in seiner
ersten Stellung, bis ein Flüssigkeits-Differenzdruck
zwischen der Innenbohrung 56 des Innenteils 16 und dem
Ringraum außerhalb des Bohrlochgeräts 10 eine erste
vorbestimmte Höhe, z. B. 70 bar, erreicht, und läßt
den ersten Kolben 78 zu dessen Abwärtsbewegung in seine
zweite Stellung los, wenn dieser Differenzdruck diesen
Stand erreicht hat.
In der zweiten Bohrung 70 befindet sich ein zweiter
Kolben 86, dessen erstes und zweites Ende 88 und 90 zur
Flüssigkeitsverbindung mit der ersten Öffnung 74 bzw.
dem Ringraum eingerichtet sind. Der zweite Kolben 86
ist zwischen einer ersten, in Fig. 4 gezeigten Position,
die die Flüssigkeitsverbindung zwischen erster Öffnung
74 und zweiter Öffnung 76 gestattet, und einer zweiten
Position unterhalb davon beweglich, die die zweite
Öffnung 76 schließt.
Ein Scherstift 92 hält den zweiten Kolben 86 in besagter
erster Position, bis der besagte Flüssigkeits-Differenz
druck eine zweite vorbestimmte Höhe, z. B. 100 bar,
erreicht, die höher als die erste vorbestimmte Höhe ist,
und läßt den zweiten Kolben 86 zu dessen Bewegung in
die die zweite Öffnung 76 schließende zweite Stellung
los, wenn der Flüssigkeits-Differenzdruck die besagte
zweite vorbestimmte Höhe erreicht hat.
Ein Ausstoßstöpsel 93 ist mit dem Einlaß 58 in
Eingriff, um den Einlaß 58 zu Anfang zu blockieren.
Das Zementierungsgerät 12 weist ein zylindrisches
äußeres Gehäuse 94 mit einer oder mehreren Zementier
öffnungen 96 in einer Seitenwand auf.
Das Gehäuse 94 hat ein mit Innengewinde 100 versehenes
unteres Ende 98.
Mit dem Innengewinde 100 des Gehäuses 94 ist ein mit
Außengewinde versehener Abschnitt 102 eines oberen
Endes 104 des Innenteils 16 verschraubt. Das Gehäuse 94
und der Innenteil 16 sind durch eine ringförmige
Schweißnaht 106 zwischen einer Stirnfläche 108 des
unteren Endes 98 des Gehäuses 94 und einer dem Abschnitt
102 seines oberen Endes 104 benachbarten zylindrischen
Außenfläche 110 des Innenteils 16 ständig miteinander
verbunden.
Die ständige Verbindung von Gehäuse 94 und Innenteil 16
zu einem einheitlichen Bohrlochinstrument 10 aus
einem Stück verschafft gegenüber in der Bohrung zu
verbindendem getrenntem Zementierungsgerät und aufbläh
barem Packer eine Reihe von Vorteilen.
Bei Verwendung von getrennten Zementierungsgeräten und
aufblähbaren Packern muß das obere Ende des Innenteils 16
über das aufblähbare Packerelement um etwa 1 m hinaus
ragen, damit die Verschraubung mit dem Zementierungsgerät
bewerkstelligt werden kann. Dies wird bei der beschrie
benen Anordnung, die dadurch, im Vergleich zu getrennten
aufblähbaren Packern, etwa 1 m an Länge des Innenteils
einspart, vermieden. Zusätzlich wird die Entfernung
zwischen den Zementierungsöffnungen 96 verringert,
wodurch die Länge jenes Abschnitts des Ringraums zwischen
Bohrlochgerät 10 und Bohrloch verringert wird, der
unvollkommen mit Zement gefüllt werden könnte, wenn die
erste Zementierstufe nicht lang genug wäre, um den Zement
ununterbrochen durch die Zementierungsöffnungen 96
fließen zu lassen.
Der größte Außendurchmesser des Gehäuses 94 ist
wenigstens so groß wie der größte Außendurchmesser
des aufblähbaren Packerelements 18. Dies steht im
Gegensatz zu Konstruktionen nach dem Stand der Technik,
bei denen der aufblähbare Packer immer von größerem
Durchmesser als das mit ihm verwendete Zementierungs
gerät war. Das beschriebene Kombinationsgerät kann
daher in Bohrlöchern kleineren Durchmessers verwendet
werden, als es mit den oben diskutierten bekannten
Vorrichtungen möglich war.
Die relativ dünne, massive, rohrförmige Metallmembran
40 schafft in Kombination mit einer an ihrer Außenseite
angebrachten elastischen Blase 46 ein relativ dünneres
aufblähbares Packerelement als die meisten verfügbaren
Konstruktionen und erlaubt es bei Kombination mit den
anderen Bauteilen des beschriebenen Geräts, den größten
Außendurchmesser des aufblähbaren Packerelements 18 auf
einem Durchmesser zu halten, der nicht größer als ein
größter Außendurchmesser des Gehäuses 94 ist.
Die Betriebsweise des beschriebenen Bohrlochgeräts 10
ist wie folgt:
Das Bohrlochgerät 10 mit dem Zementierungsgerät 12
und dem aufblähbaren Packer 14 wird in einen Ver
rohrungsstrang eingebracht und auf ähnliche Weise, wie
in den Fig. 3 bis 5 der US-PS 39 48 332 gezeigt, in
einem Bohrloch in Stellung gebracht.
Die erste Zementierungsstufe wird ausgeführt, indem
Zement den Verrohrungsstrang abwärts, aus dessen
Boden heraus und den Ringraum zwischen Verrohrungsstrang
und Bohrloch aufwärts bis zu einem geringfügig über
dem Zementierungsgerät 12 liegenden Niveau gepumpt
wird.
Mit Hilfe einer Verdrängungsflüssigkeit, allgemein Wasser
oder Schlamm, wird ein Verschlußpropfen für die erste
Stufe den Verrohrungsstrang abwärts oben auf den Zement
der ersten Stufe gepumpt. Beim Passieren des Bohrloch
geräts 10 greift der Verschlußpropfen an dem Aus
stoßstöpsel 93 an und schert ihn ab, wodurch der
Einlaß 58 des Aufblähventils 54 geöffnet wird. Der
Verschlußpropfen bewegt sich dann unterhalb des Bohr
lochgeräts 10 abwärts und landet auf einer in einem
Schwimmerkragen oder einem Bodenschuh des Verrohrungs
strangs befindlichen Prallplatte.
Dann wird der Druck in dem Verrohrungsstrang auf die
erste vorbestimmte Höhe des Differenzdrucks zwischen
dem Inneren des Verrohrungsstrangs und dem äußeren
Ringraum erhöht, so daß der erste Kolben 78 des Auf
blähventils 54 abwärts bewegt wird, wodurch die
Innenbohrung 56 des Innenteils 16 über das Durchfließen
der Bohrung 66, der ersten Öffnung 74, um den zweiten
Kolben 86 in der zweiten Bohrung 70, durch die zweite
Öffnung 76 und aus dem Auslaß 60 des Aufblähventils 54
heraus mit dem Aufblähkanal 52 in Verbindung tritt. Die
Verdrängungsflüssigkeit fließt dann zu dem aufblähbaren
Packer 14 und bläst ihn auf.
Der Packer 14 wird unmittelbar nach Abschluß der ersten
Zementierungsstufe aufgeblasen. Dies steht im Gegensatz
zu einer Vorrichtung, wie der nach US-PS 39 48 322, bei
der die Aufbläh- und Zementierungsventile so kombiniert
sind, daß der Packer nicht aufgebläht wird, bevor nicht
ein Öffnungspropfen das Zementierungsventil öffnet.
In einer solchen Vorrichtung liegt zwischen dem Setzen
des Verschlußpropfens und dem Öffnen des Zementier
ventils durch den Öffnungsstöpsel eine Verzögerungszeit.
Der Druck in der Innenbohrung 56 des Innenteils 16
wird auf eine zweite, vorbestimmte Höhe erhöht, und
an dieser Stelle bewegt sich der zweite Kolben 86
abwärts in eine die zweite Öffnung 76 des Aufblähven
tils 54 schließende Stellung, so daß der Aufblähraum 50
des aufblähbaren Packers 14 nicht länger mit der Innen
bohrung des Verrohrungsstrangs in Verbindung steht und
der volle Aufblähdruck in dem Aufblähraum 50 einge
schlossen ist.
Durch Veränderung des Aufbaus der Scherstifte 84 bzw. 92
können die erste und zweite vorbestimmte Druckhöhe ver
ändert werden.
Der Öffnungspropfen wird dann in den Verrohrungsstrang
hinabfallen gelassen, der im freien Fall auf eine
Öffnungshülse 112 des Zementierventils des Zementier
geräts 12 auftrifft. Der Druck im Verrohrungsstrang
oberhalb des Öffnungspropfens wird erhöht, bis einer
oder mehrere Scherstifte 114 abscheren und die Öffnungs
hülse 112 in ihrer Abwärtsbewegung die Zementierungs
öffnungen 96 öffnen läßt. Dann kann durch das Pumpen
von Zement den Verrohrungsstrang abwärts und durch die
Zementierungsöffnungen 96 in den Ringraum und zurück
den Ringraum aufwärts die zweite Zementierungsstufe
durchgeführt werden.
Wenn nach Vollendung der zweiten Zementierungsstufe das
Schließen der Zementierungsöffnungen 96 gewünscht wird,
wird ein Verschlußpropfen mit Hilfe einer Verdrängungs
flüssigkeit den Verrohrungsstrang abwärts oben auf den
Zement der zweiten Zementierungsstufe gepumpt und auf
einer nach oben weisenden Schulter 116 einer
Schließhülse 118 des Zementierungsventils placiert.
Noch einmal wird der Druck in dem Verrohrungsstrang
erhöht, bis einer oder mehrere Scherstifte 120 abscheren
und dadurch die Schließhülse 118 loslassen, so daß
diese sich abwärts bewegt und mit einer Zwischenhülse 122
die Zementierungsöffnungen 96 schließt.
Die Betriebsweise eines Zementierungsgeräts wie
Zementierungsgeräts 12 ist in der US-PS 37 68 556
genauer beschrieben.
Claims (6)
1. Bohrlochgerät zum Zementieren von Bohrlöchern, ent
haltend eine Kombination von
- (a) einem aufblähbaren Packer (14) mit einem Innen teil (16) und einem um den Innenteil (16) herum angeordneten aufblähbaren Packerelement (18) und
- (b) einem Zementierungsgerät (12) mit
- (b1) einem zylindrischen äußeren Gehäuse (94), in dessen Seitenwandungen Auslässe (96) vorgesehen sind,
- (b2) Ventilmitteln zum Öffnen und Schließen der Auslässe, wobei
- (c) das zylindrische äußere Gehäuse (94) permanent an dem Innenteil (16) des Packers (14) befestigt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß das aufblähbare Packer
element (18)
- (a) in seinem nicht-aufgeblähten Zustand einen maximalen Außendurchmesser besitzt, der maximal so groß ist wie der Außendurchmesser des zylindrischen äußeren Gehäuses (94) des Zementierungsgerätes (12),
- (b) einen ringförmigen befestigten Schuh (30) enthält, der mit dem Innenteil (16) des Packers (14) ver bunden ist, sowie
- (c) einen ringförmigen Gleitschuh (34), der konzentrisch auf einer zylindrischen Außenfläche (36) des Innen teils (16) sitzt,
- (d) eine zylindrische rohrförmige Blasenmembran (40), die zwischen dem befestigten Schuh (30) und dem Gleitschuh (34) befestigt ist und eine massive Wandung besitzt, und
- (e) eine gummielastische Blase (46), die zwischen dem befestigten Schuh (30) und dem Gleitschuh (34) be festigt ist und konzentrisch um die Blasen membran (40) herum angeordnet ist.
2. Bohrlochgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß
- (a) ein Ende (104) des Innenteils (16) des Packers (14) einen mit Außengewinde versehenen Abschnitt (102) aufweist, der in einen mit Innengewinde (100) versehenen Abschnitt eines Endes (98) des Gehäuses (94) des Zementierungs geräts (12) eingeschraubt ist und
- (b) der Innenteil (16) des Packers (14) und das Gehäuse (94) durch Verschweißen einer Stirn fläche (108) des besagten Endes (98) des Gehäuses (94) und einer zylindrischen Außen fläche (110) des Innenteils (16) angrenzend an dessen mit Außengewinde versehenen Ab schnitt (102) permanent miteinander verbunden sind.
3. Bohrlochgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Blasenmembran (40) eine Metall
membran ist.
4. Bohrlochgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der aufblähbare
Packer (14) einen Aufblähkanal (52) aufweist, der
auf einer Innenfläche des aufblähbaren Packer
elements (18) mündet und ein Aufblähventil (54)
enthält, über welches der Aufblähkanal (52) mit
einer Innenbohrung (56) des Innenteils (16) des
Packers (14) verbindbar ist.
5. Bohrlochgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Packer (14) ein aufblähbarer
Verrohrungspacker ist.
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Families Citing this family (48)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4606406A (en) * | 1985-01-28 | 1986-08-19 | Completion Tool Company | Inflatable packer compatible with CBL |
US4669541A (en) * | 1985-10-04 | 1987-06-02 | Dowell Schlumberger Incorporated | Stage cementing apparatus |
US4678031A (en) * | 1986-01-27 | 1987-07-07 | Blandford David M | Rotatable reciprocating collar for borehole casing |
US4674569A (en) * | 1986-03-28 | 1987-06-23 | Chromalloy American Corporation | Stage cementing tool |
US4941535A (en) * | 1988-10-17 | 1990-07-17 | Texaco Inc. | Manual port closing tool for well cementing |
US4850432A (en) * | 1988-10-17 | 1989-07-25 | Texaco Inc. | Manual port closing tool for well cementing |
US5024273A (en) * | 1989-09-29 | 1991-06-18 | Davis-Lynch, Inc. | Cementing apparatus and method |
CA2021932C (en) * | 1989-10-02 | 1993-06-15 | Malcolm G. Coone | Cementing apparatus |
US4991654A (en) * | 1989-11-08 | 1991-02-12 | Halliburton Company | Casing valve |
US4949788A (en) * | 1989-11-08 | 1990-08-21 | Halliburton Company | Well completions using casing valves |
US4962812A (en) * | 1989-12-11 | 1990-10-16 | Baker Hughes Incorporated | Valving system for inflatable packers |
US5038862A (en) * | 1990-04-25 | 1991-08-13 | Halliburton Company | External sleeve cementing tool |
US5109925A (en) * | 1991-01-17 | 1992-05-05 | Halliburton Company | Multiple stage inflation packer with secondary opening rupture disc |
US5137087A (en) * | 1991-08-07 | 1992-08-11 | Halliburton Company | Casing cementer with torque-limiting rotating positioning tool |
EP0539040A3 (en) * | 1991-10-21 | 1993-07-21 | Halliburton Company | Downhole casing valve |
US5277253A (en) * | 1992-04-03 | 1994-01-11 | Halliburton Company | Hydraulic set casing packer |
US5314015A (en) * | 1992-07-31 | 1994-05-24 | Halliburton Company | Stage cementer and inflation packer apparatus |
US5279370A (en) * | 1992-08-21 | 1994-01-18 | Halliburton Company | Mechanical cementing packer collar |
US5299640A (en) * | 1992-10-19 | 1994-04-05 | Halliburton Company | Knife gate valve stage cementer |
US5400855A (en) * | 1993-01-27 | 1995-03-28 | Halliburton Company | Casing inflation packer |
US5368098A (en) * | 1993-06-23 | 1994-11-29 | Weatherford U.S., Inc. | Stage tool |
US5381862A (en) * | 1993-08-27 | 1995-01-17 | Halliburton Company | Coiled tubing operated full opening completion tool system |
NO970671A (no) * | 1997-02-14 | 1998-06-22 | Weatherford Lamb Inc | Oppblåsbar nedihullspakning med trykkompensator |
US6209636B1 (en) | 1993-09-10 | 2001-04-03 | Weatherford/Lamb, Inc. | Wellbore primary barrier and related systems |
US5526878A (en) * | 1995-02-06 | 1996-06-18 | Halliburton Company | Stage cementer with integral inflation packer |
GB2300013B (en) * | 1995-04-01 | 1999-03-10 | Petroline Wireline Services | Casing and liner cementing |
FR2791732B1 (fr) | 1999-03-29 | 2001-08-10 | Cooperation Miniere Et Ind Soc | Dispositif d'obturation d'un puits de forage |
US6598677B1 (en) | 1999-05-20 | 2003-07-29 | Baker Hughes Incorporated | Hanging liners by pipe expansion |
US6695057B2 (en) | 2001-05-15 | 2004-02-24 | Weatherford/Lamb, Inc. | Fracturing port collar for wellbore pack-off system, and method for using same |
US6253856B1 (en) | 1999-11-06 | 2001-07-03 | Weatherford/Lamb, Inc. | Pack-off system |
US6651743B2 (en) | 2001-05-24 | 2003-11-25 | Halliburton Energy Services, Inc. | Slim hole stage cementer and method |
CA2412072C (en) | 2001-11-19 | 2012-06-19 | Packers Plus Energy Services Inc. | Method and apparatus for wellbore fluid treatment |
US8167047B2 (en) | 2002-08-21 | 2012-05-01 | Packers Plus Energy Services Inc. | Method and apparatus for wellbore fluid treatment |
US20060042801A1 (en) * | 2004-08-24 | 2006-03-02 | Hackworth Matthew R | Isolation device and method |
US7322413B2 (en) * | 2005-07-15 | 2008-01-29 | Halliburton Energy Services, Inc. | Equalizer valve assembly |
US9038720B2 (en) | 2006-12-05 | 2015-05-26 | Saudi Arabian Oil Company | Apparatus for stage-cementing an oil well |
CN101646838B (zh) * | 2006-12-05 | 2014-08-27 | 沙特***石油公司 | 油井分段水泥灌浆用的金属板 |
US8757273B2 (en) | 2008-04-29 | 2014-06-24 | Packers Plus Energy Services Inc. | Downhole sub with hydraulically actuable sleeve valve |
GB0909086D0 (en) | 2009-05-27 | 2009-07-01 | Read Well Services Ltd | An active external casing packer (ecp) for frac operations in oil and gas wells |
US8967255B2 (en) | 2011-11-04 | 2015-03-03 | Halliburton Energy Services, Inc. | Subsurface release cementing plug |
EP2607614B1 (de) * | 2011-12-21 | 2014-10-15 | Welltec A/S | Ringförmige Abgrenzung mit einer Vorrichtung zum Erkennen einer Aufweitung |
EP2631423A1 (de) * | 2012-02-23 | 2013-08-28 | Services Pétroliers Schlumberger | Schirmvorrichtung und -verfahren |
US9856714B2 (en) * | 2013-07-17 | 2018-01-02 | Weatherford Technology Holdings, Llc | Zone select stage tool system |
US10246968B2 (en) * | 2014-05-16 | 2019-04-02 | Weatherford Netherlands, B.V. | Surge immune stage system for wellbore tubular cementation |
CN108590574A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-09-28 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种具有封隔功能的分级注水泥器 |
CN112343540A (zh) * | 2019-08-08 | 2021-02-09 | 中国石油化工股份有限公司 | 封隔式分级注水泥器、固井管柱和固井方法 |
CN112983344A (zh) * | 2019-12-17 | 2021-06-18 | 北京大地高科地质勘查有限公司 | 一种新型注浆钻杆及其使用方法 |
CN113846990B (zh) * | 2020-06-28 | 2023-04-25 | 中国石油化工股份有限公司 | 分级注水泥装置 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3223160A (en) * | 1960-10-20 | 1965-12-14 | Halliburton Co | Cementing apparatus |
US3228473A (en) * | 1962-11-28 | 1966-01-11 | Halliburton Co | Cementing collar and means for actuating same |
US3247905A (en) * | 1962-11-28 | 1966-04-26 | Halliburton Co | Cementing collar and knock-down actuating plugs |
US3270814A (en) * | 1964-01-23 | 1966-09-06 | Halliburton Co | Selective completion cementing packer |
US3524503A (en) * | 1968-09-05 | 1970-08-18 | Halliburton Co | Cementing tool with inflatable packer and method of cementing |
US3529665A (en) * | 1968-12-13 | 1970-09-22 | Lynes Inc | Method of testing,treating and isolating formations during drilling |
US3768556A (en) * | 1972-05-10 | 1973-10-30 | Halliburton Co | Cementing tool |
US3768562A (en) * | 1972-05-25 | 1973-10-30 | Halliburton Co | Full opening multiple stage cementing tool and methods of use |
US3941190A (en) * | 1974-11-18 | 1976-03-02 | Lynes, Inc. | Well control apparatus |
US3948322A (en) * | 1975-04-23 | 1976-04-06 | Halliburton Company | Multiple stage cementing tool with inflation packer and methods of use |
-
1980
- 1980-07-15 US US06/169,095 patent/US4421165A/en not_active Expired - Lifetime
-
1981
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-
1985
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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GB2079819A (en) | 1982-01-27 |
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