DE4127923A1 - Verbesserte aufblasbare dichtungsvorrichtung und verbessertes abdichtungsverfahren - Google Patents

Verbesserte aufblasbare dichtungsvorrichtung und verbessertes abdichtungsverfahren

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DE4127923A1
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    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/12Packers; Plugs
    • E21B33/127Packers; Plugs with inflatable sleeve
    • E21B33/1277Packers; Plugs with inflatable sleeve characterised by the construction or fixation of the sleeve

Description

Die Erfindung betrifft allgemein aufblasbare Dichtungsstücke zur Verwendung in Bohrschächten, und insbesondere aufblasbare Dichtungsstücke, die eine elastomere Abdeckung aufweisen, die über einer ringförmigen aufblasbaren Wand angeordnet ist.
Beim Bohren und Herstellen von Öl- und Gasbohrlöchern ist es häufig erforderlich, einen Bereich unter Tage von einem ande­ ren zu isolieren und den Durchgang von Fluiden oder Flüssig­ keiten zwischen diesen Bereichen zu verhindern. Konventionel­ le Dichtungsstücke und Brückenstopfen werden als Dichtungsvor­ richtungen in Bohrschächten verwendet, die Flüssigkeiten ent­ halten, um eine Dichtung zwischen einer Leitung, welche die Vorrichtung nach unten in den Bohrschacht befördert, und einer Innenoberfläche innerhalb des Bohrschachtes zur Verfügung zu stellen, beispielsweise einer Auskleidung oder einer nicht ausgekleideten Bohrschachtwand.
Eine Art einer Doppelanker-Dichtungsstückvorrichtung weist zwei Bereiche aufblasbaren Materials auf, die dazu dienen, die Innenoberfläche innerhalb des Bohrschachtes zu ergrei­ fen. Üblicherweise ist eine elastomere ringförmige Abdeckung zwischen den beiden Ankerbereichen vorgesehen. Die elasto­ mere ringförmige Abdeckung expandiert ebenfalls radial nach außen und ergreift schließlich die gewünschte Oberfläche und bildet eine Dichtung, wodurch der Durchgang einer Flüssig­ keit verhindert wird.
Wenn eine Dichtungsstückvorrichtung, die einen kleinen Durch­ messer aufweist, in einen Bohrschacht abgesenkt wird, um ei­ ne Auskleidung mit einem erheblich größeren Durchmesser zu ergreifen und hiermit eine Dichtung zu bilden, so unterliegt die elastomere ringförmige Abdeckung einer außerordentlichen multidimensionalen Belastung, einschließlich biaxialer und triaxialer Belastungen, also einer Belastung, die Komponen­ ten in zwei oder drei Richtungen aufweist. Es ist daher mög­ lich, daß die äußere flexible Abdeckung aufreißt, und dies zerstört die Einsetzbarkeit der Dichtungsstückvorrichtung.
Ein "sanftes Einsetzen" stellt ein weiteres, häufig auftre­ tendes Problem bei Vorrichtungen nach dem Stand der Technik dar. Ein sanftes Einsetzen tritt auf, wenn eine Flüssigkeit zwischen den beiden Enden der äußeren Abdeckung der Dichtungs­ stückvorrichtung eingefangen wird. Wenn ein sanftes Einsetzen auftritt, so ist die Dichtungsstückvorrichtung nicht so fest verankert, wie dies sonst möglich wäre, und kann unerwartet rutschen oder sich drehen.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereit­ stellung einer aufblasbaren Dichtungsstückvorrichtung zur Verwendung in einem Bohrschacht, bei welcher eine multidimen­ sionale Belastung der ringförmigen elastomeren Abdeckung mini­ malisiert ist.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung einer aufblasbaren Dichtungsstückvorrichtung zur Verwendung in einem Bohrschacht, welche nicht in dem Be­ reich der ringförmigen elastomeren Abdeckung eine Flüssigkeit einfängt, und die daher das Auftreten eines "sanften Ein­ setzens" der aufblasbaren Dichtungsstückvorrichtung gegenüber der Auskleidung oder der nicht ausgekleideten Bohrschachtwand minimalisiert.
Diese und weitere Vorteile werden wie nachstehend beschrieben erzielt. Es wird eine aufblasbare Dichtungsstückvorrichtung zur Verfügung gestellt zur Verwendung in Bohrschächten, die eine Flüssigkeit enthalten. Die aufblasbare Dichtungsstück­ vorrichtung stellt eine Dichtung zwischen einer Leitung zur Verfügung, welche die aufblasbare Dichtungsstückvorrichtung enthält, und einer Innenoberfläche innerhalb des Bohrschach­ tes. Es ist ein zylindrisches Gehäuse vorgesehen, welches eine zentrale Längsachse aufweist und die mit einem oberen und einem unteren Schulter- oder Kragenteil versehen ist. Weiterhin ist eine Einrichtung zur Befestigung des zylin­ drischen Gehäuses an der Leitung vorgesehen. Eine ringför­ mige, aufblasbare Wand mit einem oberen und einem unteren Ende ist an dem oberen bzw. unteren Schulterteil befestigt, wobei sich die ringförmige aufblasbare Wand zumindest über einen Abschnitt des zylindrischen Gehäuses erstreckt. Die ringförmige aufblasbare Wand weist eine innere elastomere Muffe auf, die von einem Feld bewegbarer Streifenteile ab­ gedeckt ist. Eine obere und eine untere elastomere ringför­ mige Abdeckung sind über einem Abschnitt der ringförmigen aufblasbaren Wand zwischen dem oberen und unteren Schulter­ teil des zylindrischen Gehäuses vorgesehen. Die obere und untere elastomere ringförmige Abdeckung sind axial beabstan­ det in bezug auf die zentrale Längsachse des zylindrischen Gehäuses.
Vorzugsweise bilden die elastomeren ringförmigen Abdeckungen teilweise einen oberen Ankerbereich der ringförmigen aufblas­ baren Wand zwischen der oberen Schulter und der oberen ela­ stomeren ringförmigen Abdeckung aus. Die elastomeren ringför­ migen Abdeckungen bilden weiterhin einen unteren Ankerbereich der ringförmigen aufblasbaren Wand zwischen der unteren Schul­ ter und der unteren elastomeren ringförmigen Abdeckung aus. Es ist jedoch bei der vorliegenden Erfindung auch möglich, daß die elastomeren Abdeckungen nur einen einzigen Ankerbereich ausbilden, entweder oberhalb oder unterhalb der Abdeckungen. Ein zentraler Bereich der ringförmigen aufblasbaren Wand wird zwischen der oberen und unteren elastomeren ringförmigen Ab­ deckung zur Verfügung gestellt. Der obere und untere Anker­ bereich und der zentrale Bereich sind aus einer nicht aufge­ blasenen Laufposition nach außen bewegbar in eine aufgebla­ sene Fixierposition. Der erste und zweite Ankerbereich expan­ dieren gleichmäßig gegen die obere und untere elastomere ringförmige Abdeckung und arbeiten so, daß sie die Innenober­ fläche mit Reibungseingriff ergreifen, um Längs- und Dreh­ bewegungen zu widerstehen, wenn sie sich in der aufgeblasenen Fixierposition befinden. Der zentrale Bereich arbeitet so, daß er Fluid aus dem Bereich zwischen der oberen und unteren elastomeren ringförmigen Abdeckung herausholt, wenn er radial nach außen aus der Laufposition in die Fixierposition expan­ diert wird. Die obere und untere elastomere ringförmige Ab­ deckung arbeiten so, daß sie in Dichteingriff mit der Innen­ oberfläche treten und eine doppelte Dichtung gegenüber einer Flüssigkeit zur Verfügung stellen, wenn sie aus der Laufposi­ tion in die Fixierposition radial expandiert worden sind.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestell­ ter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile, Merkmale und Zielsetzungen der vorliegenden Erfin­ dung deutlich werden.
Die neuen Merkmale, die charakteristisch für die vorliegende Erfindung gehalten werden, sind in den beigefügten Ansprüchen angegeben. Die Erfindung selbst ergibt sich ebenso wie eine bevorzugte Verwendungsform und deren weitere Zielsetzungen und Vorteile allerdings aus der Gesamtheit der vorliegenden Anmeldeunterlagen, insbesondere unter Bezug auf die nachste­ hende eingehende Beschreibung einer erläuternden Ausführungs­ form zusammen mit den beigefügten Zeichnungen.
Es zeigt:
Fig. 4 einen vereinfachten, teilweise im Längsschnitt dar­ gestellten Schnitt eines Doppelanker-Dichtungsstücks nach dem Stand der Technik in einer nicht aufgebla­ senen Laufposition;
Fig. 5 einen vereinfachten Schnitt, teilweise im Längs­ schnitt, des Doppelanker-Dichtungsstücks von Fig. 4, welches in einem halb aufgeblasenen Zustand inner­ halb eines Bohrschachtes angeordnet ist;
Fig. 6 einen vereinfachten, teilweise im Längsschnitt dar­ gestellten Schnitt des Dichtungsstücks der Fig. 4 und 5 in einem Bohrschacht in einem vollständig auf­ geblasenen Zustand und daher in einer Fixierposi­ tion;
Fig. 1 einen vereinfachten Schnitt, teilweise im Längs­ schnitt, der verbesserten Dichtungsstückvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einer nicht aufgeblasenen Laufposition;
Fig. 1a einen vereinfachten Schnitt, teilweise im Längs­ schnitt, einer alternativen Ausführungsform der ver­ besserten aufblasbaren Dichtungsstückvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einer nicht auf­ geblasenen Laufposition;
Fig. 2 einen vereinfachten Schnitt, teilweise im Längs­ schnitt, der verbesserten Dichtungsstückvorrichtung gemäß Fig. 1, die in einem halb aufgeblasenen Zu­ stand in einem Bohrschacht angeordnet ist; und
Fig. 3 einen vereinfachten Schnitt, teilweise im Längs­ schnitt, der verbesserten aufblasbaren Dichtungs­ stückvorrichtung gemäß Fig. 1 und 2, welche in ei­ ner vollständig aufgeblasenen Fixierposition in einem Bohrloch angeordnet ist.
Die vorliegende Erfindung läßt sich am besten beschreiben und verstehen, wenn zunächst auf das Doppelanker-Dichtungs­ stück der Fig. 4 bis 6 Bezug genommen wird. In Fig. 4 ist das Dichtungsstück nach dem Stand der Technik in einer nicht aufgeblasenen Laufposition gezeigt. In Fig. 5 ist das Dich­ tungsstück nach dem Stand der Technik in einem halb aufgebla­ senen Zustand dargestellt. In Fig. 6 ist das Dichtungsstück nach dem Stand der Technik in einer vollständig aufgeblasenen Laufposition gezeigt.
In Fig. 4 ist eine Dichtungsstückvorrichtung 11 nach dem Stand der Technik in einem vereinfachten Schnitt, teilweise im Längsschnitt, dargestellt. Die Dichtungsstückvorrichtung 11 weist ein zylindrisches Gehäuse 13 auf, an dessen beiden En­ den eine obere bzw. untere Schulter 19, 21 befestigt ist. Ge­ winde 23, 25 sind in der oberen bzw. unteren Schulter 19, 21 vorgesehen, so daß die Dichtungsstückvorrichtung 11 mit ande­ ren rohrförmigen Teilen aufeinanderfolgend verbunden werden kann. Das zylindrische Gehäuse 13 weist ein rohrförmiges Teil 15 auf, mit mehreren Öffnungen 17, die den Zugang von Fluiden gestatten, um die Dichtungsstückvorrichtung 11 aufzublasen.
Eine ringförmige aufblasbare Wand 27 erstreckt sich über zu­ mindest einen Abschnitt des rohrförmigen Teils 15 und wird durch Kupplungen 29, 31 an ihrem Platz gehalten. Die ringför­ mige aufblasbare Wand 27 weist eine innere elastomere Muffe 33 und eine Anordnung aus Streifenteilen 35 auf, die über die Außenoberfläche der inneren elastomeren Muffe 33 verteilt sind. Die zylindrische elastomere Abdeckung 37 erstreckt sich über einen zentralen Bereich der ringförmigen aufblasbaren Wand 27.
Wie in Fig. 5 dargestellt ist, ist die ringförmige aufblas­ bare Wand 27 radial nach außen von dem rohrförmigen Teil 15 aus flexibel, in Reaktion auf ein Hochdruckfluid, welches durch Öffnungen 17 in den Hohlraum zwischen dem rohrförmigen Teil 15 und der ringförmigen aufblasbaren Wand 27 geleitet wird. In diesem System arbeitet die innere elastomere Muffe 33 als eine Blase, die sich gleichförmig in Reaktion auf ei­ nen vergrößerten Fluiddruck ausdehnt. Die Anordnung oder das Feld der Streifenteile 35 weist mehrere axial ausgerichtete und überlappende Streifenteile auf, die in einem ringförmi­ gen Feld angeordnet sind, um die Ausdehnung der inneren ela­ stomeren Muffe 33 radial nach außen aufzunehmen. Die ringför­ mige aufblasbare Wand ist an die untere Schulter 21 auf be­ kannte Weise angeschlossen, die es gestattet, daß die ring­ förmige aufblasbare Wand nach oben und unten gleitet, während sie aufgeblasen bzw. ihr Druck abgelassen wird.
Die zylindrische elastomere Abdeckung 37 arbeitet so, daß sie einen Widerstand gegenüber einer radialen Expansion der ringförmigen aufblasbaren Wand in einem Mittenbereich der ringförmigen aufblasbaren Wand 27 zwischen der oberen bzw. unteren Schulter 19, 21 aufbaut. Bereiche der ringförmigen aufblasbaren Wand 27 oberhalb und unterhalb der zylindri­ schen elastomeren Abdeckung 37 beulen sich nach vorn aus, um einen oberen und einen unteren Ankerbereich 45, 47 aus­ zubilden, wobei diese Bereiche dazu dienen, mit der Innen­ oberfläche 41 in dem Bohrschacht 39 in Reibungseingriff zu treten.
Zum Zwecke der einfacheren Erklärung ist die Innenoberflä­ che 41 als Auskleidung gezeigt; allerdings kann die Dich­ tungsstückvorrichtung 11 in nicht ausgekleideten Bohrschäch­ ten verwendet werden, und kann auch als Dichtung mit anderen Bohrschachtteilen als Auskleidungen verwendet werden. Der obere und untere Ankerbereich 45 bzw. 47 dient nicht dazu, eine Dichtung mit der Innenoberfläche 41 auszubilden. Der obere und untere Ankerbereich 45, 47 dient nur dazu, eine Dreh- und Längsbewegung der Dichtungsstückvorrichtung 11 relativ zur Innenoberfläche 41 innerhalb des Bohrschachtes 39 zu verhindern. Wenn sich die ringförmige aufblasbare Wand 27 weiter radial ausdehnt, so wird ein Fluid 43 aus dem Be­ reich zwischen dem oberen und unteren Ankerbereich 45 bzw. 47 herausgedrückt und fließt schließlich durch die kleinen Kanäle zwischen den einzelnen Streifenteilen in dem Feld der Streifenteile 35.
Selbst in der Zwischenposition in halb aufgeblasenem Zustand, die in Fig. 5 gezeigt ist, ist die zylindrische elastomere Abdeckung 37 der Dichtungsstückvorrichtung 11 verhältnismäßig großen Kräften in mehreren Dimensionen ausgesetzt, einschließ­ lich biaxialen oder triaxialen Kräften. Biaxiale und triaxia­ le Kräfte sind solche Kräfte, die Richtungsanteile in zwei oder drei orthogonal entgegengesetzt zueinander verlaufenden Richtungen aufweisen. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, wird die zylindrische elastomere Abdeckung 37 gleichzeitig radial nach außen gedrückt, in ihrem Umfang gedehnt, und an ihren äußeren Enden nach oben verkippt.
Wie nunmehr in Fig. 6 gezeigt ist, ist die Dichtungsstückvor­ richtung 11 in einer vollständig aufgeblasenen Fixierposition dargestellt, in welcher sich der obere und untere Ankerbereich 45 bzw. 47 in Reibungseingriff mit der Innenoberfläche 41 der Auskleidung des Bohrschachtes 39 befinden. In dieser Konfigu­ ration treten das obere und untere Ende 51, 53 der zylindri­ schen elastomeren Abdeckung 37 in Dichteingriff mit der Innen­ oberfläche 41. Das obere und untere Ende 51, 53 der zylindri­ schen elastomeren Abdeckung 37 werden in Eingriff mit der Innenoberfläche 41 gezwungen durch die Expansion des oberen bzw. unteren Ankerbereichs 45, 47. Allerdings dehnt sich der Bereich der ringförmigen aufblasbaren Wand 27, der unter der zylindrischen elastomeren Abdeckung 37 liegt, mit einer Rate aus, die signifikant kleiner ist als die Expansionsrate des oberen bzw. unteren Ankerbereichs 45, 47, und zwar infolge der zusätzlichen Steifigkeit der zylindrischen elastomeren Abdeckung 37. Daher dienen der obere und untere Ankerbereich 45, 47 dazu, die Anordnung der Dichtungsstückvorrichtung 11 innerhalb des Bohrschachtes 39 zu fixieren, während die zy­ lindrische elastomere Abdeckung 37 dazu dient, eine Dichtung gegenüber der Innenoberfläche 41 auszubilden.
Wenn die Dichtungsstückvorrichtung 11 vollständig aufgebla­ sen oder unter Druck gesetzt ist, treten zwei wesentliche Schwierigkeiten auf. Zunächst unterliegt, wie voranstehend erläutert ist, die zylindrische elastomere Abdeckung 37 sig­ nifikanten biaxialen oder triaxialen Belastungen an dem obe­ ren und unteren Ende 51, 53. Wenn die Belastung der zylindri­ schen elastomeren Abdeckung 37 die Grenzen des Elastomers überschreitet, werden kleine Längsrisse an den Enden 51, 53 der zylindrischen elastomeren Abdeckung 37 gebildet. Sobald sie auftreten, breiten sich diese Risse schnell entlang der Länge der zylindrischen elastomeren Abdeckung 37 aus, da un­ ter Spannung gesetzte Elastomere sehr empfindlich gegenüber Rissen sind. Sobald die zylindrische elastomere Abdeckung 37 aufreißt, stellt sie nicht mehr die gleichförmige Beabstan­ dung des Feldes der Streifenteile 35 beim Aufblasen der Dich­ tungsstückvorrichtung 11 zur Verfügung. Die ungleichmäßige Expansion des Feldes der Streifenteile 35 führt zu Spalten zwischen den Streifenteilen, und dies führt dazu, daß in Reak­ tion auf den Druck die innere elastomere Muffe 33 durchbricht und schließlich explodiert. Sobald die innere elastomere Muf­ fe 33 explodiert, verliert die Dichtungsstückvorrichtung 11 den gesamten Druck und wird nutzlos.
Eine weitere Schwierigkeit wird aus der Darstellung der in Fig. 6 gezeigten Dichtungsstückvorrichtung nach dem Stand der Technik deutlich. Da der Zentralbereich der ringförmigen auf­ blasbaren Wand 27 mit einer Rate aufgeblasen bzw. unter Druck gesetzt wird, die signifikant kleiner ist als die Aufblasrate des oberen bzw. unteren Ankerbereichs 45, 47 der ringförmigen aufblasbaren Wand 27, ist es wahrscheinlich, daß das obere und untere Ende 51, 53 der zylindrischen elastomeren Abdeckung 37 eine Dichtung mit der Innenoberfläche 41 bilden, bevor Fluid 43 aus dem Bereich zwischen dem oberen und unteren Ende 51, 53 abgeführt werden kann. Daher wird Fluid 43 zwischen dem oberen und unteren Ende 51, 53 der zylindrischen elastomeren Abdeckung 37 und der Innenoberfläche 41 (die in Fig. 6 allge­ mein durch die Bezugsziffern 49 bezeichnet ist) eingefangen werden. Wird Fluid 49 in diesem Bereich eingefangen, so hat das Werkzeug einen "sanften Sitz" erfahren. Dieser Effekt be­ einträchtigt die Gesamtleistung der Dichtungsstückvorrichtung 11, da diese nunmehr erheblich mehr dazu neigt, sich entweder in Längs- oder Drehrichtung in bezug auf die Innenoberfläche 41 zu bewegen, und zwar auf unerwartete und nicht vorherseh­ bare Weise.
Wenn das obere und untere Ende 51, 53 der zylindrischen ela­ stomeren Abdeckung 37 eine feste Dichtung mit der Innenober­ fläche 41 bilden, so wird es dem Fluid 43 ermöglicht, zwischen dem oberen und unteren Ende 51, 53 eingefangen zu werden, ob­ wohl die Dichtungsstückvorrichtung 11 mit Drücken in dem Be­ reich von einigen 6895.103 Pa (einigen Tausend pounds per square inch) beaufschlagt wird. Dies ist allerdings zutref­ fend, da Flüssigkeiten nicht kompressibel sind. Es ist aller­ dings möglich, daß ein Leck mit einem kleinen Volumen an der Schnittstelle der oberen und unteren Enden 51, 53 und der Innenoberfläche 41 auftritt, welches langsam Flüssigkeit 49 aus diesem Bereich abzieht. Wenn dies auftritt, so nimmt der Druck der Flüssigkeit, die zwischen dem rohrförmigen Teil 15 und der ringförmigen aufblasbaren Wand 27 eingeschlossen ist, drastisch ab, in einigen Fällen bis zu einem Wert, der so niedrig ist wie 68,95.103 Pa bis 689,5.103 Pa (einige 10 oder 100 pounds per square inch). Wenn dies auftritt, kann es selbstverständlich geschehen, daß die Dichtungsstückvor­ richtung 11 das Loch heruntergleitet oder sich dreht, unter einem Differenzdruck oder unter ihrem eigenen Gewicht. Daher bezeichnet ein "weicher Einsatz" einen Begriff, der eine zeit­ weilige Fixierung der Dichtungsstückvorrichtung 11 gegenüber der Innenoberfläche 41 beschreibt. Diese Fixierung dauert nur solange, wie Fluid oder Flüssigkeit 49 zwischen dem oberen und unteren Ankerende 51, 53 der zylindrischen elastomeren Abdeckung 37 eingefangen ist. Wie voranstehend beschrieben, führt der Leckvorgang irgendwann zu einer Druckabnahme der Dichtungsstückvorrichtung 11, wodurch diese dazu neigt, zu gleiten oder sich zu drehen.
Die verbesserte aufblasbare Dichtungsstückvorrichtung 61 gemäß der vorliegenden Erfindung ist in den Fig. 1, 2 und 3 darge­ stellt. Fig. 1 ist eine Ansicht der verbesserten aufblasbaren Dichtungsstückvorrichtung 61 in einer nicht aufgeblasenen Laufposition. Fig. 2 ist eine Ansicht der teilweise aufgebla­ senen aufblasbaren Dichtungsstückvorrichtung 61 gemäß der vor­ liegenden Erfindung. Fig. 3 ist eine Ansicht der verbesserten aufblasbaren oder unter Druck setzbaren Dichtungsstückvorrich­ tung gemäß der vorliegenden Erfindung in einem vollständig aufgeblasenen oder vollständig unter Druck gesetzten Fixier­ zustand. Die Fig. 1 bis 3 zeigen die bevorzugten Ausführungs­ formen der vorliegenden Erfindung; allerdings sind andere Aus­ führungsformen möglich.
In Fig. 1 ist zunächst die aufblasbare Dichtungsstückvorrich­ tung 61 gemäß der vorliegenden Erfindung in einem vereinfach­ ten Schnitt, teilweise im Längsschnitt, dargestellt. Die auf­ blasbare Dichtungsstückvorrichtung 61 weist ein zylindrisches Gehäuse 63 mit einer oberen Schulter 65 auf, einer unteren Schulter 67, und mit einem rohrförmigen Teil 69, welches zwi­ schen der oberen Schulter 65 und der unteren Schulter 67 ver­ läuft. Die obere bzw. untere Schulter 65 bzw. 67 sind mit Ge­ winden 61, 63 versehen und eignen sich daher dafür, in einer Kette rohrförmiger Teile verbunden zu werden. Vorzugsweise ist die aufblasbare Dichtungsstückvorrichtung 61 an eine Leitung 75 angekuppelt und wird in einen Bohrschacht abgesenkt. Ein Fluid oder eine Flüssigkeit 97 kann in dem Bohrschacht durch die Leitung 75 nach unten gebracht werden, und kann dazu die­ nen, die aufblasbare bzw. unter Druck setzbare Dichtungsstück­ vorrichtung 61 aufzublasen oder unter Druck zu setzen, und zwar von dem nicht aufgeblasenen Laufzustand, der in Fig. 1 gezeigt ist, bis zu dem vollständig aufgeblasenen Fixierzu­ stand, der in Fig. 3 dargestellt ist.
Fig. 1 zeigt, daß das rohrförmige Teil 69 des zylindrischen Gehäuses 63 mehrere Öffnungen 77 aufweist, die so ausgebildet sind, daß sie unter Druck gesetzte Flüssigkeit von der Leitung 75 empfangen, wobei diese Flüssigkeit oder dieses Fluid so auf die ringförmige aufblasbare Wand 79 wirkt, daß diese radial nach außen gedrückt wird. Die ringförmige aufblasbare Wand 79 weist eine innere elastomere Muffe 81 auf, die durch ein Feld von Streifenteilen 83 abgedeckt ist. Vorzugsweise weist das Feld der Streifenteile mehrere axial ausgerichtete und über­ lappende dünne Metallstreifenteile auf, die in einem ringför­ migen Feld angeordnet sind, um die Expansion der inneren ela­ stomeren Muffe 81 radial nach außen in Reaktion auf den Flüs­ sigkeitsdruck oder Fluiddruck aufzunehmen.
Die zylindrische Abdeckung 89 ist in einem mittleren Bereich der ringförmigen aufblasbaren Wand 79 vorgesehen und weist ei­ ne obere und eine untere elastomere ringförmige Abdeckung 91, 93 auf, zwischen denen ein Spalt 95 besteht. Vorzugsweise sind die obere bzw. untere elastomere ringförmige Abdeckung 91, 93 axial voneinander entlang der Längsachse des zylindrischen Ge­ häuses 63 beabstandet.
Vorzugsweise dient der Spalt 95 zwischen der oberen und unte­ ren elastomeren ringförmigen Abdeckung 91, 93 dazu, die ring­ förmige aufblasbare Wand 79 vollständig freizulegen.
Bei alternativen Ausführungsformen kann entweder die obere oder die untere elastomere ringförmige Abdeckung 91, 93 erheb­ lich länger als die andere sein; tatsächlich kann eine der beiden elastomeren ringförmigen Abdeckungen 91, 93 sich über die gesamte Strecke nach oben oder unten entweder zur oberen Schulter 65 oder zur unteren Schulter 67 erstrecken. Bei der­ artigen Ausführungsformen ist nur ein einziger Ankerbereich auf der ringförmigen aufblasbaren Wand 79 vorgesehen. Bei an­ deren Ausführungsformen können mehrfache Ankerbereiche infol­ ge mehrerer elastomerer ringförmiger Abdeckungen vorgesehen und durch diese ausgebildet sein.
Fig. 1a zeigt eine alternative Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung. Bei dieser Ausführungsform ist die aufblasbare Dichtungsstückvorrichtung nur mit einem oberen Ankerbereich 85 versehen, da die untere elastomere ringförmige Abdeckung 93 wesentlich länger ist als die obere elastomere Abdeckung 91 und sich entlang dem unteren Abschnitt der ringförmigen aufblasbaren Wand 79 bis herunter zur unteren Schulter 67 er­ streckt. In bezug auf alle übrigen Eigenschaften gleicht die Ausführungsform gemäß Fig. 1a der Ausführungsform von Fig. 1 so daß in der Figur identische Bezugsziffern verwendet wurden.
Bei der bevorzugten Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist die auf­ blasbare Dichtungsstückvorrichtung 61 in einem halb aufgebla­ senen Zustand (einem Zustand mit halber Druckbeaufschlagung) dargestellt. Ein Fluid oder eine Flüssigkeit unter Druck führt dazu, daß die ringförmige aufblasbare Wand 79 sich radial nach außen ausdehnt. Die Abschnitte der ringförmigen aufblasbaren Wand 79, die nicht durch die obere und untere elastomere ring­ förmige Abdeckung 91, 93 abgedeckt sind, expandieren nach außen, so daß sie in Berührung mit der Innenoberfläche 101 der Auskleidung 99 gelangen. Ein oberer Ankerbereich 85 ist zwischen der oberen elastomeren ringförmigen Abdeckung 91 und der oberen Schulter 65 vorgesehen. Ein unterer Ankerbereich ist zwischen der unteren elastomeren ringförmigen Abdeckung 93 und der unteren Schulter 67 vorgesehen. Der obere und un­ tere Ankerbereich 85, 87 arbeitet so, daß diese Bereiche in Reibungseingriff mit der Innenoberfläche 101 der Auskleidung 99 kommen, und die aufblasbare Dichtungsstückvorrichtung 61 "fixieren". An einem Spalt 95 zwischen der oberen und unteren elastomeren ringförmigen Abdeckung 91, 93 expandiert ein zen­ traler Bereich 103 der ringförmigen aufblasbaren Wand 79 eben­ falls radial nach außen. Selbstverständlich expandieren auch die Bereiche der ringförmigen aufblasbaren Wand 79 radial nach außen in Reaktion auf ein Hochdruckfluid, welche unter der oberen und unteren elastomeren ringförmigen Abdeckung 91, 93 liegen.
Von diesen Bereichen expandieren die oberen und unteren Anker­ bereiche 85, 87 mit der größten Rate. Der zentrale Bereich 103 der ringförmigen aufblasbaren Wand 79, der dem Abschnitt der ringförmigen aufblasbaren Wand 79 entspricht, der unterhalb dem Spalt 95 zwischen der oberen und unteren elastomeren ring­ förmigen Abdeckung 91, 93 liegt, expandiert mit einer Rate, die kleiner ist als die des oberen und unteren Ankerbereichs 85, 87.
Die Abschnitte der ringförmigen aufblasbaren Wand 79, die un­ ter der oberen und unteren elastomeren ringförmigen Abdeckung 91, 93 liegen, expandieren mit der niedrigsten Rate.
Da sich die Bereiche der ringförmigen aufblasbaren Wand 79 auf beiden Seiten der oberen und unteren elastomeren ringförmigen Abdeckung 91, 93 radial nach außen ausdehnen, wird die multi­ dimensionale Belastung auf die obere und untere elastomere ringförmige Abdeckung 91, 93 verringert. Wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, werden die Enden der oberen und unteren elastomeren ringförmigen Abdeckung 91, 93 erheblich weniger nach oben verkippt als die Enden der Abdeckungen beim Stand der Technik. Während sich der zentrale Bereich 103 der ring­ förmigen aufblasbaren Wand 79 zwischen der oberen und unteren elastomeren ringförmigen Abdeckung 91, 93 ausdehnt, wird dar­ über hinaus Fluid 97 aus dem Bereich zwischen der oberen und unteren elastomeren ringförmigen Abdeckung 91, 93 evakuiert. Daher ist es bei der verbesserten aufblasbaren Dichtungsstück­ vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erheblich weni­ ger wahrscheinlich, daß ein "weicher Sitz" auftritt.
Fig. 3 ist eine Ansicht der verbesserten aufblasbaren Dich­ tungsstückvorrichung 61 in einer vollständig aufgeblasenen Fixierposition. In dieser Position treten der obere und unte­ re Ankerbereich 85, 87 in Reibungseingriff mit der Innenober­ fläche 101 der Auskleidung 99. Der obere und untere Ankerbe­ reich 85, 87 bildet keine Dichtung an der Schnittstelle mit der Innenoberfläche 101. Statt dessen dienen die obere und untere elastomere ringförmige Abdeckung 91, 93 dazu, einen Dichteingriff mit der Innenoberfläche 101 der Auskleidung 99 zu bewirken. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, dient der zentra­ le Bereich 103 zwischen der oberen und unteren elastomeren ringförmigen Abdeckung 91, 93 dazu, Fluid aus dem Bereich zwischen der oberen und unteren elastomeren ringförmigen Abdeckung 91, 93 zu evakuieren. Allerdings dient der zentra­ le Bereich 103 nicht dazu, einen Reibungseingriff mit der Innenoberfläche 101 zu bewirken, und dient auch nicht zur Ausbildung einer Dichtung mit der Innenoberfläche 101. Bei der bevorzugten Ausführungsform umfaßt der zentrale Bereich 103 einen Abschnitt der ringförmigen aufblasbaren Wand 79, der eine Länge von etwa 25,4 bis 101,6 mm (1 bis 4 Zoll) auf­ weist, er könnte jedoch wesentlich kürzer oder länger sein.
Die vorliegende Erfindung umfaßt weiterhin ein verbessertes Verfahren zur Bereitstellung einer Dichtung zwischen einer Leitung und einer Innenoberfläche innerhalb eines Bohrschach­ tes, welcher ein Fluid oder eine Flüssigkeit enthält. Diese Schritte umfassen die Bereitstellung eines zylindrischen Gehäuses einschließlich oberer und unterer Schulterteile. Da­ raufhin wird eine ringförmige aufblasbare Wand zwischen den oberen und unteren Schulterteilen angeordnet. Dann werden obe­ re und untere, voneinander beabstandete elastomere ringförmi­ ge Abdeckungen über der ringförmigen aufblasbaren Wand ange­ ordnet, und bilden einen oberen Ankerbereich der ringförmigen aufblasbaren Wand aus, einen unteren Ankerbereich der ring­ förmigen aufblasbaren Wand, und einen Zwischenbereich zwischen der oberen und unteren elastomeren ringförmigen Abdeckung, die voneinander beabstandet sind. Das zylindrische Gehäuse wird dann an eine Leitung angekuppelt und in einen Bohrschacht ab­ gesenkt. Daraufhin wird die ringförmige aufblasbare Wand mit einem Fluid aufgeblasen, wodurch der obere und untere Anker­ bereich und der Zwischenbereich dazu veranlaßt werden, sich radial nach außen von einer nicht aufgeblasenen Laufposition in eine aufgeblasene Fixierposition zu bewegen. Das Aufblasen der ringförmigen aufblasbaren Wand veranlaßt weiterhin den oberen und unteren Ankerbereich dazu, daß diese sich gleich­ mäßig ausdehnen, gegenüber der oberen und unteren elastomeren Abdeckung, die voneinander beabstandet sind, und daß die Wand in Eingriff mit der Innenoberfläche gelangt, um einen Wider­ stand gegen zumindest entweder Längsbewegungen oder Drehbewe­ gungen aufzubauen. Das Aufblasen der ringförmigen aufblasbaren Wand veranlaßt darüber hinaus den Zwischenbereich dazu, daß Fluid aus dem Bereich zwischen der oberen und unteren elasto­ meren Abdeckung, die voneinander beabstandet sind, evakuiert wird. Schließlich werden die obere und untere, voneinander beabstandete elastomere Abdeckung dazu veranlaßt, in einen Dichteingriff mit der Innenoberfläche zu treten, um gegenüber dem Fluid eine doppelte Dichtung zur Verfügung zu stellen.
Bei diesem Verfahren expandiert der Zwischenbereich mit einer schnelleren Rate als die obere und untere, voneinander beab­ standete elastomere Abdeckung, und gelangt daher in Berührung mit der Innenoberfläche, bevor die obere und untere elastome­ re Abdeckung, die voneinander beabstandet sind, mit der Innen­ oberfläche in Berührung gelangen.
Die vorliegende Erfindung weist zwei wesentliche Vorteile gegenüber aufblasbaren Dichtungsstückvorrichtungen nach dem Stand der Technik auf. Erstens wird bei der vorliegenden Er­ findung eine multidimensionale Belastung, einschließlich ei­ ner triaxialen Belastung, von elastomeren Abdeckungen der Dichtungsstückvorrichtung minimalisiert, was das Beschädi­ gungsrisiko für die Dichtungsstückvorrichtung infolge eines Reißens der elastomeren Abdeckungen verringert. Zweitens expandiert der Bereich der ringförmigen aufblasbaren Wand zwischen der oberen und unteren ringförmigen elastomeren Abdeckung mit einer Rate, die ausreichend ist, um Fluid aus dem Bereich zwischen der oberen und unteren ringförmigen elastomeren Abdeckung zu evakuieren, bevor diese in Dicht­ eingriff mit der Innenoberfläche des Bohrschachtes treten. Daher wird bei der vorliegenden Erfindung die Wahrschein­ lichkeit des Auftretens eines "weichen Einsetzens" minima­ lisiert.
Zwar wurde die Erfindung unter Bezug auf eine bestimmte Aus­ führungsform beschrieben, jedoch soll diese Beschreibung nicht in einem die Erfindung begrenzende Sinne verstanden werden. Verschiedene Modifikationen der beschriebenen Ausführungsform werden ebenso wie alternative Ausführungsformen der Erfindung einem Fachmann auf diesem Gebiet auffallen unter Berücksich­ tigung der Beschreibung der vorliegenden Erfindung. Die bei­ gefügten Ansprüche sollen daher jede derartige Abänderung oder Ausführungsformen einschließen, die in den tatsächlichen Schutzbereich der Erfindung fallen.

Claims (22)

1. Aufblasbare Dichtungsstückvorrichtung zur Verwendung in einem Bohrloch, welches ein Fluid enthält, um eine Dich­ tung zwischen einer Leitung, welche die aufblasbare Dich­ tungsstückvorrichtung trägt, und einer Innenoberfläche innerhalb des Bohrloches zur Verfügung zu stellen, gekenn­ zeichnet durch:
ein zylindrisches Gehäuse;
eine Einrichtung zur Befestigung des zylindrischen Gehäu­ ses an der Leitung;
eine ringförmige aufblasbare Wand, die an dem zylindrischen Gehäuse befestigt ist;
eine Abdeckung, die über einem Abschnitt der ringförmigen aufblasbaren Wand angeordnet ist, und die obere und untere Dichtbereiche aufweist, die teilweise einer radialen Expan­ sion der ringförmigen aufblasbaren Wand widerstehen, und die weiterhin einen zentralen Bereich zwischen dem oberen und unteren Dichtbereich aufweist, welcher einer radialen Expansion der ringförmigen aufblasbaren Wand um einen Be­ trag widersteht, der kleiner ist als der Widerstand der oberen und unteren Dichtbereiche;
wobei die ringförmige aufblasbare Wand zumindest einen Ankerbereich benachbart der Abdeckung aufweist, und dieser zumindest eine Ankerbereich in einem Bereich abgesehen von dem Bereich zwischen der oberen und unteren Dichtfläche der Abdeckung angeordnet ist;
wobei der zumindest eine Ankerbereich radial flexibel zwi­ schen einer nicht aufgeblasenen Laufposition ist, in wel­ cher sich der zumindest eine Ankerbereich nicht in einer Berührung mit der Innenoberfläche befindet, und einer auf­ geblasenen Befestigungsposition, bei welcher sich der zu­ mindest eine Ankerbereich in Kontakt mit der Innenoberflä­ che befindet; und
wobei ein Abschnitt der ringförmigen aufblasbaren Wand, der unterhalb dem zentralen Bereich der Abdeckung liegt, ebenfalls radial flexibel zwischen einer nicht aufgebla­ senen Laufposition und einer aufgeblasenen Befestigungs­ position ist, um Fluid zwischen den Dichtteilen zu eva­ kuieren, um so zu verhindern, daß Fluid zwischen dem obe­ ren und unteren Dichtbereich und der Innenoberfläche ein­ gefangen wird.
2. Aufblasbare Dichtungsstückvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Bereich der Ab­ deckung keine Dichtung mit der Innenoberfläche ausbildet.
3. Aufblasbare Dichtungsstückvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Ankerbereich keine Dichtung mit der Innenoberfläche ausbildet.
4. Aufblasbare Dichtungsstückvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Bereich der Ab­ deckung einer Expansion der ringförmigen aufblasbaren Wand keinen Widerstand entgegensetzt.
5. Aufblasbare Dichtungsstückvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Expansion der ringförmigen aufblasbaren Wand in dem zentralen Bereich eine multidimensionale Belastung der oberen und unteren Dichtungsbereiche der Abdeckung minimalisiert, während die ringförmige aufblasbare Wand radial nach außen expandiert wird.
6. Aufblasbare Dichtungsstückvorrichtung zur Verwendung in einem Bohrloch, welches ein Fluid enthält, um eine Dich­ tung zwischen einer Leitung, die die aufblasbare Dich­ tungsstückvorrichtung trägt, und einer Innenoberfläche innerhalb dem Bohrschacht zur Verfügung zu stellen, ge­ kennzeichnet durch:
ein zylindrisches Gehäuse;
eine Einrichtung zur Befestigung des zylindrischen Gehäu­ ses an der Leitung;
eine ringförmige, aufblasbare Wand, die an dem zylindri­ schen Gehäuse befestigt ist;
eine zylindrische Abdeckung, die über einem Abschnitt der ringförmigen aufblasbaren Wand angeordnet ist und einen ringförmigen Spalt aufweist, welcher die zylindrische Ab­ deckung in ein oberes und unteres Dichtungsteil aufteilt;
wobei die ringförmige aufblasbare Wand zumindest einen Ankerbereich benachbart der zylindrischen Abdeckung auf­ weist, und der zumindest eine Ankerbereich in einem Be­ reich angeordnet ist, der nicht der Bereich zwischen dem oberen und unteren Dichtungsteil ist;
wobei der zumindest eine Ankerbereich radial flexibel zwischen einer nicht aufgeblasenen Position ist, bei wel­ cher der zumindest eine Ankerbereich nicht in Berührung mit der Innenoberfläche steht, und einer aufgeblasenen Fixierposition, in welcher der zumindest eine Ankerbereich in Berührung mit der Innenoberfläche steht;
wobei ein Abschnitt der ringförmigen aufblasbaren Wand, der unter dem Spalt liegt, ebenfalls radial flexibel zwischen einer nicht aufgeblasenen Laufposition und einer aufgeblasenen Fixierposition ist, um Fluid zwischen den Dichtteilen zu evakuieren, um so zu verhindern, daß Fluid zwischen dem oberen und unteren Dichtungsteil und der Innenoberfläche eingefangen wird, und um eine multidimen­ sionale Belastung der oberen und unteren Abdichtungsteile zu verringern.
7. Aufblasbare Dichtungsstückvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige aufblasbare Wand eine innere elastomere Muffe aufweist, die durch ei­ ne Anordnung von Streifenteilen abgedeckt ist.
8. Aufblasbare Dichtungsstückvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt der ringförmi­ gen aufblasbaren Wand, der unterhalb des Spaltes liegt, radial expandiert, um in Kontakt mit der Innenoberfläche zu gelangen, wenn er sich in der aufgeblasenen Fixier­ position befindet.
9. Aufblasbare Dichtungsstückvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Dichtungsteile der zylindrischen Abdeckung mit der Innenoberfläche in Ein­ griff tritt und eine fluiddichte Dichtung ausbildet, wenn er sich in der aufgeblasenen Fixierposition befindet.
10. Aufblasbare Dichtungsstückvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Abdeckung elastomer ist und ebenfalls dazu dient, die ringformige aufblasbare Wand beim Abblasen aus der aufgeblasenen Fixierposition in die nicht aufgeblasene Laufposition zurückzuziehen.
11. Aufblasbare Dichtungsstückvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsteile der zylin­ drischen Abdeckung elastomere Teile sind, die teilweise einem Aufblasen der ringförmigen aufblasbaren Wand wider­ stehen und ein gleichförmiges Aufblasen der ringförmigen aufblasbaren Wand sicherstellen.
12. Aufblasbare Dichtungsstückvorrichtung zur Verwendung in einem ein Fluid enthaltenden Bohrschacht, zur Bereitstel­ lung einer Dichtung zwischen einer Leitung, welche die aufblasbare Dichtungsstückvorrichtung trägt, und einer Innenoberfläche innerhalb des Bohrschachtes, gekennzeich­ net durch:
ein zylindrisches Gehäuse, welches eine zentrale Längs­ achse und ein oberes und ein unteres Schulterteil auf­ weist;
eine Einrichtung zur Befestigung des zylindrischen Gehäu­ ses an der Leitung;
eine ringförmige aufblasbare Wand mit einem oberen und einem unteren Ende, welche an dem oberen bzw. unteren Schulterteil befestigt sind, wobei die ringförmige auf­ blasbare Wand sich zumindest über einen Abschnitt des zylindrischen Gehäuses erstreckt;
wobei die ringförmige aufblasbare Wand eine innere ela­ stomere Muffe aufweist, die durch eine Anordnung beweg­ licher Streifenteile abgedeckt ist;
eine obere und eine untere elastomere ringförmige Ab­ deckung, die axial in bezug auf die zentrale Längsachse beabstandet und über einen Abschnitt der ringförmigen aufblasbaren Wand zwischen dem oberen und unteren Schul­ terteil des zylindrischen Gehäuses angeordnet sind, und teilweise ausbilden;
  • - einen oberen Ankerbereich der ringförmigen aufblasbaren Wand zwischen der oberen Schulter und der ersten ela­ stomeren ringförmigen Abdeckung;
  • - einen unteren Ankerbereich der ringförmigen aufblasbaren Wand zwischen der unteren Schulter und der zweiten ela­ stomeren ringförmigen Abdeckung; und
  • - einen zentralen Bereich der ringförmigen aufblasbaren Wand zwischen der ersten und der zweiten elastomeren ringförmigen Abdeckung;
wobei der obere und untere Ankerbereich und der zentrale Bereich aus einer nicht aufgeblasenen Laufposition nach außen in eine aufgeblasene Fixierposition bewegbar sind;
wobei der obere und untere Ankerbereich sich gleichförmig gegenüber der oberen und unteren elastomeren ringförmigen Abdeckung ausdehnen und dazu dienen, mit der Innenoberflä­ che in Reibungseingriff zu treten, um zumindest entweder einer Längs- oder einer Drehbewegung zu widerstehen, wenn sie sich in der aufgeblasenen Fixierposition befinden;
wobei der zentrale Bereich dazu dient, um Fluid aus dem Bereich zwischen der oberen und unteren elastomeren ring­ förmigen Abdeckung zu evakuieren, wenn er radial nach außen aus der Laufposition in die Fixierposition expan­ diert ist; und
wobei die obere und untere elastomere ringförmige Ab­ deckung dazu dienen, mit der Innenoberfläche in Dichtein­ griff zu treten und eine doppelte Dichtung gegenüber Fluid zur Verfügung zu stellen, wenn sie radial nach außen aus der Laufposition in die Fixierposition expandiert sind.
13. Aufblasbare Dichtungsstückvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung von Streifen­ teilen mehrere axial ausgerichtete und überlappende Strei­ fenteile aufweist, die in einem ringförmigen Feld angeord­ net sind, um eine Expansion radial nach außen der inneren elastomeren Muffe aufzunehmen.
14. Aufblasbare Dichtungsstückvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das innere elastomere Rohr eine elastomere Muffe aufweist, die zwischen dem zylin­ drischen Gehäuse und dem Feld der Streifenteile angeord­ net ist.
15. Aufblasbare Dichtungsstückvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung der Streifen­ teile eine Reihe überlappender dünner Metallstreifen auf­ weist.
16. Aufblasbare Dichtungsstückvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung der Streifen­ teile mehrere axial ausgerichtete und überlappende Strei­ fenteile aufweist, die in einem ringförmigen Feld ange­ ordnet sind, um eine Expansion radial nach außen der in­ neren elastomeren Muffe aufzunehmen, und daß die obere und untere ringförmige Abdeckung darüber hinaus so arbei­ ten, daß sie eine gleichförmige Trennung der Streifentei­ le in der Anordnung der Streifenteile gestatten, wenn die ringförmige aufblasbare Wand radial expandiert wird.
17. Aufblasbare Dichtungsstückvorrichtung zur Verwendung in einem ein Fluid enthaltenden Bohrschacht, zur Bereitstel­ lung einer Dichtung zwischen einer Leitung, welche die aufblasbare Dichtungsstückvorrichtung trägt, und einer Innenoberfläche innerhalb des Bohrschachtes, gekennzeich­ net durch:
ein zylindrisches Gehäuse einschließlich eines oberen und unteren Schulterteils;
eine Einrichtung zur Befestigung des zylindrischen Gehäu­ ses an der Leitung;
eine ringförmige aufblasbare Wand mit einem oberen und einem unteren Ende, wobei das obere und untere Ende je­ weils an dem oberen bzw. unteren Schulterteil befestigt ist, und wobei die ringförmige aufblasbare Wand sich über zumindest einen Abschnitt des zylindrischen Gehäuses er­ streckt;
zumindest ein Paar beabstandeter elastomerer ringförmi­ ger Abdeckungen, die sich über die ringförmige aufblas­ bare Wand zwischen dem oberen und unteren Schulterteil des zylindrischen Gehäuses erstrecken und festlegen:
  • a) zumindest zwei Ankerbereiche der ringförmigen auf­ blasbaren Wand; und
  • b) zumindest einen zentralen Bereich, der jeweils zwi­ schen jedem Paar voneinander beabstandeter elasto­ merer ringförmiger Abdeckungen angeordnet ist;
wobei die zumindest zwei Ankerbereiche nach außen flexi­ bel bewegbar sind aus einer nicht aufgeblasenen Lauf­ position in eine aufgeblasene Fixierposition;
wobei die zumindest zwei Ankerbereiche sich gleichmäßig ausdehnen gegenüberliegend dem zumindest einem Paar beab­ standeter elastomerer Abdeckungen und so arbeiten, daß sie in Reibungseingriff mit der Innenoberfläche treten, um zumindest entweder einer Längs- oder Drehbewegung zu widerstehen, wenn sie sich in der aufgeblasenen Fixier­ position befinden;
wobei der zumindest eine zentrale Bereich zwischen je­ dem Paar beabstandeter elastomerer ringförmiger Abdeckun­ gen sich radial nach außen mit einer Rate ausdehnt, wel­ che die Rate der zumindest zwei Ankerbereiche übersteigt, und so arbeitet, daß Fluid aus dem Bereich zwischen be­ nachbarten ringförmigen Bereichen evakuiert wird, die durch jedes Paar beabstandeter elastomerer ringförmiger Abdeckungen getrennt sind, wenn er radial nach außen aus der Laufposition in die Fixierposition expandiert wird; und
wobei das zumindest eine Paar beabstandeter elastomerer ringförmiger Abdeckungen so arbeitet, daß es in Dicht­ eingriff mit der Innenoberfläche tritt und Mehrfachdich­ tungen gegenüber Fluid zur Verfügung stellt, wenn es radial nach außen aus der Laufposition in die Fixier­ position expandiert.
18. Aufblasbare Dichtungsstückvorrichtung zur Verwendung in einem Bohrschacht nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich­ net, daß der zumindest eine zentrale Bereich zwischen jedem Paar beabstandeter elastomerer ringförmiger Ab­ deckungen in Berührung mit der Innenoberfläche gelangt, bevor jedes benachbarte Paar beabstandeter elastomerer ringförmiger Abdeckungen in Berührung mit der Innenober­ fläche gelangt.
19. Verfahren zur Bereitstellung einer Dichtung zwischen ei­ ner Leitung und einer Innenoberfläche innerhalb eines ein Fluid enthaltenden Bohrschachtes, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Bereitstellung eines zylindrischen Gehäuses einschließlich eines oberen und unteren Schulterteils;
Bereitstellung einer ringförmigen aufblasbaren Wand, die zwischen dem oberen und unteren Schulterteil angeordnet ist;
Bereitstellung einer oberen und unteren, voneinander be­ abstandeten elastomeren ringförmigen Abdeckung, die sich über die ringförmig aufblasbare Wand erstreckt und zumin­ dest einen Ankerbereich der ringförmigen aufblasbaren Wand festlegt, und eines Zwischenbereiches zwischen der oberen und der unteren, voneinander beabstandeten elastomeren ringförmigen Abdeckung, wobei der zumindest eine Anker­ bereich in einem Bereich angeordnet ist, der nicht der Bereich zwischen der oberen und unteren elastomeren Ab­ deckung ist, die voneinander beabstandet sind;
Ankuppeln des zylindrischen Gehäuses an die Leitung;
Absenken des zylindrischen Gehäuses in den Bohrschacht;
Aufblasen der ringförmigen aufblasbaren Wand mit einem Fluid, wodurch:
  • a) der zumindest eine Ankerbereich und der Zwischen­ bereich dazu veranlaßt werden, sich radial nach außen aus einer nicht aufgeblasenen Laufposition in eine aufgeblasene Fixierposition zu bewegen;
  • b) der zumindest eine Ankerbereich zu einer gleichmäßi­ gen Expansion gegenüberliegend der oberen und unte­ ren, voneinander beabstandeten elastomeren Abdeckung und zu einem Eingriff mit der Innenoberfläche veran­ laßt wird, um zumindest entweder einer Längs- oder Drehbewegung zu widerstehen;
  • c) der Zwischenbereich dazu veranlaßt wird, Fluid aus dem Bereich zwischen der oberen und unteren, vonein­ ander beabstandeten elastomeren Abdeckung zu evakuie­ ren; und
  • d) die obere und die untere elastomere Abdeckung, die voneinander beabstandet sind, dazu veranlaßt werden, mit der Innenoberfläche in Dichteingriff zu treten und eine doppelte Dichtung gegenüber einem Fluid zur Verfügung zu stellen.
20. Verfahren zur Bereitstellung einer Dichtung gemäß An­ spruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Zwischen­ bereich radial mit einer höheren Rate ausdehnt als die obere und untere elastomere Abdeckung, die voneinander beabstandet sind, und vor der oberen und unteren elasto­ meren Abdeckung, die voneinander beabstandet sind, in Berührung mit der Innenoberfläche gelangt.
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