DE2913896C3

DE2913896C3 - Rohranordnung zum Messen von Bohrlochbedingungen bei laufender Förderung

Info

Publication number: DE2913896C3
Application number: DE2913896A
Authority: DE
Inventors: Ferenc 3001 Ahlten Kerekes
Original assignee: Preussag AG
Current assignee: Preussag AG
Priority date: 1979-04-06
Filing date: 1979-04-06
Publication date: 1982-01-07
Also published as: DE2913896B2; DE2913896A1; US4316386A

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohranordnung für mit Tauchpumpen betriebene Förderbohrungen, die zum Messen von Bohrlochbedingungen bei laufender Förderung vorgesehen ist und ein zwischen die Einzellängen des Steigrohrstranges einbaubares Steigrohrstück aufweist, das einen den Innenraum mit der Umgebung des Steigrohrstranges verbindenden Kanal sowie eine Einrichtung zum Einsetzen eines Meßkörpers besitzt

Förderbohrungen in Lagerstätten weisen in der Regel im unteren Bereich Filterrohre und im oberen Bereich Aufsatzrohre auf. Zur Förderung werden meistens in die Bohrung eingebrachte Tauchpumpen verwendet, die über einen Steigrohrstrang angeschlossen sind. Bei derartigen Bohrungen ist die Überwachung der Entwicklung der Lagerstätten-Schiieß- und Fließdrücke während der gesamten Förderzeil von großer Bedeutung, da diese zusammen mit anderen Förder- und Lagerstättendaten eine Kontrolle des Ausbeuteablaufs einer Lagerstätte erlauben.

Bisher war bei derartigen Bohrungen eine direkte Messung des Lagerstätten-Fließdruckes wie auch des Druckaufbaus bei Abstellen der Förderung nicht möglich, weil das Absenken von Druckmeßvorrichtungen zwischen Futterrohr bzw. Filterrohr und Steigrohrstrang nicht möglich ist und das Absenken einer Meßvorrichtung im Steigrohrstrang zu keinen brauchbaren Ergebnissen führt weil die gemessenen Drücke durch die potentielle Energie der im Steigrohrstrang stehenden Flüssigkeitssäule überlagert sind, wenn — wie üblich — ein Rückschlagventil vorgesehen ist, das ein Absinken der Flüssigkeitssäule bei Betriebsunterbrechung verhindert. Selbst wenn das Rückschlagventil weggelassen würde, könnte diese Messung nur nach Abstellen der Tauchpumpe Aufschluß über Druckdaten im Bereich der Einlaßöffnung der Tauchpumpe geben. Der Verlauf der Drücke während des Betriebes der Tauchpumpe würde sich nicht messen lassen^ Elektric sehe Meßverfahren, die bei flachen Teufen im Rahmen einer recht groben Genauigkeit möglich sind, sind bei großen Teufen und höheren Drücken gerätetechnisch nicht durchführbar.

Durch die US-Patentschriften 40 06 630 und 35 50 444

ist es bekannt, Bohrlochmessungen mit absenkbaren Meßgeräten bei laufender Förderung vorzunehmen, ohne dabei den Förderstrom zu beeinträchtigen. Bei diesen bekannten Meßgeräten ist es jedoch erforderlich, daß sie ständig in dem entsprechenden Steigrohrstück eingesetzt sein müssen, weil andernfalls ein unerwünschter freier Durchtritt zwischen dem Inneren des Steigrohrs und der Umgebung davon im Bohrloch vorhanden wäre.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rohranordnung der betreffenden Art zu schaffen, bei der das Meßgerät nicht ständig im entsprechenden Steigrohrstück eingesetzt zu sein braucht.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebene Lehre gelöst. is

Durch die erfindungsgemäße Lehre wird der Vorteil erreicht, daß das Ventil den Radialkanal des Steigrohrstücks bei nicht eingesetztem Meßgerät geschlossen hält Dadurch kann kein unerwünschter Strom durch den Radialkanal entstehen, der an sich schon unerwünscht ist Außerdem wird vermieden, daß sich der Radialkanal zusetzen kann, was cpätere Messungen unmöglich machen oder verfälschen würde Es is* also zuverlässig jederzeit eine realistische Druckmessung sowohl bei Förderbetrieb als auch bei Stillarand einer Förderpumpe möglich. Immer dann, wenn der Meßkörper abgesenkt wird, öffnet er durch sein Gewicht das den Radialkanal normalerweise geschlossen haltende Ventil, so daß erst dann der Außendruck in das Innere gelangen kann, in dem sich in diesem Zustand der Meßkörper befindet, der jetzt den Umgebungsdruck der Steigrohrleitung, also den Druck in der Bohrung, mißt und die entsprechenden Meßwerte auf einer Folie ah Diagramm aufzeichnet oder sie über einen Kanal abgibt.

Geht man davon aus, daß der Förderdruck üblicherweise größer ist als der Umgebungsdruck, so wird durch die erfindungsgemäße Verwendung des Ventils auch verhindert, daß eine Druckerhöhung im Umgebungsbereich der Steigrohrleitung durch den Radialkanal hindurch erfolgt, der eine realistische Messung unmittelbar nach Absenken des Meßkörpers unmöglich macht.

Die Kammer ist zweckmäßigerweise durch ein konzentrisch zum Steigrohrstück angeordnetes und unten verschlossenes Rohrstück gebildet. In dem Zwischenraum zwischen dem Rohrstück und dem Steigrohrstück ist ein Durchtritt für den Förderstrom vorhanden, wobei es zweckmäßig j"t, daß das Steigrohrstück im Bereich der Kammer einen größeren Durchmesser hat als der Steigrohrstrang, so daß im Ergebnis durch die Kammer keine Verengung des Förderquerschnitts erfolgt.

Weitere Einzelheiten, Weiterbildungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Rohranordnung zum Einbau in einen Steigrohrstrang ohne Meßkörper,

F i g. 2 zeigt einen Meßkörper für die Rohranordnung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform der Rohranordnung gemäß der Erfindung ohne den zugehörigen Meßkörper,

Fig.4 zeigt den Meßkörper für die Rohranordnung gemäß Fig.3,

Fig,5 zeigt eine dritte Ausführungsform einer Rohranordnung gemäß der Erfindung ohne den zugehörigen Meßköfpef, wobei als Meßkörper der gemäß F i g. 4 verwendbar ist.

F i g. 1 zeigt eine Rohranordnung, die ein Steigrohrstück 1 aufweist, auf das oben eine Muffe 2 aufgeschraubt ist, deren Innengewinde 3 zum Einschrauben in einen üblichen Steigrohrstrang dient Die Muffe weist einen inneren Flansch 4 auf, in den ein mit Schlitzen 5 versehenes Rohrstück 6 eingeschraubt ist, das über einen Landenippel 7 mit einem eine Kammer 8 bildenden Rohrstück 9 verschraubt ist, dessen unteres Ende über ein Verbindungsstück 10 in eine Innenmuffe 11 einer Doppelmuffe 12 eingeschraubt ist die über einen Steg 13 mit einer Außenmuffe 14 verbunden ist, an die eine untere Muffe 15 angeschraubt ist deren Außengewinde 16 zum Anschrauben eines nach unten führenden Teiles eines Steigrohrstranges dient Die Innenmuffe 11 ist unten durch eine Kappe 11' verschlossen.

In dem Steg 13 befindet sich ein Kanal 14, der in die Kammer 9 führt die im unteren Bereich durch das Innere der Innenmuffe 11 gebildet ist Im Bereich der Innenmuffe 11 ist ein Ventilkörper 18 angeordnet, der mit zwei im Abstand zueinander angeordneten Dichtungen 19 auf einer Innenwandung I^ der Innenmuffe 11 gleitbar geführt und mittels einer DrwCkfeder 21 nach oben gegen einen Anschlag 22 gedrückt ist

Die Lage und der Abstand der Dichtungen 1<» und die durch den Anschlag 22 bestimmte Ruhelage des Vent ikörpers 18 sind so bemessen, daß der Ventilkörper 18 in Verbindung mit seinen Dichtungen 19 die innere Mündung des Kanals 17 verschließt. Diese Lage ist in der Zeichnung dargestellt. In diesem Zustand ist also die Kammer 8 nicht mit der Umgebung des Steigrohrstücks 1 verbunden, so daß in ihr in der dargestellten Lage der im Steigrohrstrang herrschende Druck vorhanden ist. Der Förderstrom bewegt sich in jedem Fall frei durch den in Umfangsrichtung zwischen dem Steg 13 und in Radialrichtung zwischen der Innenmuffe 11 und der Außenmuffe 14 bzw. dem Rohrstück 6 und dem Steigrohrstück 1 freien Raum, wobei er oberhalb des Landenippels 7 durch die Schlitze 6 nach innen und dann nach oben in den angeschlossenen Steigrohrstrang weiterströmt.

Zu der Rohranordnung gemäß F i g. 1 gehört ein Meßkörper 23 gemäß F i g. 2, der neben der F i g. I in einer Lage in Rohrrichtung dargestellt ist, in der er sich nach Absetzen in der Kammer 8 befindet. Ir dieser Lage hat ein unteres Ende 24 des Meßkörpers 23 den Ventilkörper 18 entgegen der Kraft der Druckfeder 21 so weit nach unten gedruckt, daß die obere der beiden Dichtungen 19 unterhalb der inneren Mündung des Kanals 17 liegt, die Kammer 8 also mit der Umgebung über den Kanal 17 in Verbindung steht. In dieser Lage ist die Kammer 8 oben durch einen Kolben 25 verschlossen, dessen Außenwandung 26 dicht mit e'ner Innenwandung 27 des Landenippels 7 abschließt.

Zwischen dem unteren Ende 24 und dem Kolben 25 erstreckt sich ein Rohr 28. das ein Druckmeßteil 29 allseitig schützend umschließt, das in vertikaler Richtung elastisch durch stoßaufnehmende Druckfedern 30 und 31 gehalten ist. Das Druckmeßteil 29 ist somit gegen Stöße geschützt, wenn der gesamte Meßkörper bei schnellem Absenken aufstößt. In dem unteren Ende 24 des Meßkörpers 23 befinden sich Kanäle 32,33 und 34, die für eine gute Druckfortleitung zu dem Druckmeßteil 29 dienen. Die Art des Druckmeßteiis 29 ist beliebig udd braucht daher nicht näher beschrieben zu werden.

Das in Fig.3 iargestellte Ausführungsbeispiel des Sleigrohrstücks entspricht im wesentlichen der Ausführungsform gemäß Fig. 1, wobei jedoch eine Doppel-

muffe 35 im mittleren Bereich der Kammer 8 angeordnet ist. Entsprechende Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen. Wegen der mittleren Lage der Doppelmuffe 35 ist zwischen ihr und der Muffe 15 ein zusätzliches Rohrslück 36 vorgesehen, auch ist eine Kappe 37 im Gegensatz zu der Kappe 11'gemäß Fig. 1 langer nach unten ausgebildet. Als Widerlager für eine Druckfeder 38 für einen Ventilkörper 39 dient die obere Stirnseite einer' Muffe 40, die in die eine Innenmuffe 41 der Doppejmuffe 35 eingeschraubt ist. Der Innendurclv messer des in diesem Fall zylindrischen Ventilkörpers 39, der sich daran anschließenden Muffe 40 und der Kappe 37 ist größer bemessen als bei der Ausführungsform gemäß Fig. I₁ so daß sich ein Druckmeßteil 42 eines in Fig.4 dargestellten Meßkörpers durch den Ventilkörper 39 hindurch nach unten in die Kappe 37 erstrecken kann.

Das in Fig.4 dargestellte Druckmeßteil 42 weist oben eine Stange 43 auf, an deren Ende sich ein Flansch 44 befindet, der in einem zylindrischen Raum 45 eines als Rohr ausgebildeten Schutzteils 46 verschieblich gehalten ist und an dem zu beiden Seiten Druckfedern 47 und 48 anliegen. Die Druckfeder 47 stützt sich unten an einer Kante 49 ab, während sich die Druckfeder 48 wie die Druckfeder 30 gemäß F i g. 2 an dem Kolben 25 abstützt, der in Setzlage des Meßkörpers innerhalb des Landenippels 7 liegt und die Kammer 8 abdichtet.

Bei Absetzen des Meßkörpers gemäß Fig.4 in der Anordnung gemäß Fig.3 stößt die untere Kante 49, deren Durchmesser größer ist als der des Druckmeßteils 42, gegen eine obere Kante 50 des Ventilk.örpers 39 und drückt diesen entgegen der Kraft der Druckfeder 38 nach unten, so daß die innere ivlündung des Kanals 17 mit der Rammer 8 in Verbindung kommt und so das Druckmeßteil 42 dem Umgebungsdruck ausgesetzt ist.

F i g. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die im wesentlichen der gemäß Fig.3

to entspricht, und die auch zur Verwendung eines völlig gleichen Meßkörpers gemäß Fig.4 bestimmt ist. Allerdings ist bei der Ausführungsform gemäß Fig.5 das Ventil anders ausgebildet, das sich hier im Bereich des dadurch entfallenden Kanals befindet. Das Ventil

ü besteht aus einem Veniilkörper 51, dessen Flansch 52 unter der Wirkung einer Druckfeder 53 auf dem von den Rändern einer Bohrung 54 gebildeten Sitz aufliegt. Die Druckfeder 53 stützt sich an einem Schraubteil 55 ab. Der VeniiikörperSi ragt ίϊϊίί einer Nase 56 ifi das ίΠΠδΓ6

2Ö einer Innenmuffe 57 der Döppelmüffe 35 und wird dadurch beim Absetzen des Meßkörpers von dessen Druckmeßteil 42 (F i g. 4) nach außen gedrückt, wodurch das Ventil geöffnet wird.

Die Druckfedern 30, 31 bzw. 47, 48 haben die Aufgabe, bei Aufschlagen des Meßkörpers Stöße aufzunehmen und das Druckmeßteil 29 bzw. 42 zu schützen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Rohranordnung für mit Tauchpumpen betriebene Förderbohrungen, die zum Messen von Bohrlochbedingungen bei laufender Förderung vorgesehen ist und ein zwischen die Einzellängen des Steigrohrstranges einbaubares Steigrohrstück, aufweist, das einen den Innenraum mit der Umgebung des Steigrohrstranges verbindenden Kanal sowie eine Einrichtung zum Einsetzen eines Meßkörpers besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Einsetzen des Meßkörpers (23) in das Steigrohrstück (1) aus einer fest im Steigrohrstück (1) angebrachten, nach oben hin offenen Kammer (8) besteht, an der entlang ein axialer Durchlaß für den Förderstrom verläuft, und daß der den Innenraum mit der Umgebung des Steigrohrstranges verbindende Kanal (17) an die Kammer (8) angeschlossen, in der Kammer (8) ein dem Kanal (17) zugeordnetes, durch den Druck des Meßkörpers (20) betätigbarcs Ventil (18; 39) angeordnet sowie die Kammer (3) durch eine am oberen Ende des Meßkörpers (23) ausgebildete Dichtung verschließbar ist.

2. Rohranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (8) durch ein konzentrisch zum Steigrohrstück (1) angeordnetes ■nd unten verschlossenes Rohrstück (9) gebildet ist

3. Rohranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück (9) mit seinem ©beren Ende mit einem inneren Flansch (4) einer Muffe (2) ve^schraubt ist, wobei in dem Rohrstück (9) unterhalb dieser Verschraubung und/oder in dem inneren Flansch (4) Durchtrit.e für den Förderstrom vorgesehen sind.

4. Rohranordnung nach / nspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück (9) im oberen Bereich einen Landenippel (7) aufweist, dessen innerer Durchmesser von dem oberen Ende (25) des gesetzten Meßkörpers (23) verschlossen ist.

5. Rohranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück (9) von einer Doppelmuffe (12; 35) gehalten ist, deren Innenmuffe (U) einen Teil des Rohrstücks (9) bildet und mit der einen Teil des Steigrohrstücks (1) bildenden Außenmuffe (14) über einen Steg (13) verbunden ist, durch den sich der Kanal (17) von der Innenwandung der Innenmuffe (11) zu der Außenwandung der Außenmuffe (14) erstreckt.

6. Rohranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil durch einen vertikal verschieblichen Ventilkörper (18) gebildet ist, der flach oben zur öffnung der Kammer (8) hin durch eine Feder (21) gegen einen Anschlag (22) gedruckt ist, wobei eine Außenwandung des Ventilkörpers (18) die innere Mündung des Kanals (17) verschließt dnddie Kraft der Feder (21) so bemessen ist, daß der Ventilkörper unter der Last des gesetzten Meßkör- |>ers (23) sich nach unten bewegt und die innere Mündung des Kanals (8) freigibt.

7. Rohranordnung nach den Ansprüchen 5 und 6. dadurch gekennzeichnet, daß sich das Ventil (18) in der innenmuffe(II)der Doppelmuffe(12) befindet.

8. Rohranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkörper einen Druckmeßteil aufweist der über Federmittel mit einem Schutzteil verbunden und in seinem Außendurchrnesser kleiner als der Innendurchmesser des

Schutzteils gehalten ist, wobei das Schutzteil gegen den Ventilkörper anlegbar ist.

9. Rohranordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzteil ein oben und unten verschlossenes, durch wenigstens einen Kanal (32, 33, 34) mit der Umgebung in Verbindung stehendes Rohr (28) ist, das das Druckmeßteil (29) vertikal beweglich umschließt, wobei das Druckmeßtfiil (29) unten und oben durch je eine Druckfeder (30,31) eingespannt ist

10. Rohranordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmeßteil (42) oben eine Stange (43) aufweist an deren Ende sich ein Flansch (44) befindet, der in einem zylindrischen Raum (45) des Schuizteils (46) verschieblich gehalten ist und an dem zu beiden Seiten Druckfedern (47,48) anliegen, wobei das Druckmeßteil (42) längsbeweglich hängend am Schutzteil (46) befestigt ist

11. Rohranordnung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Steigrohrstück (1) im Bereich der Kammer (8) einen vergrößerten Durchmesser hat