DE3813698A1 - Verfahren und vorrichtung zum hydraulischen durchdringen eines bohrloches - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft allgemein eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Durchdringen einer Öl- und/oder Gasbohrloch-Verrohrung. Insbesondere betrifft die Er­ findung eine neue Vorrichtung und ein Verfahren, bei welchen ein von Hochdruckfluid angetriebener Stempel verwendet wird, um eine Öffnung in eine Bohr­ loch-Verrohrung zu schneiden und nachfolgend unter Verwendung eines Hochdruckstrahls einen Durchlaß über eine beträchtliche Strecke nach außen jenseists der Verrohrung durch das umgebende Erdreich zu schneiden, um das Strömen von Flüssigkeit oder gas­ förmigen Kohlenwasserstoffen in die Verrohrung zu er­ möglichen.

Die große Mehrheit von Öl- oder Gasbohrlöchern wird mit Hilfe von Drehbohrverfahren gebohrt, bei welchen Bohrschlamm mit extrem feinen Teilchen durch den Bohr­ strang nach unten und durch die Bohrerspitze nach außen gedrückt wird, um Bohrgut zu entfernen, zu kühlen und um andere vorteilhafte Zwecke zu erfüllen. Ein gewöhnlich verwendetes Bohrschlamm-Material weist sehr kleine Barytteilchen auf. Es hat sich herausge­ stellt, daß die ein Bohrloch umgebende Erde durch den Spülschlamm bis in eine Entfernung von einem Meter oder mehr vom Bohrloch verunreinigt ist. Diese Verun­ reinigung, die weitgehend von sehr kleinen Teilchen aus dem Schlamm gebildet ist, stellt häufig ein wesentliches Hindernis für das Einströmen von Kohlen­ wasserstoffen in die Bohrloch-Verrohrung dar.

Darüber hinaus verursacht das Eindringen von Zementie­ rungs- und Bohrloch-Herstellungsfluiden in die Forma­ tion eine zusätzliche Verunreinigung der Formation. Der Bereich um ein Bohrloch herum, welcher durch Bohrfluid, Zement oder Herstellungsfluid verunreinigt oder verstopft worden ist, wird als Eindringbereich oder beschädigter Bereich bezeichnet und die Wirkung wird Formationsschaden, Skinschaden oder Skineffekt genannt. "Skineffekt" ist ein erdöltechnisches Maß für den Umfang des Schadens oder des Widerstands gegen das Strömen von Fluiden um ein Bohrloch herum und wird als dimensionslose Zahl ausgedrückt. Ein hoher Skineffekt-Wert oder -Faktor, welcher einen ausgedehnten Formationsschaden darstellt, ist z.B. 10, wogegen ein niedriger Skineffekt-Wert 0 ist.

Eine Anzahl von Hilfsmitteln sind vorgeschlagen und angewendet worden in dem Bemühen, Durchflußwege durch die umgebende Schicht zu schaffen oder den Skineffekt zu beseitigen, um das Einströmen von Kohlenwasser­ stoffen in die Bohrloch-Verrohrung zu ermöglichen und zu steigern. Das wahrscheinlich gebräuchlichste Hilfs­ mittel ist die Verwendung von Geschossen, welche von geschützähnlichen Vorrichtungen abgefeuert werden, die in der Verrohrung angeordnet sind; die Geschosse solcher Vorrichtungen sind jedoch normalerweise nicht in der Lage, bis jenseits des verunreinigten Bereiches vorzudringen und folglich können normalerweise opti­ male Strömungsbedingungen durch die Verwendung solcher Vorrichtungen nicht erreicht werden. Folglich ist eine Mehrzahl von anderen Vorschlägen zum Eindringen in die umgebende Schicht gemacht worden. US-PS 40 22 279 schlägt z.B. ein Verfahren vor, bei welchem Spiral­ bohrungen über eine beträchtliche Strecke außerhalb einer Bohrloch-Verrohrung gebohrt werden, um die Förderleistung zu erhöhen. Die genannte Patentschrift beschreibt jedoch nicht eine bestimmte Vorrichtung zum Ausführen der gewünschten Spiralbohrungen, und es ist nicht sicher, daß es eine solche Konstruktion tat­ sächlich gibt.

US-PS 33 70 887 beschreibt eine Durchbruchvorrichtung, bei welcher ein Ausstoßzapfen 11 verwendet wird, der durch hohen Druck, welcher in das Gehäuse injiziert wird, in dem der Zapfen angebracht ist, durch die Bohrloch-Verrohrung radial nach außen ausgestoßen wird. Die US-PSen 34 00 980 und 34 02 965 beschreiben beide ein Gerät, welches nach unten und aus dem unteren Ende der Bohrloch-Verrohrung heraus bewegt wird, und von welchem ausfahrbare Rohr- oder Schlauchorgane nach außen verschoben werden, während sie eine unter ho­ hem Druck stehende Flüssigkeit ausstoßen, um eine Aushöhlung am unteren Ende des Bohrlochs zu schaffen. Die Vorrichtung nach dieser Patentschrift wird für den Abbau von Salzen verwendet. US-PS 34 02 967 be­ schreibt eine Vorrichtung, deren Arbeitsweise derje­ nigen der eben erwähnten Patentschriften ähnlich ist.

US-PS 35 47 191 beschreibt eine Vorrichtung, die zum Ausstoßen einer unter hohem Druck stehenden Flüssig­ keit durch die Düseneinrichtung 26, 27 in ein Bohrloch abgesenkt wird. Der Ausstoß aus der Düseneinrichtung geht durch vorher in der Verrohrung ausgebildete Öff­ nungen 35 hindurch.

US-PS 33 18 395 beschreibt ein Gerät, das einen Körper aus Feststoffraketen-Treibstoff 34 aufweist, welcher in eine gewünschte Stellung in einem Bohrloch abge­ senkt wird. Der Raketentreibstoff wird gezündet, und das Ausströmgas wird durch eine Düseneinrichtung 36 nach außen ausgestoßen, um durch die Verrohrung und den Zement zu schneiden, welcher die Verrohrung umgibt. Der Ausstoß der Rakete weist Schleifteilchen auf, welche den Schneidevorgang unterstützen und auch dazu dienen, einen Einschnitt in die umgebende Formation zu schneiden, um diese zu brechen und in erhoffter Weise die Ausbeute zu verbessern. Da jedoch der Aus­ stoß der Rakete oder irgendeiner anderen festgelegten Düseneinrichtung die Formation erodiert, vergrößert sich der Abstand zwischen der Düse und der Formation, und die Wirksamkeit der Vorrichtung wird stark ver­ mindert.

US-PS 40 50 529 beschreibt ein Gerät, welches in eine Bohrloch-Verrohrung abgesenkt wird und eine Düsenein­ richtung aufweist, durch welche unter hohem Druck stehendes, ein Schleifmaterial enthaltendes Wasser ge­ pumpt wird, um sowohl durch die Verrohrung, als auch die umgebende Formation zu schneiden. Die Verwendung von Schleifmaterialien verschmutzt das Bohrloch für immer, und zwar dadurch, daß dies gewaltige Verschleiß­ probleme bei Ventilen, Pumpen und dergl. hervorruft, welche später im Bohrloch verwendet werden. Außerdem wird das Schleifmaterial von der umgebenden Formation aufgenommen, und es verstopft auch die Poren der Formation.

US-PS 43 46 761 beschreibt ein System, welches Düsen 20 aufweist, die derart angeordnet sind, daß sie in der Verrohrung nach oben und unten verschoben werden können, um Schlitze durch die Verrohrung zu schneiden. Die Düseneinrichtung steht nicht bis jenseits der Ver­ rohrung hervor; es ist jedoch deutlich, daß der von der Düse ausgestoßene Hochdruckstrahl aus der umgeben­ den Schicht etwas ausschneidet.

Zu anderen Patentschriften, die Hochdruckdüsen zum Durchschneiden von Bohrloch-Verrohrungen beschreiben, gehören die US-PSen 31 30 786, 21 45 776 und 41 34 453. US Reissue Patentschrift Re. 39 021 beschreibt ein un­ terirdisches Abbausystem, bei welchem eine radiale Düse verwendet wird, die im Bohrloch bleibt, um in die umgebende Formation zu schneiden. US-PS 43 17 492 beschreibt ein Hochdruck-Wasserstrahl-Bohrlochsystem, welches bei Bergbau- und Bohrvorgängen verwendbar ist, bei welchen eine Strahldüse aus dem unteren Ende des Bohrlochs ausgefahren und dann radial verschoben wird. US-PS 38 73 156 beschreibt ebenfalls eine Düsen-Berg­ bauvorrichtung, welche aus dem unteren Ende eines Bohrlochs ausgefahren werden kann, um eine Aushöhlung in einem Salzbohrloch auszubilden. US-PS 43 65 676 be­ schreibt eine mechanische Bohrvorrichtung, welche von einem Bohrloch aus radial verschoben werden kann, um eine seitliche Bohrung voranzutreiben. Eine Anzahl von weiteren US-Patentschriften beschreibt die Verwendung von Hochdruck-Düseneinrichtungen zum Durchschneiden der an ein Bohrloch angrenzenden oder an dessen unte­ rem Ende befindlichen Schicht einschließlich der US- PSen 20 18 285, 22 58 001, 22 71 005, 23 45 816, 27 07 616, 27 58 653, 27 96 129 und 28 38 117.

Keine der oben genannten Vorrichtungen nach dem Stand der Technik hat wegen verschiedener Nachteile irgend­ einen wesentlichen Erfolg gehabt. Z.B. können diejeni­ gen Vorrichtungen, welche einfach einen Hochdruck­ strahl aus einer Düse ausstoßen, die innerhalb der Verrohrung angeordnet ist, nicht eine genügend große Strecke von der Verrohrung nach außen schneiden, um wirklich zweckmäßig zu sein. Außerdem ist die Richtung und Erstreckung des Schnittes, der durch solche Vor­ richtungen geschaffen wird, einer Anzahl von veränder­ lichen Parametern unterworfen, wie der Art der umge­ benden Formation, und es ist deshalb schwierig, ein vorhersehbares Ergebnis zu erzielen. Es stellt für alle Vorrichtungen mit Hochdruckstrahl, welche durch die Wand der Bohrloch-Verrohrung hindurch arbeiten, ein Problem dar, daß als Voraussetzung für das Schneiden durch die umgebende Formation, eine Öffnung in die Verrohrung und den umgebenden Zement geschnitten werden muß. In einigen der Vorrichtungen nach dem Stand der Technik kann die Öffnung mit dem Düsenstrahl selbst geschnitten werden, wogegen es bei anderen Vorrich­ tungen erforderlich ist, selbständige mechanische Schneideeinrichtungen zu verwenden. Solche Vorrich­ tungen, die einen Düsenstrahl verwenden, um die Ver­ rohrung zu durchschneiden, haben einen sehr ernsthaf­ haften Nachteil, der darin besteht, daß die Schneide­ flüssigkeit häufig Schleifteilchen enthält, die in der Verrohrung bleiben und nachher auf Ventile oder andere Bestandteile, wie Pumpen oder dergl., in wel­ che einige der Schleifbestandteile schließlich einge­ drungen sind, eine nachteilige Wirkung haben können.

Die Verwendung von selbständigen, mechanischen Schnei­ devorrichtungen hat den Nachteil wesentlicher zusätz­ licher Ausgaben, sowohl bei den Kosten für die zu­ sätzliche Ausrüstung, als auch bei den Kosten für die Zeit, die bei Verwendung derselben zum Durchschneiden der Verrohrung erforderlich ist. Dies ist deshalb der Fall, weil eine solche Verwendung es normalerweise er­ forderlich macht, die Schneidevorrichtung bis zum un­ teren Ende des Bohrlochs abzusenken, die Verrohrung zu durchschneiden und nachher die Schneidevorrichtung zu entfernen sowie die Düseneinrichtung in der Ver­ rohrung in Stellung zu bringen, bevor man den Düsen­ strahl-Schneider verwenden kann. Das In-Stellung- Bringen und Entfernen der Werkzeuge aus dem Bohrloch erfordert normalerweise ein zeitraubendes Herauszie­ hen und Auswechseln des Strangs.

Ein gemeinsamer Nachteil aller Arten von Eindring- Vorrichtungen vor der Erfindung gemäß US-PS 46 40 362 lag darin, daß sie einfach nicht in zweckmäßiger Wei­ se weit genug in die Formation außerhalb der Verroh­ rung eindringen konnten, um eine verbesserte Ausbeu­ te zu erzielen. Daher bestand ein sehr wesentlicher Bedarf an einer Vorrichtung, die imstande ist, in die Erdformation, welche eine Bohrloch-Verrohrung umgibt, über eine Strecke nach außen jeseits der Ver­ rohrung, außerhalb des Verunreinigungsbereiches, wel­ cher die Verrohrung umgibt, in wirksamer Weise einzu­ dringen. Ein besonderes Problem lag darin, daß viele Vorrichtungen, die vor der US-PS 46 40 362 bekannt waren, nicht dazu in der Lage waren, eine geeignete Reichweite von einer Einrichtung zur Erzeugung eines Schneidestrahls aus aufrechtzuerhalten.

Die in der erwähnten US-PS 46 40 362 beschriebene Er­ findung stellte einen sehr bedeutenden Fortschritt in der Eindringtechnik dar, indem sie das Eindringen in die Erdformation über die Verunreigungsbereiche hinaus ermöglichte, welche die Verrohrung umgeben, so daß eine weit überlegene Leistung erzielt wurde, vergli­ chen mit den bekannten Vorrichtungen. Außerdem ermög­ lichte sie, daß anfänglich Zement von der Verrohrung weggeschleudert wurde, bevor die einen Strahl bilden­ de, halbstarre, ausfahrbare Leitung und Düsenausfahreinrich­ tung nach außen verschoben wurde; außerdem hatte die Vorrichtung nach der genannten US-PS 46 40 362 andere vorteilhafte Merkmale, die auf ihrer einzigärtigen Bauweise beruhten. Die Vorrichtung nach der US-PS 46 40 362 ist jedoch etwas kompliziert, da sie einen hydraulischen Kreislauf erfordert, der zwei Stickstoff­ speicher, Rotor-Betätigungsorgane und Ventilsätze so­ wie Rohrflußleitungen aufweist, welche sämtlich in einem 3-Meter(10 ft)-Gehäuse angebracht waren. Außer­ dem erfordert die Betätigung der Vorrichtung nach der US-PS 46 40 362, daß unter Druck stehendes Arbeits­ fluid unter vier verschiedenen Drücken der Vorrich­ tung jeweils zu verschiedenen Zeiten während jedes Arbeitsganges zugeführt wird. Die Gesamtlänge der Vorrichtung ist folglich wesentlich, und die Verwen­ dung von Flußleitungen erzeugt eine erhöhte Möglich­ keit zum Auftreten von Undichtigkeiten im Hinblick auf den hohen Druck, der während der Verwendung der Vorrichtung erforderlich ist.

Es ist folglich Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neue und verbesserte Vorrichtung und ein Verfah­ ren zum Eindringen in Erdformationen um eine Bohrloch- Verrohrung herum zu schaffen, die kleiner, weniger kompliziert und problemloser ist als die bekannten Anlagen.

Die Aufgabe der Erfindung erstreckt sich auch darauf, einen vereinfachten Steuerkopf für eine Bohrloch-Ein­ dringvorrichtung mit einer Lanze zu schaffen, welche eine halbstarre, ausfahrbare Leitung und Düsen- Ausfahreinrichtung verwendet.

Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung weist ein langgestrecktes, im wesentlichen zylindrisches Rohr mit einem Nocken-Antriebszylinder zum Antrieb einer Keilnocke zum Ausfahren eines radial verschieb­ baren Stempels nach außen durch die Verrohrung eines Bohrlochs auf. Eine ausfahrbare, halbstarre Leitung und Düsen-Ausfahrvorrichtung oder "Lanze", welche eine Düse an ihrem äußeren Ende aufweist, ist derart angeordnet, daß sie durch eine axiale Bohrung im Stempel axial nach außen verschoben werden kann, so daß sie eine kleine zusätzliche Kraft nach außen auf die Verrohrung ausübt. Nachdem der Stempel durch die Verrohrung gedrungen ist, verschiebt sich die Düse nach außen jenseits der Verrohrung, um eine Bohrung zu schaffen, welche sich von der in der Verrohrung geschaffenen Öffnung nach außen durch die Formation erstreckt. Die Betätigung der Düse während der an­ fänglichen Verschiebung des Stempels zur Öffnung der Verrohrung nach außen dient dazu, Zement, der sich hinter der Verrohrung befindet, auszuwaschen und zu entfernen, um dem Stempel zu ermöglichen, das Schaf­ fen der Öffnung in der Verrohrung schneller durchzu­ führen. Ein einzelner Speicher ist in der Verrohrung vorgesehen, und er ist mit Stickstoff unter einem ge­ wünschten Druck versehen, welcher von dem gewünsch­ ten Öffnungsdruck der Vorrichtung abhängt. Ein Spei­ cherkolben an einer Spulen-Kolbenstange ist in einem Zylinder im Speicher vorgesehen und wird normalerweise durch den Speicherdruck in eine erste Position ge­ drückt, in welcher ein Lanzen-Antriebszylinder, wel­ cher mit der Lanze verbunden ist, um die Lanze in ihre und aus ihrer ausgefahrenen Stellung zu verschie­ ben, ein Arbeitsfluid erhält, um die Lanze in ihrer zurückgezogenen Stellung zurückzuhalten. Es wird auch Arbeitsfluid mit relativ niedrigem Druck zu dem Stem­ pelnocken-Antriebszylinder geleitet, um diesen in einer zurückgezogenen Stellung anzuordnen, so daß der Stempel zurückgezogen ist.

Während die letzten beiden Funktionen in US-PS 46 40 362 dargestellt sind, wird bei der vorliegen­ den Erfindung eine andere Steuereinrichtung zur Aus­ führung dieser Funktionen verwendet. Ein Eindring- Vorgang wird eingeleitet, indem der Kolbenspulen-An­ ordnung Arbeitsfluid unter höherem Druck, normalerweise Wasser, zugeführt wird, wobei das Arbeitsfluid unter einem genügend hohen Druck steht, um die Kraft zu überwinden, welche durch den Speicher auf die Kolben­ spulen-Anordnung ausgeübt wird, und um die Kolbenspu­ len-Anordnung in eine zweite Stellung zu verschieben. Die Verschiebungsbewegung der Kolbenspulen-Anordnung bewirkt, daß Arbeitsfluid zum Lanzen-Antriebszylinder und dem Stempelnocken-Antriebszylinder geleitet wird, so daß diese Zylinder betätigt werden und im wesent­ lichen gleichzeitig den Stempel nach außen ausfahren und die Lanze und die Düse nach außen durch den Stem­ pel ausfahren, während sie gleichzeitig unter hohem Druck stehendes Arbeitsfluid durch die Lanze einspei­ sen. Das Arbeitsfluid in der Lanze strömt durch die Düse und trifft anfänglich in dem Bereich, welcher vom Stempel durchstoßen wird, auf das Innere der Ver­ rohrung auf, um eine kleine zusätzliche Kraft auf die Verrohrungsfläche auszuüben und das Zurückweichen des Verrohrungsgebietes, an welches der Stempel angreift, etwas zu beschleunigen, sowie dem Arbeitsfluid zu er­ möglichen, sofort nach außen in die Formation zu flie­ ßen, sobald sich ein Riß in dem Verrohrungsbereich bildet, mit welchem der Stempel in Berührung tritt. Folglich werden der Zement und die Erdformation hinter dem Verrohrungsbereich ausgewaschen, um ein leichtes Wegbiegen von Seitenlappen der Verrohrung durch die Verschiebung des Stempels zu ermöglichen. Nachdem die Öffnung beendet ist, wird die Lanze weiter nach außen ausgefahren, wobei die Düse Arbeitsfluid in die Formation ausstößt, um eine Öffnung zu schaffen, wel­ che sich einige Fuß (1 Fuß = 0,3 m) nach außen jen­ seits der Verrohrung erstreckt, um nachfolgend eine gesteigerte Erzeugung des Bohrlochs zu ermöglichen. Wenn der Eindring-Vorgang beendet ist, wird es dem Druck ermöglicht, auf seine niedrigere Stufe zurück­ zukehren, so daß die Kolbenspulen-Anordnung in ihre erste Stellung zurückverschoben wird, um den Lanzen- Antriebszylinder und den Stempelnocken-Zylinder zu veranlassen, in ihre anfänglichen Stellungen zurückzu­ kehren, so daß der Stempel und die Lanze in das Gehäu­ se der Vorrichtung zurückgezogen werden.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht, die ein Gas- oder Ölbohr­ loch im Schnitt darstellt und in welcher eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsge­ mäßen, unten im Bohrloch angeordneten Vorrich­ tung, dazu verwendet wird, die Verrohrung und die umgebende Formation zu durchstoßen;

Fig. 2 ein Fließschema, welches die Arbeitsweise des hydraulischen Kreislaufs und bestimmter mecha­ nischer Bestandteile der Erfindung darstellt;

Fig. 3A, 3B, 3C, 3D, 3E, 3F, 3G und 3H Schnitte längs der Linie 3-3 in Fig. 1, fort­ schreitend vom oberen Ende zum unteren Ende der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung, wobei sich die Teile in der Stellung vor der Auslö­ sung eines Eindring-Vorgangs befinden;

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 3A;

Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie 5-5 in Fig. 3A;

Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie 6-6 in Fig. 3B;

Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie 7-7 in Fig. 3A;

Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie 8-8 in Fig. 3B;

Fig. 9 einen Schnitt längs der Linie 9-9 in Fig. 3C;

Fig. 10 einen Schnitt längs der Linie 10-10 in Fig. 3C;

Fig. 11 einen Schnitt längs der Linie 11-11 in Fig. 3D;

Fig. 12 einen Schnitt längs der Linie 12-12 in Fig. 3D;

Fig. 13A einen Schnitt längs der Linie 13A-13A in Fig. 3D;

Fig. 13B einen Schnitt längs der Linie 13B-13B in Fig. 3E;

Fig. 13C einen Schnitt längs der Linie 13C-13C in Fig. 3F;

Fig. 13D einen Schnitt längs der Linie 13D-13D in Fig. 3G;

Fig. 14A, 14 B, 14 C, 14 D, 14 E, 14 F und 14G Schnitte längs derselben Ebene wie Fig. 13A usw., stellt aber die Teile in einer anderen Stellung dar, in welcher der Eindring-Vorgang beendet worden ist und eine Injektion durch­ geführt wird, wobei, vom oberen zum unteren Ende fortschreitend, Teile der Vorrichtung gezeigt werden;

Fig. 15 einen Schnitt längs der Linie 15-15 in Fig. 13C;

Fig. 16 einen Schnitt längs der Linie 16-16 in Fig. 14F;

Fig. 17 einen Schnitt längs der Linie 17-17 in Fig. 14F;

Fig. 18 eine vergrößerte Ansicht eines Teils von Fig. 13A, und

Fig. 19 einen Mittelschnitt der in der bevorzugten Ausführungsform verwendeten Düse.

Fig. 1 stellt die Verwendung der bevorzugten Ausfüh­ rungform der Erfindung in einem Bohrloch 10 mit einer Verrohrung 12 dar, die sich durch eine öl-, gas- oder wasserführende Schicht 14 nach unten erstreckt. Ein durchdrungener Bereich 16 erstreckt sich nach außen um die Verrohrung herum und weist Bohrschlamm-Bestand­ teile auf, die während des Bohrvorgangs in die Schicht gedrückt worden sind. Zusätzlich wird der die Verroh­ rung unmittelbar umgebende Bereich normalerweise ze­ mentiert, um eine Zementabdeckung zu schaffen, welche die Verrohrung bei der Fertigstellung des Bohrloches umgibt.

Die Erfindung umfaßt eine langgestreckte, im Bohrloch unten angeordnete Vorrichtung 20, die von der Oberflä­ che an einem Bohrgestänge 22 herabhängt, welches eine Mehrzahl von herkömmlichen Rohrabschnitten aufweist, wobei der unterste Rohrabschnitt mit einem Umwälzven­ til 21, einem Filter 23 und einem Stabilisator/Anker 24 herkömmlicher Bauweise verbunden ist, welcher eine wahlweise betätigbare Einrichtung aufweist, die nach außen ausgedehnt werden kann, um an der inneren Wand der Verrohrung 12 zur Anlage zu kommen, damit der Sta­ bilisator/Anker in einer festgelegten Stellung veran­ kert wird. Das obere Ende der langgestreckten Vorrich­ tung 20 wird von Stabilisator/Anker 24 über einen Gewin­ deanschluß 26 unterstützt. Das obere, über der Erd­ oberfläche angeordnete Ende des Bohrgestänges 22 ist, wie in Fig. 1 der US-PS 46 40 362 dargestellt, mit einem Drehgelenk verbunden, das von einer herkömmli­ chen Einrichtung oder einem Wiederaufwältigungs-Bohr­ gestell der dergl. getragen wird, und über einen Nie­ derdruckschlauch und einen Hochdruckschlauch mit Druckfluid-Quellen verbunden ist. Die Schläuche gehen von einem Fahrzeug mit einem Steuerpult aus. Außerdem weist das Fahrzeug einen Motor auf, der eine herkömm­ liche Hochdruck- und Niederdruck-Pumpeinrichtung an­ treibt, welche mit dem Schlauch verbunden ist und von dem Steuerpult gesteuert wird. Die Pumpen erhalten ein Arbeitsfluid von einer Saugleitung, die von einer her­ kömmlichen zweistufigen Filteranordnung ausgeht, wel­ che das ungefilterte Arbeitsfluid von einem Tankwagen erhält und alle Teilchen, die größer sind als 20 µm Druchmesser, herausfiltert; es können jedoch auch noch feinere Filter verwendet werden. Die Hochdruckpumpe ist eine säuretaugliche Fünfkolben-Verdrängerpumpe, welche einen mit niedriger Frequenz pulsierenden Aus­ stoß aufweist, dessen Frequenz eingestellt werden kann. Pumpen mit einer anderen Anzahl von Zylindern können ebenfalls verwendet werden.

Die langgestreckte, im Bohrloch unten angeordnete Vor­ richtung 20 wird von einer Mehrzahl von miteinander verbundenen, rohrförmigen Gehäuseteilen gebildet, in welchen verschiedene Funktionen und Ausrüstungsteile vorgesehen sind. Das Gehäuse weist von oben bis unten Abschnitte auf, wie in Fig. 1 dargestellt, und umfaßt einen Steuerabschnitt, einen Lanzenabschnitt und einen Stempelabschnitt, wie gezeigt.

Der Steuerabschnitt ist in den Fig. 3A, 3B, 3C, 14A und 14 B am besten veranschaulicht und weist ein zylin­ drisches Steuergehäuse oder einen Steuerzylinder 30 mit einem Gewinde-Steuerteil 32 auf, welches an sei­ nem oberen Ende derart angeschlossen ist, daß es einen Kopfblock 34 am oberen Ende des Haupt-Steuer­ gehäuses zurückhält. Der Kopfblock 34 weist eine axiale Bohrung auf, in welcher eine zylindrische Dichtung 36 mit einem O-Ring 38 angebracht ist. Eine obere zylindrische Bohrung 40 erstreckt sich vom obe­ ren Ende des Steuergehäuses 30 abwärts, wobei das un­ tere Ende der oberen Bohrung von einem ringförmigen Absatz 41 gebildet wird, unter dem sich eine kleinere axiale Bohrung 40′ abwärts zu einem radialen Absatz 42 erstreckt, wie in Fig. 3B gezeigt.

Eine Spulen-Kolben-Anordnung 44, 48 ist in der Boh­ rung 40 derart angebracht, daß sie axial hin- und her­ verschoben werden kann, und wird von einem oberen Spu­ lenbestandteil 44 und einem unteren Spulenbestandteil 48 gebildet, welche bei 50C über ein Gewinde verbunden sind, wie in Fig. 3A gezeigt. Das obere Ende des obe­ ren Bestandteils 44 weist einen Stangenfortsatz 50 auf, unter welchem unmittelbar darunter ein oberer Steuer­ kolben 51 angebracht ist. Ein mittlerer Steuerkolben 56 ist in wesentlichem Abstand unter dem oberen Steuer­ kolben 51 angebracht (Fig. 14A). Ein dritter oder unte­ rer Steuerkolben 58 ist unterhalb des mittleren Steuer­ kolbens 56, nahe dem oberen Ende des unteren Spulenbe­ standteils 48 angebracht, wie in Fig. 3A dargestellt. Das untere Ende des unteren Spulenbestandteils 48 ist mit einem Speicherkolben 52 versehen, der über eine Stange 46, welche eine Oberfläche 46′ aufweist, mit dem Kolben 58 verbunden. Der Speicherkolben 52 hat einen geringeren Durchmesser als die Kolben 56, 58, damit die O-Ring-Dichtungen am Kolben während der Mon­ tage der Vorrichtung nicht durch Kontakt mit den ver­ schiedenen Öffnungen zerschnitten oder beschädigt werden, welche in der Wand der axialen Bohrung 40 vorgesehen sind, die größer ist als die Bohrung 40′, in welcher der Kolben 52 angebracht ist. Der obere Steuerkolben 51 ist mit einer hydrostatisch ins Gleichgewicht gebrachten O-Ring-Dichtung 54 versehen, welche an der Bohrung 40 angreifen kann. Die Steuer­ kolben 56 und 58 weisen ebenfalls gußeiserne Kolben­ ringdichtungen 104 auf, die offensichtlich an der Boh­ rung 40 angreifen können, wie in Fig. 3A veranschau­ licht. Der Speicherkolben 52 weist einen Stickstoff- Dichtungs-O-Ring 60 auf, welcher Stickstoff, der in einer Kammer gespeichert ist, welche durch Zylinder­ bohrungen 40′, 70 und 72 gebildet wird, gegen ein Ar­ beitsfluid abdichtet, das in einer Kammer 71 strömt.

Es soll auch darauf hingewiesen werden, daß der obere Spulenbestandteil 44 eine axiale Bohrung 62 aufweist, die sich von seinem obersten Ende nach unten erstreckt und in einer radialen Bohrung 64 endet, welche in einem Stangenteil 45 mit vermindertem Durchmesser un­ ter dem mittleren Steuerkolben 56 und über dem unte­ ren Steuerkolben 58 des unteren Spulenbestandteils 48 endet, wie in Fig. 3A gezeigt. So soll auch darauf hingewiesen werden, daß der Raum oder die Kammer 66 zwischen dem Steuerkolben 56 und dem Steuerkolben 58, außerhalb der Oberfläche der Spulenkolbenanordnung 44, 48 und innerhalb der zylindrischen Bohrung 40 eine mittlere verschiebbare Kammer aufweist, deren Zweck weiter unten deutlich werden wird. Es ist zu bemerken, daß die Kolben 56 und 58 jeweils mit drei gußeisernen Kolbenringdichtungen 104 versehen sind, welche gegenüber dem hohen Druck und der hohen Ge­ schwindigkeit des Fluids, welchen sie ausgesetzt sind, wenn sie sich an Teilen, wie den Bohrungen 94 D und 92 C, entlang bewegen, viel widerstandsfähiger sind als andere Arten von herkömmlichen Ringdichtungen, welche schnell zerstört werden und nicht befriedigend sind. In ähnlicher Weise ist eine obere verschiebbare Kammer 67 zwischen der Oberfläche der Bohrung 40, der Stangenoberfläche 50′ und den Kolben 51 und 56 vorge­ sehen und eine untere verschiebbare Kammer 71 zwischen der Oberfläche der Bohrung 40, der Stangenoberfläche 46′ und den Kolben 58 und 52 vorgesehen, wie in Fig. 3A und 3B dargestellt. Der Kolben 52 weist aufge­ preßte Messinghülsen 52′ und 52′′ auf.

Das untere Ende der Bohrung 40 steht mit dem oberen Ende der Bohrung 40′ mit kleinerem Durchmesser am ringförmigen Absatz 41 in Verbindung, wobei die Boh­ rung 40′ an ihrem unteren Ende mit einer noch kleine­ ren axialen Bohrung 70 in Verbindung steht, wie am besten in Fig. 3B gezeigt. Die Bohrung 70 endet an ihrem unteren Ende in einer Bohrung 72, und ein Stickstoff-Füllventil V (Fig. 3C) ist an das untere Ende der Bohrung 72 angrenzend angebracht. Die Boh­ rungen 72, 70 und 40′ wirken mit dem Speicherkolben 52 zusammen, um einen Stickstoffspeicher zu bilden, der durch das Ventil V mit Hochdruck-Stickstoff ge­ füllt wird, bevor die Vorrichtung in der Verrohrung angeordnet wird.

Das Steuergehäuse 30 weist zusätzlich Bohrungen 73 C und 74 A auf, die sich vom oberen Ende des Haupt-Steuer­ gehäuses 30 parallel zur Achse des Gehäuses nach unten erstrecken und jeweils an den radialen Bohrungen 75 C und 76 A enden, wie in Fig. 3A und 3B dargestellt. Eine achsparallele Bohrung 77 C erstreckt sich vom inneren Ende der radialen Bohrung 75 C nach unten, und eine ähnliche achsparallele Bohrung 78 A erstreckt sich vom inneren Ende der radialen Bohrung 76 A nach unten. Achs­ parallele Bohrungen 88 D und 90 B (Fig. 4 und 5) erstrek­ ken sich ebenfalls vom oberen Ende des Haupt-Steuerge­ häuses 30 nach unten und sind in ähnlicher Weise je­ weils mit den radialen Bohrungen 97 D und 98 B verbun­ den (Fig. 8), von welchen sich jeweils achsparallele Bohrungen 89 D und 91 B nach unten erstrecken. Das un­ tere Ende der Bohrung 77 C steht in Verbindung mit einer Aufnahme-Bohrung 79 C größeren Durchmessers (Fig. 3C und 9), in welcher ein Einsteck-Kupplungsor­ gan 116 C angeordnet ist, während das untere Ende der achsparallelen Bohrung 78 A in Verbindung mit einer Aufnahme-Bohrung 79 A steht, in welcher ein Einsteck- Kupplungsorgan 116 A angeordnet ist. Die Einsteck- Kupplungsorgane 116 A und 116 C sind mit ihren unteren Enden in Gewindeöffnungen im oberen Ende eines oberen Verbindungsteils 84 im oberen Ende des Lanzenabschnitts eingeschraubt, wie aus Fig. 3C ersichtlich. In ähnlicher Weise stehen die unteren Enden der Bohrungen 89 D und 91 B mit Aufnahme-Bohrungen 79 D und 79 B in Verbindung, welche derart bemessen sind, daß sie Einsteck-Kupp­ lungsorgane 116 D und 116 B aufnehmen können, welche ebenfalls am oberen Ende des Verbindungsteils 84 des Lanzenabschnitts angebracht sind. Die Verwendung von Einsteck-Kupplungsorganen und Aufnahmevertiefungen sorgt für eine sichere Schnellkupplung und eine leck­ sichere Verbindung zwischen den Hydraulikkreisläufen der verschiedenen Abschnitte der Vorrichtung, indem O-Ringe oder Lippendichtungen an den Einsteck-Kupp­ lungsorganen 116 A-D verwendet werden. Ein sehr we­ sentlicher Vorteil ergibt sich daraus, daß ein Ab­ schnitt des Gerätes leicht an Ort und Stelle ersetzt werden kann, ohne daß eine vollständige Demontage des Gerätes notwendig ist. Anders ausgedrückt, die Ab­ schnitte werden einfach getrennt und der neue Ab­ schnitt leicht an die Stelle des alten gebracht und die Vorrichtungs-Abschnitte in einfacher Weise wieder verbunden. Wenn während der Prüfung oder dem Betrieb der Vorrichtung ein Abschnitt versagt, kann er folg­ lich mit einem Minimum an Schwierigkeit ersetzt werden. Der Transport des Gerätes ist ebenfalls viel einfacher, als dies bei der Vorrichtung der US-PS 46 40 362 möglich war, da der längste Bestandteils- Abschnitt nur etwa 6 m (20 ft) lang ist, verglichen mit einer Gesamtlänge von etwa 15 m (49 ft) der ein­ heitlichen Anordnung der genannten US-PS.

Eine radiale Bohrung 68 A bildet eine Verbindung zwi­ schen Bohrung 40 und Bohrung 74 A, wie in Fig. 5 ge­ zeigt. Folglich stehen der Raum 66 und die achspar­ allele Bohrung 74 A in Verbindung, wenn die Teile wie in Fig. 3A und 5 gezeigt, angeordnet sind. In ähnli­ cher Weise bildet eine radiale Bohrung 69 B eine Ver­ bindung zwischen der achsparallelen Bohrung 90 B und Bohrung 40 und Kammer 66, wie ebenfalls in Fig. 5 ge­ zeigt.

Es soll auch bemerkt werden, daß eine radiale Bohrung 92 C die Bohrung 40 mit Bohrung 73 C verbindet, wie in Fig. 3A und 7 veranschaulicht, so daß der Raum 71 zwi­ schen Bohrung 40, dem unteren Ende des Kolbens 58 und dem oberen Ende des Kolbens 52 mit Bohrung 73 C in Verbindung steht, wenn sich die Teile in der in Fig. 3A gezeigten Stellung befinden. Außerdem setzt eine radiale Bohrung 94 D die achsparallele Bohrung 88 D mit dem Inneren der Hauptbohrung 40 in Verbindung, wie in Fig. 7 dargestellt. Ein unteres Sperrventil 95 ist im äußeren Ende einer radialen unteren Entlüf­ tungsbohrung 96 angeordnet, die mit dem Inneren der Bohrung 40 in Verbindung steht, wie in Fig. 6 gezeigt, und ein oberes Sperrventil ist in einer oberen Entlüf­ tungsbohrung 100 angeordnet, wie in Fig. 3A darge­ stellt. Die untere Entlüftungsbohrung 96 steht mit der Kammer 71 in Verbindung, und die obere Entlüf­ tungsbohrung 100 steht mit Kammer 67 in Verbindung, wenn sich die Spulenkolben-Anordnung 44, 48 in ihrer oberen Stellung befindet (Fig. 3B). In ähnlicher Weise stehen die radialen Bohrungen 97 D und 98 B jeweils mit den achsparallelen Bohrungen 88 D und 90 B in Verbin­ dung, wie in Fig. 8 dargestellt. Die unteren Enden der achsparallelen Bohrungen 88 D und 90 B stehen jeweils mit den vergrößerten Aufnahme-Bohrungen 79 D und 79 B in Verbindung, welche zur Aufnahme von Einsteck-Fluid- Verbindungsorganen 116 D und 116 B vorgesehen sind (Fig. 9), die am oberen Ende des Lanzenabschnitts be­ festigt sind, wie oben erwähnt. Es können verschiedene Größen von Aufnahme- und Einsteck-Kupplungen verwendet werden, um sicherzustellen, daß die Abschnitte nur in geeigneter Weise verbunden werden können.

Das untere Ende des Haupt-Steuergehäuses 30 ist mit dem oberen Ende des Lanzenabschnitts über einen Stütz­ ring 80 (Fig. 3C), welcher auf die äußere Oberfläche des Haupt-Steuerzylindergehäuses aufgeschraubt ist, und einer Kupplungsmuffe 82 verbunden, die an ihrem unteren Ende mit einer mit einem starken Gewinde ver­ sehenen Verbindungshülse 110 verbunden ist. Die Kupp­ lungsmuffe 82 ist derart auf den Stützring 80 aufge­ paßt, daß die Organe 80 und 82 aneinanderstoßen, um irgendeine zusätzliche Abwärtsverschiebung der Kupp­ lungsmuffe 82 zu verhindern. Es soll gesagt werden, daß der Ausdruck "Lanze" verwendet wird, um auf die halbstarre, ausfahrbare Rohrleitung und Düsen-Ausfahreinrichtung 166 und deren zugehörige Betätigungseinrichtung zu verweisen; es werden also "Lanze" und "halbstarre", ausfahrbare Rohrleitung und Düsen-Ausfahreinrichtung" manchmal abwechselnd verwendet.

Zur genauen Betrachtung des Lanzenabschnitts wenden wir uns zunächst Fig. 3C zu, die veranschaulicht, daß der obere äußere Umfang des Lanzenabschnitts durch die mit einem starken Gewinde versehene Verbindungs­ hülse 110 gebildet wird, welche ein Außengewinde an ihrem oberen Ende aufweist, das mit der Kupplungsmuf­ fe 82 im Gewindeeingriff steht und das obere Verbin­ dungsteil 84 umschließt. Das oben genannte obere Ver­ bindungsteil 84 weist eine axiale Bohrung 86 und ein erstes Paar von diametral gegenüberliegenden Schlitzen auf, welche Verriegelungsansätze 112 und 114 aufnehmen, die in Gewindebohrungen in der Wand der Verbindungs­ hülse 110 angebracht sind, wie in Fig. 3C gezeigt. Einsteck-Strömungsverbinder 116 C und 116 A erstrecken sich vom oberen Ende des oberen Verbindungsteils 84 nach oben, und ihre oberen Enden stehen in Verbindung mit den unteren Enden der Bohrungen 77 C und 78 A, wel­ che jeweils im unteren Ende des Steuergehäuses 30 aus­ gebildet sind, und ihre unteren Enden stehen in Ver­ bindung mit schrägen Bohrungen 120 C und 120 A, welche ihrerseits jeweils über Anschlüsse mit achsparallelen Rohrleitungen 124 C und 124 A verbunden sind, welche sich in der Verbindungshülse 110 und einem rohrförmi­ gen Lanzen-Zylindergehäuse 128 nach unten erstrecken, wie in Fig. 3C dargestellt.

In ähnlicher Weise stehen die unteren Enden der Boh­ rungen 79 D und 79 B jeweils über Einsteck-Kupplungs­ organe 116 D und 116B (Fig. 9) mit schrägen Bohrungen im oberen Verbindungsteil 84 in Verbindung, welche ihrerseits mit den oberen Enden von Rohrleitungen 124 D und 124 B in Verbindung stehen (Fig. 10 und 13A).

Das rohrförmige Lanzen-Zylindergehäuse 128 ist auf das untere Ende der mit einem starken Gewinde verse­ henen Verbindungshülse 110 aufgeschraubt und er­ streckt sich von da aus abwärts. Außerdem ist ein oberer Lanzenzylinder 130 über ein Schraubengewinde mit dem unteren Ende des oberen Verbindungsteils 84 verbunden und weist eine obere Kammer 131′ auf, welche mit der axialen Bohrung 86 des Teils 84 über eine Bohrung 87 kleineren Durchmessers im unteren Ende des Teils 84 in Verbindung steht (Fig. 3C). Ein Lan­ zen-Antriebskolben 134 ist in einer axialen Bohrung 132, die sich von der Kammer 131′ am oberen Ende eines oberen Kolbenstangen-Bestandteils 136 abwärts erstreckt, welcher axial in der Bohrung 132 angeordnet ist, der­ art angebracht, daß er hin- und herverschoben werden kann. Der Kolben 134 ist aus Monel hergestellt; es hat sich jedoch auch ein Kolben aus rostfreiem Stahl mit einer Messinghülse als zufriedenstellend erwiesen. Es soll darauf hingewiesen werden, daß zwischen der Bohrung 132 und der Stange 136 eine lichte Weite vor­ handen ist, deren Zweck im folgenden deutlich werden wird.

Das untere Ende des oberen Lanzenzylinders 130 ist in das obere Ende eines oberen Kopfblock-Bestandteils 138 eingeschraubt, und das untere Ende des oberen Kol­ benstangen-Bestandteils 136 ist mit dem oberen Ende einer mit einem Gewinde versehenen Stangenverbindung verschraubt, wie in Fig. 3D veranschaulicht. Ein un­ terer Lanzenzylinder 131 ist an seinem oberen Ende mit dem unteren Ende eines unteren Kopfblock-Bestand­ teils 139 verbunden. Der obere Kopfblock-Bestandteil 138 ist über vier Maschinenbolzen 141 (Fig. 11) mit dem unteren Kopfblock-Bestandteil 139 verbunden, um eine einheitliche Kopfblock-Anordnung zu bilden. Es soll auch darauf hingewiesen werden, daß die Kopf­ block-Bestandteile 138 und 139 mit Schlitzen an dia­ metral gegenüberliegenden Seiten versehen sind, durch welche sich die Leitungen 124 C und 124 A erstrecken.

Das obere Ende 142 eines mittleren Monel-Stangenbe­ standteils 146 ist auf das untere Ende der mit einem Gewinde versehenen Stangenverbindung 140 aufgeschraubt. Der Stangenbestandteil 146 weist einen größeren Durch­ messer als das obere Ende 142 und auch eine axiale Boh­ rung 148 auf. Radiale Bohrungen 150 verbinden die axia­ le Bohrung 148 mit dem Raum 158 innerhalb einer Boh­ rung 182 des unteren Kopfblock-Bestandteils 139 und einer Bohrung 160 des unteren Lanzen-Zylinders 131 außerhalb der Stange 146. Es ist von wesentlicher Be­ deutung, daß die Stange 146 innerhalb der Bohrungen 182 und 160 angeordnet ist, welche einen Durchmesser haben, welcher größer ist als der Außendurchmesser von Stange 146. Folglich kann Flüssigkeit frei durch die radialen Bohrungen 150 strömen, zu oder aus der inne­ ren Bohrung 148 und dem Raum 158 (Fig. 18), zwischen den Bohrungen 182 und 160 und der äußeren Oberflä­ che der Stange 146. Lippendichtungsorgane 143 sind jedoch im oberen und unteren Kopfblock 138 und 139 durch Hülsen 106 und 106′ befestigt, um eine druckfe­ ste Abdichtung zwischen Bohrung 132 und der Bohrung 160 zu bilden. Die Abdichtungsorgane 143 können eine Lippendichtung mit einem O-Ausdehnungsring sein, wie sie unter dem Handelsnamen POLYPAK von Parker Seal Corporation verkauft werden. Das untere Ende der Stange 146 ist einstückig mit einem unteren Lanzen­ kolben 162 verbunden, welcher in die Bohrung 160 ein­ gepaßt ist, um darin hin- und herverschoben werden zu können. Die Gesamtbauart der hin- und herverschiebba­ ren Lanzenkolben-Antriebsanordnung gestattet der Kol­ benstange, während allen Arbeitsgängen des Gerätes unter Spannung zu bleiben. Wegen des langen Hubes und kleinen Durchmessers des Kolbens würde eine Druckbe­ lastung der Stange 146 diese verkrümmen. Indem an der Kopfblockanordnung 138, 139 usw. Fluid eingespeist wird, greift der Ausfahr- und Rückzugs-Druck an den unteren und oberen Lanzenkolben 162 und 134 jeweils auf der Stangenseite des Kolbens an, so daß die Kolben­ stange 136 immer unter Spannung und nie unter Druckbe­ lastung steht.

Eine Lanzenführung 168 nimmt eine untere Kolbenstange 164 auf, deren unteres Ende mit der Lanze 166 verbun­ den ist, welche aus einem Teflonkern 272 und äußeren verstärkten Gewindeschichten 274 aus einem rostfreien Stahlgeflecht gebildet ist (Fig. 3E). Das untere Ende der Führung 168 ist mit einer Stempelbasis 170 (Fig. 13C) verbunden, welche einen inneren Lanzenführungs- Durchgang 172 aufweist. Eine Strahldüse 169 ist mit dem äußeren Ende der Lanze 166 verbunden, um einen Schneidestrahl zu schaffen, welcher von deren äußerem Ende ausgeht, wenn Hochdruckfluid in der Lanze 166 vorhanden ist. Die Lanzenführung 168 weist eine kleine innere lichte Weite von 0,79 mm (1/32 in) zwischen ih­ rer inneren Oberfläche und der äußeren Oberfläche der Stange 164 und der Lanze 166 auf. In ähnlicher Weise ist eine lichte Weite von etwa 0,79 mm (1/32 in) zwi­ schen Bohrung 160 und der äußeren Oberfläche von Stan­ ge 164 vorgesehen. Die genannte lichte Weite verhindert eine Verkrümmung der Stange 164 und der Lanze 166, wenn diese während des Ausfahrens der Lanze in einem Ein­ dringvorgang einer Druckbelastung ausgesetzt wird. Es soll auch erwähnt werden, daß die Stangenteile, welche die Kolben 134 und 162 verbinden, während der Betäti­ gung der Vorrichtung, infolge des Drucks in den Bohrun­ gen 132 und 182, immer unter Spannung gehalten werden und deshalb nie einer Druckbelastung ausgesetzt werden, was das Problem der Vekrümmung hervorrufen könnte.

Die Stempelbasis 170 weist ein rohrförmiges Stempel­ organ 171 auf, das in seine Seite geschraubt ist, wo­ bei der Stempel eine zylindrische Führungsbohrung 173 aufweist, in welcher die Düse 169 vor der Betätigung der Vorrichtung angeordnet ist, wie in Fig. 13C dar­ gestellt. Das Stempelorgan 171 erstreckt sich durch eine Öffnung in einer Führung 175 einer Nocke, die ein Gehäuse 230 umschließt, so daß das Stempelorgan in der Lage ist, sich in die und aus den Stellungen heraus zu bewegen, die in Fig. 13C und 14F gezeigt sind. Eine Verschiebung der Stempelbasis 170 ist auf eine radiale Verschiebung bezüglich des Gehäuses 230 durch festgelegte Führungsstangen 177 und 179 begrenzt, welche am Gehäuse 230 befestigt sind und an eine Quer­ stange 181 angreifen, die an der Basis 170 durch Bol­ zen 193 befestigt ist, und auch an Schultern 183 und 185 an der Stempelbasis 170 angreifen. Druck in Längs­ richtung vom Stempelantriebskolben 236 und einer Stem­ pelantriebsnocke 244 wird durch die Schultern 183 und 185 der Stempelbasis als radiale Kraft auf die Füh­ rungsstangen 177 und 179 und den Stempel 171 übertra­ gen, um ein Loch in die Bohrloch-Verrohrung zu schla­ gen. Die kombinierten Teile halten den Stempel mit dem Loch in der Führung 175 der Nocke ausgerichtet, die das Gehäuse 230 umschließt. Die Querstange 181 verhin­ dert Schaden am Nockengehäuse 230 durch die Stempelba­ sis 170 im Falle des Abscherens des Stempels. Die Stempelbasis wird immer in Ausrichtung mit der Füh­ rung 175 gehalten. Die Berührungsoberflächen von 177, 183 und 179, 185 sind gehärtet, um die hohen Drücke und Kräfte aufzunehmen, denen sie ausgesetzt sind. Die Stempelbasis 170 weist außerdem gehärtete Nockenstößel- Oberflächen 186 und 189 auf, die an den gehärteten Nok­ kenoberflächen 245, 245′, 247 und 247′ der Nocke 244 angreifen können, um die Stempelbasis 170 und den Stem­ pel 171 in Abhängigkeit von einer Aufwärtsverschiebung der Nocke 244 nach außen zu verschieben. In ähnlicher Weise greifen Stößeloberflächen 191 an gegenüberliegen­ de Oberflächen der Nocke 244 an, um den Stempel 171 in Abhängigkeit von einer Abwärtsverschiebung der Nocke 244 zurückzuziehen. Die Bauweise und das Zusammenwir­ ken von Stempel und Nocke 244 usw. sind der in der US- PS 46 40 362 beschriebenen ähnlich; der Stempel weist jedoch gekrümmte Seitenschlitze 264 (Fig. 3F) auf, im Gegensatz zu den rechteckigen Schlitzen 254 in US-PS 46 40 362; auch die Steuerschaltung ist wesentlich an­ ders. Die äußere Oberfläche des Stempels ist gehärtet und sie ist so bearbeitet, daß ihre vertikale Schnei­ dekante E immer vertikal ist. Das Verhältnis des äuße­ ren Durchmessers zum inneren Durchmesser des Stempels muß derart sein, daß das in die Verrohrung gestanzte Loch nicht einen Stöpsel bildet, der aus der Verroh­ rung in die Mitte des Stempels gestanzt wird. Die Kan­ te des inneren Durchmessers des Stempels weist einen solchen Radius auf, daß er dem Ausschneiden eines sol­ chen Stöpsels widersteht. Auch soll der Winkel der Stempeloberfläche um 45° gegen die horizontale Achse geneigt sein.

Die unteren Enden der Leitungen 124 B und 124 D stehen jeweils mit achsparallelen Bohrungen 174 B und 174 D in Verbindung, wie in Fig. 13A gezeigt. Die Rohrleitung 174 B steht ihrerseits mit einer radialen Bohrung 176 B in Verbindung, deren inneres Ende mit einer axialen Bohrung 178 in Verbindung steht, durch welche sich das untere Ende der Stange 136 erstreckt, wobei eine lichte Weite zwischen Bohrung 178 und der äußeren Oberfläche der Stange 136 verhanden ist. Folglich stellt die radiale Bohrung 176 B eine Fluid-Verbindung mit dem Raum zwischen Bohrung 132 und der äußeren Oberfläche der Stange 136 dar, aufgrund der Verbindung der Bohrung 178 mit Bohrung 132, wie in Fig. 13A ge­ zeigt. In ähnlicher Weise ist das untere Ende der achsparallelen Bohrung 174 D mit einer radialen Bohrung 180 D verbunden, welche ein inneres Ende aufweist, das mit einer Bohrung 182 in Verbindung steht, welche das obere Ende 142 der Stange 146 umgibt und mit Abstand in diesem angeordnet ist, wie in Fig. 18 dargestellt.

Das obere Ende der Bohrung 182 endet an einer ringför­ migen Sitzfläche 266, an welche das obere Ende des Stangenbestandteils 146 angreift, wenn sich die Teile in den in Fig. 3D und 18 dargestellten Stellungen befin­ den. Wenn sich die Teile jedoch in der in Fig. 14C ge­ zeigten Stellung befinden, ist die radiale Bohrung 180 D in voller Verbindung mit dem Raum zwischen Bohrung 182 und der äußeren Oberfläche der Stange 136 angeordnet. Das untere Ende des unteren Lanzenzylinders 131 ist in eine axiale Gewindefassung im oberen Ende eines starren Lanzenträgerblocks 186 eingeschraubt, in welchem achs­ parallele Bohrungen 187 C und 187 A jeweils mit Rohrlei­ tungen 124 C und 124 A ausgerichtet sind, wie in Fig. 3E gezeigt.

Außerdem ist zu bemerken, daß der obere äußere Umfang des Lanzenträgerblocks 186 in das untere Ende eines rohrförmigen Gehäuses 188 eingeschraubt ist (Fig. 3E). Das obere Ende des rohrförmigen Gehäuses 188 ist in das untere Ende eines mittleren rohrförmigen Lanzenge­ häuses 190 eingeschraubt, dessen oberes Ende in das untere Ende des oberen rohrförmigen Lanzenzylinder- Gehäuses 128 eingeschraubt ist. Ein ringförmiger Flansch 192 (Fig. 3E) erstreckt sich vom Lanzenträger­ block 186 nach außen und weist einen Absatz 194 auf, der an einen gegenüberliegenden Absatz einer mit einem Gewinde versehenen rohrförmigen Verbindung 196 an­ greift, welche ihrerseits auf das obere Ende eines Stempelnocken-Gehäuses 198 aufgeschraubt ist.

Ein unterer Lanzenträgerblock 200 ist innerhalb des Gehäuses 198 mit dem Lanzenführungsrohr 168, das vom Trägerblock 200 ausgeht, und mit Gewindeansätzen 201 und 203 verschraubt, welche den Block 200 in Stellung halten, wie in Fig. 3E und ähnlich in Fig. 13B darge­ stellt. Achsparallele Bohrungen 202 C und 202 A (Fig. 3E) erstrecken sich entlang der gesamten Länge des Lanzenträgerblocks 200 und stehen an ihren oberen En­ den mit den Bohrungen 187 C und 187 A jeweils über Einsteck-Verbindungsorgane 204 C und 204 A in Verbindung, welche im unteren Ende des Lanzenträgerblocks 186 an­ gebracht sind. Außerdem sind flexible Schläuche 206 A und 206 C jeweils über Kupplungsanschlüsse 207 A und 207 C mit den unteren Enden der Bohrungen 202 A und 202 C verbunden und erstrecken sich nach unten in das Keil­ verschiebungs-Gehäuse 208, welches auf das untere En­ de des Stempelnocken-Gehäuses 198 geschraubt ist. In ähnlicher Weise sind die Schläuche 206 C und 206 A an ihren untersten Enden mit festgelegten Rohrleitungen 210 C und 210 A verbunden, wie in Fig. 3F dargestellt.

Das untere Ende der Rohrleitung 210 C ist mit einer befestigten Hohlstange 212 verbunden, die sich durch eine Nocke erstreckt, welche das Gehäuse 230 um­ schließt, das sich vom unteren Ende des Gehäuses 208 nach unten erstreckt. Ein Stangenführungs-Kopfblock 232 (Fig. 3G) ist auf das untere Ende des Gehäuses 230 geschraubt, und ein Stempelnocken-Antriebszylinder 235 ist auf den Kopfblock 232 geschraubt, wie in Fig. 3G veranschaulicht.

Ein Stempel-Antriebskolben 236 ist innerhalb des Zy­ linders 235 derart angebracht, daß er hin- und her­ verschoben werden kann, und weist eine axiale Öffnung auf, durch welche sich die Hohlstange 212 erstreckt. Es ist klar, daß der Kolben 236 sich bezüglich der Stange 212 hin- und herbewegen kann und daß eine Un­ dichtigkeit von einer zur anderen Seite des Kolbens aufgrund einer Dichtungseinrichtung 238 verhindert wird, welche an die äußere Oberfläche der Stange 212 angreift; auch Messinghülsen 214 greifen an der Stan­ ge 212 an. Die oben genannte Bauweise ersetzt die Verschiebeschläuche im Stempelabschnitt der US-PS 46 40 362, um eine sehr viel dauerhaftere und zuver­ lässigere Bauweise zu schaffen. Darüber hinaus ist die Montage der Anordnung viel einfacher. Es soll auch darauf hingewiesen werden, daß die Stange 212 axial in einer Bohrung 240 in einer Stempelnocken- Antriebsstange 238 befestigt ist, welche an ihrem un­ teren Ende bei 248 in die Stempel-Antriebsnocke 244 eingeschraubt ist (Fig. 3G). Eine Dichtungseinrich­ tung 242 (Fig. 13D) im Kopfblock 232 greift an die Stange 238 an, um Druckverlust aus einer Stangen- Seitenkammer 243 des Zylinders 235 zu verhindern; auch eine Bohrung 250 A (Fig. 3G) erstreckt sich durch den Kopfblock 232 und ist an ihrem unteren Ende mit der Stangen-Seitenkammer 243 verbunden, wobei ihr oberes Ende mit dem unteren Ende der Rohrleitung 210 A verbunden ist. Ein Nockenführungsblock 250 ist am oberen Ende der Nocke 244 durch Maschinenbolzen 252 befestigt und greift gleitend an die Bohrungen 254 und 256 der jeweiligen Gehäuse 230 und 208 an. Der Führungsblock 250 unterstützt den Keil dabei, während der Verschiebung in beide Richtungen seine Ausrichtung beizubehalten, indem er verhindert, daß der Keil seitwärts kippt oder während des Zurückzie­ hens des Stempels von der Nocke abhebt, welche das Gehäuse 230 umschließt.

Ein Arbeitsgang soll im folgenden besprochen werden, wobei anfänglich auf Fig. 2 und 3A bis 3H Bezug ge­ nommen wird. Bevor das Gerät in das Loch abgesenkt wird, wird der Speicher, welcher allgemein mit 260 bezeichnet ist und welcher den Raum innerhalb der Bohrungen 70, 73 und 43′ umfaßt, mit unter genügend hohem Druck stehendem Stickstoff gefüllt, um eine Kraft auf den Speicherkolben 52 auszuüben, die groß genug ist, um die entgegenwirkenden Kräfte zu über­ winden, welche von der Drucksäule im Rohrabschnitt 26 verursacht sind, welche über Bohrungen 62 und 64 in das Innere des Hauptgehäuses 30 übertragen wird. Be­ finden sich die Teile in der in Fig. 3A bis 3H gezeig­ ten Stellung, so soll darauf hingewiesen werden, daß sich der Druck im Rohrorgan 26 nach unten durch Boh­ rung 62 und radial durch Bohrung 64 in die Kammer 66 fortpflanzt, welche er an den Kolben 56 und 58 auf­ wärts und abwärts bewegt; da der obere Teil der Kol­ benspule die Bohrung 62 aufweist, ist die Fläche, auf welche der Druck nach oben wirkt, kleiner als die Fläche, auf die eine Kraft nach unten ausgeübt wird, und die resultierende Wirkung ist derart, daß das Or­ gan 44 nach unten gedrückt wird. Fig. 3A und 3B veran­ schaulichen die Tatsache, daß die Oberfläche des Speicherkolbens auf den Teil 52 wesentlich größer ist als die Querschnittsfläche der axialen Bohrung 62. Die Fläche der Bohrung 62 ist gleich dem Betrag, um den die Fläche des Kolbens 52 die Fläche des Kol­ bens 56 übersteigt. Somit ist die abwärts wirkende Kraft, welche durch den hydrostatischen Druck der Flüssigkeit im Rohrabschnitt 26 ausgeübt wird, gleich dem hydrostatischen Druck mal der Querschnittsfläche der Bohrung 62. Die aufwärts wirkende Kraft, die not­ wendig ist, um den hydrostatischen Druck zu überwin­ den, ist gleich dem Druck im Speicher mal der Quer­ schnittsfläche des Kolbens 52. Da die Querschnitts­ fläche des Kolbens 52 wesentlich größer ist als die Querschnittsfläche der Bohrung 62, kann der Druck im Speicher, der auf das untere Ende des Speicherkolbens 56 wirkt, folglich wesentlich niedriger sein als der hydrostatische Druck, dem das obere Ende der Geräts ausgesetzt ist.

Außerdem pflanzt sich der Druck in der Kammer 66 auch durch die radiale Bohrung 68 A und in die vertikale Bohrung 74 A (Fig. 5), die radiale Bohrung 76 A, die ra­ diale Bohrung 78 A, den Einsteck-Strömungsverbinder 116 A, die schräge Bohrung 120 A, die Rohrleitung 124 A, die Bohrung 187 A, Verbindungsorgan 204 A, Bohrung 202 A, Anschluß 207 A, Schlauch 206 A, Bohrung 210 A, Bohrung 250 A bis in die Stangen-Seitenkammer 243 fort, um den Stempel-Antriebskolben 236 in seiner unteren Stellung zu halten, wie in Fig. 2 und 3H veranschaulicht. Der oben genannte Durchflußweg ist im linken Teil von Fig. 2 zusammenfassend mit A bezeichnet.

Es ist wesentlich, daß Druckfluid in der verschiebba­ ren Kammer 66 auch auf die radiale Bohrung 69 B und die Rohrleitung 90 B in einer Weise wirkt, die durch eine Betrachtung von Fig. 5 deutlich wird. Der Druck in der Rohrleitung 90 B wird durch 75B (Fig. 14B), 77 B, 116 B, 120 B, 124 B, 174 B, 176 B (diese Rohrleitungen sind in Fig. 2 zusammenfassend mit B bezeichnet) in die Bohrung 178 übertragen, von welcher aus er sich zwi­ schen Bohrung 178 und der äußeren Oberfläche der Stan­ ge 136 nach oben in die Bohrung 132 fortsetzt (Fig. 18), um auf die untere Oberfläche des Lanzen-Antriebs­ kolbens 134 zu wirken, den Kolben nach oben zu drücken und die Stange 164 und Lanze 166 usw. in deren voll zu­ rückgezogener Stellung zu halten. Alle Bestandteile bleiben folglich in den in Fig. 3A bis 3H und Fig. 13A bis 13D veranschaulichten Stellungen. Da das Druckverhältnis des Stickstoffdrucks zum hydrostati­ schen Druck derart ist, daß die Spulenkolben-Anord­ nung in der oberen oder zurückgezogenen Stellung bleibt, wird der hydrostatische Druck dazu verwendet, um den Stempel und die Lanze in zurückgezogener Stel­ lung zu halten, bis Pumpendruck als zusätzliche Kraft zum hydrostatischen Druck ausgeübt wird, um die Spu­ lenkolben-Anordnung in die untere oder ausgefahrene Stellung zu schieben.

Wenn es gewünscht wird, einen Eindringvorgang zu be­ ginnen, wird der Druck im Rohrorgan 26 über den kri­ tischen Punkt erhöht, der notwendig ist, um den Druck im Stickstoffspeicher 260 zu überwinden. Die Teile verschieben sich als Folge der Abwärtsverschiebung des Spulenbestandteils 46 sofort aus den in Fig. 3A bis 3H und 13A bis 13D gezeigten Stellungen in die in Fig. 14A bis 14E gezeigten Stellungen.

Die anfängliche Verschiebung des Spulenbestandteils führt dazu, daß die radiale Bohrung 68 A von dem Druck in der verschiebbaren Kammer 66 abgetrennt wird, so daß der Druck in der Stangen-Seitenkammer 243 des Stempel-Antriebszylinders 235 durch die Bohrung 250 A, die Rohrleitung 210 A usw. ins Innere der Bohrung 40 (Fig. 14A) entspannt und durch das Sperrventil 110 (Fig. 3A) aus der Vorrichtung entlassen wird. Der Stempel-Antriebskolben 236 kann sich folglich frei nach oben verschieben, um eine Verschiebung der Nocke 244 und die sich daraus ergebende Verschiebung des Stempelorgans nach außen einzuleiten, um den Durch­ schlagvorgang zu beginnen. Druckfluid zum Verschieben des Kolbens 236 strömt längs des Weges B, welcher um­ faßt einen Durchfluß von der Kammer 66 durch Bohrung 92 C, Bohrung 73 C, Bohrung 75 C, Bohrung 77 C, Bohrung 79 C, das Einsteck-Kupplungsorgan 116 C, die schräge Bohrung 120 C, Rohrleitung 124 C, Bohrung 187 C, Kupp­ lung 204 C, Bohrung 202 C, Kupplung 207 C, Schlauch 206 C, Rohrleitung 210 C und Hohlstange 212, von deren Ende es in die Kopf- (oder untere) Endkammer 258 des Stem­ pel-Antriebszylinders entlassen wird, um sofort eine Aufwärtsverschiebung des Kolbens 236, der Stange 238 und der Nocke 244 einzuleiten.

Die Aufwärtsverschiebung der Nocke 244 veranlaßt die Nocke, den Stempel 171 aus seiner zurückgezogenen Stellung (dargestellt in Fig. 13C und 15) nach außen in seine ausgefahrene Stellung zu verschieben, welche in Fig. 14F und 16 dargestellt ist, wobei eine solche Verschiebung das Schlagen eines Loches durch die Ver­ rohrung 12 bewirkt, und wobei die versetzten Teile der Verrohrung nur Klappen F (Fig. 16) umfassen, ohne daß irgendein Teil der Verrohrung vom Verrohrungskörper getrennt wird. Die Auswärtsbewegung des Stempels 171 wird begleitet von einer Verschiebung der Düse 169, welche sich nachfolgend aus dem Stempelende heraus­ schiebt, um auf eine im folgenden zu besprechende Weise ein Loch in das umgebende Erdreich zu schnei­ den.

Die Abwärtsverschiebung der Spulen-Anordnung 44, 48 richtet auch die Druckkammer 66 mit der radialen Bohrung 94 D (Fig. 7) aus, von welcher der hohe Druck nach unten durch Bohrung 74 D, die radiale Bohrung 76 D, Bohrung 78 D, Bohrung 79 D, das Kupplungsorgan 116 D, die schräge Bohrung 120 D, die Rohrleitung 124 D, Bohrung 174 D und die radiale Bohrung 180 D in die Boh­ rung 160 übertragen wird. Es wird dem Fluid ermöglicht, nach unten in das obere Ende der Bohrung 160, in den Raum zwischen der Bohrung und der äußeren Oberfläche der Stange 136 und auch in den Raum zwischen der äuße­ ren Oberfläche des mittleren Stangenbestandteils 146 und Bohrung 160 zu strömen, so daß das Fluid durch die radialen Bohrungen 150 in den axialen Durchlaß 151 (Fig. 14C) strömt. Das Fluid im Durchlaß 151 strömt abwärts in den axialen Durchlaß, der im Organ 162 vorgesehen ist, von dessen unterem Ende es ins Innere der Lanze 166 eindringt, um das Ausstoßen des Fluids aus der Düse 169 in ersichtlicher Weise zu beginnen. Der oben genannte zusammengesetzte Strömungsweg in die Bohrung 160 umfaßt einen Weg D, wie im rechten Teil von Fig. 2 dargestellt. Während des Eindringens der Lanze in die Erde strömen die Flüssigkeit und die herausgeschnit­ tenen Teile an den Klappen F vorbei, zurück und durch die Schlitze 264, um in den ringförmigen Raum zwischen der inneren Oberfläche der Verrohrung und der äußeren Oberfläche des Geräts entlassen zu werden.

Wenn das Eindringen beendet ist, wird der Pumpendruck genügend vermindert, um dem Druck im Speicher 260 zu ermöglichen, genügend Kraft auf den Speicherkolben 52 auszuüben, um das Spulenorgan 44, 48 in die in Fig. 3A und 3B gezeigte Stellung zurückzubringen. Eine solche Verschiebung führt dazu, daß die radiale Bohrung 176 B (Fig. 14C) mit Arbeitsfluid versorgt wird, um auf das untere Ende des Kolbens 134 zu wir­ ken und die Lanze in die in Fig. 3C bis 3F gezeigten Stellungen zurückzuziehen.

Das Zurückkehren des Spulenorgans 44 in die in Fig. 3A gezeigte Stellung ermöglicht es dem Fluid auch, durch den Weg A zu strömen, um eine Abwärtsverschie­ bung des Kolbens 236 und der Nocke 244 zu bewirken und den Stempel 171 in das Gehäuse in die Stellung von Fig. 13C zurückzuziehen. Das Fluid in Kammer 258 des Zylinders 235 und in Bohrung 160 über dem Kolben 162 wird durch die untere Sperrventil-Entlüftungsöff­ nung entlassen, um die oben genannte Verschiebung zu ermöglichen.

Der Arbeitsgang kann einige Male wiederholt werden, um mehrere Eindring-Vorgänge im selben Arbeitsbereich hervorzubringen. Nach Beendigung aller Eindring-Vor­ gänge wird eine beschwerte Stange in den Bohrstrang abgesenkt, um einen Scherbolzen in das Umwälzventil 21 zu drücken und dem Rohrstrang zu ermöglichen, von allem Fluid entleert zu werden, um die Größe der Kraft, welche notwendig ist, um den Strang und die Eindring-Vorrichtung aus der Bohrloch-Verrohrung herauszuheben, zu vermindern und das Herausziehen eines "nassen Strangs" von Rohren zu vermeiden, was das Bohrlochgelände überfluten würde.

Die Bestandteile 36, 51, 56, 58, 236 sind aus Messing hergestellt. Alle Gehäusebestandteile sind aus legier­ tem Stahl 4140 hergestellt; der Stempel 171 ist aus Werkzeugstahl 505 hergestellt, und die restlichen Me­ tallbestandteile sind aus rostfreiem Stahl.

Ein anderer wesentlicher Gesichtspunkt der Erfindung liegt in der Tatsache, daß die Stempelvorderflächen 171′ und 171′′ senkrecht aufeinander stehen. Auch sollte das Verhältnis des Außendurchmessers zum Innendurchmesser des Stempels nicht weniger als 2,3 betragen, um eine Öffnung zu erhalten, bei welcher die Klappen F der Verrohrung längs gegenüberliegen­ den Seiten der Öffnung zurückgeklappt sind. Wenn ein Verhältnis von weniger als etwa 2,3 verwendet wird, schneidet die Mittelbohrung einfach eine Scheibe heraus, welche in der Bohrung des Stempels bleibt und das Ausfahren der Düse verhindert und/oder den Stempel zerbricht. Die Vermeidung des Herausschnei­ dens einer Scheibe aus der Verrohrung wird zusätzlich durch die Tatsache wahrscheinlicher gemacht, daß die Schnittstelle des äußeren Endes der inneren Bohrung mit den Stempel-Vorderflächen eine gerundete Kante 311 ist, während die Schnittstelle 313 am äußeren Durch­ messer eine scharfe Kante ist. Die gerundete Kante 311 ist auch dabei behilflich, die Lanze zu zentrie­ ren, um sicherzustellen, daß die Lanze vollständig ins Innere des Stempels zurückgezogen wird.

Die bevorzugte Ausführungsform ist klein genug, um ihre Verwendung in Verrohrungen mit 11,43 cm (4 1/2 in) Außendurchmesser zu gestatten, den kleinsten in Öl- oder Gasbohrlöchern verwendeten. Ältere als die bekannten Vorrichtungen der in US-PS 46 40 362 beschrie­ benen Art konnten in so einer kleinen Verrohrung nicht verwendet werden.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Durchdringen eines Bohrlochs mit einer Gehäuseeinrichtung, einer Einrichtung zum Einspeisen von Arbeitsfluid in die Gehäuseeinrich­ tung, einem nach außen verschiebbaren Stempelorgan mit einem inneren Ende und einem äußeren Ende, wo­ bei das äußere Ende eine Verrohrungs-Schneideein­ richtung zum Schneiden einer Öffnung in eine Ver­ rohrung, wenn es kraftvoll gegen eine solche Ver­ rohrung verschoben wird, aufweist, einer Einrich­ tung, welche das Stempelorgan trägt, um dieses in bezug auf die Gehäuseeinrichtung zwischen einer zurückgezogenen Stellung, in welcher das äußere Ende des Stempelorgans im wesentlichen innerhalb der Grenzen der Gehäuseeinrichtung angeordnet ist, und einer ausgefahrenen Stellung, in welcher das äußere Ende des Stempelorgans außerhalb der Gehäu­ seeinrichtung angeordnet ist, zu verschieben, einer kraftbetriebenen Stempel-Antriebseinrichtung, welche in der Gehäuseeinrichtung angebracht ist, um das Stempelorgan zwischen seiner zurückgezoge­ nen und seiner ausgefahrenen Stellung zu verschie­ ben, einer Hochdruckschlauch-Einrichtung mit einer an einem Ende angebrachten Düseneinrichtung zur Verschiebung in dem Stempelorgan zwischen einer zurückgezogenen Stellung, in welcher die Düsenein­ richtung innerhalb des Stempelorgans angeordnet ist, und einer ausgefahrenen Stellung, in welcher die Düseneinrichtung außerhalb des Stempelorgans angeordnet ist, um einen Hochdruckstrahl nach außen jenseits des äußeren Endes des Stempelorgans auszu­ stoßen und in die umgebende Erdformation zu schnei­ den sowie diese zu entfernen, einer Antriebsein­ richtung zur Anordnung der Düse, welche in der Ge­ häuseeinrichtung angebracht ist, um die Düse in Richtung auf ihre ausgefahrene Stellung zu ver­ schieben und die Düse in Richtung auf ihre zurück­ gezogene Stellung zurückzuziehen, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung, welche in der Gehäu­ seeinrichtung angebracht ist und auf die Einspei­ sung von Arbeitsfluid mit einem Druck über einem vorbestimmten Druck anspricht, um im wesentlichen gleichzeitig die Stempel-Antriebseinrichtung und die Antriebseinrichtung zur Anordnung der Düse zu betätigen und im wesentlichen gleichzeitig die Auslösung der Verschiebung der Stempeleinrichtung und der Düseneinrichtung aus ihren zurückgezogenen Stellungen in Richtung auf ihre ausgefahrenen Stel­ lungen herbeizuführen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Steuereinrichtung zusätzlich eine Einrichtung aufweist, welche, im wesentlichen gleichzeitig mit der Betätigung der Stempel-An­ triebseinrichtung und der Antriebseinrichtung zur Anordnung der Düse, der Schlaucheinrichtung unter Druck stehendes Arbeitsfluid zuführt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Steuerzy­ linder-Einrichtung, einen Druckspeicher, welcher Druckgas enthält, einen Speicherkolben, welcher in einer zylindrischen Bohrung im Speicher derart an­ gebracht ist, daß er zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung hin- und herverschoben werden kann, wobei das Druckgas im Druckspeicher bestrebt ist, den Speicherkolben in Richtung auf die erste Stellung zu verschieben, eine Steuerstan­ geneinrichtung, welche einen offenen Innenraum auf­ weist und sich von dem Speicherkolben durch die Steuerzylinder-Einrichtung erstreckt, eine Mehrzahl von Steuerkolben, welche an der Steuerstangenein­ richtung in der Steuerzylinder-Einrichtung ange­ bracht sind, und einen Hohlstangenfortsatz auf­ weist, welcher den offenen Innenraum der Steuerstan­ geneinrichtung mit der Quelle des Arbeitsfluids ver­ bindet, so daß der Druck des Arbeitsfluids eine Kraft auf die Steuerstange ausübt, welche der Kraft entgegengesetzt ist, die durch das Druckgas im Speicher ausgeübt wird, so daß der Speicherkolben in seine zweite Stellung verschoben wird, wenn die Quelle des Arbeitsfluids einen Druck aufweist, wel­ cher gleich oder größer als ein vorbestimmter kri­ tischer Druck ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Steuerkolben einen oberen Steuerkol­ ben, einen mittleren Steuerkolben und einen unte­ ren Steuerkolben und eine Bohrungseinrichtung auf­ weisen, welche den Innenraum der Steuerstangen­ einrichtung mit einer verschiebbaren Kammer verbin­ det, welche durch die äußere Oberfläche der Steuer­ stange, der Oberfläche des Steuerzylinders und ge­ genüberliegenden Endflächen von zwei der Steuer­ kolben gebildet wird.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur An­ ordnung der Düse eine langgestreckte Stange, welche mit einem Ende der Hochdruck-Schlaucheinrichtung verbunden und in einem langgestreckten Zylinder derart angeordnet ist, daß sie hin- und herver­ schoben werden kann, einen ersten und zweiten Kol­ ben, die im Abstand voneinander angeordnet sind und auf der langgestreckten Kolbenstange mit Abstand in Axialrichtung voneinander befestigt sind, getrennt durch einen verbindenden Teil der Stange, und einer Einrichtung zum wahlweisen Zuführen von unter Druck stehendem Arbeitsfluid zu dem langgestreckten Zylin­ der in dem Raum zwischen dem ersten und zweiten Kolben, die mit Abstand voneinander ange­ ordnet sind, um in entgegengesetzter Richtung axiale, aber ungleiche Kräfte auf den ersten und den zweiten Kolben auszuüben, und um den verbinden­ den Teil der Stange unter Spannung zu halten, wäh­ rend sie gleichzeitig eine axiale Verschiebung der Stange bewirkt, um eine Verschiebung der Hochdruck- Schlaucheinrichtung zu veranlassen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Steuereinrichtung zusätzlich eine Einrichtung aufweist, welche der Schlaucheinrich­ tung unter Druck stehendes Arbeitsfluid, im wesent­ lichen gleichzeitig mit der Betätigung der Stempel- Antriebseinrichtung und der Antriebseinrichtung zur Anordnung der Düse zuführt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Steuerzy­ linder-Einrichtung, einen Druckspeicher, welcher Druckgas enthält, einen Speicherkolben, welcher in einer zylindrischen Bohrung in dem Speicher derart angeordnet ist, daß er zwischen einer ersten Stel­ lung und einer zweiten Stellung hin- und herverscho­ ben werden kann, wobei das Druckgas in dem Druck­ speicher bestrebt ist, den Speicherkolben in Rich­ tung auf die erste Stellung zu verschieben, eine Steuerstangeneinrichtung mit einem offenen Innen­ raum, welcher sich von dem Speicherkolben durch die Steuerzylinder-Einrichtung erstreckt, eine Mehrzahl von Steuerkolben, welche auf der Steuer­ stangeneinrichtung in der Steuerzylinder-Einrich­ tung angebracht ist, und einen Hohlstangenfortsatz aufweist, welcher in dem offenen Innenraum der Steuerstangeneinrichtung mit der Quelle des Arbeits­ fluids verbunden ist, so daß der Druck des Arbeits­ fluids eine Kraft auf die Steuerstange ausübt, wel­ che der Kraft entgegengesetzt ist, welche durch das Druckgas im Speicher ausgeübt wird, so daß der Speicherkolben in seine zweite Stellung verschoben wird, wenn die Quelle des Arbeitsfluids einen Druck aufweist, welcher gleich oder größer als ein vorbe­ stimmter kritischer Druck ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die Steuerkolben einen oberen Steuerkolben, einen mittleren Steuerkolben und einen unteren Steuerkolben und eine Bohrungs­ einrichtung aufweisen, welche den Innenraum der Steuerstangeneinrichtung mit einer verschiebbaren Kammer verbindet, welche durch die äußere Oberflä­ che der Steuerstange, der Oberfläche des Steuerzy­ linders und gegenüberliegenden Endflächen von zwei der Steuerkolben gebildet wird.

9. Vorrichtung zum Durchdringen eines Bohrlochs mit einer Gehäuseeinrichtung, einer Quelle von unter Druck stehendem Arbeitsfluid, welches in der Ge­ häuseeinrichtung vorgesehen ist, einer wahlweise betätigbaren Steuereinrichtung, welche mit der Quelle des unter Druck stehenden Arbeitsfluids ver­ bunden ist, einer nach außen verschiebbaren Stem­ peleinrichtung, welche ein inneres Ende und ein äußeres Ende aufweist und derart angebracht ist, daß sie zwischen einer zurückgezogenen Stellung, in welcher das Stempelorgan vollständig in der Gehäu­ seeinrichtung enthalten ist, und einer ausgefahre­ nen Stellung verschoben werden kann, in welcher sich das äußere Ende des Stempelorgans von der Ge­ häuseeinrichtung eine genügende Strecke nach außen erstreckt, um durch eine Bohrloch-Verrohrung zu schneiden, in welcher die Gehäuseeinrichtung ange­ ordnet ist, einer Keilnocken-Einrichtung, welche in der Gehäuseeinrichtung derart angeordnet ist, daß sie hin- und herverschoben werden kann, einer Nockenoberflächeneinrichtung auf der Keilnocken- Einrichtung einer Nockenstößel-Einrichtung, welche an die Nockenoberflächen-Einrichtung angreift und mit dem Stempelorgan verbunden ist, so daß eine axiale Verschiebung der Keilnocken-Einrichtung das Stempelorgan in bezug auf die Gehäuseeinrichtung ausfährt oder zurückzieht, einer hydraulischen Zy­ lindereinrichtung, einer Kolben- und Stangenanord­ nung, welche in der hydraulischen Zylindereinrich­ tung verschiebbar angebracht ist, und einer Ein­ richtung, welche die Kolben- und Stangenanordnung mit der Keilnocken-Einrichtung verbindet, und worin die Keilnocken-Einrichtung zwischen dem hydrauli­ schen Zylinder und der Quelle des unter Druck ste­ henden Arbeitsfluids angebracht ist, gekennzeich­ net durch eine Leitungseinrichtung, welche an einem oberen Ende fest mit der Steuereinrichtung verbun­ den ist, und einen unteren festgelegten Leitungs­ teil aufweist, welcher sich axial durch die Keil­ nocken-Einrichtung erstreckt, so daß die Keilnocken- Einrichtung in bezug auf den unteren festgelegten Leitungsteil verschiebbar ist, welcher an seinem untersten Ende mit der hydraulischen Zylinderein­ richtung verbunden ist, und worin die Steuerein­ richtung eine Einrichtung zum Verbinden der Quelle des unter Druck stehenden Arbeitsfluids mit der Leitungseinrichtung oder zum wahlweisen Verbinden der Leitungseinrichtung mit dem Auslaß aufweist, um eine Verschiebung der Kolben- und Stangenanord­ nung und der Keilnocken-Einrichtung zu veranlassen.

10. Vorrichtung zum Durchdringen eines Bohrlochs mit einer Gehäuseeinrichtung, einer Einrichtung zum Einspeisen von Arbeitsfluid in die Gehäuseeinrich­ tung, einer Hochdruck-Schlaucheinrichtung mit einer Düseneinrichtung, welche an einem Ende der­ art angebracht ist, daß sie zwischen einer zurück­ gezogenen Stellung, in welcher die Düseneinrich­ tung innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, und einer ausgefahrenen Stellung, in welcher die Dü­ seneinrichtung außerhalb des Gehäuses angeordnet ist, verschoben werden kann, um einen Hochdruck­ strahl nach außen auszustoßen, dem Stempelorgan zum Durchschneiden der umgebenden Erdformation, ge­ kennzeichnet durch eine Antriebseinrichtung zur Anordnung der Düse, welche in der Gehäuseeinrich­ tung derart angebracht ist, daß sie die Düse in Richtung auf ihre ausgefahrene Stellung verschie­ ben kann, und aus einer langgestreckten Kolben­ stange besteht, welche mit einem Ende der Hoch­ druck-Schlaucheinrichtung verbunden und in einem langgestreckten Zylinder derart angeordnet ist, daß sie hin- und herverschoben werden kann, einem ersten und zweiten Kolben, die im Abstand vonein­ ander angeordnet sind und auf der langgestreckten Kolbenstange mit Abstand in Axialrichtung vonein­ ander, befestigt sind, getrennt durch einen ver­ bindenden Teil der Stange, und einer Einrichtung zum wahlweisen Zuführen von unter Druck stehendem Arbeitsfluid zu dem langgestreckten Zylinder in dem Raum zwischen dem ersten und zweiten Kolben, die mit Abstand voneinander angeordnet sind, um in entgegengesetzter Richtung axiale, aber un­ gleiche Kräfte auf den ersten und den zweiten Kolben auszuüben, und um den verbindenden Teil der Stange unter Spannung zu halten, während sie gleichzeitig eine axiale Verschiebung der Stange bewirkt, um eine Verschiebung der Hochdruck- Schlaucheinrichtung zu veranlassen.