DE60315173T2 - Bohrlochfutterrohr mit einheitlichem durchmesser - Google Patents

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DE60315173T2
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Lev Houston RING
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David Paul Duncan BRISCO
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/02—Subsoil filtering
    • E21B43/10—Setting of casings, screens, liners or the like in wells
    • E21B43/103—Setting of casings, screens, liners or the like in wells of expandable casings, screens, liners, or the like
    • E21B43/105—Expanding tools specially adapted therefor

Description

  • Die Erfindung betrifft allgemein die Suche nach Gas und Öl und insbesondere das Ausbilden und Reparieren von Bohrloch-Futterrohren zum Vereinfachen der Suche nach Gas und Öl.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Normalerweise werden beim Herstellen eines Bohrlochs eine Anzahl Futterrohre in das Bohrloch eingebaut, um ein Einbrechen der Bohrlochwand zu verhindern, und um zu verhindern, dass unerwünscht Bohrfluid in die Formation austritt oder Fluid aus der Formation in das Bohrloch eintritt. Das Bohrloch wird in Abschnitten gebohrt. Dabei wird ein Futterrohr, das in einen tieferen Bohrlochabschnitt einzubauen ist, durch ein vorher eingebautes Futterrohr eines oberen Bohrlochabschnitts abgelassen. Infolge dieser Vorgehensweise weist das Futterrohr des unteren Abschnitts einen geringeren Durchmesser auf als das Futterrohr des oberen Abschnitts. Somit sind die Futterrohre ineinander geschachtelt angeordnet, wobei die Futterrohrdurchmesser nach unten abnehmen. Zwischen den Außenseiten der Futterrohre und der Bohrlochwand sind Zementringe vorhanden, die die Futterrohre gegen die Bohrlochwand abdichten. Aufgrund dieser verschachtelten Anordnung benötigt man im oberen Teil des Bohrlochs einen relativ großen Bohrlochdurchmesser. Ein derartiger großer Bohrlochdurchmesser bringt steigende Kosten mit sich, da man Anlagen zum Handhaben der schweren Futterrohre benötigt sowie große Bohrer und wachsende Mengen an Bohrfluid, und viel abgebohrtes Material anfällt. Zudem treten längere Bohrrüstzeiten auf, und zwar wegen des erforderlichen Zementpumpens, der Zementaushärtung, der nötigen Änderungen in den Anlagen durch die großen Schwankungen der Lochdurchmesser, die im Zuge der Bohrung gebohrt werden, und wegen der großen Mengen an Material, die abgebohrt und entfernt werden müssen.
  • WO 02/053867 offenbart eine Vorrichtung, die die Merkmale gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 aufweist.
  • Die Erfindung zielt darauf ab, eine oder mehrere Einschränkungen der bekannten Vorgehensweisen zum Ausbilden und/oder Reparieren von Bohrloch-Futterrohren zu beseitigen.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum radialen Aufweiten und plastischen Verformen eines ausdehnbaren rohrförmigen Teils bereitgestellt, umfassend:
    ein Trageteil;
    eine einstellbare Ausdehnkonus-Baugruppe, die mit dem Trageteil verbunden ist;
    ein ausdehnbares rohrförmiges Teil, das mit der einstellbaren Ausdehnkonus-Baugruppe verbunden ist, gekennzeichnet durch:
    Mittel zum Verschieben der einstellbaren Ausdehnkonus-Baugruppe gegen das ausdehnbare rohrförmige Teil und das Trageteil; und
    Mittel zum Einstellen der einstellbaren Ausdehnkonus-Baugruppe von einem effektiven Ausdehnungsdurchmesser auf einen anderen effektiven Ausdehnungsdurchmesser.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Ausbilden eines Futterrohrs in einem Bohrloch bereitgestellt, umfassend:
    das Anordnen einer Ausdehnvorrichtung innerhalb eines ausdehnbaren rohrförmigen Teils, gekennzeichnet durch:
    das Anordnen der Ausdehnvorrichtung und des ausdehnbaren rohrförmigen Teils in dem Bohrloch;
    das Absenken der Ausdehnvorrichtung aus einem Ende des ausdehnbaren rohrförmigen Teils hinaus in das Bohrloch;
    das radiale Ausdehnen und plastische Verformen eines unteren Abschnitts des ausdehnbaren rohrförmigen Teils auf einen ersten Innendurchmesser mit Hilfe der Ausdehnvorrichtung; und
    das radiale Ausdehnen und plastische Verformen eines oberen Abschnitts des ausdehnbaren rohrförmigen Teils auf einen zweiten Innendurchmesser mit Hilfe der Ausdehnvorrichtung, wobei der erste Innendurchmesser größer ist als der zweite Innendurchmesser.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt ein Stück einer Querschnittsskizze eines ausdehnbaren rohrförmigen Teils und einer Ausdehnkonus-Baugruppe, die sich durch ein Bohrloch-Futterrohr mit einem einzigen Durchmesser bewegen, das gemäß einem Aspekt der Erfindung ausgebildet ist.
  • 2 zeigt ein Stück einer Querschnittsskizze eines ausdehnbaren rohrförmigen Teils und einer Ausdehnkonus-Baugruppe, die einen Trichterabschnitt des Bohrloch-Futterrohrs mit einem einzigen Durchmesser in 1 gemäß einem Aspekt der Erfindung ausbildet.
  • 3 zeigt ein Stück einer Querschnittsskizze eines ausdehnbaren rohrförmigen Teils und einer Ausdehnkonus-Baugruppe, die einen Abschnitt mit einem einzigen Durchmesser des Futterrohrs mit einem einzigen Durchmesser in 1 und 2 gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ausbildet.
  • 4 zeigt ein Stück einer Querschnittsskizze eines ausdehnbaren rohrförmigen Teils, einen Greifmechanismus innerhalb des rohrförmigen Teils, ein Stellglied, eine Ausdehnkonus-Baugruppe zum Ausbilden eines Futterrohrs mit einem einzigen Durchmesser, und einen Ventilschuh, der das rohrförmige Teil für die Bewegung in einem Bohrloch trägt.
  • 5 zeigt ein Stück einer Querschnittsskizze eines ausdehnbaren rohrförmigen Teils, einen Greifmechanismus, der in das rohrförmige Teil eingreift, ein Stellglied und eine Ausdehnkonus-Baugruppe zum Ausbilden eines Futterrohrs mit einem einzigen Durchmesser, wobei das rohrförmige Teil vom Boden des Bohrlochs abgehoben ist und die Ausdehnkonus-Baugruppe vom Stellglied in ein offenes Bohrloch gedrückt wird.
  • 6 zeigt ein Stück einer Querschnittsskizze der Ausdehnkonus-Baugruppe, die ausgefahren ist, damit das ausdehnbare rohrförmige Teil radial ausgedehnt und plastisch verformt wird.
  • 7a–7e zeigen Stücke von Querschnittsdarstellungen der Anordnung einer beispielhaften Ausführungsform einer Vorrichtung zum Ausbilden eines Bohrloch-Futterrohrs mit einem einzigen Durchmesser innerhalb eines Bohrlochs, das eine unterirdische Formation durchquert.
  • 8a–8e zeigen Stücke von Querschnittsdarstellungen der Vorrichtung in 7a–7e nach dem Anordnen am Boden des Bohrlochs.
  • 9a–9e zeigen Stücke von Querschnittsdarstellungen der Vorrichtung in 8a–8e nach dem Anordnen einer Kugel oder eines Pfropfs im Kugel- oder Pfropfsitz, damit die radiale Ausdehnung und plastische Verformung des ausdehnbaren rohrförmigen Teils beginnt.
  • 10a–10e zeigen Stücke von Querschnittsdarstellungen der Vorrichtung in 9a–9e nach dem Beginn der radialen Ausdehnung und plastischen Verformung der Aluminiumhülse in dem Schuh.
  • 11a–11b zeigen Stücke der Querschnittsdarstellung einer beispielhaften Ausführungsform einer Vorrichtung für die radiale Ausdehnung und plastische Verformung eines rohrförmigen Teils, die eine einstellbare ausdehnbare Ausdehnkonus-Baugruppe enthält.
  • 12 zeigt ein Stück der Querschnittsdarstellung eines oberen Konusabschnitts der Vorrichtung für die radiale Ausdehnung und plastische Verformung eines rohrförmigen Teils in 11a–11b.
  • 13 zeigt ein Stück der Querschnittsdarstellung eines unteren Konusabschnitts der Vorrichtung für die radiale Ausdehnung und plastische Verformung eines rohrförmigen Teils in 11a–11b.
  • 14 zeigt ein Stück der Querschnittsdarstellung eines überlappenden Abschnitts der Vorrichtung für die radiale Ausdehnung und plastische Verformung eines rohrförmigen Teils in 11a–11b, 12 und 13.
  • 15 zeigt ein Stück einer perspektivischen Darstellung und Querschnittsdarstellung der oberen Nockenbaugruppe der Vorrichtung für die radiale Ausdehnung und plastische Verformung eines rohrförmigen Teils in 11a–11b.
  • 16 zeigt ein Stück einer perspektivischen Darstellung und Querschnittsdarstellung der unteren Nockenbaugruppe der Vorrichtung für die radiale Ausdehnung und plastische Verformung eines rohrförmigen Teils in 11a–11b.
  • 17a und 17b zeigen Stücke der Querschnittsdarstellung einer beispielhaften Ausführungsform einer Vorrichtung für die radiale Ausdehnung und plastische Verformung eines rohrförmigen Teils, die eine einstellbare ausdehnbare Ausdehnkonus-Baugruppe nach 11a–11b enthält, und zwar für das Zementieren aktiviert.
  • 18a und 18b zeigen Stücke der Querschnittsdarstellung einer beispielhaften Ausführungsform einer Vorrichtung für die radiale Ausdehnung und plastische Verformung eines rohrförmigen Teils, die eine einstellbare ausdehnbare Ausdehnkonus-Baugruppe nach 11a–11b enthält, und zwar für das Einstellen des Ausdehndurchmessers aktiviert.
  • 19 zeigt ein Stück der Querschnittsdarstellung eines überlappenden Abschnitts der Vorrichtung für die radiale Ausdehnung und plastische Verformung eines rohrförmigen Teils eingestellt auf einem mittleren Ausdehndurchmesser.
  • 20a–20b zeigen Stücke der Querschnittsdarstellungen der Vorrichtung in 10d–10e nach dem Abschluss der radialen Ausdehnung und plastischen Verformung der Aluminiumhülse innerhalb des Schuhs.
  • 21a–21b zeigen Stücke der Querschnittsdarstellungen der Vorrichtung in 20a–20b nach dem Verschieben des Gleithülsenventils innerhalb des Schuhs, damit eine Strömung um die Kugel bzw. den Pfropf herum möglich wird.
  • 22a–22b zeigen Stücke der Querschnittsdarstellungen der Vorrichtung in 21a–21b während des Einspritzens von Zement in den Ringraum zwischen dem sich radial ausdehnenden rohrförmigen Teil und dem Bohrloch mit Hilfe der Umgehungsströmung, die durch das verschobene Gleithülsenventil innerhalb des Schuhs möglich wird.
  • Ausführliche Beschreibung der erläuternden Ausführungsformen
  • 1–6 zeigen einige erläuternde Ausführungsformen einer Vorrichtung und eines Verfahrens zum Ausbilden eines Bohrloch-Futterrohrs mit einem einzigen Durchmesser, wobei eine Ausdehnbaugruppe verwendet wird, die zwei Konusdurchmesser aufweist. Ein Konus ist größer als der andere und dient dem Ausbilden eines Trichterabschnitts (manchmal auch Saumabschnitt genannt) für die Überlappung der ausdehnbaren rohrförmigen Teile, damit die Belastung verringert wird, die die Ausdehnbaugruppe zum Aufweiten zweier überlappender rohrförmiger Teile aufbringen muss. Der andere Konusdurchmesser ist so bemessen, dass er die rohrförmigen Teile auf den gewünschten Durchmesser über der Länge des rohrförmigen Teils ausdehnt, so dass ein Bohrloch-Futterrohr mit einem einzigen Durchmesser entsteht. Die beiden Durchmesser können mit einem herkömmlichen einstellbaren Konus mit vergrößerbaren Abmessungen bereitgestellt werden, der zwei Ausdehndurchmesser aufweist, von denen einer größer ist als der andere. Der größere Durchmesser wird nach dem Ausbilden eines Trichterabschnitts eines ausdehnbaren rohrförmigen Teils auf einen kleineren Durchmesser eingestellt. Das restliche ausdehnbare rohrförmige Teil wird auf den gewünschten Innendurchmesser für das Bohrloch-Futterrohr mit einem einzigen Durchmesser aufgeweitet. Gemäß der Erfindung kann man herkömmliche einstellbare Ausdehnkonen verwenden. In einigen alternativen Ausführungsformen ist die Erfindung wie in 7a–7e, 8a–8e, 9a–9e, 10a–10e, 11a–11b und 17a–17b, 18a–18b und 19a–19b beschrieben mit einer beispielhaften einstellbaren Ausdehnkonusbaugruppe implementiert, die anhand von 11a–11b, 12, 13, 14, 15 und 16 ausführlicher beschrieben wird. In weiteren alternativen Ausführungsformen können die einstellbaren Ausdehnkonen der Erfindung mit Hilfe der Verfahren und/oder Vorrichtungen implementiert werden, die in einer oder mehreren der im Folgenden angegebenen Patentschriften offenbart sind, die hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen sind. Es handelt sich um:
    • (1) US-Patent Eingangsnummer 09/454,139 , Patentanwalts-Geschäftszeichen Nr. 25791.03.02, eingereicht am 3.12.1999,
    • (2) US-Patent Eingangsnummer 09/510,913 , Patentanwalts-Geschäftszeichen Nr. 25791.7.02, eingereicht am 23.2.2000,
    • (3) US-Patent Eingangsnummer 09/502,350 , Patentanwalts-Geschäftszeichen Nr. 25791.8.02, eingereicht am 10.2.2000,
    • (4) US-Patent 6,328,113 ,
    • (5) US-Patent Eingangsnummer 09/523,460 , Patentanwalts-Geschäftszeichen Nr. 25791.11.02, eingereicht am 10.3.2000,
    • (6) US-Patent Eingangsnummer 09/512,895 , Patentanwalts-Geschäftszeichen Nr. 25791.12.02, eingereicht am 24.2.2000,
    • (7) US-Patent Eingangsnummer 09/511,941 , Patentanwalts-Geschäftszeichen Nr. 25791.16.02, eingereicht am 24.2.2000,
    • (8) US-Patent Eingangsnummer 09/588,946 , Patentanwalts-Geschäftszeichen Nr. 25791.17.02, eingereicht am 7.6.2000,
    • (9) US-Patent Eingangsnummer 09/559,122 , Patentanwalts-Geschäftszeichen Nr. 25791.23.02, eingereicht am 26.4.2000,
    • (10) PCT-Patent Eingangsnummer PCT/US00/18635 , Patentanwalts-Geschäftszeichen Nr. 25791.25.02, eingereicht am 9.7.2000,
    • (11) vorläufiges US-Patent Eingangsnummer 60/162,671 , Patentanwalts-Geschäftszeichen Nr. 25791.27, eingereicht am 1.11.1999,
    • (12) vorläufiges US-Patent Eingangsnummer 60/154,047 , Patentanwalts-Geschäftszeichen Nr. 25791.29, eingereicht am 16.9.1999,
    • (13) vorläufiges US-Patent Eingangsnummer 60/159,082 , Patentanwalts-Geschäftszeichen Nr. 25791.34, eingereicht am 12.10.1999,
    • (14) vorläufiges US-Patent Eingangsnummer 60/159,039 , Patentanwalts-Geschäftszeichen Nr. 25791.36, eingereicht am 12.10.1999,
    • (15) vorläufiges US-Patent Eingangsnummer 60/159,033 , Patentanwalts-Geschäftszeichen Nr. 25791.37, eingereicht am 12.10.1999,
    • (16) vorläufiges US-Patent Eingangsnummer 60/212,359 , Patentanwalts-Ge schäftszeichen Nr. 25791.38, eingereicht am 19.6.2000,
    • (17) vorläufiges US-Patent Eingangsnummer 60/165,228 , Patentanwalts-Geschäftszeichen Nr. 25791.39, eingereicht am 12.11.1999,
    • (18) vorläufiges US-Patent Eingangsnummer 60/221,443 , Patentanwalts-Geschäftszeichen Nr. 25791.45, eingereicht am 28.7.2000,
    • (19) vorläufiges US-Patent Eingangsnummer 60/221,645 , Patentanwalts-Geschäftszeichen Nr. 25791.46, eingereicht am 28.7.2000,
    • (20) vorläufiges US-Patent Eingangsnummer 60/233,638 , Patentanwalts-Geschäftszeichen Nr. 25791.47, eingereicht am 18.9.2000,
    • (21) vorläufiges US-Patent Eingangsnummer 60/237,334 , Patentanwalts-Geschäftszeichen Nr. 25791.48, eingereicht am 2.10.2000,
    • (22) vorläufiges US-Patent Eingangsnummer 60/270,007 , Patentanwalts-Geschäftszeichen Nr. 25791.50, eingereicht am 20.2.2001,
    • (23) vorläufiges US-Patent Eingangsnummer 60/262,434 , Patentanwalts-Geschäftszeichen Nr. 25791.51, eingereicht am 17.1.2001,
    • (24) vorläufiges US-Patent Eingangsnummer 60/259,486 , Patentanwalts-Geschäftszeichen Nr. 25791.52, eingereicht am 3.1.2001,
    • (25) vorläufiges US-Patent Eingangsnummer 60/303,740 , Patentanwalts-Geschäftszeichen Nr. 25791.61, eingereicht am 6.7.2001,
    • (26) vorläufiges US-Patent Eingangsnummer 60/313,453 , Patentanwalts-Geschäftszeichen Nr. 25791.59, eingereicht am 20.8.2001,
    • (27) vorläufiges US-Patent Eingangsnummer 60/317,985 , Patentanwalts-Geschäftszeichen Nr. 25791.67, eingereicht am 6.9.2001,
    • (28) vorläufiges US-Patent Eingangsnummer 60/3318,386 , Patentanwalts-Geschäftszeichen Nr. 25791.67.02, eingereicht am 10.9.2001,
    • (29) US-Gebrauchsmuster Eingangsnummer 09/969,922 , Patentanwalts-Geschäftszeichen Nr. 25791.69, eingereicht am 3.10.2001,
    • (30) US-Gebrauchsmuster Eingangsnummer 10/016,467 , Patentanwalts-Geschäftszeichen Nr. 25791.70, eingereicht am 10.12.2001,
    • (31) vorläufiges US-Patent Eingangsnummer 60/343,674 , Patentanwalts-Geschäftszeichen Nr. 25791.68, eingereicht am 27.12.2001,
    • (32) vorläufiges US-Patent Eingangsnummer 60/346,309 , Patentanwalts-Geschäftszeichen Nr. 25791.92, eingereicht am 7.1.2002,
    • (33) vorläufiges US-Patent Eingangsnummer 60/372,048 , Patentanwalts-Geschäftszeichen Nr. 25791.93, eingereicht am 12.4.2002,
    • (34) vorläufiges US-Patent Eingangsnummer 60/380,147 , Patentanwalts-Geschäftszeichen Nr. 25791.104, eingereicht am 6.5.2002,
    • (35) vorläufiges US-Patent Eingangsnummer 60/387,486 , Patentanwalts-Geschäftszeichen Nr. 25791.107, eingereicht am 10.6.2002,
    • (36) vorläufiges US-Patent Eingangsnummer 60/387,961 , Patentanwalts-Geschäftszeichen Nr. 25791.108, eingereicht am 12.6.2002,
    • (37) vorläufiges US-Patent Eingangsnummer 60/391,703 , Patentanwalts-Geschäftszeichen Nr. 25791.90, eingereicht am 26.6.2002,
    • (38) vorläufiges US-Patent Eingangsnummer 60/397,284 , Patentanwalts-Geschäftszeichen Nr. 25791.106, eingereicht am 19.7.2002,
    • (39) vorläufiges US-Patent Eingangsnummer 60/398,061 , Patentanwalts-Geschäftszeichen Nr. 25791.110, eingereicht am 24.7.2002,
    • (40) vorläufiges US-Patent Eingangsnummer 60/405,610 , Patentanwalts-Geschäftszeichen Nr. 25791.119, eingereicht am 23.8.2002,
    • (41) vorläufiges US-Patent Eingangsnummer 60/405,394 , Patentanwalts-Geschäftszeichen Nr. 25791.120, eingereicht am 23.8.2002,
    • (42) vorläufiges US-Patent Eingangsnummer 60/412,177 , Patentanwalts-Geschäftszeichen Nr. 25791.117, eingereicht am 20.9.2002,
    • (43) vorläufiges US-Patent Eingangsnummer 60/412,653 , Patentanwalts-Geschäftszeichen Nr. 25791.118, eingereicht am 20.9.2002,
    • (44) vorläufiges US-Patent Eingangsnummer 60/412,544 , Patentanwalts-Geschäftszeichen Nr. 25791.121, eingereicht am 20.9.2002,
    • (45) vorläufiges US-Patent Eingangsnummer 60/412,187 , Patentanwalts-Geschäftszeichen Nr. 25791.128, eingereicht am 20.9.2002,
    • (46) vorläufiges US-Patent Eingangsnummer 60/412,187 , Patentanwalts-Geschäftszeichen Nr. 25791.127, eingereicht am 20.9.2002,
    • (47) vorläufiges US-Patent Eingangsnummer 60/412,487 , Patentanwalts-Geschäftszeichen Nr. 25791.112, eingereicht am 20.9.2002, und
    • (48) vorläufiges US-Patent Eingangsnummer 60/412,488 , Patentanwalts-Geschäftszeichen Nr. 25791.114, eingereicht am 20.9.2002.
  • 1 zeigt eine Skizze einer Vorrichtung 10 in einem Bohrloch 12 mit einem ausdehnbaren rohrförmigen Teil 14 und einer Ausdehnkonus-Baugruppe 16, die von einem rohrförmigen Trageteil 30 (z.B. einem Gestängerohr 30) gehalten wird. Alle diese Teile werden von einem Ventilschuh 32 getragen und bewegen sich während des Formungsvorgangs gemäß einem Aspekt der Erfindung in ein Bohrloch 12 durch zahlreiche Futterrohrabschnitte 18a und 18b eines Bohrloch-Futterrohrs 18 mit konstantem Durchmesser. Die vorhandenen Abschnitte 18a und 18b des Futterrohrs 18 sind gemäß den Lehren der Erfindung aus ausdehnbaren rohrförmigen Teilen 14 hergestellt und umfassen Abschnitte 28a und 28b mit konstantem Durchmesser, die einen ersten Innendurchmesser ID1 aufweisen, und Trichterabschnitte 22a und 22b, die einen zweiten Innendurchmesser ID2 aufweisen und eine Länge L. Es ist ein Überlappungsabschnitt 26 vorhanden, in dem der Trichterabschnitt 22a den Futterrohrabschnitt 18b überlappt.
  • 2 zeigt eine Skizze des ausdehnbaren rohrförmigen Teils 14, auf das ein großer Konus 20 der Ausdehnkonus-Baugruppe 16 einwirkt, um den Durchmesser des unteren Endes des ausdehnbaren rohrförmigen Teils 14 aufzuweiten, damit ein Trichterabschnitt 22 gebildet wird. Der Trichterabschnitt 22 wird vom großen Konus 20 der Ausdehnkonus-Baugruppe 16 gebildet, die einen einstellbaren Konusdurchmesser aufweist, der ausreichend groß ist, so dass der entstehende Innendurchmesser des Trichterabschnitts 22 zumindest geringfügig größer ist als ein gewünschter Innendurchmesser des Bohrloch-Futterrohrs 18 mit gleichmäßigem Durchmesser. Die Länge des Trichterabschnitts 22 hängt von der gewünschten Länge der Überlappungsabschnitte 26 zwischen ineinander steckenden Futterrohrabschnitten 18a, 18b und 18c ab. Es werden beispielsweise Anwendungen in Betracht gezogen, bei denen die Überlappungsabschnitte 26 und daher der Trichterabschnitt 22 eine Länge von bis zu ungefähr 30,5 m (100 Feet) oder bis zu ungefähr 45,7 m (150 Feet) aufweisen können.
  • 3 zeigt eine Skizze des ausdehnbaren rohrförmigen Teils 14 in 2, worin die Ausdehnkonus-Baugruppe 16 für das Aufweiten des ausdehnbaren rohrförmigen Teils 14 auf den gewünschten gleichmäßigen Durchmesser im Abschnitt 28 über dem Trichterabschnitt 22 angeordnet ist. In dieser Anordnung wird der Durchmesser des großen einstellbaren Konus 20 verringert oder anderweitig auf einen kleineren Durchmesser eingestellt. Ein weiterer Konus 24, dessen Durchmesser geringer ist als der große Durchmesser des Konus 20, ist für die radiale Aufweitung des rohrförmigen Teils 14 auf den gewünschten Innendurchmesser der Bohrloch-Futterrohre mit konstantem Durchmesser bereitgestellt. Der Bohrloch-Futterrohrabschnitt 18c der Bohrloch-Futterrohre 18 mit konstantem Durchmesser in 1 und 2 überlappt auf dem Überlappungsabschnitt 26 und im Trichterabschnitt 22b mit dem Bohrloch-Futterrohrabschnitt 18b. Der Innendurchmesser des Trichterabschnitts 22 und der Außendurchmesser des Abschnitts 28 mit konstantem Durchmesser sind gleich, damit eine fest sitzende Verbindung zwischen den ineinander gesteckten Abschnitten 18a, b, c usw. vorhanden ist. Besitzt beispielsweise das ausdehnbare rohrförmige Teil 14 eine Wandstärke von ungefähr 0,35 Inch (8,89 mm) und beträgt der gewünschte Innendurchmesser des Bohrloch-Futterrohrs mit konstantem Durchmesser ungefähr 10,3 Inch (261,6 mm) nach dem Ausdehnen, so kann der Innendurchmesser des Trichterabschnitts ungefähr 11 Inch (279,4 mm) oder geringfügig weniger betragen, damit ein fester Sitz zwischen den Überlappungsabschnitten der Futterrohrteile 18a, b, c usw. vorhanden ist.
  • Man kann den Konus 20 mit großem Durchmesser über, unter oder effektiv an der gleichen Position anordnen wie den Konus 24 mit kleinem Durchmesser ohne gewisse Aspekte der Erfindung zu verlassen. Fachleute können anhand dieser Offenlegung erkennen, dass man den großen Durchmesser, der dem Innendurchmesser des Trichterabschnitts entspricht, durch einen ersten verkleinerbaren oder einstellbaren Konus 20 bereitstellen kann, der den gewünschten Durchmesser des Trichterabschnitts liefert und den man auf einen geringeren Durchmesser verkleinern kann, und zwar zusammen mit einem zweitem Konus 24, der den Durchmesser zum Ausbilden des Bohrloch-Futterrohrs mit konstantem Durchmesser liefert. Man kann ebenfalls erkennen, dass man in einer anderen Ausführungsform die Ausdehnung auf den konstanten Durchmesser durch das Einstellen des Durchmessers des Konus 20 bewirken kann, so das dieser effektiv zum Konus 24 mit dem geringerem Durchmesser wird, der einen Durchmesser aufweist, der dem gewünschten konstanten Durchmesser entspricht. Man kann zudem erkennen, dass in einer weiteren Ausführungsform der Konus 24 ein eigener Konus 24 ist, der entweder fest auf den gewünschten konstanten Durchmesser eingestellt ist oder auf die gewünschte Größe des konstanten Durchmessers eingestellt werden kann.
  • 4 zeigt eine Skizze einer Vorrichtung 10, die Futterrohre mit konstantem Durchmesser ausbildet. Sie zeigt zudem eine Anordnung eines Mechanismus zum Verändern der Ausdehnkonus-Baugruppe 16, damit sie das rohrförmige Teil 14 ausdehnt. Die Vorrichtung 10 ist in einer Anordnung dargestellt, die sich für die Bewegung in einem Bohrloch 12 eignet. Ein Gestängerohr 30 trägt die Vorrichtung 10, wenn sie sich in das Bohrloch 12 hinunter bewegt, mit einem verbundenen Ventilschuh 32. Das Gestängerohr 30 kann ein herkömmliches Gestängerohr sein oder ein anderes herkömmliches rohrförmiges Trageteil für das Einfahren in Bohrlöcher. Der Ventilschuh kann ein herkömmlicher Ventilschuh sein oder eine andere Werkzeugführungsstruktur, die dem beschriebenen Zweck dient und an dem Gestängerohr oder einem anderen rohrförmigen Trageteil befestigt ist. Der Ventilschuh 32 trägt auf diese Weise das neue ausdehnbare rohrförmige Teil 14, das hinzugefügt und aufgeweitet werden soll, damit es in das untere Ende des Bohrloch-Futterrohrs 18 mit konstantem Durchmesser eingreift, das bereits ausgebildet worden ist. Ein Greifwerkzeug 34, das gelegentlich als Anker bezeichnet wird und eine Vorrichtung wie dargestellt sein kann oder ein herkömmliches Greifwerkzeug bzw. ein herkömmlicher Anker, dient zum Festhalten des ausdehnbaren rohrförmigen Teils 14 bezüglich eines Endes eines hydraulischen Stellglieds 36. Dieses wird manchmal als Kraft vervielfachermechanismus bezeichnet, das eine Vorrichtung wie dargestellt sein kann oder ein herkömmliches Stellglied bzw. ein herkömmlicher Kraftvervielfacher. Das hydraulische Stellglied 36 ist dafür ausgelegt und betätigbar, dass es die Ausdehnkonus-Baugruppe 16 relativ zum ausdehnbaren Teil 14 bewegt, und zwar entweder durch Spannung mit Hilfe der Baugruppe 36a oder durch Kompression mit Hilfe der Baugruppe 36b.
  • 5 zeigt eine Skizze einer Ausführungsform der Vorrichtung 10, die Futterrohre mit konstantem Durchmesser ausbildet, wobei der Greifmechanismus 34 in das rohrförmige Teil 14 eingreift und das rohrförmige Teil 14 vom Boden des Bohrlochs 12 abgehoben ist und das Stellglied 36 den Ausdehnkonus 16 in das offene Bohrloch 12 drückt. Ein herkömmlicher Pfropf 53 oder eine Kugel wird zum Abdichten des Ventilschuhs 32 abgelegt, oder eine andere herkömmliche Verschlussvorrichtung, beispielsweise ein mechanisches Ventil oder ein Geschwindigkeitsventil werden verwendet und in Gang gesetzt, so dass Fluid 38, das durch das Gestängerohr 30 gedrückt wird, den Druck erhöht und das Greifwerkzeug 34 aktiviert. Ist das Gestängerohr 30 am Boden des Lochs abgesetzt, so wird die Spannungsbaugruppe 36a des Stellglied-Mechanismus 36 in Gang gesetzt. Der Druck in dem Gestängerohr 30 wird erhöht und der Greifmechanismus 34 greift ein und hält das rohrförmige Teil 14 fest. Die Kompressionsbaugruppe 36b wird in Gang gesetzt und hebt die rohrförmige Auskleidung 14 vom Boden des Bohrlochs ab und drückt die Konusbaugruppe 16 in das offene Loch des Bohrlochs 12.
  • 6 zeigt die Ausdehnkonus-Baugruppe 16 im ausgefahrenen Zustand, in dem sie das ausdehnbare rohrförmige Teil 14 radial aufweitet und plastisch verformt. Die Ausdehnung der Ausdehnkonus-Baugruppe wird in herkömmlicher Weise bewerkstelligt, beispielsweise mit einem Pfropf 53, der mit dem Fluid 38 durch das Gestängerohr 30 hinab befördert wird und dadurch eine geeignete Öffnungsausrichtung und/oder geeignete Ventilbetätigung für die Ausdehnkonus-Baugruppe 16 bewirkt. Eine optionale zu opfernde Schutzhülse 40, die die Ausdehnkonus-Baugruppe 16 schützt, während sie sich im Bohrloch bewegt, bricht beim Ausdehnen der Ausdehnkonus-Baugruppe weg. Die Schutzhülse 40 kann aus einem Kunststoff- oder Verbundmaterial hergestellt sein, damit die zu opfernde Schutzhülse leicht auseinander bricht und die Ausdehnung des rohrförmigen Teils 14 nicht behindert.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform wie in 7a–7e dargestellt wird eine Vorrichtung 10 zum Ausbilden eines Bohrloch-Futterrohrs 18 mit konstantem Durchmesser innerhalb eines Bohrlochs 12 angeordnet. Die Vorrichtung 10 enthält neben anderen Dingen ein ausdehnbares rohrförmiges Teil 14 und eine einstellbare Ausdehnkonus-Bau gruppe 16. Während der Anordnung der Vorrichtung 10 innerhalb des Bohrlochs 12 kann das ausdehnbare rohrförmige Teil 14 von dem Greifwerkzeug 34 und/oder der Ausdehnkonus-Baugruppe 16 und/oder dem Ventilschuh 32 getragen werden.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform wie in 8a–8e dargestellt wird die Vorrichtung 10 nun in Berührung mit dem Boden 44 des Bohrlochs 12 angeordnet. Dadurch wird ein Scherbolzen 46 abgeschert und eine Nasenverschlusshülse 48 wird nach oben gedrückt und verschiebt dadurch eine Anzahl Nasen 50 in herkömmlicher Weise in radialer Richtung nach außen.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform wie in 9a–9e dargestellt kann eine Kugel 52 oder ein herkömmlicher Pfropf nun im Kugel- oder Pfropfsitz 54 der Vorrichtung angeordnet werden, indem man Fluidmaterial 38 in die Vorrichtung 10 einspritzt. Dadurch wird der Fluss von Fluidmaterial 38 durch den Ventilschuh 32 blockiert. Die Ausdehnkonus-Baugruppe wird ebenfalls in herkömmlicher Weise betätigt, beispielsweise mit dem Druck, den die Kugel 52 verursacht oder ein Pfropf 53 (siehe 6 oben), damit zum Ausdehnen des Trichters auf den großen Durchmesser aufgeweitet wird. Druck baut sich auf, und das Stellglied 36 wird im Spannungsmodus aktiviert und zieht den großen Konus 20 teilweise durch das ausdehnbare rohrförmige Teil 14 nach oben. Man kann den Druck im Stellglied 36 und im Greifwerkzeug 34 wegnehmen und wieder aufbauen, damit der große Konus 20 der Ausdehnkonus-Baugruppe 16 wiederholt über die gewünschte Überlappungslänge L des Futterrohrs gepresst wird und dadurch der Trichterabschnitt 22 des Futterrohrs entsteht.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform wie in 10a–10e dargestellt wird der große Konus 20 so betätigt, dass er sich zusammenzieht, oder auf einen Konus 24 mit kleinerem Durchmesser entsprechend dem gewünschten Durchmesser des Futterrohrs 18 mit konstantem Durchmesser eingestellt. Hierzu wird eine herkömmliche Betätigung verwendet, beispielsweise ein erhöhter Fluiddruck und eine Berstscheibe in einer geeigneten Öffnung (nicht dargestellt) oder ein zusätzlicher Pfropf 56, der mit dem Fluidmaterial 38 in die Vorrichtung 10 zu einem herkömmlichen Pfropfsitz 58 eingespritzt wird. Das Greifwerkzeug 34 wird in Gang gesetzt und verbindet das obere Ende des hydraulischen Stellglieds 36 mit dem ausdehnbaren rohrförmigen Teil 14. Das eingespritzte Fluidmaterial 38 bewirkt auch, dass der einstellbare Konus 24 die gewünschte Durchmessergröße zum Ausbilden des Futterrohrs 18 mit konstantem Durchmesser erreicht. Das fortgesetzte Einspritzen von Fluidmaterial 38 erhöht zudem den Betriebsdruck in der Vorrichtung und bewirkt, dass das hydraulische Stellglied 36 den Ausdehnkonus 24 in das aus dehnbare rohrförmige Teil 14 zieht. Dadurch wird das ausdehnbare rohrförmige Teil 14 radial aufgeweitet.
  • Die fortgesetzte Aufwärtsbewegung des Ausdehnkonus zieht den Ventilschuh 32 an das untere Ende des radial aufgeweiteten rohrförmigen Teils 14. Dadurch trifft das Ende des radial aufgeweiteten rohrförmigen Teils 14 auf die Nasen 50 und verhindert dadurch, dass sich der Ventilschuh 32 weiter nach oben bewegt. Die fortgesetzte Aufwärtsbewegung des Ausdehnkonus zieht nun einen Hülsenausdehnkonus 60 für die Hülse 62 nach oben und dehnt dadurch eine Hülse des Ventilschuhs innerhalb des Ventilschuhs radial aus.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform, die in 11a–11b, 12, 13, 14, 15 und 16 dargestellt ist, kann die Ausdehnkonus-Baugruppe 16 auf zwei Außendurchmesser eingestellt werden, wobei ein Außendurchmesser größer ist als der andere Außendurchmesser. Man kann die Anordnung der Ausdehnkonus-Baugruppe auch gemäß den Prinzipien und dem Entwurf konstruieren, der im vorläufigen US-Patent Eingangsnummer 60/387,961 , Patentanwalts-Geschäftszeichen Nr. 25791.108, eingereicht am 12.6.2002, offenbart ist. Dieses Patent ist hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen. Eine beispielhafte Ausführungsform enthält ein rohrförmiges Trageteil 64, das mit einem Ende eines Sicherheitsbunds 66 verbunden ist, der einen Durchlass 66a und eine Vertiefung 66b bestimmt, und zwar an einem Ende für die Aufnahme des Endes des rohrförmigen Trageteils 14, und Vertiefungen 66c und 66d am anderen Ende.
  • Eine Drehmomentplatte 68 ist in der Vertiefung 66c des Sicherheitsbunds 66 aufgenommen und damit verbunden. Die Platte bestimmt einen Durchlass 68a und eine Anzahl Eingreifzähne 68b an einem Ende. Ein Ende eines oberen Dornbunds 70 ist in der Vertiefung 66d des Sicherheitsbunds 66 aufgenommen und damit verbunden, und zwar nahe eines Endes der Drehmomentplatte 68, das einen Durchlass 68a bestimmt. Drehmomentstifte 72a und 72b verbinden zudem das Ende des oberen Dornbunds 70 mit dem Ende des Sicherheitsbunds 66.
  • Ein Ende eines oberen Dorns 74 ist im oberen Dornbund 70 aufgenommen und damit verbunden. Der Dorn bestimmt einen Durchlass 74a, eine Anzahl Eingreifzähne 74b, die mit den Eingreifzähnen 68b der Drehmomentplatte 68 zusammenpassen und Drehmoment in beiden Richtungen übertragen, und einen externen Flansch 74c an einem anderen Ende.
  • Ein oberer Dichtungsbecher 76 passt mit dem oberen Dorn 74 zusammen, nimmt diesen auf und ist mit ihm nahe am Ende des oberen Dornbunds 70 verbunden. In einer beispielhaften Ausführungsform ist der obere Dichtungsbecher 76 ein herkömmlicher GuibersonTM-Dichtungsbecher. Eine obere Abstandshülse 78 passt mit dem oberen Dorn 74 zusammen, nimmt diesen auf und ist mit ihm nahe am Ende des oberen Dichtungsbechers 76 verbunden. Ein unterer Dichtungsbecher 80 passt mit dem oberen Dorn 74 zusammen, nimmt diesen auf und ist mit ihm nahe am Ende der oberen Abstandshülse 78 verbunden. In einer beispielhaften Ausführungsform ist der untere Dichtungsbecher 80 ein herkömmlicher GuibersonTM-Dichtungsbecher. Eine untere Abstandshülse 82 passt mit dem oberen Dorn 74 zusammen, nimmt diesen auf und ist mit ihm nahe am Ende des unteren Dichtungsbechers 80 und des äußeren Flanschs 74c des oberen Dorns verbunden. Eine Haltehülse 84 passt mit der unteren Abstandshülse zusammen, nimmt diese auf und ist mit ihr nahe an dem äußeren Flansch 74c des oberen Dorns 74 verbunden.
  • Ein Ende eines unteren Dorns 86 bestimmt eine Vertiefung 86a, die mit dem äußeren Flansch 74c des oberen Dorns 74 zusammenpasst, diesen aufnimmt und mit ihm verbunden ist, eine Vertiefung 86b, die mit dem Ende des oberen Dorns zusammenpasst, diesen aufnimmt und mit ihm verbunden ist, einen Durchlass 86c und einen äußeren Flansch 86d, der auf dem Umfang beabstandete Eingreifzähne 86da auf einer Endfläche des äußeren Flanschs aufweist. Drehmomentstifte 88a und 88b koppeln zudem die Vertiefung 86a des Endes des unteren Dorns 86 mit dem äußeren Flansch 74c des oberen Dorns 74. Bei Betrieb übertragen die Drehmomentstifte 88a und 88b Drehmomentlasten zwischen der Vertiefung 86a des Endes des unteren Dorns 86 und dem äußeren Flansch 74c des oberen Dorns 74.
  • Eine obere Nockenbaugruppe 90 enthält ein rohrförmiges Grundteil 90a, das mit dem unteren Dorn 86 zusammenpasst und diesen aufnimmt. Das Grundteil enthält einen äußeren Flansch 90aa, eine Anzahl auf dem Umfang beabstandete Eingreifzähne 90b, die von einem Ende des rohrförmigen Grundteils in Längsrichtung und radialer Richtung ausgehen und in die Eingreifzähne 86da der Endfläche des äußeren Flanschs 86d des unteren Dorns 86 eingreifen, und eine Anzahl auf dem Umfang beabstandete Nockenarme 90c, die vom anderen Ende des rohrförmigen Grundteils in der entgegengesetzten Längsrichtung ausgehen und mit dem unteren Dorn 86 zusammenpassen und diesen aufnehmen. Bei Betrieb übertragen die Eingreifzähne 86da der Endfläche des äußeren Flanschs 86d des unteren Dorns 86 Drehmomentlasten auf die Eingreifzähne 90b der oberen Nockenbaugruppe 90. Jeder Nockenarm 90c enthält einen inneren Abschnitt 90ca, der von dem rohrförmigen Grundteil 90a ausgeht und gebogene zylindrische Innen flächen 90caa und Außenflächen 90cab aufweist, einen sich verjüngenden Zwischenabschnitt, der von dem inneren Abschnitt 90cb ausgeht, der eine gebogene zylindrische Innenfläche 90cba und eine gebogene konische Außenfläche 90bbb aufweist, und einen äußeren Abschnitt 90cc, der vom Zwischenabschnitt 90cc ausgeht und gebogene zylindrische Innenflächen 90cca und Außenflächen 90ccb aufweist.
  • Eine untere Nockenbaugruppe 92 enthält ein rohrförmiges Grundteil 92a, das mit dem unteren Dorn 86 zusammenpasst und diesen aufnimmt. Das Grundteil enthält einen äußeren Flansch 92ca, eine Anzahl auf dem Umfang beabstandete Eingreifzähne 92b, die von einem Ende des rohrförmigen Grundteils in Längsrichtung und radialer Richtung ausgehen, und eine Anzahl auf dem Umfang beabstandete Nockenarme 92c, die vom anderen Ende des rohrförmigen Grundteils in der entgegengesetzten Längsrichtung ausgehen und mit dem unteren Dorn 86 zusammenpassen und diesen aufnehmen. Jeder Nockenarm 92c enthält einen inneren Abschnitt 92ca, der von dem rohrförmigen Grundteil 92a ausgeht und gebogene zylindrische Innenflächen 92caa und Außenflächen 92cab aufweist, einen sich verjüngenden Zwischenabschnitt 92cb, der von dem inneren Abschnitt 92ca ausgeht und eine gebogene zylindrische Innenfläche 92cba und eine gebogene konische Außenfläche 92cbb aufweist, und einen äußeren Abschnitt 92cc, der vom Zwischenabschnitt 92cb ausgeht und gebogene zylindrische Innenflächen 92cca und Außenflächen 92ccb aufweist.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform sind die obere Nockenbaugruppe 90 und die untere Nockenbaugruppe 92 im Wesentlichen identisch. In einer beispielhaften Ausführungsform sind die Nockenarme 90c der oberen Nockenbaugruppe 90 mit den Nockenarmen 92c der unteren Nockenbaugruppe 92 verschachtelt. Zudem überlappen in einer beispielhaften Ausführungsform auch die Nockenarme 90c der oberen Nockenbaugruppe 90 mit den Nockenarmen 92c der unteren Nockenbaugruppe 92 in Längsrichtung und erlauben es dadurch, Drehmomentlasten zwischen der oberen Nockenbaugruppe und der unteren Nockenbaugruppe zu übertragen.
  • Eine Anzahl obere Ausdehnkonussegmente 96 sind mit den Nockenarmen 90c der oberen Nockenbaugruppe 90 verschachtelt. Jedes Ausdehnkonussegment 96 enthält innere Abschnitte 96a, die gebogene zylindrische Innenflächen 96aa aufweisen, und eine gebogene zylindrische Außenfläche 96ab, Zwischenabschnitte 96b, die von den inneren Abschnitten ausgehen und eine gekrümmte konische Innenfläche 96ba und gekrümmte zylindrische und sphärische Außenflächen 96bb besitzen, und äußere Abschnitte 96c, die gebogene zylindrische Innenflächen 96ca und Außenflächen 96cb haben. In einer bei spielhaften Ausführungsform bestimmen die Außenflächen 96ab der inneren Abschnitte 96a der oberen Ausdehnkonussegmente 96 Schwenknuten 96d, die schwenkbar auf dem inneren Flansch 94d der oberen Haltehülse 94 montiert sind und diesen aufnehmen.
  • Die gebogenen inneren zylindrischen Flächen des inneren Abschnitts 96a passen mit dem unteren Dorn 86 zusammen und nehmen diesen auf. Die gebogenen inneren zylindrischen Flächen des inneren Abschnitts 96a passen auch mit den gebogenen zylindrischen Außenflächen der äußeren Abschnitte 92cc der entsprechenden Nockenarme 92c der unteren Nockenbaugruppe 92 zusammen und nehmen diese auf. Die gebogenen inneren konischen Flächen 96ba des inneren Abschnitts 96a passen auch mit den gebogenen konischen Außenflächen der Zwischenabschnitte 92cb der entsprechenden Nockenarme 92c der unteren Nockenbaugruppe 92 zusammen und nehmen diese auf.
  • Eine Anzahl unterer Ausdehnkonussegmente 98 ist mit den oberen Ausdehnkonussegmenten 96 und den Nockenarmen 90c der unteren Nockenbaugruppe 90 verschachtelt und überlappt sie. Auf diese Weise können Drehmomentlasten zwischen den oberen Ausdehnkonussegmenten 96 und den unteren Ausdehnkonussegmenten 98 übertragen werden. Jedes untere Ausdehnkonussegment 98 enthält innere Abschnitte 98a, die gebogene zylindrische Innenflächen 98aa aufweisen, und eine gebogene zylindrische Außenfläche 98ab, Zwischenabschnitte 98b, die von den inneren Abschnitten ausgehen und eine gekrümmte konische Innenfläche 98ba und gekrümmte zylindrische und sphärische Außenflächen 98bb aufweisen, und äußere Abschnitte 98c, die gekrümmte zylindrische Innenflächen 98ca und Außenflächen 98cb aufweisen. In einer beispielhaften Ausführungsform bestimmen die Außenflächen 98ab der inneren Abschnitte 98a der oberen Ausdehnkonussegmente 98 Schwenknuten 98aba, die schwenkbar auf dem inneren Flansch 100d einer unteren Haltehülse 100 montiert sind und diese aufnehmen.
  • Die gebogenen zylindrischen Innenflächen 98aa passen mit dem unteren Dorn 86 zusammen und nehmen diesen auf. Die gebogenen zylindrischen Innenflächen 98aa passen auch mit den gekrümmten zylindrischen Außenflächen der äußeren Abschnitte 90cc der entsprechenden Nockenarme 90c der oberen Nockenbaugruppe 90 zusammen und nehmen diese auf. Die gebogenen inneren konischen Flächen 98ba passen mit den gekrümmten konischen Außenflächen der Zwischenabschnitte 90cb der entsprechenden Nockenarme 90c der unteren Nockenbaugruppe 90 zusammen und nehmen diese auf.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform sind die Geometrien der oberen Ausdehnkonussegmente 96 und der unteren Ausdehnkonussegmente 98 im Wesentlichen identisch. In einer beispielhaften Ausführungsform verjüngen sich die oberen Ausdehnkonussegmente 96 in Längsrichtung von den Enden der Zwischenabschnitte 96b zu den Enden der äußeren Abschnitte 96c. Die unteren Ausdehnkonussegmente 98 verjüngen sich in Längsrichtung von den Enden der Zwischenabschnitte 98b zu den Enden der äußeren Abschnitte 98c. Sind in einer beispielhaften Ausführungsform die oberen Ausdehnkonussegmente 96 und die unteren Ausdehnkonussegmente 98 in einer vollständig ausgefahrenen Position angeordnet, so bestimmen die gebogenen zylindrischen Außenflächen 96ab der oberen und unteren Ausdehnkonussegmente 96 eine zusammenhängende zylindrische Fläche. Die gebogenen sphärischen Außenflächen der oberen und unteren Ausdehnkonussegmente 96bb und 98bb bestimmen eine zusammenhängende gekrümmte sphärische Fläche. Die gebogenen zylindrischen Außenflächen der oberen und unteren Ausdehnkonussegmente bestimmen eine zusammenhängende zylindrische Fläche.
  • Ein Ende einer unteren Haltehülse 100 bestimmt einen Durchgang 100a, der mit den äußeren Umfangsflächen des externen Flansches 92aa und den Eingreifzähnen 92b der unteren Nockenbaugruppe 92 zusammenpasst und diese aufnimmt, sowie eine innere ringförmige Vertiefung 100b, und sie enthält einen inneren Flansch 100c, der den äußeren Flansch der unteren Nockenbaugruppe hält, und einen inneren Flansch 100d an einem Ende der unteren Haltehülse, der eine verrundete innere Endfläche umfasst, die mit entsprechenden Schwenknuten der unteren Ausdehnkonussegmente 98 zusammenpasst und dadurch die unteren Ausdehnkonussegmente schwenkbar mit der unteren Haltehülse verbindet.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform sind die gebogenen zylindrischen Außenflächen der oberen Ausdehnkonussegmente 96 und die gebogenen zylindrischen Außenflächen der unteren Ausdehnkonussegmente 98 mit der Außenfläche der oberen Haltehülse 94 ausgerichtet. In einer beispielhaften Ausführungsform sind die gebogenen zylindrischen Außenflächen der oberen Ausdehnkonussegmente 96 und die gebogenen zylindrischen Außenflächen der unteren Ausdehnkonussegmente mit der Außenfläche der unteren Haltehülse 100 ausgerichtet.
  • Ein Ende eines Ventilschuhadapters 102, der zahlreiche am Umfang beabstandete Eingreifzähne 102a aufweist, die in die Eingreifzähne 92b der unteren Nockenbaugruppe 92 eingreifen, ist in einem Ende der unteren Haltehülse 100 aufgenommen und damit verschraubt, wobei der Adapter einen Durchgang 102b an einem Ende bestimmt, der ein Ende des unteren Dorns 86 aufnimmt, einen Durchgang 102c, der einen verringerten Innendurchmesser am anderen Ende aufweist, eine Anzahl radialer Durchgänge 102d am anderen Ende, und einen inneren Flansch 102e enthält, und einen Torsionsverbinder 102f am anderen Ende enthält, der eine Anzahl Torsionsverbinderteile 102fa umfasst. Bei Betrieb übertragen die Eingreifzähne 92b der unteren Nockenbaugruppe 92 Drehmomentlasten in beiden Richtungen über die Eingreifzähne 102a des Ventilschuhadapters.
  • Ein Ende einer Haltehülse 104 liegt an der Stirnfläche des rohrförmigen Grundteils 92a der unteren Nockenbaugruppe 92 an. Es passt zum Durchgang 102b des Ventilschuhadapters 102 und ist dort aufgenommen. Die Haltehülse 104 bestimmt einen Durchgang 104a, der ein Ende des unteren Dorns 86 aufnimmt, einen Halsdurchgang 104b, der einen Kugelventilsitz 104c enthält, und sie enthält einen Flansch 104d. Ein weiteres Ende der Haltehülse, das einen verringerten Außendurchmesser aufweist, passt mit dem Durchgang 102c des Ventilschuhadapters 102 zusammen und ist dort aufgenommen.
  • Eine Anschlagsmutter 106 nimmt das Ende des unteren Dorns 86 in dem Durchgang 104a der Haltehülse 104 auf und ist damit verschraubt. Scherbolzen 108 verbinden die Anschlagsmutter 106 lösbar mit der Haltehülse 104. In einem Ende der Haltehülse 104 sind Verriegelungsnasen 110 angeordnet, die den unteren Dorn 86 aufnehmen und lösbar mit ihm verbunden sind. Eine scheibenförmige Einstellplatte 112 nimmt den unteren Dorn 86 auf und ist in einem Ende der Haltehülse 104 zwischen gegenüberliegenden Enden des rohrförmigen Grundteils 92a der oberen Nockenbaugruppe 92 und den Verriegelungsnasen 110 angeordnet. Berstscheiben 114 sind innerhalb der radialen Durchgänge 102d des Ventilschuhadapters 102 angeordnet und lösbar damit verbunden.
  • Ein Ende eines Ventilschuhs 116 passt mit dem Torsionsverbinder 102f des Ventilschuhadapters 102 zusammen und ist lösbar damit verbunden. Der Ventilschuh 116 bestimmt einen Durchgang 116a und einen verschließbaren Durchgang 116b. Auf diese Weise lassen sich Torsionslasten zwischen dem Ventilschuhadapter 102 und dem Ventilschuh 116 übertragen. Ein Ende eines ausdehnbaren rohrförmigen Teils 14, das das rohrförmige Trageteil 64, den Sicherheitsbund 66, den Bund 70 des oberen Dorns, den oberen Dichtungsbecher 76, den unteren Dichtungsbecher 80, den unteren Dorn 86, die oberen Ausdehnkonussegmente 96, die unteren Ausdehnkonussegmente 98 und den Ventilschuhadapter 102 umgibt, ist mit einem Ende des Ventilschuhs 116 verbunden und nimmt dieses auf, und es ist beweglich mit den gekrümmten sphärischen Außenflächen 96bb und 98bb der oberen und unteren Ausdehnkonussegmente 96 und 98 verbunden und wird von diesen getragen.
  • Bei Betrieb wird die Vorrichtung 10 zumindest teilweise in einer bereits vorhande nen Struktur angeordnet, beispielsweise einem Bohrloch 12, das eine unterirdische Formation durchquert, und das ein bereits vorhandenes Bohrloch-Futterrohr 18 enthalten kann. Das Bohrloch 12 kann in jeder beliebigen Position beispielsweise zwischen einer vertikalen Position und einer horizontalen Position angeordnet sein. Ein Fluidmaterial 38 wird nun in die Vorrichtung 10 über die Durchgänge 64a, 66a, 74a, 86c, 102c, 116a und 116b in den Ring zwischen dem ausdehnbaren rohrförmigen Teil 14 und dem Bohrloch 12 eingespritzt. In einer beispielhaften Ausführungsform ist das Fluidmaterial 38 ein aushärtbares Fluiddichtungsmaterial. Auf diese Weise kann man eine ringförmige Dichtungslage innerhalb des Rings zwischen dem ausdehnbaren rohrförmigen Teil 14 und dem Bohrloch 12 ausbilden.
  • Daraufhin wird eine Kugel 55, siehe 17a und 17b, innerhalb des verschließbaren Durchgangs 116b des Ventilschuhs 116 angeordnet, die den Durchgang 116b versperrt, indem Fluidmaterial 38 über die Durchgänge 64a, 66a, 74a, 86c und 102c in die Vorrichtung 10 eingespritzt wird. Dadurch zersprengt der gestiegene Betriebsdruck in dem Durchgang 102c die Berstscheiben 114, die in den radialen Durchgängen 102d des Ventilschuhadapters 102 angeordnet sind. Das fortgesetzte Einspritzen des Fluidmaterials 38 setzt dadurch das Innere des ausdehnbaren rohrförmigen Teils 14 unter dem unteren Dichtungsbecher 80 unter Druck und verschiebt dadurch die unteren und oberen Ausdehnkonussegmente 96 und 98 bezüglich des Ventilschuhs 116 und des ausdehnbaren rohrförmigen Teils 14 nach oben. Dadurch wird das ausdehnbare rohrförmige Teil 14 plastisch verformt und radial aufgeweitet. Die Berstscheiben 114 erfassen also den Betriebsdruck des eingespritzten Fluidmaterials 38 in dem Durchgang 102c und kontrollieren dadurch den Beginn der radialen Ausdehnung und plastischen Verformung des ausdehnbaren rohrförmigen Teils 14.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform wird jegliche Leckage des unter Druck stehenden Fluidmaterials 38 über den unteren Dichtungsbecher 80 hinaus von dem oberen Dichtungsbecher 76 abgefangen und gegen weitere Austritte abgedichtet. Auf diese Weise bietet der untere Dichtungsbecher 80 die Hauptfluiddichtung gegen die Innenfläche des ausdehnbaren rohrförmigen Teils 14, und der obere Dichtungsbecher 76 bietet eine zweite Sicherheitsfluiddichtung gegen die Innenfläche des ausdehnbaren rohrförmigen Teils. Da der untere Dichtungsbecher 80 und/oder der obere Dichtungsbecher 76 eine fluidfeste Abdichtung gegen die Innenfläche des ausdehnbaren rohrförmigen Teils 14 bietet, werden die oberen und unteren Ausdehnkonussegmente 96 und 98 durch die axialen Kräfte, die die Dichtungsbecher erzeugen, nach oben durch das ausdehnbare rohrförmige Teil gezogen.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform ist während des radialen Ausdehnvorgangs die Grenzfläche zwischen den gekrümmten sphärischen Außenflächen 96bb und 98bb der oberen und unteren Ausdehnkonussegmente 96 und 98 und der Innenfläche des ausdehnbaren rohrförmigen Teils 14 nicht fluiddicht. Damit kann das Fluidmaterial 38 eine Schmierung für die gesamte Ausdehnung der Grenzfläche zwischen den zylindrischen Außenflächen 96bba und 98cb und den gekrümmten sphärischen Außenflächen 96bb und 98bb der oberen und unteren Ausdehnkonussegmente 96 und 98 und der Innenfläche des ausdehnbaren rohrförmigen Teils 14 liefern. Zudem haben experimentelle Prüfungen das unerwartete Ergebnis geliefert, dass der benötigte Arbeitsdruck des Fluidmaterials 38 für die radiale Aufweitung des ausdehnbaren rohrförmigen Teils 14 geringer ist, wenn die Grenzfläche zwischen den zylindrischen Außenflächen 96bba und 98cb und den gekrümmten sphärischen Außenflächen 96bb und 98bb der oberen und unteren Ausdehnkonussegmente 96 und 98 und der Innenfläche des ausdehnbaren rohrförmigen Teils 14 nicht fluiddicht ist. Ferner haben experimentelle Prüfungen auch gezeigt, dass die gekrümmte sphärische Außenfläche, die die gekrümmten sphärischen Außenflächen 96bb und 98bb der oberen und unteren Ausdehnkonussegmente 96 und 98 bereitstellen, verglichen mit einem Ausdehnkonus mit einer konischen Außenfläche eine radiale Aufweitung und plastische Verformung des ausdehnbaren rohrförmigen Teils 14 bei geringeren Arbeitsdrücken liefert.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform, siehe 18a, 18b und 19, können nun die oberen und unteren Ausdehnkonussegmente 96 und 98 auf einen gewünschten Ausdehndurchmesser eingestellt werden, indem man eine Kugel 57 in dem Kugelventilsitz 104c des Halsdurchgangs 104b der Haltehülse 104 anordnet. Das fortgesetzte Einspritzen des Fluidmaterials 38 nach dem Anordnen der Kugel 57 in dem Kugelventilsitz 104c erzeugt einen Differenzdruck an der Kugel 57, wodurch eine nach unten gerichtete Längskraft auf die Haltehülse 104 ausgeübt wird, die die Scherbolzen 108 abschert. Hierdurch wird die Haltehülse 104 in Längsrichtung nach unten bezüglich des Ventilschuhadapters 102 verschoben, wodurch die Verriegelungsnasen 110 nach außen in radialer Richtung verschoben werden können. Die radiale Außenverschiebung der Verriegelungsnasen 110 löst die Verriegelungsnasen vom Eingriff in den unteren Dorn 86. Somit erfassen die Scherbolzen 108 den Arbeitsdruck des eingespritzten Fluidmaterials 38 in dem Halsdurchgang 104b und kontrollieren dadurch den Beginn des Zusammenziehens der oberen und unteren Ausdehnkonussegmente 96 und 98 auf einen geringeren Durchmesser.
  • Das fortgesetzte Einspritzen des Fluidmaterials 38 verschiebt die Haltehülse 104 bezogen auf den Ventilschuhadapter 102 weiter in Längsrichtung nach unten, bis der äußere Flansch 104d der Haltehülse 104 anschlägt, und es wird eine nach unten gerichtete Längskraft auf den inneren Flansch 102e des Ventilschuhadapters ausgeübt. Dadurch wird auch der Ventilschuhadapter 102 bezogen auf den unteren Dorn 86 in Längsrichtung nach unten verschoben. Die Verschiebung in Längsrichtung nach unten des Ventilschuhadapters 102 bezogen auf den unteren Dorn 86 bewirkt, dass die untere Nockenbaugruppe 92, die unteren Ausdehnkonussegmente 98 und die untere Haltehülse 100, die fest am Ventilschuhadapter befestigt sind, ebenfalls bezogen auf den unteren Dorn 86, die obere Nockenbaugruppe 90 und die oberen Ausdehnkonussegmente 96 in Längsrichtung nach unten verschoben werden. Die Verschiebung in Längsrichtung nach unten der unteren Nockenbaugruppe 92 relativ zu den oberen Ausdehnkonussegmenten 96 bewirkt, dass die oberen Ausdehnkonussegmente auf den konischen Außenflächen 92cbb der unteren Nockenbaugruppe nach unten gleiten und dadurch um den inneren Flansch 94d der oberen Haltehülse 94 in radialer Richtung nach innen schwenken. Die Verschiebung in Längsrichtung nach unten der unteren Ausdehnkonussegmente 98 relativ zur oberen Nockenbaugruppe 90 bewirkt, dass die unteren Ausdehnkonussegmente 98 auf den konischen Außenflächen 90cbb der oberen Nockenbaugruppe nach unten gleiten und dadurch um den inneren Flansch 100d der unteren Haltehülse in radialer Richtung nach innen schwenken. Durch die radiale Einwärtsbewegung der oberen und unteren Ausdehnkonussegmente 96 und 98 liefern die gebogenen äußeren Kugelflächen 96bb und 98bb der oberen und unteren Ausdehnkonussegmente 96 und 98 äußere gekrümmte Ausdehnflächen mit einem kleineren Durchmesser.
  • Die Verschiebung in Längsrichtung nach unten der Haltehülse 94 und des Ventilschuhadapters 102 relativ zum unteren Dorn 86 wird angehalten, wenn die Anschlagsmutter 106 auf die Verriegelungsnasen 110 trifft. An dieser Stelle kann man die Vorrichtung 10 aus dem Inneren des ausdehnbaren rohrförmigen Teils 14 entnehmen.
  • Somit kann man die Vorrichtung 10 aus dem ausdehnbaren rohrförmigen Teil 14 entfernen, bevor die radiale Aufweitung und plastische Verformung des ausdehnbaren rohrförmigen Teils abgeschlossen ist, indem man die oberen und unteren Ausdehnkonussegmente 96 und 98 kontrolliert zusammenzieht. Dadurch bietet die Vorrichtung 10 die folgenden Vorteile: 1) die Vorrichtung kann entnommen werden, wenn Probleme beim Ausdehnen auftreten; 2) es sind geringere Ausdehnkräfte erforderlich, weil der Abschnitt des ausdehnbaren rohrförmigen Teils 14 zwischen den Dichtungsbechern 76 und 80 und die Ausdehnkonussegmente dem Ausdehnfluiddruck ausgesetzt sind; 3) man kann die Ausdehnkonussegmente vor der radialen Ausdehnung durch das ausdehnbare rohrförmige Teil abwärts bewegen und anschließend die Ausdehnkonussegmente ausfahren; 4) die Ausdehnkonussegmente können auf einen Durchmesser zum Ausbilden eines Trichterabschnitts ausgefahren werden; und 5) man kann die Ausdehnkonussegmente auf einen zweiten Durchmesser zum Ausdehnen des restlichen ausdehnbaren rohrförmigen Teils einstellen.
  • In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform, die in 20a–20b dargestellt ist, bewirkt die Aufwärtsbewegung der Vorrichtung 10, dass der Ausdehnkonus für die Hülse 60 die Hülse 62 des Ventilschuhs 32 vollständig radial ausdehnt, und eine Zementiersonde 118 wird nach unten gezogen, bis ihre Weiterbewegung von dem Zementiersonden-Haltering 119 angehalten wird. Durch die vollständige radiale Ausdehnung der Hülse ist der Ventilschuh nun fest mit dem Ende des radial ausgeweiteten rohrförmigen Teils verbunden.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform, die in 21a–21b dargestellt ist, wird das Gestängerohr 30 in das Bohrloch 12 abgelassen, bis die Zementiersonde 118 in das Ende 120 des Gleithülsenventils 122 einsticht und dadurch den Fluidmaterialien 38 erlaubt, den Pfropf bzw. die Kugel 52 zu umgehen. Dadurch wird nun ein Umgehungsströmungsweg 124 für Zement oder andere Fluidmaterialien 38 bereitgestellt, damit diese um den Pfropf bzw. die Kugel 52 herum fließen können.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform, die in 22a–22b dargestellt ist, kann nun ein aushärtbares Fluiddichtungsmaterial 38, beispielsweise Zement, in die Vorrichtung 10 eingespritzt werden. Der Zement fließt durch das Innere der Vorrichtung, durch den Umgehungsströmungsweg 124 und zum Strömungsventil 126 hinaus in den Ring 128 zwischen dem radial aufgeweiteten rohrförmigen Teil 22 und dem Bohrloch 12. Nach dem Einspritzen des Zements 38 in den Ring 128 verhindert das Strömungsventil 126, dass der Zement in die Vorrichtung zurück fließt.
  • Nach dem Beenden der Zementeinspritzung in den Ring wird das Gestängerohr 30 nach oben aus dem Bohrloch 12 gezogen und veranlasst dadurch, dass die Zementiersonde 118 das Gleithülsenventil 122 schließt. Die radiale Aufweitung und plastische Verformung des ausdehnbaren rohrförmigen Teils 14 kann nun durch das wieder aufgenommene Einspritzen von Fluidmaterial 38 in die Vorrichtung 10 fortgesetzt werden. In einigen alternativen Ausführungsformen kann die fortgesetzte radiale Aufweitung und plastische Verformung des ausdehnbaren rohrförmigen Teils 14 dadurch erfolgen, dass man das Innere der Vorrichtung 10 unter dem Ausdehnkonus 24 unter Druck setzt und/oder den Ausdehnkonus 24 mit Hilfe des hydraulischen Stellglieds 36 nach oben verschiebt.
  • Nach dem Abbinden des Zements kann man den Ventilbund 32 herausbohren und ein weiteres ausdehnbares rohrförmiges Teil kann im Bohrloch radial aufgeweitet und plastisch verformt werden, wobei sich das obere Ende des weiteren rohrförmigen Teils mit dem unteren Ende des bereits ausgedehnten rohrförmigen Teils überlappt. Auf diese Weise kann man ein Bohrloch-Futterrohr mit konstanten Durchmesser ausbilden, das zahlreiche radial aufgeweitete rohrförmige Teile enthält.
  • In einigen anderen Ausführungsformen kann man GuibersonTM-Dichtungsbecher über dem Ausdehnkonus zufügen, die eine fluidfeste Dichtung zwischen dem Gestängerohr und der Innenfläche des ausdehnbaren rohrförmigen Teils herstellen. Auf diese Weise zieht in der anderen Ausführungsform der Fluiddruck unter den Dichtungsbechern den Ausdehnkonus durch das ausdehnbare rohrförmige Teil nach oben.
  • In einigen anderen Ausführungsformen kann man die ausdehnbare einstellbare Ausdehnkonus-Baugruppe mit zwei einstellbaren Ausdehndurchmessern durch zwei getrennte einstellbare Konen ersetzen, wobei ein Konus auf einen Durchmesser einstellbar ist, der dem gewünschten Durchmesser des Trichterabschnitts entspricht, und der andere Konus auf einen Durchmesser einstellbar ist, der dem gewünschten Durchmesser des Futterrohrs mit konstantem Durchmesser entspricht.
  • In einigen anderen Ausführungsformen kann man die ausdehnbare einstellbare Ausdehnkonus-Baugruppe mit zwei einstellbaren Ausdehndurchmessern durch einen einstellbaren Konus ersetzen, der auf einen Durchmesser einstellbar ist, der dem gewünschten Durchmesser des Trichterabschnitts entspricht, und einen nicht einstellbaren Konus mit einem festen Durchmesser, der dem gewünschten Durchmesser des Futterrohrs mit konstantem Durchmesser entspricht.
  • In einigen anderen Ausführungsformen kann man eine herkömmliche rotierende Ausdehnvorrichtung, eine herkömmliche nachgiebige Ausdehnvorrichtung und/oder eine herkömmliche Hydroforming-Ausdehnvorrichtung anstelle der Ausdehnkonus-Baugruppe 16 oder in Kombination mit ihr verwenden.
  • In einigen anderen Ausführungsformen kann man eine oder mehrere der her kömmlichen im Handel erhältlichen Ausdehnvorrichtungen von Weatherford International, Baker Hughes, Halliburton Energy Services, Schlumberger, und/oder Enventure Global Technology anstelle der Ausdehnkonus-Baugruppe 16 oder in Kombination mit ihr verwenden.
  • In mehreren beschriebenen Ausführungsformen ist eine Vorrichtung zum radialen Ausdehnen und plastischen Verformen eines ausdehnbaren rohrförmigen Teils von einem anfänglichen Innendurchmesser auf einen gewünschten Durchmesser eines Bohrloch-Futterrohrs mit konstantem Durchmesser offenbart. Die Vorrichtung umfasst:
    ein oberes rohrförmiges Trageteil, das einen ersten Durchgang bestimmt;
    einen oder mehrere Dichtungsbecher, die mit der Außenfläche des oberen rohrförmigen Trageteils verbunden sind und eine Grenzfläche zwischen dem oberen rohrförmigen Trageteil und dem ausdehnbaren rohrförmigen Teil abdichten;
    eine Ausdehnkonus-Baugruppe, die mit dem oberen rohrförmigen Trageteil verbunden ist und auf einen Ausdehndurchmesser einstellbar ist, der dem gewünschten Durchmesser des Trichterabschnitts des Bohrloch-Futterrohrs entspricht und dem Ausbilden eines ausgeweiteten Trichterabschnitts im ausdehnbaren rohrförmigen Teil dient, und die auf einen werteren Ausdehndurchmesser einstellbar ist, der dem gewünschten Durchmesser des Futterrohrs mit konstantem Durchmesser entspricht und dem Ausbilden des Bohrloch-Futterrohrs mit konstantem Durchmesser dient;
    ein Mittel zum Betätigen des ausdehnbaren rohrförmigen Teils, damit es vom einen Durchmesser auf den anderen Durchmesser eingestellt wird; und
    ein Stellglied zum Bewegen des Konus durch das ausdehnbare rohrförmige Teil um eine gewünschte Entfernung, wobei die Ausdehnkonus-Baugruppe auf den Durchmesser des Trichterabschnitts eingestellt ist, und zum Bewegen der Ausdehnkonus-Baugruppe durch das ausdehnbare rohrförmige Teil um eine andere Entfernung, wobei die Ausdehnkonus-Baugruppe auf den gewünschten Durchmesser des Abschnitts des ausdehnbaren rohrförmigen Teils mit konstantem Durchmesser eingestellt ist.
  • In einer Ausführungsform enthält die Ausdehnkonus-Baugruppe einen einzigen einstellbaren Konus, der eine Außenfläche besitzt, die auf den Durchmesser des Trichterabschnitts des ausdehnbaren rohrförmigen Teils einstellbar ist, wobei die Außenfläche des einzigen einstellbaren Konus auch auf den Durchmesser einstellbar ist, der dem gewünschten Durchmesser des Bohrloch-Futterrohrs mit konstantem Durchmesser entspricht.
  • In einer anderen Ausführungsform enthält die Ausdehnkonus-Baugruppe einen ersten einstellbaren Konus, der eine Außenfläche besitzt, die auf den Durchmesser des Trichterabschnitts des ausdehnbaren rohrförmigen Teils einstellbar ist, und einen zweiten Konus, der eine Außenfläche besitzt, die auf den Durchmesser einstellbar ist, der dem gewünschten Durchmesser des Bohrloch-Futterrohrs mit konstantem Durchmesser entspricht.
  • In einer anderen Ausführungsform enthält die Ausdehnkonus-Baugruppe einen ersten einstellbaren Konus, der eine Außenfläche besitzt, die auf den Durchmesser des Trichterabschnitts des ausdehnbaren rohrförmigen Teils einstellbar ist und nach dem Ausdehnen des Trichterabschnitts verkleinert werden kann, und einen zweiten Konus mit festem Durchmesser, der dem gewünschten Durchmesser des Bohrloch-Futterrohrs mit konstantem Durchmesser entspricht, so dass ein Verkleinern des ersten Konus den effektiven Ausdehndurchmesser wirksam auf den festen Durchmesser des zweiten Konus einstellt.
  • In einer anderen Ausführungsform enthält die Ausdehnkonus-Baugruppe eine obere Nockenbaugruppe, die mit dem oberen rohrförmigen Trageteil verbunden ist, umfassend:
    eine rohrförmige Basis, die mit dem oberen rohrförmigen Trageteil verbunden ist; und
    eine Anzahl Nockenarme, die sich von der rohrförmigen Basis in einer Längsrichtung nach unten erstrecken, wobei jeder Nockenarm eine geneigte Oberfläche bestimmt;
    eine Anzahl oberer Ausdehnkonussegmente, die mit den Nockenarmen der oberen Nockenbaugruppe verschachtelt sind und schwenkbar an das rohrförmige Trageteil gekoppelt sind, wobei jedes obere Ausdehnsegment relativ zur geneigten Fläche eines der zahlreichen Nockenarme beweglich ist, um die radiale Position einer Außenfläche des Segments einzustellen, damit der Durchmesser der Ausdehnkonus-Baugruppe eingestellt wird;
    ein unteres rohrförmiges Trageteil, das einen zweiten Durchgang bestimmt, der für Fluid mit dem ersten Durchgang verbunden ist, und das lösbar mit dem oberen rohrförmigen Trageteil verbunden ist;
    eine untere Nockenbaugruppe, die mit dem unteren rohrförmigen Trageteil verbunden ist, umfassend:
    eine rohrförmige Basis, die mit dem unteren rohrförmigen Trageteil gekoppelt ist; und
    eine Anzahl Nockenarme, die sich von der rohrförmigen Basis in einer Längsrichtung nach oben erstrecken, wobei jeder Nockenarm eine geneigte Oberfläche bestimmt, die mit der geneigten Oberfläche eines zugeordneten oberen Ausdehnkonussegments zusammenpasst,
    wobei die Nockenarme der oberen Nockenbaugruppe mit den Nockenarmen der unteren Nockenbaugruppe verschachtelt sind und sie überlappen; und
    eine Anzahl unterer Ausdehnkonussegmente, die mit den Nockenarmen der unteren Nockenbaugruppe verschachtelt sind, wobei jedes untere Ausdehnkonussegment schwenkbar mit dem unteren rohrförmigen Trageteil verbunden ist und zur geneigten Fläche eines zugehörigen Nockenarms der oberen Nockenbaugruppe passt, und jedes untere Ausdehnsegment bezüglich der geneigten Fläche eines der zahlreichen Nockenarme beweglich ist, um die radiale Position einer Außenfläche des Segments einzustellen, damit der Durchmesser der Ausdehnkonus-Baugruppe eingestellt wird, wobei die unteren Ausdehnkonussegmente mit den oberen Ausdehnkonussegmenten verschachtelt sind und diese überlappen, und wobei die oberen und unteren Ausdehnkonussegmente jeweils eine gekrümmte sphärische Außenfläche annähern, die dem plastischen Verformen und radialen Ausdehnen des ausdehnbaren rohrförmigen Teils dient.
  • In einer anderen Ausführungsform ist eine Vorrichtung zum radialen Ausdehnen und plastischen Verformen eines ausdehnbaren rohrförmigen Teils offenbart, die enthält:
    ein rohrförmiges Trageteil;
    eine einstellbare Ausdehnkonus-Baugruppe, die mit dem rohrförmigen Trageteil verbunden ist;
    ein ausdehnbares rohrförmiges Teil, das mit der einstellbaren Ausdehnkonus-Baugruppe verbunden ist;
    Mittel zum Verschieben der einstellbaren Ausdehnkonus-Baugruppe gegen das ausdehnbare rohrförmige Teil; und
    Mittel zum Einstellen der einstellbaren Ausdehnkonus-Baugruppe von einem effektiven Ausdehnungsdurchmesser auf einen anderen effektiven Ausdehnungsdurchmesser.
  • In einer anderen Ausführungsform umfasst das rohrförmige Trageteil ein oberes rohrförmiges Trageteil, das einen inneren Flansch enthält, und ein unteres rohrförmiges Trageteil, das einen inneren Flansch enthält; wobei der Ausdehnkonus umfasst:
    eine obere Nockenbaugruppe, die mit dem oberen rohrförmigen Trageteil verbunden ist, umfassend:
    eine rohrförmige Basis, die mit dem oberen Trageteil verbunden ist; und
    eine Anzahl Nockenarme, die sich von der rohrförmigen Basis in einer Längsrichtung nach unten erstrecken, wobei jeder Nockenarm eine geneigte Oberfläche bestimmt;
    eine Anzahl oberer Ausdehnkonussegmente, die mit den Nockenarmen der oberen Nockenbaugruppe verschachtelt sind und schwenkbar an den inneren Flansch des oberen rohrförmigen Trageteils gekoppelt sind;
    eine untere Nockenbaugruppe, die mit dem unteren rohrförmigen Trageteil verbunden ist, umfassend:
    eine rohrförmige Basis, die mit dem unteren rohrförmigen Trageteil gekoppelt ist; und
    eine Anzahl Nockenarme, die sich von der rohrförmigen Basis in einer Längsrichtung nach oben erstrecken, wobei jeder Nockenarm eine geneigte Oberfläche bestimmt, die mit der geneigten Oberfläche eines zugeordneten oberen Ausdehnkonussegments zusammenpasst,
    wobei die Nockenarme der oberen Nockenbaugruppe mit den Nockenarmen der unteren Nockenbaugruppe verschachtelt sind und sie überlappen; und
    eine Anzahl unterer Ausdehnkonussegmente, die mit den Nockenarmen der unteren Nockenbaugruppe verschachtelt sind, wobei jedes untere Ausdehnkonussegment schwenkbar mit dem inneren Flansch des unteren rohrförmigen Trageteils verbunden ist und mit der geneigten Oberfläche eines zugeordneten Nockenarms der oberen Nockenbaugruppe zusammenpasst; und worin die Vorrichtung ferner umfasst:
    Mittel zum lösbaren Verbinden des oberen rohrförmigen Trageteils und des unteren rohrförmigen Trageteils; und
    Mittel zum Begrenzen der Bewegung des oberen rohrförmigen Trageteils gegen das untere rohrförmige Trageteil.
  • In einer anderen Ausführungsform enthält die Vorrichtung zum radialen Ausdehnen und plastischen Verformen eines ausdehnbaren rohrförmigen Teils zudem Mittel zum Schwenken der oberen Ausdehnkonussegmente und Mittel zum Schwenken der unteren Ausdehnkonussegmente.
  • In einer anderen Ausführungsform enthält die Vorrichtung zum radialen Ausdehnen und plastischen Verformen eines ausdehnbaren rohrförmigen Teils zudem Mittel zum Ziehen der einstellbaren Ausdehnkonus-Baugruppe durch das ausdehnbare rohrförmige Teil.
  • Es wird eine einstellbare Ausdehnkonus-Baugruppe offenbart, die eine obere Nockenbaugruppe umfasst, die enthält:
    eine rohrförmige Basis und eine Anzahl Nockenarme, die sich von der rohrförmigen Basis in einer Längsrichtung nach unten erstrecken, wobei jeder Nockenarm eine geneigte Oberfläche bestimmt;
    eine Anzahl oberer Ausdehnkonussegmente, die mit den Nockenarmen der obe ren Nockenbaugruppe verschachtelt sind;
    eine untere Nockenbaugruppe, die eine rohrförmige Basis und eine Anzahl Nockenarme enthält, die sich von der rohrförmigen Basis in einer Längsrichtung nach oben erstrecken, wobei jeder Nockenarm eine geneigte Oberfläche bestimmt, die mit der geneigten Oberfläche eines zugeordneten oberen Ausdehnkonussegments zusammenpasst,
    wobei die Nockenarme der oberen Nockenbaugruppe mit den Nockenarmen der unteren Nockenbaugruppe verschachtelt sind und sie überlappen;
    eine Anzahl unterer Ausdehnkonussegmente, die mit den Nockenarmen der unteren Nockenbaugruppe verschachtelt sind, wobei jedes untere Ausdehnkonussegment mit der geneigten Fläche eines zugeordneten Nockenarms der oberen Nockenbaugruppe zusammenpasst;
    Mittel zum Bewegen der oberen Nockenbaugruppe auf die unteren Ausdehnkonussegmente zu oder von diesen weg, damit die radiale Position einer Außenfläche der unteren Ausdehnkonussegmente eingestellt wird; und
    Mittel zum Bewegen der unteren Nockenbaugruppe auf die oberen Ausdehnkonussegmente zu oder von diesen weg, damit die radiale Position einer Außenfläche der oberen Ausdehnkonussegmente eingestellt wird.
  • In einer Ausführungsform nähern die einstellbare Ausdehnkonus-Baugruppe und die oberen und unteren Ausdehnkonussegmente gemeinsam eine gebogene sphärische Außenfläche an.
  • In einer Ausführungsform der einstellbaren Ausdehnkonus-Baugruppe umfasst jedes obere Ausdehnkonussegment:
    einen inneren Abschnitt, der eine gekrümmte zylindrische obere Fläche und gekrümmte zylindrische untere Flächen bestimmt;
    einen Zwischenabschnitt, der gekrümmte zylindrische und sphärische obere Flächen und eine gekrümmte konische untere Fläche bestimmt; und
    einen äußeren Abschnitt, der gekrümmte zylindrische obere und untere Flächen bestimmt, wobei jedes untere Ausdehnkonussegment enthält:
    einen inneren Abschnitt, der eine gekrümmte zylindrische obere Fläche und gekrümmte zylindrische untere Flächen bestimmt;
    einen Zwischenabschnitt, der gekrümmte zylindrische und sphärische obere Flächen und eine gekrümmte konische untere Fläche bestimmt; und
    einen äußeren Abschnitt, der gekrümmte zylindrische obere und untere Flächen bestimmt.
  • In einer Ausführungsform der einstellbaren Ausdehnkonus-Baugruppe verjüngt sich jedes obere Ausdehnkonussegment in Längsrichtung von dem Zwischenabschnitt zum äußeren Abschnitt, und jedes untere Ausdehnkonussegment verjüngt sich in Längsrichtung von dem Zwischenabschnitt zum äußeren Abschnitt.
  • Eine Ausführungsform der Vorrichtung zum radialen Ausdehnen und plastischen Verformen eines ausdehnbaren rohrförmigen Teils von einem anfänglichen Innendurchmesser auf einen gewünschten Durchmesser des Bohrloch-Futterrohrs mit konstantem Durchmesser wird offenbart, die umfasst:
    ein oberes rohrförmiges Trageteil, das einen ersten Durchgang bestimmt;
    einen oder mehrere Dichtungsbecher, die mit der Außenfläche des oberen rohrförmigen Trageteils verbunden sind und eine Grenzfläche zwischen dem oberen rohrförmigen Trageteil und dem ausdehnbaren rohrförmigen Teil abdichten;
    eine Ausdehnbaugruppe, die mit dem oberen rohrförmigen Trageteil verbunden ist und auf einen Ausdehndurchmesser einstellbar ist, der dem gewünschten Durchmesser des Trichterabschnitts des Bohrloch-Futterrohrs entspricht und dem Ausbilden eines ausgeweiteten Trichterabschnitts im ausdehnbaren rohrförmigen Teil dient, und die auf einen weiteren Ausdehndurchmesser einstellbar ist, der dem gewünschten Durchmesser des Futterrohrs mit konstantem Durchmesser entspricht und dem Ausbilden des Bohrloch-Futterrohrs mit konstantem Durchmesser dient;
    ein Mittel zum Betätigen des ausdehnbaren rohrförmigen Teils, damit es vom einen Durchmesser auf den anderen Durchmesser eingestellt wird; und
    ein Stellglied zum Bewegen der Ausdehnbaugruppe durch das ausdehnbare rohrförmige Teil um eine gewünschte Entfernung, wobei die Ausdehnbaugruppe auf den Durchmesser des Trichterabschnitts eingestellt ist, und zum Bewegen der Ausdehnbaugruppe durch das ausdehnbare rohrförmige Teil um eine andere Entfernung, wobei die Ausdehnbaugruppe auf den gewünschten Durchmesser des Abschnitts des ausdehnbaren rohrförmigen Teils mit konstantem Durchmesser eingestellt ist.
  • Gemäß einer alternativen Ausführungsform einer Vorrichtung zum radialen Ausdehnen und plastischen Verformen eines ausdehnbaren rohrförmigen Teils von einem anfänglichen Innendurchmesser auf einen gewünschten Durchmesser eines Bohrloch-Futterrohrs mit konstantem Durchmesser enthält die Ausdehnbaugruppe eine Ausdehnkonusvorrichtung.
  • Gemäß einer anderen alternativen Ausführungsform einer Vorrichtung zum radia len Ausdehnen und plastischen Verformen eines ausdehnbaren rohrförmigen Teils von einem anfänglichen Innendurchmesser auf einen gewünschten Durchmesser eines Bohrloch-Futterrohrs mit konstantem Durchmesser enthält die Ausdehnbaugruppe eine rotierende Ausdehnvorrichtung.
  • Gemäß einer anderen alternativen Ausführungsform einer Vorrichtung zum radialen Ausdehnen und plastischen Verformen eines ausdehnbaren rohrförmigen Teils von einem anfänglichen Innendurchmesser auf einen gewünschten Durchmesser eines Bohrloch-Futterrohrs mit konstantem Durchmesser enthält die Ausdehnbaugruppe eine nachgiebige Ausdehnvorrichtung.
  • Gemäß einer anderen alternativen Ausführungsform einer Vorrichtung zum radialen Ausdehnen und plastischen Verformen eines ausdehnbaren rohrförmigen Teils von einem anfänglichen Innendurchmesser auf einen gewünschten Durchmesser eines Bohrloch-Futterrohrs mit konstantem Durchmesser enthält die Ausdehnbaugruppe eine Hydroforming-Ausdehnvorrichtung.
  • Gemäß einer anderen alternativen Ausführungsform einer Vorrichtung zum radialen Ausdehnen und plastischen Verformen eines ausdehnbaren rohrförmigen Teils von einem anfänglichen Innendurchmesser auf einen gewünschten Durchmesser eines Bohrloch-Futterrohrs mit konstantem Durchmesser enthält die Ausdehnbaugruppe eine einstellbare Ausdehnvorrichtung, die auf den Durchmesser des Trichterabschnitts des ausdehnbaren rohrförmigen Teils einstellbar ist, wobei die eine einstellbare Ausdehnvorrichtung auch auf den Durchmesser einstellbar ist, der dem gewünschten Durchmesser des Bohrloch-Futterrohrs mit konstantem Durchmesser entspricht.
  • Gemäß einer anderen alternativen Ausführungsform einer Vorrichtung zum radialen Ausdehnen und plastischen Verformen eines ausdehnbaren rohrförmigen Teils von einem anfänglichen Innendurchmesser auf einen gewünschten Durchmesser eines Bohrloch-Futterrohrs mit konstantem Durchmesser enthält die Ausdehnbaugruppe eine einstellbare Ausdehnvorrichtung, die auf den Durchmesser des Trichterabschnitts des ausdehnbaren rohrförmigen Teils einstellbar ist, wobei die eine einstellbare Ausdehnvorrichtung auch auf den Durchmesser einstellbar ist, der dem gewünschten Durchmesser des Bohrloch-Futterrohrs mit konstantem Durchmesser entspricht, und wobei die einstellbare Ausdehnvorrichtung eine einstellbare Ausdehnkonusvorrichtung umfasst.
  • Gemäß einer anderen alternativen Ausführungsform einer Vorrichtung zum radialen Ausdehnen und plastischen Verformen eines ausdehnbaren rohrförmigen Teils von einem anfänglichen Innendurchmesser auf einen gewünschten Durchmesser eines Bohrloch-Futterrohrs mit konstantem Durchmesser enthält die Ausdehnbaugruppe eine einstellbare Ausdehnvorrichtung, die auf den Durchmesser des Trichterabschnitts des ausdehnbaren rohrförmigen Teils einstellbar ist, wobei die eine einstellbare Ausdehnvorrichtung auch auf den Durchmesser einstellbar ist, der dem gewünschten Durchmesser des Bohrloch-Futterrohrs mit konstantem Durchmesser entspricht, und wobei die einstellbare Ausdehnvorrichtung eine einstellbare rotierende Ausdehnvorrichtung enthält.
  • Gemäß einer anderen alternativen Ausführungsform einer Vorrichtung zum radialen Ausdehnen und plastischen Verformen eines ausdehnbaren rohrförmigen Teils von einem anfänglichen Innendurchmesser auf einen gewünschten Durchmesser eines Bohrloch-Futterrohrs mit konstantem Durchmesser enthält die Ausdehnbaugruppe eine einstellbare Ausdehnvorrichtung, die auf den Durchmesser des Trichterabschnitts des ausdehnbaren rohrförmigen Teils einstellbar ist, wobei die eine einstellbare Ausdehnvorrichtung auch auf den Durchmesser einstellbar ist, der dem gewünschten Durchmesser des Bohrloch-Futterrohrs mit konstantem Durchmesser entspricht, und wobei die einstellbare Ausdehnvorrichtung eine einstellbare nachgiebige Ausdehnvorrichtung enthält.
  • Gemäß einer anderen alternativen Ausführungsform einer Vorrichtung zum radialen Ausdehnen und plastischen Verformen eines ausdehnbaren rohrförmigen Teils von einem anfänglichen Innendurchmesser auf einen gewünschten Durchmesser eines Bohrloch-Futterrohrs mit konstantem Durchmesser enthält die Ausdehnbaugruppe eine einstellbare Ausdehnvorrichtung, die auf den Durchmesser des Trichterabschnitts des ausdehnbaren rohrförmigen Teils einstellbar ist, wobei die eine einstellbare Ausdehnvorrichtung auch auf den Durchmesser einstellbar ist, der dem gewünschten Durchmesser des Bohrloch-Futterrohrs mit konstantem Durchmesser entspricht, und wobei die einstellbare Ausdehnvorrichtung eine einstellbare Hydroforming-Ausdehnvorrichtung enthält.
  • Gemäß einer anderen alternativen Ausführungsform einer Vorrichtung zum radialen Ausdehnen und plastischen Verformen eines ausdehnbaren rohrförmigen Teils von einem anfänglichen Innendurchmesser auf einen gewünschten Durchmesser eines Bohrloch-Futterrohrs mit konstantem Durchmesser enthält die Ausdehnbaugruppe eine erste einstellbare Ausdehnvorrichtung, die auf den Durchmesser des Trichterabschnitts des ausdehnbaren rohrförmigen Teils einstellbar ist, und eine zweite einstellbare Ausdehnvorrichtung, die auf den Durchmesser einstellbar ist, der dem gewünschten Durch messer des Bohrloch-Futterrohrs mit konstantem Durchmesser entspricht.
  • Gemäß einer anderen alternativen Ausführungsform einer Vorrichtung zum radialen Ausdehnen und plastischen Verformen eines ausdehnbaren rohrförmigen Teils von einem anfänglichen Innendurchmesser auf einen gewünschten Durchmesser eines Bohrloch-Futterrohrs mit konstantem Durchmesser enthält die Ausdehnbaugruppe eine erste einstellbare Ausdehnvorrichtung, die auf den Durchmesser des Trichterabschnitts des ausdehnbaren rohrförmigen Teils einstellbar und nach dem Ausdehnen des Trichterabschnitts verkleinerbar ist, und eine zweite Ausdehnvorrichtung, die einen festen Durchmesser aufweist, der dem gewünschten Durchmesser des Bohrloch-Futterrohrs mit konstantem Durchmesser entspricht, so dass ein Verkleinern der ersten einstellbaren Ausdehnvorrichtung den effektiven Ausdehndurchmesser wirksam auf den festen Durchmesser der zweiten Ausdehnvorrichtung einstellt.
  • Ein Verfahren zum Ausbilden eines Futterrohrs mit konstantem Durchmesser in einem Bohrloch wird offenbart, umfassend:
    das Tragen eines ersten ausdehnbaren rohrförmigen Teils im Bohrloch mit Hilfe eines rohrförmigen Trageteils und einer einstellbaren Ausdehnbaugruppe, die einen ersten Durchmesser aufweist, der kleiner ist als der Innendurchmesser des ausdehnbaren rohrförmigen Teils;
    das Einspritzen eines Fluidmaterials in das rohrförmige Trageteil;
    das Erfassen des Betriebsdrucks des eingespritzten Fluidmaterials innerhalb eines ersten Innenabschnitts des rohrförmigen Trageteils;
    das Verschieben der einstellbaren Ausdehnbaugruppe relativ zum ausdehnbaren rohrförmigen Teil und in das Bohrloch, falls der erfasste Betriebsdrucks des eingespritzten Fluidmaterials in dem ersten Innenabschnitt des rohrförmigen Trageteils eine vorbestimmte Höhe übersteigt;
    das Erfassen des Betriebsdrucks des eingespritzten Fluidmaterials innerhalb eines zweiten Innenabschnitts des rohrförmigen Trageteils;
    das Einstellen des wirksamen Ausdehndurchmessers der einstellbaren Ausdehnbaugruppe auf einen zweiten Durchmesser, der größer ist als der Innendurchmesser des ausdehnbaren rohrförmigen Teils, falls der erfasste Betriebsdruck des eingespritzten Fluidmaterials in dem zweiten Innenabschnitt des rohrförmigen Trageteils eine vorbestimmte Höhe übersteigt;
    das Bewegen der einstellbaren Ausdehnbaugruppe, die den zweiten Durchmesser aufweist, um eine vorbestimmte Entfernung in das ausdehnbare rohrförmige Teil, damit ein erster Abschnitt des ausdehnbaren rohrförmigen Teils radial aufgeweitet und plastisch verformt wird;
    das Verändern des wirksamen Ausdehndurchmessers der einstellbaren Ausdehnbaugruppe, damit sie auf einen zweiten Durchmesser eingestellt wird, der kleiner ist als der erste wirksame Ausdehndurchmesser, und das Bewegen der einstellbaren Ausdehnbaugruppe durch das ausdehnbare rohrförmige Teil, wenn die einstellbare Ausdehnbaugruppe auf den dritten Durchmesser eingestellt ist, damit der verbleibende Abschnitt des ausdehnbaren rohrförmigen Teils radial aufgeweitet und plastisch verformt wird.
  • In einer alternativen Ausführungsform umfasst das Verfahren zum Ausbilden eines Bohrloch-Futterrohrs mit konstantem Durchmesser gemäß dem obigen Absatz zudem:
    das Tragen eines zweiten ausdehnbaren rohrförmigen Teils im Bohrloch mit Hilfe eines rohrförmigen Trageteils und einer einstellbaren Ausdehnbaugruppe, die einen ersten Durchmesser aufweist, der kleiner ist als der Innendurchmesser des ausdehnbaren rohrförmigen Teils;
    das Anordnen des zweiten ausdehnbaren rohrförmigen Teils im ausgeweiteten ersten ausdehnbaren rohrförmigen Teil, wobei der erste Abschnitt davon das zweite ausdehnbare rohrförmige Teil überlappt;
    das Einspritzen eines Fluidmaterials in das rohrförmige Trageteil;
    das Erfassen des Betriebsdrucks des eingespritzten Fluidmaterials innerhalb eines ersten Innenabschnitts des rohrförmigen Trageteils;
    das Verschieben der einstellbaren Ausdehnbaugruppe relativ zum zweiten ausdehnbaren rohrförmigen Teil und in das Bohrloch, falls der erfasste Betriebsdrucks des eingespritzten Fluidmaterials in dem ersten Innenabschnitt des rohrförmigen Trageteils eine vorbestimmte Höhe übersteigt;
    das Erfassen des Betriebsdrucks des eingespritzten Fluidmaterials innerhalb eines zweiten Innenabschnitts des rohrförmigen Trageteils;
    das Einstellen des wirksamen Ausdehndurchmessers der einstellbaren Ausdehnbaugruppe auf den zweiten Durchmesser, falls der erfasste Betriebsdruck des eingespritzten Fluidmaterials in dem zweiten Innenabschnitt des rohrförmigen Trageteils eine vorbestimmte Höhe übersteigt;
    das Bewegen der einstellbaren Ausdehnbaugruppe, die den zweiten Durchmesser aufweist, um eine vorbestimmte Entfernung in das zweite ausdehnbare rohrförmige Teil, damit ein erster Abschnitt des zweiten ausdehnbaren rohrförmigen Teils unter dem ersten Abschnitt des ersten ausdehnbaren rohrförmigen Teils radial aufgeweitet und plastisch verformt wird;
    das Verändern des wirksamen Ausdehndurchmessers der einstellbaren Ausdehn baugruppe, damit sie auf den zweiten Durchmesser eingestellt wird, und das Bewegen der einstellbaren Ausdehnbaugruppe durch das zweite ausdehnbare rohrförmige Teil und über den Abschnitt hinaus, der sich mit dem ersten ausdehnbaren rohrförmigen Teil überlappt, wenn die einstellbare Ausdehnbaugruppe auf den dritten Durchmesser eingestellt ist, damit ein zweiter Abschnitt des zweiten ausdehnbaren rohrförmigen Teils radial aufgeweitet und plastisch verformt wird, und zwar auf den gleichen Durchmesser, den der aufgeweitete verbleibende Abschnitt des ersten ausdehnbaren rohrförmigen Teils hat.
  • In einer alternativen Ausführungsform umfasst das Verfahren das Ausdehnen des ausdehnbaren rohrförmigen Teils mit Hilfe einer einstellbaren Ausdehnkonusvorrichtung.
  • In einer alternativen Ausführungsform umfasst das Verfahren das Ausdehnen des ausdehnbaren rohrförmigen Teils mit Hilfe einer einstellbaren rotierenden Ausdehnvorrichtung.
  • In einer alternativen Ausführungsform umfasst das Verfahren das Ausdehnen des ausdehnbaren rohrförmigen Teils mit Hilfe einer einstellbaren nachgiebigen Ausdehnvorrichtung.
  • In einer alternativen Ausführungsform umfasst das Verfahren das Ausdehnen des ausdehnbaren rohrförmigen Teils mit Hilfe einer einstellbaren Hydroforming-Ausdehnvorrichtung.
  • In einer alternativen Ausführungsform umfasst ein Verfahren zum Ausbilden eines Futterrohrs in einem Bohrloch:
    das Einsetzen eines ausdehnbaren rohrförmigen Teils in das Bohrloch;
    das radiale Ausdehnen und plastische Verformen eines unteren Abschnitts des ausdehnbaren rohrförmigen Teils auf einen ersten Innendurchmesser; und
    das radiale Ausdehnen und plastische Verformen eines oberen Abschnitts des ausdehnbaren rohrförmigen Teils auf einen zweiten Innendurchmesser, wobei der erste Innendurchmesser größer ist als der zweite Innendurchmesser.
  • In einer alternativen Ausführungsform umfasst das Verfahren zum Ausbilden eines Futterrohrs in einem Bohrloch gemäß der Beschreibung im obigen Absatz zudem:
    das Einsetzen eines zweiten ausdehnbaren rohrförmigen Teils in das aufgeweitete ausdehnbare rohrförmige Teil, so dass ein oberer Abschnitt des zweiten ausdehnbaren rohrförmigen Teils vom ausgeweiteten unteren Abschnitt des aufgeweiteten ausdehnbaren rohrförmigen Teils überlappt wird; und
    das Ausdehnen des oberen Abschnitts des zweiten ausdehnbaren rohrförmigen Teils auf den zweiten Durchmesser, so dass der obere Abschnitt des zweiten ausdehnbaren rohrförmigen Teils radial nach außen in den ausgeweiteten unteren Abschnitt des aufgeweiteten ausdehnbaren rohrförmigen Teils ausgedehnt wird.
  • In einer alternativen Ausführungsform des Verfahrens zum Ausbilden eines Futterrohrs in einem Bohrloch umfasst das Ausdehnen der unteren und oberen Abschnitte der ausdehnbaren rohrförmigen Teile das Ausdehnen mit Hilfe einer Ausdehnkonusvorrichtung.
  • In einer alternativen Ausführungsform des Verfahren zum Ausbilden eines Futterrohrs in einem Bohrloch umfasst das Ausdehnen der unteren und oberen Abschnitte der ausdehnbaren rohrförmigen Teile das Ausdehnen mit Hilfe einer rotierenden Ausdehnvorrichtung.
  • In einer alternativen Ausführungsform des Verfahren zum Ausbilden eines Futterrohrs in einem Bohrloch umfasst das Ausdehnen der unteren und oberen Abschnitte der ausdehnbaren rohrförmigen Teile das Ausdehnen mit Hilfe einer nachgiebigen Ausdehnvorrichtung.
  • In einer alternativen Ausführungsform des Verfahren zum Ausbilden eines Futterrohrs in einem Bohrloch umfasst das Ausdehnen der unteren und oberen Abschnitte der ausdehnbaren rohrförmigen Teile das Ausdehnen mit Hilfe einer Hydroforming-Ausdehnvorrichtung.
  • Eine alternative Ausführungsform des Verfahrens zum Ausbilden eines Futterrohrs mit konstantem Durchmesser in einem Bohrloch umfasst:
    das Tragen eines ersten ausdehnbaren rohrförmigen Teils im Bohrloch mit Hilfe eines rohrförmigen Trageteils und einer einstellbaren Ausdehnkonusbaugruppe, die einen ersten Durchmesser aufweist, der kleiner ist als der Innendurchmesser des ausdehnbaren rohrförmigen Teils;
    das Einspritzen eines Fluidmaterials in das rohrförmige Trageteil;
    das Erfassen des Betriebsdrucks des eingespritzten Fluidmaterials innerhalb eines ersten Innenabschnitts des rohrförmigen Trageteils;
    das Verschieben der einstellbaren Ausdehnkonusbaugruppe relativ zum ausdehnbaren rohrförmigen Teil und in das Bohrloch, falls der erfasste Betriebsdrucks des eingespritzten Fluidmaterials in dem ersten Innenabschnitt des rohrförmigen Trageteils eine vorbestimmte Höhe übersteigt;
    das Erfassen des Betriebsdrucks des eingespritzten Fluidmaterials innerhalb eines zweiten Innenabschnitts des rohrförmigen Trageteils;
    das Einstellen des wirksamen Ausdehndurchmessers der einstellbaren Ausdehnkonusbaugruppe auf einen zweiten Durchmesser, der größer ist als der Innendurchmesser des ausdehnbaren rohrförmigen Teils, falls der erfasste Betriebsdruck des eingespritzten Fluidmaterials in dem zweiten Innenabschnitt des rohrförmigen Trageteils eine vorbestimmte Höhe übersteigt;
    das Bewegen der einstellbaren Ausdehnkonusbaugruppe, die den zweiten Durchmesser aufweist, um eine vorbestimmte Entfernung in das ausdehnbare rohrförmige Teil, damit ein erster Abschnitt des ausdehnbaren rohrförmigen Teils radial aufgeweitet und plastisch verformt wird;
    das Verändern des wirksamen Ausdehndurchmessers der einstellbaren Ausdehnkonusbaugruppe, damit sie auf einen zweiten Durchmesser eingestellt wird, der kleiner ist als der erste wirksame Ausdehndurchmesser, und das Bewegen der einstellbaren Ausdehnkonusbaugruppe durch das ausdehnbare rohrförmige Teil, wenn die einstellbare Ausdehnkonusbaugruppe auf den dritten Durchmesser eingestellt ist, damit der verbleibende Abschnitt des ausdehnbaren rohrförmigen Teils radial aufgeweitet und plastisch verformt wird.
  • In einer alternativen Ausführungsform umfasst das Verfahren zum Ausbilden eines Bohrloch-Futterrohrs mit konstantem Durchmesser gemäß dem obigen Absatz zudem:
    das Tragen eines zweiten ausdehnbaren rohrförmigen Teils im Bohrloch mit Hilfe eines rohrförmigen Trageteils und einer einstellbaren Ausdehnkonusbaugruppe, die einen ersten Durchmesser aufweist, der kleiner ist als der Innendurchmesser des ausdehnbaren rohrförmigen Teils;
    das Anordnen des zweiten ausdehnbaren rohrförmigen Teils im ausgeweiteten ersten ausdehnbaren rohrförmigen Teil, wobei der erste Abschnitt davon das zweite ausdehnbare rohrförmige Teil überlappt;
    das Einspritzen eines Fluidmaterials in das rohrförmige Trageteil;
    das Erfassen des Betriebsdrucks des eingespritzten Fluidmaterials innerhalb eines ersten Innenabschnitts des rohrförmigen Trageteils;
    das Verschieben der einstellbaren Ausdehnkonusbaugruppe relativ zum zweiten ausdehnbaren rohrförmigen Teil und in das Bohrloch, falls der erfasste Betriebsdruck des eingespritzten Fluidmaterials in dem ersten Innenabschnitt des rohrförmigen Trageteils eine vorbestimmte Höhe übersteigt;
    das Erfassen des Betriebsdrucks des eingespritzten Fluidmaterials innerhalb eines zweiten Innenabschnitts des rohrförmigen Trageteils;
    das Einstellen des wirksamen Ausdehndurchmessers der einstellbaren Ausdehnkonusbaugruppe auf den zweiten Durchmesser, falls der erfasste Betriebsdruck des eingespritzten Fluidmaterials in dem zweiten Innenabschnitt des rohrförmigen Trageteils eine vorbestimmte Höhe übersteigt;
    das Bewegen der einstellbaren Ausdehnkonusbaugruppe, die den zweiten Durchmesser aufweist, um eine vorbestimmte Entfernung in das zweite ausdehnbare rohrförmige Teil, damit ein erster Abschnitt des zweiten ausdehnbaren rohrförmigen Teils unter dem ersten Abschnitt des ersten ausdehnbaren rohrförmigen Teils radial aufgeweitet und plastisch verformt wird;
    das Verändern des wirksamen Ausdehndurchmessers der einstellbaren Ausdehnkonusbaugruppe, damit sie auf den zweiten Durchmesser eingestellt wird, und das Bewegen der einstellbaren Ausdehnkonusbaugruppe durch das zweite ausdehnbare rohrförmige Teil und über den Abschnitt hinaus, der sich mit dem ersten ausdehnbaren rohrförmigen Teil überlappt, wenn die einstellbare Ausdehnbaugruppe auf den dritten Durchmesser eingestellt ist, damit ein zweiter Abschnitt des zweiten ausdehnbaren rohrförmigen Teils radial aufgeweitet und plastisch verformt wird, und zwar auf den gleichen Durchmesser, den der aufgeweitete verbleibende Abschnitt des ersten ausdehnbaren rohrförmigen Teils hat.

Claims (10)

  1. Vorrichtung zum radialen Aufweiten und plastischen Verformen eines ausdehnbaren rohrförmigen Teils (14), umfassend: ein Trageteil (30); eine einstellbare Ausdehnkonus-Baugruppe (16), die mit dem Trageteil (30) verbunden ist; ein ausdehnbares rohrförmiges Teil (14), das mit der einstellbaren Ausdehnkonus-Baugruppe (16) verbunden ist, gekennzeichnet durch: Mittel zum Verschieben der einstellbaren Ausdehnkonus-Baugruppe (16) gegen das ausdehnbare rohrförmige Teil (14) und das Trageteil (30); und Mittel zum Einstellen der einstellbaren Ausdehnkonus-Baugruppe (16) von einem effektiven Ausdehnungsdurchmesser auf einen anderen effektiven Ausdehnungsdurchmesser.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Trageteil (30) ein oberes Trageteil (94) umfasst, das einen inneren Flansch (94d) enthält, und ein unteres Trageteil (100), das einen inneren Flansch (100d) enthält; und wobei der Ausdehnkonus (16) umfasst: eine obere Nockenbaugruppe (90), die mit dem oberen Trageteil (94) verbunden ist, umfassend: eine rohrförmige Basis (40a), die mit dem oberen Trageteil (94) verbunden ist; und eine Anzahl Nockenarme (40c), die sich von der rohrförmigen Basis (90a) in einer Längsrichtung nach unten erstrecken, wobei jeder Nockenarm eine geneigte Oberfläche bestimmt; eine Anzahl oberer Ausdehnkonussegmente (96), die mit den Nockenarmen (90c) der oberen Nockenbaugruppe (90) verschachtelt sind und schwenkbar an den inneren Flansch (94d) des oberen Trageteils (94) gekoppelt sind; eine untere Nockenbaugruppe, die mit dem unteren Trageteil (100) verbunden ist, umfassend: eine rohrförmige Basis (92a), die mit dem unteren Trageteil (100) gekoppelt ist; und eine Anzahl Nockenarme (92c), die sich von der rohrförmigen Basis (92a) in einer Längsrichtung nach oben erstrecken, wobei jeder Nockenarm eine geneigte Oberfläche bestimmt, die mit der geneigten Oberfläche eines zugeordneten oberen Ausdehnkonussegments (96) zusammenpasst, wobei die Nockenarme (90c) der oberen Nockenbaugruppe (90) mit den Nockenarmen (92c) der unteren Nockenbaugruppe (92) verschachtelt sind und sie überlappen; und eine Anzahl unterer Ausdehnkonussegmente (98), die mit den Nockenarmen (92c) der unteren Nockenbaugruppe (92) verschachtelt sind, wobei jedes untere Ausdehnkonussegment (98) schwenkbar mit dem inneren Flansch (100d) des unteren Trageteils (100) verbunden ist und mit der geneigten Oberfläche eines zugeordneten Nockenarms (90c) der oberen Nockenbaugruppe (90) zusammenpasst; und worin die Vorrichtung ferner umfasst: Mittel zum lösbaren Verbinden des oberen Trageteils (94) und des unteren Trageteils (100); und Mittel zum Begrenzen der Bewegung des oberen Trageteils (94) gegen das untere Trageteil (100).
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, zudem umfassend: Mittel zum Schwenken der oberen Ausdehnkonussegmente (96); und Mittel zum Schwenken der unteren Ausdehnkonussegmente (98).
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, zudem umfassend: Mittel zum Ziehen der einstellbaren Ausdehnkonus-Baugruppe (16) durch das ausdehnbare rohrförmige Teil (14).
  5. Verfahren zum Ausbilden eines Futterrohrs in einem Bohrloch (12), umfassend: das Anordnen einer Ausdehnvorrichtung innerhalb eines ausdehnbaren rohrförmigen Teils (14), gekennzeichnet durch: das Anordnen der Ausdehnvorrichtung und des ausdehnbaren rohrförmigen Teils (14) in dem Bohrloch (12); das Absenken der Ausdehnvorrichtung aus einem Ende des ausdehnbaren rohrförmigen Teils (14) hinaus in das Bohrloch (12); das radiale Ausdehnen und plastische Verformen eines unteren Abschnitts (22a) des ausdehnbaren rohrförmigen Teils (14) auf einen ersten Innendurchmesser (ID2) mit Hilfe der Ausdehnvorrichtung; und das radiale Ausdehnen und plastische Verformen eines oberen Abschnitts (28a) des ausdehnbaren rohrförmigen Teils (14) auf einen zweiten Innendurch messer (ID1) mit Hilfe der Ausdehnvorrichtung, wobei der erste Innendurchmesser größer ist als der zweite Innendurchmesser.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, zudem umfassend: das Einsetzen eines zweiten ausdehnbaren rohrförmigen Teils (18b) in das aufgeweitete ausdehnbare rohrförmige Teil (18a), so dass ein oberer Abschnitt (28b) des zweiten ausdehnbaren rohrförmigen Teils (18b) vom ausgeweiteten unteren Abschnitt (22a) des aufgeweiteten ausdehnbaren rohrförmigen Teils (18a) überlappt wird; und das Ausdehnen des oberen Abschnitts (28b) des zweiten ausdehnbaren rohrförmigen Teils (18b) auf den zweiten Durchmesser (ID1), so dass der obere Abschnitt (28b) des zweiten ausdehnbaren rohrförmigen Teils (18b) radial nach außen in den ausgeweiteten unteren Abschnitt (22a) des aufgeweiteten ausdehnbaren rohrförmigen Teils (18a) ausgedehnt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Ausdehnen der unteren und oberen Abschnitte (22, 28) der ausdehnbaren rohrförmigen Teile (18a, 18b) das Ausdehnen mit Hilfe einer Ausdehnkonusvorrichtung (16) umfasst.
  8. Verfahren nach Anspruch 5, worin das Ausdehnen der unteren und oberen Abschnitte (22, 28) der ausdehnbaren rohrförmigen Teile (18a, 18b) das Ausdehnen mit Hilfe einer drehbaren Ausdehnvorrichtung umfasst.
  9. Verfahren nach Anspruch 5, worin das Ausdehnen der unteren und oberen Abschnitte (22, 28) der ausdehnbaren rohrförmigen Teile (18a, 18b) das Ausdehnen mit Hilfe einer nachgiebigen Ausdehnvorrichtung umfasst.
  10. Verfahren nach Anspruch 5, worin das Ausdehnen der unteren und oberen Abschnitte (22, 28) der ausdehnbaren rohrförmigen Teile (18a, 18b) das Ausdehnen mit Hilfe einer Hydroforming-Ausdehnvorrichtung (24) umfasst.
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