DE1193448B

DE1193448B - Downhole tool

Info

Publication number: DE1193448B
Application number: DES75232A
Authority: DE
Inventors: Edward Bruno Lagucki
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1960-08-10
Filing date: 1961-08-08
Publication date: 1965-05-26

Description

Bohrlochwerkzeug Die Erfindung bezieht sich auf ein Bohrlochwerkzeug, das mit Hilfe einer Fördervorrichtung hydraulisch durch einen Tiefbohrstrang bewegt werden kann. Derartige Bohrlochwerkzeuge können beispielsweise dazu verwendet werden, um eine Verbindung mit einer in dem Tiefbohrrohrstrang angeordneten Vorrichtung herzustellen und diese Vorrichtung zu bewegen und/oder zu betätigen.Downhole tool The invention relates to a downhole tool, which moves hydraulically through a deep drill string with the help of a conveyor device can be. Such downhole tools can be used, for example, to a connection with a device arranged in the deep drilling pipe string to manufacture and to move and / or operate this device.

Eine neuere Entwicklung auf dem Gebiet der Ölindustrie besteht im Niederbringen und Fertigstellen von Tiefbohrungen unter Wasser in Küstennähe, wobei die Ausrüstung der Bohrlochmündung und die Geräte zum Regeln der Produktion unter der Wasseroberfläche und vorzugsweise nahe dem Boden des Gewässers angeordnet sind. Bei der Anordnung von Bohrlochausrüstungen auf dem Meeresboden wird -die Gefährdung der Schiffahrt in Küstennähe ausgeschaltet. Außerdem werden erhebliche Ersparnisse dadurch erzielt, daß es nicht erforderlich ist, in der Umgebung der Bohrlochmündung in der üblichen Weise eine ortsfeste Schutzplattform zu errichten, um Teile der Verrohrung und des Bohrungskopfes zu schützen, die aus dem Wasser herausragen. Ferner hat es sich als erforderlich erwiesen, die Ausrüstung der Bohrlochmündung auf dem Meeresboden in solchen Wassertiefen anzuordnen, daß es nicht möglich ist, in der Umgebung der Bohrlochmündung eine ortsfeste Plattform vorzusehen.A recent development in the oil industry is Sinking and completing deep boreholes underwater near the coast, whereby the equipment of the wellbore and the devices for regulating the production below the water surface and are preferably arranged near the bottom of the body of water. When downhole equipment is placed on the seabed, the hazard offshore shipping. There will also be significant savings achieved in that it is not necessary in the vicinity of the borehole mouth to erect a fixed protective platform in the usual way to protect parts of the Protect the piping and wellhead protruding from the water. Further it has been found necessary to equip the borehole mouth on the To arrange the sea floor in such water depths that it is not possible in the Provide a stationary platform around the borehole mouth.

Bei der Anordnung von Bohrlochausrüstungen auf dem Meeresboden ergeben sich jedoch neue Schwierigkeiten bezüglich der Durchführung von Wartungsarbeiten u. dgl. bei einer fertigen Tiefbohrung. Größere überholungsarbeiten bedingen die Benutzung eines Kahns, der auf dem Wasser oberhalb des Bohrlochs schwimmt, in Verbindung mit Einrichtungen, die in den Bohrlochkopf und die damit verbundenen Rohrstränge eingeführt werden können, und in manchen Fällen kann es notwendig werden, den gesamten Bohrlochkopf während der Wartungsarbeiten zur Oberfläche zu bringen. Um die Durchführung gewisser einfacherer Wartungs- oder Instandhaltungsarbeiten zu ermöglichen, z. B. das Herstellen einer Öffnung in der Verrohrung des Bohrlochs, das öffnen eines Verschlußorgans, das Ausbauen eines Ventils, das Entfernen von Paraffin aus einem Rohr-Strang u. dgl., ist es erforderlich geworden, eine Gruppe von völlig neuartigen, bei Tiefbohrungen zu benutzenden Werkzeugen zu entwickeln, die man von einer entfernten Stelle aus, die häufig 1 bis 2 km oder mehr von dem Bohrloch entfernt ist, durch einen zur Förderung dienenden Rohrstrang hindurchgepumpt werden können, um sie in die Tiefbohrung einzuführen, sie längs des Rohrstrangs nach unten zu bewegen und sie dann in eine vorbestimmte Stellung zu bringen, damit der gewünschte Arbeitsgang durchgeführt werden kann. Nach der Durchführung der Arbeiten wird das Werkzeug wieder aus dem Bohrloch entfernt, und zwar gewöhnlich durch Hindurchpumpen in der entgegengesetzten Richtung.Result in the placement of downhole equipment on the seabed however, new difficulties arise in terms of performing maintenance work and the like with a finished deep borehole. Major overhaul work requires the Use of a boat floating on the water above the borehole in conjunction with facilities running into the wellhead and associated tubing strings can be introduced, and in some cases it may be necessary to complete the whole Bring the wellhead to the surface during maintenance. To carry out to allow certain simpler maintenance or servicing work, e.g. B. the production of an opening in the casing of the borehole, the opening of a closure member, dismantling a valve, removing paraffin from a string of pipes and the like Like., it has become necessary, a group of completely new, in deep drilling develop tools to be used that can be operated remotely, which is often 1 to 2 km or more from the borehole, by one for production serving pipe string can be pumped through in order to introduce them into the deep borehole, move them down the pipe string and then place them in a predetermined position To bring position so that the desired operation can be carried out. After the work has been carried out, the tool is removed from the borehole again, usually by pumping in the opposite direction.

Zu diesem Zweck wurde bereits eine spezielle Werkzeugfördervorrichtung vorgeschlagen, die beispielsweise zwei ausdehnbare Packungselemente aufweist und bei der ein vom Innenraum der Packungselemente unmittelbar nach außen führender Strömungskanal vorgesehen ist.For this purpose, a special tool conveyor has already been installed proposed, which has, for example, two expandable packing elements and in the one leading from the interior of the packing elements directly to the outside Flow channel is provided.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, ein Bohrlochwerkzeug für diesen speziellen Zweck zu schaffen, das mit Hilfe einer Fördervorrichtung hydraulisch durch einen Tiefbohrrohrstrang bewegt werden kann.The object of the present invention is now to provide a downhole tool To create for this special purpose, the hydraulic with the help of a conveyor can be moved through a string of deep drill pipes.

Erfindungsgemäß ist ein derartiges Bohrlochwerkzeug gekennzeichnet durch einen Anschlagkörper, der mit einer Schulter in einer vorbestimmten Verbindungsmuffe des Tiefbohrrohrstranges zusammenarbeiten kann, und ein durch einen lösbaren Verschlußkörper verschließbares Seilgehäuse, innerhalb dessen ein herausziehbares, sowohl am Seilgehäuse als auch am Verschlußkörper befestigtes Seil vorbestimmter Länge angeordnet ist, wobei an dem Verschlußkörper ein Arbeitsgerät, z. B. ein Verriegelungsorgan, angebracht ist. Vorzugsweise ist das Seilgehäuse mit dem Raum oberhalb der Fördervorrichtung durch einen axialen Kanal verbunden. Der Verschlußkörper kann durch Scherstifte lösbar mit dem Seilgehäuse verbunden sein. Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn zwischen dem Verschlußkörper und dem Verriegelungsorgan mindestens eine durch Gelenke verbundene Schwerstange angeordnet ist, wobei beispielsweise zwischen der Schwerstange und dem Verriegelungsorgan über Gelenke teleskopartig ineinander verschiebbare Verbindungsteile angeordnet sein können.Such a downhole tool is characterized according to the invention by a stop body which has a shoulder in a predetermined connecting sleeve of the deep drill pipe string can work together, and one by a detachable closure body lockable cable housing, inside which a pull-out, both on the cable housing and a rope of predetermined length attached to the closure body is arranged, being on the closure body an implement, e.g. B. a locking member, is appropriate. The cable housing is preferably with the space above the conveyor device connected by an axial channel. The closure body can by shear pins be releasably connected to the cable housing. It has continued to be beneficial proven if between the closure body and the locking member at least a drill collar connected by hinges is arranged, for example between the drill collar and the locking member via joints telescopic interconnecting connecting parts can be arranged.

Das erfindungsgemäße Bohrlochwerkzeug kann auf einfache Weise durch eine Fördervorrichtung, beispielsweise eine Fördervorrichtung nach dem älteren Vorschlag, an die gewünschte Stelle eines Tiefbohrrohrstranges gebracht werden, und es können anschließend dort die erforderlichen Arbeiten, beispielsweise das Angreifen an einem im Rohrstrang angeordneten Gerät oder dessen Betätigung, durchgeführt werden.The downhole tool according to the invention can be carried out in a simple manner a conveyor device, for example a conveyor device according to the older proposal, be brought to the desired location of a deep drill pipe string, and it can then do the necessary work there, for example attacking one device arranged in the pipe string or its actuation.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention is described below with reference to schematic drawings explained in more detail using an exemplary embodiment.

F i g. 1 zeigt schematisch in einer Seitenansicht eine auf dem Meeresboden angeordnete Ausrüstung für eine Bohrlochmüdung; F i g. 2 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung von Einrichtungen innerhalb einer Tiefbohrung zusammen mit dem erfindungsgemäßen Bohrlochwerkzeug; F i g. 3 zeigt im Längsschnitt eine Ausbildungsform eines erfindungsgemäßen Werkzeugs.F i g. 1 shows schematically in a side view one on the sea floor arranged equipment for well fatigue; F i g. 2 is a longitudinal section through an arrangement of facilities within a deep well together with the invention Downhole tool; F i g. 3 shows, in longitudinal section, an embodiment of one according to the invention Tool.

In F i g. 1 erkennt man die Ausrüstung eines Bohrlochkopfes, der unter der Oberfläche 11 eines Gewässers und vorzugsweise auf dem Meeresboden 12 angeordnet ist. Diese Ausrüstung umfaßt eine Plattform 13, die am oberen Ende einer äußeren Verrohrung 14 befestigt ist, welche sich durch das Erdreich unter dem Gewässer erstreckt und darin vorzugsweise in der gebräuchlichen Weise durch Zementieren befestigt ist. Die Bohrlochausrüstung kann ferner mit zwei oder mehr aufrecht stehenden Führungssäulen 15 und 16 versehen sein, die an ihren unteren Enden mit der Plattform 13 fest verbunden sind. Auf dem oberen Ende der Verrohrung 14 ist ein Bohrlochkopf 17 angeordnet, der ein Gerätegehäuse 18 trägt, welches das obere Ende des Bohrlochkopfes verschließt, und/oder es ist eine Aufhängungseinrichtung für weitere Rohrstränge vorgesehen; ferner können die verschiedenen Steuerventile und andere Steuereinrichtungen vorhanden sein, die man gewöhnlich am Bohrlochkopf der gezeigten Art vorsieht.In Fig. 1 shows the equipment of a wellhead which is arranged below the surface 11 of a body of water and preferably on the seabed 12 . This equipment comprises a platform 13 attached to the top of an outer casing 14 which extends through the ground beneath the body of water and is cemented therein, preferably in the conventional manner. The downhole equipment may also be provided with two or more upright guide columns 15 and 16 which are fixedly connected to the platform 13 at their lower ends. On the upper end of the casing 14 , a well head 17 is arranged, which carries a device housing 18 which closes the upper end of the well head, and / or a suspension device is provided for further pipe strings; there may also be the various control valves and other control devices commonly provided on the wellhead of the type shown.

Aus dem Gehäuse 18 treten zwei Förderleitungen 20 und 21 aus, die dort, wo sie das Gehäuse in senkrechter Richtung verlassen, in gekrümmte Abschnitte von großem Krümmungsradius übergehen und dann längs des Meeresbodens 12 zu einer fernliegenden Sammelstelle verlaufen, wo die aus der Tiefbohrung und normalerweise auch aus anderen Tiefbohrungen gewonnene Förderung gesammelt, gemessen und behandelt wird. Diese Sammelstation kann von dem Bohrlochkopf mehrere Kilometer entfernt sein. Während der Förderung wird normalerweise nur eine der Leitungen 20 und 21 benutzt, um die Förderung aus dem Bohrloch abzuführen. Das Bohrloch kann mit einem oder mehreren innerhalb der Verrohrung 14 aufgehängten Futterrohrsträngen 22 ausgerüstet sein. Bei der dargestellten Anlage stehen die Leitungen 20 und 21 in Verbindung mit zwei innerhalb des Bohrlochs herabhängenden Steigrohrsträngen 23 und 24. Bei allen anderen Anlagen mit nur einem Rohrstrang kann jedoch die zweite der beiden Leitungen mit dem Ringraum zwischen dem Steigrohrstrang und dem benachbarten Futterrohrstrang verbunden sein.From the housing 18 two conveying lines 20 and 21 emerge, which where they leave the housing in the vertical direction, merge into curved sections with a large radius of curvature and then run along the seabed 12 to a remote collection point, where the from the deep borehole and normally Extraction obtained from other deep wells is also collected, measured and treated. This collection station can be several kilometers away from the wellhead. During production, only one of lines 20 and 21 is normally used to remove production from the wellbore. The wellbore may be equipped with one or more casing strings 22 suspended within the casing 14. In the system shown, the lines 20 and 21 are in connection with two tubing strings 23 and 24 hanging down within the borehole .

Gemäß F i g. 2 sind die beiden Steigrohrstränge 23 und 24 innerhalb der Verrohrung 22 mit ihren unteren Enden an einem geeigneten Packer 25 befestigt, der durchgehende Kanäle 26 und 27 besitzt, deren Innendurchmesser vorzugsweise gleich dem Innendurchmesser der Steigrohrstränge 23 und 24 ist. Gegebenenfalls können in das untere Ende des Packers 25 in axialer Fluchtung mit den Kanälen 26 und 27 kurze Rohrstutzen 30 und 31 eingeschraubt sein. Diese Rohrstutzen haben vorzugsweise sich erweiternde untere Enden 32 und 33, um das Einführen eines in die Rohrstutzen hineinzuziehenden Gegenstandes zu erleichtern. Gegebenenfalls kann man einen der Rohrstutzen, z. B. den mit 31 bezeichneten, mit einem herausnehmbaren Rückschlagventil 34 ausrüsten, mittels dessen das untere Ende eines der Rohrstränge während bestimmter in dem Bohrloch auszuführender Arbeiten verschlossen werden kann.According to FIG. 2, the two ascending pipe strings 23 and 24 within the casing 22 are fastened with their lower ends to a suitable packer 25 which has continuous channels 26 and 27, the inner diameter of which is preferably equal to the inner diameter of the ascending pipe strings 23 and 24. If necessary, short pipe sockets 30 and 31 can be screwed into the lower end of the packer 25 in axial alignment with the channels 26 and 27. These pipe sockets preferably have widening lower ends 32 and 33 in order to facilitate the introduction of an object to be drawn into the pipe sockets. If necessary, you can use one of the pipe sockets, e.g. B. equip the designated 31, with a removable check valve 34, by means of which the lower end of one of the pipe strings can be closed during certain work to be carried out in the borehole.

Nahe dem unteren Ende mindestens eines der Steigrohrstränge 23 und 24 und vorzugsweise nahe dem unteren Ende beider Rohrstränge sind geeignete Anschlagorgane vorgesehen. Bei der Ausbildungsform nach F i g. 2 besitzen die Anschlagelemente die Form von Haltenippeln 36 und 37, die jeweils an ihrer Innenwand einen Sitz bzw. eine Schulter 38 aufweisen, welche verhindert, daß ein Werkzeug von etwas größerem Durchmesser die Schulter passiert und aus dem unteren Ende des betreffenden Steigrohrstrangs herausfällt.Appropriate stop members are provided near the lower end of at least one of the riser pipe strings 23 and 24 and preferably near the lower end of both pipe strings. In the form of training according to F i g. 2, the stop elements are in the form of retaining nipples 36 and 37, each of which has a seat or shoulder 38 on its inner wall, which prevents a tool of slightly larger diameter from passing the shoulder and falling out of the lower end of the riser pipe in question.

Gemäß F i g. 2 ist die Verrohrung 22 am unteren Ende durch einen Zementstopfen 40 verschlossen und oberhalb des Stopfens mit mehreren die Wand der Verrohrung 22 durchbrechenden Öffnungen 41 versehen, die der produzierenden Formation gegenüberliegen. Oberhalb der COffnungen 41 befindet sich ein die Verrohrung verschließender Packer 42, der mit einem Kanal 43 versehen ist, welcher an seinem oberen Ende in eine kegelförmige Führungsöffnung 44 übergeht, damit verschiedene Geräte von kleinerem Durchmesser in den Kanal 43 eingeführt werden können. Am unteren Ende des Packers 42 ist ein Stutzen 45 vorgesehen, der ein Kugelrückschlagventil oder eine Düse 46 enthält, das bzw. die sich mit Hilfe eines geeigneten Werkzeugs leicht entfernen läßt, jedoch den Kanal 43 normalerweise verschließt, damit sich eine Druckflüssigkeit, die die produzierende Formation beschädigen könnte, nicht nach unten bewegen kann.According to FIG. 2, the casing 22 is closed at the lower end by a cement plug 40 and above the plug is provided with a plurality of openings 41 which penetrate the wall of the casing 22 and which are opposite the producing formation. Above the CO openings 41 there is a packer 42 which closes the piping and is provided with a channel 43 which merges at its upper end into a conical guide opening 44 so that various devices of smaller diameter can be introduced into the channel 43. At the lower end of the packer 42 a nozzle 45 is provided which contains a ball check valve or a nozzle 46, which can be easily removed with the aid of a suitable tool, but normally closes the channel 43 so that a pressure fluid which the producing Could damage formation, cannot move down.

Damit verschiedene Arbeiten innerhalb der Verrohrung durchgeführt werden können, z. B. das Ausbauen des Kugelrückschlagventils 46 aus dem unteren Ende des Packers 42, sieht die Erfindung ein geeignetes Werkzeug vor, das gemäß F i g. 3 einen Dorn 50 mit einer Schulter 51 umfaßt, deren Durchmesser so klein ist, daß der Dorn den Steigrohrstrang 23 nach F i g. 2 passieren kann, wobei der Durchmesser der Schulter jedoch so groß ist, daß die Bewegung der Schulter nach unten durch ein Anschlag- Organ oder eine als Sitz wirkende Schulter 38 innerhalb des Stutzens 46 unterbrochen wird. Der Dorn 50 ist vorzugsweise durch ein flexibles Gelenk 52 mit dem oberen Ende eines flexiblen Seilschutzgehäuses 53 verbunden, das ein flexibles Seil 54 von kleinem Durchmesser aus einem geeigneten Material, z. B. geklöppeltem Draht oder einem Kunststoff wie Nylon, besteht und eine erhebliche Länge von 10 bis 20 m besitzt. Das obere Ende des Seils 54 ist mit einem geeigneten Teil der Vorrichtung, z. B. einem Verankerungsring 55, verbunden, während das untere Ende des Seils an einem Verschlußorgan 56 befestigt ist. Das Verschlußorgan 56 wird im unteren Ende des Seilgehäuses 53 auf geeignete Weise lösbar festgehalten, z. B. durch federnde Finger oder Scherstifte 57 und 58. Das Verschlußorgan 56 trägt vorzugsweise einen Dichtungsring 60 zum Abschließen des Raums zwischen dem Verschlußorgan und dem Seilgehäuse 53 gegen das Hindurchtreten von Flüssigkeiten. Für Notfälle trägt das obere Ende des Verschlußorgans 56 einen Fortsatz 61, der von einem Fangwerkzeug erfaßt werden kann. Das Seilgehäuse 53 kann aus einem geeigneten flexiblen Material bestehen, z. B. aus mit zwei Drähten umklöppeltem Gummi oder Kunststoffschlauchmaterial, dessen Durchmesser genügend klein ist, so daß das Gehäuse den Steigrohrstrang 23 und den Stutzen 36 passieren kann. Die Verwendung eines flexiblen Seilgehäuses ist zweckmäßig, damit sich das ganze Werkzeug gemäß F i g. 1 durch eine ziemlich scharfgekrümmte Förderleitung hindurchpumpen läßt, ohne sich darin festzuklemmen.So that various work can be carried out within the piping, e.g. B. removing the ball check valve 46 from the lower end of the packer 42, the invention provides a suitable tool, which according to FIG. 3 comprises a mandrel 50 with a shoulder 51, the diameter of which is so small that the mandrel extends the riser pipe string 23 according to FIG. 2 can happen, but the diameter of the shoulder is so large that the downward movement of the shoulder is interrupted by a stop member or a shoulder 38 acting as a seat within the connecting piece 46. The mandrel 50 is preferably connected by a flexible hinge 52 to the upper end of a flexible cable protection housing 53 which comprises a flexible cable 54 of small diameter made of a suitable material, e.g. B. braided wire or a plastic such as nylon, and has a considerable length of 10 to 20 m. The upper end of the rope 54 is connected to a suitable part of the device, e.g. B. an anchoring ring 55, while the lower end of the rope is attached to a closure member 56. The closure member 56 is detachably held in a suitable manner in the lower end of the cable housing 53, for. B. by resilient fingers or shear pins 57 and 58. The closure member 56 preferably carries a sealing ring 60 for closing the space between the closure member and the cable housing 53 against the passage of liquids. For emergencies, the upper end of the closure member 56 carries an extension 61 which can be grasped by a fishing tool. The cable housing 53 can be made of a suitable flexible material, e.g. B. made of two wires braided rubber or plastic hose material, the diameter of which is sufficiently small so that the housing can pass the riser pipe 23 and the nozzle 36. The use of a flexible cable housing is useful so that the entire tool according to FIG. 1 can be pumped through a rather sharply curved delivery line without getting stuck in it.

Am unteren Ende des Verschlußorgans 56 ist z. B. mittels eines Gelenks 62 eine Schwerstange 63 befestigt, oder es sind mehrere solcher Schwerstangen vorgesehen, damit das Verschlußorgan 56 innerhalb des Rohrstrangs frei herabfallen kann. Mit dem unteren Ende der Schwerstange 63 ist vorzugsweise durch ein Gelenk 64 ein Satz von teleskopartig ineinander verschiebbaren Verbindungsteilen 65 verbunden. Das untere Ende dieser Teile 65 ist mittels eines Gelenks 66 an einem Werkzeug 67 befestigt, das dazu dient, mit einem Werkzeug, Gerät oder Instrument zusammenzuarbeiten, das zu einem unter dem offenen unteren Ende des Steigrohrstrangs 23 liegenden Punkt der Tiefbohrung gebracht oder von dort entfernt werden soll, wobei das betreffende Gerät erfaßt oder von der Vorrichtung gelöst werden kann. Ein derartiges Werkzeug besitzt ein innenliegendes Verriegelungsorgan 67 und einen Fortsatz 68, die zum Angreifen an einem in dem Bohrloch herabzulassenden Gerät gebracht und von einer fernliegenden Stelle aus von dem Gerät gelöst werden können, nachdem das Gerät in dem Bohrloch in die gewünschte Lage gebracht worden ist. Alternativ kann man das Werkzeug mit dem Verriegelungsorgan 67 in einer Tiefbohrung herablassen, um eine Verbindung mit einem Gerät herzustellen, damit das Gerät aus dem Bohrloch entfernt wird, wenn das Werkzeug wieder an die Oberfläche gebracht wird. In vielen Fällen genügt das Gewicht des Verschlußorgans 56 und des Werkzeugs 67, um das freie Herabfallen dieser Teile ohne Verwendung einer Schwerstange zu gewährleisten.At the lower end of the closure member 56 is z. B. by means of a joint 62 a drill collar 63 is attached, or several such drill collar are provided, so that the closure member 56 can fall freely within the pipe string. With The lower end of the drill collar 63 is preferably set by a hinge 64 connected by connecting parts 65 which can be telescoped into one another. That lower end of these parts 65 is attached to a tool 67 by means of a hinge 66, that is used to work with a tool, device or instrument that to a point below the open lower end of the riser string 23 the deep borehole is to be brought or removed from there, with the relevant Device detected or detached from the device. One such tool has an internal locking member 67 and an extension 68, which for Attack on a device to be lowered in the borehole and brought by a remote point can be detached from the device after the device is in the borehole has been brought into the desired position. Alternatively, you can Lower tool with the locking member 67 in a deep hole to a Establish connection with a device so that the device is removed from the borehole when the tool is brought back to the surface. In many cases the weight of the closure member 56 and the tool 67 is sufficient to allow them to fall freely these parts without using a drill collar.

Um den Dorn 50 zusammen mit den an seinem unteren Ende befestigten Teilen längs eines Rohrstrangs nach unten zu befördern, kann man mit dem oberen Ende des Dorns einen geeigneten Werkzeugträger verbinden, z. B. mittels eines drehbaren oder flexiblen Gelenks 70. Ein solcher Werkzeugträger kann zentrale Dornteile 71 und 72 umfassen, die durch ein Gelenk 73 miteinander verbunden sind. Auf diesen Dornteilen 71 und 72 sind zwei Dichtungsorgane 74 und 75 angeordnet, die durch geeignete Becher- oder Ringteile 76, 77 und 78, 79 in ihrer Lage gehalten werden. Um die Dichtungsorgane 74 und 75 sowie die zugehörigen Haltebecher 76, 77, 78 und 79 auf den Dornteilen 71 und 72 festzuhalten, sind Muttern 81 und 82 vorgesehen. Die Dornteile 71 und 72 weisen vorzugsweise eine Verbindung 73, z. B. ein Kugelgelenk zwischen den Dichtungsorganen 74 und 75 auf, um die Bewegung des Werkzeugträgers längs gekrümmter Leitungsabschnitte zu erleichtern.In order to convey the mandrel 50 together with the parts attached to its lower end along a pipe string downwards, a suitable tool carrier can be connected to the upper end of the mandrel, e.g. B. by means of a rotatable or flexible joint 70. Such a tool carrier can comprise central mandrel parts 71 and 72 which are connected to one another by a joint 73. On these mandrel parts 71 and 72, two sealing members 74 and 75 are arranged, which are held in their position by suitable cup or ring parts 76, 77 and 78, 79. In order to hold the sealing members 74 and 75 and the associated holding cups 76, 77, 78 and 79 on the mandrel parts 71 and 72, nuts 81 and 82 are provided. The mandrel parts 71 and 72 preferably have a connection 73, e.g. B. a ball joint between the sealing members 74 and 75 to facilitate the movement of the tool carrier along curved line sections.

Da stets die Möglichkeit gegeben ist, daß ein an dem Werkzeugträger angebrachtes Werkzeug in dem Bohrloch steckenbleibt, trägt der Werkzeugträger vorzugsweise einen Fangkopf 83, so daß man ein hier nicht gezeigtes Fangwerkzeug in dem Steigrohrstrang 23 nach F i g. 2 herablassen kann, um den Fangkopf 83 zu erfassen, damit man den Werkzeugträger mit dem daran befestigten Werkzeug nach oben ziehen kann. Das Fangwerkzeug kann in Form eines weiteren Werkzeugträgers ausgebildet sein, der an seinem unteren Ende Verriegelungsmittel aufweist, um eine Verbindung mit dem Fangkopf 83 des Werkzeugträgers herzustellen, wenn sich der Werkzeugträger in dem Bohrloch festgeklemmt hat. Gemäß F i g. 3 umschließen die Haltebecher 76 und 77 für das obere Dichtungsorgan die Enden dieses Dichtungsorgans 74, doch sind sie auf dem zentralen Dornteil 71 in einem axialen Abstand voneinander angeordnet, so daß das Dichtungsorgan 74 an der Innenwand des Steigrohrstrangs 23 anliegt oder gegen die Innenwand gedrückt werden kann, um eine Abdichtung zu bewirken. Der Innendurchmesser der Dichtungsorgane 74 und 75 ist vorzugsweise etwas größer als der Außendurchmesser der Dornteile 71 und 72, so daß zwischen den Dornteilen und den Dichtungsorganen Ringräume 84 bzw. 85 vorhanden sind.Since there is always the possibility of a tool attached to the tool carrier getting stuck in the borehole, the tool carrier preferably carries a catch head 83 so that a catch tool (not shown here) can be found in the riser pipe string 23 according to FIG. 2 can lower to grasp the catch head 83 so that you can pull the tool carrier with the tool attached to it upwards. The catching tool can be designed in the form of a further tool carrier which has locking means at its lower end in order to establish a connection with the catching head 83 of the tool carrier when the tool carrier has become jammed in the borehole. According to FIG. 3, the holding cups 76 and 77 for the upper sealing element enclose the ends of this sealing element 74, but they are arranged on the central mandrel part 71 at an axial distance from one another, so that the sealing element 74 rests against the inner wall of the riser string 23 or is pressed against the inner wall can to effect a seal. The inner diameter of the sealing members 74 and 75 is preferably somewhat larger than the outer diameter of the mandrel parts 71 and 72, so that annular spaces 84 and 85 are present between the mandrel parts and the sealing members.

Durch die Wände der Haltebecher 76 und 78 erstrecken sich nahe den geschlossenen Enden der Becher Kanäle 86 bzw. 87, so daß die Ringräume 84 und 85 mit der Außenseite des Aggregats in Verbindung stehen. Die Dichtungsorgane 74 und 75 bestehen aus einem geeigneten aufblasbaren nachgiebigen Material, wie natürlichem oder künstlichem Gummi, gummiertem Gewebe oder einem geeigneten Kunststoff, so daß sie mit Hilfe eines Druckmittels ausgedehnt werden können. Der in Berührung mit der Innenwand des Steigrohrstrangs tretende Teil des Dichtungsorgans 74 kann einen verdickten Querschnitt aufweisen, so daß eine gewisse Abnutzung während der Bewegung des Dichtungsorgans längs des Rohrstrangs zugelassen werden kann. Außerdem kann das Dichtungsorgan 74 gegebenenfalls gemäß F i g. 3 so abgeschrägt sein, daß es im wesentlichen spitz zuläuft. Channels 86 and 87 extend through the walls of the holding cups 76 and 78 near the closed ends of the cups, so that the annular spaces 84 and 85 are in communication with the outside of the unit. The sealing members 74 and 75 are made of a suitable inflatable, resilient material, such as natural or artificial rubber, rubberized fabric or a suitable plastic, so that they can be expanded with the aid of a pressure medium. The portion of the sealing member 74 which comes into contact with the inner wall of the tubing string may have a thickened cross-section so that a certain amount of wear can be allowed during the movement of the sealing member along the pipe string. In addition, the sealing member 74 can optionally be shown in FIG. 3 be beveled so that it is essentially pointed.

Während der Benutzung des Werkzeugträgers nach F i g. 3 tritt ein Druckmittel in die Öffnungen 86 ein und strömt in den Ringraum 84 innerhalb des Dichtungsorgans 74, so daß dieses Dichtungsorgan gegen die Innenwand des Steigrohrstrangs des von oben aufgebrachten Drucks nach unten durch den Steigrohrstrang hindurchbewegt wird. Diese Bewegong erfolgt, da an dem oberen Dichtungsorgan 74 ein Druckunterschied wirksam ist, während bei der Abwärtsbewegung des Werkzeugträgers an dem unteren Dichtungsorgan 75 kein Druckunterschied vorhanden ist, denn auf beiden Seiten des unteren Dichtungsorgans herrscht der gleiche Strömungsmitteldruck, so daß dieses Dichtungsorgan nicht aufgebläht und zur Anlage an der Rohrwand gebracht wird. - Während der Abwärtsbewegung des erfindungsgemäßen Werkzeugträgers arbeitet somit das obere Dichtungsorgan 74 ständig mit enger Passung mit dem Rohrstrang zusammen, während das untere Dichtungsorgan 75 nur einen wirkungslosen Kolben bildet, der nicht mit abdichtender Wirkung an der Rohrwand angreift, so daß er bei der Abwärtsbewegung des Werkzeugträgers längs des Rohrstrangs keiner Abnutzung ausgesetzt ist.During the use of the tool carrier according to FIG. 3 a pressure medium enters the openings 86 and flows into the annular space 84 within the sealing member 74, so that this sealing member is moved against the inner wall of the riser string of the pressure applied from above down through the riser string. This movement takes place because a pressure difference is effective at the upper sealing element 74, while there is no pressure difference during the downward movement of the tool holder at the lower sealing element 75, because the same fluid pressure prevails on both sides of the lower sealing element, so that this sealing element is not inflated and is brought to bear on the pipe wall. - During the downward movement of the tool carrier according to the invention, the upper sealing element 74 works constantly with a tight fit with the pipe string, while the lower sealing element 75 only forms an ineffective piston that does not act with a sealing effect on the pipe wall, so that during the downward movement of the Tool carrier is not exposed to wear along the pipe string.

Wenn ein Werkzeugträger zusammen mit einem Werkzeug oder ohne ein Werkzeug zum oberen Ende eines Bohrlochs zurückbefördert werden soll, wird die Zirkulationsrichtung des treibenden Strömungsmittels in dem Rohrstrang umgekehrt, so daß das Druckmittel nach oben strömt. In diesem Falle kehrt sich die Wirkungsweise der Dichtungsorgane 74 und 75 um, d: h., das Dichtungsorgan 75 wirkt als Kolben, während das Dichtungsorgan 74 lediglich der Bewegung des Kolbens folgt. Es ist ersichtlich, daß der erfindungsgemäße Werkzeugträger auch dann betriebsfähig wäre, wenn man die Anordnung der Dichtungsorgane 74 und 75 umkehren würde.When a tool carrier is to be returned to the upper end of a borehole with or without a tool, the direction of circulation of the driving fluid in the tubing string is reversed so that the pressure medium flows upwards. In this case, the operation of the sealing elements 74 and 75 is reversed, i.e. the sealing element 75 acts as a piston, while the sealing element 74 merely follows the movement of the piston. It can be seen that the tool carrier according to the invention would also be operational if the arrangement of the sealing members 74 and 75 were reversed.

Der Werkzeugträger besitzt ferner einen Längskanal, der vorzugsweise als axiale Bohrung 90 ausgebildet ist. In der Bohrung 90 innerhalb des Werkzeugträgers ist vorzugsweise ein unter Federspannung stehendes Rückschlagventil 91 angeordnet, das sich vorzugsweise bei einem Druck öffnet, der höher ist als der Druck, welcher erforderlich ist, um das Dichtungsorgan 74 gegen die Innenwand des Steigrohrstrangs zu drücken. Der untere Teil des Dorns 72 besitzt ferner eine Bohrung 92, die mit der Bohrung 90 des oberen Dornteils 71 über einen Kanal 93 in dem Gelenk 93 in Verbindung steht. Das Gelenk 70 weist ebenfalls einen Kanal oder eine Bohrung 94 auf, so daß der Innenraum des Seilgehäuses 53 innerhalb eines Steigrohrstrangs dem davor herrschenden Druck ausgesetzt ist, wenn das Druckmittel das Rückschlagventil 91 passiert. Auch das Gelenk 52 ist mit einem Kanal 95 versehen. Durch die Aufrechterhaltung des Strömungsmitteldrucks innerhalb des flexiblen Seilgehäuses 53 während des Hindurchpumpens der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch einen Steigrohrstrang in Abwärtsrichtung erhält das Seilgehäuse eine ausreichende Starrheit, so daß es sich nicht festklemmt, wenn es gemäß F i g. 1 gekrümmte Teile der Leitung 21 passiert.The tool carrier also has a longitudinal channel, which is preferably designed as an axial bore 90. In the bore 90 within the tool carrier, a spring-loaded check valve 91 is preferably arranged, which preferably opens at a pressure which is higher than the pressure which is required to press the sealing member 74 against the inner wall of the ascending pipe string. The lower part of the mandrel 72 also has a bore 92 which is connected to the bore 90 of the upper mandrel part 71 via a channel 93 in the joint 93 . The joint 70 also has a channel or a bore 94, so that the interior of the cable housing 53 within a riser pipe string is exposed to the pressure prevailing in front of it when the pressure medium passes the check valve 91. The joint 52 is also provided with a channel 95 . By maintaining the fluid pressure within the flexible cable housing 53 while the device according to the invention is being pumped through a riser pipe in the downward direction, the cable housing is given sufficient rigidity so that it does not become jammed when it is shown in FIG. 1 curved parts of the line 21 happened.

Um ein Beispiel für die Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu geben, sei angenommen, daß das Kugelrüäkschlagventil 46 aus dem Stutzen 45 des Packers 42 ausgebaut werden soll, der gemäß F i g. 2 fest in die Verrohrung 22 eingebaut ist. Man verbindet alle Teile der Vorrichtung nach F i g. 3 miteinander und führt sie an einer fernliegenden Stelle, z. B. einer Produktionsplattform oder einer an Land vorgesehenen Anlage, in die Förderleitung 20 ein. Dann wird an die Förderleitung 20 hinter dem in sie eingeführten Werkzeug eine hier nicht gezeigte Druckmittelquelle angeschlossen, woraufhin das Druckmittel hinter dem Werkzeug durch die Leitung 20 hindurchgepumpt wird, bis das Werkzeug den gekrümmten Teil der Leitung passiert hat und in den Bohrlochkopf eintritt, um sich dann in dem Steigrohrstrang 23 nach unten zu bewegen. Der Werkzeugträger bewegt sich zusammen mit dem Werkzeug durch den Rohrstrang 23 weiter nach unten, bis der Dorn 50 zur Anlage an der Schulter 38 des Stutzens 36 kommt; an der Oberfläche zeigt sich diese Tatsache dadurch an, daß der Druck in der Leitung 20 steigt. Nunmehr wird der Pumpdruck z. B. von 50 auf 100 kg/cm2 erhöht, bis die Scherstifte 57 und 58 (F i g. 3) im Verschlußstück 56 des Seilgehäuses abgeschert werden. Wenn man an Stelle der Scherstifte 57 und 58 federnde Klammern verwendet, um das Verschlußstück 56 in dem Seilgehäuse 53 festzuhalten, kann man die Spannung der Klammern so einstellen, daß sich das Verschlußorgan 56 vom unteren Ende des Seilgehäuses 53 löst, sobald der Dorn 50 mit einem Stoß auf die Schulter 38 des Anschlagstutzens 36 auftrifft. Nach dem Abscheren der Stifte 57 und 58 bewirkt das Gewicht des Verschlußorgans 56, der Schwerstange 63, der Becherteile 65 und des daran aufgehängten Werkzeugs 67, daß sich das Kabel oder Nylonseil 54 abwickelt und aus dem Seilgehäuse 53 herausfällt. Das Fangwerkzeug 67 fällt zusammen mit den Verbindungsteilen 65 und der Schwerstange 63 herab, und diese Teile passieren die Bohrung 43 des Pakkers 42, bis der Verriegelungsmechanismus an dem Kugelrückschlagventil 46 in dem Stutzen 45 angreift und eine Verbindung mit dem Ventil herstellt. In manchen Fällen reicht es aus, das Verriegelungswerkzeug 67 ohne Verwendung von Schwerstangen 63 oder Verbindungsteilen 65 direkt an dem Verschlußorgan 56 zu befestigen. In anderen Fällen liefern jedoch die Verbindungsteile 65 eine zusätzliche Stoßwirkung, die das einwandfreie Angreifen des Verriegelungswerkzeugs 67 an dem auszubauenden Kugelrückschlagventil 46 gewährleistet.To give an example of the application of the device according to the invention, it is assumed that the ball check valve 46 is to be removed from the connector 45 of the packer 42 , which according to FIG. 2 is permanently installed in the piping 22. All parts of the device according to FIG. 3 with each other and leads them to a remote location, e.g. B. a production platform or a plant provided on land, into the conveying line 20 . Then a pressure medium source, not shown here, is connected to the delivery line 20 behind the tool inserted into it, whereupon the pressure medium behind the tool is pumped through the line 20 until the tool has passed the curved part of the line and enters the wellhead to itself then move down the riser string 23. The tool carrier moves together with the tool through the pipe string 23 further down until the mandrel 50 comes to rest on the shoulder 38 of the socket 36; on the surface this fact is indicated by the fact that the pressure in the line 20 increases. Now the pump pressure is z. B. from 50 to 100 kg / cm2 until the shear pins 57 and 58 (Fig. 3) are sheared off in the locking piece 56 of the cable housing. If, instead of the shear pins 57 and 58, resilient clips are used to hold the locking piece 56 in the cable housing 53, the tension of the clips can be adjusted so that the locking member 56 is released from the lower end of the cable housing 53 as soon as the mandrel 50 is attached an impact on the shoulder 38 of the stop stub 36 strikes. After the pins 57 and 58 have sheared off, the weight of the closure member 56, the drill collar 63, the cup parts 65 and the tool 67 suspended thereon causes the cable or nylon cable 54 to unwind and fall out of the cable housing 53. The catching tool 67 drops down together with the connecting parts 65 and the drill collar 63, and these parts pass through the bore 43 of the packer 42 until the locking mechanism engages the ball check valve 46 in the socket 45 and establishes a connection with the valve. In some cases it is sufficient to fasten the locking tool 67 directly to the closure member 56 without using drill collar 63 or connecting parts 65. In other cases, however, the connecting parts 65 provide an additional impact effect, which ensures the proper engagement of the locking tool 67 on the ball check valve 46 to be removed.

Sobald das Verriegelungs- oder Fangwerkzeug 67 mit dem Kugelrückschlagventil 46 verbunden worden ist, wird die Strömung durch die Rohrstränge umgekehrt, so daß das Druckmittel durch den Steigrohrstrang 24 nach unten und durch den Steigrohrstrang 23 nach oben strömt, wobei das untere Dichtungsorgan 75 des Werkzeugträgers ausgedehnt wird, um so den Werkzeugträger mit dem Dorn 50 und dem Seilgehäuse 53 durch den Rohrstrang hindurch nach oben zu bewegen, wobei die Schwerstangen 63, die Becherteile 65 und die Verriegelungsvorrichtung 67 aus dem Packer 42 herausgezogen werden und in das untere Ende des Steigrohrstrangs 23 gelangen, wo sie von dem sich durch diesen Rohrstrang nach oben bewegenden Werkzeugträger nachgeschleppt werden. Zwar wurde das erfindungsgemäße System bezüglich des Arbeitens mit zwei Steigrohrsträngen 23 und 24 nach F i g. 2 beschrieben, doch liegt es auf der Hand, daß man statt des Hindurchpumpens eines Druckmittels durch den Rohrstrang 23 nach unten und den Rohrstrang 24 nach oben oder in entgegengesetzten Richtungen mit einem einzigen Rohrstrang 23 arbeiten könnte; in diesem Falle würde das Druckmittel durch den Rohrstrang 23 nach unten und in dem Ringraum zwischen diesem Rohrstrang und der Innenwand der Bohrlochverrohrung 22 nach oben strömen, oder die Strömung würde in der entgegengesetzten Richtung erfolgen. Es ist ferner ersichtlich, daß man die Vorrichtung nach der Erfindung benutzen kann, um die verschiedensten anderen Geräte in eine Tiefbohrung einzubringen oder aus ihr zu entfernen. Der einzige einschränkende Faktor besteht hierbei darin, daß die Geräte im eingefahrenen Zustand einen solchen Durchmesser haben müssen, daß sie sich innerhalb des Steigrohrstrangs 23 bewegen können. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, die verschiedensten Geräte in das Bohrloch einzubringen oder aus ihm zu entfernen, wenn sich die Geräte in einer erheblichen Entfernung von den unteren Enden 32 und 33 der Steigrohrstränge 23 und 24 befinden. Zwar ist gezeigt, daß der Anschlagstutzen 36 in einem gewissen Abstand oberhalb des Packers 25 angeordnet ist, doch sei bemerkt, daß man den Anschlagstutzen mit der Schulter 38 auch an Stelle des Stutzens 30 unterhalb des Packers 25 anordnen könnte.As soon as the locking or catching tool 67 has been connected to the ball check valve 46, the flow through the pipe strings is reversed so that the pressure medium flows down through the riser pipe 24 and up through the riser pipe 23, the lower sealing member 75 of the tool carrier being expanded in order to move the tool carrier with the mandrel 50 and the cable housing 53 up through the pipe string, the drill collar 63, the cup parts 65 and the locking device 67 being pulled out of the packer 42 and reaching the lower end of the riser pipe string 23 , where they are dragged by the tool carrier moving up through this pipe string. It is true that the system according to the invention has been designed with regard to working with two riser pipe strings 23 and 24 according to FIG. 2, but it is obvious that, instead of pumping a pressure medium through the pipe string 23 downwards and the pipe string 24 upwards or in opposite directions, one could work with a single pipe string 23; in this case the pressure medium would flow down through the tubing string 23 and up in the annulus between that tubing string and the inner wall of the well casing 22, or the flow would be in the opposite direction. It will also be seen that the apparatus of the invention can be used to insert a wide variety of other equipment into or out of a deep well. The only limiting factor here is that the devices, when retracted, must be of such a diameter that they can move within the tubing string 23. With the aid of the device according to the invention it is possible to insert a wide variety of devices into the borehole or remove them from it when the devices are located at a considerable distance from the lower ends 32 and 33 of the riser pipe strings 23 and 24. Although it is shown that the stop connector 36 is arranged at a certain distance above the packer 25, it should be noted that the stop connector with the shoulder 38 could also be arranged below the packer 25 in place of the connector 30.

Claims

Claims: 1. Borehole tool, which can be moved hydraulically through a deep drilling pipe string with the aid of a conveying device, characterized by a stop body (50 and 51) which is connected to a shoulder (38) in a predetermined connecting sleeve (36) of the deep drilling pipe string (23) can work together and a detachable closure body (56) closable cable housing (53), within which a pull-out, both on the cable housing (at 55) and on the closure body (56) attached cable (54) of a predetermined length is arranged, with the closure body an implement, e.g. B. a locking member (67) is attached. z. Borehole tool according to Claim 1, characterized by an axial channel (90, 92 to 95) connecting the cable housing (53) to the space above the conveying device. 3. Borehole tool according to claim 1 or 2, characterized in that the closure body (56) is detachably connected to the cable housing (53) by shear pins (57, 58). 4. Borehole tool according to Claims 1 to 3, characterized in that at least one drill collar (63) connected by joints (62) is arranged between the closure body (56) and the locking member (67). 5. Borehole tool according to claim 4, characterized in that connecting parts (65) which can be telescopically displaced into one another are arranged between the drill collar and the locking member via joints (64, 66). Documents considered: German Auslegeschrift No. 1007 712; U.S. Patent Nos. 2,856,002, 2,859,825, 2,868,297, 2,894,586, 2,895,428, 2,903,066, 2944605.