DE2757085C2

DE2757085C2 - Vorrichtung zum Übertragen von Informationen vom unteren Ende eines Bohrlochs während der Durchführung von Bohrarbeiten

Info

Publication number: DE2757085C2
Application number: DE2757085A
Authority: DE
Inventors: Early Baggett Houston Tex. Denison
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1976-12-23
Filing date: 1977-12-21
Publication date: 1986-04-24
Also published as: AU509714B2; CA1074292A; FR2375433B1; BR7708497A; US4126848A; AT353731B; NO149325C; FR2375433A1; AU3183277A; GB1558300A; ATA919377A; NO149325B; DE2757085A1; NO774396L

Description

— daß das Verankerungszwischenstück (23) ein konzentrisch in ihm angeordnetes zylindrisches Unterstützungsteil (83) aufweist, das in m^rere verschwenkbar an einem das obere Ende des Seils (15) bildenden Anschlußteil (81) angelenkte Finger (90) eingreift,

— daß am Anschlußteil (81) eine Federeinrichtung (94) zum Vorspannen der Finger (90) in eine zurückgezogene Stellung angebaut ist in der das Anschlußteil (81) dürr¹· das Unterstützungsteil (83) hindurchtreten kann, und die Finger (90) in eine Betriebsstellung bewegbar sind, in der sie am oberen Ende des Unterstützungsteils (83) angreifen und den Anschlußtei! (81) am abwärts gerichteten Hindurchtreten durch das Unterstützungsteil (83) hindern, und

— daß das Verankerungszwischenstück (23) mit einer elektrischen Kupplungseinrichtung (24, 93, 95, 96, 98, 99) versehen ist, die in elektrischer Verbindung mit dem oberen Ende des Leiter.% im Seil (15) und mit dem Leiterabschnitt des untersten Rohrabschnitts des oberen Bohrstrangteils (16) steht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerätezwischenstück (11) mit einem rohrförmigen Bauteil einen Abschnitt des unteren Bohrstrangs (10) bildet und daß eine Verankerungseinrichtung (13) für das untere Ende des Seils (15) vorgesehen ist, die ein gleichachsig mit dem rohrförmigen Bauteil angeordnetes zylindrisches Bauteil (49) mit einer elektrischen Steckkupplung (67) aufweist, die leitend mit dem unteren Ende des Leiters im Seil (15) verbunden ist und mit dem aufragenden elektrischen Anschlußstift (40) eines im unteren Bohrstrangteil (10) angeordneten elektrischen Verbinders (33) lösbar in Eingriff bringbar ist.

3. Vorrichtung nach Ansprurch 2, dadurch gekennzeichnet daß der Verbinder (33) in einem als Abschnitt des unteren Bohrstrangs (10) vorgesehenen Zwischenstück (12) angeordnet ist. das eine elektrische Kupplungseinrichtung (30, 31, 32, 36, 41, 42) für den Anschluß an des Gerätezwischenstiicks (I!) aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die elektrische

Kupplungseinrichtung (24,93,95,96,98,99) am oberen Ende des Verankerungszwischenstücks (23) eine elektrische Kupplungseinrichtung zwischen dem oberen Ende des Verankerungszwischenstücks (23) und dem unteren Ende des untersten Rohrabschnitts des oberen Bohrstrangteils (t6) anschließt

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß das Anscblußteil (81) einen zentralen Kanal (80) zum Aufnehmen eines elektrischen Leiters aufweist den elektrischen Leiter im Seil (15) mit einem elektrischen Verbinder (93) der elektrischen Kupplungseinrichtung (24, 93, 95, 96,98, 99) im Verankerungszwischenstück (23) verbindet

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß mindestens ein der Einstellung der Länge des Seils (15) dienender Abstandhalter (21) zwischen dem oberen Ende des Seils (15) und der oberen Verankerungseinrichtung (22) im oberen Verankerungszwischenstück (23) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Beschwerungsteil (14) zwischen dem unteren Ende des Seils (15) und der unteren Verankerungseinrichtung (13) angeordnet ist

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Übertragen von Informationen, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben und aus der US-PS 39 57 118 bekannt ist.

Beim Drehbohrverfahren wird ein an seinem unteren Ende das Bohrwerkzeug tragender, aus Rohrabschnitten zusammengesetzter Bohrstrang gedreht wobei ein Fluid durch das Bohrrohr nach unten und durch den Ringraum zwischen dem Bohrrohr jnd dem Bohrloch nach oben zirkuliert, um das abgetragene Erdmaterial zur Erdoberfläche zu fördern und das Bohrloch freizuhalten. Die Erfindung ist bei einem solchen Drehbohrverfahren anwendbar, aber nicht nur beim Drehen des Bohrstrangs von einem Bohrturm aus, sondern auch dann, wenn das Bohrwerkzeug mit Hilfe einer Schlammturbine angetrieben wird.

Bei der bekannten Übertragungsvorrichtung ist das untere Ende des Seils an ein im unteren Bohrstrangteil nahe über dem Bohrwerkzeug angeordnetes Meßgerät angeschlossen, während das obere Ende des Seils innerhalb des oberen Bohrstrangteils durch Kabelabschnittc Zur Erdoberfläche geführt ist, die jeweils eine der Länge der Rohrabschnitte entsprechende Länge aufweisen, aus denen der obere Bohrstrang zusammengesetzt ist.

Dabei steht der elektrische Leiter im Seil, das sich über eine Vielzahl von den unteren Bohrstrang bildenden Rohrabschnitten erstreckt, in Kontakt mit elektrischen Leitern in den Kabelabschnitten im oberen Bohrstrang, so daß eine elektrisch leitende Verbindung vom Meßgerät nahe der Bohrsohle b;s zur Erdoberfläche besteht. Die elektrischen Leiter sind natürlich elektrisch isoliert. Die Vorrichtung gestattet eine Fortführung des Bohrbetriebs, während an der Erdoberfläche weitere Bohrrohrabschnitte an den Bohrstrang angesetzt werden. Des-

b5 weiteren ergibt sich durch die Verwendung eines längeren Seils, das sich durchlaufend über den unteren Bohrstrangteil erstreckt, eine beachtliche Vereinfachung und Kosteneinsparung.

Bei der bekannten Vorrichtung sind der Ein- und Ausbau des Seils und der Kabelabschnitte jedoch nur mit vergleichsweise großem Handhabungsaufwand durchzuführen, insbesondere hinsichtlich des Verankerns und Verspannens des Seils. Dem soll durch die Erfindung abgeholfen werden.

Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung so auszubilden, daß sich das den elektrischen Leiter aufweisende Seil, das sich durch den unteren Bohrstrangteil erstreckt auf einfache Weise installieren und ausbauen läßt

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 glöst

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt die Installation mit folgenden Arbeitsschritten:
Absenken eines aus mehreren endseitig miteinander verbundenen Rohrabschnitten zusammengesetzten Bohrstrangs in ein Bohrloch;

Absenken des an seinen Enden mit elektrischen Verbindern versehenen Seils mit dem isolierten elektrischen Leiter im Inneren des abgesenkten Bohrstrangs;
Herstellen einer lösbaren Verbindung zwischen dem unteren elektrischen Verbinder und einem im Bohrstrang angeordneten elektrischen Verbinder sowie Herstellen einer lösbaren Verankerung des unteren Seilendes am Bohrstrang;

Herstellen einer lösbaren Verankerung des oberen Seilendes am oberen Ende des abgesenkten unteren Bohrstrangteils, wobei das Seil gespannt gehalten wh d, sowie Herstellen der elektrischen Kupplung vom oberen Ende des elektrischen Leiters im Seil zum an den abgesenkten, den unteren Rohrstrangteil bildenden Rohrstrang anzusetzenden Rohrabschnitt:

endseitiges Ansetzen von weiteren Bohrrohrabschnitlen unter gleichzeitigem Absenken des Bohrstranges im Bohrloch, wobei die angesetzten Bohrrohrabschnitte einen isolierten elektrischen Leiter mit endseitigen Kupplungseinrichtungen aufweisen-, und
Übertragen elektrischer Signale vom Meßgerät zur Erdoberfläche durch die in der vorgenannten Weise hergestellte elektrische Leitung.

Es ist ersichtlich, daß bei der vorbeschriebenen Arbeitsweise kontinuierlich weitergebohrt werden kann und daß auch keine Unterbrechung der Informationsübertragung in Kauf genommen werden muß. Dabei kann die Installation ohne Zuhilfenahme besonderer Handhabungswerkzeuge durchgeführt werden. Infolge der lösbaren Verbindungen gestaltet sich auch der Ausbau unkompliziert.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen axialen Schnitt eines Bohrstrangs, in den ein Kabel eingebaut ist;

F i g. 2 eine Seitenansicht eines vollständigen Bohrstrangs;

F i g. 3 einen vergrößerten axialen Schnitt eines Zwischenstücks zum Verankern des Kabels im unteren Teil des Bohrlochs;

F i g. 4 einen vergrößerten axialen Teilschnitt der Einrichtung zum Verankern des Kabels im oberen Teil des Bohrlochs;

Fig. 5A und 5B jeweils einen axialen Teilschnitt der im unteren Teil des Bohrlochs anzuordnenden lösbaren Einrichtung zum Verankern des Kabels; und

Fie.6 einen axialen Schnitt einer anderen Ausführungsform einer im unteren Teil des Bohrlochs anzuordnenden Einrichtung zum Verankern des Kabels.

In F i g. 1 und 2 ist ein Bohrstrang dargestellt, in dessen unteren Teil ein Kabel eingebaut ist. v/ährend beim 5 oberen Teil Rohrabschnitte verwendet werden, von denen jeder so mit einem Leiter versehen ist, wie es z. B. in der US-PS 36 96 332 beschrieben ist. F i g. 2 zeigt einen Bohrstrang mit einem solchen unteren Teil 10 und einem oberen Teil 16, die durch ein im oberen Teil des ίο Bohrlochs angeordnetes, zur Verankerung dienendes Zwischenstück 23 getrennt sind. Zu dem unteren Teil 10 können Schwerstangen gehören, mittels welcher das Bohrwerkzeug während der Drehbohrarbeiten belastet wird. Der obere Teil 16 des Bohrstrangs ist an seinem oberen Ende mit einer Schleifringanordnung 17 versehen, deren Schleifringe an eine an der Erdoberfläche angeordnete elektronische Einrichtung angeschlossen sind, die in F i g. 2 als Empfänger 18 dargestellt ist. Am unteren Ende des Bohrstrangs ist ein Instrumente enthaltendes Zwischenstück 11 angeor",et, zu dem verschiedene Meßgeräte gehören können, t B. Geräte die das Einströmen von Gas oder anderen Fluiden in das Bohrloch nachweisen, wie es in der US-PS 37 76 032 beschrieben ist. Ferner können Geräte vorhanden sein, die es e> möglichen, den Widerstand der betreffenden Formation oder die Neigung und den Azimut des Bohrlochs zu messen. Dieses Gerätezwischenstück ist auf bekannte Weise mit Buchsen und Stiften versehen, so daß es sich am einen Ende mit dem Bohrwerkzeug 19 und am anderen Ende mit dem im unteren Ende des Bohrlochs angeordneten Verankerungszwischenstück 12 verbinden läßt. Das Zwischenstück 12 weist ebenfalls Buchsen und Stifte oder Zapfen auf, um mit der untersten Schwerstange and dem Gerätezwischenstück verbunden werden zu können. Die Abdichtungsschultern des Gerätezwischenstücks 11 und des Verankerungszwischenstück 12 sind an den Stirnflächen ihrer Gewindeabschnitte mit runden elektrischen Kontakten ersehen. Eine elektrische Verbindung zu dem Verankerungszwischenstück 12 wird durch die im unteren Teil des riohrlochs angeordnete lösbare Verankerungseinrichtung 13 hergestellt, die an ihrem oberen Ende mit mehreren Beschwerungsstangen 14 versehen ist. Wie nachstehend erläutert, werden diese Beschwerungsstangen benötigt, um die Belastung herbeizuführen, die erforderlich ist, um die Löseeinrichtung der Verbindungreinrichtung zu betätigen. Die Beschwerungsstangen sind mit dem Kabel 15 verbunden, das an seinem oberen Ende zusätzliche Abstandhalter 21 aufweist. Bei den Abstandhaltern 21 kann es sich um speziell konstruierte Beschwerungsstangen oder um kurze Kabelabschnitte handeln, die nicht nur ein; elektrische Verbindung zwischen Je-n Kabel und dem im oberen Teil des Bohrlochs angeordneten Verbinder herstellen, sondern es auch ermöglichen, die Gesamtlänge des Kabels eirzustellen. Gemäß F i g. 1 sind die stangenförmigen Abstandhalter 21 mit der im oberen Teil des Bohrlochs angeordneten Verankerungseini ichtung 22 verbunden, die ihrerseits in dem Verankerungszwischenstück 23 im oberen Teil des Bohrlochs untergebracht ist. Das obere Verankerungszwischenstück ist mit einer Aufnahmeöffnung versehen, in der ein ringförmiger elektrischer Kontakt angeordnet ist, der dazu dient, eine leitende Verbindung zu einem ringförmigen elektrischen Anschluß in der Dichtungs-

o5 fläche des Zapfenendes desjenigen Bohnohrabschnitts herzustellen, welcher an das obere Ende des Zwischenstücks 23 angeschraubt werden soll.

Das Kabel ist vorzugsweise als flexibles Drahtseil aur

Stahl ausgebildet und mit einem einzigen isolierten elektrischen Leiter versehen. An den Enden eines solchen Kabels oder Seils lassen sich leicht Anschlußteile mit Gewinde anbringen. Diese Anschlußteile ermöglichen es, sowohl mechanische als auch elektrische Verbindungen zu benachbarten Teilen herzustellen. Die Beschwerungsstangen 14 sind mit einem zentral angeordneten elektrischen Leiter versehen und weisen an ihren Enden ein Gewinde auf, das zu den Anschlußteilen des Seils paßt. Ähnliche Beschwerungsstangen können als Abstandhalter 21 verwendet werden, doch wird die Verwendung kurzer Seilabschnitte bevorzugt.

Zum Gebrauch wird ein Teil des Bohrstrangs, der das Gerätezwischenstück U und das untere Verankerungszwischenstück 12 sowie am unteren Ende das Bohrwerkzeug 19 trägt, während am oberen Ende das obere Verankerungszwischenstück 23 befestigt ist, im Bohrloch abgesenkt. Dann wird das Seil aus der unteren Verankerungseinrichtung 13, den im unteren Teil des Bohrlochs angeordneten Beschwerungsstangen 14 und Abstandhaltern 21 ip der erforderlichen Anzahl zusammengesetzt. Hierauf kann man das Seil in den Teil des Bohrstrangs hinein absenken, der im Bohrloch aufgehängt ist, woraufhin die untere Verankerungseinrichtung 13 in Eingriff mil Jem unteren Verankerungszwischenstück 12 gebracht wird. Nach dem Herstellen dieser unteren Verbindung kann man das Seil dadurch spannen, daß man die obere Verankerungseinrichtung 22 mit dem oberen Verankerungszwischenstück 23 verbindet. Erweist sich das Seil 15 als so lang, daß es unmöglich ist, es in der gewünschten Weise zu spannen, kann man einige der Abstandhalter 21 entfernen; ist das Seil zu kurz, kann man weitere Abstandhalter bzw. Verlängerungsstücke einbauen. Somit ist es möglich, dem Seil 15 eine solche Länge zu geben, daß auf das Seil die gewünschte Spannung aufgebracht werden kann, um die obere Verankerungseinrichtung 22 festzulegen. Schließlich wird die elektrische Leitung 24 durch eine Steckverbindung mit dem oberen Verankerungszwischenstück 23 verbunden. Nach dem Abschluß dieser Arbeiten werden Bohrrohrabschnitte, die den oberen Teil 16 des Bohrstrangs bilden, an den unteren Teil 10 angesetzt. Jeder dieser Rohrabschnitte trägt einen isolierten elektrischen Leiter, der an seinen Enden mit elektrischen Kupplungseinrichtungen versehen ist, die so ausgebildet sind, daß sich benachbarte Abschnitte miteinander verbinden lassen, um die Übertragung von Signalen zu ermöglichen. Solche Rohrabschnitte sind z. B. in der US-PS 36 96 332 beschrieben. Nach dem Zusammensetzen des in F i g. 2 dargestellten Bohrstrangs kann die Tiefbohrung gebohrt werden, wobei ständig informationen bzw. Meßwerte vom unteren Ende des Bohrlochs aus zur Erdoberfläche übertragen werden können. Das Sei! 15 überbrückt vorzugsweise einen eine gewünschte Länge aufweisenden Teil des in das Bohrloch hineinragenden Bohrstrangs. Normalerweise wird im Bohrloch ein Bohrrohr abgesenkt, das eine solche Länge hat, daß es sich von der Erdoberfläche aus bis in die Nähe des Bodens des Bohrlochs erstreckt, und das Seil 15 dient dazu, die gesamte Länge des Bohrrohrs zu überbrücken. Nur der obere Teil des Bohrstrangs ist mit Rohrabschnitten versehen, die isolierte elektrische Leiter aufweisen, welche sich bei jedem Abschnitt zwischen zwei elektrischen Kupplungseinrichtungen erstrecken.

In F i g. 3 ist in einem vergrößerten axialen Schnitt das untere Verankerungszwischenstück 12 dargestellt das ein mit Außengewinde versehenes Ende 47 und ein mit Innengewinde versehenes Ende 46 aufweist, so daß es sich nach Bedarf unmittelbar mit den Schwerstangen oder den Bohrrohrabsehniüen verbinden läßt. Die Abdichtungsschulter des unteren Endes 47 ist mit einer Ringnut 30 versehen, die ein Isoliermaterial enthält, in welches ein Kontaktring 30/4 eingebaut ist. Das Zwischenstück 12 ist mit einem Kanal 31 versehen, so daß man den Kontaktring 30/4 mit Hilfe einer nicht dargestellten Drahtleitung mit einem elektrischen Stecker 40 verbinden kann, der sich längs der Achse eines Gehäuses 33 erstreckt. Bei dem Gehäuse 33 handelt es sich im wesentlichen um ein stehend angeordnetes zylindrisches Bauteil, das gleichachsig mit dem Zwischenstück 12 angeordnet ist und zwei Ansätze 34 und 48 aufweist, die sich im rechten Winkel zur Längsachse des Gehäuses 33 erstrecken. Das Gehäuse 33 ist an der Innenwand des Zwischenstücks 12 mit Hilfe von Kopfschrauben 37 und 43 befestigt, die von außen her in die beiden Ansätze 34 und 48 eingeschraubt sind. Der untere Ansatz 34 weist eine Bohrung 36 auf, die in Verbindung mil dem Kanal 31 steht, so daß es möglich ist, eine nicht dargestellte Drahtleitung einzubauen, um den Kontaktring 30/4 in der Ringnut 30 mit dem Stecker 40 zu verbinden. Ferner ist der Ansatz 34 mit einem O- Ring 35 versehen, der zwischen dem Ansatz und dem Zwischenstück 12 angeordnet ist, um eine Abdichtung zu bewirken; ein weiterer O-Ring 38 dichtet die Kopfschraube 37 gegenüber der Außenfläche des Zwischenstücks 12 ab."Der sich senkrecht erstreckende Teil des Gehäuses 33 weist einen senkrechten Kanal 42 auf, so daß man die nicht dargestellte elektrische Drahtleitung nach oben führen kann, um sie mit dein unteren Ende 41 des Steckers 40 zu verbinden. Zur Vervollständigung ist das untere Verankerungszwischenstück 12 mit einem Schutzbund oder Fangkranz 44 versehen, der an seinem oberen Ende eine konische Fläche 45 aufweist, damit der lösbare Aufnahmeteil des Verbinders gegenüber dem Stecker 40 zentriert wird. Bei dem Stecker 40 kann es sich ürn die eine Hälfte eines elektrischen Verbinders handeln, der von der Keystone Engineering Company, Houston, Texas, hergestellt und unter der gesetzlich geschützten Bezeichnung »Kemlon« auf den Markt gebracht wird. Solche Verbinder werden in der Erdölindustrie verwendet, um Drahtseile bekannter Art mit Werkzeugen zu verbinden, die zur Durchführung laufender Untersuchungen in Tiefbohrungen abgesenkt werden.

In Fig.4 ist das im oberen Teil des Bohrlochs angeordnete Verankerungszwischenstück 23 dargestellt, zu dem eine Verankerungseinrichtung 22 gehört, die dazu dient, das obere Ende des Seils 15 festzulegen und eine so elektrische Verbindung zwischen dem Leiter des Seils und dem Bohrrohrabschnitt des oberen Teils 16 des Bohrstrangs nach F i g. 2 herzustellen. Gemäß dem unteren Teil von F i g. 4 läßt sich der Abstandhalter 21 in das untere Ende der Verankerungseinrichtung 22 einschrauben, um eine feste Verbindung zwischen dem oberen Ende des Seils und der Verankerungseinrichtung 22 herzustellen, so daß auf die Verankerungseinrichtung eine Zugkraft aufgebracht werden kann, um das Seil 15 zu spannen. Zu der Verankerungseinrichtung 22 gehört ein zentral angeordnetes Bauteil 81 mit einer axialen Bohrung 80, so daß man einen nicht dargestellten isolierten elektrischen Leiter einbauen kann, um den elektrischen Leiter des Seils 15 mit der unteren Hälfte eines elektrischen Verbinders 93 zu verbinden. Das Bauteii 81 ist an mehreren radialen Rippen 82 befestigt, durch die das Bauteil gegenüber dem zylindrischen Bauteil 83 nach F i g. 4 in seiner damit gleichachsigen Lage gehalten wird. Das zylindrische Bauteil 83 wird seiner-

Neils von Rippen 84 gclragcn. die es mit einem äußeren zylindrischen Bauteil bzw. Verbindergehiiusc 85 verbinden. Das zylindrische Bauteil 83 könnte auch durch mehrere Kopfschrauben in seiner Lage gehalten werden, d. h. mittels einer Anordnung, die der in F i g. 3 dargestellten zum Unterstützen des Gehäuses 33 ähnelt. Das äußere zylindrische Bauteil 85 stützt si'jh an einer Ringschi. Ter 86 auf der Innenseite des oberen Verankerungszwischenstücks 23 ab.

Das obere Ende des zentral angeordneten Bauteils 81 ist gemäß F i g. 4 mit mehreren — z. B. zwei — schwenkbaren Fingern 90 versehen, die jeweils am unteren Ende einen Ausschnitt 91 aufweisen, um mit dem oberen Rand 92 des zylindrischen Bauteils 83 zusammenarbeiten zu können. Die Finger 90 sind in Richtung auf ihre innere Ruhestellung durch mehrere Blattfedern 94 vorgespannt. Wird das zentral angeordnete Bauteil 81 z. B. mit Hilfe eines nicht dargestellten Fangwerkzeugs, das mit dem Fangkopf S3 zusarnffieriarbeiiei, angehoben, werden die nach außen aufgespreizten Finger 90 in Richtung auf das Bauteil 81 nach innen geschwenkt, so daß sich das Bauteil 81 in der Längsbohrung des zylindrischen Bauteils 83 nach unten bewegen läßt. Gegebenenfalls kann man eine zusätzliche Einrichtung benutzen, um die Finger 90 zwangsläufig nach innen zu schwenken und die Gefahr eines Verklemmens der Finger in ihrer äußeren Stellung zu verringern. Die Abwärtsbewegung des Bauteils 81 ist erforderlich, um die untere Verankerungseinrichtung 13 auf eine noch zu erläuternde Weise zu lösen. Auf entsprechende Weise läßt sich das Bauteil 81 nach ober bewegen, um das Seil 15 zu spannen; hierbei kann man ein nicht dargestelltes Einstellwerkzeug benutzen, um die Finger 90 nach außen zu schwenken und das Gehäuse 81 am oberen Ende des Bauteils 83 zu verankern. Die erforderliche Bewegung der Finger 90 läßt sich auf relativ einfache Weise herbeiführen, da das Bauteil S3 eingebaut wird, während sich das obere Verankerungszwischenstück 23 auf gleicher Höhe mit dem Boden der Bohrplattform befindet. Die obere Hälfte des elektrischen Verbinders 93 wird durch ein kurzes Kabel 24 mit einer Hälfte eines weiteren elektrischen Verbinders 95 verbünde". Die Wand des Verankerungszwischenstücks 23 ist mit einem Kanal 98 versehen, so daß man einen nicht dargestellten isolierten elektrischen Leiter einbauen kann, um die zweite Hälfte des elektrischen Verbinders 95 über einen Kanal % mit einem elektrischen Kontaktring 99 zu verbinden, der in einer Ringnut 99B am oberen Ende des Zwischenstücks 23 in ein Isoliermaterial 99A eingebettet ist. Diese Anordnung ermöglicht es, den Bohrrohrabschnitt des oberen Teils 16 des Bohrstrangs direkt mit dem oberen Verankerungszwischenstück 23 zu verbinden und eine elektrische Leitungsverbindung zwischen den elektrischen Kupplungseinrichtungen herzustellen, die an den Dichtungsschultem benachbarter Abschnitte vorhanden sind.

F i g. 5A und 5B zeigen in einem vergrößerten Axialschnitt die untere Verankerungseinrichtung 13 nach Fig. 1. Hierbei handelt es sich um eine abgeänderte Ausführungsform eines mit einem Drahtseil zusammenarbeitenden einschiebbaren Werkzeugs, das von der Taylor N4ade Oil Tools Company, 4430, Steffani Lane, Houston, Texas, hergestellt wird. Dieses Werkzeug ist so abgeändert, daß es möglich ist einen einzelnen elektrischen Leiter so anzuordnen, daß er sich längs der Achse des Werkzeugs nach unten erstreckt; gemäß F i g. 5B ist am unteren Ende des Werkzeugs ein Anschlußbuchsenteil 67 angeordnet, mittels dessen eine Verbindung zu dem in F i g. 3 dargestellten Stecker 40 des unteren Verankerungszwischenstücks 12 hergestellt werden kann. Zu der unteren Verankerungscinrichtung gehört ein äußeres Gehäuse 49, das sich aus mehreren Teilen zusammensetzt,zwischen denen gemäß Fig. 5A und 5B Gewindeverbindungen vorhanden sind. Das Gehäuse 49 ist an seinem oberen Ende 50 mit Innengewinde versehen, in das gemäß Fig. 1 die Beschwerungsstangen 14 eingeschraubt werden können, um das Seil 15 mit der unteren Verankerungseinrichtung 13 zu verbinden. Gemäß Fig. 5A ist eine Kontaktspitze 51 vorhanden, die nach oben durch eine Feder 52 vorgespannt ist, welche in einem isolierenden Gehäuse 60 angeordnet ist; die Kontaktspitze 51 wird durch eine isolierende Scheibe 57 und einen Sprengring 57A in ihrer Lage gehalten. Die Feder 52 stellt gleichzeitig eine elektrische Verbindung zwischen der Kontaktspitze 51 und einer Flachkopfschraube 53 her, die in das obere Ende eines rohrförmigen Leiters 54 eingeschraubt iu, weichei von einer isolierenden Hülse 61 umschlossen ist. In dem rohrförmigen Leiter 54 ist ein stabförmiger Leiter 55 gleitend geführt, und der rohrförmige Leiter ist nahe seinem oberen Ende mit Längsschlitzen 56 versehen, so daß eine leitende Verbindung zu einer massiven Stange 62 vorhanden ist, die sich längs des verbleibenden Teils des Werkzeugs erstreckt und gemäß Fig. 5B an ihrem unteren Ende mit einem zweiten rohrförmigen Leiter 64 verbunden ist. Gemäß Fig.5A und 5B sind isolierende Scheiben 63 und 68 vorhanden, die verhindern, daß die leitfähige Stange 62 einen Kurzschluß gegenüber dem Metallgehäuse der Verankerungseinrichtung herbeiführt. Die Stange 62 ist mit einem Überzug aus Kunststoff versehen. Zur Vervollständigung des Stromkreises dient gemäß F i g. 5B ein Stangenteil 65, das in den rohrförmigen Leiter 64 eingreift und eine Verbindung zu der Anschlußbuchse 67 herstellt. Anstelle der soeben beschriebenen teleskopartigen Anordnung von Leitern könnte man auch ein flexibles elektrisches Kabel verwenden. Das Kabel kann am oberen Ende mit einer Verlängerung des rohrförmigen Leiters 54 und am unteren Ende mit einer Verlängerung des rohrförmigen Leiters 64 verbunden werden.

Zu der Verankerungseinrichtung 13 gehört eine Schraubenfeder 70, die dazu dient, mehrere Spannzangenfinger 75 nach unten vorzuspannen. Die nach unten gerichtete Kraft der Feder 70 hält Rampenflächen 74 der Spannzangenfinger in Anlage an einer Rampenfläche 73 auf der Innenseite des Gehäuses 49 der Verankerungseinrichtung 13. Wird auf das Seil 15, das mit dem

so oberen Ende 50 der Verankerungseinrichtung 13 verbunden ist, eine nach oben gerichtete Zugkraft aufgebracht, wird das Gehäuse 49 nach oben gezogen, so daß die Rampenfläche 73 am unteren Ende die Spannzangenfinger 75 nach innen drückt, damit der Fangkopf 44

des unteren Verankerungszwischenstücks 12 nach F i g. 3 erfaßt wird. Soll die Verankerung gelöst werden, wird das Seil 15 entspannt, so daß die Beschwerungsstangen 14 das Gehäuse 49 nach unten drücken, damit sich die Spannzangenfinger 75 nach außen bewegen

können, um den Fangkopf 44 freizugeben. Es ist eine Nockenanordnung vorhanden, die während des Hochziehens verhindert, daß das Gehäuse 49 gegenüber den Spannzangenfingern 75 nach oben bewegt wird, damit die Spannzangenfinger nicht erneut in ihre Verankerungssteilung gebracht werden. Zu dieser Nockenanordnung gehören gemäß Fig.5B Nockenstifte 71 und Nockenschlitze 72, mit denen ein inneres Bauteil des Werkzeugs versehen ist. Das Gehäuse 49 des Werk-

zeugs weist Entlüftungsöffnungen 76 auf, die in Verbindung mit dem Innenraum des Werkzeugs stehen und zum Druckausgleich dienen. Eine eingehendere Beschreibung und Darstellung der Verriegelungs- und Löseeinrichtung des Werkzeugs ist in einer Druckschrift der Herstellerfirma Taylor Made OiI Tools Company zu finden; dieses Werkzeug ist in der vorstehend beschriebenen Weise z" der unteren Verankerungseinrichtung 13 umgearbeitet

Gemäß der vorstehenden Beschreibung kann man die Verankerungseinrichtung 13 in dem Bohrloch absenken, bis die Spannzangenfinger 75 den Fangkopf 44 des unteren Verankerungszwischenstücks 12 nach Fig.3 übergreifen und die Anschlußbuchse 67 auf den Stecker 40 aufgeschoben worden ist. Sobald dies geschehen ist, kann man das Seil 15 hochziehen, um das Seil zu spannen und die Verankerungseinrichtung 13 in ihre Verriegelungsstellung zu bringen. Soll die Verankerungseinrichtung 13 von dem Verankerungszwischenstück 12 gelöst werden, kann man das Seil 15 entspannen, damit die Verankerungseinrichtung die Spannzangenfinger 75 freigibt. Hierauf kann man die Verankerungseinrich- !" tung 13 aus dem Bohrstrang herausziehen. Somit ist es

\\ möglich, die Verankerungseinrichtung 13 in bzw. außer

ί Eingriff zu bringen, ohne daß eine Zugkraft aufgebracht

Z zu werden braucht. Hierdurch wird die Gefahr vermie-

• den, daß die Verankerungseinrichtung 13 innerhalb des

"..' Bohrstrangs zurückprallt, wenn eine plötzliche Entla-

Jt.'^: stung des Seils 15 erfolgt. Ein solches Zurückprallen der

\ unteren Verankerungseinrichtung 13 könnte dazu füh-

' ren, daß sich das Seil 15 in dem Bohrstrang so verfängt,

.'·■', daß es sich nicht mehr hochziehen läßt.

;.: Fig.6 zeigt eine weitere Ausführungsform einer im

unteren Teil eines Bohrlochs anzuordnenden Veranke- ·".: rungseinrichtung 13, bei der es sich um eine abgeänder-

_; te Ausführungsform eines Seilkopfes handelt, der von

der Otis Engineering Corporation, Dallas, Texas, herge-

steiit wird, in diesem Faii ist die Verankerungseinrich-

§ tung 13 mit einer elektrischen Anschlußbuchse 113 ver-

sehen, die zu dem Stecker 40 des Verankerungszwi-

: schenstücks 12 nach Fig.3 paßt. Die Anschlußbuchse

ι 113 steht in leitender Verbindung mit der ersten Beschwerungsstange 14 nach F i g. 1. die in das mit Innengewinde versehene obere Ende 112 der Verankerungseinrichtung 13 eingeschraubt wird. Zu dieser elektri- sehen Verbindung gehört ein nicht dargestelltes flexibles Kabel, das sich durch einen Längskanal 114 erstreckt.

Die Verankerungseinrichtung 13 nach Fig.6 weist mehrere flexible Finger 100 auf, die mit einem Flansch 101 des Fangkopfes 44 des Verankerungszwischenstücks 12 zusammenarbeiten. Die Finger 100 werden durch geneigte Flächen 102 am unteren Ende eines zylindrischen äußeren Bauteils 103 der Verankerungseinrichtung 13 in Eingriff mit dem Flansch 101 gebracht wenn die Verankerungseinrichtung durch Aufbringen einer Zugkraft auf das Seil 15 nach oben bewegt wird. Die Finger 100 sind in Längsschlitzen des äußeren Bauteils 103 angeordnet und können Schwenkbewegungen gegenüber einem ringförmigen Abschnitt 108 des äußeren Bauteils 103 ausführen.

Um die Verankerungseinrichtung 13 nach F i g. 6 zu lösen, kann man auf das Seil 15 eine Zugkraft aufbringen, die genügt, um einen Scherstift 104 zu zerstören. Um ein einwandfreies Arbeiten des Scherstiftes zu gewährieisten, ist der Scherstift nahe beiden Enden mit Sollbruchstellen in Form von Nuten 105 versehen. Sobald der Scherstift zerstört worden ist. kann eine Feder 106 das zylindrische Bauteil 103 gegenüber den Fingern 100 nach unten i^wegen. Danach wird das Seil 15 entspannt, woraufhin die flexiblen Finger 101 außer Eingriff mit dem Flansch 101 kommen. Nach dem Lösen der Finger kann man das Seil nach oben aus dem Bohrstrangherausziehen.

Man kann die Abmessungen des Scherstiftes 104 so wählen, daß die untere Verankerungseinrichtung 13 beim Aufbringen einer Zugkraft betätigt wird, die geringer ist als die Bruchlast des Seils, jedoch größer als die normale Spannung des Seils.

Bei dem erfindungsgemäßen Fernmeßsystem lassen sich die verschiedensten Abänderungen vorsehen. Beispielsweise kann man in den Bohrstrang einen Satz von übereinander angeordneten Seilen einbauen. Hierbei soll das unterste Seil der höchsten Spannung ausgesetzt sein, und bei jedem weiteren Seil soll eine geringere Spannung vorhanden sein, um zu gewährleisten, daß man die oberen Seile zuerst und dann die übrigen Seile in absteigender Reihenfolge ausbauen kann. Die Verwendung mehrerer einzelner Seile erweist sich insbesondere bei Bohrlöchern von großer Tiefe als vorteilhaft. Sind mehrere Seile vorhanden, wird jedes einzelne Seil für sich unterstützt. Auf diese Weise wird die Belastung des Seils auf mehrere Verankerungspunkte verteilt.

Eine weitere Verbesserung ergibt sich, wenn man das untere Verankerungszwischenstück mit dem Gerätezwischenstück zu einem einzigen Element vereinigt, denn in diesem Fall kann man das Seil direkt an dem Gerätezwischenstück verankern.

Hierzu 4 Blau Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Obertragen von Informationen vom unteren Ende eines Bohrlochs während der Durchführung von Bohrarbeiten mittels eines Bohrstrangs, der das Bohrwerkzeug (19) trägt und mit einem Gerätezwischenstück (11) versehen ist das ein die zu übertragenden Informationen lieferndes Meßgerät aufnimmt, mit einem Seil (15), das wenigstens einen elektrischen Leiter enthält und sich durch einen unteren Teil (10) des Bohrstrangs (10, 16) von dem Gerätezwischenstück (11) zu einem Verankerungszwischenstück (23) am oberen Ende des unteren Bohrstrangteils (10) erstreckt, und mit elektrischen Leiterabschnitten, die durch Rohrabschnitte des oberen Bohrstrangteils (16) oberhalb des Verankerungszwischenstücks (23) verlaufen und durch Verbinden der Rohrabschnitte in Kontakt miteinander treten, dadurch gekennzeichnet,