DE3125035C2 - - Google Patents

Info

Publication number
DE3125035C2
DE3125035C2 DE3125035A DE3125035A DE3125035C2 DE 3125035 C2 DE3125035 C2 DE 3125035C2 DE 3125035 A DE3125035 A DE 3125035A DE 3125035 A DE3125035 A DE 3125035A DE 3125035 C2 DE3125035 C2 DE 3125035C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
packer
inner part
cementing
shoe
housing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE3125035A
Other languages
English (en)
Other versions
DE3125035A1 (de
Inventor
David Durward Duncan Okla. Us Szarka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Halliburton Co
Original Assignee
Halliburton Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Halliburton Co filed Critical Halliburton Co
Publication of DE3125035A1 publication Critical patent/DE3125035A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3125035C2 publication Critical patent/DE3125035C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B34/00Valve arrangements for boreholes or wells
    • E21B34/06Valve arrangements for boreholes or wells in wells
    • E21B34/063Valve or closure with destructible element, e.g. frangible disc
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/12Packers; Plugs
    • E21B33/127Packers; Plugs with inflatable sleeve
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/13Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
    • E21B33/14Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like for cementing casings into boreholes
    • E21B33/146Stage cementing, i.e. discharging cement from casing at different levels
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/13Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
    • E21B33/14Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like for cementing casings into boreholes
    • E21B33/16Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like for cementing casings into boreholes using plugs for isolating cement charge; Plugs therefor
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B34/00Valve arrangements for boreholes or wells
    • E21B34/06Valve arrangements for boreholes or wells in wells
    • E21B34/14Valve arrangements for boreholes or wells in wells operated by movement of tools, e.g. sleeve valves operated by pistons or wire line tools

Landscapes

  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

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.
DE19813125035 1980-07-15 1981-06-26 Bohrlochgeraet zum zementieren von bohrloechern Granted DE3125035A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/169,095 US4421165A (en) 1980-07-15 1980-07-15 Multiple stage cementer and casing inflation packer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3125035A1 DE3125035A1 (de) 1982-03-25
DE3125035C2 true DE3125035C2 (de) 1989-10-19

Family

ID=22614250

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19813125035 Granted DE3125035A1 (de) 1980-07-15 1981-06-26 Bohrlochgeraet zum zementieren von bohrloechern

Country Status (11)

Country Link
US (1) US4421165A (de)
AR (1) AR230475A1 (de)
AU (1) AU535244B2 (de)
BR (1) BR8104516A (de)
CA (1) CA1159360A (de)
DE (1) DE3125035A1 (de)
GB (1) GB2079819B (de)
IT (1) IT1138076B (de)
NL (1) NL189422C (de)
NO (1) NO812204L (de)
SG (1) SG10585G (de)

Families Citing this family (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Also Published As

Publication number Publication date
AR230475A1 (es) 1984-04-30
IT8122959A0 (it) 1981-07-15
US4421165A (en) 1983-12-20
NO812204L (no) 1982-01-18
IT1138076B (it) 1986-09-10
GB2079819B (en) 1984-09-19
NL8102909A (nl) 1982-02-01
AU7184581A (en) 1982-01-21
NL189422B (nl) 1992-11-02
CA1159360A (en) 1983-12-27
DE3125035A1 (de) 1982-03-25
GB2079819A (en) 1982-01-27
SG10585G (en) 1985-08-08
AU535244B2 (en) 1984-03-08
BR8104516A (pt) 1982-03-30
NL189422C (nl) 1993-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3125035C2 (de)
DE3031117C2 (de) Vorrichtung zum stufenweisen Zementieren des Ringraums zwischen der Wandung eines Bohrlochs und einer das Bohrloch auskleidenden Verrohrung
DE2735602C2 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Steuern des Mengenstroms durch eine Förderleitung und zur Injektion eines chemischen Mediums in die Förderleitung
EP0397870B1 (de) Verfahren zur befestigung der produktiven schicht innerhalb einer bohrung
DE60010647T2 (de) Rohreinheit mit einer mehrzahl von auslässen zur verwendung in einem bohrloch und verfahren zum einführen einer solchen rohreinheit
DE69512933T2 (de) Verfahren und vorrichtung zum bohren mit hochdruckflüssigkeit mit reduziertem feststoffgehalt
DE69009352T2 (de) Verfahren zur Filterkiesfüllung für ein Bohrloch.
DE602004000514T2 (de) Doppelwerkzeug ohne Elastomer, mit hohem Expandiervermögen
DE69820153T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Zementierung eines Bohrloches
DE69434605T2 (de) Bohrlochwerkzeug
DE3828481C2 (de)
DE102005060007A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Verwendung in einem Bohrloch
DE1191318B (de) Verfahren und Vorrichtung zum Komplettieren von Bohrloechern
DE3103762A1 (de) Einrichtung zum regeln der geschwindigkeit einer geraetebewegung in der verrohrung eines bohrlochs
DE2652901A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur sicherung eines bohrloches
DE69719811T2 (de) Verfahren zum lancieren von mindestens einem stopfen in ein rohr im bohrloch
DE2721279A1 (de) Verfahren zum stufenmaessigen einzementieren eines zusammengesetzten bohrrohrstranges in ein im meeresboden befindliches bohrloch und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
DE1016203B (de) Vorrichtung zum Regeln der Fluessigkeitsfuellung eines Futterrohrstrangs beim Herablassen in ein Tiefbohrloch
DE3850618T2 (de) Umlaufventil für Bohrlöcher.
DE3309031C2 (de) Bohrgerät zum Erdbohren und Testen von Grundwasserhorizonten
DE69214193T2 (de) Umleitungsvorrichtung für ein Bohrlochwerkzeug
DE3813698A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum hydraulischen durchdringen eines bohrloches
DE3107886C2 (de)
DE1226057B (de) Anschlussaggregat fuer Tiefbohrungen
EP0177623A1 (de) Verfahren und Einrichtung zur Anfertigung von insbesondere wasserfördernden Bohrbrunnen

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee