DE3315317A1

DE3315317A1 - Packing for separating areas behind a string of casing in a borehole

Info

Publication number: DE3315317A1
Application number: DE19833315317
Authority: DE
Inventors: Anatolij Andreevi&ccaron; Moskva Cübin; Lev Hasanovi&ccaron; Dipl.-Masch.-Ing. Moskva Faruk&scaron;in; Albert Anatolievi&ccaron; Dipl.-Ing. Gaivoronskij; Vladilen Ar&scaron;akovi&ccaron; Dipl.-Ing. Moskva Galusztianc; Aleksandr Ivanovi&ccaron; Dipl.-Masch.-Ing Lisov; László Dipl.-Masch.-Ing. Budapest Madar; Piotr Alekseevi&ccaron; Dipl.-Masch.-Ing. Luberci Moskovskaja oblast' Morzsic; István Dipl.-Ing. Zsóka
Original assignee: Magyar Szenhidrogenipari Kutatofejleszto Intezet; INST BUROVOI TEKHNIK
Current assignee: Magyar Szenhidrogenipari Kutatofejleszto Intezet; INST BUROVOI TEKHNIK
Priority date: 1983-04-27
Filing date: 1983-04-27
Publication date: 1984-11-08
Also published as: DE3315317C2

Abstract

Packing for separating areas behind a string of casing in a borehole, with a casing tube which serves as a mandrel of the packing, an extendable packing collar, and a first socket displaceable in a sealed-off manner on the casing tube, and a packing-collar socket secured to the casing tube in a sealed-off manner. Secured to the casing tube in a sealed-off manner is a sleeve in which the thicker upper part of a sliding sleeve engages, which part is sealed off at the inside of the sleeve and the outside of the casing tube. The thinner lower part of the sliding sleeve partly protrudes in between the casing tube and the packing collar and is sealed off from both. The first socket of the packing collar slides in a sealed-off manner on the sliding sleeve. A non-return valve in the casing tube connects its inner space and its outer side inside the packing collar. A bore in the lower part of the sliding sleeve connects the outer side of the casing tube and the inside of the packing collar. Another bore in the casing tube above the upper part of the sliding sleeve connects the inner space of the casing tube to the inner space of the sleeve.

Description

Packer zur Trennung von Bereichen hinter einer Packer for separating areas behind a

Rohrfahrt in einem Bohrloch Die Erfindung betrifft einen Packer zur Trennung von Bereichen hinter einer Rohrfahrt in einem Bohrloch. Pipe travel in a borehole The invention relates to a packer for Separation of areas behind a pipe run in a borehole.

Eine Packeranordnung mit einem Futterrohr, das als Dorn für den Packer dient, einer ausdehnbaren Packermanschette und einer ersten und einer zweiten Muffe, die abgedichtet an den Enden der Packermanschette festgelegt sind und von denen die erste Muffe abgedichtet gegenüber dem Futterrohr verschiebbar ist und die zweite Muffe an dem Futterrohr festgelegt ist, ist bekannt und beispielsweise in der US-PS 3 776 308 oder in dem "Composite Catalog of Oilfield Equipment and Services", 34. Auflage 1980-81, Band 3, S. 4722-4723, oder in dem SU-Urheberschein 327 316 beschrieben.A packer assembly with a casing that acts as a mandrel for the packer serves, an expandable packer sleeve and a first and a second sleeve, which are set sealed at the ends of the packer collar and of which the first sleeve is sealingly displaceable with respect to the casing and the second Sleeve is fixed to the casing is known and for example in US-PS 3 776 308 or in the "Composite Catalog of Oilfield Equipment and Services", 34. Edition 1980-81, Volume 3, pp. 4722-4723, or in the SU-Urheberschein 327 316 described.

Die Packeranordnungen werden verwendet, die gegenseitige Verbindung von Bereichen hinter einem Futterrohr, d.i.The packer arrangements are used, interconnecting of areas behind a casing, i.e.

in dem Ringraum zwischen der Rohrfahrt und dem Bohrloch, zu unterbrechen und auf diese Weise das Ausfüllen dieses Ringraumes mit Zement zu begünstigen.in the annulus between the pipe run and the borehole and in this way to encourage the filling of this annulus with cement.

Von dem Bohrloch werden häufig Bereiche unterschiedlichen Druckes und/oder unterschiedlicher Phasen, wie Schlamm, Flüssigkeit, Gas, Fels oder dergleichen verbunden. Daher können die Zementarbeiten bei der Lochung, der Säuerung und der Rißbildung beschädigt werden.Areas of different pressure are often created by the borehole and / or different phases, such as mud, liquid, gas, rock or the like tied together. Therefore, the cement works in the perforation, the acidification and the Crack formation.

Die hier beschriebenen bekannten Packer sind ein integraler Bestandteil der Rohrfahrt und derart ausgebildet, daß sie eine positive Abdichtung zwischen der Außenfläche des Futterrohres und dem offenen Bohrloch schaffen. Die ausdehnbare Packmanschette kann mittels Schlamm, Wasser, Druckgas oder einem normalerweise verfügbaren anderen Mittel aufgebläht werden. Das Pumpmittel wird während des Zementierens unter Druck in der Packermanschette eingeschlossen, wohingegen der Innenraum der Rohrfahrt entlüftet wird. Hierzu wird eine sehr komplizierte Anordnung von Ventilen verwendet.The known packers described here are an integral part the tube ride and designed to create a positive seal between the outer surface of the casing and the open borehole. The expandable one Packing sleeve can be made using mud, water, pressurized gas, or one normally available others Means become bloated. The pump means is during the Cementing under pressure is enclosed in the packer sleeve, whereas the The interior of the tube travel is vented. This requires a very complicated arrangement used by valves.

In dem aus dem erwähnten Katalog bekannten Packer sind zwei doppelt wirkende Steuerventile und ein Absperrventil vorhanden. Das Pumpmittel tritt daher in die Pakkermanschette durch eine Anordnung von drei Ventilen ein.In the packer known from the catalog mentioned, two are doubled Acting control valves and a shut-off valve are available. The pumping means therefore occurs into the Pakker cuff through an array of three valves.

Die erste Art von Schwierigkeiten, die mit den bekannten Ausführungsformen verbunden sind, stammen von der Verwendung einer derart überentwickelten Ventilanordnung, von der Anfälligkeit des Versandens oder Blockierens des Packers her.The first kind of difficulty encountered with the known embodiments come from the use of such an overdeveloped valve assembly that the susceptibility to sanding or jamming of the packer.

Die Ventilanordnung wird bei den bekannten Ausführungsformen von dem Zementierstopfen betätigt, der auf die Zementsäule folgt, die von diesem Stopfen in den Ringraum zwischen der Außenfläche des Futterrohres und der Wand des offenen Bohrlochs gepreßt wird. Wenn der Stopfen nach unten fährt, beseitigt er eine Bruchstange, die von dem Futterrohr in den Bewegungsweg des Stopfens ragt und an dem Absperrventil angeschlossen ist. Daher wird durch den Stopfen das Absperrventil betätigt und der in das Futterrohr eingebrachte Druck bläht durch eine Anordnung von Ventilen die Packermanschette auf, welche gegen die Innenfläche des Bohrloches gepreßt wird.The valve arrangement is in the known embodiments of the Cementing plug actuated, which follows the cement column, which is made by this plug into the annulus between the outer surface of the casing and the wall of the open Borehole is pressed. When the plug goes down, it eliminates a break bar, which protrudes from the casing in the path of travel of the plug and on the shut-off valve connected. Therefore, the stop valve is operated by the plug and the Pressure introduced into the casing expands through an array of valves Packer collar, which is pressed against the inner surface of the borehole.

Hierdurch werden die Räume unterhalb und oberhalb des Packers voneinander getrennt. Daher ist auch das Aufsteigen des Zementes in dem Ringraum blockiert. Dies bedeutet, daß die Zementmenge, die in dem Ringraum bei der Beseitigung der Bruchstange mittels des Stopfens vorhanden ist, für alle erforderlichen Zementarbeiten ausreichen muß. Um dieses Problem zu lösen, wurde die Verwendung von Verzögerungsausrüstungen angeregt, wo- durch die Komplexität und Empfindlichkeit der Ventilanordnung gegen Beschädigung verstärkt wurde.This separates the spaces below and above the packer separated. Therefore, the cement is also blocked from rising in the annulus. This means that the amount of cement that is in the annulus in removing the Break bar by means of the stopper is available for all necessary cement work must be enough. To solve this problem, the use of delay equipments has been made stimulated, where- through the complexity and sensitivity of the valve arrangement has been reinforced against damage.

Wenn der Stopfen bis zu einem Sitz in der Rohrfahrt gelangt, wird die Rohrfahrt von dem Druck entlüftet und das Absperrventil gesperrt und die Rückschlagventile schließen, falls sie richtig arbeiten. Der Druck in der Packermanschette muß wenigstens über den Zeitraum des Härtens des Zementes hin aufrechterhalten bleiben.When the plug gets up to a seat in the pipe drive, will the pipe travel is vented from the pressure and the shut-off valve is blocked and the non-return valves close if they work properly. The pressure in the packer collar must be at least be maintained over the period of hardening of the cement.

Die hauptsächliche Schwierigkeit in der Verwendung der bekannten Packer besteht jedoch darin, daß in einer Rohrfahrt nur ein einziger Packer verwendet werden kann. Wenn zwei Packer vorhanden wären, würde der erste aktiviert, wenn der Stopfen vorbeiläuft, und der Ringraum zwischen der Außenfläche der Rohrfahrt und dem Bohrloch würde blockiert. Mehr Zement könnte nicht in es hineingedrückt werden. Der Stopfen könnte nicht bis zu seinem Sitz am Boden der Rohrfahrt gelangen und der zweite Packer könnte überhaupt nicht betätigt werden.The main difficulty in using the known packers However, it consists in using only a single packer in a pipe trip can. If there were two packers, the first would activate when the plug passes, and the annulus between the outer surface of the pipe ride and the borehole would be blocked. More cement couldn't be squeezed into it. The stopper couldn't get to his seat at the bottom of the tube drive and the second packer could not be operated at all.

Die erste und hauptsächliche Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Nachteile der bekannten Ausführungsformen zu beseitigen. Ein weiteres Ziel liegt darin, eine Packeranordnung zu schaffen, deren Ventilanordnung weniger kompliziert ist und welche daher zuverlässiger arbeitet und einfacher in der Herstellung ist. Darüber hinaus sollen an einer Rohrfahrt mehrere Packer verwendbar sein.The first and main object of the invention is to to eliminate the disadvantages of the known embodiments. Another goal lies is to provide a packer assembly which is less complicated to valve assembly and which therefore works more reliably and is easier to manufacture. In addition, several packers should be able to be used on one pipe journey.

Die Grundidee der Erfindung besteht darin, daß die Ventilanordnung vereinfacht werden sollte und eher durch den Druck in der Rohrfahrt denn durch die Bewegung des Zementierstopfens gesteuert werden sollte.The basic idea of the invention is that the valve assembly should be simplified and rather by the pressure in the pipe ride than by the Movement of the cementing plug should be controlled.

Gemäß der Erfindung ist an dem Futterrohr eine Hülse dicht festgelegt, so daß sie in dem Ringraum zwischen der Außenfläche des Futterrohres und der Bohrlochwand angeordnet ist. Ein Hülsenstopfen oder eine Schieberhülse ist gegen das Futterrohr abgedichtet und gleitet auf dessen Außenfläche aus einer Ausgangsposition in eine untere Position und weiter bis in eine Endposition.According to the invention, a sleeve is tightly attached to the casing, so that they are in the annulus between the outer surface of the casing and the borehole wall is arranged. A sleeve plug or a slide sleeve is sealed against the casing and slides on its outer surface from an initial position to a lower position and further to an end position.

Die Schieberhülse weist einen dickeren oberen Teil und einen dünneren unteren Teil auf. Der obere Teil ist zwischen der Außenfläche des Futterrohres und der Innenfläche der Hülse angeordnet und gegen beide derselben abgedichtet. Der untere Teil ist gleitend wenigstens teilweise zwischen der Außenfläche des Futterrohres und der Innenfläche der Packermanschette angeordnet und gegen beide derselben abgedichtet. Die erste Muffe, die an der Packermanschette befestigt ist, ist gegen die Schieberhülse abgedichtet und gleitet auf ihr. Als Ventilanordnung ist ein Rückschlagventil in der Futterrohrwand zwischen dem Innenraum und der Außenseite des Futterrohres innerhalb der Packermanschette angeordnet. Ferner sind zwei Bohrungen vorgesehen, von denen die erste in dem unteren Teil der Schieberhülse ausgebildet ist und in der unteren Position der Schieberhülse die Mündung des Umschlagventiles und den Raum zwischen der Packermanschette und der Schieberhülse verbindet, wohingegen die zweite Bohrung in dem Futterrohr oberhalb der Schieberhülse ausgebildet ist, wenn diese sich in ihrer Ausgangsposition befindet.The slide sleeve has a thicker upper part and a thinner one lower part. The upper part is between the outer surface of the casing and arranged on the inner surface of the sleeve and sealed against both of the same. Of the lower part is slidable at least partially between the outer surface of the casing and the inner surface of the packer collar and sealed against both of the same. The first sleeve, which is attached to the packer collar, is against the slide sleeve sealed and slides on it. A check valve is used as the valve arrangement in the casing wall between the interior and the outside of the casing inside the packer collar arranged. Two holes are also provided, one of which the first is formed in the lower part of the slide sleeve and in the lower Position of the slide sleeve, the mouth of the reversing valve and the space between the packer sleeve and the slide sleeve connects, whereas the second hole is formed in the casing above the slide sleeve when this is in their starting position.

Von dem Rückschlagventil wird ein Strömungsweg zu der Schieberhülse hin geschaffen.A flow path is established from the check valve to the slide sleeve created.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Rückschlagventil einen Ventilkegel und eine Lochplatte auf, die als Filter dient, wobei der Ventilkegel sich auf der Lochplatte abstützt und aus elastisch verformbaren Material besteht.In a preferred embodiment, the check valve has a Valve cone and a perforated plate that serves as a filter, the valve cone is supported on the perforated plate and consists of elastically deformable material.

Ein Scherbolzen kann vorgesehen sein, durch welchen die Schieberhülse gegenüber dem Futterrohr in der Ausgangsstellung der Schieberhülse festgelegt ist.A shear bolt can be provided through which the Slide sleeve is set in relation to the casing in the initial position of the slide sleeve.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann eine Sperrvorrichtung in dem oberen Teil der Schieberhülse und in der HUlse vorgesehen sein, um die Schieberhülse in ihrer Endposition zu sperren.In a further embodiment of the invention, a locking device in the upper part of the slide sleeve and in the sleeve to be provided around the slide sleeve to lock in their end position.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden im Zusammenhang mit einer bevorzugten Ausführungsform erläutert, die aus der Zeichnung ersichtlich ist. In der Zeichnung zeigt: Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt des halben Packers gemäß der Erfindung in der Ausgangsstellung der Schieberhülse, Fig. 2 den gleichen Längsschnitt wie in Fig. 1, jedoch mit der Schieberhülse in der unteren Stellung und Fig. 3 den gleichen Längsschnitt wie in Fig. 1, jedoch mit der Schieberhülse in der Endstellung.Further details of the invention are provided in connection with a preferred embodiment explained, which can be seen from the drawing. In The drawing shows: FIG. 1 a schematic longitudinal section of the half packer according to the invention in the starting position of the slide sleeve, Fig. 2 the same Longitudinal section as in Fig. 1, but with the slide sleeve in the lower position and FIG. 3 shows the same longitudinal section as in FIG. 1, but with the slide sleeve in the end position.

In Fig. 1 ist ein Teil des Längsschnittes eines offenen Bohrloches gezeigt, in welchem das Futterrohr 1 angeordnet ist. Der in der Zeichnung gezeigte Teil des Futterrohres 1 dient als Dorn für eine Packeranordnung für die Trennung von Bereichen hinter dem Futterrohr 1 in dem Bohrloch. Auf dem Futterrohr 1 ist eine Hülse abgedichtet festgelegt, die einen nach unten axial offenen taschenförmigen Ringspalt rings der Außenfläche des Futterrohres 1 bildet.In Fig. 1 is part of the longitudinal section of an open borehole shown in which the casing 1 is arranged. The one shown in the drawing Part of the casing 1 serves as a mandrel for a packer assembly for separation from areas behind the casing 1 in the borehole. On the casing 1 is a sealed sleeve set, which is a pocket-shaped downwardly open axially Annular gap around the outer surface of the casing 1 forms.

Unter der Hülse 2 ist eine teilweise in den Ringspalt hineinragende Schieberhülse 3 vorgesehen, welche gegen die Außenfläche des Futterrohres 1 abgedichtet ist und auf dieser gleitet. Die Schieberhülse 3 weist einen radial dickeren oberen Teil 3a und einen radial dünneren unteren Teil 3b auf, die einstückig sind. Daher weist der obere Teil 3a eine obere Stirnfläche A auf, die größer ist als die Ringschulterfläche C an dem übergang zwischen dem oberen Teil 3a und dem unteren Teil 3b. Der unteren Teil 3b weist eine untere Stirnfläche B auf, welche ihrerseits kleiner ist als die Schulterfläche C. Die Flächen A, B und C dienen als Arbeitsflächen der Schieberhülse 3.Below the sleeve 2 is a partially protruding into the annular gap Slider sleeve 3 is provided, which is sealed against the outer surface of the casing 1 is and slides on this. The slide sleeve 3 has a radial thicker upper part 3a and a radially thinner lower part 3b, which are in one piece are. Therefore, the upper part 3a has an upper end face A which is larger as the ring shoulder surface C at the transition between the upper part 3a and the lower part 3b. The lower part 3b has a lower end face B, which in turn is smaller than the shoulder area C. The areas A, B and C serve as Working surfaces of the slide sleeve 3.

Wie oben erwähnt, ist der obere Teil 3a gleitend wenigstens teilweise in dem Ringspalt zwischen dem Futterrohr 1 und der Hülse 2 angeordnet und ist mit Dichtungen 12 gegen beide derselben abgedichtet. Auch der untere Teil 3b gleitet auf dem Futterrohr 1 und ist gegen dieses mittels der Dichtung 14 abgedichtet.As mentioned above, the upper part 3a is at least partially sliding arranged in the annular gap between the casing 1 and the sleeve 2 and is with Seals 12 sealed against both of the same. The lower part 3b also slides on the casing 1 and is sealed against this by means of the seal 14.

Rings des Futterrohres 1 ist eine ausdehnbare Packermanschette 6 angeordnet, an deren Enden eine erste Muffe 7 und eine zweite Muffe 8 dicht festgelegt sind, die den Außenumfang der Packermanschette Ubergreifen. Die Packermanschette 6 kann aus einem geeigneten Material mit geeigneter Festigkeit und Elastizität (Ausdehnbarkeit) und Abdichtungsfähigkeit an der Außenumfangsfläche bestehen.An expandable packer sleeve 6 is arranged around the casing 1, at the ends of which a first sleeve 7 and a second sleeve 8 are tightly fixed, which overlap the outer circumference of the packer collar. The packer sleeve 6 can made of a suitable material with suitable strength and elasticity (expandability) and sealability exist on the outer peripheral surface.

Das Material kann eine Gummiart sein, welches z.B. mit Stahlkord verstärkt ist. In das Gummimaterial kann auch eine Stahirippe als Verstärkungseinlage einvulkanisiert sein. Jedoch kann anstelle des Gummimaterials auch ein geeignetes Kunststoffmaterial verwendet werden. Die Muffen 7 und 8 sind an die Packermanschette vulkanisiert oder in anderer Weise abgedichtet angeklebt.The material can be a type of rubber, which is reinforced with steel cord, for example is. A steel rib can also be vulcanized into the rubber material as a reinforcement insert be. However, a suitable plastic material can also be used instead of the rubber material be used. The sleeves 7 and 8 are vulcanized or to the packer collar glued in another way sealed.

Die am oberen Ende der Packermanschette 6 befestigte erste Muffe 7 gleitet auf der Außenumfangsfläche des unteren Teils 3b der Schieberhülse 3 und ist mittels der Dichtung 15 gegen diese abgedichtet. Die zweite Muffe 8 ist fest an der Außenfläche des Futterrohres 1 festgelegt.The first sleeve 7 fastened to the upper end of the packer collar 6 slides on the outer peripheral surface of the lower part 3b of the slide sleeve 3 and is sealed against this by means of the seal 15. The second sleeve 8 is solid fixed on the outer surface of the casing 1.

In dem Futterrohr 1 ist ein Rückschlagventil 9 ausgebildet, welches die Innenseite und die Außenseite des Futterrohres 1 im wesentlichen in der Axialmitte der Packermanschette 6 in deren in Fig. 1 gezeigten Ausgangsstellung verbindet. Das Rückschlagventil 9 weist eine radial nach außen erweiterte kegelige Ventilbohrung und einen Ventilkegel 10 innerhalb der Bohrung sowie eine Lochplatte 11 auf, deren Außenfläche mit der Außenumfangsfläche der Rohrfahrt 1 zusammenfällt. Der Ventilkegel 10 ist aus einem elastisch nachgiebigen Material und ist an der Lochplatte 11 abgestützt, welche ihrerseits als Filter dient. Der Ventilkegel 10 paßt mit seiner Dichtungsfläche zu der Form der Kegelbohrung des Rückschlagventiles 9, welches radial nach außen öffnet. Daher schafft es einen Strömungsweg, der zu der Schieberhülse 3 hin gerichtet ist.In the casing 1, a check valve 9 is formed, which the inside and the outside of the casing 1 substantially in the axial center the packer collar 6 connects in its initial position shown in FIG. The check valve 9 has a conical valve bore that widens radially outward and a valve cone 10 within the bore and a perforated plate 11, whose Outer surface coincides with the outer circumferential surface of the tube trip 1. The valve cone 10 is made of an elastically flexible material and is supported on the perforated plate 11, which in turn serves as a filter. The valve cone 10 fits with its sealing surface to the shape of the conical bore of the check valve 9, which radially outwards opens. It therefore creates a flow path that is directed towards the slide sleeve 3 is.

In dem unteren Teil 3b der Schieberhülse 3 ist eine Bohrung 13 ausgebildet, welche in der aus Fig. 1 ersichtlichen Ausgangsstellung sich oberhalb des Rückschlagventiles 9 und vorzugsweise oberhalb der über dem Rückschlagventil 9 angeordneten Dichtung 14 befindet. Die Schieberhülse 3 ist gegen das Futterrohr 1 sowohl über als auch unter dem Rückschlagventil 9 mittels je einer Dichtung 14 abgedichtet.In the lower part 3b of the slide sleeve 3 a bore 13 is formed, which in the starting position shown in FIG. 1 is above the check valve 9 and preferably above the seal arranged above the check valve 9 14 is located. The slide sleeve 3 is against the casing 1 both over and over sealed under the check valve 9 by means of a seal 14 each.

Ferner ist in dem Futterrohr 1 eine andere Radialbohrung.There is also another radial bore in the casing 1.

17 ausgebildet, die in den in der aus Fig. 1 ersichtlichen Ausgangsstellung der Schieberhülse 3 freien Teil des nach oben axial geschlossenen Ringspaltes über der oberen Stirnflache A der Schieberhülse 3 mündet. Die Radialbohrung verbindet den Innenraum des Futterrohres 1 und den taschenartigen Ringspalt über der Stirnfläche A in der Hülse 2.17 formed in the starting position shown in FIG the slide sleeve 3 free part of the upwardly axially closed annular gap the upper end face A of the slide sleeve 3 opens. The radial bore connects the interior of the casing 1 and the pocket-like annular gap above the end face A in the sleeve 2.

Die Schieberhülse 3 wird in ihrer Ausgangsstellung an dem Futterrohr 1 mittels eines Scherbolzens 5 gehalten.The slide sleeve 3 is in its starting position on the casing 1 held by means of a shear bolt 5.

Aus Fig. 1 ist auch eine Sperrvorrichtung 4 für die Schieberhülse 3 ersichtlich. Die Sperrvorrichtung 4 besteht aus einem radial nach außen federnd aufweitbaren Ring, dem eine Ringnut 4a in der Innenumfangsfläche der Hülse 2 zugeordnet ist. Ihre Funktion wird noch erläutert.From Fig. 1 there is also a locking device 4 for the slide sleeve 3 can be seen. The locking device 4 consists of a radially outwardly resilient expandable ring to which an annular groove 4a in the inner circumferential surface of the sleeve 2 is assigned is. Their function will be explained later.

Für die dichte Verbindung des Futterrohres 1 und der Hülse 2 ist zwischen ihnen eine Dichtung 16 vorgesehen.For the tight connection of the casing 1 and the sleeve 2 is between a seal 16 is provided for them.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise des Packers gemäß der Erfindung wird zusätzlich auf die Fig. 2 und 3 hingewiesen. Wenn der Ringraum zwischen der Außenfläche des Futterrohres 1 und der Wand des Bohrloches zementiert wird, wird Zement mittels eines Zementierstopfens (nicht gezeigt), der sich in dem Innenraum des Futterrohres 1 nach unten bewegt und gegen die Innenumfangsfläche des Futterrohres 1 abgedichtet ist, nach oben in diesen Ringraum eingepreßt. Um den Zementierstopfen nach unten zu bewegen, wird die Rohrfahrt oberhalb des Stopfens unter Druck gesetzt. Wenn der Zementierstopfen bis auf einen Sitz am Boden der Rohrfahrt gelangt und sämtlicher Zement aus der Rohrfahrt in den zu zementierenden Ringraum gepreßt ist,.To explain the mode of operation of the packer according to the invention Reference is also made to FIGS. 2 and 3. When the annulus between the The outer surface of the casing 1 and the wall of the borehole is cemented Cement by means of a cementing plug (not shown) located in the interior of the casing 1 is moved downwards and against the inner peripheral surface of the casing 1 is sealed, pressed up into this annulus. Around the cementing plug To move downward, the tube travel above the plug is pressurized. When the cementing plug gets to a seat at the bottom of the pipe ride and all cement from the pipe run is pressed into the annulus to be cemented.

erhöht sich der Druck in der Rohrfahrt. Dieser Druck wird konstant über-die Radialbohrung 17 in Fig. 1 in den Raum oberhalb der Schieberhülse 3 übertragen und übt auf deren Endstirnfläche A eine nach unten gerichtete Kraft aus.the pressure increases in the pipe travel. This pressure becomes constant Transferred via the radial bore 17 in FIG. 1 into the space above the slide sleeve 3 and exerts a downward force on its end face A.

An der kleineren Fläche C, die an der nach unten gerichteten Schulter am Obergang des oberen Teils 3a zu dem unteren Teil 3b am Außenumfang der Schieberhülse 3 ausgebildet ist, wird durch den geringeren Druck des Zementes eine sehr viel kleinere, nach oben gerichtete Kraft auf die Schieberhülse ausgeübt. Auf die untere Stirnfläche B, die axial zwischen dem Rückschlagventil 9 und der festgelegten Muffe 8 der Packermanschette 6 liegt, wird überhaupt kein Druck ausgeübt. Wenn der Druck innerhalb des Futterrohres 1 und daher die nach unten gerichtete Kraft an der Fläche A hinreichend groß sind, wird der Scherbolzen 5 abgeschert und die Schieberhülse 3 nach unten verschoben. Während dieser Verschiebung gleitet die Schieberhülse auf der Außenumfangsfläche des Futterrohres 1 und auf der Innenumfangsfläche der Hülse 2 und die erste Muffe 7 gleitet auf der Außenumfangsfläche des unteren Teils 3b der Schieberhülse 3. Schließlich erreicht die Schieberhülse 3 ihre durch einen Anschlag am Futterrohr bestimmte untere Stellung, in welcher die Bohrung 13 mit der Bohrung des Rückschlagventils 9 fluchtet und die Schieberhülse mit ihrem oberen Teil 3a noch abgedichtet in die Hülse 2 eingreift.On the smaller surface C, the one on the shoulder pointing downwards at the transition from the upper part 3a to the lower part 3b on the outer circumference of the slide sleeve 3, the lower pressure of the cement creates a much smaller, upward force exerted on the slide sleeve. On the lower face B, the axially between the check valve 9 and the fixed sleeve 8 of the packer collar 6, no pressure is applied at all. When the pressure inside the casing 1 and therefore the downward one Force on area A is sufficient are large, the shear bolt 5 is sheared and the slide sleeve 3 down postponed. During this displacement, the slide sleeve slides on the outer circumferential surface of the casing 1 and on the inner peripheral surface of the sleeve 2 and the first socket 7 slides on the outer peripheral surface of the lower part 3b of the slide sleeve 3. Finally reaches the slide sleeve 3 its determined by a stop on the casing lower Position in which the bore 13 is aligned with the bore of the check valve 9 and the upper part 3a of the slide sleeve engages in the sleeve 2 in a sealed manner.

Aus Fig. 2 sind die untere Stellung der Schieberhülse 3 und der Vorgang des Setzens des Packers, d.i. die radial nach außen gerichtete Ausdehnung der Packermanschette 6 ersichtlich. Durch den Druck innerhalb des Futterrohres 1 wird das Rückschlagventil 9 durch Verformung des Ventilkegels 10 geöffnet. Danach tritt das Druckmittel, beispielsweise eine Flüssigkeit, in dem Innenraum des Futterrohres 1 in den Spalt zwischen der Schieberhülse 3 und der Packermanschette 6 durch das offene Rückschlagventil 9 und die Bohrung 13 ein. Wie aus Fig. 2 deutlich ersichtlich, wird die äußere elastisch nachgiebige Fläche der Packermanschette 6 fest gegen die Wand des Bohrloches gepreßt.From Fig. 2, the lower position of the slide sleeve 3 and the process setting the packer, i.e. the radially outward expansion of the packer collar 6 can be seen. The pressure inside the casing 1 opens the check valve 9 opened by deformation of the valve cone 10. Then the pressure medium occurs, for example a liquid in the interior of the casing 1 in the gap between the Slide sleeve 3 and the packer collar 6 through the open check valve 9 and the hole 13 a. As can be clearly seen from Fig. 2, the outer becomes elastic flexible surface of the packer sleeve 6 pressed firmly against the wall of the borehole.

Nachdem der Vorgang des Setzens des Packers abgeschlossen ist, wird der Druck innerhalb des Futterrohres 1 durch Entlüftung abgesenkt. Daher wird der Druck in dem Raum zwischen der Schieberhülse 3 und der Packermanschette 9 größer als in dem Innenraum des Futterrohres 1, so daß der durch die Bohrung 13 hindurch übertragene Druck sofort das Rückschlagventil 9 schließt und gleichzeitig eine nach oben gerichtete Kraft auf die Endstirnfläche B ausübt. Als Ergebnis bewegt sich die Schieberhülse 3 nach oben und die Bohrung 13 verläßt das Rückschlagventil 9 wie auch die Dichtungsanordnung 14. Am Ende dieser Bewegung schlägt die Endstirnfläche A der Schieberhülse 3 an der Innenschulterfläche der Hülse 2 an und der Sperring 4 schnappt in die Innenringnut 4a ein.After the process of setting the packer is complete the pressure inside the casing 1 is reduced by venting. Hence the Pressure in the space between the slide sleeve 3 and the packer collar 9 is greater than in the interior of the casing 1, so that the through the bore 13 therethrough transmitted pressure immediately closes the check valve 9 and at the same time one after exerts upward force on the end face B. As a result, it moves the slide sleeve 3 upwards and the bore 13 leaves the check valve 9 as well as the sealing arrangement 14. Am The end of this movement strikes the end face A of the slide sleeve 3 on the inner shoulder surface of the sleeve 2 on and the locking ring 4 snaps into the inner ring groove 4a.

Dies ist die in Fig. 3 gezeigte Endstellung der Schieberhülse 3 in welcher diese über ihre Ausgangsstellung aus Fig. 1 nach oben hin verschoben ist und mit ihrer Innenfläche die Radialbohrung 17 schließt. Der Druck innerhalb der Packermanschette 6 kann nicht entweichen, weil der einzige Austritt durch die Bohrung 13 und das Ventil 9 zweifach blockiert ist: durch die über dem Ventil 9 angeordnete Dichtung 14 und über das Rückschlagventil 9 selbst. Nun können alle Arbeiten in der Rohrfahrt durchgeführt werden, ohne daß der Packer seine Funktion unterbricht, wenigstens nicht während der Periode der Härtung des Zements.This is the end position of the slide sleeve 3 shown in FIG. 3 in FIG which this is shifted over its starting position from Fig. 1 upwards and the radial bore 17 closes with its inner surface. The pressure within the Packer collar 6 cannot escape because the only exit is through the bore 13 and the valve 9 is blocked twice: by the one above the valve 9 Seal 14 and the check valve 9 itself. Now all work in the pipe run can be carried out without the packer interrupting its function, at least not during the cement hardening period.

Es ist nun deutlich ersichtlich, daß der Packer gemäß der Erfindung sehr viel einfacher in der Konstruktion und sicherer in der Funktion als die eingangs erwähnten bekannten Packer ist.It can now be clearly seen that the packer according to the invention Much simpler in construction and more reliable in function than the one at the beginning mentioned known packer is.

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Claims

Packer for separating areas behind a pipe run in one Borehole claims 1. Packer to separate areas behind a pipe trip in a borehole, with a casing serving as a mandrel of the packer, an expandable one Packer sleeve, a first and a second sleeve that are sealed at the ends the packer collar are fixed and of which the first socket is sealed the casing is displaceable and the second sleeve is fixed to the casing is, characterized in that a sleeve (2) is sealed on the casing (1) it is determined that a slide sleeve (3) is sealed against the casing (1) sliding from a starting position in a lower position and can be moved further into an end position and a thicker upper part (3a) and a thinner lower part (3b) integrally connected to each other and of which the upper part (3a) is slidable and at least partially arranged between the casing (1) and the sleeve (2) and against both of them is sealed and of which the lower part (3b) at least partially between the casing (1) and the packer collar (6) arranged and against both of the same -sealed that the first sleeve (7) is sealed on the slide sleeve (3) Is slidably displaceable that in the casing (1) a whose interior with the Non-return valve connecting the gap between the casing pipe (1) and the slide sleeve (3) (9) is arranged that in the lower part (3b) of the slide sleeve (3) one in the lower position the mouth of the check valve (9) with the space between the Packer collar (6) and the slide sleeve (3) connecting bore (13) formed is and that in the casing (1) one in the initial position of the slide sleeve (3) above the upper part (3a) arranged bore (17) is formed.

2. Packer according to claim 1, characterized in that the check valve (9) a flow path directed towards the slide sleeve (3) is formed.

3. Packer according to claim 1 or 2, characterized in that the Check valve (9) has a valve cone (10) and a perforated plate (11) which serves as a filter, the valve cone (10) being supported on the perforated plate (9) and made of a deformable material.

4. Packer according to one of claims 1 to 3, characterized in that that a shear bolt (5) the slide sleeve (3) in their starting position with respect to the casing (1).

5. Packer according to one of claims 1 to 4, characterized in that that a locking device (4) in the upper part (3a) of the slide sleeve (3) and provided in the sleeve (2) for fixing the slide sleeve (3) in its end position is.