DE69223409T2

DE69223409T2 - Verbesserte unterwassertestbaumvorrichtung

Info

Publication number: DE69223409T2
Application number: DE69223409T
Authority: DE
Inventors: Graeme Coutts; Jeffrey Edwards
Original assignee: Expro North Sea Ltd
Current assignee: Expro North Sea Ltd
Priority date: 1991-07-30
Filing date: 1992-07-23
Publication date: 1998-06-04
Anticipated expiration: 2012-07-24
Also published as: WO1993003254A1; CA2114619A1; GR3026203T3; NO308912B1; CA2114619C; RU2101460C1; DE69223409D1; EP0595907B1; AU2342292A; AU668689B2; NO940307D0; NO940307L; GB9116477D0; EP0595907A1

Description

Diese Erfindung betrifft einen verbesserten Gas- oder Ölbohrlochunterwassertestbaum und eine Vorrichtung für den Gebrauch zusammen mit dem Testbaum. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren für das Totpumpen von einem aktiven Bohrloch nach dem Auslösen der Bohrlochsicherung, bei dem der Landstrang über den Testbaum abgeschert wird und sich die Ventile des Unterwassertestbaumes schließen, um den Lands trang abzudichten.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Während Bohrlochtest- (Bohr-) Vorgängen und dergleichen, die von einem schwimmenden Fahrzeug aus durchgeführt werden, wie etwa von einem Bohrschiff oder einem Halbtauchboot aus, wird die Kontrolle über das Bohrloch durch eine Unterwasserbohrlochsicherung erreicht, die am Meeresgrund am Bohrlochansatz befestigt wird. Derartige Bohrlochsicherungen umfassen normalerweise ein rohrförmiges Mittelgehäuse, auf dem eine Anzahl hydraulischer Rammsätze befestigt sind, zum Beispiel vier, die verschiedene Andichte- und Schneidewerkzeuge tragen. Die Rammen sind in Achsrichtung dem Gehäuse entlang aufgeteilt. Die unteren Rammen, oder Rohrrammen, sind mit halbkreisförmigen Andichteflächen versehen, so daß die halbkreisförmigen Flächen beim Auslösen dieser Rammen mit den Außenflächen des Bohrlochwerkzeuges ineinandergreifen. Die obersten Rammsätze werden Scherrammen genannt, und sie sind mit Schneidflächen versehen, die durch die Bohrung des Bohrwerkzeuges durchschneiden oder sie schließen können, und das Fluid, das in einem Vorratsbehälter unter Druck steht, von dem Steigrohr und dem oberen Teil des Bohrwerkzeuges trennen können.
Bei Öl- und Gastestbohrungen wird eine Druckkontrollausrüstung zusätzlich zu der bohrlochseitigen Testausrüstung, die am Ende des Teststranges befestigt ist, verwendet, wobei die Druckkontrollausrüstung über dem Bohrlochansatz und der Bohrlochsicherung auf dem Landstrang liegt. Diese Ausrüstung sieht verschiedene Sicherheitsmerkmale vor und erlaubt eine vollständige Bohrlochkont rolle.
Eines der Werkzeuge, die bei Testbohrungen verwendet werden, stellt der Unterwassertestbaum dar, ein Sicherheitsventil, das innerhalb der Bohrlochsicherung liegt. Während der Testbohrungsvorgänge ist es notwendig, sowohl die Rohr- als auch die Ringdrücke, das ist der Druck innerhalb des Strangs und der Druck zwischen dem Strang und dem Steigrohr, dem Bohrergehäuse und den Bohrlochleitungenr zu kontrollieren.
Der Unterwassersicherheitsbaum sieht ein primäres Sicherheitssystem zur Kontrolle des Rohrdruckes und zur Bereitstellung eines Mittels vor, das Steigrohr schnell und sicher von dem Bohrer zu trennen, sofern widrige Bedingungen eintreten sollten, wie etwa schlechtes Wetter oder Ausfall von einem Ortungssystem eines Schwimmfahrzeuges. Das wird teilweise durch die Ausstattung des Baumes mit "ausfallssicheren" Ventilen erreicht, die zum Beispiel während normaler Betriebsbedingungen durch hydraulische Druckversorgung offengehalten werden. Wenn der hydraulische Druck plötzlich abgestellt wird, so schließen die Ventile sich und trennen den Teststrang unterhalb des Baumes. Ein oberer Abschnitt des Baumes kann dann von dem unteren Abschnitt des Baumes, der die Ventile enthält, ausgeklinkt werden, und es kann der Landstrang als auch andere Bohrlochdruckkontrollgerätschaft, die oberhalb des Baumes liegt, zurückgezogen werden.
In Situationen, in denen ein Blowout wahrscheinlich erscheint, werden die Scherrammen der Bohrlochsicherung ausgelöst und dichten den Strang durch Abscheren des Landstranges oberhalb des Unterwasserbaumes ab, wodurch er innerhalb der Bohrlochsicherung belassen wird. Die Rohrrammen sind gewöhnlich während der Testbohrungen gespreizt und bilden auf diese Weise ebenfalls eine Dichtung um die Außenseite des Stranges herum. Um das Bohrloch in eine sichere Lage zurückzuholen und eine Rückgewinnung des bohrlochseitigen Testwerkzeuges zu ermöglichen, ist es notwendig, das aktive Bohrloch "totzupumpen", so daß kein unkontrolliertes Fließen von Fluid entsteht, wenn die Bohrlochsicherung geöffnet wird. Das wird durch Verringern des Bohrlochdruckes erreicht, was zum Beispiel durch das Einpumpen eines Fluids wie etwa Bariumschlamm, Salzsole oder Seewasser in den Strang erreicht werden kann.
US 4116272 (D1) offenbart einen Unterwassertestbaum, der in eine Bohrlochsicherungsanordnung gestellt wird, der Kugelventile verwendet. Die Kugelventile werden durch hydraulischen Druck, der dem Bohrlochring unterhalb eines geschlossenen Satzes von Bohrlochsicherungsrammen beaufschlagt wird, in den geöffneten Zustand versetzt. Die Kugelventile sind gefedert, so daß sie sich schließen, wenn sich der Druck zu beiden Seiten der Bohrlochsicherung aufhebt.
US 4880060 (D2) offenbart ein hydraulisches Kontrollsystem zur Kontrolle eines Rückholventiles in einem Unterwassertestbohrungssystem. Das Kontrollsystem verwendet ein Ventil vom Balltyp, was auf den geöffneten Zustand voreingestellt ist, und das, wenn es geschlossen ist, durch eine stetige Beaufschlagung von schließendem Druck gesperrt werden kann.
Keines dieser Schriftstücke offenbart oder schlägt eine Lösung des obengenannten Problems vor, die nämlich erlaubt, das Bohrloch totzupumpen, um ein kontrollierbares Fließen von Fluid zu schaffen, wenn die Bohrlochsicherung geöffnet ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine der primären Aufgaben dieser Erfindung ist es, einen Unterwassertestbaum zu schaffen, der das Totpumpen eines aktiven Bohrloches nach der Auslösung einer Bohrlochsicherung erleichtert.
Erreicht wird dies durch Bereitstellung einer Vorrichtung in der Form einer Scher- oder Totpumpbuchse in einem Strang oberhalb eines Unterwassertestbaumes, und wobei diese zwischen den Rohrrammen und Scherrammen einer Bohrlochsicherung liegt. Für den Fall, das die Scherrammen ausgelöst werden und sie den Strang oberhalb der Totpumpbuchse abdichten, beinhaltet die Buchse ein druckempfindliches Ventil, das geöffnet werden kann, indem zwischen der Bohrlochsicherung Rammen unter Druck gestellt werden, um das Fluid von der Bohrlochsicherung durch das Ventil und in dem Strang pumpen zu können, um das Bohrloch zu verstopten oder totzupumpen. Nachdem das Bohrloch totgepumpt worden ist, kann die Bohrlochsicherung geöffnet werden, um das Entnehmen der Bohrlochwerkzeuge zu ermöglichen.
In einer Hinsicht der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Bereitstellung einer Fluidverbindung zwischen einer Bohrlochsicherungsanordnung, welche eine Innenkammer darstellt, und einem Bohrlochwerkzeug, das in der Kammer angeordnet ist und das eine Innenbohrung darstellt, vorgesehen, wenn zumindest zwei Rammsätze der Bohrlochsicherung geschlossen sind und das Bohrlochwerkzeug einen Teil eines rohrförmigen Teststrang bildet, welche einen Unterwassertestbaum umfaßt und eine mit der Innenbohrung des Bohrlochwerkzeuges in Verbindung stehende Innenbohrung darstellt, wobei das Verfahren die folgende Schritte umfaßt:
Bereitstellung eines druckempfindlichen Ventils im Bohrlochwerkzeug zwischen den zwei Sätzen geschlossener Rammen; sowie Druckbeaufschlagung der Innenkammer der Bohrlochsicherung zwischen den zwei Sätzen geschlossener Rammen, um das druckempfindliche Ventil zu öffnen und eine Fluidverbindung zwischen der Innenkammer der Bohrlochsicherung und dem Bohrlochwerkzeug zu ermöglichen. Das geöffnete druckempfindliche Ventil kann verwendet werden, um Fluid, wie etwa Bariumschlamm, Salzsole oder Seewasser durch das Bohrlochwerkzeug pumpen zu können, um ein aktives Bohrloch totzupumpen und ein Öffnen der Bohrlochsicherung und die Rückgewinnung von Gerätschaft auf dem Bohrlochwerkzeug unterhalb der Bohrlochsicherung zu ermöglichen.
Vorzugsweise spricht das Ventil auf einen Druckunterschied zwischen zwei Abschnitten an, wobei die Innenkammern der Bohrlochsicherungen zwischen den Rammen und den Innenbohrungen des Bohrlochwerkzeuges den ersten Abschnitt darstellt und der Strang den zweiten Abschnitt darstellt, und das sich nur öffnet, wenn der Druckunterschied über einen vorbestimmten Wert liegt.
Vorzugsweise umfaßt das Ventil ebenso ein Ventilelement, welches mittels eines Ventilrückhaltemittels in geschlossenem Zustand gehalten wird, das eine Bewegung des Ventilelementes verhindert, bis das Ventilelement mit einer vorbestimmten Differenzdruckkraft beaufschlagt wird. Das Ventilelement kann als ringförmige Buchse ausgebildet sein, welche in Achsrichtung innerhalb des Ventilkörpers verschiebbar ist. Günstigerweise weist das Ventilelementrückhaltemittel die Form eines Scherbolzens auf, der sich in geschlossenem Zustand zwischen dem Ventilkörper und dem Ventilelement erstreckt.
Vorzugsweise weist die Buchse eine erste Endfläche auf, auf die der Druck in der Innenkammer der Bohrlochsicherung sowie das Äußere des Stranges wirkt, und bei geöffneten Ventil kann Fernd an dieser Endfläche vorbeifließen. Der Ventilkörper umfaßt vorzugsweise eine Niedrigdruckkammer zur Aufnahme der Buchse bei geöffnetem Ventil, und der Druck, der auf die erste Endfläche wirkt, hält auf diese Weise das Ventil geöffnet. Geeigneterweise enthält diese Niedrigdruckkammer Luft bei Atmosphärendruck.
Vorzugsweise umfaßt das Verfahren folgende Schritte:
Bereitstellung eines Abschnittes mit vergrößertem Querschnitt auf dem Strang oberhalb des Unterwassertestbaumes und zwischen den zwei Sätzen geschlossener Rammen, wobei dieser Abschnitt dazu geeignet ist, sich zu öffnen und dann in ein sich abwärts bewegendes Overshot-Fanggerät einzugreifen; sowie
Öffnen der Rammen der Bohrlochsicherung, nachdem das Bohrloch totgepumpt worden ist; und
anschließendes Absenken eines Overshot-Fanggerätes in die Bohrlochsicherung, um in den Abschnitt mit vergrößertem Querschnitt auf dem Strang einzugreifen; und
anschließendes Anheben des Fanggerätes und Rückgewinnung des Stranges.
Vorzugsweise sind das druckempfindliche Ventil und der Abschnitt mit vergrößertem Querschnitt mit einer gesonderten Buchse in dem Bohrstrang oberhalb des Unterwassertestbaumes versehen.
Wo der Unterwassertestbaum ausfallsichere Ventile aufweist, welche durch einen vorbestimmten, oberhalb der Ventile angelegten Rohrleitungsdruck geöffnet werden können, erlaubt das Öffnen der druckempfindlichen Ventile eine Druckbeaufschlagung des Inneren des Stranges zwischen den oberen Satz von Rammen der Bohrlochsicherung und den ausfallsicheren Ventilen des Testbaumes, um die Ventile zu öffnen und das Pumpen von Fluid in den Strang unterhalb des Baumes zu ermöglichen.
In einer weiteren Hinsicht der vorliegenden Erfindung wird eine Fluidverbindungsvorrichtung in Kombination mit einem Unterwassertestbaum und einer Bohrlochsicherung vorgesehen, wobei, damit die Vorrichtung und der Testbaum Teil eines Stranges bilden und damit sie in der Bohrlochsicherung Platz finden, die Bohrlochsicherung folgendes umfaßt:
eine Wand, welche eine innere Passage zur Aufnahme des Stranges darstellt, sowie wenigstens zwei Sätze Rammen, wobei die Wand ein Ventil aufweist, das so ausgebildet sein kann, daß eine Fluidverbindung zwischen dem Äußeren der Wand und der inneren Passage zwischen zwei Sätzen Rammen ermöglicht wird, wobei die Vorrichtung umfaßt:
eine Buchse, welche eine innere Passage darstellt und ein druckempfindliches Ventil aufweist, wobei eine an der Buchse anliegende vorbestimmte Druckdifferenz ein Öffnen des Ventils bewirkt, um eine Fluidverbindung zischen dem Äußeren der Buchse und der inneren Passage zu bewirken.

BESCHREIBUNG DER ZEICHNNNGEN

Diese und weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung werden nun im Zuge von Beispielen unter Bezugnahme auf die beigelegten Zeichnungen beschrieben, wobei:
Figur 1 und 2 schematische Schnittansichten von einer Bohrlochdruckkontrollausrüstung darstellen, die einen verbesserten Unterwassertestbaum enthält, der in Übereinstimmung mit einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung in einer Bohrlochsicherung eines Unterwasserölbohrlochs untergebracht ist; sowie
Figur 3 und 4 vergrößerte schematische Schnittansichten der Fluidverbindungsvorrichtung aus Figur 1 darstellen.

AUSFUHRLICHE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren für den Gebrauch vor allem bei der Unterwasseröl- und Gasuntersuchung und -gewinnung, und sie betrifft insbesondere Verbesserungen bei Unterwassertestbäumen, wie sie für Bohrlochtests von Schwimmfahrzeugen aus, wie etwa Halbtauchboote und Bohrschiffe, verwendet werden. Figur 1 und 2 der Zeichnungen zeigen schematisch eine Vorrichtung, die an einem Bohrlochansatz während des Bohrlochtests vorgesehen ist. Ein Steigrohr 10 hängt vom Bohrschiff oder Halbtauchboot (nicht gezeigt) herab und ist mit dem oberen Ende einer Bohrlochsicherungsanordnung 12, die auf dem Bohrlochansatz 14 angebracht ist, verbunden. Die Bohrlochsicherungsanordnung 12 beinhaltet ein im allgemeinen rohrformiges Gehäuse 16, auf dem vier Sätze von hydraulischen Rammen 18, 20, 22, 24 angebracht sind. In diesem Beispiel weist der untere Satz Rammen 22, 24 die Form von Rohrrammen auf, die mit halbkreisförmigen Abdichtungsflächen ausgestattet sind, und diese Rammen sind normalerweise gespreizt, wie gezeigt wird, um in den Strang 26 während des Bohrlochtests einzugreifen.
Der oberste Satz Rammen 18 weist die Form von Scherrammen auf, und er kann ausgelöst werden, um den Strang 26 erforderlichenfalls, wie in Figur 2 gezeigt wird, durchzuschneiden.
Innerhalb des Steigrohrs 10 und der Bohrlochsicherungsanordnung 12 angeordnet und auf dem Landstrang 26 angebracht ist die Bohrlochdruckkontrollausrüstung, die ein Sicherheitsschmierventil 28, ein Sicherheitsrückhalteventil 30 und einen Unterwassertestbaum 32 beinhaltet, der eine Fluidverbindungsvorrichtung 34 zur Bereitstellung der Fluidverbindung zwischen der Bohrlochsicherung 12 und dem Strang 26 umfaßt, wie weiter unten ausführlich beschrieben wird. Die Fluidverbindungsvorrichtung 34 wird "Totpumpbuchse" oder "Killsub" bezeichnet. Eine Aufhängevorrichtung 36 sitzt am Bohrlochansatz 14 auf der Bohrlochansatzverschalung 38, und ein Teststrang 40 hängt von der Vorrichtung 36 herab. Der Testbaum 32 beinhaltet ausfallsichere Ventile (nicht gezeigt), die durch hydraulischen Druck in geöffnetem Zustand gehalten werden können. Wenn die hydraulische Druckversorgung abgeschnitten wird, schließen sich die Ventile und trennen den Test strang 40 unterhalb des Testbaumes 32 ab. Die Ventile können durch den Fluiddruck in dem Strang oberhalb des Baumes wiederum geöffnet werden, und das erlaubt ein wiederholtes Öffnen der Ventile, wenn die hydraulischen Versorgungsleitungen abgeschnitten worden sind. Ein Unterwassertestbaum (SAFE-Baum) dieser Art ist erhältlich bei Expro (North Sea) Ltd., Aberdeen, Schottland, UK. Ein oberer Abschnitt des Baumes kann ebenso mechanisch oder hydraulisch von einem unteren Abschnitt, der die Ventile enthält, ausgeklinkt werden, damit der Landstrang 26 schnell und sicher beispielsweise im Falle von Schlechtwetter zurückgezogen werden kann.
In Situationen, wo das Eintreten eines Blowouts wahrscheinlich erscheint, werden die Scherrammen 18 der Bohrlochsicherung ausgelöst, um den Landstrang 26 oberhalb des Unterwassertestbaumes 32 und der Totpumpbuchse 34 abzuscheren und das Bohrloch zu verschließen. Wenn ein Baum 32, der mit ausfallsicheren Ventilen wie oben beschrieben ausgestattet ist, innerhalb der Bohrlochsicherung 12 liegt, durchschneiden Scherrammen 18 auch die hydraulischen Versorgungsleitungen, die die Ventile normalerweise geöffnet halten. Auf diese Weise schließen sich die Ventile, wenn sie nicht schon geschlossen worden sind.
Um das aktive Bohrloch totzupumpen oder zu verstopfen, damit sich die Bohrlochsicherung wieder öffnen kann und die Bohrlochtestausrüstung wiedergewonnen werden kann, ist es zuerst notwendig, den Druck in dem Teststrang und am Bohrlochansatz so zu verringern, damit das Fluid nicht von dem Bohrloch herauf- und durch den Strang hindurchfließen kann, wenn die Bohrlochsicherung geöffnet wird. Das wird normalerweise durch das Einpumpen von Material mit verhältnismäßig hoher Dichte, wie etwa Baritschlamm oder Salzsole oder Seewasser, in den Strang erreicht.
Bei der vorliegenden Erfindung wird dies mit Hilfe einer Vorrichtung in der Form einer Totpumpbuchse 34 erreicht, wie sie in größerer Ausführlichkeit in Figur 3 und 4 der Zeichnungen gezeigt wird. Die Totpumpbuchse 34 bildet einen Teil des Stranges 26 und liegt oberhalb des Hauptkörpers des Unterwassertestbaumes 32 und ist bei Gebrauch knapp unterhalb von den Scherrammen 18 der Bohrlochsicherung angeordnet.
Die Totpumpbuchse 34 stellt eine innere Passage 42 mit ähnlichem Durchmesser wie der Innendurchmesser des Teststranges dar, und die Enden der Buchse sind mit einem herkömmlichen Kupplungsmittel versehen (nicht gezeigt), um die Buchse 34 an dem Strang 26 anzuschließen.
Die Buchse 34 umfaßt vier Haupteile; einen oberen Abschnitt in der Form eines Unterwasseraufsatzes 44; einen unteren Abschnitt in der Form eines Unterwasseruntersatzes 46; eine ringförmige Buchse 58; und ein Ventilelement in der Form einer weiteren ringförmigen Buchse 84. Es sollte beachtet werden, daß die Bezeichnungen "oberer" und "unterer" verwendet werden, um die Beschreibung der Zeichnungen zu erleichtern, daß aber die beschriebene Vorrichtung ebensogut in entgegengesetzter Ausrichtung betrieben werden kann. Der Unterwasseraufsatz 44 weist einen oberen Abschnitt 48 und einen unteren Abschnitt 50 von größerem Durchmesser auf. Wie beschrieben werden wird, kann die Schulter 52 zwischen den Abschnitten 48, 50 dazu verwendet werden, ein Overshot- Fanggerät aufzunehmen, während die untere Schulter 54 des Abschnittes 50 eine Oberfläche vorsieht, um in das Fanggerät einzugreifen.
Die Unterwassereinsätze 44, 46 werden mittels Schraubverbindung 56 auf der Innenfläche des unteren Abschnittes 50 des Unterwasseraufsatzes 44 und der Außenoberfläche des oberen Endes des Unterwasseruntersatzes 46 verbunden.
Zwischen den Unterwassereinsätzen 44, 46 liegt eine feste ringförmige Buchse 58, die einen Abschnitt der inneren Passage 42 darstellt. Das obere Ende 60 der Buchse 58 wird in einer ringförmigen Kerbe 62 in den Unterwasseraufsatz 44 aufgenommen, während das untere Ende 64 an einer Fläche 66 des Unterwasseruntersatzes 46 angrenzt. Das untere Ende 64 der Buchse 58 ist mit Vorsprüngen versehen, das heißt, sie ist mit vier Kerben im gleichen Abstand (90º voneinander) um den Umfang herum ausgestattet, um vier Passagen 68, 69, 70 (nur drei gezeigt) zwischen der inneren Passage 42 und einer ringförmigen Kammer 78 zu begrenzen, die zwischen der Buchse 58 und den Unterwassereinsätzen 44, 46 gebildet werden. Vier weitere Passagen 80, 82 (nur zwei gezeigt) sind in der Buchsenwand des unteren Abschnitts 50 des Unterwasseraufsatzes 44 vorgesehen, und sie stellen zusammen mit den Passagen 68, 70 Umlauföffnungen dar, die normalerweise durch ein Ventilbauteil in Form einer ringförmigen Buchse 84, die in der Kammer 78 liegt, geschlossen werden. Figur 3 zeigt die ringförmige Buchse 84 in dem Zustand, wo sie die Umlauföffnungen verschließt, während Figur 4 die Buchse 84 angehoben zeigt, so daß die Umlauföffnungen geöffnet sind.
Die Buchse 84 ist in der ringförmigen Kammer 78, die einen oberen Abschnitt 86 bei niederem oder bei Atmosphärendruck sowie einen vergrößerten unteren Abschnitt 88 zwischen den Passagen 68, 70 und 80, 82 darstellt, verschiebbar. Die Umlaufbuchse 84 liegt normalerweise so, daß sie mit ihrem oberen Ende 90 in dem unteren Ende des oberen Abschnittes 86 der Kammer 78 liegt und daß sie mit ihrem unteren Ende 92 an dem Boden 93 des unteren Abschnittes 88 der Kammer 78 angrenzt. Das untere Ende der Buchse beinhaltet eine Schulter 94, die gegen eine innere Seitenwand von der Kammer 78 dichtend abschließt.
Ein Scherbolzen 96 wird auf dem Unterwasseraufsatz 44 befestigt, und er erstreckt sich in eine Ausnehmung 98 in der Außenwand der Buchse 84. Die Buchse 84 wird ferner mittels des Rohrdrucks aus dem Inneren des Stranges, der auf einer Fläche A&sub1; wirkt, in geschlossenem Zustand gehalten. Das Bewegen der Buchse 84 zum Öffnen der Umlauföffnungen wird bewirkt durch den ringförmigen Druck zwischen dem Inneren der Bohrlochsicherung und dem Strang, der auf Fläche A&sub2; wirkt; in einem aktiven Bohrloch ist der ringförmige Druck normalerweise beträchtlich niedriger als der Rohrdruck. Es ist zu beachten, daß die Fläche A&sub2; beträchtlich größer als die Fläche A&sub1; ist, so daß die "aufwärts" gerichtete Druckkraft, die über der Fläche A&sub2; wirkt, größer ist als die "abwärts" gerichtete Druckkraft, die über der Fläche A&sub1; wirkt, wenn der Druck im Ring noch immer beträchtlich niedriger als der Rohrdruck ist.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Totpumpbuchse 34 aus K-500 Monel- (Schutzmarke) Metall gemacht, und drei O- Ringdichtungen 98, die auf der Buchse vorgesehen sind, sind aus Elastomer gemacht, vorzugsweise Viton (Schutzmarke), und der Scherbolzen 96 ist vorzugsweise aus Aluminiumbronze. Um den Unterwassertestbaum 32 und die Totpumpbuchse 34 innerhalb der Bohrlochsicherung 12 unterhalb der Scherrammen 18 unterzubringen, weist die Totpumpbuchse 34 eine Mindestlänge auf, vorzugsweise ungefähr 12" lang, und weist normalerweise einen Innendurchmesser von 3" und einen Außendurchmesser von 8" auf.
Bei Gebrauch wird die Totpumpbuchse 34 eingesetzt, nachdem die Scherrammen 18 der Bohrlochsicherung ausgelöst worden sind, damit sie den Strang 26 durchschneiden, wie in Figur 2 gesehen werden kann. Die Buchse 84 ermöglicht eine Fluidverbindung zwischen dem Volumen 100 der Bohrlochsicherung zwischen den Scherrammen 18 und den unteren Rammsätzen 22, 24 und dem Inneren des Bohrstrangs, um dem Bedienpersonal zu ermöglichen, das Bohrloch zu verstopfen oder totzupumpen. Erreicht wird dies durch Druckbeaufschlagung des Volumens 100, indem Fluid von der Oberfläche durch die Versorgungsleitungen 102 und einem Ventil 104 (Figur 2) in dem Bohrlochsicherungsgehäuse 16 durchgepumpt wird. Sobald der Druck in dem Volumen eine vorbestimmte Höhe erreicht, reicht die ringförmige Druckkraft auf die Fläche A2 aus, um die Rohrdruckkraft auf die Fläche A1 zu überwinden und den Bolzen 96 abzuscheren, um die Umlaufbuchse 84 in den oberen Abschnitt 86 der Kammer 78 zu bewegen und die Umlauföffnungen zu öffnen. Der Druck in dem Volumen 100 und jetzt ebenso im Strang oberhalb des Testbaums 32 dient anschließend dazu, die geschlossenen Kugelventile in dem Unterwassertestbaum 32 zu öffnen. Fluid, wie etwa Baritschlamm, Salzsole oder Seewasser, kann anschließend durch die Umlauföffnungen der Totpumpbuchse in den Strang und durch den Testbaum 32 gepumpt werden, bis der Rohrdruck am Bohrlochansatz auf eine Höhe von gewöhnlich 0 abfällt, um zu ermöglichen, daß die Bohrlochsicherung durch das Zurückziehen der Rammen 18, 22, 24 geöffnet wird. Die Totpumpbuchse 341 der Testbaum 32, die Aufhängevorrichtung 36 und der Teststrang 40, der die bohrlochseitige Testgerätschaft trägt, können anschließend mittels eines Overshot-Fanggerätes wiedergewonnen werden, das beim Absenken im Abschnitt der Buchse 34 mit vergrößertem Querschnitt, an der Schulter 52, liegt, und sich anschließend um diesen Abschnitt herum, an der unteren Schulter 54, einklinkt.
Auf diese Weise ist zu sehen, daß die oben beschriebene Totpumpbuchse in Zusammenhang mit der anderen Vorrichtung ein Mittel bereitstellt, ein Bohrloch nach dem Auslösen einer Bohrlochsicherüng schnell totzupumpen, und die Rückgewinnung der Vorrichtung aus einem Bohrloch ermöglicht. Dem Fachmann ist es ersichtlich, daß die oben beschriebene Ausführungsform nur ein Beispiel für die vorliegende Erfindung ist, und daß zahlreiche Abänderungen und Verbesserungen gemacht werden können, ohne den Gültigkeitsbereich der Ansprüche zu verlassen; die beschriebene Bohrlochsicherung und die überwiegende Mehrheit der vorhandenen Bohrlochsicherungen arbeiten unter Verwendung hydraulischer Rammen, jedoch können andere Mittel für das Schließen eines Bohrloches entwickelt werden, und es ist ersichtlich, daß die beschriebene Totpumpbuchse in Zusammenhang mit Bohrlochsicherungen anderer Form arbeiten kann.

Claims

1. Verfahren zur Bereitstellung einer Fluidverbindung zwischen einer Bohrlochsicherungsanordnung (12), welche eine Innenkammer darstellt, und einer Buchse (34), welche in der Kammer angeordnet ist und eine Innenbohrung (42) darstellt, wenn wenigsten zwei Satz Rammen (18,22) der Bohrlochsicherung (12) geschlossen sind und die Buchse (34) einen Teil eines rohrförmigen Teststrangs (40) bildet, welcher einen Unterwassertestbaum (32) umfaßt und eine mit der Innenbohrung (42) des Bohrlochwerkzeugs in Verbindung stehende Innenbohrung darstellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

Bereitstellung eines druckempfindlichen Ventils (78,84) in der Buchse (34) zwischen den zwei Sätzen geschlossener Rammen (18,22); sowie Druckbeaufschlagung der Innenkammer der Bohrlochsicherung (12) zwischen den zwei Sätzen geschlossener Rammen (18,22) zur Öffnung der druckempfindlichen Ventile (78,84) und Ermöglichung einer Fluidverbindung zwischen der Innenkammer der Bohrlochsicherung (12) und dem Bohrlochwerkzeug (34).

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das geöffnete druckempfindliche Ventil verwendet wird, um Fluid, wie beispielsweise Bariumschlamm, Salzsole oder Seewasser, durch das Bohrlochwerkzeug (42) pumpen zu können, um ein aktives Bohrloch totzupumpen und ein Öffnen der Bohrlochsicherung (12) und die Rückgewinnung von Gerätschaft auf dem Bohrlochwerkzeug unterhalb der Bohrlochsicherung (12) zu ermöglichen.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem das Ventil (78,84) auf einen Druckunterschied zwischen zwei Abschnitten anspricht, wobei die Innenkammer der Bohrlochsicherung (12) zwischen den Rammen und den Innenbohrungen des Bohrlochwerkzeugs den ersten Abschnitt darstellt und der Strang den zweiten Abschnitt darstellt, und sich nur öffnet, wenn der Druckunterschied über einem vorbestimmten Wert liegt

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Ventil (78,84) ein Ventilelement (84) umfaßt, welches mittels eines Ventilelementrückhaltemittels (96) in geschlossenem Zustand gehalten wird, das eine Bewegung des Ventilelements (84) verhindert bis das Ventilelement (84) mit einer vorbestimmten Differenzdruckkraft beaufschlagt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem das Ventilelement (84) als ringförmige Buchse ausgebildet ist, welche axial verschiebbar in dem Ventilkörper (78) angeordnet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Buchse eine erste Endfläche aufweist, auf die der Druck in der Innenkammer der Bohrlochsicherung sowie das Äußere des Strangs wirkt, und bei geöffnetem Ventil Fluid an dieser Endfläche vorbei fließt.

7. Verfahren gemäß Anspruch 6, bei dem der Ventilkörper eine Niedrigdruckkammer (86) zur Aufnahme der Buchse bei geöffnetem Ventil aufweist und der auf die erste Endfläche wirkende Druck auf diese Weise das Ventil geöffnet hält.

8. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, welches folgende Schritte umfaßt:

Bereitstellung eines Abschnitts mit vergrößertem Querschnitt (50) auf dem Strang oberhalb des Unterwassertestbaums und zwischen den zwei Sätzen geschlossener Rammen, wobei dieser Abschnitt dazu geeignet ist, sich zu öffnen und dann in ein sich abwärts bewegendes Overshot-Fanggerät einzugreifen; sowie

Öffnen der Rammen der Bohrlochsicherung nachdem das Bohrloch totgepumpt wurde; und

anschließendes Absenken eines Overshot-Fanggeräts in die Bohrlochsicherung zum Eingriff des Abschnitts mit vergrößertem Querschnitt auf dem Strang; und

anschließendes Anheben des Fanggeräts und Rückgewinnung des Strangs.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der Unterwassertestbaum ausfallsichere Ventile aufweist, welche durch einen vorbestimmten, oberhalb der Ventile angelegten Rohrleitungsdrucks geöffnet werden, wobei durch das Öffnen der druckempfindlichen Ventile eine Druckbeaufschlagung des Inneren des Strangs zwischen dem oberen Satz von Rammen der Bohrlochsicherung und den ausfallsicheren Ventilen des Testbaums ermöglicht wird, um die Ventile zu öffnen und ein Pumpen von Fluid in den Strang unterhalb des Baumes zu ermöglichen.

10. Kombination einer Fluidverbindungsvorrichtung mit einem Unterwassertestbaum (32) und einer Bohrlochsicherung (12) wobei die Bohrlochsicherung (12) Folgendes umfaßt, damit die Vorrichtung (34) und der Testbaum (32) Teil eines Strangs bilden und zur Positionierung in der Bohrlochsicherung (12):

eine Wand, welche eine innere Passage zur Aufnahme des Strangs darstellt, sowie wenigstens zwei Sätze Rammen (18,22), wobei die Wand ein Ventil aufweist, das so ausgebildet sein kann, daß eine Fluidverbindung zwischen dem Äußeren der Wand und der inneren Passage zwischen den zwei Sätzen Rammen ermöglicht wird, wobei die Vorrichtung umfaßt:

eine Buchse (34), welche eine innere Passage (42) darstellt und ein druckempfindliches Ventil (78,84) aufweist, wobei eine an der Buchse (34) anliegende vorbestimmte Druckdifferenz ein Öffnen des Ventils bewirkt, um eine Fluidverbindung zwischen dem Äußeren der Buchse (34) und der inneren Passage (42) zu bewirken.

11. Kombination nach Anspruch 10, bei der die Vorrichtung einen Abschnitt mit vergrößertem Querschnitt aufweist, wobei der Abschnitt (50) geeignet ist, sich zu öffnen und dann in ein sich abwärts bewegendes Overshot-Fanggerät einzugreifen.

12. Kombination nach Anspruch 11, bei dem das druckempfindliche Ventil (78,84) und der Abschnitt mit vergrößertem Querschnitt (50) von einer separaten Buchse in dem Bohrstrang stromaufwärts des Unterwassertestbaums gebildet sind.

13. Kombination nach Anspruch 12, bei dem der Unterwasserbaum ausfallsichere Ventile aufweist, welche mittels eines vorbestimmten, oberhalb der Ventile angelegten Rohrleitungsdrucks geöffnet werden, wobei das Öffnen des druckempfindlichen Ventils eine Druckbeaufschlagung des Inneren des Strangs zwischen dem oberen Satz Rammen der Bohrlochsicherung und den ausfallsicheren Ventilen des Testbaums ermöglicht, um die Ventile zu öffnen und ein Pumpen von Fluid in den Strang unterhalb des Baums zu ermöglichen.