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Dokumentenidentifikation DE3046763C2 07.06.1990
Titel Gerät zur Behandlung von Ölbohrungen o.dgl.
Anmelder Halliburton Co., Duncan, Okla., US
Erfinder Baker, Eugene Earl;
Szarka, David Durward, Duncan, Okla., US
Vertreter Weisse, J., Dipl.-Phys.; Wolgast, R., Dipl.-Chem. Dr., Pat.-Anwälte, 5620 Velbert
DE-Anmeldedatum 12.12.1980
DE-Aktenzeichen 3046763
Offenlegungstag 24.09.1981
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 07.06.1990
Veröffentlichungstag im Patentblatt 07.06.1990
IPC-Hauptklasse E21B 43/04

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Behandlung von Ölbohrungen o. dgl., zum Anordnen in einer Leitung in einem Bohrloch in Druckmittelverbindung mit einer ersten und einer zweiten Rohranordnung, bei welchem Behandlungsmittel vorgesehen sind.

Nicht-verfestigte Erdformationen, insbesondere solche, welche losen Sand und weiche Sandsteinschichten enthalten, stellen bei der Förderung aus dem Bohrloch ständige Probleme dar infolge der Wanderung von losem Sand und abgetragenem Sandstein in das Bohrloch, wenn die Erdformation unter dem Druck und der Strömung von Druckmitteln durch diese hindurch zerfällt. Diese Wanderung von Teilchen kann schließlich den Strömungsdurchgang in dem Fördersystem des Bohrlochs verstopfen und die Ausrüstung in schwerwiegender Weise erodieren. In einigen Fällen kann die Verstopfung des Fördersystems zu einem vollständigen Aufhören der Strömung oder "Killing" des Bohrlochs führen.

Ein führendes Verfahren zur Kontrolle der Sandwanderung in das Bohrloch besteht darin, daß ein Kiesbett auf der Außenseite einer durchbrochenen oder geschlitzten Auskleidung vorgesehen wird, die sich über eine nicht- verfestigte Erdformation erstreckt, so daß dieses Kiesbett ein Hindernis für die Wanderung von Sand aus der Formation bildet, während es immer noch eine Druckmittelströmung gestattet. Der Kies wird in die Formation in Form eines Schlamms transportiert, wobei die Trägerflüssigkeit entfernt und zur Erdoberfläche zurückgeleitet wird. Es muß die richtige Größe des Kies verwendet werden, um wirksam eine Wanderung des Sands durch das Kiesbett zu unterbinden. Die Durchbrüche der Auskleidung sind dabei so gewählt, daß sich der Kies auf dessen Außenseite absetzt, während die Schlammflüssigkeit, die den Kies transportiert, von außen in die Auskleidung eintritt.

Ein weit verbreitetes Verfahren, mit welchem Bohrlöcher mit einem Kiesbett versehen werden, ist die "Umkehrzirkulation" (reverse circulation). Dabei wird eine Anordnung mit einer durchbrochenen Auskleidung über die nicht-verfestigte Erdformation hinweg angeordnet, welche üblicherweise als die zu packende "Zone" bezeichnet wird. Danach wird vorher ein Packer oberhalb der Zone zwischen der Auskleidung und der Verrohrung des Bohrlochs oder, bei einem unverrohrten Bohrloch, der Wandung des Bohrlochs gesetzt, um diese Zone von den Zonen oberhalb zu isolieren. Ein Rohrstrang wird innerhalb dieser Auskleidungs-Anordnung im Bereich der Zone eingeführt, so daß zwischen der Auskleidung und dem inneren Rohrstrang ein Ringraum gebildet wird. Kiesschlamm wird in diesen Ringraum hineingepumpt und tritt in den Ringraum zwischen der Auskleidung und der Verrohrung oder Bohrlochwandung an einer geeigneten Stelle oberhalb der Zone aus, von wo er abwärtsfließt. Der Kies wird dann im Bereich der Durchbrechungen der Auskleidung abgelagert, wenn die Trägerflüssigkeit wieder durch den durchbrochenen Teil der Auskleidung in diese eintritt und durch den inneren Rohrstrang abgezogen wird. Ein in das Packgerät eingebautes Kreuzungsstück leitet die zurücklaufende Flüssigkeit zur Außenseite der Auskleidungs-Anordnung zurück, wo die Flüssigkeit dann zur Erdoberfläche nach oben fließt. An der Erdoberfläche wird ein Druckaufbau festgestellt, wenn der Kies die Oberkante des durchbrochenen Teils der Auskleidung erreicht, was anzeigt, daß eine erfolgreiche Packung des Kiesbetts erzielt worden ist. Danach wird der Strom von kiesbeladener Flüssigkeit unterbrochen. Gegebenenfalls kann das Kreuzungsstück abgeschlossen und Druck in der gleichen Richtung wie der Schlammfluß ausgeübt werden, um den Schlamm in die Erdformation zu quetschen und so das Kiesbett zu verfestigen. Nach dem Quetschen wird das Kreuzungsstück wieder geöffnet, und die Zirkulation der Flüssigkeit wird umgekehrt, indem eine saubere Flüssigkeit längs des inneren Rohrstranges hinabgepumpt und durch den Ringraum zwischen diesem und der Auskleidungs-Anordnung nach oben zurückgepumpt wird, um diesen Bereich freizuspülen. Anschließend kann das Bohrloch ggfs. anderen Behandlungen unterworfen werden und fördern.

Es werden gegenwärtig viele verschiedene Vorrichtungen benutzt, um ein solches Kiesbett zu packen. Darunter sind sog. Kiespackgeräte ("gravel packers"), die am Ende eines Rohrstrangs in eine Auskleidung bis zu einem darin eingebauten Kieseinleitgerät oder Kiesventil ("gravel collar") abgesenkt werden. Es wird dann anschließend ein Kiesschlamm durch das Kiespackgerät und zu den offnen Öffnungen des Kieseinleitgeräts hinausgepumpt. Diese Kiespackgeräte besitzen Packerschalen, welche die Öffnung, durch die der Kies zu dem Kieseinleitgerät fließt, einschließen. Diese Packerschalen isolieren den Ringraum in unmittelbarer Nähe des Kieseinleitgeräts gegen den Ringraum darüber oder darunter. Eine solche Anordnung ist in der US-Patentschrift 41 05 069, aber ähnlich auch in den USA-Patentschriften 31 53 451, 36 37 010 und 37 26 343 beschrieben. Diese bekannten Geräte sind zwar geeignet für den Packvorgang selbst. Sie besitzen aber einen gemeinsamen Nachteil, daß nämlich bei Umkehr der Zirkulation zum Freimachen des Rohrstrangs und des Kiespackgeräts in der Zone, die gerade gepackt worden ist, eine Flüssigkeitsstörung hervorgerufen wird. Das führt häufig zu einer Beschädigung des Kiesbetts. Außerdem ist eine Manipulation des Gerätestrangs erforderlich, um die Zirkulation umzukehren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Kiespackgerät oder ähnliche Behandlungsmittel für Ölbohrungen o. dgl. so auszubilden, daß eine Umkehrzirkulation keine Störung der schon behandelten Zone hervorruft.

Weiterhin soll eine Umkehr der Zirkulation ohne Manipulation des Gerätestrangs möglich sein.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß

  • (a) die Behandlungsmittel einen ersten und einen zweiten Kanal, ein Rückschlagventil und einen dritten Kanal enthalten,
  • (b) der erste Kanal mit der ersten Rohranordnung oberhalb der Behandlungsmittel und mit der Leitung unterhalb der Behandlungsmittel in Druckmittelverbindung steht,
  • (c) der zweite Kanal mit der zweiten Rohranordnung oberhalb der Behandlungsmittel und mit dem Ringraum zwischen den Behandlungsmitteln und der Rohrleitung in Druckmittelverbindung steht,
  • (d) das Rückschlagventil in dem ersten Kanal angeordnet ist und
  • (e) der dritte Kanal mit dem besagten Ringraum und mit dem besagten ersten Kanal oberhalb des Rückschlagventils in Druckmittelverbindung steht.


Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung sieht ein Kiespackgerät vor, welches im Gegensatz zum Stand der Technik die gepackte Zone im Anschluß an den Packvorgang während der Umkehrzirkulation nicht stört. Es wird ein Kiespackgerät mit zwei konzentrischen Kanälen vorgesehen. Durch den äußeren dieser Kanäle wird Kiesschlamm bis zum Ort des Kieseinleitgeräts oder Kiesventils hinabgepumpt. Dieser Ort des Kieseinleitgeräts ist gegen die Bereiche darüber und darunter innerhalb der Auskleidung durch Packerschalen isoliert. Der innere Kanal nimmt den Rücklauf von Flüssigkeit aus dem Endrohr auf, das sich bis unter das Kiessieb erstreckt. In dem inneren Kanal ist ein Kugelrückschlagventil vorgesehen, das offen bleibt, wenn Rücklauf aufgenommen wird aber welches aufsitzt und das untere Ende des inneren Kanals abschließt, wenn Flüssigkeit zum Ausspülen des Systems in umgekehrter Richtung zugeführt wird. Nach Absperren des unteren Endes des Kanals wird die Strömung aus dem inneren Kanal des Kiespackgeräts hinaus zu dem ringförmigen Bereich darunter umgeleitet, wo das Kieseinleitgerät während des Packvorgangs isoliert ist. Nach Erreichen des Bereichs außerhalb des Kiespackgeräts wird eine Abwärtsströmung durch eine nach oben weisende Packerschale verhindert. Die Flüssigkeit strömt dann aufwärts, drückt die nach oben offenen Packerschalen, die während des Packvorgangs den Ringraum um das Kiespackgerät herum isolierten, zusammen und strömt dann durch die Kiesöffnungen des Kiespackgeräts zurück und den äußeren Kanal hinauf. Sowohl der innere als auch der äußere Kanal ist mit einem inneren bzw. äußeren Rohrstrang oberhalb des Kiespackgeräts verbunden. Diese können die Flüssigkeitsströmung zu und von einem Kreuzstück oder einer Strömungsweiche leiten, die oberhalb der obersten Zone angeordnet ist. Stattdessen können die konzentrischen Rohrstränge auch bis zur Erdoberfläche geführt werden, und es können Geräte an der Erdoberfläche benutzt werden, um die Strömung zu steuern. In dem Kiespackgerät sind Umgehungskanäle vorgesehen, welche in Schließstellung einrasten, wenn sich das Kiespackgerät an seiner Stelle für den Packvorgang befindet, und in Offenstellung einrastbar sind, um die Aufwärts- und Abwärtsbewegung des Kiespackgeräts durch die Auskleidung ohne Stau zu erleichtern.

Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert:

Fig. 1 zeigt einen vertikalen Halbschnitt eines Kieseinleitgeräts in dessen unterer Schließstellung, wobei der Federarm eines öffnenden Hülsen-Positionierungsgeräts in Eingriff ist,

Fig. 2 zeigt einen vertikalen Halbschnitt des Kieseinleitgeräts in dessen Offenstellung, wobei der Federarm eines öffnenden Hülsen-Positionierungsgeräts im Begriff ist, sich von der Hülse des Kieseinleitgeräts zu lösen,

Fig. 3 ist ein vertikaler Halbschnitt des Kieseinleitgeräts in seiner oberen Schließstellung, wobei der Federarm eines schließenden Hülsen-Positionierungsgeräts im Begriff ist, sich von der Hülse des Kieseinleitgeräts zu lösen,

Fig. 4A,. 4B, 4C und 4D ergeben einen vereinfachten Vertikalschnitt des Kieseinleitgeräts bei Verwendung mit einem vollen Gerätestrang während des Packens eines Kiesbetts,

Fig. 5 ist ein vereinfachter Vertikalschnitt des Kieseinleitgeräts während der Umkehrzirkulation,

Fig. 6A, 6B, 6C und 6D ist ein vertikaler Halbschnitt eines in drei Stellungen bewegbaren Kieseinleitgeräts in der Offenstellung, wobei der innere Gerätestrang in der Stellung zum Packen eines Kiesbetts ist,

Fig. 7A, 7B, 7C und 7D ergeben einen vertikalen Halbschnitt des Kiespackgeräts, wobei das Rückschlagventil für die Umkehrzirkulation aufsitzt,

Fig. 8A, 8B, 8C und 8D ergeben einen vertikalen Halbschnitt des Kiespackgeräts in einem hermetischen Abschnitt der Auskleidung mit offenen Entleerungs- und Umgehungsventilen.

In den Zeichnungen stellen die Fig. 1, 2 und 3 die Arbeitsweise der Hülse eines Kieseinleitgeräts mit drei Stellungen dar, während die Fig. 6A bis 6D ein offenes Kieseinleitgerät mit drei Stellungen bei einem Kiespackgerät zeigt, das sich in einer Stellung zum Packen eines Kiesbetts befindet.

Fig. 1 zeigt eine Bohrloch-Verrohrung 24, in welcher eine Auskleidung 22 und ein Gerätestrang 20 angeordnet sind. Als Teil der Auskleidung 22 ist oberhalb der einen oder mehrerer produzierender Erdformationen oder "Zonen" ein Kieseinleitgerät mit drei Stellungen angeordnet, das generell mit dem Bezugszeichen 30 bezeichnet ist. Das Kieseinleitgerät 30 ist, wie dargestellt, während des Einführens in das Bohrloch als Teil der Auskleidung geschlossen, die an ihrem unteren Ende einen Schwimmerschuh trägt. Das Kieseinleitgerät 30 enthält ein Gehäuse 32 mit wenigstens einer Kiesöffnung 38. Das Gehäuse 32 ist mit einem Verbindungsstück 34 an seinem oberen Ende und mit einem Verbindungsstück 36 an seinem unteren Ende verschraubt und verschweißt. Die Verbindungsstücke 34 und 36 sind ihrerseits mit der Auskleidung 22 verschraubt. Das obere Verbindungsstück 34 besitzt einen verengten Innendurchmesser 44, unterhalb dessen sich eine konische Fläche 42 befindet. Der Hauptteil der Innenseite des Gehäuses 32 besteht aus einer gleichförmigen zylindrischen Innenfläche 44, in welcher die Kiesöffnung 38 vorgesehen ist. Es können zwei, drei, vier oder mehr Kiesöffnungen benutzt werden, um die Strömung durch das Gerät zu erhöhen. Unterhalb der zylindrischen Innenfläche 44 und angrenzend an diese befindet sich eine obere Ringnut 46 gefolgt von einer oberen Ringfläche 48, einer mittleren Ringnut 50, einer unteren Ringfläche 52 und einer unteren Ringnut 54. Die untere Ringnut 54 ist gefolgt von einer Schulter 56, die von der Oberkante des unteren Verbindungsstücks 36 gebildet ist. Innerhalb des Gehäuses 32 ist eine Hülse 58 gleitbeweglich angeordnet, die eine plane Oberkante 60 aufweist, welche an ihrer radial inneren Seite in eine konische Innenfläche übergeht. Unter dieser Innenfläche ist eine nach unten weisende, sich radial einwärts erstreckende Ringschulter 62 vorgesehen. Unterhalb der Ringschulter 62 bildet ein Bereich von vergrößertem Innendurchmesser 64 eine Ausnehmung auf der Innenseite der Hülse 58, gefolgt von einer konischen Fläche, die zu einer zylindrischen Fläche 66 von verringertem Innendurchmesser führt. Dieser erstreckt sich wiederum zu einer Schürze 68, an deren unterem Ende ein Ring von Federfingern 70 gebildet ist, welche außen radial sich erstreckende Vorsprünge an ihren untersten Enden besitzen. Die Innenfläche der Schürze 68 ist durch eine ringförmige Ausnehmung 69 gekennzeichnet, die eine nach oben weisende Ringschulter 71 an ihrem untersten Punkt besitzt. Ringdichtungen 72, 74, 76 und 78 umgeben die Hülse 58, und ein Durchbruch 80 (sowie andere Durchbrüche, wenn eine Mehrzahl von Kiesöffnungen benutzt wird) erstreckt sich durch die Hülse 58 zwischen den Dichtungen 74 und 76. Unterhalb der Ringdichtung führt eine nach unten weisende konische Ringschulter 82 zur Außenfläche der Schürze 68. Es ist leicht erkennbar, daß der Kontakt der Ringschulter 82 mit der axial oberen Kante der oberen Ringfläche 48 die Abwärtsbewegung der Hülse 58 begrenzt, falls das untere Verbindungsstück 36 nicht eine hinreichende Strecke auf das Gehäuse 32 aufgeschraubt ist, daß es als Anschlag für die Federfinger 70 dienen kann. Das Kieseinleitgerät 30, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, befindet sich in seiner unteren Schließstellung, in welcher es in die Verrohrung 24 als Teil der Auskleidung 22 eintreten würde. Die Kiesöffnung 38 ist von den Ringdichtungen 74 und 76 eingeschlossen. Ein öffnendes Hülsen-Positioniergerät, welches einen Teil des Gerätestrangs 20 bildet und mit diesem durch Verbindungsstücke 92 und 94 verbunden ist, wird zum Öffnen des Kieseinleitgeräts 30 benutzt. Der Innenteil 96 des öffnenden Hülsen-Positioniergeräts 90 trägt darumherum einen Federarmkragen 98, von welchem ein oder mehrere Federarme, die durch das Bezugszeichen 100 bezeichnet sind, nach unten ragen. Der Federarmkragen 98 ist auf dem Innenteil 96 durch das obere Verbindungsstück 92 gesichert. Der Federarm 100, der nach unten weist, besitzt auf seiner Außenfläche eine mittlere Federarmschulter 102, die durch obere und untere konische Kanten begrenzt ist. In die mittlere Federarmschulter 102 kann, wie dargestellt, ein (nicht bezeichneter) Karbidknopf eingebettet sein, um deren Verschleißeigenschaften während des Kontakts mit der Innenwandung der Auskleidung 22 zu verbessern. Am unteren Ende des Federarms 100 weist ein Vorsprung 104 eine nach oben weisende, sich radial nach außen erstreckende Schulter 106 und eine äußere nach innen geneigte Kante 108 auf, die zu einem spitzen unteren Ende führt. Unterhalb des Federarmkragens 98 sitzt ein Keilnutenkragen 110 auf dem ein oder mehrere Keile angebracht sind, von denen einer mit 112 bezeichnet ist. Der Keil 112 ist in Umfangsrichtung fluchtend mit dem Federarm 100 angeordnet. (Andere, nicht dargestellte Keile fluchten mit anderen Federarmen längs des Umfangs des öffnenden Hülsen-Positioniergeräts 90). Der Keilnutkragen 110 ist so verkeilt, daß eine Drehung um den Innenteil 96 verhindert wird. Die Außenabmessungen des Keils 112 liegen auf im wesentlichen dem gleichen Radius wie die Spitze des Federarms 100, wodurch der Keil 112 den Federarm 100 vor Beschädigung schützt, wenn der Gerätestrang in das Bohrloch abgesenkt wird und es außerdem erleichtert, ein Hängenbleiben des Federarms 100 an Unregelmäßigkeiten der Auskleidung oder der Verrohrung zu vermeiden. Schließlich zentriert der Keil den Federarm in der Auskleidung.

Um das Kieseinleitgerät 30 zu öffnen, wird die nach oben weisende Schulter 106 an dem Federarm 100 des öffnenden Hülsen-Positioniergeräts 90 zur Anlage an der Ringschulter 62 der Hülse 58 des Kieseinleitgeräts 30 gebracht. Die durch den Bereich 64 auf der Innenseite der Hülse 58 gebildete Ausnehmung gestattet es dem Federarm 100, sich radial auszudehnen, so daß die beiden Schultern aneinander anliegen. Die mittlere Federarmschulter 102 kommt nicht an der Ringschulter 62 der Hülse 58 zur Anlage, und zwar infolge der konischen Form ihrer Kanten und des Zusammendrückens des Federarms 100 durch Kontakt des Vorsprungs 104 des Federarms 100 mit der zylindrischen inneren Fläche 66 der Hülse 58, der ein Eintreten der mittleren Federarmschulter 102 in die Ausnehmung im Bereich 64 verhindert. Wenn der Gerätestrang 20 nach oben gezogen wird, zieht der Federarm 100 die Hülse 58 in ihre in Fig. 2 dargestellte Mittelstellung, in welcher das Kieseinleitgerät 30 geöffnet ist, indem die Kiesöffnung 38 mit dem Durchbruch 80 fluchtet. Es können, wie gesagt, auch andere Kiesöffnungen ähnlich 38 und Durchbrüche ähnlich 80 längs des Umfangs des Kieseinleitgeräts vorgesehen sein, um das Volumen der Strömung zu erhöhen. Wie in Fig. 2 dargestellt ist, verhindern die Ringdichtungen 74 und 76, welche die Kiesöffnung 38 und den damit fluchtenden Durchbruch 80 einschließen, das Eindringen jeder Flüssigkeit oder körnigen Masse zwischen das Gehäuse 32 und die Hülse 58 während des Kiespackvorganges. Die Hülse 58 wird in ihrer Offenstellung verriegelt, in dem die Vorsprünge an dem nach außen vorgespannten Federfingern 70 in die mittlere Ringnut 50 eintreten, nachdem sie auf und über die untere Ringfläche 52 geglitten sind. Eine weitere Aufwärtsbewegung der Hülse 58 infolge des Zugs des öffnenden Hülsen-Positioniergeräts 90 wird dadurch ausgeschaltet, daß die mittlere Federarmschulter 102 an dem Federarm 100 mit der konischen Fläche 42 in Kontakt kommt, die zu dem eingeschnürten Innendurchmesser 40 an dem oberen Verbindungsstück 34 führt. Die mittlere Federarmschulter 104 ist auf dem Federarm 100 in Längsrichtung so angeordnet, daß der vorerwähnte Kontakt stattfindet, wenn die Hülse 58 eine Stellung erreicht, in welcher das Kieseinleitgerät 30 geöffnet ist. Danach bewirkt der Kontakt und das anschließende Einwärtsdrücken der konischen Fläche 42 und des verengten Innendurchmessers 40 auf den Federarm 100 über die mittlere Federarmschulter 102 eine Freigabe der Schulter 62 der Hülse 58 durch die nach oben weisende Schulter 106 an dem Vorsprung 104 des Federarms. Wenn der Gerätestrang anschließend abgesenkt wird, wie unten unter Bezugnahme auf den Kiespackvorgang erläutert werden wird, gestattet die geneigte Kante 108 an dem Vorsprung 104, die erst auf der konischen Oberkante 60 der Hülse 58 und dann auf der konischen, zu der zylindrischen Fläche 66 der Hülse 58 führenden Kante gleitet, eine freie Bewegung des öffnenden Hülsen- Positioniergeräts 90 nach unten. Die dabei nach unten auf die Hülse 58 ausgeübte Kraft wird ausreichend kompensiert durch den Eingriff der nach außen vorgespannten Federfinger 70 in die mittlere Ringnut 50.

Wenn das Kieseinleitgerät 30 wieder geschlossen werden soll (wie in Fig. 3 dargestellt ist), wird das schließende Hülsen-Positioniergerät 120 benutzt, das auf dem Gerätestrang 20 unterhalb des öffnenden Hülsen- Positioniergeräts 90 sitzt. Das schließende Hülsen- Positioniergerät 120 ist ähnlich dem öffnenden Hülsen- Positioniergerät 90 und enthält einen Innenteil 126, auf welchem ein Federarmkragen 128 mit einem oder mehreren Federarmen 130 und ein Keilnutkragen 140 mit einem oder mehreren Keilen 142 sitzt, die mit den Federarmen 130 fluchten. Die Federarme und Keile fluchten in Umfangsrichtung und sind in ähnlicher Weise wie die des öffnenden Hülsen-Positioniergeräts 90 gehalten. Der Innenteil 126 ist in den Gerätestrang 20 durch Verbindungsstücke 122 und 124 eingebaut, die auch dazu dienen, den Federarmkragen 128 und den Keilnutkragen 140 zu sichern. Auf dem Federarm 130 ist eine mittlere Schulter 132 vorgesehen, die durch konische Kanten begrenzt ist. Die mittlere Schulter 132 ist jedoch anders als die mittlere Schulter 102 an dem Federarm 100dichter an dem Vorsprung 134 am Ende des Federarms 130 angeordnet. Der Federarm 130 ist auch kürzer als der Federarm 100. Wenn eine nach oben weisende Schulter 136 an dem Vorsprung 134 nach außen in die Ausnehmung angrenzend an Bereich 64 gedrückt wird und an der Ringschulter 62 der Hülse 58 zur Anlage kommt, wie oben in bezug auf das öffnende Hülsen-Positioniergerät beschrieben worden war, bewirkt ein Zug nach oben an dem Gerätestrang 20 eine Umschaltung des Kieseinleitgeräts 30 in seine obere Schließstellung. Wie aus Fig. 3 deutlich ersichtlich ist, berührt die mittlere Schulter 132 des Federarms 130 die konische Fläche 42, die zu dem verengten Innendurchmesser des oberen Verbindungsstücks 34 führt, wenn die Hülse 58 ihre Schließstellung erreicht. Eine weitere Aufwärtsbewegung des Gerätestrangs 20 bewirkt ein Zusammendrücken des Federarms 130 und eine Freigabe der Hülse 58. Die kürzere Länge des Federarms 130 und die Anordnung der mittleren Schulter 132 an diesem sind so berechnet, daß eine Freigabe der Hülse 58 im gewünschten Punkt erfolgt. In der oberen Schließstellung schließen die Ringdichtungen 76 und 78 die Kiesöffnung 38 im Gehäuse 32 ein und verhindern somit jede Strömung durch diese. Wenn das schließende Hülsen-Positioniergerät an dem Gerätestrang 20 in das Bohrloch abgesenkt wird, schützt der Keil 132 den Federarm 130 und verhindert ein Hängenbleiben. Dies tut auch die geneigte Kante 138, deren Spitze im wesentlichen auf dem gleichen Radius wie die Außenabmessungen des Keils 142 liegt.

In den Fig. 6A bis 6D ist das Kieseinleitgerät 30 in seiner Offenstellung dargestellt, wie es auch in Fig. 2 gezeigt ist. Der Gerätestrang 20 ist so angeordnet, daß das Kiespackgerät 300 in dem Gerätestrang 20 an einer solchen Stelle ist, daß das Packen eines Kiesbetts beginnen kann. Das Kiespackgerät 300 enthält beide kiespackenden Bauteile als solche kombiniert mit einer Umgehungs- und Entleerungsventilanordnung zur Erleichterung der Bewegung des Geräts durch die Auskleidung, wie unten im einzelnen erläutert werden wird.

Das Kiespackgerät 300 ist in der Auskleidung an konzentrischen Rohren 208 und 210 aufgehängt. Mit dem äußeren konzentrischen Rohr 210 ist eine Umgehungshülse 302 verschraubt. Auf dieser sitzt ein ringförmiger Kragen 306, durch welchen ein vertikaler Kanal 440 verläuft. (Ein ähnlicher Kanal befindet sich auf der rechten Seite des Geräts, die ein Spiegelbild der linken Seite ist, wie in vereinfachter Form in Fig. 4C dargestellt ist). Gleichbeweglich in der Bohrung des ringförmigen Kragens 306 erstreckt sich der Innenteil 304 einer Gleitverbindung, der mit dem inneren Rohr 208 verschraubt ist. Der Innenteil 304 umfaßt das obere Ende eines Innenteils 420, wobei eine Druckmitteldichtung zwischen diesen Teilen durch O-Ringe 416 und 418 bewirkt wird. Durch die Wandung der Umgehungshülse 302 verläuft eine Entleerungsöffnung 318 und eine Umgehungsöffnung 324. Ringdichtungen 314 und 316 schließen die Entleerungsöffnungen 318 ein, und Ringdichtungen 320 und 322 schließen die Umgehungsöffnung 324 ein. Am unteren Ende der Umgehungshülse 302 ist ein Ring von nach unten ragenden Fingern 326 vorgesehen, die an ihren unteren Enden Leisten 328 besitzen. Unterhalb der Verbindung des äußeren Rohrs 210 und der Umgehungshülse 302 hat deren Außenfläche einen verminderten Durchmesser, wie bei 308 und 312 dargestellt ist. Dazwischen ist eine Ringschulter 310 mit konischen Seiten gebildet. Der Außendurchmesser der Umgehungshülse 302 bleibt im wesentlichen konstant bis hinunter zu der Schürze von federnden Fingern 326, wo er etwas vermindert ist. Um die Umgehungshülse 302 herum ist ein Umgehungsgehäuse 330 gleitbeweglich auf dieser geführt. Die Ringdichtungen 314, 316, 320 und 322 liegen gleitbeweglich dichtend an dem Umgehungsgehäuse 330 an. Eine Entleerungsöffnung 332 des Gehäuses und eine Umgehungsöffnung 334 erstrecken sich durch die Wandung des Umgehungsgehäuses 330, welche an dem oberen Packergehäuse 350 befestigt ist. Am oberen Ende des Umgehungsgehäuses 330 liegt ein Ring von schmalen Federfingern 336 mit radial einwärts ragenden Enden 338 einer Ringschulter 310 an der Außenfläche der Umgehungshülse 302 gegenüber. Unterhalb der Federfinger 326 hat das Umgehungsgehäuse 330 im wesentlichen gleichförmigen Innendurchmesser bis zu einem ringförmigen Anschlag 340 von vermindertem Innendurchmesser. Unterhalb des Anschlags 340 ist der Innendurchmesser des Umgehungsgehäuses 330 im Bereich 342 wieder vergrößert, um die Leisten 328 der Federfinger 326 aufzunehmen. Außerdem sind, wie in gestrichelten Linien dargestellt ist, Keilnuten in den Bereich 342 eingeschnitten, die mit den Leisten 328 der Federfinger 326 zusammenwirken und eine Relativverdrehung zwischen Umgehungshülse 302 und Umgehungsgehäuse 330 verhindern. Das stellt sicher, daß die Entleerungs- und Umgehungsöffnungen in der Hülse mit denen im Gehäuse in Umfangsrichtung fluchten.

Das Packergehäuse 350 hat bis zu seinem unteren Ende im wesentlichen gleichförmigen Außendurchmesser. An dem unteren Ende sitzt auf einem Bereich 362 von vermindertem Durchmesser ein Packerring 352, unterhalb dessen eine nach unten offene Packerschale 354, ein Packer-Abstandsstück 356, eine nach unten offene Packerschale 358 und ein rohrförmiger Packerhalter 360 angeordnet sind. Wie in Fig. 6B dargestellt ist, werden die Packerschalen in Axialrichtung gesichert durch Verschraubung eines oberen Gehäuses 364 mit dem Packergehäuse 350, wobei sich das obere Gehäuse gegen den Packerhalter 360 legt. Am unteren Ende des oberen Gehäuses 364 ist ein Kieskanalgehäuse 366 befestigt, welches Durchbrüche 368 für den Kiesdurchtritt aufweist.

Das Kieskanalgehäuse ist mit der Innenseite des oberen Gehäuses 364 verschweißt. Ein Kieskanalblock 410 weist einen Kieskanal 312 auf, der mit dem Durchbruch 368 in Verbindung steht. Der Kieskanalblock 410 ist so ausgebildet, daß er Flüssigkeit von einem Ringkanal 448 daran vorbei zu einer Ringkammer 450 durchläßt. Die Innenseite des Kieskanalblocks 410 ist mit einem äußeren Innenteil 404 an dessen unterstem Ende verschweißt. Der Innenteil 404 ist seinerseits mit einem Ring 414 verschweißt. Durch O-Ringe 422 und 424 erfolgt eine Flüssigkeitsabdichtung zwischen dem Ring 414 und dem inneren Innenteil 420. Das obere Ende des äußeren Innenteils 404 gleitet, wie in Fig. 6A dargestellt ist, innerhalb der Umgehungshülse 302 in einem Bereich von vermindertem Innendurchmesser derselben. Eine Druckmitteldichtung zwischen den beiden Teilen wird während des gesamten möglichen Axialhubs der Umgehungshülse 302 durch O-Ringe 406 und 408 bewirkt.

Unterhalb des Kieskanalgehäuses 366 erstreckt sich ein unteres Gehäuse 370 zu einem Zikulationsgehäuse 374. Um das Zirkulationsgehäuse 374 herum sind eine nach oben offene Packerschale 376, ein Packerabstandsstück 378, eine nach oben offene Packerschale 380 und ein mit Gewinde versehener Packerring 382 angeordnet, der an der Außenfläche des Zirkulationsgehäuses 374 befestigt ist. Die Verschraubung des unteren Gehäuses 370 und des Zirkulationsgehäuses 374 bildet infolge des größeren Außendurchmessers 372 des unteren Gehäuses 370, wie in Fig. 6C dargestellt ist, eine Schulter, durch welche die Aufwärtsbewegung der Packerschalen 376 und 380 begrenzt wird. Die Abwärtsbewegung derselben wird durch dem mit Gewinde versehenen Packerring 382 begrenzt. Angrenzend und unterhalb des mit Gewinde versehenen Packerrings 382 verläuft ein Zirkulationsdurchbruch 384 durch die Wandung des Zirkulationsgehäuses 374, an dessen Innenwandung ein Zirkulationsblock 426 angeschweißt ist. Der Zirkulationsblock 426 weist einen Zirkulationskanal 428 auf, der durch den Zirkulationsblock hindurch verläuft und in Verbindung mit dem Zirkulationsdurchbruch 384 steht. Der innere Innenteil 420 ist mit der Innenseite des Zirkulationsblocks 426 verschweißt, der, wie der Kieskanalblock 410, so ausgebildet ist, daß er den Durchgang von Flüssigkeit in Axialrichtung darumherum aus dem oberen Teil der Ringkammer 450 zu deren unterem Teil gestattet. Ein axialer Zirkulationskanal 452 des inneren Innenteils 420 steht, wie dargestellt, mit dem Zirkulationskanal 428 in Verbindung. Unterhalb des Zirkulationsdurchbruchs 384 ist eine nach oben offene Packerschale 386 auf einem Packerring 388 abgestützt, der wiederum eine nach unten offene Packerschale 390 abstützt. Die Bewegung der Packerschalen 386 und 390 ist in Axialrichtung begrenzt durch eine kleine Schulter an dem Zirkulationsgehäuse 374 oberhalb der Packerschale 386, wie in Fig. 6D dargestellt ist, und durch eine ähnliche Schulter in einem Endgehäuse 392 unterhalb der Packerschale 390. Eine untere Umgehungsöffnung 394 verläuft durch die Wandung des Endgehäuses 392 und verbindet den Ringraum 454 der Auskleidung 22 unterhalb des Kiespackgeräts 300 mit der daran vorgesehenen Ringkammer 450. In dem Endgehäuse 392 sitzen O-Ringe 396 und 398, die eine Flüssigkeitsabdichtung zwischen der Innenseite des Endgehäuses 392 und der Außenseite des unteren Endes des inneren Innenteils 420 bewirken.

Am unteren Ende des Endgehäuses 392 ist ein Kugelrückschlagventil 460 vorgesehen. Das Kugelrückschlagventil 460 enthält ein oberes Ventilgehäuse 462 und ein unteres Ventilgehäuse und darin eine Ventilkugel 468. Das obere Ventilgehäuse 462 weist eine Umgehungsspinne 466 auf, welche eine Flüssigkeitsströmung daran vorbei auch dann zuläßt, wenn die Ventilkugel 468 darauf aufsitzt. Das untere Ventilgehäuse bildet einen Ventilsitz 470, so daß eine Flüssigkeisströmung in Abwärtsrichtung verhindert wird, wenn die Ventilkugel 468 auf dem Ventilsitz 470 aufsitzt.

Es ist erkennbar, daß der Durchbruch 368 (Fig. 6C) der Kiesöffnung 38 und dem Durchbruch 80 in dem Gehäuse 32 bzw. der Hülse 58 gegenüberliegt, wodurch die Strömung von Kies zu dem Ringraum 26 der Verrohrung erhöht wird. Die Strömung von Kiesschlamm, die aus dem Durchbruch 368 in den Ringraum 444 des Kiespackgeräts eintritt, ist am oberen Ende durch die Packerschalen 354 und 358 und am unteren Ende durch die Packerschalen 376 und 380 eingeschlossen, die alle durch den Flüssigkeitsdruck des Kiesschlamms abdichtend angelegt werden. Der Kiesschlamm erreicht den Ringraum 444 aus dem Ringraum 209 zwischen den Rohren 208 und 210 durch den vertikalen Kanal 440, den inneren Ringraum 442, den Kieskanal 412 und den Durchbruch 368. Eine Aufwärtsströmung durch das Kugelrückschlagventil 460, wie sie beim Rücklauf der Trägerflüssigkeit des Kiesschlamms durch ein Endrohr während des Kiespackvorgangs auftreten würde, durchsetzt die Länge des Kiespackgeräts 300 durch den axialen Zirkulationskanal 452 des inneren Innenteils 420 und läuft anschließend durch die Bohrung des inneren Rohres 208 zur Erdoberfläche.

Wenn bei Umkehrzirkulation saubere Flüssigkeit durch das Rohr 208 und den axialen Zirkulationskanal 452 des inneren Innenteils 420 hinabgepumpt wird, sitzt die Ventilkugel 468 des Kugelrückschlagventils 460 auf dem Sitz 470 auf und bewirkt einen Eintritt der Flüssigkeit in den Zirkulationskanal 428 durch den Durchbruch 429 und einen Austritt aus dem Kiespackgerät 300 durch den Zirkulationsdurchbruch 384. Diese Druckflüssigkeit drückt die nach oben offenen Packerschalen 376 und 380 nach innen zusammen, wie in vereinfachter Form in Fig. 5 dargestellt ist, und gelangt in den Bereich des Ringraums 444 des Kiespackgeräts. Ein weiteres Aufwärtsfließen der Flüssigkeit wird durch die nach unten offenen Packerschalen 354 und 358 verhindert. Die Flüssigkeit wird somit in den Durchbruch 368, den Kieskanal 412 und den inneren Ringraum 442 hinauf zu dem Ringraum 209 den inneren Ringraum 442 hinauf zu dem Ringraum 209 geleitet, der zur Erdoberfläche führt.

Wenn sich der Gerätestrang 20 durch die Bohrung der Auskleidung 22 bewegt, ist es wichtig, daß Flüssigkeit daran vorbeiströmen kann, um so einen Stau zu vermeiden, der Flüssigkeit durch die durchbrochenen Teile der Auskleidung in die Formationen treiben und Packerschalen beschädigen könnte. Um dieses Ergebnis zu erzielen, gleitet die Umgehungshülse 302 innerhalb des Umgehungsgehäuses 330, so daß ein nach oben gerichteter Zug an den Rohren 208 und 210 zu einer Aufwärtsbewegung der Umgehungshülse 302 gegenüber dem Umgehungsgehäuse 330 führt. Die Ringschulter 310 an dem Umgehungsgehäuse 302 gleitet nach oben unter die radial einwärts ragenden Enden 338 der Federfinger 336, die eine Einrastung gegen kleine aufwärts- und abwärtsgerichtete Kräfte bewirken. Die Aufwärtsbewegung der Umgehungshülse 302 wird begrenzt durch Anlage des Anschlags 340 in dem Umgehungsgehäuse 330 an den Leisten 328 der Finger 326 am unteren Ende der Umgehungshülse 302. In der gestreckten Lage der Umgehungshülse 302 liegt die Entleerungsöffnung 318 in der Umgehungshülse 302 gegenüber einer Entleerungsöffnung 332 in dem Umgehungsgehäuse 330. Dies stellt eine Verbindung zwischen dem Ringraum 446 oberhalb des Kiespackgeräts 300 und dem Ringraum 444 dieses Geräts über die Entleerungsöffnung 332, die Entleerungsöffnung 318, den inneren Ringraum 442, den Kieskanal 412 und den Durchbruch 368 her. Somit kann während der Aufwärtsbewegung, bei welcher die Packerschalen 354 und 358 nach innen zusammengedrückt und die Packerschalen 376 und 380 gesetzt werden, die Flüssigkeitssäule oberhalb der Packerschalen 376 und 380 aus dem Bereich des Ringraums 444 austreten und zur Oberseite des Kiespackgeräts 300 zurückkehren, wenn dieses bei seiner Aufwärtsbewegung Flüssigkeiten verdrängt. In ähnlicher Weise fluchtet, wenn die Umgehungshülse 302 in ihrer gestreckten Stellung ist, die Umgehungsöffnung 324 mit der Umgehungsöffnung 334 in dem Umgehungsgehäuse 330. In diesem Fall ist der Ringraum 446 oberhalb des Kiespackgeräts in Verbindung mit dem Ringraum 454 unter diesem über eine Entleerungsöffnung 334, die Umgehungsöffnung 324, den äußeren Ringkanal 448 an dem Kieskanalblock 410 vorbei in die Ringkammer 450, an dem Zirkulationsblock 426 vorbei und durch die untere Umgehungsöffnung 394. Somit wird die Abwärtsbewegung des Kiespackgeräts 300 erleichtert, wenn die Flüssigkeitssäule, die von den nach unten offenen Packerschalen 390 eingeschlossen wird, aus dem Ringraum 454 austreten und zu dem Ringraum 446 oberhalb des Kiespackgeräts 300 strömen kann, wenn dieses die Flüssigkeit verdrängt.

Die Umgehungsanordnung des Kiespackgeräts 300 ist so angeordnet, daß eine erhebliche abwärts gerichtete Kraft, beispielsweise von 100 000 N, ausgeübt werden muß, um die Entleerungs- und Umgehungsöffnungen zu schließen. Die oberen Enden 338 stützen die Umgehungshülse 302 durch ihren Kontakt mit der Unterseite der Ringschulter 310 ab, wenn die Umgehungshülse 302 in ihrer gestreckten Stellung ist. Wenn das Kiespackgerät an seiner Stelle zur Durchführung des Packungsvorganges verankert ist, wie unten beschrieben werden wird, dann kann eine abwärts gerichtete Kraft ausgeübt werden. Wenn die Aufwärtsbewegung des Werkzeugstrangs 20 nach Durchführung des Packungsvorganges eingeleitet wird, öffnet der anfängliche Widerstand der Flüssigkeit und die vor dem Ausrasten des Werkzeugstrangs ausgeübte Kraft die Entleerungs- und Umgehungsöffnungen.

Das Kieseinleitgerät 30 ist so ausgebildet, daß es ungefähr eine Kraft von 50 000 N benötigt, um die Hülse 58 aufwärtszubewegen, während welches Vorgangs die Entleerungs- und Umgehungsöffnungen des Kiespackgeräts 300 offen sein können, da sie wieder geschlossen werden, wenn der Werkzeugstrang 20 zum Durchführen des Packvorganges verankert ist und eine abwärts gerichtete Kraft ausgeübt wird. Es bietet somit kein Problem, wenn die Kraft von 50 000 N momentan überschritten wird, da aller Wahrscheinlichkeit nach die Entleerungs- und Umgehungsöffnungen schon offen sind und auf jeden Fall vor dem Durchführen des Kiespackvorganges wieder geschlossen werden.

In den Fig. 4A bis 4D und 5 sind ein vollständig offenes Kieseinleitgerät 30 und ein Kiespackgerät 300 in einer Auskleidung bzw. einem Werkzeugstrang der Deutlichkeit halber in vereinfachter Form dargestellt. Der Werkzeugstrang ist generell mit dem Bezugszeichen 20 bezeichnet, während die diesen konzentrisch umgebende Auskleidung durch das Bezugszeichen 22 bezeichnet ist. Um die beiden konzentrischen Stränge herum ist die Verrohrung 24 des Bohrlochs dargestellt, die Durchbrechungen in Höhe von zwei nicht verfestigten fördernden Erdformationen 150 und 152 besitzt, durch welche hindurch das Bohrloch verläuft. Sollte das hier beschriebene Kiespackverfahren in einem Bohrloch angewandt werden, welches keine Auskleidung benutzt, könnten die hier als in der Auskleidung angeordnet dargestellten Bauteile z. B. das Kieseinleitgerät, in die Verrohrung 24 des Bohrlochs eingebaut werden, wobei ein in geeigneter Weise bemessener Gerätestrang in dieser benutzt wird.

Die Auskleidung 22 ist in der Verrohrung 24 mittels eines geeigneten, in der Verrohrung sitzenden Packers 156 für die Halterung eines Aufhängers 154 für die Auskleidung gehaltert, wie schematisch dargestellt ist. Der Aufhänger 154 ist in der Verrohrung 24 mittels Klemmringen 160 gehalten, die beim mechanischen Setzen des Packers 156 benutzt werden. Ein Gewindekragen 148 wird benutzt, um die Auskleidung 22 während ihres Einbaus in das Bohrloch innerhalb der Verrohrung 24 mit einem Bohrstrang zu verbinden.

Geht man von dem Aufhänger 154 für die Auskleidung abwärts, so enthält die Auskleidung eine Länge von hermetischem Rohr 162 bis gerade über die höchste zu packende Zone hinaus. In diesem Punkt ist ein schematisch dargestellter aufblähbarer Packer 164 angeordnet. Der von dem Innenteil 168 und der gummielastischen Außenwandung gebildete Ringraum 166 wird aufgebläht, indem Flüssigkeit durch das schematisch dargestellte Rückschlagventil 172 bis zu einem vorgegebenen Druck hindurchgepumpt wird.

Unterhalb eines Packers 164 ist ein Kieseinleitgerät 30 angeordnet, wie oben beschrieben aber hier in vereinfachter Form dargestellt ist, mit einem Gehäuse 32, innerhalb dessen die Hülse 58 gleitbeweglich geführt ist. An der Oberseite des Gehäuses 32 ist der eingezogene Teil 42 vorgesehen, der durch konische Kanten begrenzt ist. Unterhalb des eingezogenen Teils 42 liegt die zylindrische Innenfläche 44, durch welche sich die Kiesöffnungen 38 und 38&min; erstrecken. Unterhalb der Innenfläche 44 ist eine Ringfläche 48 dargestellt, an die sich die mittlere Ringnut 50, die Ringfläche 52 von im wesentlichen dem gleichen Innendurchmesser wie die Ringfläche 50 und die untere Ringnut 54 anschließen. Die obere Ringnut ist der Einfachheit halber nicht dargestellt. Innerhalb des Gehäuses 32 sind um die Hülse 58 Ringdichtungen 72, 74, 76 und 78 angeordnet. Am oberen Ende der Hülse 58 ist eine nach unten weisende Ringschulter 62 vorgesehen. Zwischen den Ringdichtungen 74 und 76 stehen Durchbrüche 80 und 80&min; mit den Kiesöffnungen 38 und 38&min; in Verbindung, wenn sie mit diesen fluchten. Am unteren Ende der Hülse 58 ist ein Ring von Federfingern 70 angebracht, die radial nach außen ragende untere Enden besitzen.

Unterhalb des Kieseinleitgeräts 30 sitzt ein polierter Rohrstutzen 174, unterhalb dessen sich ein Verankerungsgerät 176 befindet. Das Verankerungsgerät besitzt eine nach oben weisende Ringschulter 178, die von ringförmigen Ausnehmungen begrenzt ist. Ein Rohr 180 sitzt unmittelbar unterhalb des Verankerungsgeräts 176.

Ein Kiessieb 182 ist über die obere fördernde Erdformation oder interessierende Zone 150 hinweg unterhalb des Rohres 180 angeordnet.

Im Bereich der unteren interessierenden Zone ist ein sich am Gehäuse abstützender aufblähbarer Packer 184 im wesentlichen übereinstimmend mit dem Packer 164 unterhalb des Kiessiebs 182 angeordnet und isoliert die obere interessierende Zone von der unteren Zone. Der zwischen einem Innenteil 188 und einer gummielastischen äußeren Wandung 190 gebildete Raum 186 wird aufgebläht, indem Flüssigkeit durch ein schematisch dargestelltes Rückschlagventil 192 bis zu einem vorgegebenen Druck eingepumpt wird.

Unterhalb des Packers 184 ist ein zweites Kieseinleitgerät 30 in Offenstellung angeordnet, wobei die Kiesöffnungen 38 und 38&min; mit den Durchbrüchen 80 und 80&min; fluchten.

Ein zweites Verankerungsgerät 196 ist unterhalb eines polierten Rohrstutzens 194 unter dem Kieseinleitgerät 30 angeordnet. Das Verankerungsgerät 196 besitzt eine nach oben weisende Ringschulter 198, die von ringförmigen Ausnehmungen begrenzt ist.

Über die untere fördernde Erdformation oder intressierende Zone ist ein Kiessieb 202 unterhalb eines Rohres 200 angeordnet. Die Kiessiebe 182 und 202 sind in der Zeichnung verkürzt dargestellt und können tatsächlich einige Meter lang sein, wobei die Länge durch die Dicke der mit einem Kiesbett zu versehenen fördernden Erdformation bestimmt ist. All dies ist dem Fachmann bekannt.

Es ist dem Fachmann auch bekannt, daß die Kiessiebe, wie dargestellt, Durchbrechungen haben oder mit Draht verflochtene Schlitze verwenden können, welche die gewünschten Durchbrechungen bilden.

Unterhalb des Kiessiebs 202 ist ein weiteres Rohrstück 204 angebracht, und das unterste Ende des Rohrstücks 204 ist durch einen Schwimmerschuh 206 abgedeckt.

Die richtige Orientierung des Gerätestrangs relativ zu der Auskleidung 22 hängt davon ab, daß die polierten Rohrstutzen 174 und 194 die richtige Länge besitzen, so daß das Kiespackgerät 300 (siehe Fig. 4C) sich quer über das Kieseinleitgerät 30 erstreckt, wenn der Gerätestrang im Bereich der zu packenden Zone verankert ist.

Nachdem die Auskleidung 22 beschrieben wurde, wird jetzt der Gerätestrang von dessen oberem Ende an abwärts beschrieben.

Das innere Rohr 208 und das dazu konzentrische äußere Rohr 210 erstrecken sich nach unten von der Erdoberfläche zu dem Kiespackgerät 300. Da die beiden Rohrlängen nicht genau aneinander angepaßt werden können, ist es natürlich erforderlich, eine druckmitteldichte Gleitverbindung und Schwenkanordnung vorzusehen, die in vereinfachter Form bei 212 in dem inneren Rohrstrang dargestellt ist.

Die Rohre 208 und 210 treten an der Oberseite in das Kiespackgerät 300 ein, das oben im einzelnen beschrieben worden ist. Am oberen Ende des Kiespackgeräts 300 sitzt ein oberer Körper 301, wo das Rohr 208 mit dem axialen Zirkulationskanal 452 in Verbindung steht und der Ringraum 209 zwischen den Rohren 208 und 210 mit den äußeren Kanälen 440 und 440&min; in Verbindung steht. Die Bauteile des Kiespackgeräts 300 in Fig. 4C sind so numeriert, daß sie mit den oben beschriebenen Bauteilen in den detailierten Fig. 6A bis 6D übereinstimmen. Es ist jedoch zu beachten, daß einige Bauteile in Fig. 4C der Deutlichkeit halber als nicht wesentlich für die Beschreibung des Kiespackvorgangs weggelassen worden sind.

In Fig. 4C ist an etwa der gleichen Stelle wie das Kugelrückschlagventil 460 das öffnende Hülsen-Positioniergerät 90 dargestellt, welches den Federarmkragen 98 und Federarme 100 und 100&min; enthält, die radial nach außen sich erstreckende mittlere Schultern mit abgeschrägten Kanten besitzen. An den Enden der Federarme sind Vorsprünge vorgesehen, die jeder eine nach oben weisende, sich radial nach außen erstreckende Schulter 106 und 106&min; an ihrer Oberseite besitzen. Die untere Außenfläche jedes Vorsprunges ist nach innen und unten abgeschrägt. Die Federarme 100 und 100&min; sind in leicht zusammengedrückter Stellung in Anlage an der Innenfläche der Auskleidung 22 im Bereich des polierten Rohrstutzens 194 dargestellt.

Unterhalb des öffnenden Hülsen-Positioniergeräts 90 im Gerätestrang 20 ist ein Ankerpositionierer 220 angeordnet. Der Ankerpositionierer 220 enthält eine Bremsblockanordnung 222 und einen Federarmkörper 224. Die Bremsblockanordnung ist gleitbeweglich auf einem Innenteil 226 gelagert, in welchem ein J-Schlitz 228 vorgesehen ist. Ein Stift 230 ist an der Bremsblockanordnung 222 befestigt und gleitet innerhalb des J-Schlitzes 228. Auf der Innenseite der Bremsblockanordnung 222 sitzen federbelastete Bremsblöcke 232 und 234, die schematisch dargestellt sind und gegen die Innenseite der Auskleidung 22 drücken, so daß sie den Ankerpositionierer 220 zentrieren. Die untere Fläche 236der Bremsblockanordnung ist kegelstumpfförmig ausgebildet und von dem untersten Ende nach innen und oben geneigt. Unter der Bremsblockanordnung 222 besitzt der Federarmkörper 224 nach oben weisende Federarme 238 und 240 ähnlich denen des öffnenden Hülsen-Positionierers 90. Die Federarme 238 und 240 besitzen radial nach außen ragende mittlere Schultern sowie Vorsprünge an ihren oberen Enden. Die Schultern haben abgeschrängte Kanten, und nach außen erstreckende Schultern an der Unterseite und nach oben sich erstreckende einwärts abgeschrägte Flächen an der Oberseite. Die obersten Punkte dieser Fläche sind auf einem geringeren Radius angeordnet als das unterste Ende der Bremsblockanordnung 222, so daß die geneigte Fläche 236 gleitet an den Federarmen 238 und 240 angreifen und diese zusammendrücken kann, wenn der Gerätestrang 20 nach oben gezogen wird. Da der J-Schlitz 228 tatsächlich "J"-förmig ist, bewirkt das Aufwärtsziehen an dem Gerätestrang 20 eine Bewegung des Stifts 230 zum Grunde des J-Schlitzes 228, der unterhalb des kürzeren, längsverlaufenden Teils des "J" liegt, wobei der Ankerpositionierer 220 in einer zurückgezogenen Lage einrastet, wenn der Gerätestrang 20 abgesetzt wird, indem der Stift 230 in den kürzeren längsverlaufenden Teil des "J" eintritt.

Unterhalb des Anker-Positionierers 220 ist ein schließendes Hülsen-Positioniergerät 120 angeordnet, welches einen Federarmkragen 128 enthält, an dem nach unten weisenden Federarme 130 und 130&min; gelagert sind. Jeder Federarm besitzt eine radial nach außen sich erstreckende mittlere Schulter 132 und 132&min;, deren Kanten abgeschrägt sind. Am untersten Ende der Federarme sind Vorsprünge angeordnet, die nach oben weisende, sich nach außen erstreckende Schultern 136 und 136&min; an ihren oberen Kanten und nach unten und einwärts abgeschrägte Kanten an ihrem untersten Ende besitzen. Die Federarme 130 und 130&min; sind in leicht zusammengedrückter Stellung in Anlage an der Innenseite der Auskleidung 22 im Bereich des Rohrstücks 204 dargestellt.

Am untersten Ende des Gerätestrangs 20 sitzt ein Endrohr 250 mit einer Bohrung 252, die mit der Bohrung 254 in Verbindung steht, welche sich durch den Innenteil 226 des Anker-Positionierers bis zu dem Kugelrückschlagventil 460 hinauferstreckt.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 5 wird der Kiespackvorgang beschrieben. Nachdem das Bohrloch gebohrt und die Verrohrung 24 eingebracht ist, wird diese an den geeigneten Stellen angrenzend an die Erdformationen 150 und 152 perforiert. Diese werden gewaschen und ggf. in irgendeiner Weise behandelt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Auskleidung 22 in das Bohrloch abgesenkt und durch den Aufhänger 154 innerhalb der Verrohrung aufgehängt.

Die in die Verrohrung eingebaute Auskleidung 22 enthält ebensoviele Kieseinleitgeräte 30 als zu packende Zonen vorhanden sind. Wie oben erwähnt sind die Kieseinleitgeräte 30 oberhalb der jeweiligen zu packenden Zonen angeordnet, während die entsprechenden Kiessiebe 182 und 202 angrenzend an diese Zonen angeordnet sind und sich über diese hinwegerstrecken. Zwischen jedem Kieseinleitgerät und seinem zugehörigen Kiessieb sind polierte Rohrstutzen 174 und 194 und Verankerungsgeräte 176 bzw. 196 angeordnet, welche den Gerätestrang in jeder Zone genau positionieren, wenn der Anker-Positionierer 220 in das geeignete Verankerungsgerät eingreift.

Oberhalb der oberen Zone ist ein in die Verrohrung einsetzbarer, aufblähbarer Packer 164 angeordnet, und unterhalb der Zone sitzt ein geeigneter, in die Verrohrung einsetzbarer, aufblähbarer Packer 184, welche nach dem Aufblähen die obere Zone von der Zone darunter und dem Bohrloch-Ringraum darüber isolieren. Wenn die obere Zone extrem dicht an dem Aufhänger 154 liegt, kann der Packer 164 als überflüssig weggelassen werden, wenn ein Aufhänger mit einem Dichtelement benutzt wird wie es schematisch durch den Packer 156 dargestellt ist. Wenn es erforderlich ist, Zonen nicht nur voneinander, sondern auch von den Zwischenräumen zwischen den Erdformationen zu isolieren, können Packer oberhalb und unterhalb jeder Zone benutzt werden. Wenn beispielsweise die obere Zone im vorliegenden Fall weit oberhalb der unteren Zone liegt, könnte ein zusätzlicher, an der Verrohrung anliegender, aufblähbarer Packer in der Auskleidung 22 oberhalb des Packers 184 und doch unterhalb der oberen Zone benutzt werden, wobei zusätzliche Verankerungsgeräte in den richtigen Abständen vorgesehen würden.

Nachdem die Auskleidung 22 in der Verrohrung aufgehängt ist, wird der Gerätestrang 20 in das Bohrloch eingeführt. Der Benutzer hat die Wahl, die aufblähbaren Packer 164 und 184 aufzublähen, wenn der Gerätestrang 20 in die Bohrung abgesenkt wird, oder er kann es vorziehen, die Packer von unten her aufzublähen, wenn er von unten nach oben fortschreitet. Er kann tatsächlich die Packer in jeder Reihenfolge aufblähen. Es sollen hier die Verfahren des Aufblähens der Packer von unten nach oben hin beschrieben werden.

Der Gerätestrang 20 wird bis etwa zu der Stelle der untersten Zone und dem zugehörigen Verankerungsgerät 196 abgesenkt, wobei der Anker-Positionierer 220 in seinem eingezogenen Zustand ist, in welchem die Bremsblockanordnung 222 die Federarme 238 und 240 zusammendrückt. Der Gerätestrang wird dann nach oben bewegt, um 30° nach rechts gedreht und abgesetzt, um so den ausgelösten Zustand des Anker-Positionierers zu erhalten.

Der Anker-Positionierer wird dann abgesenkt und greift an der Schulter 198 des Verankerungsgeräts 196 an, wie in Fig. 4D dargestellt ist. Wenn der Anker-Positionierer zufällig unterhalb des Verankerungsgeräts 196 ausgelöst wird, kann er auch im ausgelösten Zustand durch dieses hindurch angehoben werden, da die geneigten Außenkanten der Vorsprünge an den Enden der Federarme 238 und 240 auf der Schulter 198 aufliegen. In diesem Punkt ist, anders als in Fig. 4C, das Kieseinleitgerät 30 geschlossen, wie in Fig. 4B dargestellt ist, da noch keine Schritte unternommen worden sind, es zu öffnen. Somit ist das Rückschlagventil 192 des aufblähbaren Packers 184 von den nach unten offenen Packerschalen 354 und 358 und den nach oben offenen Packerschalen 376 und 380 des Kiespackgeräts 300 eingeschlossen. Da der Packer nicht aufgebläht werden kann, wenn die Entleerungs- und Umgehungsöffnungen in dem Kiespackgerät 300 offen sind, ist es notwendig, ungefähr 100 000 N Gewicht auf den Gerätestrang 20 zu setzen, um diese Öffnungen wie oben geschildert, zu schließen. Wenn dieses Gewicht aufgesetzt ist, bewegt sich die Umgehungshülse 302 nach unten gegenüber dem Umgehungsgehäuse 330 in die in Fig. 4C dargestellte Lage und isoliert die Entleerungs- und Umgehungsöffnungen in dem Umgehungsgehäuse 330 gegen die damit zusammenwirkenden Öffnungen in der Umgehungshülse 302, wodurch eine Flüssigkeitsströmung zwischen dem Ringraum 446, dem Ringraum 444 des Kiespackgeräts und dem Ringraum 454 unterhalb des Kiespackgeräts 300 verhindert wird. Es versteht sich natürlich, daß die Umgehungswege während des Absenkens in das Bohrloch offen sind und offen bleiben, bis eine erhebliche nach unten gerichtete Kraft ausgeübt wird. Nachdem alle erforderlichen Umgehungswege abgeschlossen sind, wird dann der Gerätestrang 20 über den Ringraum 209 der Rohre 208, 210 unter Druck gesetzt bis zu dem Druck, der zum Aufblähen des aufblähbaren Packers 184 benötigt wird. Die Druckflüssigkeit erreicht den Packer 184 durch den Ringraum 209, die äußeren Kanäle 440 und 440&min;, den inneren Ringraum 442 und die Kieskanäle 412 und 412&min;, die in dem Ringraum 444 münden, welcher von der Innenwandung der Auskleidung 22, der Außenseite des Kiespackgeräts 300, den Packerschalen 354 und 358 an der Oberseite und den Packerschalen 376 und 380 an der Unterseite begrenzt ist. Von dem Ringraum 444 tritt Flüssigkeit in den aufblähbaren Packer 184 durch das Rückschlagventil 192 ein und bläht diesen bis zu einem vorgegebenen Druck auf. Nach Aufblähen des Packers 184 kann nun das Packen des Kiesbetts an der untersten Zone wie nachstehend beschrieben, stattfinden.

Das Kieseinleitgerät 30 an der untersten Zone wird geöffnet, in dem der Gerätestrang 20 nach oben gezogen wird, so daß der Anker-Positionierer 220 zurückgezogen wird und in dem der Gerätestrang 20 so angehoben wird, daß das öffnende Hülsen-Positioniergerät 90 an der Hülse 58 des Kieseinleitgeräts 30 angreift. Die Federarme 100 und 100&min; des öffnenden Hülsen-Positioniergeräts 90 federn nach außen, und die Schulter 106, 106&min; an den Vorsprüngen 104, 104&min; greifen an der Ringschulter 62 der Hülse 58 an. Ein Zug von ungefähr 50 000 N bringt die Durchbrüche 80 und 80&min; der Hülse 58 mit den Kiesöffnungen 38 und 38&min; des Gehäuses 32 zum Fluchten, wodurch das Kieseinleitgerät 30 geöffnet wird. Wenn die Offenstellung des Kieseinleitgeräts 30 erreicht ist, haben die nach außen ragenden mittleren Federarmschultern 102 und 102&min; die abgeschrägte Kante, die zu dem verengten Teil 40 führt, berührt, wodurch die Federarme 100 und 100&min; nach innen gedrückt werden und sich von der Hülse 58 lösen. Dadurch lassen sie das Kieseinleitgerät in der Offenstellung. Der Gerätestrang 20 wird dann etwa in den Bereich der Ringschulter 198 abgesenkt, dort angehalten, nach rechts verdreht und dann abgesenkt, so daß der Anker-Positionierer 220freigegeben wird und an der Ringschulter 198 angreift.

Ein Schlamm von Kies enthaltender Trägerflüssigkeit wird durch den Ringraum 209 zwischen den Rohren 208 und 210 hinuntergepumpt in die Kanäle 440 und 440&min;, den inneren Ringraum 442 und durch die Kießkanäle 412 und 412&min; hinaus in den Ringraum 444, dann durch die Kiesöffnungen 38 und 38&min; des Kieseinleitgeräts 30 in den unteren Ringraum 260 der Zone, wo der Kies zur Bildung eines Kiesbetts 262 abgelegt wird. Die Trägerflüssigkeit kehrt durch das Kiessieb 202 in die Auskleidung 22 zurück, wobei der Kies dank der richtigen Bemessung der Durchbrüche des Kiessiebs 202 an dessen Außenseite zurückgehalten wird. Die kiesfreie Trägerflüssigkeit tritt dann in die Bohrung 252 des Endrohres 250 ein und fließt dann an dem Kugelrückschlagventil 460 vorbei zurück, dessen Ventilkugel 468 durch die in Aufwärtsrichtung fließende Flüssigkeit abgehoben wird. Die Flüssigkeit läuft dann durch den axialen Zirkulationskanal 452 in dem Kiespackgerät 300, dann aufwärts durch das innere Rohr 208 zur Erdoberfläche. Die Zirkulation des Kiesschlamms wird forgesetzt, so daß sich ein Kiesbett 262 von unterhalb des Kiessiebs 202 bis zu einem Punkt oberhalb desselben aufbaut, wodurch eine Barriere gegen das Wandern von Sand aus der Zone in die Auskleidung 22 aufgebaut wird. Wenn an der Erdoberfläche ein Druckanstieg infolge erhöhten Strömungswiderstands festgestellt wird, dann zeigt dieser an, daß der Kies in der unteren Zone höher abgelagert (gepackt) ist, als die Oberkante des Kiessiebs 202 und die Packung des Kiesbetts beendet ist. Es ist offensichtlich, daß während des Packens keine Strömungsbewegung über den oberen Ringraum 26 erfolgte, da sowohl der Kiesschlamm als auch der Rücklauf innerhalb des Gerätestrangs 20 strömte.

Gegebenenfalls kann in diesem Punkt das Kiesbett weiter verfestigt werden, indem Druck darauf ausgeübt wird, was als "Quetschen" ("squeezing") bezeichnet wird. Es wird dazu durch den Ringraum 209 hindurch ein Druck nach unten ausgeübt, nachdem die Strömung durch das innere Rohr 208 an der Erdoberfläche abgesperrt worden ist. Dieser Druck wirkt auf das Kiesbett auf dem gleichen Zirkulationsweg, wie er oben beschrieben ist. Die Flüssigkeit wird innerhalb des Kiespackgeräts 300 durch die nach unten offene Packerschale 390 eingeschlossen wie während der normalen Zirkulation. Um das Innere des Gerätestrangs 20 von restlichem Schlamm zu reinigen, wird dann die Zirkulation unter Verwendung einer sauberen Flüssigkeit umgekehrt. Um diesen Vorgang durchzuführen, ist keine Bewegung in dem Bohrloch erforderlich. Die einzige Handlung seitens des Benutzers, die erforderlich ist, ist eine Umkehr der Strömungsrichtung. Saubere Flüssigkeit wird durch das Rohr 208 zu dem axialen Zirkulationskanal 252 in dem Kiespackgerät 300 hinabgesandt. Wenn die Flüssigkeit das Kugelrückschlagventil 360 erreicht, sitzt die Ventilkugel 368 auf dem Ventilsitz 470 auf und verhindert eine Abwärtsströmung. In diesem Punkt wird die saubere Flüssigkeit dann aus dem Kiespackgerät 300 durch die seitlichen Zirkulationskanäle 428 und 428&min; austreten und an den zusammengedrückten Packerschalen 380 und 376 vorbei nach oben und über die Kieskanäle 412 und 412&min; zurück in den Ringraum 442 strömen. Von dort strömt die Flüssigkeit durch die äußeren Kanäle 440 und 440&min; zu dem Ringraum 209 zwischen den Rohren 208, 210. Wenn saubere Flüssigkeit an der Erdoberfläche erscheint, ist der Kiespackvorgang beendet. Es ist zu beachten, daß die in umgekehrter Richtung strömende Flüssigkeit an einer Zirkulation unterhalb des Kiespackgeräts 300 durch die nach oben offene Packerschale 386 gehindert ist, die sich infolge des Flüssigkeitsdrucks durch die seitlichen Zirkulationskanäle 428 und 428&min; anlegt. Infolge dieser Dichtung sowie infolge des Schließens des Kugelrückschlagventils 460 wird die Umkehrzikulation bewirkt ohne daß eine Flüssigkeitsströmung durch die gerade gepackte Zone hindurch stattfindet.

In diesem Punkt kann der Gerätestrang aufwärts zur nächsten interessierenden Zone 150 bewegt werden, im vorliegenden Falle zwischen die aufblähbaren Packer 164 und 184. Der Gerätestrang 20 wird abwärtsbewegt, wodurch der Anker-Positionierer 220 zurückgezogen wird und sich von dem Verankerungsgerät 196 löst. Wenn der Gerätestrang zur nächsten Zone hochgezogen wird, ziehen die vorbeigehenden Federarme 130 und 130&min; des schließenden Hülsen-Positioniergeräts 120 die Hülse des unteren Kieseinleitgeräts 30 nach oben. Die nach oben weisenden, sich radial nach außen erstreckenden Schulter 136 und 136&min; der Vorsprünge an den Federarmen 130 und 130&min; greifen an der nach unten weisenden Ringschulter 62 der Hülse 58 an. Wenn der Gerätestrang nach oben gezogen wird, schließen die Federarme 130 und 130&min; das Kieseinleitgerät 30, zu welchem Zeitpunkt die Schultern 132 und 132&min; auf die konische Fläche 42 des verengten Abschnitts 40 treffen, welche die Federarme 130 und 130&min; nach innen drückt und diese von der Schulter 62 der Hülse 58 löst. In diesem Punkt schließen die Ringdichtungen 76 und 78 die Kiesöffnungen 38 und 38&min; ein und dichten diese ab. In der nächsten Zone wird der Gerätestrang nach rechts verdreht und dann in das Verankerungsgerät 176 abgesenkt. Wenn der aufblähbare Packer 164 oberhalb der oberen Zone vorher aufgebläht worden ist, kann diese Aufwärtsbewegung das Öffnen des oberen Kieseinleitgeräts 30 bewirken, indem die Federarme 100 und 100&min; des öffnenden Hülsen-Positioniergeräts 90 an der Hülse 58 angreift. Wenn der aufblähbare Packer 164 noch nicht aufgebläht ist, kann das Aufblähen wie in bezug auf Packer 184 beschrieben erfolgen. Wenn die Federarme 100 und 100&min; das obere Kieseinleitgerät 30 geöffnet haben, indem sie die Hülse 58 nach oben gezogen haben, lösen sie sich automatisch, wenn die mittleren Schultern daran auf den eingezogenen Bereich 40 treffen, der wiederum die Federarme nach innen drückt.

Wenn der Anker-Positionierer 220 in das Verankerungsgerät 176 eingreift, kann der Kiespackvorgang in dieser Zone wie oben unter Bezugnahme auf die untere Zone 152 beschrieben durchgeführt werden, sofern der Packer 164 darüber aufgebläht ist. Nach dem Packen der oberen interessierenden Zone 150 wird der Gerätestrang 20 herausgezogen. Bei dem Herauskommen aus dem Bohrloch greift das schließende Hülsen-Positioniergerät an jedem Kieseinleitgerät 30 an und stellt so eine geschlossene Auskleidung mit Ausnahme der Kiessiebe sicher. Das Bohrloch kann nun fördern, nachdem ggf. noch andere erwünschte Operationen durchgeführt worden sind.

Bei dem hier beschriebenen Verfahren zur Herstellung eines Kiesbetts werden konzentrische Rohre 208, 210 verwandt, die zur Erdoberfläche laufen. Es kann jedoch oberhalb der obersten zu packenden Zone ein Kreuzungsstück angeordnet werden und die Flüssigkeit in einem Bohrrohr bis zu dem Kreuzungsstück hinabgeleitet werden, wobei die rücklaufende Flüssigkeit von dem die Verrohrung umgebenden Kreuzungsstück verwendet werden, um den Rücklauf während des "Quetschens" unten im Bohrloch abzusperren statt an der Erdoberfläche.

Es ist hier zwar ein Kieseinleitgerät beschrieben, welches durch nach oben gerichtete Kräfte sowohl geöffnet als auch geschlossen wird. Infolge der Ausnehmung 69 und der Ringschulter 71 am unteren Ende der Hülse 58ist die Wirkungsweise jedoch nicht darauf beschränkt. Diese Ausnehmung gestattet es, mit den freigegebenen Federarmen des Ankerpositionierers, die nach oben ragen und nach unten weisende Schultern besitzen, an der Hülse anzugreifen und das Kieseinleitgerät ggf. wieder zu öffnen, beispielsweise um eine Zone später neu mit einem Kiesbett zu packen oder falls das Kieseinleitgerät unbeabsichtigt geöffnet worden sein sollte, bevor der aufblähbare Packer in diesem Bereich aufgebläht worden ist. Die mittleren Schultern an den Federarmen des Anker-Positionierers lösen die Federarme in der gleichen Weise wie die an dem öffnenden und schließenden Hülsen- Positioniergerät.

Die beschriebene Ausführung kann in verschiedenster Weise abgewandelt werden.

Beispielsweise kann die Anzahl der Kiesöffnungen den Erfordernissen entsprechend verändert werden. Die Federfinger an der Hülse und die damit zusammenwirkenden Ringnuten in dem Gehäuse, die benutzt werden, um die Hülse in ihrer Stellung zu verriegeln, können an der Oberseite der Hülse und des Gehäuses statt an der Unterseite vorgesehen werden. An der Hülse kann eine Schürze von flachen Fingern vorgesehen werden, die Nuten in entsprechendem Abstand an ihrer Außenfläche aufweisen, welche mit einem radial nach innen vorspringenden Bund an dem Gehäuse zusammenwirken, statt der beschriebenen Anordnung. Die Ringdichtungen können innerhalb von Nuten auf der Innenseite des Gehäuses angeordnet werden. Es könnte der Hauptteil der Hülse mit dem Gehäuse durch eine Keilverzahnung verbunden werden, um eine Verdrehung zu vermeiden.

Eine ähnliche Anordnung könnte auch als Zementierventil zum Zementieren eines Bohrlochs benutzt werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Gerät zur Behandlung von Ölbohrungen o. dgl., zum Anordnen in einer Leitung (22) in einem Bohrloch in Druckmittelverbindung mit einer ersten und einer zweiten Rohranordnung (208 bzw. 210), bei welchem Behandlungsmittel (300) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß
    1. (a) die Behandlungsmittel (300) einen ersten und einen zweiten Kanal (452 bzw. 442), ein Rückschlagventil (460) und einen dritten Kanal (428) enthalten,
    2. (b) der erste Kanal (452) mit der ersten Rohranordnung (208) oberhalb der Behandlungsmittel (300) und mit der Leitung (22) unterhalb der Behandlungsmittel (300) in Druckmittelverbindung steht,
    3. (c) der zweite Kanal (442) mit der zweiten Rohranordnung (210) oberhalb der Behandlungsmittel (300) und mit dem Ringraum (444) zwischen den Behandlungsmitteln (300) und der Rohrleitung (22) in Druckmittelverbindung steht,
    4. (d) das Rückschlagventil (460) in dem ersten Kanal (452) angeordnet ist und
    5. (e) der dritte Kanal (428) mit dem besagten Ringraum (444) und mit dem besagten ersten Kanal (452) oberhalb des Rückschlagventils (460) in Druckmittelverbindung steht.
  2. 2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (460) eine Strömung in Aufwärtsrichtung gestattet und eine Strömung in Abwärtsrichtung verhindert.
  3. 3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
    1. (a) um die Behandlungsmittel (300) herum erste und zweite Dichtmittel (345, 358 bzw. 376, 380) angeordnet sind, welche den Punkt einschließen, in welchem der zweite Kanal (442) mit dem besagten Ringraum (444) in Verbindung steht, und
    2. (b) um die Behandlungsmittel (300) herum dritte Dichtmittel (386) angeordnet sind und der Punkt, in welchem der dritte Kanal (428) mit dem besagten Ringraum (444) in Verbindung steht, zwischen den dritten Dichtmitteln (386) und den zweiten Dichtmitteln (376, 380) liegt.
  4. 4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Dichtmittel (354, 358 bzw. 376, 380) eine Druckmittelabdichtung zwischen den Behandlungsmitteln (300) und der Leitung (22) herstellt als Folge einer Druckmittelströmung aus dem zweiten Kanal (442) an dem besagten Punkt der Verbindung mit dem Ringraum (444).
  5. 5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
    1. (a) die ersten und die dritten Dichtmittel (354, 358 bzw. 386) eine Druckmittelabdichtung zwischen den Behandlungsmitteln (300) und der Leitung (22) herstellen als Folge einer Druckmittelströmung aus dem dritten Kanal an dem besagten Punkt der Verbindung mit dem Ringraum (444) und
    2. (b) die zweiten Dichtmittel (376, 380) ihre Druckmittelabdichtung als Folge dieser Druckmittelströmung lösen.
  6. 6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß um die Behandlungsmittel (300) herum unterhalb der Punkte der Verbindung des zweiten und des dritten Kanals (442, bzw. 428) mit dem Ringraum (444) vierte Dichtmittel (390) angeordnet sind, welche eine Druckmittelabdichtung herstellen als Folge einer negativen Druckdifferenz oberhalb der vierten Dichtmittel (390).
  7. 7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
    1. (a) in den Behandlungsmitteln (300) ein wahlweise freigebbarer Umgehungskanal (334, 324, 448, 450, 394) vorgesehen ist und
    2. (b) dieser Umgehungskanal (334, 324, 448, 450, 394) im geöffneten Zustand eine Druckmittelverbindung zwischen der Bohrung (446, 454) der Leitung (22) oberhalb und unterhalb der Behandlungsmittel (300) herstellt und im geschlossenen Zustand diese Druckmittelverbindung unterbricht.
  8. 8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der wahlweise freigebbare Umgehungskanal (334, 324, 448, 450, 394) durch Ausübung einer Längskraft auf die Behandlungsmittel (300) geöffnet und geschlossen wird.
  9. 9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Umgehungskanal (334, 324, 448, 450, 394) durch ein Schieberventil (302) geöffnet oder geschlossen wird als Folge einer auf die Behandlungsmittel (300) ausgeübten Längskraft.
  10. 10. Gerät nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der wahlweise freigebbare Umgehungskanal (334, 324, 448, 450, 394) durch eine aufwärtsgerichtete Kraft geöffnet und durch eine abwärtsgerichtete Kraft geschlossen wird.
  11. 11. Gerät nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
    1. (a) in den Behandlungsmitteln (300) ein wahlweise zu öffnendes Entleerungsventil (332, 318, 442, 412, 368) vorgesehen ist und
    2. (b) dieses Entleerungsventil (332, 318, 442, 412, 368) im geöffneten Zustand eine Druckmittelverbindung zwischen der Bohrung (446) der Leitung (22) oberhalb der Behandlungsmittel (300) und dem von den ersten und zweiten Dichtmittel (354, 358 bzw. 376, 380) begrenzten Ringraum (444) herstellt und im geschlossenen Zustand eine solche Druckmittelverbindung unterbrechen.
  12. 12. Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Entleerungsventil (332, 318, 442, 412, 368) durch Ausübung einer Längskraft auf die Behandlungsmittel (300) geöffnet und geschlossen wird.
  13. 13. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Entleerungsventil (332, 318, 442, 412, 368) durch eine Schieberventilanordnung (302) wahlweise absperrbar ist, die auf eine axial auf die Behandlungsmittel (300) ausgeübte Kraft anspricht.
  14. 14. Gerät nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Entleerungsventil (332, 318, 442, 412, 368) durch eine aufwärts gerichtete Kraft geöffnet und dadurch eine abwärts gerichtete Kraft geschlossen wird.
  15. 15. Gerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die aufwärts- und abwärtsgerichteten Kräfte auf die Behandlungsmittel (300) durch wenigstens eine der Rohranordnungen (208, 210) ausgeübt werden.
  16. 16. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
    1. (a) die erste und die zweite Rohranordnung (208 bzw. 210) die Bohrung eines ersten Rohrs (208) bzw. den Raum (209) zwischen dem ersten Rohr (208) und einem zweiten, größeren Rohr (210) umfassen und
    2. (b) die Behandlungsmittel (300) an dem ersten und dem zweiten Rohr (208, 210) befestigt sind.
  17. 17. Gerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Rohr (208, 210) koaxial sind.
  18. 18. Gerät nach Anspruch 6 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß
    1. (a) die erste Rohranordnung von der Bohrung eines Rohrstrangs gebildet wird und
    2. (b) die zweite Rohranordnung den Ringraum zwischen dem Rohrstrang und der Leitung umfaßt.
  19. 19. Gerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Ende der Behandlungsmittel (300) fünfte Dichtmittel vorgesehen sind, die eine Abdichtung zwischen den Behandlungsmitteln (300) und der Leitung (22) herstellen als Folge einer positiven Druckdifferenz oberhalb der Behandlungsmittel (300).
  20. 20. Gerät nach einem der Ansprüche 3 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtmittel (354, 358, 376, 380, 386, 390) von Packerschalen gebildet sind.
  21. 21. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß
    1. (a) die Leitung (22) von einer Auskleidung in einem Bohrloch gebildet ist, welche Öffnungen und unterhalb dieser Öffnungen ein Kiessieb (182, 202) aufweist.
    2. (b) die Behandlungsmittel (300) von einem Kiespackgerät gebildet ist, zum Packen eines Kiesbetts (262) vor dem Kiessieb (182, 202) zwischen der Auskleidung (22) und der Bohrlochwandung oder einer Verrohrung (24).






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