DE10028015A1

DE10028015A1 - Schmier- und Selbstreinigungssystem für Aufweitungsdorn

Info

Publication number: DE10028015A1
Application number: DE10028015A
Authority: DE
Inventors: Robert Lance Cook; David Paul Brisco; R Bruce Stewart; Lev Ring; Richard Carl Haut; Robert D Mack; Alan B Duell; Andrei Gregory Filippov
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1998-12-07
Filing date: 2000-06-06
Publication date: 2001-01-18
Also published as: GB2356651A9; NO20002876L; US7077213B2; AU3792000A; GB2356651B; AU2004205168A1; US7011161B2; CA2310878A1; US20030094278A1; US20030024708A1; NO327218B1; GB0013661D0; GB2356651A; US20030094277A1; AU773168B2; NO20002876D0; AU7177700A; US7036582B2; BR0003319A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine aufweitbare Gewindeverbindung mit einem ersten rohrförmigen Element, einem zweiten rohrförmigen Element und einer Gewindeverbindung zum Verbinden der rohrförmigen Elemente und enthaltend ein oder mehrere Dichtungselemente.

Description

Diese Erfindung betrifft allgemein Schachtbohrungs- Verschalungen und insbesondere Schachtbohrungs-Verschalungen, die unter Verwendung von aufweitbarem Rohrwerk bzw. aufweit baren Rohren gebildet werden.

Wenn eine Schachtbohrung erzeugt wird, wird herkömmlich eine Anzahl von Verschalungen in dem Bohrloch installiert, um ein Einbrechen der Bohrwand zu verhindern, und um ein unerwünsch tes Ausströmen von Bohrfluid in die Formation oder ein Ein strömen von Fluid aus der Formation in das Bohrloch zu ver hindern. Das Bohrloch wird in Zwischenräumen gebohrt, wobei eine Verschalung, die in einem unteren Bohrlochzwischenraum installiert werden soll, durch eine vorab installierte Ver schalung eines oberen Bohrlochzwischenraums abgesenkt wird. Infolge dieses Vorgangs besitzt die Verschalung des unteren Zwischenraums einen kleineren Durchmesser als die Verschalung des oberen Zwischenraums. Die Verschalungen befinden sich in ineinander gesteckter Anordnung, wobei die Verschalungsdurch messer in Abwärtsrichtung abnehmen. Zementringe sind zwischen den Außenseiten der Verschalungen und der Bohrlochwandung vorgesehen, um die Verschalungen gegenüber der Bohrlochwan dung abzudichten. Infolge dieser ineinander gesteckten Anord nung ist ein relativ großer Bohrlochdurchmesser im oberen Teil der Schachtbohrung erforderlich. Ein derartiger großer Bohrlochdurchmesser bringt erhöhte Kosten aufgrund einer schweren Verschalungs-Handhabungseinrichtung, großer Bohr spitzen und großer Volumina von Bohrfluid und Bohrabfällen mit sich. Darüber hinaus ist eine erhöhte Bohrgerätenutzungs zeit aufgrund des benötigten Zementpumpens, Zementaushärtens, erforderlicher Einrichtungsänderungen aufgrund großer Schwan kungen bezüglich der Lochmesser, die im Verlauf des Schachts gebohrt werden, und der großen Volumina erforderlich, die ge bohrt und entfernt werden müssen.

Herkömmlicherweise wird am Oberflächenende der Schachtbohrung ein Schachtkopf gebildet, der typischerweise eine Oberflä chenverschalung, eine Anzahl von Produktions- und/oder Bohr spulen, Ventilen und einen Weihnachtsbaum umfaßt. Typischer weise umfaßt der Schachtkopf außerdem eine konzentrische An ordnung von Verschalungen, einschließlich einer Produktions verschalung sowie einer oder mehrerer Zwischenverschalungen. Die Verschalungen werden typischerweise abgestützt unter Ver wendung von Lasttrageankern, die über Grund angeordnet sind. Die herkömmliche Auslegung und der herkömmliche Aufbau von Schachtköpfen sind teuer und komplex.

Herkömmlicherweise kann eine Schachtbohrungs-Verschalung nicht während des Bohrens der Schachtbohrung ausgebildet wer den. Typischerweise wird die Schachtbohrung gebohrt und dar aufhin wird eine Schachtbohrungs-Verschalung in dem neu ge bohrten Abschnitt der Schachtbohrung installiert. Dies verzö gert die Fertigstellung eines Schachtes.

Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, eine oder mehrere der Grenzen existierender Verfahren zum Ausbilden von Schachtbohrungen und Schachtköpfen zu überwinden.

Gemäß einem Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Ver fahren zum Bilden einer Schachtbohrungs-Verschalung, aufwei send die Schritte: Installieren einer rohrförmigen Ausklei dung und eines Dorns in der Schachtbohrung, Einspritzen von Fluidmaterial in die Schachtbohrung und radiales Aufweiten der Auskleidung in der Schachtbohrung durch Pressen der Aus kleidung weg von dem Dorn.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Bilden einer Schachtboh rungs-Verschalung bereitgestellt, aufweisend den Schritt: Bohren eines neuen Abschnitts der Schachtbohrung benachbart zu der bereits existierenden Verschalung. Eine rohrförmige Auskleidung und ein Dorn werden daraufhin in dem neuen Ab schnitt der Schachtbohrung plaziert, wobei die rohrförmige Auskleidung eine bereits existierende Verschalung überlappt. Ein aushärtbares Fluiddichtungsmaterial wird in einen ring förmigen Bereich zwischen der rohrförmigen Auskleidung und dem neuen Abschnitt der Schachtbohrung eingespritzt. Der ringförmige Bereich zwischen der rohrförmigen Auskleidung und dem neuen Abschnitt der Schachtbohrung wird daraufhin fluid mäßig von dem inneren Bereich der rohrförmigen Auskleidung unter dem Dorn isoliert. Ein nicht aushärtbares Fluidmaterial wird daraufhin in den inneren Bereich der rohrförmigen Aus kleidung unter dem Dorn eingespritzt. Die rohrförmige Aus kleidung wird von dem Dorn weggepreßt. Die Überlappung zwi schen der rohrförmigen Auskleidung und der bereits existie renden Verschalung wird abgedichtet. Die rohrförmige Ausklei dung wird durch Überlappung mit der bereits existierenden Verschalung abgestützt. Der Dorn wird aus dem Bohrloch ent fernt. Die Unversehrtheit der Abdichtung der Überlappung zwi schen der rohrförmigen Auskleidung und der bereits existie renden Verschalung wird getestet. Zumindest ein Teil der zweiten Menge des aushärtbaren Fluiddichtungsmaterials wird aus dem Innern der rohrförmigen Auskleidung entfernt. Die verbleibenden Teile des flüssigen aushärtbaren Fluiddich tungsmaterials werden ausgehärtet. Zumindest ein Teil des ausgehärteten flüssigen aushärtbaren Dichtungsmaterials in nerhalb der rohrförmigen Auskleidung wird entfernt.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Aufweiten eines rohrför migen Elements bereitgestellt, aufweisend ein Tragelement, einen Dorn, ein rohrförmiges Element und einen Schuh. Das Tragelement umfaßt einen ersten Fluiddurchlaß. Der Dorn ist mit dem Tragelement verbunden und umfaßt einen zweiten Fluid durchlaß. Das rohrförmige Element ist mit dem Dorn verbunden. Der Schuh ist mit der rohrförmigen Auskleidung verbunden und umfaßt einen dritten Fluiddurchlaß. Die ersten, zweiten und dritten Fluiddurchlässe sind betriebsmäßig verbunden.

In Übereinstimmung einem weiteren Aspekt schafft die vorlie gende Erfindung eine Vorrichtung zum Aufweiten eines rohrför migen Elements, aufweisend ein Tragelement, einen aufweitba ren Dorn, ein rohrförmiges Element, einen Schuh und zumindest ein Dichtungselement. Das Tragelement umfaßt einen ersten Fluiddurchlaß, einen zweiten Fluiddurchlaß und ein Strömungs steuerungsventil, welches mit den ersten und zweiten Fluid durchlässen verbunden ist. Der aufweitbare Dorn ist mit dem Tragelement verbunden und umfaßt einen dritten Fluiddurchlaß. Das rohrförmige Element ist mit dem Dorn verbunden und umfaßt ein oder mehrere Dichtungselemente. Der Schuh ist mit dem rohrförmigen Element verbunden und umfaßt einen vierten Flu iddurchlaß. Das zumindest eine Dichtungselement ist dazu aus gelegt, das Eindringen von Fremdmaterial in den inneren Be reich des rohrförmigen Elements zu verhindern.

Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Verbinden eines zweiten rohrförmigen Ele ments mit einem ersten rohrförmigen Element, wobei das erste rohrförmige Element einen Innendurchmesser aufweist, der grö ßer ist als der Außendurchmesser des zweiten rohrförmigen Elements, aufweisend die Schritte: Positionieren eines Dorns innerhalb eines inneren Bereichs des zweiten rohrförmigen Elements. Ein Teil des inneren Bereichs des zweiten rohrför migen Elements wird unter Druck gesetzt, und das zweite rohr förmige Element wird von dem Dorn weg in Eingriff mit dem er sten rohrförmigen Element gepreßt.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt schafft die vor liegende Erfindung eine rohrförmige Auskleidung, aufweisend ein ringförmiges Element mit einem oder mehreren Gleitelemen ten an einem Endabschnitt des ringförmigen Elements und ein oder mehrere Druckentlastungsdurchlässe an einem Endabschnitt des rohrförmigen Elements.

Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die vorliegende Erfindung eine Schachtbohrungs-Verschalung, aufweisend eine rohrförmige Verkleidung und einen ringförmigen Körper aus einem ausgehär teten Fluiddichtungsmaterial. Die rohrförmige Auskleidung wird gebildet durch das Verfahren, die rohrförmige Ausklei dung von dem Dorn wegzupressen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Rückbindungsauskleidung zum Auskleiden einer existieren den Schachtbohrungs-Verschalung vorgesehen, aufweisend eine rohrförmige Auskleidung und einen rohrförmigen Körper aus ei nem ausgehärteten Fluiddichtungsmaterial. Die rohrförmige Auskleidung wird gebildet durch das Verfahren, die rohrförmi ge Auskleidung von einem Dorn weg zu pressen. Der ringförmige Körper eines ausgehärteten Fluiddichtungsmaterials wird mit der rohrförmigen Auskleidung verbunden.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt schafft die vor liegende Erfindung eine Vorrichtung zum Aufweiten eines rohr förmigen Elements, aufweisend ein Tragelement, einen Dorn, ein rohrförmiges Element und einen Schuh. Das Tragelement um faßt einen ersten Fluiddurchlaß. Der Dorn ist mit dem Trag element verbunden. Der Dorn umfaßt einen zweiten Fluiddurch laß, der mit dem ersten Fluiddurchlaß betriebsmäßig verbunden ist, und einen inneren Abschnitt sowie einen äußeren Ab schnitt. Der innere Abschnitt des Dorns ist ausbohrbar. Das rohrförmige Element ist mit dem Dorn verbunden. Der Schuh ist mit dem rohrförmigen Element verbunden. Der Schuh umfaßt ei nen Fluiddurchlaß, der mit dem zweiten Fluiddurchlaß be triebsmäßig verbunden ist, und einen inneren Abschnitt und einen äußeren Abschnitt. Der innere Abschnitt des Schuhs ist ausbohrbar.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt schafft die vor liegende Erfindung einen Schachtkopf, aufweisend eine äußere Verschalung und mehrere konzentrische innere Verschalungen, die mit der äußeren Verschalung verbunden sind. Jede innere Verschalung ist durch Kontaktdruck zwischen der Außenseite der inneren Verschalung und einer Innenseite der äußeren Ver schalung getragen.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt schafft die vor liegende Erfindung einen Schachtkopf, aufweisend eine äußere Verschalung, die zumindest teilweise innerhalb einer Schacht bohrung positioniert ist, und mehrere im wesentlichen konzen trische innere Verschalungen, die mit der Innenseite der äu ßeren Verschalung verbunden sind. Eine oder mehrere der inne ren Verschalungen sind mit der äußeren Verschalung durch Auf weiten von einer oder mehreren der inneren Verschalungen in Kontakt mit zumindest einem Teil der Innenseite der äußeren Verschalung verbunden.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt schafft die vor liegende Erfindung ein Verfahren zum Bilden einer Schachtboh rung, aufweisend den Schritt: Bohren einer Schachtbohrung. Eine äußere Verschalung wird zumindest teilweise innerhalb des oberen Teils der Schachtbohrung positioniert. Ein zweites rohrförmiges Element wird innerhalb der äußeren Verschalung positioniert. Zumindest ein Teil des ersten rohrförmigen Ele ments wird in Kontakt mit einer Innenseite der äußeren Ver schalung aufgeweitet. Ein zweites rohrförmiges Element wird innerhalb der ersten Verschalung und dem ersten rohrförmigen Element positioniert. Zumindest ein Teil des zweiten rohrför migen Elements wird in Kontakt mit dem inneren Teil der äuße ren Verschalung aufgeweitet.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt schafft die vor liegende Erfindung eine Vorrichtung, aufweisend ein äußeres rohrförmiges Element und mehrere im wesentlichen konzentri sche und überlappende innere rohrförmige Elemente, die mit dem äußeren rohrförmigen Element verbunden sind. Jedes innere rohrförmige Element ist durch Kontaktdruck zwischen der Au ßenseite der inneren Verschalung und der Innenseite der äuße ren Verschalung getragen.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt schafft die vor liegende Erfindung eine Vorrichtung, aufweisend ein äußeres rohrförmiges Element und mehrere im wesentlichen konzentri sche innere rohrförmige Elemente, die mit der Innenseite des äußeren rohrförmigen Elements durch den Prozeß verbunden sind, eines oder mehrere der inneren rohrförmigen Elemente in Kontakt mit zumindest einem Teil der Innenseite des äußeren rohrförmigen Elements aufzuweiten.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt schafft die vor liegende Erfindung eine Schachtbohrungs-Verschalung, aufwei send ein erstes rohrförmiges Element und ein zweites rohrför miges Element, welches mit dem ersten rohrförmigen Element in überlappender Beziehung verbunden ist. Der Innendurchmesser des ersten rohrförmigen Elements ist im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des zweiten rohrförmigen Elements.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt schafft die vor liegende Erfindung wird eine Schachtbohrungs-Verschalung ge schaffen, aufweisend ein rohrförmiges Element mit zumindest einem dünnen Wandabschnitt und einem dicken Wandabschnitt und einem zusammendrückbaren ringförmigen Element, welches mit jedem dünnen Wandabschnitt verbunden ist.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt schafft die vor liegende Erfindung ein Verfahren zum Erzeugen einer Verklei dung in einer Schachtbohrung, die in einer unterirdischen Formation angeordnet ist, aufweisend die Schritte: Abstützen einer rohrförmigen Auskleidung und eines Dorns in einer Schachtbohrung unter Verwendung eines Tragelements. Ein Flu idmaterial wird in die Schachtbohrung eingespritzt. Ein inne rer Bereich des Dorns wird unter Druck gesetzt. Ein Teil des Dorns wird relativ zu dem Tragelement verschoben. Die rohr förmige Auskleidung wird aufgeweitet.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt schafft die vor liegende Erfindung eine Schachtbohrungsverschalung, aufwei send ein erstes rohrförmiges Element mit einem ersten Innen durchmesser und ein zweites rohrförmiges Element mit einem zweiten Innendurchmesser, der im wesentlichen gleich dem er sten Innendurchmesser ist, verbunden mit dem ersten rohrför migen Element in überlappender Beziehung. Die ersten und zweiten rohrförmigen Elemente sind miteinander durch den Pro zeß verbunden, einen Teil des zweiten rohrförmigen Elements in Kontakt mit einem Teil des ersten rohrförmigen Elements zu verformen.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt schafft die vor liegende Erfindung eine Vorrichtung zum Aufweiten eines rohr förmigen Elements, aufweisend ein Tragelement mit einem Flu iddurchlaß, einem Dorn, der mit dem Tragelement beweglich verbunden ist, einschließlich einem Aufweitungskonus, zumin dest eine Druckkammer, die durch das Tragelement und den Dorn festgelegt und zwischen diesen positioniert sind, der fluid mäßig mit dem ersten Fluiddurchlaß verbunden ist, und einen oder mehrere lösbare Träger, die mit dem Tragelement verbun den und dazu ausgelegt sind, das rohrförmige Element abzu stützen.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt schafft die vor liegende Erfindung eine Vorrichtung, aufweisend ein oder meh rere massive rohrförmige Elemente, wobei jedes massive rohr förmige Element eine oder mehrere externe Dichtungen auf weist, ein oder mehrere geschlitzte rohrförmige Elemente, die mit dem massiven rohrförmigen Elementen verbunden sind, und einen Schuh, der mit einem der geschlitzten rohrförmigen Ele mente verbunden ist.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt schafft die vor liegende Erfindung ein Verfahren zum Verbinden eines zweiten rohrförmigen Elements mit einem ersten rohrförmigen Element, wobei das erste rohrförmige Element einen Innendurchmesser aufweist, der größer ist als der Außendurchmesser des zweiten rohrförmigen Elements, aufweisend den Schritt: Positionieren eines Dorns innerhalb eines inneren Bereichs des zweiten rohrförmigen Elements. Ein Teil des inneren Bereichs des Dorns wird unter Druck gesetzt. Der Dorn wird relativ zu dem zweiten rohrförmigen Element verschoben. Zumindest ein Teil des zweiten rohrförmigen Elements wird von dem Dorn weg in Eingriff mit dem ersten rohrförmigen Element gepreßt.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt schafft die vor liegende Erfindung eine Vorrichtung, aufweisend ein oder meh rere massive Rohre, wobei jedes primäre massive Rohr eine oder mehrere ringförmige Dichtungen umfaßt, n geschlitzte Rohre, die mit dem primären massiven Rohren verbunden sind, n - 1 massive Zwischenrohre, die mit den Rohren verbunden und zwischen diesen verschachtelt sind bzw. ineinander gesteckt sind, wobei jedes massive Zwischenrohr eine oder mehrere ex terne ringförmige Dichtungen aufweist, und einen Schuh, der mit einem der geschlitzten Rohre verbunden ist.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt schafft die vor liegende Erfindung ein Verfahren zum Isolieren einer ersten unterirdischen Zone von einer zweiten unterirdischen Zone in einer Schachtbohrung, aufweisend: Das Positionieren von einem oder mehreren primären massiven Rohren in der Schachtbohrung, wobei die primären massiven Rohre die erste unterirdische Zo ne queren. Ein oder mehrere geschlitzte Rohre werden eben falls in der Schachtbohrung positioniert, wobei die ge schlitzten Rohre die zweite unterirdische Zone queren. Die geschlitzten Rohre und die massiven Rohre werden fluidmäßig gekoppelt. Der Durchlaß von Fluiden von der ersten unterirdi schen Zone zu der zweiten unterirdischen Zone innerhalb der Schachtbohrung außerhalb der massiven und geschlitzten Rohre wird verhindert.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt schafft die vor liegende Erfindung schafft die vorliegende Erfindung ein Ver fahren zum Austragen von Materialien aus einer unterirdischen Produktionszone in einer Schachtbohrung, wobei zumindest ein Teil der Schachtbohrung eine Verschalung aufweist, aufweisend den Schritt: Positionieren von einem oder mehreren primären massiven Rohren innerhalb der Schachtbohrung. Die primären massiven Rohre werden mit der Verschalung fluidmäßig verbun den. Ein oder mehrere geschlitzte Rohre werden in der Brun nenbohrung positioniert, wobei die geschlitzten Rohre die un terirdische Produktionszone queren. Die geschlitzten Rohre werden fluidmäßig mit den massiven Rohren verbunden. Die un terirdische Produktionszone wird von zumindest einer weiteren unterirdischen Zone innerhalb der Schachtbohrung fluidmäßig isoliert. Zumindest eines der geschlitzten Rohre wird fluid mäßig von der unterirdischen Produktionszone getrennt.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt schafft die vor liegende Erfindung ein Verfahren zum Erzeugen einer Verscha lung in einer Schachtbohrung, während zusätzlich bzw. außer dem die Schachtbohrung gebohrt wird, aufweisend die Schritte: Installieren einer rohrförmigen Auskleidung, eines Dorns und einer Bohranordnung in der Schachtbohrung. Ein Fluidmaterial wird in die rohrförmige Auskleidung, in den Dorn, in die Bohranordnung eingespritzt. Zumindest ein Teil der rohrförmi gen Auskleidung wird radial aufgeweitet, während die Schacht bohrung unter Verwendung der Bohranordnung gebohrt wird. Ge mäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Einspritzen das Einspritzen von Fluidmaterial in eine aufweitbare Kammer.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt schafft die vor liegende Erfindung eine Vorrichtung, aufweisend ein Tragele ment, wobei das Tragelement einen ersten Fluiddurchlaß um faßt, einen Dorn, der mit dem Tragelement verbunden ist, und einen zweiten Fluiddurchlaß umfaßt, ein rohrförmiges Element, welches mit dem Dorn verbunden ist und einen Schuh, der mit der rohrförmigen Auskleidung verbunden ist und einen dritten Fluiddurchlaß aufweist, und eine Bohranordnung, die mit dem Schuh verbunden ist, wobei die ersten, zweiten und dritten Fluiddurchlässe und die Bohranordnung betriebsmäßig verbunden sind.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt schafft die vor liegende Erfindung ein Verfahren zum Bilden einer unterirdi schen Rohrleitung innerhalb eines unterirdischen Tunnels, aufweisend zumindest ein erstes rohrförmiges Element und ein zweites rohrförmiges Element, wobei das erste rohrförmige Element einen Innendurchmesser aufweist, der größer ist als der Außendurchmesser des zweiten rohrförmigen Elements, auf weisend die Schritte: Positionieren des ersten rohrförmigen Elements innerhalb des Tunnels, Positionieren des zweiten rohrförmigen Elements innerhalb des Tunnels in überlappender Beziehung mit dem ersten rohrförmigen Element, Positionieren eines Dorns und eine Bohranordnung innerhalb eines inneren Bereichs des zweiten rohrförmigen Elements, Einspritzen von Fluidmaterial in den Dorn, die Bohranordnung und das zweite rohrförmige Element, Pressen von zumindest einem Teil des rohrförmigen Elements weg von dem Dorn in Eingriff mit dem ersten rohrförmigen Element und Bohren des Tunnels.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt schafft die vor liegende Erfindung eine Vorrichtung, aufweisend eine Schacht bohrung, wobei die Schachtbohrung durch den Prozeß gebildet ist, die Schachtbohrung zu bohren, und eine innere Verscha lung, die innerhalb der Schachtbohrung angeordnet ist, wobei die rohrförmige Auskleidung gebildet ist durch den Prozeß, die rohrförmige Auskleidung von dem Dorn wegzupressen, wäh rend die Schachtbohrung gebohrt wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die rohrförmige Auskleidung gebildet durch den Prozeß: Plazieren der rohrförmigen Auskleidung und des Dorns innerhalb der Schachtbohrung und Unterdrucksetzen eines inneren Teils der rohrförmigen Auskleidung.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt schafft die vor liegende Erfindung ein Verfahren zum Bilden einer Schachtboh rungs-Verschalung in einer Schachtbohrung, aufweisend den Schritt: Ausbohren der Schachtbohrung, während die Schacht bohrungs-Verschalung gebildet wird.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt schafft die vor liegende Erfindung ein Verfahren zum Aufweiten eines rohrför migen Elements, aufweisend die Schritte: Plazieren eines Dorns innerhalb des rohrförmigen Elements, Unterdrucksetzen eines ringförmigen Bereichs innerhalb des rohrförmigen Ele ments und Verschieben des Dorns relativ zu dem rohrförmigen Element.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt schafft die vor liegende Erfindung ein Verfahren zum Verbinden eines rohrför migen Elements mit einer bereits existierenden Struktur, auf weisend: Positionieren des rohrförmigen Elements in überlap pender Beziehung mit der bereits existierenden Struktur, Pla zieren eines Dorns innerhalb des rohrförmigen Elements, Un terdrucksetzen eines ringförmigen Bereichs innerhalb des rohrförmigen Elements und Verschieben des Dorns relativ zu dem rohrförmigen Element.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt schafft die vor liegende Erfindung ein Verfahren zum Reparieren eines Defekts in einer bereits existierenden Struktur unter Verwendung ei nes rohrförmigen Elements, aufweisend: Positionieren des rohrförmigen Elements in überlappender Beziehung mit dem De fekt in der bereits existierenden Struktur, Plazieren eines Dorns innerhalb des rohrförmigen Elements, Unterdrucksetzen eines ringförmigen Bereichs innerhalb des rohrförmigen Ele ments und Verschieben des Dorns relativ zu dem rohrförmigen Element.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt schafft die vor liegende Erfindung eine Vorrichtung zum radialen Aufweiten eines rohrförmigen Elements, aufweisend ein erstes rohrförmi ges Element, ein zweites rohrförmiges Element, welches inner halb des ersten rohrförmigen Elements positioniert ist, ein drittes rohrförmiges Element, welches mit dem zweiten rohr förmigen Element verbunden und in diesem positioniert ist, ein erstes ringförmiges Dichtungselement zum Abdichten einer Grenzfläche zwischen den ersten und zweiten rohrförmigen Ele menten, ein zweites rohrförmiges Dichtungselement zum Abdich ten einer Grenzfläche zwischen den zweiten und dritten rohr förmigen Elementen und einen Dorn, der innerhalb des ersten rohrförmigen Elements positioniert und mit einem Ende des dritten rohrförmigen Elements verbunden ist.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt schafft die vor liegende Erfindung eine Vorrichtung, aufweisend ein rohrför miges Element, einen Kolben, der dazu ausgelegt ist, den Durchmesser des rohrförmigen Elements aufzuweiten, welches innerhalb des rohrförmigen Elements positioniert ist, und ei ne ringförmige Kammer, welche durch den Kolben und das rohr förmige Element festgelegt ist. Der Kolben umfaßt einen Durchlaß zum Fördern von Fluiden aus dem rohrförmigen Element hinaus.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt schafft die vor liegende Erfindung eine Schachtbohrungs-Verschalung, aufwei send ein erstes rohrförmiges Element und ein zweites rohrför miges Element, das mit dem ersten rohrförmigen Element ver bunden ist. Das zweite rohrförmige Element ist mit dem ersten rohrförmigen Element verbunden durch den Prozeß: Positionie ren des zweiten rohrförmigen Elements in überlappender Bezie hung mit dem ersten rohrförmigen Element, Plazieren eines Dorns innerhalb des zweiten rohrförmigen Elements, Unter drucksetzen eines ringförmigen Bereichs innerhalb des zweiten rohrförmigen Elements und Verschieben des Dorns relativ zu dem zweiten rohrförmigen Element.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt schafft die vor liegende Erfindung eine Vorrichtung, aufweisend eine bereits existierende Struktur und ein rohrförmiges Element, welches mit der bereits existierenden Struktur verbunden ist. Das rohrförmige Element ist mit der bereits existierenden Struk tur verbunden durch den Prozeß: Positionieren des rohrförmi gen Elements in überlappender Beziehung mit der bereits exi stierenden Struktur, Plazieren eines Dorns innerhalb des rohrförmigen Elements, Unterdrucksetzen eines ringförmigen Bereichs innerhalb des rohrförmigen Elements und Verschieben des Dorns relativ zu dem rohrförmigen Element.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt schafft die vor liegende Erfindung eine Vorrichtung, aufweisend eine bereits existierende Struktur mit einem defekten Abschnitt und ein rohrförmiges Element, welches mit dem defekten Abschnitt der bereits existierenden Struktur verbunden ist. Das rohrförmige Element ist mit dem defekten Abschnitt der bereits existie renden Struktur verbunden durch den Prozeß: Positionieren des rohrförmigen Elements in überlappender Beziehung mit dem De fekt der bereits existierenden Struktur, Plazieren eines Dorns innerhalb des rohrförmigen Elements, Unterdrucksetzen eines ringförmigen Bereichs innerhalb des rohrförmigen Ele ments und Verschieben des Dorns relativ zu dem rohrförmigen Element.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt schafft die vor liegende Erfindung ein Verfahren zum Aufweiten eines rohrför migen Elements, aufweisend die Schritte: Plazieren eines Dorns innerhalb des rohrförmigen Elements, Unterdrucksetzen eines Bereichs innerhalb des rohrförmigen Elements und Ver schieben des Dorns relativ zu dem rohrförmigen Element.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt schafft die vor liegende Erfindung ein Verfahren zum Verbinden eines rohrför migen Elements mit einer bereits existierenden Struktur, auf weisend: Positionieren des rohrförmigen Elements in überlap pender Beziehung mit der bereits existierenden Struktur, Pla zieren eines Dorns innerhalb des rohrförmigen Elements, Un terdrucksetzen eines inneren Bereichs mit dem rohrförmigen Element und Verschieben des Dorns relativ zu dem rohrförmigen Element.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt schafft die vor liegende Erfindung ein Verfahren zum Reparieren eines Defekts in einer bereits existierenden Struktur unter Verwenden eines rohrförmigen Elements, aufweisend: Positionieren des rohrför migen Elements in überlappender Beziehung mit dem Defekt in der bereits existierenden Struktur, Plazieren eines Dorns in nerhalb des rohrförmigen Elements, Unterdrucksetzen eines in neren Bereichs innerhalb des rohrförmigen Elements und Ver schieben des Dorns relativ zu dem rohrförmigen Element.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt schafft die vor liegende Erfindung eine Vorrichtung zum radialen Aufweiten eines rohrförmigen Elements, aufweisend ein erstes rohrförmi ges Element, ein zweites rohrförmiges Element, das mit dem ersten rohrförmigen Element verbunden ist, ein drittes rohr förmiges Element, das mit dem zweiten rohrförmigen Element verbunden ist, und einen Dorn, der innerhalb des zweiten rohrförmigen Elements positioniert und mit einem Ende des dritten rohrförmigen Elements verbunden ist.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt schafft die vor liegende Erfindung eine Vorrichtung, aufweisend ein rohrför miges Element, einen Kolben, der dazu ausgelegt ist, den Durchmesser des rohrförmigen Elements aufzuweiten, der inner halb des rohrförmigen Elements positioniert ist, wobei der Kolben einen Durchlaß zum Fördern von Fluiden aus dem rohr förmigen Element heraus aufweist.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt schafft die vor liegende Erfindung eine Schachtbohrungs-Verschalung, aufwei send ein erstes rohrförmiges Element und ein zweites rohrför miges Element, das mit dem ersten rohrförmigen Element ver bunden ist. Das zweite rohrförmige Element ist mit dem ersten rohrförmigen Element durch den Prozeß verbunden: Positionie ren des zweiten rohrförmigen Elements in überlappender Bezie hung mit dem ersten rohrförmigen Element, Plazieren eines Dorns innerhalb des zweiten rohrförmigen Elements, Unter drucksetzen eines inneren Bereichs innerhalb des zweiten rohrförmigen Elements und Verschieben des Dorns relativ zu dem zweiten rohrförmigen Element.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt schafft die vor liegende Erfindung eine Vorrichtung, aufweisend eine bereits existierende Struktur und ein rohrförmiges Element, das mit der bereits existierenden Struktur verbunden ist. Das rohr förmige Element ist mit der bereits existierenden Struktur durch den Prozeß verbunden: Positionieren des rohrförmigen Elements in überlappender Beziehung mit der bereits existie renden Struktur, Plazieren eines Dorns innerhalb des rohrför migen Elements, Unterdrucksetzen eines inneren Bereichs in nerhalb des rohrförmigen Elements und Verschieben des Dorns relativ zu dem rohrförmigen Element.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt schafft die vor liegende Erfindung eine Vorrichtung, aufweisend eine bereits existierende Struktur mit einem defekten Abschnitt und ein rohrförmiges Element, das mit dem defekten Abschnitt der be reits existierenden Struktur verbunden ist. Das rohrförmige Element ist mit dem defekten Abschnitt der bereits existie renden Struktur verbunden durch den Prozeß: Positionieren des rohrförmigen Elements in überlappender Beziehung mit dem De fekt in der bereits existierenden Struktur, Plazieren eines Dorns innerhalb des rohrförmigen Elements, Unterdrucksetzen eines inneren Bereichs innerhalb des rohrförmigen Elements und Verschieben des Dorns relativ zu dem rohrförmigen Ele ment.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt schafft die vor liegende Erfindung eine Vorrichtung, aufweisend ein erstes rohrförmiges Element, ein zweites rohrförmiges Element und eine Gewindeverbindung bzw. Schraubverbindung zum Verbinden des ersten rohrförmigen Elements mit dem zweiten rohrförmigen Element. Die Gewindeverbindung umfaßt ein oder mehrere Dich tungselemente zum Abdichten der Grenzfläche zwischen den er sten und zweiten rohrförmigen Elementen.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt schafft die vor liegende Erfindung eine Vorrichtung, aufweisend eine rohrför mige Anordnung mit einem ersten rohrförmigen Element, einem zweiten rohrförmigen Element und eine Gewindeverbindung zum Verbinden des ersten rohrförmigen Elements mit dem zweiten rohrförmigen Element. Die Gewindeverbindung umfaßt ein oder mehrere Dichtungselemente zum Abdichten der Grenzfläche zwi schen den ersten und zweiten rohrförmigen Elemente. Die rohr förmige Anordnung ist gebildet durch den Prozeß: Radiales Aufweiten der rohrförmigen Anordnung.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt schafft die vor liegende Erfindung eine Vorrichtung, aufweisend ein rohrför miges Element und einen Dorn, der innerhalb des rohrförmigen Elements positioniert ist, das eine konische Oberfläche mit einem Angriffwinkel umfaßt, der von etwa 10 bis 30 Grad reicht.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen bei spielhaft näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine fragmentarische Querschnittsansicht zur Ver deutlichung des Bohrens eines neuen Abschnitts ei nes Schachtbohrlochs,

Fig. 2 eine fragmentarische Querschnittsansicht zur Ver deutlichung der Plazierung einer Ausführungsform einer Vorrichtung zum Erzeugen einer Verschalung innerhalb des neuen Abschnitts des Schachtbohr lochs;

Fig. 3 eine fragmentarische Querschnittsansicht zur Ver deutlichung des Einspritzens einer ersten Menge ei nes Fluidmaterials in den neuen Abschnitt des Schachtbohrlochs,

Fig. 3a eine weitere fragmentarische Querschnittsansicht zur Verdeutlichung des Einspritzens einer ersten Menge eines aushärtbaren Fluiddichtungsmaterials in den neuen Abschnitt des Schachtbohrlochs,

Fig. 4 eine fragmentarische Querschnittsansicht zur Ver deutlichung des Einspritzens einer zweiten Menge eines Fluidmaterials in den neuen Abschnitt des Schachtbohrlochs,

Fig. 5 eine fragmentarische Querschnittsansicht zur Ver deutlichung des Ausbohrens eines Teils des ausge härteten aushärtbaren Fluiddichtungsmaterials aus dem neuen Abschnitt des zweiten Schachtbohrlochs,

Fig. 6 eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform der Überlappungsverbindung zwischen benachbarten rohr förmigen Elementen,

Fig. 7 eine fragmentarische Querschnittsansicht einer be vorzugten Ausführungsform der Vorrichtung zur Er zeugung einer Verschalung innerhalb des Schacht bohrlochs,

Fig. 8 eine fragmentarische Querschnittsansicht der Pla zierung eines aufgeweiteten rohrförmigen Elements innerhalb eines weiteren rohrförmigen Elements,

Fig. 9 eine Querschnittsansicht einer bevorzugten Ausfüh rungsform einer Vorrichtung zum Bilden einer Ver schalung mit einem ausbohrbaren Dorn und einem Schuh,

Fig. 9a eine weitere Querschnittsansicht der Vorrichtung von Fig. 9,

Fig. 9b eine weitere Querschnittsansicht der Vorrichtung von Fig. 9,

Fig. 9c eine weitere Querschnittsansicht der Vorrichtung von Fig. 9,

Fig. 10a eine Querschnittsansicht einer Schachtbohrung mit einem Paar von benachbarten überlappenden Verscha lungen,

Fig. 10b eine Querschnittsansicht einer Vorrichtung und ei nes Verfahrens zur Erzeugung einer Rückbindungsaus kleidung unter Verwendung eines aufweitbaren rohr förmigen Elements,

Fig. 10c eine Querschnittsansicht des Pumpens von Fluiddich tungsmaterial in den ringförmigen Bereich zwischen dem rohrförmigen Element und der existierenden Ver schalung,

Fig. 10d eine Querschnittsansicht zur Verdeutlichung des Un terdrucksetzens des Innern des rohrförmigen Ele ments unterhalb des Dorns,

Fig. 10e eine Querschnittsansicht zur Verdeutlichung des Pressens des rohrförmigen Elements weg von dem Dorn,

Fig. 10f eine Querschnittsansicht der Rückbindungsausklei dung vor Ausbohren des Schuhs und eines Dichtungs rings (Dichtstücke),

Fig. 10g eine Querschnittsansicht der fertiggestellten Rück bindungsauskleidung, erzeugt unter Verwendung des aufweitbaren rohrförmigen Elements,

Fig. 11a eine fragmentarische Querschnittsansicht zur Ver deutlichung des Bohrens eines neuen Abschnitts ei nes Schachtbohrlochs,

Fig. 11b eine fragmentarische Querschnittsansicht zur Ver deutlichung des Plazierens einer Ausführungsform einer Vorrichtung zum Aufhängen einer Verschalung innerhalb des neuen Abschnitts des Schachtbohr lochs,

Fig. 11c eine fragmentarische Querschnittsansicht zur Ver deutlichung des Einspritzens einer ersten Menge von aushärtbarem Fluiddichtungsmaterial in den neuen Abschnitt des Schachtbohrlochs,

Fig. 11d eine fragmentarische Querschnittsansicht des Ein führens eines Wischerankers in den neuen Abschnitt des Brunnenbohrlochs,

Fig. 11e eine fragmentarische Querschnittsansicht zur Ver deutlichung des Einspritzens einer zweiten Menge von aushärtbarem Fluiddichtungsmaterial in den neu en Abschnitt des Schachtbohrlochs,

Fig. 11f eine fragmentarische Querschnittsansicht der Ver vollständigung der rohrförmigen Auskleidung,

Fig. 12 eine Querschnittsansicht einer bevorzugten Ausfüh rungsform eines Schachtkopfsystems unter Verwendung von aufweitbarer rohrförmiger Elemente,

Fig. 13 eine Querschnittsteilansicht einer bevorzugten Aus führungsform des Schachtkopfsystems von Fig. 12,

Fig. 14a eine Darstellung der Ausbildung einer Ausführungs form einer Schachtbohrungsauskleidung mit einheit lichem bzw. einem einzigen Durchmesser,

Fig. 14b eine weitere Darstellung der Ausbildung der Schachtbohrungsverschalung mit einheitlichem Durch messer,

Fig. 14c eine weitere Darstellung der Ausbildung der Schachtbohrungsverschalung mit einheitlichem Durch messer,

Fig. 14d eine weitere Darstellung der Ausbildung der Schachtbohrungsverschalung mit einheitlichem Durch messer,

Fig. 14e eine weitere Darstellung der Ausbildung der Schachtbohrungsverschalung mit einheitlichem Durch messer,

Fig. 14f eine weitere Darstellung der Ausbildung der Schachtbohrungsverschalung mit einheitlichem Durch messer,

Fig. 15 eine Darstellung einer Ausführungsform einer Vor richtung zum Aufweiten eines rohrförmigen Elements,

Fig. 15a eine weitere Darstellung der Vorrichtung von Fig. 15,

Fig. 15b eine weitere Darstellung der Vorrichtung von Fig. 15,

Fig. 16 eine Darstellung einer Ausführungsform einer Vor richtung zur Bildung einer Schachtbohrungsausklei dung mit einheitlichem Durchmesser,

Fig. 17 eine Darstellung einer Ausführungsform einer Vor richtung zum Aufweiten eines rohrförmigen Elements,

Fig. 17a eine weitere Darstellung der Vorrichtung von Fig. 16,

Fig. 17b eine weitere Darstellung der Vorrichtung von Fig. 16,

Fig. 18 eine Darstellung einer Ausführungsform einer Vor richtung zum Bilden einer Schachtbohrungsverscha lung mit einheitlichem Durchmesser,

Fig. 19 eine Darstellung einer weiteren Ausführungsform ei ner Vorrichtung zum Aufweiten eines rohrförmigen Elements,

Fig. 19a eine weitere Darstellung der Vorrichtung von Fig. 17,

Fig. 19b eine weitere Darstellung der Vorrichtung von Fig. 17,

Fig. 20 eine Darstellung einer Ausführungsform einer Vor richtung zum Ausbilden einer Schachtbohrungs- Verschalung mit einheitlichem Durchmesser,

Fig. 21 eine Darstellung der Isolation von unterirdischen Zonen unter Verwendung aufweitbarer Rohre,

Fig. 22a eine fragmentarische Querschnittsansicht einer Aus führungsform einer Vorrichtung zum Bilden einer Schachtbohrungs-Verschalung, während einer Schacht bohrung gebohrt wird,

Fig. 22b eine weitere fragmentarische Querschnittsansicht der Vorrichtung von Fig. 22a,

Fig. 22c eine weitere fragmentarische Querschnittsansicht der Vorrichtung von Fig. 22a,

Fig. 22d eine weitere fragmentarische Querschnittsansicht der Vorrichtung von Fig. 22a,

Fig. 23a eine fragmentarische Querschnittsansicht zur Dar stellung einer Ausführungsform einer Vorrichtung und eines Verfahrens zum Aufweiten von rohrförmigen Elementen,

Fig. 23b eine weitere fragmentarische Querschnittsansicht der Vorrichtung von Fig. 23a,

Fig. 23c eine weitere fragmentarische Querschnittsansicht der Vorrichtung von Fig. 23a,

Fig. 24a eine fragmentarische Querschnittsansicht einer Aus führungsform einer Vorrichtung und eines Verfahrens zum Aufweiten von rohrförmigen Elementen,

Fig. 24b eine weitere fragmentarische Querschnittsansicht der Vorrichtung von Fig. 24a,

Fig. 24c eine weitere fragmentarische Querschnittsansicht der Vorrichtung von Fig. 24a,

Fig. 24d eine weitere fragmentarische Querschnittsansicht der Vorrichtung von Fig. 24a,

Fig. 24e eine weitere fragmentarische Querschnittsansicht der Vorrichtung von Fig. 24a,

Fig. 25 eine Querschnittsteilansicht eines Aufweitungsdorns zum Aufweiten eines rohrförmigen Elements,

Fig. 26 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem sich ausbreitenden Druck und dem Angriffwinkel des Aufweitungsdorns,

Fig. 27 eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform ei nes aufweitbaren Verbinders,

Fig. 28 eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausfüh rungsform eines aufweitbaren Verbinders,

Fig. 29 eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausfüh rungsform eines aufweitbaren Verbinders,

Fig. 30 eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausfüh rungsform eines aufweitbaren Verbinders.

Erläutert werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bil den einer Schachtbohrungs-Verschalung in einer unterirdischen Formation. Die Vorrichtung und das Verfahren erlauben die Bildung einer Schachtbohrungs-Verschalung in einer unterirdi schen Formation durch Plazieren eines rohrförmigen Elements und eines Dorns in einem Abschnitt einer Schachtbohrung, und daraufhin durch Pressen des rohrförmigen Elements weg von dem Dorn durch Unterdrucksetzen eines inneren Teils des rohrför migen Elements. Die Vorrichtung und das Verfahren erlauben außerdem, daß benachbarte rohrförmige Elemente in der Schachtbohrung verbunden werden unter Verwendung einer Über lappungsverbindung, welche einen Fluid- und/oder Gasdurchlaß verhindert. Die Vorrichtung und das Verfahren erlauben es au ßerdem, daß ein neues rohrförmiges Element durch ein existie rendes rohrförmiges Element abgestützt wird, indem ein neues rohrförmiges Element in Eingriff mit einem existierenden rohrförmigen Element aufgeweitet wird. Die Vorrichtung und das Verfahren minimieren außerdem die Verringerung der Loch größe der Schachtbohrungs-Verschalung, hervorgerufen durch das Hinzufügen neuer Abschnitte einer Schachtbohrungs- Verschalung.

Eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bilden einer Rückbin dungsauskleidung unter Verwendung eines aufweitbaren rohrför migen Elements sind außerdem vorgesehen. Die Vorrichtung und das Verfahren erlauben es, daß eine Rückbindungsauskleidung erzeugt wird durch Pressen eines rohrförmigen Elements weg von einem Dorn durch Unterdrucksetzen eines inneren Ab schnitts des rohrförmigen Elements. Auf diese Weise wird eine Rückbindungsauskleidung erzeugt. Die Vorrichtung und das Ver fahren erlauben es außerdem, daß benachbarte rohrförmige Ele mente in der Schachtbohrung verbunden werden unter Verwendung einer Überlappungsverbindung, welche verhindert, daß Fluid und/oder Gas hindurchtreten. Die Vorrichtung und das Verfah ren erlauben es außerdem, daß ein neues rohrförmiges Element durch ein existierendes rohrförmiges Element abgestützt wird, indem das neue rohrförmige Element in Eingriff mit dem exi stierenden rohrförmigen Element aufgeweitet wird.

Außerdem werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Auf weiten eines rohrförmigen Elements erläutert, die ein auf weitbares rohrförmiges Element, einen Dorn und einen Schuh umfassen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die inneren Abschnitte der Vorrichtung aus Materialien, die es erlauben, daß innere Abschnitte entfernt werden unter Ver wendung einer herkömmlichen Bohrvorrichtung. Auf diese Weise kann im Fall einer Fehlfunktion eines lochabwärtigen Bereichs die Vorrichtung problemlos entfernt werden.

Erläutert werden außerdem eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Aufhängen bzw. Abhängen einer aufweitbaren rohrförmigen Auskleidung in einer Schachtbohrung. Die Vorrichtung und das Verfahren erlauben es, daß eine rohrförmige Auskleidung an einem existierenden Abschnitt der Verschalung angebracht wird. Die Vorrichtung und das Verfahren sind außerdem anwend bar auf das Verbinden von rohrförmigen Elementen im allgemei nen.

Eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bilden eines Schacht kopfsystems werden außerdem erläutert. Das Verfahren und die Vorrichtung erlauben es, daß ein Schachtkopf gebildet wird, enthaltend eine Anzahl von aufweitbaren rohrförmigen Elemen ten, die in einer konzentrischen Anordnung positioniert wer den. Die Schachtbohrung umfaßt bevorzugt eine äußere Verscha lung, welche mehrere konzentrische Verschalungen unter Ver wendung eines Kontaktdrucks zwischen den inneren Verschalun gen und der äußeren Verschalung abstützt. Das resultierende Schachtkopfsystem beseitigt zahlreiche der herkömmlicherweise erforderlichen Spulen, verringert die Höhe des Weihnachts baums unter Erleichterung der Bedingung, verringert die Last trageflächen bzw. -bereiche des Schachtkopfs, was zu einem stabileren System führt, und teure und aufwendige Aufhän gungssysteme vermeidet.

Ferner werden erläutert eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bilden einer Schachtverschalung mit einheitlichem Durch messer. Die Vorrichtung und das Verfahren erlauben die Erzeu gung einer Schachtverschalung in einer Schachtbohrung mit im wesentlichen konstantem Innendurchmesser. Auf diese Weise wird der Betrieb eines Öl- oder Gasschachtes stark verein facht.

Eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Aufweiten von rohrför migen Elementen werden außerdem erläutert. Die Vorrichtung und das Verfahren verwenden eine Kolben-Zylinder- Konfiguration, in welcher eine Druckkammer verwendet wird, um einen Dorn anzutreiben, damit dieser rohrförmige Elemente ra dial aufweitet. Auf diese Weise können höhere Betriebsdrücke eingesetzt werden. Durch den radialen Aufweitungsprozeß wird das rohrförmige Element unter keinen Umständen in direkten Kontakt mit den Betriebsdrücken gebracht. Auf diese Weise wird eine Beschädigung des rohrförmigen Elements verhindert, während außerdem eine gesteuerte radiale Aufweitung des rohr förmigen Elements in der Schachtbohrung möglich ist.

Erläutert werden ferner eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bilden einer Schachtbohrungs-Verschalung mit einheitli chem Durchmesser. Die Vorrichtung und das Verfahren verwenden eine Kolben-Zylinder-Konfiguration, in welcher eine Druckkam mer verwendet wird, um einen Dorn anzutreiben, damit dieser rohrförmige Elemente radial aufweitet. Auf diese Weise können höhere Betriebsdrücke eingesetzt werden. Durch den radialen Aufweitungsprozeß wird das rohrförmige Element niemals in di rektem Kontakt mit den Betriebsdrücken gebracht. Auf diese Weise wird eine Beschädigung des rohrförmigen Elements ver hindert, während außerdem eine gesteuerte radiale Aufweitung des rohrförmigen Elements in der Schachtbohrung ermöglicht wird.

Erläutert werden ferner eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Isolieren von einer oder mehreren unterirdischen Zonen von einer oder mehreren anderen unterirdischen Zonen. Die Vorrichtung und das Verfahren erlauben es, daß eine Produkti onszone von einer Nicht-Produktionszone isoliert wird unter Verwendung einer Kombination von massiven und geschlitzten Rohren. In der Produktionsbetriebsart können die Lehren der vorliegenden Offenbarung genutzt werden in Kombination mit einer herkömmlichen bekannten Produktionsvervollständigungs einrichtung und Verfahren unter Verwendung von Dichtstücken, massivem Rohrwerk, perforiertem Rohrwerk und Gleitbuchsen, die in die offenbarte Vorrichtung eingeführt werden, um die Vereinigung und/oder Isolation der unterirdischen Zonen mit bzw. voneinander zu ermöglichen.

Erläutert werden ferner eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bilden einer Schachtbohrungs-Verschalung, während die Schachtbohrung vorgetrieben bzw. gebohrt wird. Auf diese Wei se kann die Schachtbohrungs-Verschalung gleichzeitig mit dem Ausbohren eines neuen Brunnenabschnitts gebildet werden. Ge mäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die Vorrichtung und das Verfahren in Kombination mit einer oder mehreren Vor richtungen und Verfahren verwendet, die in der vorliegenden Offenbarung offenbart werden zum Bilden von Schachtbohrungs- Verschalungen unter Verwendung aufweitbarer Rohre. Alternativ können das Verfahren und die Vorrichtung verwendet werden, um eine Rohrleitung oder ein Tunnel in zeitlich effizienter Wei se zu erzeugen.

Erläutert wird ferner ein aufweitbarer Verbinder. Gemäß einer bevorzugten Implementation wird der aufweitbare Verbinder zur Verbindung mit einer oder mehreren der offenbarten Ausfüh rungsformen zum Aufweiten von rohrförmigen Elementen einge setzt. Auf diese Weise wird die Aufweitung von mehreren rohr förmigen Elementen, die miteinander verbunden werden, unter Verwendung des aufweitbaren Verbinders, optimiert.

In mehreren alternativen Ausführungsformen werden die Vor richtung und das Verfahren verwendet, um Schachtbohrungs- Verschalungen, Rohrleitungen und/oder strukturelle Stützen bzw. Träger zu bilden.

Zunächst wird unter Bezug auf Fig. 1 bis 5 eine Ausführungs form einer Vorrichtung und eines Verfahrens zum Bilden einer Schachtbohrungs-Verschalung in einer unterirdischen Formation erläutert. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist eine Schachtbohrung 100 in einer unterirdischen Formation 105 angeordnet bzw. posi tioniert. Die Schachtbohrung 100 umfaßt einen existierenden verschalten Abschnitt 110 mit einer rohrförmigen Auskleidung 115 und einer ringförmigen äußeren Zementschicht 120.

Um die Schachtbohrung 100 in die unterirdische Formation 105 vorzutreiben, wird in an sich bekannter Weise ein Bohrgestän ge 125 verwendet, um Material aus der unterirdischen Formati on 105 zur Bildung eines neuen Abschnitts 130 zu bohren.

Wie in Fig. 2 gezeigt, wird daraufhin eine Vorrichtung 200 zum Bilden einer Schachtbohrungs-Verschalung in einer unter irdischen Formation in dem neuen Abschnitt 130 der Schacht bohrung 100 positioniert. Die Vorrichtung 200 umfaßt bevor zugt einen aufweitbaren Dorn bzw. einen Molch 205, ein rohr förmiges Element 210, einen Schuh 215, eine untere Becher dichtung 220, eine obere Becherdichtung 225, einen Fluid durchlaß 230, einen Fluiddurchlaß 235, einen Fluiddurchlaß 240, Dichtungen 245 und ein Tragelement 250.

Der aufweitbare Dorn 205 ist mit dem Tragelement 250 verbun den und durch dieses getragen bzw. abgestützt. Der aufweitba re Dorn 205 ist bevorzugt dazu auslegt, in radialer Richtung gesteuert aufzuweiten. Der aufweitbare Dorn 205 kann eine be liebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen aufweitbaren Dornen umfassen, modifiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung. In der bevorzug ten Ausführungsform umfaßt der aufweitbare Dorn 205 ein hy draulisches Aufweitungswerkzeug, wie etwa in der US-A- 5 348 095 offenbart, deren Inhalt hiermit unter Bezugnahme zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung erklärt wird, modi fiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Erfindung.

Das rohrförmige Element 210 wird durch den aufweitbaren Dorn 205 getragen bzw. abgestützt. Das rohrförmige Element 210 wird in der radialen Richtung aufgeweitet durch den aufweit baren Dorn 205 und von diesem weggepreßt. Das rohrförmige Element 210 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmli chen, kommerziell erhältlichen Materialien hergestellt sein, wie beispielsweise Oilfield Country Tubular Goods (OCTG), aus Chrom-13-Edelstahl-Rohr/Verschalung oder aus Kunststoff rohr/Verschalung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das rohrförmige Element 210 aus OCTG hergestellt, um die Fe stigkeit nach der Aufweitung maximal zu gestalten. Die Innen- und Außendurchmesser des rohrförmigen Elements 210 können beispielsweise von ungefähr 0,75 bis 47 Inch bzw. 1,05 bis 48 Inch reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reichen die Innen- und Außendurchmesser des rohrförmigen Elements 210 von etwa 3 bis 15,5 Inch bzw. 3,5 bis 16 Inch, um in optima ler Weise einen minimalen Teleskopiereffekt in den meisten üblicherweise gebohrten Schachtbohrungsgrößen zu erhalten. Das rohrförmige Element 210 kann bevorzugt ein massives Ele ment umfassen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Endabschnitt 260 des rohrförmigen Elements 210 geschlitzt, perforiert oder anderweitig modifiziert, um den Dorn 205 einzufangen oder zu verzögern, wenn er das Aufweiten des rohrförmigen Elements 210 beendet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Länge des rohrförmigen Elements 210 begrenzt, um die Gefahr von Knicken zu minimieren. Für typische Materialien des rohr förmigen Elements 210 ist die Länge des rohrförmigen Elements 210 bevorzugt begrenzt auf zwischen etwa 40 bis 20.000 Fuß Länge.

Der Schuh 215 ist mit dem aufweitbaren Dorn 205 und dem rohr förmigen Element 210 verbunden. Der Schuh 215 umfaßt Fluid durchlässe 240. Der Schuh 215 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Schuhen umfassen, wie etwa beispielsweise einen Super-Seal-II-Schwimmschuh, einen Super-Seal-II-Down-Jet-Schwimmschuh oder einen Führungsschuh mit einer Dichtungsbuchse für einen Verriegelungsstopfen, mo difiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Schuh 215 einen Aluminium-Down-Jet-Führungsschuh mit ei ner Dichtungsbuchse für einen Verriegelungsstopfen, erhält lich von Halliburton Energy Services in Dallas, Texas, modi fiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung, um in optimaler Weise das rohrförmige Element 210 in der Schachtbohrung zu führen, um in optimaler Weise eine angemessene Abdichtung zwischen den Innen- und Außen durchmessern der Überlappungsverbindung zwischen den rohrför migen Elementen bereitzustellen, und um in optimaler Weise ein vollständiges Ausbohren des Schuhs und Stopfens nach Be endigung der Zementierungs- und Aufweitungsvorgänge zu ermög lichen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Schuh 215 eine oder mehrere Durchgangs- und Seitenauslaßöffnungen, die in Fluidverbindung mit dem Fluiddurchlaß 240 stehen. Auf die se Weise spritzt der Schuh 215 in optimaler Weise aushärtba res Fluiddichtungsmaterial in den Bereich außerhalb des Schuhs 215 und des rohrförmigen Elements 210. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform umfaßt der Schuh 215 den Fluid durchlaß 240 mit einer Einlaßgeometrie, die geeignet ist, ei nen Anker und/oder ein Kugeldichtungselement aufzunehmen. Auf diese Weise kann der Fluiddurchlaß 240 in optimaler Weise ab gedichtet werden durch Einführen eines Stopfens, eines Ankers und/oder von Kugeldichtungselementen in den Fluiddurchlaß 230.

Die untere Becherdichtung 220 ist mit dem Tragelement verbun den und durch dieses abgestützt. Die untere Becherdichtung 220 verhindert, daß Fremdmaterialien in den inneren Bereich des rohrförmigen Elements 210 benachbart zu dem aufweitbaren Dorn 205 eindringt. Die untere Becherdichtung 220 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Becherdichtungen umfassen, wie etwa beispielsweise TP-Becher, Selective-Injection-Packer(SIP)-Becher, modifiziert in Über einstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung. Ge mäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die untere Be cherdichtung 220 eine SIP-Becherdichtung, erhältlich von Hal liburton Energy Services in Dallas, Texas, um in optimaler Weise Fremdmaterial zu blockieren und um einen Schmiermittel körper aufzunehmen.

Die obere Becherdichtung 225 ist mit dem Tragelement 250 ver bunden und durch dieses abgestützt. Die obere Becherdichtung 225 verhindert, daß Fremdmaterialien in den inneren Bereich des rohrförmigen Elements 210 eintreten. Die obere Becher dichtung 225 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Becherdichtungen umfassen, bei spielsweise TP-Becher oder SIP-Becher, modifiziert in Über einstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung. Ge mäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die obere Be cherdichtung 225 einen SIP-Becher, erhältlich von Halliburton Energy Services in Dallas, Texas, um in optimaler Weise das Eindringen von Fremdmaterialien zu blockieren und einen Schmiermittelkörper aufzunehmen.

Der Fluiddurchlaß 230 erlaubt es, daß Fluidmaterialien zum inneren Bereich des rohrförmigen Elements 210 unter dem auf weitbaren Dorn 215 und aus diesem heraus transportiert wer den. Der Fluiddurchlaß 230 ist mit dem Tragelement 250 und dem aufweitbaren Dorn 205 verbunden und darin positioniert. Der Fluiddurchlaß 230 erstreckt sich bevorzugt ausgehend von einer Position benachbart zur Oberseite bis zum Boden des aufweitbaren Dorns 205. Der Fluiddurchlaß 230 ist bevorzugt entlang einer Mittenlinie der Vorrichtung 200 positioniert.

Der Fluiddurchlaß 230 ist bevorzugt in der Verschalungsverle gungsbetriebsart dazu ausgelegt, Materialien zu transportie ren, wie etwa Bohrschlamm oder Formationsfluide, mit Durch sätzen und Drücken, die von etwa 0 bis 3.000 Gallonen/Minute bzw. 0 bis 9.000 psi reichen, um Widerstand zu minimieren, der auf das verlegte rohrförmige Element einwirkt, und um Druckstöße zu minimieren, die auf die Schachtbohrung ausgeübt werden und einen Verlust von Schachtbohrungsfluiden verursa chen können sowie zu einem Einstürzen des Lochs führen kön nen.

Der Fluiddurchlaß 235 erlaubt es, daß Fluidmaterialien aus dem Fluiddurchlaß 230 entfernt werden. Auf diese Weise können während des Plazierens der Vorrichtung 200 innerhalb des neu en Abschnitts 130 der Schachtbohrung Fluidmaterialien zwangs weise den Fluiddurchlaß hinauf gefördert und in die Schacht bohrung 100 über dem rohrförmigen Element 210 freigegeben werden, wodurch Stoßdrücke auf den Schachtbohrungsabschnitt 130 minimiert werden. Der Fluiddurchlaß 235 kann mit dem Tragelement 250 verbunden und innerhalb desselben positio niert werden. Der Fluiddurchlaß ist außerdem fluidmäßig mit dem Fluiddurchlaß 230 verbunden.

Der Fluiddurchlaß 235 umfaßt bevorzugt ein Steuerventil zum gesteuerten Öffnen und Schließen des Fluiddurchlasses 235. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Steuerven tildruck aktiviert, um in steuerbarer Weise Druckstöße zu mi nimieren. Der Fluiddurchlaß 235 ist bevorzugt im wesentlichen orthogonal zur Mittenlinie der Vorrichtung 200 angeordnet.

Der Fluiddurchlaß 235 ist bevorzugt so gewählt, daß er Fluid materialien mit Durchsätzen und Drücken fördert, die von etwa 0 bis 3.000 Gallonen/Minute bzw. 0 bis 9.000 psi reichen, um den Widerstand auf die Vorrichtung 200 während der Einführung in den neuen Abschnitt 130 der Schachtbohrung 100 zu reduzie ren, und um Druckstöße auf den neuen Schachtbohrungsabschnitt 130 zu minimieren.

Der Fluiddurchlaß 240 erlaubt es, daß Fluidmaterialien zu dem Bereich außerhalb des rohrförmigen Elements 210 und des Schuhs 230 und ausgehend von diesem transportiert werden. Der Fluiddurchlaß 240 ist mit dem Schuh 215 verbunden und inner halb desselben positioniert in Fluidverbindung mit dem inne ren Bereich des rohrförmigen Elements 210 unterhalb des auf weitbaren Dorns 205. Der Fluiddurchlaß 240 besitzt im wesent lichen eine Querschnittsform, die es erlaubt, daß ein Stopfen oder eine ähnliche Einrichtung in dem Fluiddurchlaß 240 ange ordnet wird, um einen weiteren Hindurchtritt von Fluidmate rialien zu blockieren. Auf diese Weise kann der innere Be reich des rohrförmigen Elements 210 unterhalb des aufweitba ren Dorns 205 fluidmäßig von dem Bereich außerhalb des rohr förmigen Elements 210 isoliert werden. Dies erlaubt es, daß der innere Bereich des rohrförmigen Elements 210 unter dem aufweitbaren Dorn 205 unter Druck gesetzt wird. Der Fluid durchlaß 240 ist bevorzugt im wesentlichen entlang der Mit tenlinie der Vorrichtung 200 positioniert.

Der Fluiddurchlaß 240 ist bevorzugt so gewählt, daß er Mate rialien, wie etwa Zement, Bohrschlamm oder Epoxidharze mit Durchsätzen und Drücken fördert, die von etwa 0 bis 3.000 Gallonen/Minute bzw. 0 bis 9.000 psi reichen, um in optimaler Weise den ringförmigen Bereich zwischen dem rohrförmigen Ele ment 210 und dem neuen Abschnitt 130 der Schachtbohrung 100 mit Fluidmaterialien füllt. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfaßt der Fluiddurchlaß 240 eine Einlaßgeometrie, die geeignet ist, einen Anker und/oder ein Kugeldichtungsele ment aufzunehmen. Auf diese Weise kann der Fluiddurchlaß 240 durch Einführen eines Stopfens, eines Ankers und/oder von Ku geldichtungselementen in den Fluiddurchlaß 230 abgedichtet werden.

Die Dichtungen 245 können mit einem Endabschnitt 260 des rohrförmigen Elements 210 verbunden und durch diesen abge stützt werden. Die Dichtungen 245 sind außerdem auf einer Au ßenseite 265 des Endabschnitts 260 des rohrförmigen Elements 210 positioniert. Die Dichtungen 245 erlauben es, daß die Überlappungsverbindung zwischen dem Endabschnitt 270 der Ver schalung 150 und dem Abschnitt 260 des rohrförmigen Elements 210 fluidmäßig abgedichtet wird. Die Dichtungen 245 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhält lichen Dichtungen umfassen, wie etwa Blei-, Gummi-, Teflon- oder Epoxidharzdichtungen, modifiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform sind die Dichtungen 245 geformt aus Stratalock-Epoxidharz, erhältlich von Halliburton Energy Ser vices in Dallas, Texas, um in optimaler Weise einen Lasttra gegrenzflächensitz zwischen dem Ende 260 des rohrförmigen Elements 210 und dem Ende 270 der existierenden Verschalung 115 bereitzustellen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Dichtungen 245 so gewählt, daß sie in optimaler Weise eine ausreichende Reibungskraft bereitstellen, um das rohrförmige Element von der existierenden Verschalung 215 abstützen zu können. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die Reibungskraft in optimaler Weise durch Dichtungen 245 bereitgestellt, die von 1.000 bis 1.000.000 lbf reichen, um in optimaler Weise das aufgeweitete rohrförmige Element 210 abzustützen bzw. zu tra gen.

Das Tragelement 250 ist mit dem aufweitbaren Dorn 205, dem rohrförmigen Element 210, dem Schuh 215 und den Dichtungen 220 und 225 verbunden. Das Tragelement 250 umfaßt bevorzugt ein ringförmiges Element ausreichender Festigkeit, um die Vorrichtung 200 in den neuen Abschnitt 130 in die Schachtboh rung hinein zu fördern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form umfaßt das Tragelement 250 außerdem eine oder mehrere (nicht gezeigte) Zentrierer, um die Stabilisierung der Vor richtung 200 zu unterstützen. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfaßt das Tragelement 250 ein Spiralrohr.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Schmiermit telmenge 275 in dem ringförmigen Bereich über dem aufweitba ren Dorn 205 im Innern des rohrförmigen Elements 210 vorgese hen. Auf diese Weise wird das Pressen des rohrförmigen Ele ments 210 weg von dem aufweitbaren Dorn 205 erleichtert. Das Schmiermittel 275 kann eine beliebige Anzahl von herkömmli chen, kommerziell erhältlichen Schmiermitteln umfassen, wie etwa beispielsweise Lubriplate, auf Chlor basierende Schmier mittel, auf Öl basierende Schmiermittel oder Climax 1500 An tiseize (3100). Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform um faßt das Schmiermittel 275 Climax 1500 Antiseize (3100), er hältlich von Climax Lubricants and Equipments Co. in Houston, Texas, um in optimaler Weise eine optimale Schmierung zur Er leichterung des Aufweitungsprozesses bereitzustellen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Tragelement 250 sorgfältig vor einem Anbau an den restlichen Teilen der Vorrichtung 200 gereinigt. Auf diese Weise wird die Einlei tung von Fremdmaterial in die Vorrichtung 200 minimiert. Dies minimiert die Möglichkeit, daß Fremdmaterial die verschiede nen Strömungsdurchlässe und Ventile der Vorrichtung 200 zu setzt bzw. verstopft.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden vor oder nach dem Positionieren der Vorrichtung 200 in dem neuen Abschnitt 130 der Schachtbohrung 100 mehrere Schachtbohrungsvolumina umgewälzt, um sicherzustellen, daß keine Fremdmaterialien in nerhalb der Schachtbohrung 100 angeordnet sind, welche die verschiedenen Strömungsdurchlässe und Ventile der Vorrichtung 200 verstopfen könnten, und um sicherzustellen, daß Fremdma terial mit dem Aufweitungsprozeß nicht in störenden Eingriff gelangt.

Wie aus Fig. 3 hervorgeht, wird der Fluiddurchlaß 235 darauf hin verschlossen und ein aushärtbares Fluiddichtungsmaterial 305 wird daraufhin von einer Oberflächenstelle in den Fluid durchlaß 230 gepumpt. Das Material 305 gelangt daraufhin von dem Fluidmaterial 230 in den inneren Bereich 310 des rohrför migen Elements 210 unterhalb des aufweitbaren Dorns 205. Das Material 305 gelangt daraufhin von dem inneren Bereich 310 in den Fluiddurchlaß 240. Das Material 305 verläßt daraufhin die Vorrichtung 200 und füllt den ringförmigen Bereich 315 zwi schen dem Äußeren des ringförmigen Elements 210 und der In nenwandung des neuen Abschnitts 130 der Schachtbohrung 100. Fortgesetztes Pumpen des Materials 305 veranlaßt das Material 305 dazu, zumindest einen Teil des ringförmigen Bereichs 315 zu füllen.

Das Material 305 wird bevorzugt in den ringförmigen Bereich 315 mit Drücken und Durchsätzen gepumpt, die beispielsweise von etwa 0 bis 5.000 psi bzw. 0 bis 1.500 Gallonen/Minute reichen. Der optimale Durchsatz und die optimalen Betriebs drücke variieren als Funktion der Verschalung und der Schachtbohrungsgrößen, der Schachtbohrungsquerschnittslänge, der verfügbaren Pumpeinrichtung und von Fluideigenschaften des Fluidmaterials, welches gepumpt wird. Der optimale Durch satz und der optimale Betriebsdruck werden bevorzugt ermit telt unter Verwendung herkömmlicher empirischer Methoden.

Das aushärtbare Fluiddichtungsmaterial 305 kann eine beliebi ge Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen aus härtbaren Fluidmaterialien umfassen, wie etwa beispielsweise Schlackengemisch, Zement oder Epoxidharz. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform umfaßt das aushärtbare Fluiddichtungs material 305 einen gemischten Zement, speziell zubereitet für den speziellen Schachtabschnitt, der gebohrt werden soll, er hältlich von Energy Halliburton Energy Services in Dallas, Texas, um in optimaler Weise eine Abstützung für das rohrför mige Element 210 bereitzustellen, während optimale Strömungs eigenschaften beibehalten werden, um Schwierigkeiten während des Verschiebens von Zement in dem ringförmigen Bereich 315 zu minimieren. Die optimale Mischung des gemischten Zements wird bevorzugt ermittelt unter Verwendung herkömmlicher empi rischer Methoden.

Der ringförmige Bereich 315 wird mit dem Material 305 in aus reichenden Mengen gefüllt, um sicherzustellen, daß bei radia ler Aufweitung des rohrförmigen Elements 210 der ringförmige Bereich 315 des neuen Abschnitts 130 der Brunnenbohrung 100 mit Material 305 gefüllt wird bzw. ist.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform und wie in Fig. 3a gezeigt, sind die Wanddicke und/oder der Außendurch messer des rohrförmigen Elements 210 in dem Bereich benach bart zu dem Dorn 205 verringert, um in optimaler Weise eine Plazierung der Vorrichtung 200 in Positionen der Schachtboh rung bei engen Zwischenräumen zu ermöglichen. Außerdem wird auf diese Weise die Einleitung der radialen Aufweitung des rohrförmigen Elements 210 während des Aufweitungsprozesses in optimaler Weise erleichtert.

Sobald der ringförmige Bereich 315, wie in Fig. 4 gezeigt, in angemessener Weise mit Material 305 gefüllt ist, wird ein Stopfen 405 oder eine andere ähnliche Einrichtung in den Flu iddurchlaß 240 eingeführt, um den inneren Bereich 310 von dem ringförmigen Bereich 315 fluidmäßig zu isolieren. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird daraufhin ein nicht aushärt bares Fluidmaterial 306 in den inneren Bereich 310 gepumpt, wodurch der innere Bereich unter Druck gesetzt wird. Auf die se Weise enthält das Innere des aufgeweiteten rohrförmigen Elements 210 keine signifikanten Mengen an ausgehärtetem Ma terial 305. Dies verringert die Kosten des gesamten Prozesses und vereinfacht diesen. Alternativ kann das Material 305 wäh rend dieser Phase des Prozesses verwendet werden. Sobald der innere Bereich 310 ausreichend unter Druck gesetzt wird, wird das rohrförmige Element 210 von dem aufweitbaren Dorn 205 weggepreßt. Während des Aufweitungsprozesses kann der auf weitbare Dorn 205 aus dem aufgeweiteten Teil des rohrförmigen Elements 210 herausgehoben werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Dorn 205 während des Aufweitungspro zesses mit ungefähr derselben Geschwindigkeit angehoben, wie das rohrförmige Element 210 aufgeweitet wird, um das rohrför mige Element 210 relativ zu dem neuen Schachtbohrungsab schnitt 130 stationär zu halten. Gemäß einer alternativen Ausführungsform wird der Aufweitungsprozeß fortgesetzt, wenn das rohrförmige Element 210 über dem Boden des neuen Schacht bohrungsabschnitts 130 positioniert ist, wodurch der Dorn 205 stationär gehalten wird, und wodurch das rohrförmige Element 210 von dem Dorn 205 weggepreßt werden kann und unter den neuen Schachtbohrungsabschnitt 130 durch Schwe 99999 00070 552 001000280000000200012000285919988800040 0002010028015 00004 99880rkraft zu fal len vermag.

Der Stopfen 405 wird bevorzugt in den Fluiddurchlaß 240 durch Einführen des Stopfens 405 in den Fluiddurchlaß 230 an einer Oberflächenstelle in herkömmlicher Weise plaziert. Der Stop fen 405 wirkt bevorzugt zum fluidmäßigen Isolieren des aus härtbaren Fluiddichtungsmaterials 305 von dem nicht aushärt baren Fluidmaterial 306.

Der Stopfen 405 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Einrichtungen zum Verstopfen bzw. Zusetzen eines Fluiddurchlasses umfassen, wie etwa einen Mul tiple-Stage-Cementer(MSC)-Verriegelungsstopfen, einen Omega- Verriegelungsstopfen oder einen Drei-Wischer-Verriegelungs stopfen, modifiziert in Übereinstimmung mit den Techniken der vorliegenden Offenbarung. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfaßt der Stopfen 405 einen MSC-Verriegelungs stopfen, erhältlich von Halliburton Energy Services in Dal las, Texas.

Nach dem Plazieren des Stopfens 405 in dem Fluiddurchlaß 240 wird ein nicht aushärtbares Fluidmaterial 306 bevorzugt in den inneren Bereich 310 mit Drücken und Durchsätzen gepumpt, die beispielsweise von ungefähr 400 bis 10.000 psi bzw. 30 bis 4.000 Gallonen/Minute reichen. Auf diese Weise wird die Menge an aushärtbarem Fluiddichtungsmaterial im Innern 310 des rohrförmigen Elements 210 minimiert. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform wird nach der Plazierung des Stopfens 405 in dem Fluiddurchlaß 240 das nicht aushärtbare Material 306 bevorzugt in den inneren Bereich 310 mit Drücken und Durchsätzen gepumpt, die von ungefähr 500 bis 9.000 psi bzw. 40 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen, um die Aufweitungsge schwindigkeit maximal zu gestalten.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung 200 dazu ausgelegt, Spannungs-, Berst- und Reibungseinwirkun gen auf das rohrförmige Element 210 während des Aufweitungs prozesses minimal zu gestalten. Diese Effekte hängen ab von der Geometrie des Aufweitungsdorns 205, der Materialzusammen setzung des rohrförmigen Elements 210 und des Aufweitungs dorns 205, dem Innendurchmesser des rohrförmigen Elements 210, der Wanddicke des rohrförmigen Elements 210, der Art des Schmiermittels und der Dehngrenze des rohrförmigen Elements. Üblicherweise gilt, je dicker die Wanddicke, desto kleiner der Innendurchmesser, und desto größer die Dehngrenze des rohrförmigen Elements 210, desto größer sind die Betätigungs- bzw. Betriebsdrücke, die benötigt werden, um das rohrförmige Element 210 vom Dorn 205 wegzupressen.

Für typische rohrförmige Elemente beginnt das Pressen des rohrförmigen Elements 210 weg von dem aufweitbaren Dorn, wenn der Druck des inneren Bereichs 310 beispielsweise ungefähr 500 bis 9.000 psi erreicht. Während des Aufweitungsprozesses kann der aufweitbare Dorn 205 aus dem aufgeweiteten Abschnitt des rohrförmigen Elements 210 mit Geschwindigkeiten herausge hoben werden, die beispielsweise von etwa 0 bis 5 Fuß/Sekunde reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird während des Aufweitungsprozesses der aufweitbare Dorn 205 aus dem aufgeweiteten Teil des rohrförmigen Elements 210 mit Ge schwindigkeiten herausgehoben, die von etwa 0 bis 2 Fuß/ Sekunde reichen, um die Zeit zu minimieren, die für den Auf weitungsprozeß erforderlich ist, während außerdem eine pro blemlose Steuerung des Aufweitungsprozesses möglich ist.

Wenn der Endabschnitt 260 des rohrförmigen Elements 210 von dem aufweitbaren Dorn 205 weggepreßt wird, gelangt die Außen seite 265 des Endabschnitts 260 des rohrförmigen Elements 210 in Kontakt mit der Innenseite 410 des Endabschnitts 270 der Verschalung 115, um eine fluiddichte Überlappungsverbindung zu bilden. Der Kontaktdruck der Überlappungsverbindung kann beispielsweise von ungefähr 50 bis 20.000 psi reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der Kontaktdruck der Überlappungsverbindung von etwa 400 bis 10.000 psi, um einen optimalen Druck bereitzustellen, damit die ringförmigen Dich tungselemente 245 aktiviert werden, und um in optimaler Weise einen Widerstand gegenüber axialer Bewegung bereitzustellen, um typische Spannungs- und Drucklasten aufzunehmen.

Die Überlappungsverbindung zwischen dem Abschnitt 410 der existierenden Verschalung 115 und dem Abschnitt 265 des auf geweiteten rohrförmigen Elements 210 stellt bevorzugt eine Gas- und Fluiddichtung bereit. Gemäß einer besonders bevor zugten Ausführungsform stellen die Dichtungselemente 245 in optimaler Weise ein Fluid- und Gasdichtung in der Überlap pungsverbindung bereit.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden der Betriebs druck und der Durchsatz des nicht aushärtbaren Fluidmaterials 306 in gesteuerter Weise stufenweise erniedrigt, wenn der aufweitbare Dorn 205 den Endabschnitt 260 des rohrförmigen Elements 210 erreicht. Auf diese Weise kann ein plötzliches Freigeben des Drucks, verursacht durch ein vollständiges Pressen des rohrförmigen Elements 210 weg von dem aufweitba ren Dorn 205 minimiert werden. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform wird der Betriebsdruck im wesentlichen linear von 100% bis etwa 10% während des Endes des Aufweitungspro zesses beginnend dann verringert, wenn der Dorn 205 sich in nerhalb etwa 5 Fuß ausgehend von der Beendigung des Aufwei tungsprozesses befindet.

Alternativ oder in Kombination ist ein Stoßabsorber in dem Tragelement 250 vorgesehen, um den Stoß zu absorbieren, der durch eine plötzliche Freigabe des Drucks verursacht wird. Der Stoßabsorber kann beispielsweise einen beliebigen kommer ziell erhältlichen Stoßabsorber umfassen, der zur Verwendung bei Schachtbohrungsvorgängen geeignet ist.

Alternativ oder in Kombination ist eine Dorneinfangstruktur in dem Endabschnitt 260 des rohrförmigen Elements 210 vorge sehen, um den Dorn 205 einzufangen oder zumindest zu verzö gern bzw. abzubremsen.

Sobald der Aufweitungsprozeß beendet ist, wird der aufweitba re Dorn 205 aus der Schachtbohrung 100 entfernt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird entweder vor oder nach der Entfernung des aufweitbaren Dorns 205 die Unversehrtheit der Fluiddichtung der Überlappungsverbindung zwischen dem oberen Abschnitt 260 des rohrförmigen Elements 210 und dem unteren Abschnitt 270 der Verschalung 115 unter Verwendung herkömmli cher Methoden getestet.

Wenn die Fluiddichtung der Überlappungsverbindung zwischen dem oberen Abschnitt 260 des rohrförmigen Elements 210 und dem unteren Abschnitt 270 der Verschalung 115 zufriedenstel lend ist, wird jeglicher nicht ausgehärtete Teil des Materi als 305 innerhalb des aufgeweiteten rohrförmigen Elements 210 in herkömmlicher Weise entfernt, wie beispielsweise durch Um wälzen des nicht ausgehärteten Materials aus dem Innern des aufgeweiteten rohrförmigen Elements 210 heraus. Der Dorn 205 wird daraufhin aus dem Schachtbohrungsabschnitt 130 herausge zogen und eine Bohrspitze oder eine Fräse wird in Kombination mit einer herkömmlichen Bohranordnung 505 verwendet. Um jeg liches ausgehärtete Material 305 innerhalb des rohrförmigen Elements 210 herauszubohren. Das Material 305 innerhalb des ringförmigen Bereichs 315 wird daraufhin aushärten gelassen.

Wie in Fig. 5 gezeigt, wird daraufhin bevorzugt jegliches verbleibendes ausgehärtete Material 305 innerhalb des Innern des aufgeweiteten rohrförmigen Elements 210 in herkömmlicher Weise unter Verwendung eines herkömmlichen Bohrgestänges 505 entfernt. Der resultierende neue Abschnitt der Verschalung 510 umfaßt das aufgeweitete rohrförmige Element 210 und eine äußere ringförmige Schicht 515 aus ausgehärtetem Material 305. Der Bodenabschnitt bzw. untere Abschnitt der Vorrichtung 200, umfassend die Schuh 215 und den Anker 405 kann daraufhin entfernt werden durch Ausbohren des Schuhs 215 und des Ankers 405 unter Verwendung herkömmlicher Bohrmethoden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform und wie in Fig. 6 ge zeigt, umfaßt der obere Abschnitt 260 des rohrförmigen Ele ments 210 ein oder mehrere Dichtungselemente 605 und ein oder mehrere Druckfreigabelöcher 610. Auf diese Weise ist die Überlappungsverbindung zwischen dem unteren Abschnitt 270 der Verschalung 115 und dem oberen Abschnitt 260 des rohrförmigen Elements 210 druckdicht und der Druck auf den Innen- und Au ßenseiten des rohrförmigen Elements 210 wird während des Auf weitungsprozesses vergleichmäßigt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die Dichtele mente 605 innerhalb von Eintiefungen 615 zum Sitzen gebracht, die in der Außenseite 265 des oberen Abschnitts 260 des rohr förmigen Elements 210 gebildet sind. Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform werden die Dichtungselemente 650 auf die Außenseiten 265 des oberen Abschnitts 260 des rohr förmigen Elements 210 geklebt oder dort angegossen. Die Druckfreigabelöcher 610 werden bevorzugt in den letzten weni gen Fuß des rohrförmigen Elements 210 positioniert. Die Druckfreigabelöcher verringern die Betriebs- bzw. Betäti gungsdrücke, die erforderlich sind, den oberen Abschnitt 260 des rohrförmigen Elements 210 aufzuweiten. Diese Verringerung des erforderlichen Betriebsdrucks verringert wiederum die Ge schwindigkeit des Dorns 205 bei Beendigung des Aufweitungs prozesses. Diese Geschwindigkeitsverringerung ihrerseits mi nimiert den mechanischen Stoß auf die gesamte Vorrichtung 200 bei Beendigung des Aufweitungsprozesses.

Unter Bezug auf Fig. 7 wird nunmehr eine spezielle bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung 700 zum Bilden einer Ver schalung innerhalb einer Schachtbohrung erläutert, die bevor zugt einen aufweitbaren Dorn bzw. einen Molch 705 umfaßt, ei nen aufweitbaren Dorn- oder Molchbehälter 710, ein rohrförmi ges Element 715, einen Schwimmschuh 720, eine untere Becher dichtung 725, eine obere Becherdichtung 730, einen Fluid durchlaß 735, einen Fluiddurchlaß 740, ein Tragelement 745, einen Schmiermittelkörper 750, eine Überschußverbindung 755, ein weiteres Tragelement 760 und einen Stabilisierer 765.

Der aufweitbare Dorn 705 ist mit dem Tragelement 745 verbun den und durch dieses abgestützt. Der aufweitbare Dorn 705 ist außerdem mit dem aufweitbaren Dornbehälter 710 verbunden. Der aufweitbare Dorn 705 ist bevorzugt dazu ausgelegt, in gesteu erter Weise in radialer Richtung aufzuweiten. Der aufweitbare Dorn 705 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kom merziell erhältlichen aufweitbaren Dornen umfassen, modifi ziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Of fenbarung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der aufweitbare Dorn 705 ein aufweitbares hydraulisches Werkzeug, welches im wesentlichen in der US-A-5 348 095 offenbart ist, deren Inhalt hiermit ausdrücklich zum Gegenstand der vorlie genden Anmeldung erklärt wird, modifiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung.

Der aufweitbare Dornbehälter 710 ist mit dem Tragelement 745 verbunden und durch dieses abgestützt. Der aufweitbare Dorn behälter 710 ist außerdem mit dem aufweitbaren Dorn 705 ver bunden. Der aufweitbare Dornbehälter 710 kann erstellt sein aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien, wie etwa beispielsweise Oilfield Country Tubular Goods, Edelstahl, Titan oder aus hochfesten Stählen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der auf weitbare Dornbehälter 710 hergestellt aus einem Material mit größerer Festigkeit als das Material, aus welchem das rohr förmige Element 715 hergestellt ist. Auf diese Weise kann der Behälter 710 hergestellt werden aus einem rohrförmigen Mate rial mit dünnerer Wandungsdicke als das rohrförmige Element 210. Dies erlaubt es, daß der Behälter 710 durch enge Frei räume hindurchgeleitet werden kann, wodurch die Plazierung innerhalb der Schachtbohrung erleichtert wird.

Sobald der Aufweitungsprozeß beginnt, und je dicker das wenig feste Material des aufzuweitenden rohrförmigen Elements 715 ist, desto größer ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Außendurchmesser des rohrförmigen Elements 715 als der Außendurchmesser des Behälters 710.

Das rohrförmige Element 715 kann mit dem aufweitbaren Dorn 705 verbunden und durch abgestützt sein. Das rohrförmige Ele ment 715 wird bevorzugt in radialer Richtung aufgeweitet und von dem aufweitbaren Dorn 705 weggepreßt, wie in im wesentli chen vorstehend unter Bezug auf Fig. 1 bis 6 erläutert ist. Das rohrförmige Element 715 kann hergestellt sein aus einer beliebigen Anzahl von Materialien, wie beispielsweise Oil field Country Tubular Goods (OCTG), aus Stahl von Kraftfahr zeug-Qualität oder aus Kunststoff. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das rohrförmige Element 715 hergestellt aus OCTG.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besitzt das rohrför mige Element 715 einen im wesentlichen ringförmigen Quer schnitt. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform besitzt das rohrförmige Element 715 einen kreisringförmigen Querschnitt.

Das rohrförmige Element 715 umfaßt bevorzugt einen oberen Ab schnitt 805, einen Zwischenabschnitt 810 und einen unteren Abschnitt 815. Der obere Abschnitt 805 des rohrförmigen Ele ments 715 ist bevorzugt festgelegt durch denjenigen Bereich, der im Bereich des Dornbehälters 710 beginnt und mit dem obe ren Abschnitt 820 des rohrförmigen Elements 715 endet. Der Zwischenabschnitt 810 des rohrförmigen Elements 715 ist be vorzugt festgelegt durch denjenigen Bereich, der im Bereich der Oberseite des Dornbehälters 710 beginnt und mit dem Be reich im Bereich des Dorns 705 endet. Der untere Abschnitt des rohrförmigen Elements 715 ist bevorzugt festgelegt durch den Bereich, der im Bereich des Dorns 705 beginnt und am Bo den 825 des rohrförmigen Elements 715 endet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Wanddicke des oberen Abschnitts 805 des rohrförmigen Elements 715 größer als die Wanddicke des Zwischenabschnitts 810 und des unteren Abschnitts 815 des rohrförmigen Elements 715, um in optimaler Weise die Einleitung des Aufweitungsprozesses zu erleichtern, und um in optimaler Weise zu ermöglichen, daß die Vorrichtung 700 in Stellen der Schachtbohrung mit geringen Freiräumen po sitioniert wird.

Der Außendurchmesser und die Wandungsdicke des oberen Ab schnitts 805 des rohrförmigen Elements 715 kann beispielswei se von etwa 1,05 bis 48 Inch bzw. 1/8 bis 2 Inch reichen. Ge mäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der Außendurch messer der Wandungsdicke des oberen Abschnitts 805 des rohr förmigen Elements von etwa 3,5 bis 16 Inch bzw. 3/8 bis 1,5 Inch.

Der Außendurchmesser und die Wandungsdicke des Zwischenab schnitts 810 des rohrförmigen Elements 715 können beispiels weise von etwa 2,5 bis 50 Inch bzw. 1/16 bis 1,5 Inch rei chen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reichen der Au ßendurchmesser und die Wandungsdicke des Zwischenabschnitts 810 des rohrförmigen Elements 715 von etwa 3,5 bis 19 Inch bzw. 1/8 bis 1,25 Inch.

Der Außendurchmesser und die Wandungsdicke des unteren Ab schnitts 815 des rohrförmigen Elements 715 können beispiels weise von etwa 2,5 bis 50 Inch bzw. 1/16 bis 1,25 Inch rei chen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reichen der Au ßendurchmesser und die Wandungsdicke des unteren Abschnitts 810 des rohrförmigen Elements 715 von etwa 3,5 bis 19 Inch bzw. 1/8 bis 1,25 Inch. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Wandungsdicke des unteren Abschnitts 815 des rohrförmigen Elements 715 zusätzlich vergrößert, um die Festigkeit des Schuhs 720 zu erhöhen, wenn ausbohrbare Materialien verwendet werden, wie beispielsweise Aluminium.

Das rohrförmige Element 715 umfaßt bevorzugt ein massives rohrförmiges Element. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Endabschnitt 820 des rohrförmigen Elements 715 ge schlitzt, perforiert oder anderweitig modifiziert, um den Dorn 705 einzufangen oder zu verzögern bzw. abzubremsen, wenn er die Aufweitung des rohrförmigen Elements 715 beendet. Ge mäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Länge des rohr förmigen Elements 715 begrenzt, um die Möglichkeit einer Knickverformung zu minimieren. Für typische Materialien des rohrförmigen Elements 715 ist die Länge des rohrförmigen Ele ments 715 bevorzugt begrenzt auf zwischen etwa 50 bis 20.000 Fuß Länge.

Der Schuh 720 ist mit aufweitbaren Dorn 705 und dem rohrför migen Element 715 verbunden. Der Schuh 720 umfaßt den Fluid durchlaß 740. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Schuh 720 außerdem einen Einlaßdurchlaß 830 sowie eine oder mehrere Düsenöffnungen 835. Gemäß einer besonders bevor zugten Ausführungsform ist die Querschnittsform des Einlaß durchlasses 830 dazu ausgelegt, einen Verriegelungsanker oder ähnliche Elemente zum Versperren des Einlaßdurchlasses 830 aufzunehmen. Das Innere des Schuhs 720 umfaßt bevorzugt einen Körper aus massivem Material 840 zum Erhöhen der Festigkeit des Schuhs 720. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform um faßt der Körper aus massivem Material 840 Aluminium.

Der Schuh 720 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen umfassen, wie etwa beispielsweise einen Super-Seal-II-Down-Jet-Schwimmschuh oder einen Füh rungsschuh mit einer Dichtungsbuchse für einen Verriegelungs stopfen, modifiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfaßt der Schuh 720 einen Aluminium-Down-Jet- Führungsschuh mit einer Dichtungsbuchse für einen Verriege lungsstopfen, erhältlich von Halliburton Energy Services in Dallas, Texas, modifiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung, um die Führung des rohrförmigen Elements 710 in der Schachtbohrung zu optimieren, um die Dichtung zwischen dem rohrförmigen Element 715 und einer exi stierenden Schachtbohrungs-Verschalung zu optimieren, und um in optimaler Weise die Entfernung des Schuhs 720 dadurch zu erleichtern, daß er bei Beendigung des Aufweitungsprozesses herausgebohrt wird.

Die untere Becherdichtung 725 ist mit dem Tragelement 745 verbunden und durch dieses abgestützt. Die untere Becherdich tung 725 verhindert, daß Fremdmaterialien in den inneren Be reich des rohrförmigen Elements 715 über dem aufweitbaren Dorn 705 eindringen. Die untere Becherdichtung 725 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Becherdichtungen umfassen, wie etwa beispielsweise TP-Becher, oder Selective-Injection-Packer(SIP)-Becher, modifiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die untere Be cherdichtung 725 einen SIP-Becher, erhältlich von Halliburton Energy Services in Dallas, Texas, um in optimaler Weise eine Schmutzbarriere bereitzustellen, und um einen Schmiermittel körper aufzunehmen.

Die obere Becherdichtung 730 ist mit dem Tragelement 760 ver bunden und durch dieses abgestützt. Die obere Becherdichtung 730 verhindert, daß Fremdmaterialien in den inneren Bereich des rohrförmigen Elements 715 eindringen. Die obere Becher dichtung 730 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Becherdichtungen umfassen, wie etwa beispielsweise TP-Becher oder Selective-Injection- Packer(SIP)-Becher, modifiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die obere Becherdichtung 730 einen SIP-Becher, erhältlich von Halliburton Energy Services in Dallas, Texas, um in optimaler Weise eine Schmutzbarriere be reitzustellen und einen Schmiermittelkörper aufzunehmen.

Der Fluiddurchlaß 735 erlaubt es, daß Fluidmaterialien um in neren Bereich des rohrförmigen Elements 715 und aus diesem heraus unter dem aufweitbaren Dorn 705 transportiert werden. Der Fluiddurchlaß 735 ist fluidmäßig mit dem Fluiddurchlaß 740 verbunden. Der Fluiddurchlaß 735 ist bevorzugt mit dem Tragelement 760, dem Tragelement 745, dem Dornbehälter 710 und dem aufweitbaren Dorn 705 verbunden und innerhalb dessel ben positioniert. Der Fluiddurchlaß 735 erstreckt sich bevor zugt ausgehend von einer Position benachbart zu der Oberflä che zum Boden des aufweitbaren Dorns 705. Der Fluiddurchlaß 735 ist bevorzugt entlang einer Mittenlinie der Vorrichtung 700 positioniert. Der Fluiddurchlaß 735 ist bevorzugt so ge wählt, daß er Materialien zu transportieren vermag, wie etwa Zement, Bohrschlamm oder Epoxidharze mit Durchsätzen und Drücken, die von etwa 40 bis 3.000 Gallonen/Minute und 500 bis 9.000 psi reichen, um in optimaler Weise ausreichende Be tätigungs- bzw. Betriebsdrücke zu ermöglichen, um das rohr förmige Element 715 von dem aufweitbaren Dorn 705 wegzupres sen.

Wie vorstehend unter Bezug auf Fig. 1 bis 6 erläutert, können während der Plazierung der Vorrichtung 700 innerhalb eines neuen Abschnitts der Schachtbohrung Fluidmaterialien, die die Fluiddurchlässe 735 zwangsweise hinauf transportiert werden, in die Schachtbohrung über dem rohrförmigen Element 715 frei gelassen werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform um faßt die Vorrichtung 700 außerdem einen Druckfreigabedurch laß, der mit dem Tragelement 760 verbunden und innerhalb des selben positioniert ist. Der Druckfreigabedurchlaß ist außer dem fluidmäßig mit dem Fluiddurchlaß 735 verbunden. Der Druckfreigabedurchlaß umfaßt bevorzugt ein Steuerventil zum steuerbaren Öffnen und Schließen des Fluiddurchlasses. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Steuerventil druckaktiviert, um in steuerbarer Weise Druckstöße zu mini mieren. Der Druckfreigabedurchlaß ist bevorzugt im wesentli chen orthogonal zur Mittenlinie der Vorrichtung 700 positio niert. Der Druckfreigabedurchlaß ist bevorzugt so gewählt, daß er Materialien fördert, wie etwa Zement, Bohrschlamm oder Epoxidharze mit Durchsätzen und Drücken, die von etwa 0 bis 500 Gallonen/Minute bzw. 0 bis 1.000 psi reichen, um den Wi derstand auf der Vorrichtung 700 während der Einführung in den neuen Abschnitt einer Schachtbohrung zu verringern, und um Druckstöße auf den neuen Schachtbohrungsabschnitt zu mini mieren.

Der Fluiddurchlaß 750 ermöglicht es, daß Fluidmaterialien zu dem Bereich außerhalb des rohrförmigen Elements 715 und aus diesem weg transportiert werden. Der Fluiddurchlaß 740 ist bevorzugt mit dem Schuh 720 verbunden und innerhalb desselben positioniert in Fluidverbindung mit dem inneren Bereich des rohrförmigen Elements 715 unter dem aufweitbaren Dorn 705. Der Fluiddurchlaß 740 weist bevorzugt eine Querschnittsform auf, die es einem Stopfen oder einer ähnlichen Einrichtung erlaubt, im Einlaß 830 des Fluiddurchlasses 740 plaziert zu werden, um dadurch einen weiteren Hindurchtritt von Fluidma terialien zu blockieren. Auf diese Weise kann der innere Be reich des rohrförmigen Elements 715 unterhalb des aufweitba ren Dorns 705 optimal fluidmäßig von dem Bereich außerhalb des rohrförmigen Elements 715 isoliert werden. Dies erlaubt es, daß der innere Bereich des rohrförmigen Elements 715 un terhalb des aufweitbaren Dorns 205 unter Druck gesetzt wird.

Der Fluiddurchlaß 740 ist bevorzugt im wesentlichen entlang der Mittenlinie der Vorrichtung 700 positioniert. Der Fluid durchlaß 740 ist bevorzugt so gewählt, daß er Materialien, wie etwa Zement, Bohrschlamm oder Epoxidharze mit Durchsätzen und Drücken fördert, die von etwa 0 bis 3.000 Gallonen/Minute bzw. 0 bis 9.000 psi reichen, um in optimaler Weise einen ringförmigen Bereich zwischen dem rohrförmigen Element 715 und einem neuen Abschnitt einer Schachtbohrung mit flüssigem bzw. Fluidmaterialien zu füllen. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform umfaßt der Fluiddurchlaß 740 einen Einlaßdurch laß 830 mit einer Geometrie, die geeignet ist, einen Anker und/oder ein Kugeldichtungselement aufzunehmen. Auf diese Weise kann der Fluiddurchlaß 240 abgedichtet werden durch Einführen eines Stopfens, Ankers und/oder von Kugeldichtungs elementen in den Fluiddurchlaß 230.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Vorrich tung 700 außerdem eine oder mehrere Dichtungen 845, die mit dem Endabschnitt 820 des rohrförmigen Elements 715 verbunden und durch diesen abgestützt sind. Die Dichtungen 845 sind au ßerdem auf einer Außenseite des Endabschnitts 820 des rohr förmigen Elements 715 positioniert. Die Dichtungen 845 ermög lichen es, daß die Überlappungsverbindung zwischen einem End abschnitt einer bereits existierenden Verschalung und dem Endabschnitt 820 des rohrförmigen Elements 715 fluidmäßig ab gedichtet wird. Die Dichtungen 845 können eine beliebige An zahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Dichtungen umfassen, wie etwa beispielsweise Blei-, Gummi-, Teflon- oder Epoxidharzdichtungen, modifiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Dichtungen 845 Dichtungen, die aus Stratalock-Epoxidharz geformt sind, erhältlich von Halli burton Energy Services in Dallas, Texas, um in optimaler Wei se eine Hydraulikdichtung und einen Lasttragegrenzflächensitz in der Überlappungsverbindung zwischen dem rohrförmigen Ele ment 715 und einer existierenden Verschalung mit optimaler Lasttragefähigkeit bereitzustellen, um das rohrförmige Ele ment 715 abzustützen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Dichtungen 845 so gewählt, daß sie eine ausreichende Reibungskraft be reitstellen, um das aufgeweitete rohrförmige Element 715 von der existierenden Verschalung zu tragen bzw. durch diese zu tragen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht die durch die Dichtungen 845 bereitgestellte Reibungskraft von etwa 1.000 bis 1.000.000 lbf, um in optimaler Weise das auf geweitete rohrförmige Element 715 zu tragen.

Das Tragelement 745 ist bevorzugt mit dem aufweitbaren Dorn 705 und der Überschußverbindung 755 verbunden. Das Tragele ment 745 umfaßt bevorzugt ein ringförmiges Element ausrei chender Festigkeit, um die Vorrichtung 700 in einen neuen Ab schnitt der Schachtbohrung hineinzutragen bzw. -fördern. Das Tragelement 745 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Tragelementen umfassen, wie etwa beispielsweise Stahlbohrrohre, Spiralrohre oder andere hoch feste Rohre, modifiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfaßt das Tragelement 745 ein herkömmliches Bohr rohr, erhältlich von verschiedenen Stahlwerken der Vereinig ten Staaten von Amerika.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Schmiermit telkörper 750 im ringförmigen Bereich über dem aufweitbaren Dornbehälter 710 im Innern des rohrförmigen Elements 715 vor gesehen. Auf diese Weise wird das Pressen des rohrförmigen Elements 715 weg von dem aufweitbaren Dorn 705 erleichtert. Das Schmiermittel 705 kann eine beliebige Anzahl von herkömm lichen, kommerziell erhältlichen Schmiermitteln umfassen, wie etwa beispielsweise Lubriplate, auf Chlor basierende Schmier mittel, auf Öl basierende Schmiermittel oder Climax 1500 An tiseize (3100). Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform um faßt das Schmiermittel 750 Climax 1500 Antiseize (3100), er hältlich von Halliburton Energy Services in Dallas, Texas, um in optimaler Weise eine Schmierung zur Erleichterung des Auf weitungsprozesses bereitzustellen.

Die Überschußverbindung 755 ist mit dem Tragelement 745 und dem Tragelement 760 verbunden. Die Überschußverbindung 755 erlaubt bevorzugt, daß das Tragelement 745 mit dem Tragele ment 760 lösbar verbunden wird. Die Überschußverbindung 755 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell er hältlichen Überschußverbindungen umfassen, wie etwa bei spielsweise einen Innerstring-Sealing-Adapter, einen In nerstring-Flat-Face-Sealing-Adapter oder einen EZ-Drill- Setting-Tool-Stinger. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Überschußverbindung 755 einen Innerstring-Adapter mit einer Upper-Guide, erhältlich von Halliburton Energy Ser vices in Dallas, Texas.

Das Tragelement 760 ist bevorzugt mit der Überschußverbindung 755 und einer (nicht gezeigten) Oberflächentragstruktur ver bunden. Das Tragelement 760 umfaßt bevorzugt ein ringförmiges Element ausreichender Festigkeit, um die Vorrichtung 700 in einen neuen Abschnitt einer Schachtbohrung hineinzutragen bzw. zu fördern. Das Tragelement 760 kann eine beliebige An zahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Tragelemen ten umfassen, wie etwa beispielsweise Stahlbohrrohre, Spiral rohre oder andere hochfeste Rohre, modifiziert in Überein stimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Tragelement 760 ein herkömmliches Bohrrohr, erhältlich von Stahlwerken in den Vereinigten Staaten von Amerika.

Der Stabilisierer 765 ist bevorzugt mit dem Tragelement 760 verbunden. Der Stabilisierer 765 stabilisiert bevorzugt die Bestandteile der Vorrichtung 700 innerhalb des rohrförmigen Elements 715. Der Stabilisierer 765 umfaßt bevorzugt ein ku gelförmiges Element mit einem Außendurchmesser, der etwa 80 bis 99% des Innendurchmessers des rohrförmigen Elements 715 beträgt, um in optimaler Weise eine Knickverformung des rohr förmigen Elements 715 zu minimieren. Der Stabilisierer 765 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell er hältlichen Stabilisierern umfassen, wie etwa beispielsweise EZ-Drill-Star-Guides, Dichtstück-Schuhe oder Schleppblöcke, modifiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegen den Offenbarung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform um faßt der Stabilisierer 765 eine obere Dichtungsadapterfüh rung, erhältlich von Halliburton Energy Services in Dallas, Texas.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die Tragele mente 745 und 760 vor dem Zusammenbau der übrigen Teile der Vorrichtung 700 sorgfältig gereinigt. Auf diese Weise wird der Eintrag von Fremdmaterial in die Vorrichtung 700 mini miert. Dies minimiert die Möglichkeit, daß Fremdmaterial die verschiedenen Strömungsdurchlässe und Ventile der Vorrichtung 700 verstopft.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden vor oder nach dem Positionieren der Vorrichtung 700 innerhalb eines neuen Schachtbohrungsabschnitts mehrere Schachtbohrungsvolumina durch die verschiedenen Strömungsdurchlässe der Vorrichtung 700 umgewälzt, um sicherzustellen, daß keine Fremdmaterialien in der Schachtbohrung zu liegen kommen, welche die verschie denen Strömungsdurchlässe und Ventile der Vorrichtung 700 verstopfen könnten, und um sicherzustellen, daß kein Fremdma terial mit dem Aufweitungsdorn 705 während des Aufweitungs prozesses in störenden Eingriff gelangt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die Vorrichtung 700 im wesentlichen so betätigt, wie unter Bezug auf Fig. 1 bis 7 erläutert, um einen neuen Verschalungsabschnitt inner halb der Schachtbohrung zu bilden.

Wie in Fig. 8 gezeigt, werden gemäß einer alternativen bevor zugten Ausführungsform die vorliegend erläuterte Vorrichtung und das vorliegend erläuterte Verfahren verwendet, um eine existierende Schachtbohrungs-Verschalung 805 durch Bilden ei ner rohrförmigen Auskleidung 810 innerhalb der existierenden Schachtbohrungs-Verschalung 805 zu reparieren. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist eine äußere ringförmige Ze mentauskleidung in dem reparierten Abschnitt nicht vorgese hen. Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform können eine Anzahl von Fluidmaterialien verwendet werden, um die rohrförmige Auskleidung 810 in innigen Kontakt mit dem beschädigten Abschnitt der Schachtbohrungs-Verschalung aufzu weiten, beispielsweise Zement, Epoxidharz, Schlackengemisch oder Bohrschlamm. Gemäß einer alternativen bevorzugten Aus führungsform sind Dichtungselemente 815 bevorzugt an beiden Enden des rohrförmigen Elements vorgesehen, um in optimaler Weise eine Fluiddichtung bereitzustellen. Gemäß einer alter nativen bevorzugten Ausführungsform ist die rohrförmige Aus kleidung 810 innerhalb eines horizontal positionierten Rohr leitungsabschnitts gebildet, wie etwa demjenigen, der verwen det wird, um Kohlenwasserstoffe oder Wasser zu transportie ren, wobei die rohrförmige Auskleidung 810 in überlappender Beziehung mit dem benachbarten Rohrleitungsabschnitt plaziert ist. Auf diese können Untergrundrohrleitungen repariert wer den, ohne daß sie ausgegraben werden müssen, und ohne daß be schädigte Abschnitte ersetzt werden müssen.

Gemäß einer weiteren alternativen bevorzugten Ausführungsform werden die vorliegend erläuterte Vorrichtung und das vorlie gend erläuterte Verfahren dazu verwendet, eine Schachtbohrung mit einer rohrförmigen Auskleidung 810 direkt auszukleiden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist eine äußere ring förmige Auskleidung aus Zement zwischen der rohrförmigen Aus kleidung 810 und der Schachtbohrung nicht vorgesehen. Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform kann eine be liebige Anzahl von Fluidmaterial verwendet werden, um die rohrförmige Auskleidung 810 in innigen Kontakt mit der Schachtbohrung aufzuweiten, wie etwa beispielsweise Zement, Epoxidharz, Schlackengemisch oder Bohrschlamm.

In Übereinstimmung mit Fig. 9, 9a, 9b und 9c umfaßt eine be vorzugte Ausführungsform eine Vorrichtung 900 zum Bilden ei ner Schachtbohrungsauskleidung ein aufweitbares rohrförmiges Element 902, ein Tragelement 904, einen aufweitbaren Dorn bzw. einen Molch 906 und einen Schuh 908. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform erlauben die Auslegung und Konstrukti on des Dorns 906 und des Schuhs 908 eine problemlose Entfer nung dieser Elemente, indem sie ausgebohrt werden. Auf diese Weise kann die Anordnung 900 problemlos aus der Schachtboh rung unter Verwendung einer herkömmlichen Bohrvorrichtung und herkömmlicher Bohrmethoden entfernt werden.

Das aufweitbare rohrförmige Element 902 umfaßt bevorzugt ei nen oberen Abschnitt 910, einen Zwischenabschnitt 912 und ei nen unteren Abschnitt 914. Während des Betriebs der Vorrich tung 900 wird das rohrförmige Element 902 bevorzugt von dem Dorn 906 durch Unterdrucksetzen eines inneren Bereichs 966 des rohrförmigen Elements 902 weggepreßt. Das rohrförmige Element 902 weist bevorzugt einen im wesentlichen ringförmi gen Querschnitt auf.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist ein aufweitbares rohrförmiges Element 915 mit dem oberen Ab schnitt 910 des aufweitbaren rohrförmigen Elements 902 ver bunden. Während des Betriebs der Vorrichtung 900 wird das rohrförmige Element 915 von dem Dorn 906 durch Unterdruckset zen des inneren Bereichs 906 des rohrförmigen Elements 902 weggepreßt. Das rohrförmige Element 915 weist bevorzugt einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt auf. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Wandungsdicke des rohr förmigen Elements 915 größer als die Wandungsdicke des rohr förmigen Elements 902.

Das rohrförmige Element 915 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien her gestellt werden, wie beispielsweise aus Ölfeldrohren, Nied riglegierungsstählen, Titan oder Edelstählen. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform ist das rohrförmige Element 915 hergestellt aus Ölfeldrohren, um in optimaler Weise ungefähr dieselben mechanischen Eigenschaften wie für das rohrförmige Element 902 bereitzustellen. Gemäß einer besonders bevorzug ten Ausführungsform weist das rohrförmige Element 905 einen plastischen Dehnpunkt auf, der von etwa 40.000 bis 135.000 psi reicht, um in optimaler Weise ungefähr dieselben Dehnei genschaften wie für das rohrförmige Element 902 bereitzustel len. Das rohrförmige Element 915 kann mehrere endweise mit einander verbundene rohrförmige Elemente aufweisen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der obere End abschnitt des rohrförmigen Elements 915 ein oder mehrere Dichtungselemente zum optimalen Bereitstellen einer Fluid- und/oder Gasdichtung mit dem existierenden Abschnitt einer Schachtbohrungs-Verschalung.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die kombinierte Länge der rohrförmigen Elemente 902, 915 begrenzt, um die Möglichkeit einer Knickverformung zu minimieren. Für typische rohrförmige Materialien ist die kombinierte Länge der rohr förmigen Elemente 902 und 915 begrenzt bezüglich der Länge auf zwischen etwa 40 bis 20.000 Fuß.

Der untere Abschnitt 914 des rohrförmigen Elements 902 ist bevorzugt mit dem Schuh 908 durch eine Gewindeverbindung 968 verbunden. Der Zwischenabschnitt 912 des rohrförmigen Ele ments 902 ist bevorzugt in innigem Gleitkontakt mit dem Dorn 906 angeordnet.

Das rohrförmige Element 902 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien her gestellt sein, wie beispielsweise aus Ölfeldrohren, Niedrig legierungsstählen, Titan oder Edelstählen. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform ist das rohrförmige Element 902 herge stellt aus Ölfeldrohren, um in optimaler Weise ungefähr die selben mechanischen Eigenschaften wie für das rohrförmige Element 915 bereitzustellen. Gemäß einer besonders bevorzug ten Ausführungsform besitzt das rohrförmige Element 902 einen plastischen Dehnpunkt, der von etwa 40.000 bis 135.000 psi reicht, um in optimaler Weise ungefähr dieselben Dehneigen schaften bereitzustellen wie für das rohrförmige Element 915.

Die Wandungsdicke der oberen, Zwischen- und unteren Abschnit te 910, 912, 914 des rohrförmigen Elements kann beispielswei se von etwa 1/16 bis 1,5 Inch reichen. Gemäß einer bevorzug ten Ausführungsform reicht die Wandungsdicke der oberen, Zwi schen- und unteren Abschnitte 910, 912 und 914 des rohrförmi gen Elements 902 von etwa 1/8 bis 1,25, um in optimaler Weise eine Wandungsdicke bereitzustellen, die in etwa dieselbe ist wie diejenige des rohrförmigen Elements 915. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform ist die Wandungsdicke des unteren Abschnitts 914 kleiner oder gleich der Wandungsdicke des obe ren Abschnitts 910, um in optimaler Weise eine Geometrie be reitzustellen, welche in die engen Freiräume lochabwärts hin einpaßt.

Der äußere Durchmesser der oberen, Zwischen- und unteren Ab schnitte 910, 912 und 914 des rohrförmigen Elements 902 kann beispielsweise von etwa 1,05 bis 48 Inch reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der Außendurchmesser der oberen, Zwischen- und unteren Abschnitte 910, 912 und 914 des rohrförmigen Elements 902 von etwa 3 1/2 bis 19 Inch, um in optimaler Weise die Fähigkeit bereitzustellen, die am weite sten verbreitet verwendeten Ölfeldrohre aufzuweiten.

Die Länge des rohrförmigen Elements 902 ist bevorzugt be grenzt auf zwischen etwa 2 bis 5 Fuß, um in optimaler Weise eine ausreichende Länge bereitzustellen, damit diese den Dorn 906 und einen Schmiermittelkörper aufnehmen kann.

Das rohrförmige Element 902 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen rohrförmigen Elemen ten umfassen, modifiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfaßt das rohrförmige Element 902 Oilfield Country Tubular Goods, erhältlich von verschiedenen Stahlwerken der USA. Das rohrförmige Element 915 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen rohrförmigen Ele menten umfassen, modifiziert in Übereinstimmung mit den Leh ren der vorliegenden Offenbarung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das rohrförmige Element 915 Oilfield Country Tubular Goods, erhältlich von verschiedenen Stahlwer ken der USA.

Die verschiedenen Elemente des rohrförmigen Elements 902 kön nen unter Verwendung einer beliebigen Anzahl herkömmlicher Prozesse verbunden werden, wie etwa beispielsweise durch Ge windeverbindungen, durch Schweißen, oder hergestellt aus ei nem Stück. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können die verschiedenen Elemente des rohrförmigen Elements 902 unter Verwendung von Schweißen verbunden sein. Das rohrförmige Ele ment 902 kann mehrere rohrförmigen Elemente umfassen, die endweise verbunden sind. Die verschiedenen Elemente des rohr förmigen Elements 915 können unter Verwendung einer beliebi gen Anzahl von herkömmlichen Prozessen verbunden sein, wie etwa beispielsweise durch Schraubverbindungen, Schweißen oder durch Herstellen aus einem Stück. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die verschiedenen Elemente des rohrför migen Elements 915 unter Verwendung von Schweißen miteinander verbunden. Das rohrförmige Element 915 kann eine beliebige Anzahl von rohrförmigen Elementen umfassen, die endweise ver bunden sind. Die rohrförmigen Elemente 902 und 915 können un ter Verwendung einer beliebigen Anzahl herkömmlicher Prozesse verbunden sein, wie beispielsweise durch Schraubverbindungen, Schweißen oder durch einstückige Herstellung.

Das Tragelement 904 umfaßt bevorzugt einen Innengestängeadap ter 916, einen Fluiddurchlaß 918, eine obere Führung 920 und eine Verbindung bzw. Kupplung 922. Während des Betriebs der Vorrichtung 900 trägt das Tragelement 904 bevorzugt die Vor richtung 900 während der Bewegung der Vorrichtung 900 inner halb einer Schachtbohrung. Das Tragelement 904 weist bevor zugt im wesentlichen ringförmigen Querschnitt auf.

Das Tragelement 904 kann aus einer beliebigen Anzahl von her kömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien hergestellt sein, wie etwa beispielsweise aus Ölfeldrohren, Niedriglegie rungsstahl, Spiralrohren oder Edelstahl. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform ist das Tragelement 904 hergestellt aus Niedriglegierungsstahl, um in optimaler Weise hohe Dehn festigkeit bereitzustellen.

Der Innengestängeadapter 916 ist bevorzugt mit einem herkömm lichen Bohrgestängeträger ausgehend von einer Oberflächen stelle verbunden und durch diesen getragen. Der Innengestän geadapter 916 kann mit einem herkömmlichen Bohrgestängeträger 971 durch eine Gewindeverbindung 970 verbunden sein.

Der Fluiddurchlaß 918 wird bevorzugt verwendet, um Fluide und andere Materialien zu der Vorrichtung 900 und von dieser weg zu fördern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Fluiddurchlaß 918 fluidmäßig mit dem Fluiddurchlaß 952 ver bunden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Flu iddurchlaß 918 verwendet, um aushärtbare Fluiddichtungsmate rialien zu der Vorrichtung 900 und von dieser weg zu fördern. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann der Fluiddurchlaß 918 einen oder mehrere Druckfreigabedurchlässe (nicht gezeigt) umfassen, um Fluiddruck während der Positio nierung der Vorrichtung 900 innerhalb einer Schachtbohrung freizugeben bzw. abzubauen. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform ist der Fluiddurchlaß 918 entlang einer Längsmit tenlinie der Vorrichtung 900 positioniert. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform ist der Fluiddurchlaß 918 so gewählt, daß er die Förderung von aushärtbaren Fluidmaterialien unter Betriebsdrücken erlaubt, die von etwa 0 bis 9.000 psi rei chen.

Die obere Führung 920 ist mit einem oberen Abschnitt des Tragelements 904 verbunden. Die obere Führung 920 ist bevor zugt dazu ausgelegt, das Tragelement 904 innerhalb des rohr förmigen Elements 915 zu zentrieren. Die obere Führung 920 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell er hältlichen Führungselementen umfassen, die in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung modifiziert sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die obere Füh rung 920 einen Innengestängeadapter, erhältlich von Hallibur ton Energy Services in Dallas, Texas, um in optimaler Weise die Vorrichtung 900 in dem rohrförmigen Element 915 zu füh ren.

Die Kupplung 922 kuppelt bzw. verbindet das Tragelement 904 mit dem Dorn 906. Die Kupplung 922 umfaßt bevorzugt eine her kömmliche Gewindeverbindung.

Die verschiedenen Elemente des Tragelements 904 können unter Verwendung einer beliebigen Anzahl herkömmlicher Prozesse verbunden sein, wie etwa beispielsweise durch Schweißen, durch Gewindeverbindungen oder durch einstückige Herstellung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die verschiede nen Elemente des Tragelements 904 unter Verwendung von Gewin deverbindungen verbunden.

Der Dorn 906 umfaßt bevorzugt einen Halter 924, einen Gummi becher 926, einen Aufweitungskonus 928, einen unteren Konus halter 930, einen Zementkörper 932, eine untere Führung 934, eine Aufweitungsbuchse 936, einen Abstandhalter 938, ein Ge häuse 940, eine Dichtungsbuchse 942, einen oberen Konushalter 944, einen Schmierdorn 946, eine Schmierbuchse 948, eine Füh rung 950 und einen Fluiddurchlaß 952.

Der Halter 924 ist mit dem Schmierdorn 946, der Schmierbuchse 948 und dem Gummibecher 926 verbunden. Der Halter 924 verbin det den Gummibecher 926 mit der Schmierbuchse 948. Der Halter 924 besitzt im wesentlichen ringförmigen Querschnitt. Der Halter 924 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kom merziell erhältlichen Haltern umfassen, wie etwa beispiels weise geschlitzte Federstifte oder einen Rollstift.

Der Gummibecher 926 ist mit dem Halter 924, dem Schmierdorn 946 und der Schmierbuchse 948 verbunden. Der Gummibecher 926 verhindert das Eindringen von Fremdmaterialien in den inneren Bereich 972 des rohrförmigen Elements 902 unter den Gummibe cher 926. Der Gummibecher 926 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Gummibechern umfas sen, wie etwa beispielsweise TP-Becher oder Selective- Injection-Packer(SIP)-Becher. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfaßt der Gummibecher 926 einen SIP-Becher, er hältlich von Halliburton Energy Services in Dallas, Texas, um in optimaler Weise Fremdmaterialien auszusperren bzw. zu blockieren.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Schmiermittelkörper außerdem im inneren Bereich 972 des rohr förmigen Elements 902 vorgesehen, um die Grenzfläche zwischen der Außenseite des Dorns 902 und der Innenseite der rohrför migen Elemente 902 und 915 zu schmieren. Das Schmiermittel kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell er hältlichen Schmiermitteln umfassen, wie etwa beispielsweise Lubriplate, auf Chlor basierende Schmiermittel, auf Öl basie rende Schmiermittel oder Climax 1500 Antiseize (3100). Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Schmiermittel Climax 1500 Antiseize (3100), erhältlich von Climax Lubri cants and Equipment Co. in Houston, Texas, um in optimaler Weise eine Schmierung zur Erleichterung des Aufweitungspro zesses bereitzustellen.

Der Aufweitungskonus 928 ist mit dem unteren Konushalter 930, dem Zementkörper 932, der unteren Führung 934, der Aufwei tungsbuchse 936, dem Gehäuse 940 und dem oberen Konushalter 944 verbunden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die rohrförmigen Elemente 902 und 915 während des Betriebs der Vorrichtung 900 von der Außenseite des Aufweitungskonus 928 weggepreßt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird eine axiale Bewegung des Aufweitungskonus 928 verhindert durch den unteren Konushalter 930, das Gehäuse 940 und den oberen Konushalter 944. Eine innere radiale Bewegung des Auf weitungskonus 928 wird verhindert durch den Zementkörper 932, das Gehäuse 940 und den oberen Konushalter 944.

Der Aufweitungskonus 928 weist im wesentlichen ringförmigen Querschnitt auf. Der Außendurchmesser des Aufweitungskonus 928 ist bevorzugt verjüngt, um Konusgestalt bereitzustellen. Die Wandungsdicke des Aufweitungskonus 928 kann beispielswei se von etwa 0,125 bis 3 Inch reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht die Wandungsdicke des Aufweitungskonus 928 von etwa 0,25 bis 0,75 Inch, um in optimaler Weise eine angemessene Preßfestigkeit mit minimalem Material bereitzu stellen. Die maximalen und minimalen Außendurchmesser des Aufweitungskonus können beispielsweise von etwa 1 bis 47 Inch reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der minimale Außendurchmesser des Aufweitungskonus 928 von etwa 3,5 bis 19, um in optimaler Weise eine Aufweitung der übli chen verfügbaren Ölfeldrohre zu ermöglichen.

Der Aufweitungskonus 928 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien herge stellt sein, wie etwa beispielsweise aus Keramik, Werkzeug stahl, Titan oder Niedriglegierungsstahl. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform ist der Aufweitungskonus 928 aus Werk zeugstahl hergestellt, um in optimaler Weise hohe Festigkeit und Abriebbeständigkeit bereitzustellen. Die Oberflächenhärte der Außenseite des Aufweitungskonus 928 kann beispielsweise von etwa 50 Rockwell C bis 70 Rockwell C reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht die Oberflächenhärte der Außenseite des Aufweitungskonus 928 von etwa 58 Rockwell C bis 62 Rockwell C, um in optimaler Weise hohe Dehnfestigkeit bereitzustellen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Aufweitungskonus 928 erwärmt, um in optimaler Weise eine har te Außenseite und einen elastischen inneren Körper bereitzu stellen, um in optimaler Weise Abriebbeständigkeit und Rißzä higkeit bereitzustellen.

Der untere Konushalter 930 ist mit dem Aufweitungskonus 928 und dem Gehäuse 940 verbunden. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform wird eine axiale Bewegung des Aufweitungskonus 928 verhindert durch den unteren Konushalter 930. Bevorzugt weist der untere Konushalter 930 im wesentlichen ringförmigen Querschnitt auf.

Der untere Konushalter 930 ist aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien her gestellt, wie etwa beispielsweise aus Keramik, Werkzeugstahl, Titan oder Niedriglegierungsstahl. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der untere Konushalter 930 aus Werkzeug stahl hergestellt, um in optimaler Weise hohe Festigkeit und Abriebbeständigkeit bereitzustellen. Die Oberflächenhärte der Außenseite des unteren Konushalters 930 kann beispielsweise von etwa 50 Rockwell C bis 70 Rockwell C reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht die Oberflächenhärte der Außenseite des unteren Konushalters 930 von etwa 58 Rockwell C bis 62 Rockwell C, um in optimaler Weise hohe Dehnfestig keit bereitzustellen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der untere Konushalter 930 wärmebehandelt, um in optima ler Weise eine harte Außenseite und einen elastischen inneren Körper bereitzustellen, um in optimaler Weise Abriebbestän digkeit und Bruchzähigkeit bereitzustellen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind der untere Ko nushalter 930 und der Aufweitungskonus 928 als integrales einstückiges Element gebildet, um die Anzahl von Bauteilen zu verringern, und um die Gesamtfestigkeit der Vorrichtung zu erhöhen. Die Außenseite des unteren Konushalters 930 paßt be vorzugt mit den Innenseiten der rohrförmigen Elemente 902 und 915 zusammen.

Der Zementkörper 932 ist im Innern des Dorns 906 positio niert. Der Zementkörper 932 stellt eine innere Tragstruktur für den Dorn 906 bereit. Der Zementkörper 932 kann außerdem problemlos ausgebohrt werden unter Verwendung einer herkömm lichen Bohreinrichtung. In dieser Weise kann der Dorn 906 un ter Verwendung einer herkömmlichen Bohreinrichtung problemlos entfernt werden.

Der Zementkörper 932 kann eine beliebige Anzahl von herkömm lichen, kommerziell erhältlichen Zementverbindungen umfassen. Alternativ können anstelle von Zement Aluminium, Gußeisen oder einige andere bohrbare metallische, Verbundstoff- oder Aggregatmaterialien verwendet werden. Der Zementkörper 932 weist im wesentlichen ringförmigen Querschnitt auf.

Die untere Führung 934 ist mit der Aufweitungsbuchse 936 und dem Gehäuse 940 verbunden. Während des Betriebs der Vorrich tung 900 trägt die untere Führung 934 bevorzugt dazu bei, die Bewegung des Dorns 906 in dem rohrförmigen Element 902 zu führen. Die untere Führung 934 weist im wesentlichen ringför migen Querschnitt auf.

Die untere Führung 934 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien herge stellt sein, wie etwa beispielsweise aus Ölfeldrohren, aus Niedriglegierungsstahl oder Edelstahl. Gemäß einer bevorzug ten Ausführungsform ist die untere Führung 934 aus Niedrigle gierungsstahl hergestellt, um in optimale Weise hohe Dehnfe stigkeit bereitzustellen. Die Außenseite der unteren Führung 934 paßt bevorzugt mit der Innenseite des rohrförmigen Ele ments 902 zusammen, um einen Gleitsitz bereitzustellen.

Die Aufweitungsbuchse 936 ist mit der unteren Führung 934 und dem Gehäuse 940 verbunden. Während des Betriebs der Vorrich tung 900 unterstützt die Aufweitungsbuchse 936 die Führung der Bewegung des Dorns 906 innerhalb des rohrförmigen Ele ments 902. Die Aufweitungsbuchse 936 weist bevorzugt im we sentlichen ringförmigen Querschnitt auf.

Die Aufweitungsbuchse 936 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien her gestellt sein, wie etwa beispielsweise aus Ölfeldrohren, Niedriglegierungsstahl oder Edelstahl. Gemäß einer bevorzug ten Ausführungsform ist die Aufweitungsbuchse 936 aus Nied riglegierungsstahl hergestellt, um in optimaler Weise hohe Dehnfestigkeit bereitzustellen. Die Außenseite der Aufwei tungsbuchse 936 paßt bevorzugt mit der Innenseite des rohr förmigen Elements 902 zusammen, um einen Gleitsitz bereitzu stellen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Aufweitungsbuchse 936 und die untere Führung 934 als integra les einstückiges Element gebildet, um die Anzahl an Bauteilen zu minimieren und die Festigkeit der Vorrichtung zu erhöhen.

Der Abstandhalter 938 ist mit der Dichtungsbuchse 942 verbun den. Der Abstandhalter 938 umfaßt bevorzugt den Fluiddurchlaß 952 und ist dazu ausgelegt, mit dem Aufweitungsrohr 906 des Schuhs 908 zusammenzupassen. Auf diese Weise kann ein Stopfen oder Anker von der Oberfläche aus durch die Fluiddurchlässe 918 und 952 in den Fluiddurchlaß 962 hinein gefördert werden. Bevorzugt weist der Abstandhalter 938 im wesentlichen ring förmigen Querschnitt auf.

Der Abstandhalter 938 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien herge stellt sein, wie etwa beispielsweise aus Stahl, Aluminium oder Gußeisen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Abstandhalter 938 aus Aluminium hergestellt, um in opti maler Weise Ausbohrbarkeit bzw. Bohrbarkeit bereitzustellen. Das Ende des Abstandhalters 938 paßt bevorzugt mit dem Ende des Aufweitungsrohrs 960 zusammen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind der Abstandhalter 938 und die Dichtungs buchse 942 als integrales einstückiges Element gebildet, um die Anzahl an Bauteilen zu verringern und die Festigkeit der Vorrichtung zu erhöhen.

Das Gehäuse 940 ist mit der unteren Führung 934, der Aufwei tungsbuchse 936, dem Aufweitungskonus 928, dem Zementkörper 932 und dem unteren Konushalter 930 verbunden. Während des Betriebs der Vorrichtung 900 verhindert das Gehäuse 940 be vorzugt eine innere radiale Bewegung des Aufweitungskonus 928. Bevorzugt weist das Gehäuse 940 im wesentlichen ringför migen Querschnitt auf.

Das Gehäuse 940 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömm lichen, kommerziell erhältlichen Materialien hergestellt sein, wie etwa beispielsweise aus Ölfeldrohren, Niedriglegie rungsstahl oder Edelstahl. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform ist das Gehäuse 940 aus Niedriglegierungsstahl her gestellt, um in optimaler Weise hohe Dehnfestigkeit bereitzu stellen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die un tere Führung 934, die Aufweitungsbuchse 936 und das Gehäuse 940 als integrales einstückiges Element gebildet, um die An zahl an Bauteilen zu minimieren und die Festigkeit der Vor richtung zu erhöhen.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Innenseite des Gehäuses 940 einen oder mehrere Vorsprünge zur Erleichterung der Verbindung zwischen dem Gehäuse 940 und dem Zementkörper 932.

Die Dichtungsbuchse 942 ist mit dem Tragelement 904, dem Ze mentkörper 932, dem Abstandhalter 938 und dem oberen Konus halter 944 verbunden. Während des Betriebs der Vorrichtung stellt die Dichtungsbuchse 942 bevorzugt eine Abstützung für den Dorn 906 bereit. Die Dichtungsbuchse 942 ist bevorzugt mit dem Tragelement 904 unter Verwendung der Kupplung 922 verbunden. Bevorzugt weist die Dichtungsbuchse 942 im wesent lichen ringförmigen Querschnitt auf.

Die Dichtungsbuchse 942 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien herge stellt sein, wie beispielsweise Stahl, Aluminium oder Gußei sen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Dich tungsbuchse 942 aus Aluminium hergestellt, um in optimaler Weise Bohrbarkeit bzw. Ausbohrbarkeit der Dichtungsbuchse 942 bereitzustellen.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Außenseite der Dichtungsbuchse 942 einen oder mehrere Vor sprünge, um die Verbindung zwischen der Dichtungsbuchse 942 und dem Zementkörper 932 zu erleichtern.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind der Abstandhalter 938 und die Dichtungsbuchse 942 integral als einstückiges Element gebildet, um die Anzahl an Komponenten zu minimieren.

Der obere Konushalter 944 ist mit dem Aufweitungskonus 928, der Dichtungsbuchse 942 und dem Zementkörper 932 verbunden. Während des Betriebs der Vorrichtung 900 verhindert der obere Konushalter 944 bevorzugt eine axiale Bewegung des Aufwei tungskonus 928. Bevorzugt weist der obere Konushalter 944 im wesentlichen ringförmigen Querschnitt auf.

Der obere Konushalter 944 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien her gestellt sein, wie etwa beispielsweise aus Stahl, Aluminium oder Gußeisen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der obere Konushalter 944 aus Aluminium hergestellt, um in optimaler Weise Bohrbarkeit bzw. Ausbohrbarkeit des oberen Konushalters 944 bereitzustellen.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist der obere Konushalter 944 eine Querschnittsform auf, die dazu ausgelegt ist, erhöhte Steifigkeit bzw. Festigkeit bereitzu stellen. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist der obere Konushalter 944 eine Querschnittsform auf, die im wesentlichen I-förmig ist, um eine erhöhte Festigkeit bereitzustellen und die Materialmenge zu minimieren, die aus gebohrt werden muß.

Der Schmierdorn 946 ist mit dem Halter 924, dem Gummibecher 926, dem oberen Konushalter 944, der Schmierbuchse 948 und der Führung 950 verbunden. Während des Betriebs der Vorrich tung 900 enthält der Schmierdorn 946 bevorzugt den Schmier mittelkörper in dem ringförmigen Bereich 972 zum Schmieren der Grenzfläche zwischen dem Dorn 906 und dem rohrförmigen Element 902. Bevorzugt weist der Schmierdorn 946 im wesentli chen ringförmigen Querschnitt auf.

Der Schmierdorn 946 kann aus einer beliebigen Anzahl von her kömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien hergestellt sein, wie etwa beispielsweise aus Stahl, Aluminium oder Guß eisen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Schmierdorn 946 aus Aluminium hergestellt, um in optimaler Weise Bohrbarkeit bzw. Ausbohrbarkeit des Schmierdorns 946 bereitzustellen.

Die Schmierbuchse 948 ist mit dem Schmierdorn 946, dem Halter 924, dem Gummibecher 926, dem oberen Konushalter 944, der Schmierbuchse 948 und der Führung 950 verbunden. Während des Betriebs der Vorrichtung 900 trägt die Schmierbuchse 948 be vorzugt den Ringbecher 926. Bevorzugt weist die Schmierbuchse 948 im wesentlichen ringförmigen Querschnitt auf.

Die Schmierbuchse 948 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien herge stellt sein, wie etwa beispielsweise aus Stahl, Aluminium oder Gußeisen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Schmierbuchse 948 aus Aluminium hergestellt, um in opti maler Weise Bohrbarkeit bzw. Ausbohrbarkeit der Schmierbuchse 948 bereitzustellen.

Wie aus Fig. 9c hervorgeht, wird die Schmierbuchse 948 durch den Schmierdorn 946 getragen bzw. gestützt. Die Schmierbuchse 948 trägt ihrerseits den Gummibecher 926. Der Halter 924 ver bindet den Gummibecher 926 mit der Schmierbuchse 948. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind Dichtungen 949a und 949b zwischen dem Schmierdorn 946, der Schmierbuchse 948 und dem Gummibecher 926 vorgesehen, um in optimaler Weise den in neren Bereich 972 des rohrförmigen Elements 902 abzudichten.

Die Führung 950 kann mit dem Schmierdorn 946, dem Halter 924 und der Schmierbuchse 948 verbunden sein. Während des Be triebs der Vorrichtung 900 führt die Führung 950 bevorzugt die Vorrichtung auf dem Tragelement 904. Bevorzugt weist die Führung 950 im wesentlichen ringförmigen Querschnitt auf.

Die Führung 950 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömm lichen, kommerziell erhältlichen Materialien hergestellt sein, wie etwa beispielsweise aus Stahl, Aluminium oder Guß eisen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Füh rung 950 aus Aluminium hergestellt, um in optimaler Weise Bohrbarkeit bzw. Ausbohrbarkeit der Führung 950 bereitzustel len.

Der Fluiddurchlaß 952 ist mit dem Dorn 906 verbunden. Während des Betriebs der Vorrichtung fördert der Fluiddurchlaß 952 bevorzugt aushärtbare Fluidmaterialien. Gemäß einer bevorzug ten Ausführungsform ist der Fluiddurchlaß 952 über der Mit tenlinie der Vorrichtung 900 angeordnet. Gemäß einer beson ders bevorzugten Ausführungsform ist der Fluiddurchlaß 952 dazu ausgelegt, aushärtbare Fluidmaterialien mit Drücken und einem Durchsatz zu fördern, die von etwa 0 bis 9.000 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen, um in optimaler Weise Drücke und Durchsätze bereitzustellen, um Fluide während der Installation der Vorrichtung zu verschieben und umzuwälzen.

Die verschiedenen Elemente des Dorns 906 können unter Verwen dung einer beliebigen Anzahl von Prozessen verbunden sein, wie etwa beispielsweise durch Schraubverbindungen, Schweiß verbindungen oder durch Zementieren. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die verschiedenen Elemente des Dorns 906 unter Verwendung von Schraubverbindungen und durch Zementie ren verbunden.

Der Schuh 908 umfaßt bevorzugt ein Gehäuse 954, einen Zement körper 956, eine Dichtungsbuchse 958, ein Aufweitungsrohr 960, einen Fluiddurchlaß 962 und eine oder mehrere Auslaßdü sen 964.

Das Gehäuse 954 ist mit dem Zementkörper 956 und dem unteren Abschnitt 914 des rohrförmigen Elements 902 verbunden. Wäh rend des Betriebs der Vorrichtung 900 verbindet das Gehäuse 954 bevorzugt den unteren Abschnitt des rohrförmigen Elements 902 mit dem Schuh 908, um das Aufweiten und Positionieren des rohrförmigen Elements 902 zu erleichtern. Bevorzugt weist das Gehäuse 954 im wesentlichen ringförmigen Querschnitt auf.

Das Gehäuse 954 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömm lichen, kommerziell erhältlichen Materialien hergestellt sein, beispielsweise aus Stahl oder Aluminium. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Gehäuse 954 aus Aluminium hergestellt, um in optimaler Weise Bohrbarkeit bzw. Ausbohr barkeit des Gehäuses 954 bereitzustellen.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Innenseite des Gehäuses 954 einen oder mehrere Vorsprünge zur Erleichterung der Verbindung zwischen dem Zementkörper 956 und dem Gehäuse 954.

Der Zementkörper 956 ist mit dem Gehäuse 954 und der Dich tungsbuchse 958 verbunden. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform ist die Zusammensetzung des Zementkörpers 956 so gewählt, daß sie erlaubt, den Zementkörper problemlos unter Verwendung herkömmlicher Bohrmaschinen und Prozesse auszuboh ren.

Die Zusammensetzung des Zementkörpers 956 kann eine beliebige Anzahl von Zementzusammensetzungen umfassen. Gemäß einer al ternativen bevorzugten Ausführungsform kann ein bohrbares Ma terial, beispielsweise Aluminium oder Eisen, anstelle des Ze mentkörpers 956 vorgesehen sein.

Die Dichtungsbuchse 958 ist mit dem Zementkörper 956, dem Aufweitungsrohr 960, dem Fluiddurchlaß 962 und einem oder mehreren Auslaßdüsen 964 verbunden. Während des Betriebs der Vorrichtung 900 ist die Dichtungsbuchse 958 bevorzugt dazu ausgelegt, ein aushärtbares Fluidmaterial 952 in den Fluid durchlaß 962 hinein und daraufhin in die Auslaßdüsen 964 zu fördern, um das aushärtbare Fluidmaterial in den ringförmigen Bereich außerhalb des rohrförmigen Elements 902 einzusprit zen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt während des Betriebs der Vorrichtung 900 die Dichtungsbuchse 958 au ßerdem eine Einlaßgeometrie, die es erlaubt, daß ein herkömm licher Stopfen oder Anker 964 im Einlaß der Dichtungsbuchse 958 untergebracht werden kann. Auf diese Weise kann der Flu iddurchlaß 962 blockiert bzw. zugesetzt werden, wodurch der innere Bereich 966 des rohrförmigen Elements 902 fluidmäßig isoliert wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Dichtungs buchse 958 im wesentlichen einen ringförmigen Querschnitt auf. Die Dichtungsbuchse 958 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien her gestellt sein, wie etwa beispielsweise aus Stahl, Aluminium oder Gußeisen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die Dichtungsbuchse 958 aus Aluminium hergestellt, um in op timaler Weise die Bohrbarkeit bzw. Ausbohrbarkeit der Dich tungsbuchse 958 bereitzustellen.

Das Aufweitungsrohr 960 ist mit der Dichtungsbuchse 958, dem Fluiddurchlaß 962 und einem oder mehreren Auslaßdüsen 964 verbunden. Während des Betriebs der Vorrichtung 900 ist das Aufweitungsrohr 960 bevorzugt dazu ausgelegt, ein aushärtba res Fluidmaterial von bzw. aus dem Fluiddurchlaß 952 in den Fluiddurchlaß 962 und daraufhin in die Auslaßdüsen 964 zu fördern, um das aushärtbare Fluidmaterial in den ringförmigen Bereich außerhalb des rohrförmigen Elements 902 einzusprit zen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt während des Betriebs der Vorrichtung 900 die Dichtungsbuchse 960 au ßerdem eine Einengungsgeometrie, die es erlaubt, daß ein her kömmlicher Stopfen oder Anker 974 in dem Einlaß der Dich tungsbuchse 958 untergebracht wird. Auf diese Weise wird der Fluiddurchlaß 962 blockiert bzw. versperrt, wodurch der inne re Bereich 966 des rohrförmigen Elements 902 fluidmäßig iso liert wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform paßt ein Ende des Aufweitungsrohrs 960 mit einem Ende des Abstandhal ters 938 zusammen, um in optimaler Weise die Materialübertra gung zwischen den beiden zu erleichtern.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Aufwei tungsrohr 960 einen im wesentlichen ringförmigen Querschnitt auf. Das Aufweitungsrohr 960 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien her gestellt sein, wie etwa beispielsweise aus Stahl, Aluminium oder Gußeisen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Aufweitungsrohr 960 aus Aluminium hergestellt, um in op timaler Weise die Bohrbarkeit bzw. Ausbohrbarkeit des Aufwei tungsrohrs 960 bereitzustellen.

Der Fluiddurchlaß 962 ist mit der Dichtungsbuchse 958, dem Aufweitungsrohr 960 und einem oder mehreren Auslaßdüsen 964 verbunden. Während des Betriebs der Vorrichtung 900 fördert der Fluiddurchlaß 962 bevorzugt aushärtbare Fluidmaterialien. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Fluiddurchlaß 962 über der Mittenlinie der Vorrichtung 900 angeordnet. Ge mäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Flu iddurchlaß 962 dazu ausgelegt, aushärtbare Fluidmaterialien mit Drücken und Durchsätzen zu fördern, die von etwa 0 bis 9.000 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen, um in op timaler Weise Fluide mit betriebsmäßig wirksamen Durchsätzen bereitzustellen.

Die Auslaßdüsen 964 sind mit der Dichtungsbuchse 958, dem Aufweitungsrohr 960 und dem Fluiddurchlaß 962 verbunden. Wäh rend des Betriebs der Vorrichtung 900 fördern die Auslaßdüsen 964 bevorzugt aushärtbares Fluidmaterial von dem Fluiddurch laß 962 zu dem Bereich außerhalb der Vorrichtung 900. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Schuh 908 mehre re Auslaßdüsen 964.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Auslaß düsen 964 Durchlässe, die in das Gehäuse 954 und den Zement körper 956 gebohrt sind, um den Aufbau der Vorrichtung 900 zu vereinfachen.

Die verschiedenen Elemente des Schuhs 908 können unter Ver wendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen Prozessen verbunden sein, wie beispielsweise durch Gewindeverbindungen, durch Zement oder durch einstückige Materialherstellung. Ge mäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die verschiedenen Elemente des Schuhs 908 unter Verwendung von Zement verbun den.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die Anordnung 900 im wesentlichen so betrieben, wie vorstehend unter Bezug auf Fig. 1 bis 8 erläutert, um einen neuen Verschalungsab schnitt in einer Schachtbohrung zu erzeugen, oder um eine Schachtbohrungs-Verschalung oder Rohrleitung zu reparieren.

Um eine Schachtbohrung in eine unterirdische Formation vorzu treiben, wird insbesondere ein Bohrgestänge in an sich be kannter Weise verwendet, um Material aus der unterirdischen Formation zur Bildung eines neuen Abschnitts auszubohren.

Die Vorrichtung 900 zur Bohrung einer Schachtbohrungs- Verschalung in einer unterirdischen Formation wird daraufhin in dem neuen Abschnitt der Schachtbohrung positioniert. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Vor richtung 900 das rohrförmige Element 915. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform wird das aushärtbare Fluiddichtungsma terial daraufhin von einer Oberflächenstelle in den Fluid durchlaß 918 gepumpt. Das aushärtbare Fluiddichtungsmaterial gelangt daraufhin von dem Fluiddurchlaß 918 in den inneren Bereich 966 des rohrförmigen Elements 902 unter dem Dorn 906. Das aushärtbare Fluiddichtungsmaterial gelangt daraufhin vom inneren Bereich 966 in den Fluiddurchlaß 962. Das aushärtbare Fluiddichtungsmaterial verläßt daraufhin die Vorrichtung 900 über die Auslaßdüsen 964 und füllt einen ringförmigen Bereich zwischen dem Äußeren des rohrförmigen Elements 902 und der Innenwandung des neuen Abschnitts der Schachtbohrung. Fortge setzte Pumpen des aushärtbaren Fluiddichtungsmaterials veran laßt dieses dazu, zumindest einen Teil des ringförmigen Be reichs aufzufüllen.

Das aushärtbare Fluiddichtungsmaterial wird bevorzugt in den ringförmigen Bereich mit Drücken und Durchsätzen gepumpt, die beispielsweise von etwa 0 bis 5.000 psi bzw. 0 bis 1.500 Gal lonen/Minute reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das aushärtbare Fluiddichtungsmaterial in den ringförmi gen Bereich mit Drücken und Durchsätzen gepumpt, die für den speziellen Schachtbohrungsabschnitt ausgelegt sind, um die Verschiebung des aushärtbaren Fluiddichtungsmaterials zu op timieren, während keine Umwälzdrücke erzeugt werden, die hin reichen, daß die Umwälzung verlorengeht, und die dazu führen, daß die Schachtbohrung einbricht. Die optimalen Drücke und Durchsätze werden bevorzugt unter Verwendung herkömmlicher empirischer Methoden ermittelt.

Das aushärtbare Fluiddichtungsmaterial kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen aushärtba ren Fluiddichtungsmaterialien umfassen, wie etwa beispiels weise Schlackengemisch, Zement oder Epoxidharz. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das aushärtbare Fluiddich tungsmaterial gemischte Zemente, die spezielle für den Schachtabschnitt ausgelegt sind, der ausgekleidet werden soll, und die erhältlich sind von Halliburton Energy Services in Dallas, Texas, um in optimaler Weise eine Abstützung für das neue rohrförmige Element bereitzustellen, während optima le Strömungseigenschaften außerdem beibehalten werden, um be triebsmäßige Schwierigkeiten während der Verschiebung des Ze ments in dem ringförmigen Bereich zu minimieren. Die optimale Zusammensetzung der gemischten Zemente wird bevorzugt unter Verwendung herkömmlicher empirischer Methoden ermittelt.

Der ringförmige Bereich wird bevorzugt mit dem aushärtbaren Fluiddichtungsmaterial in ausreichenden Mengen gefüllt, um sicherzustellen, daß bei radialer Aufweitung des rohrförmigen Elements 902 der ringförmige Bereich des neuen Abschnitts der Schachtbohrung mit aushärtbarem Material gefüllt wird.

Sobald der ringförmige Bereich in angemessener Weise mit aus härtbarem Fluiddichtungsmaterial gefüllt ist, wird ein Stop fen oder Anker oder eine ähnliche Einrichtung bevorzugt in den Fluiddurchlaß 962 eingeführt, um dadurch den inneren Be reich 966 des rohrförmigen Elements 902 von dem äußeren ring förmigen Bereich zu isolieren. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform wird daraufhin ein nicht aushärtbares Fluidmate rial in den inneren Bereich 966 gepumpt, um den inneren Be reich 966 unter Druck zu setzen. Gemäß einer besonders bevor zugten Ausführungsform wird ein Stopfen oder Anker 974 oder eine ähnliche Einrichtung bevorzugt in den Fluiddurchlaß 962 durch Einführen des Stopfens oder Ankers 974 oder einer ande ren Einrichtung in das nicht aushärtbare Fluidmaterial einge führt. Auf diese Weise wird die Menge an ausgehärtetem Mate rial im Innern der rohrförmigen Elemente 902 und 915 mini miert.

Sobald der innere Bereich 966 ausreichend unter Druck gesetzt ist, werden die rohrförmigen Elemente 902 und 915 von dem Dorn 906 weggepreßt. Der Dorn 906 kann stationär sein oder er kann aufweitbar sein. Während des Aufweitungsprozesses wird der Dorn 906 aus den aufgeweiteten Abschnitten der rohrförmi gen Elemente 902 und 915 unter Verwendung des Tragelements 904 herausgehoben. Während dieses Aufweitungsprozesses ist der Schuh 908 bevorzugt im wesentlichen stationär.

Der Stopfen oder Anker 974 wird bevorzugt in den Fluiddurch laß 962 durch Einführen des Stopfens oder Ankers 974 in den Fluiddurchlaß 918 an einer Oberflächenstelle in herkömmlicher Weise plaziert. Der Stopfen oder Anker 974 kann eine beliebi ge Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Ein richtungen zum Verstopfen bzw. Versperren eines Fluiddurch lasses umfassen, wie etwa beispielsweise einen Multiple- Stage-Cementer(MSC)-Verriegelungsstopfen, einen Omega- Verriegelungsstopfen oder einen Drei-Wischer- Verriegelungsstopfen, modifiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Stopfen oder Anker 974 einen MSC- Verriegelungstopfen, erhältlich von Halliburton Energy Ser vices in Dallas, Texas.

Nach Plazierung des Stopfens oder Ankers 974 in dem Fluid durchlaß 962 wird das nicht aushärtbare Fluidmaterial bevor zugt in den inneren Bereich 966 mit Drücken und Durchsätzen gepumpt, die von etwa 500 bis 9.000 psi bzw. 40 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen, um in optimaler Weise die rohrförmi gen Elemente 902 und 915 von dem Dorn 906 wegzupressen.

Für typische rohrförmige Elemente 902 und 915 wird das Pres sen der rohrförmigen Elemente 902 und 915 weg von dem auf weitbaren Dorn eingeleitet, wenn der Druck im inneren Bereich 966 ungefähr 500 bis 9.000 psi reicht. Gemäß einer bevorzug ten Ausführungsform beginnt das Pressen der rohrförmigen Ele mente 902 und 915 weg von dem Dorn 906 dann, wenn der Druck des inneren Bereichs 966 ungefähr 1.200 bis 8.500 psi mit ei nem Durchsatz von etwa 40 bis 1.250 Gallonen/Minute erreicht.

Während des Aufweitungsprozesses kann der Dorn 906 aus den aufgeweiteten Abschnitten der rohrförmigen Elemente 902 und 915 mit Geschwindigkeiten hochgezogen werden von beispiels weise etwa 0 bis 5 Fuß/s. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform wird der Dorn 906 während des Wegpreß- bzw. Aufwei tungsprozesses aus den aufgeweiteten Abschnitten der rohrför migen Elemente 902 und 915 mit Geschwindigkeiten herausgezo gen, die von etwa 0 bis 2 Fuß/s reichen, um in optimaler Wei se Ziehgeschwindigkeiten bereitzustellen, die ausreichen, da mit ein ausreichender Betrieb möglich ist, und damit ein vollständiges Aufweiten der rohrförmigen Elemente 902 und 915 vor dem Aushärten des aushärtbaren Fluiddichtungsmaterials möglich ist; diese Geschwindigkeit ist jedoch nicht so schnell, daß eine zeitgerechte Einstellung der Betriebspara meter während des Betriebs verhindert wird.

Wenn der obere Endabschnitt des rohrförmigen Elements 915 von dem Dorn 906 weggepreßt wird, kontaktiert die Außenseite des oberen Endabschnitts des rohrförmigen Elements 915 bevorzugt die Innenseite des unteren Endabschnitts der existierenden Verschalung, um eine fluiddichte Überlappungsverbindung zu bilden. Der Kontaktdruck der Überlappungsverbindung kann bei spielsweise von ungefähr 50 bis 20.000 psi reichen. Gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform reicht der Kontaktdruck der Überlappungsverbindung zwischen dem oberen Ende des rohrför migen Elements 915 und dem existierenden Abschnitt der Schachtbohrungs-Verschalung von ungefähr 400 bis 10.000 psi, um in optimaler Weise einen Kontaktdruck bereitzustellen, um die Dichtungselemente zu aktivieren und einen optimalen Wi derstand bereitzustellen, so daß das rohrförmige Element 915 und die existierende Schachtbohrungs-Verschalung typische Spannungs- und Drucklasten aufzunehmen vermögen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden der Betriebs druck und der Durchsatz des nicht aushärtbaren Fluiddich tungsmaterials in gesteuerter Weise stufenweise erniedrigt, wenn der Dorn 906 den oberen Endabschnitt des rohrförmigen Elements 915 erreicht. Auf diese Weise kann eine plötzliche Druckfreigabe, verursacht durch ein vollständiges Pressen des rohrförmigen Elements 915 weg von dem aufweitbaren Dorn 906 minimiert werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Betriebsdruck im wesentlichen in linearer Weise von 100% auf etwa 10% während des Endes des Aufweitungsprozesses beginnend dann verringert, wenn der Dorn 906 ungefähr die ge samte Arbeit bis auf die letzten 5 Fuß Extrusionsprozeß been det hat.

Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform werden der Betriebsdruck und/oder der Durchsatz des aushärtbaren Fluiddichtungsmaterials und/oder des nicht aushärtbaren Flu iddichtungsmaterials während sämtlicher Betriebsphasen der Vorrichtung 900 gesteuert, um Stöße zu verhindern.

Alternativ oder in Kombination ist ein Stoßabsorber in dem Tragelement 904 vorgesehen, um den Stoß zu absorbieren, der durch eine plötzliche Druckfreigabe hervorgerufen ist.

Alternativ oder in Kombination ist eine Dorneinfangstruktur über dem Tragelement 904 vorgesehen, um den Dorn 906 einzu fangen oder zumindest zu verzögern bzw. abzubremsen.

Sobald der Aufweitungsprozeß beendet ist, wird der Dorn 906 aus der Schachtbohrung entfernt. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform wird entweder vor oder nach der Entfernung des Dorns 906 die Unversehrtheit der Fluiddichtung der Überlap pungsverbindung zwischen dem oberen Abschnitt des rohrförmi gen Elements 915 und dem unteren Abschnitt der existierenden Verschalung unter Verwendung herkömmlicher Methoden getestet. Wenn die Fluiddichtung der Überlappungsverbindung zwischen dem oberen Abschnitt des rohrförmigen Elements 915 und dem unteren Abschnitt der existierenden Verschalung zufrieden stellend ist, wird der nicht ausgehärtete Abschnitt von jeg lichem aushärtbaren Fluiddichtungsmaterial innerhalb des auf geweiteten rohrförmigen Elements 915 in herkömmlicher Weise entfernt. Das aushärtbare Fluiddichtungsmaterial innerhalb des ringförmigen Bereichs zwischen dem aufgeweiteten rohrför migen Element 915 und der existierenden Verschalung und dem neuen Abschnitt der Schachtbohrung wird daraufhin aushärten gelassen.

Bevorzugt für jegliches verbleibende ausgehärtete aushärtbare Fluiddichtungsmaterial im Innern der aufgeweiteten rohrförmi gen Elemente 902 und 915 daraufhin in herkömmlicher Weise un ter Verwendung eines herkömmlichen Bohrgestänges entfernt. Der resultierende neue Verschalungsabschnitt umfaßt bevorzugt die aufgeweiteten rohrförmigen Elemente 902 und 915 und eine äußere ringförmige Schicht aus ausgehärtetem aushärtbaren Fluiddichtungsmaterial. Der Bodenabschnitt der Vorrichtung 900, umfassend den Schuh 908, kann daraufhin durch Ausbohren des Schuhs 908 unter Verwendung herkömmlicher Bohrverfahren entfernt werden.

Während des Aufweitungsprozesses kann es gemäß einer alterna tiven Ausführungsform erforderlich sein, die gesamte Vorrich tung 900 aus dem Innern der Schachtbohrung aufgrund einer Fehlfunktion zu entfernen. Unter diesen Umständen wird ein herkömmliches Bohrgestänge verwendet, um die inneren Ab schnitte der Vorrichtung 900 auszubohren, um die Entfernung der verbleibenden Abschnitte zu erleichtern. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform werden die inneren Elemente der Vorrichtung 900 aus Materialien, wie etwa beispielsweise Ze ment und Aluminium, hergestellt, wodurch ein herkömmliches Bohrgestänge verwendet werden kann, um die inneren Bestand teile bzw. Bauteile auszubohren.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Zusammen setzung der inneren Abschnitte des Dorns 906 und des Schuhs 908 insbesondere einen oder mehrere Zementkörper 932, den Ab standhalter 938, die Dichtungsbuchse 942, den oberen Konus halter 944, den Schmierdorn 946, die Schmierbuchse 948, die Führung 950, das Gehäuse 954, den Zementkörper 956, die Dich tungsbuchse 958 und das Aufweitungsrohr 960, die ausgewählt sind, um es zu ermöglichen, damit zumindest einige dieser Bauteile unter Verwendung herkömmlicher Bohrverfahren und Bohrvorrichtungen ausgebohrt werden können. Auf diese Weise kann im Fall einer Fehlfunktion lochabwärts die Vorrichtung 900 problemlos aus der Schachtbohrung entfernt werden.

Unter Bezug auf Fig. 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f und 10g werden nunmehr ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeu gen einer Rückbindungsauskleidung in einer Schachtbohrung er läutert. Wie in Fig. 10a gezeigt, ist eine Schachtbohrung 1000 in einer unterirdischen Formation 1002 angeordnet und umfaßt eine erste Verschalung 1004 und eine zweite Verscha lung 1006.

Die erste Verschalung 1004 umfaßt bevorzugt eine rohrförmige Auskleidung 1008 und einen Zementring 1010. Die zweite Ver schalung 1006 umfaßt bevorzugt eine rohrförmige Auskleidung 1012 und einen Zementring 1014. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform wird die zweite Verschalung 1006 gebildet durch Aufweiten eines rohrförmigen Elements im wesentlichen so wie vorstehend unter Bezug auf Fig. 1 bis 9c oder nachfolgend un ter Bezug auf Fig. 11a bis 11f erläutert.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform überlappt ein oberer Abschnitt der rohrförmigen Auskleidung 1012 den unteren Abschnitt der rohrförmigen Auskleidung 1008. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Außen seite des oberen Abschnitts der rohrförmigen Auskleidung 1012 ein oder mehrere Dichtungselemente 1016 zum Bereitstellen ei ner Fluiddichtung zwischen den rohrförmigen Auskleidungen 1008 und 1012.

Um eine Rückbindungsauskleidung zu erzeugen, welche sich aus gehend von der Überlappung zwischen den ersten und zweiten Verschalungen 1004 und 1006 erstreckt, ist, wie in Fig. 10b gezeigt, eine Vorrichtung 1100 bevorzugt vorgesehen, die ei nen aufweitbaren Dorn bzw. einen Molch 1105, ein rohrförmiges Element 1110, einen Schuh 1115, eine oder mehrere Becherdich tungen 1120, einen Fluiddurchlaß 1130, einen Fluiddurchlaß 1135, einen oder mehrere Fluiddurchlässe 1140, Dichtungen 1145 und ein Tragelement 1150 umfaßt.

Der aufweitbare Dorn bzw. der Molch 1105 ist mit dem Tragele ment 1150 verbunden und durch dieses abgestützt. Der aufweit bare Dorn 1105 ist bevorzugt dazu ausgelegt, in radialer Richtung gesteuert aufzuweiten. Der aufweitbare Dorn 1105 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell er hältlichen aufweitbaren Dornen umfassen, modifiziert in Über einstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung. Ge mäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der aufweitbare Dorn 1105 ein hydraulisches Aufweitungswerkzeug, welches im wesentlichen in der US-A-5 348 095 offenbart ist, deren Of fenbarungsgehalt hiermit unter Bezugnahme zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung erklärt wird.

Das rohrförmige Element 1110 ist mit dem aufweitbaren Dorn 1105 verbunden und durch diesen abgestützt. Das rohrförmige Element 1105 wird in der radialen Richtung aufgeweitet und von dem aufweitbaren Dorn 1105 weggepreßt. Das rohrförmige Element 1110 kann aus einer beliebigen Anzahl von Materialien hergestellt sein, wie etwa beispielsweise aus Oilfield Coun try Tubular Goods, Chrom-13-Rohren oder Kunststoffrohren. Ge mäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das rohrförmige Element 1110 aus Oilfield Country Tubular Goods hergestellt.

Die Innen- und Außendurchmesser des rohrförmigen Elements 1110 können beispielsweise von ungefähr 0,75 bis 47 Inch bzw. 1,05 bis 48 Inch reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform reichen die Innen- und Außendurchmesser des rohr förmigen Elements 1110 von etwa 3 bis 15,5 Inch bzw. 3,5 bis 16 Inch, um in optimaler Weise eine Überdeckung bzw. Abdec kung für typische Ölfeldverschalungsgrößen bereitzustellen. Das rohrförmige Element 1110 umfaßt bevorzugt ein massives Element.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der obere Endab schnitt des rohrförmigen Elements 1110 geschlitzt, perforiert oder anderweitig modifiziert, um den Dorn 1105 einzufangen oder abzubremsen, wenn er das Aufweiten des rohrförmigen Ele ments 1110 beendet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Länge des rohrförmigen Elements 1110 begrenzt, um die Möglichkeit einer Knickverformung zu minimieren. Für typische Materialien des rohrförmigen Elements 1110 ist die Länge des rohrförmigen Elements 1110 bevorzugt begrenzt auf zwischen etwa 40 bis 20.000 Fuß Länge.

Der Schuh 1115 ist mit dem aufweitbaren Dorn 1105 und dem rohrförmigen Element 1110 verbunden. Der Schuh 1115 umfaßt den Fluiddurchlaß 1135. Der Schuh 1115 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Schuhen umfassen, wie etwa beispielsweise einen Super-Seal-II- Schwimmschuh, einen Super-Seal-II-Down-Jet-Schwimmschuh oder einen Führungsschuh mit einer Dichtungsbuchse für einen Ver riegelungsstopfen, modifiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Schuh 1115 einen Aluminium-Down- Jet-Führungsschuh mit einer Dichtungsbuchse für einen Verrie gelungsstopfen mit seitlichen Öffnungen, die von der Auslaß strömungsöffnung strahlenförmig nach außen weg verlaufen, er hältlich von Halliburton Energy Services in Dallas, Texas, modifiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegen den Offenbarung, um in optimaler Weise das Führungselement 1100 zu der Überlappung zwischen dem rohrförmigen Element 1100 und der Verschalung 1012 zu führen, wird das Innere des rohrförmigen Elements 1100 optimal fluidmäßig isoliert, nach dem der Verriegelungsstopfen positioniert wurde, und es wird optimal ein Ausbohren des Schuhs 1115 nach Beendigung der Aufweitungs- und Zementierungsvorgänge ermöglicht.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Schuh 1115 eine oder mehrere seitliche Auslaßöffnungen 1140 in Fluidver bindung mit dem Fluiddurchlaß 1135. Auf diese 99999 00070 552 001000280000000200012000285919988800040 0002010028015 00004 99880 Weise spritzt der Schuh 1115 aushärtbares Fluiddichtungsmaterial in den Be reich außerhalb des Schuhs 1115 und des rohrförmigen Elements 1110. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Schuh 1115 einen oder mehrere Fluiddurchlässe 1140 jeweils mit einer Einlaßgeometrie, die geeignet ist, einen Anker und/oder ein Kugeldichtungselement aufzunehmen. Auf diese Weise können die Fluiddurchlässe 1140 abgedichtet werden durch Einführen eines Stopfens, Ankers und/oder von Kugel dichtungselementen in den Fluiddurchlaß 1130.

Die Becherdichtung 1120 ist mit dem Tragelement 1150 verbun den und durch dieses abgestützt. Die Becherdichtung 1120 ver hindert, daß Fremdmaterialien in den inneren Bereich des rohrförmigen Elements 1110 benachbart zu dem aufweitbaren Dorn 1105 eindringen. Die Becherdichtung 1120 kann eine be liebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Becherdichtungen umfassen, wie etwa beispielsweise TP-Becher oder Selective-Injection-Packer(SIP)-Becher, modifiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Becher dichtung 1120 einen SIP-Becher, erhältlich von Halliburton Energy Services in Dallas, Texas, um in optimaler Weise eine Barriere für Schmutz bereitzustellen und einen Schmiermittel körper aufzunehmen.

Der Fluiddurchlaß 1130 erlaubt es, daß Fluidmaterialien zum Innern des rohrförmigen Elements 1100 unterhalb des aufweit baren Dorns 1105 und von diesem weg transportiert werden. Der Fluiddurchlaß 1130 ist mit dem Tragelement 1150 und dem auf weitbaren Dorn 1105 verbunden und in diesen angeordnet. Der Fluiddurchlaß 1130 erstreckt sich bevorzugt ausgehend von ei ner Position benachbart zu der Oberfläche des Bodens des auf weitbaren Dorns 1105. Der Fluiddurchlaß 1130 ist bevorzugt entlang einer Mittenlinie der Vorrichtung 1100 positioniert. Der Fluiddurchlaß 1130 ist bevorzugt so gewählt, daß er Mate rialien, wie etwa Zement, Bohrschlamm oder Epoxidharze mit Durchsätzen und Drücken fördert, die von etwa 0 bis 3.000 Gallonen/Minute bzw. 0 bis 9.000 psi reichen, um in optimaler Weise ausreichende Betriebsdrücke bereitzustellen, um Fluide mit betriebsmäßig wirksamen Geschwindigkeiten umzuwälzen.

Der Fluiddurchlaß 1135 erlaubt es, daß Fluidmaterialien von dem Fluiddurchlaß 1130 zum Innern des rohrförmigen Elements 1110 unterhalb des Dorns 1105 transportiert werden.

Die Fluiddurchlässe 1140 erlauben es, daß Fluidmaterialien zu dem Bereich außerhalb des rohrförmigen Elements 1110 und des Schuhs 1115 und von diesem weg transportiert werden. Die Flu iddurchlässe 1140 sind mit dem Schuh 1115 verbunden und in nerhalb desselben angeordnet in Fluidverbindung mit dem inne ren Bereich des rohrförmigen Elements 1110 unter dem aufweit baren Dorn 1105. Die Fluiddurchlässe weisen bevorzugt eine Querschnittsform auf, die es einem Stopfen oder einer ähnli chen Einrichtung erlaubt, in den Fluiddurchlässen 1140 pla ziert zu werden, um dadurch einen weiteren Hindurchtritt von Fluidmaterialien zu blockieren. Auf diese Weise kann der in nere Bereich des rohrförmigen Elements 1110 unterhalb des aufweitbaren Dorns 1105 fluidmäßig von dem Bereich außerhalb des rohrförmigen Elements 1110 isoliert werden. Dies erlaubt es, daß der innere Bereich des rohrförmigen Elements 1110 un terhalb des aufweitbaren Dorns 1105 unter Druck gesetzt wird.

Die Fluiddurchlässe 1140 sind bevorzugt entlang der Periphe rie des Schuhs 1115 angeordnet. Die Fluiddurchlässe 1140 sind bevorzugt gewählt, um Materialien, wie etwa Zement, Bohr schlamm oder Epoxidharze mit Durchsätzen und Drücken zu för dern, die von etwa 0 bis 3.000 Gallonen/Minute bzw. 0 bis 9.000 psi reichen, um in optimaler Weise den ringförmigen Be reich zwischen dem rohrförmigen Element 1110 und der rohrför migen Auskleidung 1008 mit Fluidmaterialien zu füllen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Fluiddurchläs se 1140 eine Einlaßgeometrie, die geeignet ist, einen Anker und/oder ein Kugeldichtungselement aufzunehmen. Auf diese Weise können die Fluiddurchlässe 1140 abgedichtet werden, in dem ein Stopfen, Anker und/oder Kugeldichtungselemente in den Fluiddurchlaß 1130 eingeführt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Vorrichtung 1100 mehrere Fluid durchlässe 1140.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform umfaßt die Basis des Schuhs 1115 einen einzigen Einlaßdurchlaß, der mit den Fluid durchlässen 1140 verbunden und dazu ausgelegt ist, einen Stopfen oder eine ähnliche Einrichtung aufzunehmen, damit der innere Bereich des rohrförmigen Elements 1012 fluidmäßig vom Äußeren des rohrförmigen Elements 1110 isoliert werden kann.

Die Dichtungen 1145 sind mit dem unteren Endabschnitt des rohrförmigen Elements 1110 verbunden und durch diesen abge stützt. Die Dichtungen 1145 sind außerdem auf einer Außensei te des unteren Endabschnitts des rohrförmigen Elements 1110 angeordnet. Die Dichtungen 1145 erlauben es, daß die Überlap pungsverbindung zwischen dem oberen Endabschnitt der Verscha lung 1012 und dem unteren Endabschnitt des rohrförmigen Ele ments 1110 fluidmäßig abgedichtet wird.

Die Dichtungen 1145 können eine beliebige Anzahl von herkömm lichen, kommerziell erhältlichen Dichtungen umfassen, wie et wa beispielsweise Blei-, Gummi-, Teflon- oder Epoxidharzdich tungen, modifiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfassen die Dichtungen 1145 Dichtungen, die aus Stratalock-Epoxidharz geformt sind, das erhältlich ist von Halliburton Energy Services in Dallas, Texas, um in optimaler Weise eine Hydraulikdichtung in der Überlappungsverbindung bereitzustellen, und um in optimaler Weise Lasttragefähigkeit bereitzustellen, um den Bereich typischer Spannungs- und Drucklasten widerstehen zu können.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Dichtungen 1145 gewählt, um in optimaler Weise eine ausreichende Rei bungskraft zum Abstützen des aufgeweiteten rohrförmigen Ele ments 1110 von der rohrförmigen Auskleidung 1108 bereitzu stellen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht die Reibungskraft, welche durch die Dichtungen 1145 bereitge stellt wird, von etwa 1.000 bis 1.000.000 lbf bezüglich Span nung und Druck, um in optimaler Weise das aufgeweitete rohr förmige Element 1110 abzustützen.

Das Tragelement 1150 ist mit dem aufweitbaren Dorn 1105, dem rohrförmigen Element 1110, dem Schuh 1115 und der Dichtung 1120 verbunden. Das Tragelement 1150 umfaßt bevorzugt ein ringförmiges Element ausreichender Festigkeit, um die Vor richtung 1100 in die Brunnenbohrung 1000 hinein zu überfüh ren. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Trag element 1150 außerdem einen oder mehrere herkömmliche Zen trierer (nicht gezeigt), um die Stabilisierung des rohrförmi gen Elements zu unterstützen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Schmiermit telmenge 1150 in dem ringförmigen Bereich über dem aufweitba ren Dorn 1105 im Innern des rohrförmigen Elements 1110 vorge sehen. Auf diese Weise wird das Pressen des rohrförmigen Ele ments 1110 weg von dem aufweitbaren Dorn 1105 erleichtert. Das Schmiermittel kann eine beliebige Anzahl von herkömmli chen, kommerziell erhältlichen Schmiermitteln umfassen, wie etwa beispielsweise Lubriplate, auf Chlor basierende Schmier mittel oder Climax 1500 Antiseize (3100). Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform umfaßt das Schmiermittel 1150 Climax 1500 Antiseize (3100), erhältlich von Climax Lubricants and Equipment Co. in Houston, Texas, um in optimaler Weise eine Schmierung für den Aufweitungsprozeß bereitzustellen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Tragelement 1150 vor seinem Anbau an die restlichen Teile der Vorrichtung 1100 sorgfältig gereinigt. Auf diese Weise wird das Einführen von Fremdmaterial in die Vorrichtung 1100 minimiert. Dies mi nimiert die Möglichkeit, daß das Fremdmaterial die verschie denen Strömungsdurchlässe und Ventile der Vorrichtung 1100 zusetzt bzw. verstopft, und es wird sichergestellt, daß kein Fremdmaterial während des Aufweitungsprozesses in störenden Eingriff mit dem Aufweitungsdorn 1105 gelangt.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Vorrichtung 1100 ein Dichtstück 1155, der mit dem Bodenab schnitt des Schuhs 1115 zum fluidmäßigen Isolieren des Be reichs der Schachtbohrung 1000 unter der Vorrichtung 1100 verbunden ist. Auf diese Weise werden Fluidmaterialien daran gehindert, in dem Bereich der Schachtbohrung 1000 unter der Vorrichtung 1100 einzudringen. Das Dichtstück 1155 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Dichtstücken umfassen, wie etwa beispielsweise EZ-Drill- Packer, EZ-SV-Packer oder ausbohrbare Zementhalter. Gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Dichtstück einen EZ-Drill-Packer, erhältlich von Halliburton Energy Services in Dallas, Texas. Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann eine Gel-Pille hoher Festigkeit unter der Rückbindung anstelle des Dichtstücks 1155 angeordnet werden. Gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform kann das Dichtstück 1155 weggelassen sein.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden vor oder nach dem Positionieren der Vorrichtung 1100 innerhalb der Schacht bohrung 1000 mehrere Schachtbohrungsvolumina umgewälzt, um sicherzustellen, daß keinerlei Fremdmaterialien in der Schachtbohrung vorhanden sind, die die verschiedenen Strö mungsdurchlässe und Ventile der Vorrichtung 1100 verstopfen könnten, und um sicherzustellen, daß kein Fremdmaterial mit dem Betrieb des Aufweitungsdorns 1105 in störenden Eingriff gelangt.

Wie in Fig. 10c gezeigt, wird ein aushärtbares Fluiddich tungsmaterial 1160 daraufhin von einer Oberflächenstelle in den Fluiddurchlaß 1130 gepumpt. Das Material 1160 gelangt daraufhin von dem Fluiddurchlaß 1130 in den inneren Bereich des rohrförmigen Elements 1110 unterhalb des aufweitbaren Dorns 1105. Das Material 1160 gelangt daraufhin von dem inne ren Bereich des rohrförmigen Elements 1110 in die Fluiddurch lässe 1140. Das Material 1160 verläßt daraufhin die Vorrich tung 1100 und füllt den ringförmigen Bereich zwischen dem äu ßeren des rohrförmigen Elements 1110 und der Innenwandung der rohrförmigen Auskleidung 1108. Fortgesetztes Pumpen des Mate rials 1160 veranlaßt das Material 1160 dazu, zumindest einen Teil des ringförmigen Bereichs aufzufüllen.

Das Material 1160 kann in den ringförmigen Bereich mit Drüc ken und Durchsätzen gepumpt werden, die beispielsweise von etwa 0 bis 5.000 psi bzw. 0 bis 1.500 Gallonen/Minute rei chen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Mate rial 1160 in den ringförmigen Bereich mit Drücken und Durch sätzen gepumpt, die speziell für die verlegten Verschalungs größen, die zu füllenden ringförmigen Räume und die verfügba re Pumpeinrichtung ausgelegt sind, sowie für die Eigenschaf ten des gepumpten Fluids. Die optimalen Durchlässe und Drücke werden bevorzugt unter Verwenden empirischer Methoden berech net.

Das aushärtbare Fluiddichtungsmaterial 1160 kann eine belie bige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen aus härtbaren Fluiddichtungsmaterialien umfassen, wie etwa bei spielsweise Schlackengemisch, Zement oder Epoxidharz. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das aushärtbare Flu iddichtungsmaterial 1160 gemischte Zemente, die speziell aus gelegt sind für Schachtabschnitte, die rückgebunden werden, erhältlich von Halliburton Energy Services in Dallas, Texas, um in optimaler Weise eine geeignete Abstützung für das rohr förmige Element 1110 bereitzustellen, während optimale Strö mungseigenschaften aufrechterhalten werden, um Betriebs schwierigkeiten während der Verschiebung des Zements in dem ringförmigen Bereich zu minimieren. Die optimale Mischung der gemischten Zemente wird bevorzugt ermittelt unter Verwendung herkömmlicher empirischer Methoden.

Der ringförmige Bereich kann mit Material 1160 in ausreichen den Mengen gefüllt werden, um sicherzustellen, daß bei radia ler Aufweitung des rohrförmigen Elements 1110 der ringförmige Bereich mit Material 1160 gefüllt wird.

Sobald der ringförmige Bereich in angemessener Weise mit Ma terial 1160 gefüllt wird, werden, wie in Fig. 10d gezeigt, ein oder mehrere Stopfen 1165 oder ähnliche Einrichtungen be vorzugt in die Fluiddurchlässe 1140 eingeführt, um dadurch den inneren Bereich des rohrförmigen Elements 1110 vom ring förmigen Bereich außerhalb des rohrförmigen Elements fluidmä ßig zu isolieren. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird ein nicht aushärtbares Fluidmaterial 1161 daraufhin in den inneren Bereich des rohrförmigen Elements 1110 unterhalb des Dorns 1105 gebohrt, wodurch der innere Bereich unter Druck gesetzt wird. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausfüh rungsform werden ein oder mehrere Stopfen 1165 oder andere ähnliche Einrichtungen in den Fluiddurchlaß 1140 zusammen mit der Einführung des nicht aushärtbaren Fluidmaterials einge führt. Auf diese Weise wird die Menge an aushärtbarem Fluid material im Innern des rohrförmigen Elements 1110 minimiert.

Sobald der innere Bereich ausreichend unter Druck gesetzt ist, wird, wie in Fig. 10e gezeigt, das rohrförmige Element 1110 von dem aufweitbaren Dorn 1105 weggepreßt. Während des Aufweitungsprozesses wird der aufweitbare Dorn 1105 aus dem aufgeweiteten Abschnitt des rohrförmigen Elements 1110 he rausgehoben.

Die Stopfen 1165 werden bevorzugt in den Fluiddurchlässen 1140 durch Einführen der Stopfen 1165 in den Fluiddurchlaß 1130 an einer Oberflächenstelle in herkömmlicher Weise pla ziert. Die Stopfen 1165 können eine beliebige Anzahl von her kömmlichen, kommerziell erhältlichen Einrichtungen zum Zuset zen bzw. Verstopfen eines Fluiddurchlasses umfassen, wie etwa beispielsweise Messingkugeln, Stopfen, Gummikugeln oder An ker, modifiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vor liegenden Offenbarung.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Stopfen 1165 Gummistopfen niedriger Dichte. Gemäß einer alternativen Ausführungsform umfassen die Stopfen 1165 für einen Schuh 1105 mit gemeinsamem zentralen Einlaßdurchlaß einen einzigen Verriegelungsanker.

Nach Plazierung der Stopfen 1165 in den Fluiddurchlässen 1140 wird bevorzugt ein nicht aushärtbares Fluidmaterial 1161 in den inneren Bereich des rohrförmigen Elements 1110 unterhalb des Dorns 1105 mit Drücken und Durchsätzen gepumpt, die von ungefähr 500 bis 9.000 psi bzw. 40 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird nach Plazierung der Stopfen 1165 in den Fluiddurchlässen 1140 das nicht aus härtbare Fluidmaterial 1161 bevorzugt in den inneren Bereich des rohrförmigen Elements 1110 unterhalb des Dorns 1105 mit Drücken und Durchsätzen gepumpt, die von ungefähr 1.200 bis 8.500 psi bzw. 40 bis 1.250 Gallonen/Minute reichen, um in optimaler Weise eine Aufweitung typischer Rohre bereitzustel len.

Für typische rohrförmige Elemente 1110 beginnt das Pressen des rohrförmigen Elements 1110 weg von dem aufweitbaren Dorn 1105 dann, wenn der Druck des inneren Bereichs des rohrförmi gen Elements 1110 unter dem Dorn 1105 beispielsweise ungefähr 1.200 bis 8.500 psi erreicht. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform beginnt das Pressen des rohrförmigen Elements 1110 weg von dem aufweitbaren Dorn 1105 dann, wenn der Druck des inneren Bereichs des rohrförmigen Elements 1110 unter dem Dorn 1105 ungefähr 1.200 bis 8.500 psi erreicht.

Während des Wegpreßprozesses kann der aufweitbare Dorn 1105 aus dem aufgeweiteten Abschnitt des rohrförmigen Elements 1110 mit Geschwindigkeiten herausgezogen werden, die bei spielsweise von etwa 0 bis 5 Fuß/s reichen. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform wird während des Wegpreßprozesses der aufweitbare Dorn 1105 aus dem aufgeweiteten Abschnitt des rohrförmigen Elements 1110 mit Geschwindigkeiten herausgeho ben, die von etwa 0 bis 2 Fuß/s reichen, um in optimaler Wei se eine Einstellung der Betriebsparameter bereitzustellen, und um in optimaler Weise sicherzustellen, daß der Wegpreß prozeß bzw. Aufweitungsprozeß beendet ist, bevor das Material 1160 aushärtet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist zumindest ein Teil 1180 des rohrförmigen Elements 1110 einen Innendurchmes ser kleiner als der Außendurchmesser des Dorns 1105 auf. Auf diese Weise weitet der Dorn 1105 den Abschnitt bzw. Teil 1180 des rohrförmigen Elements 1110 auf und zumindest ein Teil des aufgeweiteten Abschnitts 1180 bewirkt eine Abdichtung mit zu mindest der Schachtbohrungs-Verschalung 1012. Gemäß einer be sonders bevorzugten Ausführungsform wird die Dichtung bewirkt durch Zusammendrücken der Dichtungen 1016 zwischen dem aufge weiteten Abschnitt 1180 und der Schachtbohrungs-Verschalung 1012. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der Kon taktdruck der Verbindung zwischen dem aufgeweiteten Abschnitt 1180 des rohrförmigen Elements 1110 und der Verschalung 1012 von etwa 500 bis 10.000 psi, um in optimaler Weise einen Druck bereitzustellen, um die Dichtungselemente 1145 zu akti vieren, und um einen optimalen Widerstand bereitzustellen, um sicherzustellen, daß die Verbindung typischen Extremwerten der Spannungs- und Drucklasten zu widerstehen vermag.

Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform weist im wesentlichen die gesamte Länge des rohrförmigen Elements 1110 einen Innendurchmesser kleiner als der Außendurchmesser des Dorns 1105 auf. Auf diese Weise führt das Aufweiten des rohr förmigen Elements 1110 durch den Dorn 1105 zu einem Kontakt zwischen im wesentlichen den gesamten aufgeweiteten rohrför migen Element 1110 und der existierenden Verschalung 1008. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der Kontakt druck der Verbindung zwischen dem aufgeweiteten rohrförmigen Element 1110 und den Verschalungen 1008 und 1012 von etwa 500 bis 10.000 psi, um in optimaler Weise einen Druck bereitzu stellen, zum Aktivieren der Dichtungselemente 1145 und zum Bereitstellen eines optimalen Widerstands, um sicherstellen, daß die Verbindung typischen Extremwerten der Spannungs- und Drucklasten zu widerstehen vermag.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden der Betriebs druck und der Durchsatz des Materials 1161 in gesteuerter Weise stufenweise erniedrigt, wenn der aufweitbare Dorn 1105 den oberen Endabschnitt des rohrförmigen Elements 1110 er reicht. Auf diese Weise kann die plötzliche Druckfreigabe, verursacht durch ein vollständiges Pressen des rohrförmigen Elements 1110 weg von dem aufweitbaren Dorn 1105 minimiert werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Be triebsdruck des Fluidmaterials 1161 in im wesentlichen linea rer Weise verringert von 100% auf etwa 10% während des Endes des Wegpreß- bzw. Aufweitungsprozesses, der beginnt, wenn der Dorn 1105 ungefähr den gesamten Prozeß beendet hat, bis auf etwa 5 Fuß des Aufweitungsprozesses.

Alternativ oder in Kombination ist ein Stoßabsorber in dem Tragelement 1150 vorgesehen, um den Stoß zu absorbieren, der durch die plötzliche Freisetzung des Drucks verursacht wird.

Alternativ oder in Kombination ist eine Dorneinfangstruktur im oberen Endabschnitt des rohrförmigen Elements 1110 vorge sehen, um den Dorn 1105 einzufangen oder zumindest zu verzö gern bzw. abzubremsen.

Sobald der Wegpreß- bzw. Aufweitungsprozeß beendet ist, wird, unter Bezug auf Fig. 10f der aufweitbare Dorn 1105 aus der Schachtbohrung 1000 entfernt. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform wird entweder vor oder nach Entfernung des aufweit baren Dorns 1105 die Unversehrtheit der Fluiddichtung der Verbindung zwischen dem oberen Abschnitt des rohrförmigen Elements 1110 und dem oberen Abschnitt der rohrförmigen Aus kleidung 1108 unter Verwendung herkömmlicher Methoden gete stet. Wenn die Fluiddichtung der Verbindung zwischen dem obe ren Abschnitt des rohrförmigen Elements 1110 und dem oberen Abschnitt der rohrförmigen Auskleidung 1008 zufriedenstellend ist, wird der nicht ausgehärtete Teil des Materials 1160 in nerhalb des aufgeweiteten rohrförmigen Elements 1110 in her kömmlicher Weise entfernt. Das Material 1160 innerhalb des ringförmigen Bereichs zwischen dem rohrförmigen Element 1110 und der rohrförmigen Auskleidung 1080 wird darauf aushärten gelassen.

Wie in Fig. 10f gezeigt, wird daraufhin bevorzugt jegliches Verbleiben des ausgehärteten Materials 1160 im Innern des aufgeweiteten rohrförmigen Elements 1110 in herkömmlicher Weise eines herkömmlichen Bohrgestänges entfernt. Die resul tierende Rückbindungsauskleidung der Verschalung 1170 umfaßt das aufgeweitete rohrförmige Element 1110 und eine äußere ringförmige Schicht 1175 aus ausgehärtetem Material 1160.

Wie in Fig. 10g gezeigt, wird daraufhin der verbleibende Bo denabschnitt der Vorrichtung 1100, umfassend den Schuh 1115 und das Dichtstück 1155 daraufhin bevorzugt durch Ausbohren des Schuhs 1115 und des Dichtstücks 1155 unter Verwendung herkömmlicher Bohrverfahren entfernt.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die Vorrichtung 1100 die Vorrichtung 900.

Unter Bezug auf Fig. 11a bis 11f wird nunmehr eine Ausfüh rungsform einer Vorrichtung und eines Verfahrens zum Aufhän gen einer rohrförmigen Auskleidung weg von einer existieren den Schachtbohrungs-Verschalung erläutert. Wie in Fig. 11a gezeigt, ist eine Schachtbohrung 1200 in einer unterirdischen Formation 1205 angeordnet. Die Schachtbohrung 1200 umfaßt ei nen existierenden verschalten Abschnitt 1210 mit einer rohr förmigen Auskleidung 1215 und einer ringförmigen äußeren Ze mentschicht 1220.

Um die Schachtbohrung 1200 in die unterirdische Formation 1205 vorzutreiben, wird ein Bohrgestänge 1225 in herkömmli cher Weise verwendet, um Material aus der unterirdischen For mation 1205 auszubohren, um einen neuen Abschnitt 1230 zu bilden.

Wie in Fig. 11b gezeigt, wird daraufhin eine Vorrichtung 1300 zum Bilden einer Schachtbohrungs-Verschalung in einer unter irdischen Formation in dem neuen Abschnitt 1230 der Schacht bohrung 100 positioniert. Die Vorrichtung 1300 umfaßt bevor zugt einen aufweitbaren Dorn bzw. einen Molch 1305, ein rohr förmiges Element 1310, einen Schuh 1315, einen Fluiddurchlaß 1320, einen Fluiddurchlaß 1330, einen Fluiddurchlaß 1335, Dichtungen 1340, ein Tragelement 1345 und einen Wischerstop fen 1350.

Der aufweitbare Dorn 1305 ist mit dem Tragelement 1345 ver bunden und durch dieses abgestützt. Der aufweitbare Dorn 1305 ist bevorzugt dazu ausgelegt, in radialer Richtung gesteuert aufzuweiten. Der aufweitbare Dorn 1305 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen aufweitba ren Dornen umfassen, modifiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der aufweitbare Dorn 1305 ein hydrau lisches Aufweitungswerkzeug, wie im wesentlichen in der US-A- 5 348 095 offenbart, deren Offenbarungsgehalt hiermit unter Bezugnahme zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung erklärt wird, modifiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vor liegenden Offenbarung.

Das rohrförmige Element 1310 ist mit dem aufweitbaren Dorn 1305 verbunden und durch diesen abgestützt. Das rohrförmige Element 1310 wird bevorzugt in radialer Richtung aufgeweitet und von dem aufweitbaren Dorn 1305 weggepreßt. Das rohrförmi ge Element 1310 kann aus einer beliebigen Anzahl von Materia lien hergestellt sein, beispielsweise aus Oilfield Country Tubular Goods (OCTG), aus Chrom-13-Stahlrohren/Verschalungen oder aus einer Kunststoffverschalung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das rohrförmige Element 1310 aus OCTG hergestellt. Die Innen- und Außendurchmesser des rohrförmigen Elements 1310 können beispielsweise von ungefähr 0,75 bis 47 Inch bzw. 1,05 bis 48 Inch reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reichen die Innen- und Außendurchmesser des rohrförmigen Elements 1310 von etwa 3 bis 15,5 Inch bzw. 3,5 bis 16 Inch, um in optimaler Weise eine minimale Tele skop(ier)wirkung in den meisten üblicherweise angetroffenen Schachtbohrungsgrößen bereitzustellen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das rohrförmi ge Element 1310 einen oberen Teil bzw. Abschnitt 1355, einen Zwischenabschnitt 1360 und einen unteren Abschnitt 1365. Ge mäß einer bevorzugten Ausführungsform reichen die Wandungs dicke und der Außendurchmesser des oberen Abschnitts 1355 des rohrförmigen Elements 1310 von etwa 3/8 bis 1 1/2 Inch bzw. 3 1/2 bis 16 Inch. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform rei chen die Wandungsdicke und der Außendurchmesser des Zwischen abschnitts 1316 des rohrförmigen Elements 1310 von etwa 0,625 bis 0,75 Inch bzw. 3 bis 19 Inch. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reichen die Wanddicke und der Außendurchmes ser des unteren Abschnitts 1365 des rohrförmigen Elements 1310 von etwa 3/8 bis 1,5 Inch bzw. 3,5 bis 16 Inch.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Au ßendurchmesser des unteren Abschnitts 1365 des rohrförmigen Elements 1310 deutlich kleiner als die Außendurchmesser der oberen und Zwischenabschnitte 1355 und 1360 des rohrförmigen Elements 1310, um die Bildung einer konzentrischen und über lappenden Anordnung von Schachtbohrungs-Verschalungen zu op timieren. Auf diese Weise und wie nachfolgend in bezug auf Fig. 12 und 13 erläutert, wird in optimaler Weise ein Schachtkopfsystem bereitgestellt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Bildung des Schachtkopfsystems nicht die Verwendung eines aushärtbaren Fluidmaterials.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Wandungsdicke des Zwischenabschnitts 1360 des rohrförmigen Elements 1310 kleiner oder gleich der Wanddicke der oberen und unteren Abschnitt 1355 und 1365 des rohrförmigen Elements 1310, um in optimaler Weise die Einleitung des Aufweitungs prozesses zu erläutern, und um in optimaler Weise das Plazie ren der Vorrichtung in Bereichen der Schachtbohrung mit ge ringen Freiräumen zu ermöglichen.

Das rohrförmige Element 1310 umfaßt bevorzugt ein massives Element. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der obe re Endabschnitt 1355 des rohrförmigen Elements 1310 ge schlitzt, perforiert oder anderweitig modifiziert, um den Dorn 1315 abzufangen bzw. abzubremsen, wenn er die Aufweitung des rohrförmigen Elements 1310 beendet. Gemäß einer bevorzug ten Ausführungsform ist die Länge des rohrförmigen Elements 1310 begrenzt, um die Möglichkeit einer Knickverformung zu minimieren. Für typische Materialien des rohrförmigen Ele ments 1310 ist die Länge des rohrförmigen Elements 1310 be vorzugt begrenzt auf zwischen etwa 40 und 20.000 Fuß Länge.

Der Schuh 1315 ist mit dem rohrförmigen Element 1310 verbun den. Der Schuh 1315 umfaßt bevorzugt Fluiddurchlässe 1330 und 1335. Der Schuh 1315 kann eine beliebige Anzahl von herkömm lichen, kommerziell erhältlichen Schuhen umfassen, wie etwa beispielsweise einen Super-Seal-II-Schwimmschuh, einen Super- Seal-II-Down-Jet-Schwimmschuh oder einen Führungsschuh mit einer Dichtungsbuchse für einen Verriegelungsstopfen, modifi ziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Of fenbarung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Schuh 1315 einen Aluminium-Down-Jet-Führungsschuh mit einer Dichtungsbuchse für einen Verriegelungsstopfen, erhältlich von Halliburton Energy Services in Dallas, Texas, modifiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenba rung, um in optimaler Weise das rohrförmige Element 1310 in die Schachtbohrung 1200 zu führen, um in optimaler Weise das Innere des rohrförmigen Elements 1310 fluidmäßig zu isolie ren, und um in optimaler Weise ein vollständiges Ausbohren des Schuhs 1315 bei Beendigung der Aufweitungs- bzw. Wegpreß- und Zementierungsvorgänge zu ermöglichen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Schuh 1315 außerdem eine oder mehrere seitliche Auslaßöffnungen in Flu idverbindung mit dem Fluiddurchlaß 1330. Auf diese Weise spritzt der Schuh 1315 bevorzugt aushärtbares Fluiddichtungs material in dem Bereich außerhalb des Schuhs 1315 und des rohrförmigen Elements 1310 ein. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform umfaßt der Schuh 1315 einen Fluiddurchlaß 1330 mit einer Einlaßgeometrie, die ein Fluiddichtungsmaterial aufzunehmen vermag. Auf diese Weise kann der Fluiddurchlaß 1330 durch Einführen eines Stopfens, Ankers und/oder von Ku geldichtungselementen in den Fluiddurchlaß 1330 abgedichtet bzw. versperrt werden.

Der Fluiddurchlaß 1320 ermöglicht es, daß Fluidmaterialien zum inneren Bereich des rohrförmigen Elements 1310 und von diesem weg unterhalb des aufweitbaren Dorns 1305 transpor tiert werden. Der Fluiddurchlaß 1320 ist mit dem Tragelement 1345 und dem aufweitbaren Dorn 1305 verbunden und innerhalb desselben positioniert. Der Fluiddurchlaß 1320 erstreckt sich bevorzugt ausgehend von einer Position benachbart zur Ober fläche zu dem Boden des aufweitbaren Dorns 1305. Der Fluid durchlaß 1320 ist bevorzugt entlang einer Mittenlinie der Vorrichtung 1300 positioniert. Der Fluiddurchlaß 1320 ist be vorzugt gewählt, Materialien, wie etwa Zement, Bohrschlamm oder Epoxidharze, mit Durchsätzen und Drücken zu fördern, die von etwa 0 bis 3.000 Gallonen/Minute bzw. 0 bis 9.000 psi reichen, um in optimaler Weise ausreichende Betriebsdrücke bereitzustellen, damit Fluide mit betriebsmäßig effizienten Geschwindigkeiten umgewälzt werden.

Der Fluiddurchlaß 1330 erlaubt es, daß Fluidmaterialien zum Bereich außerhalb des rohrförmigen Elements 1310 und des Schuhs 1315 sowie aus diesem wegtransportiert werden. Der Fluiddurchlaß 1330 ist mit dem Schuh 1315 verbunden und in nerhalb desselben positioniert in Fluidverbindung mit dem in neren Bereich 1370 des rohrförmigen Elements 1310 unter dem aufweitbaren Dorn 1305. Der Fluiddurchlaß 1330 weist bevor zugt eine Querschnittsform auf, die es erlaubt, daß ein Stop fen oder eine ähnliche Einrichtung in den Fluiddurchlaß 1330 angeordnet werden kann, um dadurch einen weiteren Hindurch tritt von Fluidmaterialien zu blockieren. Auf diese Weise kann der innere Bereich 1370 des rohrförmigen Elements 1310 unterhalb des aufweitbaren Dorns 1305 fluidmäßig von dem Be reich außerhalb des rohrförmigen Elements 1310 isoliert wer den. Dies ermöglicht es, daß der innere Bereich 1370 des rohrförmigen Elements 1310 unterhalb des aufweitbaren Dorns 1305 unter Druck gesetzt wird. Der Fluiddurchlaß 1330 ist be vorzugt im wesentlichen entlang der Mittenlinie der Vorrich tung 1300 positioniert.

Der Fluiddurchlaß 1330 ist bevorzugt gewählt, um Materialien, wie etwa Zement, Bohrschlamm oder Epoxidharze mit Durchsätzen und Drücken zu fördern, die von etwa 0 bis 3.000 Gallo nen/Minute bzw. 0 bis 9.000 psi reichen, um in optimaler Wei se den ringförmigen Bereich zwischen dem rohrförmigen Element 1310 und dem neuen Abschnitt 1230 der Schachtbohrung 1200 mit Fluidmaterialien zu füllen. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfaßt der Fluiddurchlaß 1330 eine Einlaßgeometrie, die geeignet ist, einen Anker und/oder ein Kugeldichtungsele ment aufzunehmen. Auf diese Weise kann der Fluiddurchlaß 1330 durch Einführen eines Stopfens, Ankers und/oder von Kugel dichtungselementen in den Fluiddurchlaß 1320 abgedichtet bzw. versperrt werden.

Der Fluiddurchlaß 1335 ermöglicht es, daß Fluidmaterialien zu dem Bereich außerhalb des rohrförmigen Elements 1310 und des Schuhs 1315 und von diesem weg transportiert werden. Der Flu iddurchlaß 1335 ist mit dem Schuh 1315 verbunden und inner halb desselben positioniert in Fluidverbindung mit dem Fluid durchlaß 1330. Der Fluiddurchlaß 1335 ist bevorzugt im we sentlichen entlang der Mittenlinie der Vorrichtung 1300 posi tioniert. Der Fluiddurchlaß 1335 ist bevorzugt gewählt, um Materialien, wie etwa Zement, Bohrschlamm oder Epoxidharze, mit Durchsätzen und Drücken zu fördern, die von etwa 0 bis 3.000 Gallonen/Minute bzw. 0 bis 9.000 psi reichen, um in op timaler Weise den ringförmigen Bereich zwischen dem rohrför migen Element 1310 und dem neuen Abschnitt 1230 der Schacht bohrung 1200 mit Fluidmaterialien zu füllen.

Die Dichtungen 1340 sind mit dem oberen Endabschnitt 1355 des rohrförmigen Elements 1310 verbunden und durch diesen abge stützt. Die Dichtungen 1340 sind außerdem auf einer Außensei te des oberen Endabschnitts 1355 des rohrförmigen Elements 1310 positioniert. Die Dichtungen 1340 ermöglichen es, daß die Überlappungsverbindung zwischen dem unteren Endabschnitt der Verschalung 1215 und dem oberen Abschnitt 1355 des rohr förmigen Elements 1310 fluidmäßig abgedichtet wird. Die Dich tungen 1340 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Dichtungen umfassen, wie etwa bei spielsweise Blei-, Gummi-, Teflon- oder Epoxidharzdichtungen, modifiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegen den Offenbarung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform um fassen die Dichtungen 1340 Dichtungen, die gegossen bzw. ge formt sind aus Stratalock-Epoxidharz, erhältlich von Halli burton Energy Services in Dallas, Texas, um in optimaler Wei se eine hydraulische Dichtung in dem Ring der Überlappungs verbindung bereitzustellen, während eine optimale Lasttrage fähigkeit erzeugt wird, um typischen Spannungs- und Druckla sten widerstehen zu können.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Dichtungen 1340 gewählt, um in optimaler Weise eine ausreichende Rei bungskraft zum Abstützen des aufgeweiteten rohrförmigen Ele ments 1310 von der existierenden Verschalung 1215 bereitzu stellen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht die durch die Dichtungen 1340 bereitgestellte Reibungskraft von etwa 1.000 bis 1.000.000 lbf, um in optimaler Weise das auf geweitete rohrförmige Element 1310 abzustützen.

Das Tragelement 1345 ist mit dem aufweitbaren Dorn 1305, dem rohrförmigen Element 1310, dem Schuh 1315 und den Dichtungen 1340 verbunden. Das Tragelement 1345 umfaßt bevorzugt ein ringförmiges Element ausreichender Festigkeit, um die Vor richtung 1300 in den neuen Abschnitt 1230 der Schachtbohrung 1200 zu fördern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform um faßt das Tragelement 1345 außerdem einen oder mehrere her kömmliche Zentrierer (nicht dargestellt), um die Stabilisie rung des rohrförmigen Elements 1310 zu fördern.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Tragelement 1345 sorgfältig gereinigt, bevor es mit den restlichen Teilen der Vorrichtung 1300 zusammengebaut wird. Auf diese Weise wird das Einführen von Fremdmaterial in die Vorrichtung 1300 minimiert. Dies minimiert die Möglichkeit, daß Fremdmaterial die verschiedenen Strömungsdurchlässe und Ventile der Vor richtung 1300 verstopft, und es wird sichergestellt, daß kein Fremdmaterial mit dem Aufweitungsprozeß in störenden Eingriff gelangt.

Der Wischerstopfen 1350 ist mit dem Dorn 1305 im inneren Be reich 1370 des rohrförmigen Elements 1310 verbunden. Der Wi scherstopfen 1350 umfaßt einen Fluiddurchlaß 1375, der mit dem Fluiddurchlaß 1320 verbunden ist. Der Wischerstopfen 1350 kann einen oder mehrere herkömmliche, kommerziell erhältliche Wischerstopfen umfassen, wie etwa beispielsweise Multiple- Stage-Cementer-Verriegelungsstopfen, Omega-Verriegelungs stopfen oder einen Drei-Wischer-Verriegelungsstopfen, modi fiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Wischerstopfen 1350 einen Multiple-Stage-Cementer- Verriegelungsstopfen, erhältlich von Halliburton Energy Ser vices in Dallas, Texas, modifiziert in herkömmlicher Weise für eine lösbare Anbringung an dem Aufweitungsdorn 1305.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden vor oder nach dem Positionieren der Vorrichtung 1300 innerhalb des neuen Abschnitts 1230 der Schachtbohrung mehrere Schachtbohrungsvo lumina umgewälzt, um sicherzustellen, daß keinerlei Fremdma terialien innerhalb der Schachtbohrung 1200 vorliegen, wo durch die verschiedenen Strömungsdurchlässe und Ventile der Vorrichtung 1300 verstopft werden könnten, und um sicherzu stellen, daß kein Fremdmaterial in störenden Eingriff mit dem Aufweitungsprozeß gelangt.

Wie in Fig. 11c gezeigt, wird daraufhin aushärtbares Fluid dichtungsmaterial 1380 von einer Oberflächenstelle in den Fluiddurchlaß 1320 gepumpt. Das Material 1380 gelangt darauf hin vom Fluiddurchlaß 1320 durch den Fluiddurchlaß 1375 und in den inneren Bereich 1370 des rohrförmigen Elements 1310 unter dem aufweitbaren Dorn 1305. Das Material 1380 gelangt daraufhin von dem inneren Bereich 1370 in den Fluiddurchlaß 1330. Das Material 1380 verläßt daraufhin die Vorrichtung 1300 über den Fluiddurchlaß 1335 und füllt den ringförmigen Bereich 1390 zwischen dem Äußeren des rohrförmigen Elements 1310 und der Innenwandung des neuen Abschnitts 1230 der Schachtbohrung 1200. Fortgesetztes Pumpen des Materials 1380 veranlaßt das Material 1380 dazu, zumindest einen Abschnitt des rohrförmigen Bereichs 1390 aufzufüllen.

Das Material 1380 kann in den ringförmigen Bereich 1390 mit Drücken und Durchsätzen gepumpt werden, die beispielsweise von etwa 0 bis 5.000 psi bzw. 0 bis 1.500 Gallonen/Minute reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Ma terial 1380 in den ringförmigen Bereich 1390 mit Drücken und Durchsätzen gepumpt, die von etwa 0 bis 5.000 psi bzw. 0 bis 1.500 Gallonen/Minute reichen, um in optimaler Weise den ringförmigen Bereich zwischen dem rohrförmigen Element 1310 und dem neuen Abschnitt 1230 der Schachtbohrung 1200 mit dem aushärtbaren Fluiddichtungsmaterial 1380 zu füllen.

Das aushärtbare Fluiddichtungsmaterial 1380 kann eine belie bige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen aus härtbaren Fluiddichtungsmaterialien umfassen, wie etwa bei spielsweise Schlackengemisch, Zement oder Epoxidharz. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das aushärtbare Flu iddichtungsmaterial 1380 gemischte Zemente, die speziell für den zu bohrenden Schachtabschnitt ausgelegt sind, und die verfügbar sind von Halliburton Energy Services, um in optima ler Weise eine Abstützung des rohrförmigen Elements 1310 wäh rend der Verschiebung des Materials 1380 in dem ringförmigen Bereich 1390 bereitzustellen. Die optimale Mischung des Ze ments wird bevorzugt unter Verwendung herkömmlicher empiri scher Methoden ermittelt.

Der ringförmige Bereich 1390 wird bevorzugt mit dem Material 1380 in ausreichenden Mengen gefüllt, um sicherzustellen, daß bei radialer Aufweitung des rohrförmigen Elements 1310 der ringförmige Bereich 1390 des neuen Abschnitts 1230 der Schachtbohrung 1200 mit Material 1380 gefüllt wird.

Sobald der ringförmige Bereich 1390 angemessen mit Material 1380 gefüllt worden ist, wird, wie in Fig. 11d gezeigt, ein Wischeranker 1395 oder eine ähnliche Einrichtung in den Flu iddurchlaß 1320 eingeführt. Der Wischeranker 1395 wird bevor zugt durch den Fluiddurchlaß 1320 durch ein nicht aushärtba res Fluidmaterial 1381 gepumpt. Der Wischeranker 1395 gelangt daraufhin bevorzugt in Eingriff mit dem Wischerstopfen 1350.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform und wie in Fig. 11e gezeigt, veranlaßt der Eingriff des Wischerankers 1395 mit dem Wischerstopfen 1350 den Wischerstopfen 1350 dazu, von dem Dorn 1305 freizukommen bzw. abzurücken. Der Wischeranker 1395 und der Wischerstopfen 1350 werden daraufhin bevorzugt in dem Fluiddurchlaß 1330 aufgenommen, wodurch sie Fluidströmung durch den Fluiddurchlaß 1330 blockieren und den inneren Be reich 1370 des rohrförmigen Elements 1310 fluidmäßig von dem ringförmigen Bereich 1390 isolieren. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das nicht aushärtbare Fluidmaterial 1381 daraufhin in den inneren Bereich 1370 gepumpt, um den inneren Bereich 1370 unter Druck zu setzen. Sobald der innere Bereich 1370 ausreichend unter Druck gesetzt ist, wird das rohrförmi ge Element 1310 von dem aufweitbaren Dorn 1305 weggepreßt. Während des Wegpreßprozesses wird der aufweitbare Dorn 1305 aus dem aufgeweiteten Abschnitt des rohrförmigen Elements 1310 durch das Tragelement 1345 hochgehoben.

Der Wischeranker 1395 wird bevorzugt in dem Fluiddurchlaß 1320 durch Einführen des Wischerankers 1395 in den Fluid durchlaß 1320 an einer Oberflächenstelle in herkömmlicher Weise plaziert. Der Wischeranker 1395 kann eine beliebige An zahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Einrichtun gen zum Verstopfen bzw. Versperren eines Fluiddurchlasses um fassen, wie etwa beispielsweise Multiple-Stage-Cementer- Verriegelungsstopfen, Omega-Verriegelungsstopfen oder Drei- Wischer-Verriegelungsstopfen/Anker, modifiziert in Überein stimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Wischeranker 1395 einen Drei-Wischer-Verriegelungsstopfen, der modifiziert ist, um in dem Multiple-Stage-Cementer-Verriegelungsstopfen 1350 eine Verriegelung und Abdichtung bereitzustellen. Der Drei-Wischer-Verriegelungsstopfen ist erhältlich von Halli burton Energy Services in Dallas, Texas.

Nach Blockieren des Fluiddurchlasses 1330 unter Verwendung des Wischerstopfens 1330 und des Wischerankers 1395 kann das nicht aushärtbare Fluidmaterial 1381 in den inneren Bereich 1370 mit Durchsätzen und Drücken gepumpt werden, die bei spielsweise von etwa 0 bis 5.000 psi bzw. 0 bis 1.500 Gallo nen/Minute reichen, um in optimaler Weise das rohrförmige Element 1310 von dem Dorn 1305 wegzupressen. Auf diese Weise wird die Menge an aushärtbarem Fluidmaterial im Innern des rohrförmigen Elements 1310 minimiert bzw. minimal gehalten.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird nach Blockieren des Fluiddurchlasses 1330 das nicht aushärtbare Fluidmaterial 1381 in den inneren Bereich 1370 mit Drücken und Durchsätzen gepumpt, die von ungefähr 5 bis 9.000 psi bzw. 40 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen, um in optimaler Weise Betriebsdrücke bereitzustellen, um den Aufweitungsprozeß mit Geschwindigkei ten aufrechtzuerhalten, die ausreichen, damit Einstellungen der Betriebsparameter während des Aufweitungsprozesses vorge nommen werden können.

Für typische rohrförmige Elemente 1310 beginnt das Pressen des rohrförmigen Elements 1310 weg von dem aufweitbaren Dorn 1305 dann, wenn der Druck des inneren Bereichs 1370 bei spielsweise ungefähr 500 bis 9.000 psi erreicht. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Pressen des rohrförmigen Elements 1310 weg von dem aufweitbaren Dorn 1305 eine Funkti on des Durchmessers des rohrförmigen Elements der Wandungs dicke des rohrförmigen Elements, der Geometrie des Dorns, des Schmiermitteltyps, der Zusammensetzung des Schuhs und des rohrförmigen Elements und der Dehnfestigkeit des rohrförmigen Elements. Der optimale Durchsatz und die optimalen Betriebs drücke werden bevorzugt unter Verwendung herkömmlicher empi rischer Methoden ermittelt.

Während des Aufweitungsprozesses kann der aufweitbare Dorn 1305 aus dem aufgeweiteten Abschnitt des rohrförmigen Ele ments 1310 mit Geschwindigkeiten herausgehoben werden, die beispielsweise von etwa 0 bis 5 Fuß/s reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann während des Aufweitungspro zesses der aufweitbare Dorn 1305 aus dem aufgeweiteten Ab schnitt des rohrförmigen Elements 1310 mit Geschwindigkeiten herausgehoben werden, die von etwa 0 bis 2 Fuß/s reichen, um in optimaler Weise einen effizienten Prozeß bereitzustellen, um einer Bedienperson die Einstellung der Betriebsparameter optimal zu erlauben und um eine optimale Beendigung des Auf weitungsprozesses sicherzustellen, bevor das Material 1380 aushärtet.

Wenn der obere Endabschnitt 1355 des rohrförmigen Elements 1310 von dem aufweitbaren Dorn 1305 weggepreßt wird, kontak tiert die Außenseite des oberen Endabschnitts 1355 des rohr förmigen Elements 1310 die Innenseite des unteren Endab schnitts der Verschalung 1215, um eine fluiddichte Überlap pungsverbindung zu bilden. Der Kontaktdruck der Überlappungs verbindung kann beispielsweise von ungefähr 50 bis 20.000 psi reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der Kontaktdruck der Überlappungsverbindung von ungefähr 400 bis 10.000 psi, um in optimaler Weise einen Kontaktdruck bereit zustellen, der ausreicht, eine ringförmige Dichtung bereitzu stellen und ausreichend Widerstand bereitzustellen, um typi schen Spannungs- und Drucklasten widerstehen zu können. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform stellen die Dich tungselemente 1340 eine angemessene Fluid- und Gasdichtung in der Überlappungsverbindung bereit.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden der Betriebs druck und der Durchsatz des nicht aushärtbaren Fluidmaterials 1381 in gesteuerter Weise stufenweise verringert. Wenn der aufweitbare Dorn 1305 den oberen Endabschnitt 1355 des rohr förmigen Elements 1310 erreicht. Auf diese Weise kann eine plötzliche Druckfreigabe, verursacht durch vollständiges Pressen des rohrförmigen Elements 1310 weg von dem aufweitba ren Dorn 1305 minimiert werden. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform wird der Betriebsdruck in im wesentlichen linea rer Weise ausgehend von 100% auf etwa 10% während des Endes des Aufweitungsprozesses beginnend dann verringert, wenn der Dorn 1305 ungefähr dem gesamten bis auf etwa 5 Fuß des Auf weitungsprozesses beendet hat.

Alternativ ist ein Stoßabsorber in dem Tragelement 1345 vor gesehen, um den durch eine plötzliche Druckfreigabe hervorge rufenen Stoß zu absorbieren.

Alternativ oder in Kombination ist eine Dorneinfangstruktur in dem oberen Endabschnitt 1355 des rohrförmigen Elements 1310 vorgesehen, um den Dorn 1305 einzufangen oder zumindest abzubremsen.

Sobald der Aufweitungsprozeß beendet ist, wird der aufweitba re Dorn 1305 aus der Schachtbohrung 1200 entfernt. Gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform wird entweder vor oder nach der Entfernung des aufweitbaren Dorns 1305 die Unversehrtheit der Fluiddichtung der Überlappungsverbindung zwischen dem oberen Abschnitt 1355 des rohrförmigen Elements 1310 und dem unteren Abschnitt der Verschalung 1215 unter Verwendung her kömmlicher Verfahren getestet. Wenn die Fluiddichtung der Überlappungsverbindung zwischen dem oberen Abschnitt 1355 des rohrförmigen Elements 1310 und dem unteren Abschnitt der Ver schalung 1215 zufriedenstellend ist, wird der nicht ausgehär tete Teil des Materials 1380 innerhalb des aufgeweiteten rohrförmigen Elements 1310 in herkömmlicher Weise entfernt. Das Material 1380 innerhalb des ringförmigen Bereichs 1390 wird daraufhin aushärten gelassen.

Bevorzugt wird jegliches verbleibendes ausgehärtete Material 1380 im Innern des aufgeweiteten rohrförmigen Elements 1310, wie in Fig. 11fd gezeigt, daraufhin in herkömmlicher Weise unter Verwendung eines herkömmlichen Bohrgestänges entfernt. Der resultierende neue Abschnitt der Verschalung 1400 umfaßt das aufgeweitete rohrförmige Element 1310 und eine äußere ringförmige Schicht 1405 aus ausgehärtetem Material 305. Der Bodenabschnitt der Vorrichtung 1300 mit dem Schuh 1315 kann daraufhin entfernt werden durch Ausbohren des Schuhs 1315 un ter Verwendung herkömmlicher Bohrverfahren.

Unter Bezug auf Fig. 12 und 13 wird nunmehr eine bevorzugte Ausführungsform eines Schachtkopfsystems 1500, gebildet unter Verwendung von einem oder mehreren der Vorrichtungen und Pro zesse, die vorstehend unter Bezug auf Fig. 1 bis 11f erläu tert sind, beschrieben. Das Schachtkopfsystem 1500 umfaßt be vorzugt eine herkömmliche Weihnachtsbaum-Bohrspulenanordnung 1505, eine dickwandige Verschalung 1510, einen ringförmigen Zementkörper 1515, eine äußere Verschalung 1520, einen ring förmigen Zementkörper 1525, eine Zwischenverschalung 1530 und eine innere Verschalung 1535.

Die Weihnachtsbaum/Bohrspulenanordnung 1505 kann eine belie bige Anzahl von herkömmlichen Weihnachtsbaum/Bohrspulenan ordnungen aufweisen, wie etwa beispielsweise das SS-15- Subsea-Wellhead-System, das Spool-Tree-Subsea-Production- System oder das Compact-Wellhead-System, erhältlich von Ver treibern, wie etwa Drill-Quip, Cameron oder Breda, modifi ziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Of fenbarung. Die Bohrspulenanordnung 1515 ist bevorzugt be triebsmäßig mit der dickwandigen Verschalung 1510 und/oder der äußeren Verschalung 1520 verbunden. Die Anordnung 1505 kann mit der dickwandigen Verschalung 1510 und/oder der äuße ren Verschalung 1520 beispielsweise durch Schweißen, durch eine Gewindeverbindung oder durch einstückige Herstellung verbunden sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Aufbau 1505 mit der dickwandigen Verschalung 1510 und/oder der äußeren Verschalung 1520 durch Schweißen verbun den.

Die dickwandige Verschalung 1510 ist im oberen Ende einer Schachtbohrung 1540 positioniert. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich zumindest ein Teil der dick wandigen Verschalung 1510 über der Oberfläche 1545, um in op timaler Weise problemlosen Zugang und problemlose Anbringung der Weihnachtsbaum/Bohrspulenanordnung 1505 bereitzustellen. Die dickwandige Verschalung 1510 ist bevorzugt mit der Weih nachtsbaum/Bohrspulenanordnung 1505, dem ringförmigen Zement körper 1515 und der äußeren Verschalung 1520 verbunden.

Die dickwandige Verschalung 1510 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen hochfesten Schachtbohrungs-Verschalungen umfassen, wie beispielsweise Oilfield Country Tubular Goods, Titanrohre oder Edelstahlroh re. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die dick wandige Verschalung 1510 Oilfield Country Tubular Goods, er hältlich von verschiedenen ausländischen und inländischen Stahlwerken. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die dickwandige Verschalung 1510 eine Dehnfestigkeit von etwa 40.000 bis 135.000 psi auf, um in optimaler Weise maximale Berst-, Einbruch- und Spannungsfestigkeiten bereitzustellen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die dickwandige Verschalung 1510 eine Störfestigkeit größer als etwa 5.000 bis 20.000 psi auf, um in optimaler Weise eine maximale Be triebskapazität und einen Widerstand gegenüber einer Beein trächtigung der Kapazität bereitzustellen, und zwar nach ei nem Bohren über eine ausgedehnte Zeitperiode.

Der ringförmige Zementkörper 1515 stellt eine Abstützung für die dickwandige Verschalung 1510 bereit. Der ringförmige Ze mentkörper 1515 kann unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen Prozessen bereitgestellt werden, um einen ringförmigen Zementkörper in einer Schachtbohrung zu bilden. Der ringförmige Zementkörper 1515 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen Zementmischungen umfassen.

Die äußere Verschalung 1520 ist mit der dickwandigen Verscha lung 1510 verbunden. Die äußere Verschalung 1510 kann aus ei ner beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhält lichen rohrförmigen Elementen hergestellt sein, modifiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenba rung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die äu ßere Verschalung 1520 eines beliebigen von aufweitbaren rohr förmigen Elementen, welches vorstehend unter Bezug auf Fig. 1 bis 11f erläutert ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die äußere Ver schalung 1520 mit der dickwandigen Verschalung 1510 durch Aufweiten der äußeren Verschalung 1520 in Kontakt mit zumin dest einem Teil der Innenseite der dickwandigen Verschalung 1510 unter Verwendung einer der Ausführungsformen der Vor richtungen und Verfahren verbunden, die unter Bezug auf Fig. 1 bis 11f vorstehend erläutert sind. Gemäß einer alternativen Ausführungsform kontaktiert im wesentlichen die gesamte Über lappung der äußeren Verschalung 1520 mit der dickwandigen Verschalung 1510 die Innenseite der dickwandigen Verschalung 1510.

Der Kontaktdruck der Grenzfläche zwischen der äußeren Ver schalung 1520 und der dickwandigen Verschalung 1510 kann bei spielsweise von etwa 500 bis 10.000 psi reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der Kontaktdruck zwischen der äußeren Verschalung 1520 und der dickwandigen Verschalung 1510 von etwa 500 bis 10.000 psi, um in optimaler Weise die druckaktivierten Dichtungselemente optimal zu aktivieren und sicherzustellen, daß die Überlappungsverbindung typischen Spannungs- und Drucklastextremwerten optimal zu widerstehen vermag, die während Bohr- und Produktionsvorgängen auftreten.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform und wie in Fig. 13 gezeigt, umfaßt das obere Ende der äußeren Verscha lung 1520 ein oder mehrere Dichtungselemente 1515, die eine Gas- und Fluiddichtung zwischen der aufgeweiteten äußeren Verschalung 1520 und der Innenwandung der dickwandigen Ver schalung 1510 bereitstellen. Die Dichtungselemente 1520 kön nen eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell er hältlichen Dichtungen umfassen, wie etwa beispielsweise Blei-, Kunststoff-, Gummi-, Teflon- oder Epoxidharzdichtun gen, modifiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vor liegenden Offenbarung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form umfassen die Dichtungselemente 1550 Dichtungen, die ge formt sind aus Stratalock-Epoxidharz, erhältlich von Halli burton Energy Services, um in optimaler Weise eine hydrauli sche Dichtung und einen Lasttragegrenzflächensitz zwischen den rohrförmigen Elementen bereitzustellen. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform reicht der Kontaktdruck der Grenz fläche zwischen der dickwandigen Verschalung 1510 und der äu ßeren Verschalung 1520 von etwa 500 bis 10.000 psi, um in op timaler Weise die Dichtungselemente 1550 zu aktivieren und um außerdem in optimaler Weise sicherzustellen, daß die Verbin dung den typischen Spannungs- und Drucklastextremwerten im Betrieb während Bohr- und Produktionsvorgängen zu widerstehen vermag.

Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform sind die äußere Verschalung 1520 und die dickwandige Verschalung 1510 in einem einheitlichen Teil kombiniert.

Der ringförmige Zementkörper 1525 stellt eine Abstützung für die äußere Verschalung 1520 bereit. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der ringförmige Zementkörper 1525 be reitgestellt unter Verwendung von einer der Ausführungsformen der Vorrichtungen und Verfahren, die vorstehend unter Bezug auf Fig. 1 bis 11f erläutert sind.

Die Zwischenverschalung 1530 kann mit der äußeren Verschalung 1520 oder der dickwandigen Verschalung 1510 verbunden sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Zwischenver schalung 1530 mit der dickwandigen Verschalung 1510 verbun den. Die Zwischenverschalung 1530 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen rohrförmi gen Elementen hergestellt sein, modifiziert in Übereinstim mung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Zwischenverschalung 1530 eines der aufweitbaren rohrförmigen Elemente, die vor stehend unter Bezug auf Fig. 1 bis 11f erläutert sind.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Zwischenver schalung 1530 mit der dickwandigen Verschalung 1510 durch Aufweiten von zumindest einem Teil der Zwischenverschalung 1530 in Kontakt mit der Innenseite der dickwandigen Verscha lung 1510 unter Verwendung von einer der vorstehend unter Be zug auf Fig. 1 bis 11f erläuterten Verfahren und Vorrichtun gen verbunden. Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausfüh rungsform kontaktiert die gesamte Länge der Überlappung der Zwischenverschalung 1530 mit der dickwandigen Verschalung 1510 die Innenseite der dickwandigen Verschalung 1510. Der Kontaktdruck der Grenzfläche zwischen der Zwischenverschalung 1530 und der dickwandigen Verschalung 1510 kann beispielswei se von etwa 500 bis 10.000 psi reichen. Gemäß einer bevorzug ten Ausführungsform reicht der Kontaktdruck zwischen der Zwi schenverschalung 1530 und der dickwandigen Verschalung 1510 von etwa 500 bis 10.000 psi, um in optimaler Weise die druck aktivierten Dichtungselemente zu aktivieren, um in optimaler Weise sicherzustellen, daß die Verbindung typischen Betriebs extremwerten von Spannungs- und Drucklasten zu widerstehen vermag, die während Bohr- und Produktionsvorgängen auftreten.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform und wie in Fig. 13 gezeigt, umfaßt das obere Ende der Zwischenverscha lung 1530 eines oder mehrere Dichtungselemente 1560, welche eine Gas- und Fluiddichtung zwischen dem aufgeweiteten Ende der Zwischenverschalung 1530 und der Innenwandung der dick wandigen Verschalung 1510 bereitstellt. Die Dichtungselemente 1560 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommer ziell erhältlichen Dichtungen umfassen, wie etwa beispiels weise Kunststoff-, Blei-, Gummi-, Teflon- oder Epoxidharz dichtungen, modifiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfassen die Dichtungselemente 1560 Dichtungen, die aus Stratalock-Epoxidharz geformt sind, erhältlich von Halli burton Energy Services in Dallas, um in optimaler Weise eine Hydraulikdichtung und einen Lasttragegrenzflächensitz zwi schen den rohrförmigen Elementen bereitzustellen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der Kontakt druck der Grenzfläche zwischen dem aufgeweiteten Ende der Zwischenverschalung 1530 und der dickwandigen Verschalung 1510 von etwa 500 bis 10.000 psi, um in optimaler Weise die Dichtungselemente 1560 zu aktivieren, und um außerdem in op timaler Weise sicherzustellen, daß die Verbindung typischen Betriebsextremwerten von Spannungs- und Drucklasten zu wider stehen vermag, die während Bohr- und Produktionsvorgängen auftreten.

Die innere Verschalung 1535 kann mit der äußeren Verschalung 1520 bzw. der dickwandigen Verschalung 1510 verbunden sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die innere Ver schalung 1535 mit der dickwandigen Verschalung 1510 verbun den. Die innere Verschalung 1535 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen rohrförmi gen Elementen hergestellt sein, modifiziert in Übereinstim mung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die innere Verschalung 1535 eines der aufweitbaren rohrförmigen Elemente, die vor stehend unter Bezug auf Fig. 1 bis 11f erläutert sind.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die innere Ver schalung 1535 mit der äußeren Verschalung 1520 durch Aufwei ten von zumindest einem Teil der inneren Verschalung 1535 in Kontakt mit der Innenseite der dickwandigen Verschalung 1510 unter Verwendung von einer der vorstehend unter Bezug auf Fig. 1 bis 11f erläuterten Vorrichtungen und Verfahren ver bunden. Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform kontaktiert die gesamte Länge der Überlappung der inneren Verschalung 1535 mit der dickwandigen Verschalung 1510 und der Zwischenverschalung 1530 die Innenseiten der dickwandigen Verschalung 1510 und der Zwischenverschalung 1530. Der Kon taktdruck der Grenzfläche zwischen der inneren Verschalung 1535 und der dickwandigen Verschalung 1510 kann beispielswei se von etwa 500 bis 10.000 psi reichen. Gemäß einer bevorzug ten Ausführungsform reicht der Kontaktdruck zwischen der in neren Verschalung 1535 und der dickwandigen Verschalung 1510 von etwa 500 bis 10.000 psi, um in optimaler Weise die druck aktivierten Dichtungselemente zu aktivieren, und um sicherzu stellen, daß die Verbindung typischen Extremwerten von Span nungs- und Drucklasten zu widerstehen vermag, die üblicher weise während Bohr- und Produktionsvorgängen auftreten.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform und wie in Fig. 13 gezeigt, umfaßt das obere Ende der inneren Verscha lung 1535 ein oder mehrere Dichtungselemente 1570, die eine Gas- und Fluiddichtung zwischen dem aufgeweiteten Ende der inneren Verschalung 1535 und der Innenwandung der dickwandi gen Verschalung 1510 bereitstellen. Die Dichtungselemente 1570 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommer ziell erhältlichen Dichtungen umfassen, wie etwa beispiels weise Blei-, Kunststoff-, Gummi-, Teflon- oder Epoxiddichtun gen, modifiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vor liegenden Offenbarung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form umfassen die Dichtungselemente 1570 Dichtungen, die aus Stratalock-Epoxidharz geformt sind, erhältlich von Hallibur ton Energy Services, um in optimaler Weise eine hydraulische Dichtung und einen Lasttragegrenzflächensitz bereitzustellen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der Kontakt druck der Grenzfläche zwischen dem aufgeweiteten Ende der in neren Verschalung 1535 und der dickwandigen Verschalung 1510 von etwa 50 bis 10.000 psi, um in optimaler Weise die Dich tungselemente 1570 zu aktivieren, und um außerdem in optima ler Weise sicherzustellen, daß die Verbindung typischen Be triebsextremwerten von Spannungs- und Drucklasten zu wider stehen vermögen, die während Bohr- und Produktionsvorgängen auftreten.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform können die inneren Verschalungen 1520, 1530 und 1535 mit einem vorausgehend po sitionierten rohrförmigen Element verbunden werden, welches seinerseits mit der äußeren Verschalung 1510 verbunden ist. Die vorliegenden bevorzugten Ausführungsformen können allge meiner gesagt verwendet werden, um eine konzentrische Anord nung von rohrförmigen Elementen zu bilden.

Unter Bezug auf Fig. 14a, 14b, 14c, 14d, 14e und 14f wird nunmehr eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung und eines Verfahrens zum Bilden einer Schachtbohrungs-Verschalung mit durchgehend gleichem Durchmesser innerhalb einer unterir dischen Formation erläutert.

Wie in Fig. 14a gezeigt, ist eine Schachtbohrung 1600 in ei ner unterirdischen Formation 1605 angeordnet. Ein erster Ver schalungsabschnitt 1610 ist in der Schachtbohrung 1600 gebil det. Der erste Verschalungsabschnitt 1610 umfaßt einen ring förmigen äußeren Zementkörper 1615 und einen ringförmigen Verschalungsabschnitt 1620. Der erste Verschalungsabschnitt 1610 kann in der Schachtbohrung 1600 unter Verwendung her kömmlicher Verfahren und Vorrichtungen gebildet werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der erste Verscha lungsabschnitt 1610 unter Verwendung von einem oder mehreren der Verfahren und Vorrichtungen gebildet, die vorstehend un ter Bezug auf Fig. 1 bis 13 oder nachfolgend unter Bezug auf Fig. 14b bis 17b erläutert sind.

Der ringförmige Zementkörper 1615 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Zement- oder an deren Lasttrage- bzw. -Abstützzusammensetzungen umfassen. Al ternativ kann der Zementkörper 1615 weggelassen oder durch eine Epoxidharzmischung ersetzt sein.

Der rohrförmige Auskleidungsabschnitt 1620 umfaßt bevorzugt ein oberes Ende 1625 und ein unteres Ende 1630. Bevorzugt um faßt das untere Ende 1625 des rohrförmigen Auskleidungsab schnitts 1620 eine äußere ringförmige Eintiefung 1635, die sich von dem unteren Ende 1630 des rohrförmigen Auskleidungs abschnitts 1620 erstreckt. Auf diese Weise umfaßt das untere Ende 1625 des rohrförmigen Auskleidungsabschnitts 1620 einen dünnwandigen Abschnitt 1640. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform ist ein ringförmiger Körper 1645 aus zusammendrück barem Material mit der äußeren ringförmigen Eintiefung 1635 verbunden und zumindest teilweise innerhalb derselben posi tioniert. Auf diese Weise umgibt der Körper aus zusammen drückbarem Material 1645 zumindest einen Teil des dünnwandi gen Abschnitts 1640.

Der rohrförmige Auskleidungsabschnitt 1620 kann aus einer be liebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien hergestellt sein, wie etwa beispielsweise aus Oilfield Country Tubular Goods, aus Edelstahl, aus Stahl von Kraftfahrzeug-Qualität, aus Kohlenstoffstahl, aus Niedrigle gierungsstahl, aus Faserglas oder Kunststoff. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform ist der rohrförmige Abschnitt 1620 hergestellt aus Oilfield Country Tubular Goods, erhältlich von verschiedenen ausländischen und inländischen Stahlwerken. Die Wandungsdicke des dünnwandigen Abschnitts 1640 kann von etwa 0,125 bis 1,5 Inch reichen. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform reicht die Wandungsdicke des dünnwandigen Ab schnitts 1640 von 0,25 bis 1,0 Inch, um in optimaler Weise Berstfestigkeit für typische Betriebsbedingungen bereitzu stellen, während der Widerstand bzw. die Beständigkeit gegen über radialer Aufweitung minimiert wird. Die axiale Länge des dünnwandigen Abschnitts 1640 kann von etwa 120 bis 2.400 Inch reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht die axiale Länge des dünnwandigen Abschnitts 1640 von etwa 240 bis 480 Inch.

Der ringförmige Körper aus zusammendrückbarem Material 1645 trägt dazu bei, die radiale Kraft zu minimieren, die erfor derlich ist, die ringförmige Verschalung 1620 in Überlappung mit dem rohrförmigen Element 1715 aufzuweiten, eine Fluid dichtung in der Überlappung des rohrförmigen Elements 1715 zu erzeugen und einen Grenzflächensitz zu erzeugen, der aus reicht, damit das rohrförmige Element 1715 durch die rohrför mige Auskleidung 1620 getragen werden kann. Der rohrförmige Körper aus zusammendrückbarem Material 1645 kann eine belie bige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen zu sammendrückbaren Materialien umfassen, wie etwa beispielswei se Epoxidharz-, Gummi-, Teflon-, Kunststoff- oder Bleirohre. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der ringförmi ge Körper 1645 aus zusammendrückbarem Material Stratalock- Epoxidharz, erhältlich von Halliburton Energy Services, um in optimaler Weise eine hydraulische Dichtung in der Überlap pungsverbindung bereitzustellen, während sie außerdem zur Mi nimierung der radialen Kraft, die erforderlich ist, die rohr förmige Auskleidung aufzuweiten, Nachgiebigkeit aufweist. Die Wandungsdicke des ringförmigen Körpers aus zusammendrückbarem Material 1645 kann von etwa 0,05 bis 0,75 Inch reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht die Wandungsdicke des ringförmigen Körpers 1645 aus zusammendrückbarem Material von etwa 0,1 bis 0,5 Inch, um in optimaler Weise eine große zusammendrückbare Zone bereitzustellen, um die radialen Kräf te zu minimieren, um die radialen Kräfte zu minimieren, die erforderlich sind, die rohrförmige Auskleidung aufzuweiten, um für Verschalungsgestänge Dicke bereitzustellen, um Kontakt mit der Innenseite der Schachtbohrung bei radialer Aufweitung bereitzustellen, und um eine hydraulische Dichtung bereitzu stellen.

Um die Schachtbohrung 1600 in die unterirdische Formation 1605 vorzutreiben, wird, wie in Fig. 14b gezeigt, ein Bohrge stänge in an sich bekannter Weise verwendet, um Material aus der unterirdischen Formation 1605 auszubohren, um einen neuen Schachtbohrungsabschnitt 1650 zu bilden. Der Durchmesser des neuen Abschnitts 1650 ist bevorzugt gleich oder größer als der Innendurchmesser des rohrförmigen Auskleidungsabschnitts 1620.

Wie in Fig. 14c gezeigt, wird daraufhin eine bevorzugte Aus führungsform einer Vorrichtung 1700 zum Bilden einer Schacht bohrungsverschalung mit einheitlichem Durchmesser in einer unterirdischen Formation in dem neuen Abschnitt 1650 der Schachtbohrung 1600 positioniert. Die Vorrichtung 1700 umfaßt bevorzugt ein Tragelement 1705, einen aufweitbaren Dorn bzw. einen Molch 1710, ein rohrförmiges Element 1715, einen Schuh 1720, Schleif- bzw. Gleitelemente 1725, einen Fluiddurchlaß 1730, einen oder mehrere Fluiddurchlässe 1735, einen Fluid durchlaß 1740, einen ersten zusammendrückbaren ringförmigen Körper 1745, einen zweiten zusammendrückbaren ringförmigen Körper 1750 und eine Druckkammer 1755.

Das Tragelement 1705 stützt die Vorrichtung 1700 in der Schachtbohrung 1600 ab. Das Tragelement 1705 ist mit dem Dorn 1710, dem rohrförmigen Element 1715, dem Schuh 1720 und den Gleitelementen 1725 verbunden. Das Tragelement 1075 umfaßt bevorzugt ein im wesentlichen hohles rohrförmiges Element. Der Fluiddurchlaß 1730 ist in dem Tragelement 1705 positio niert. Die Fluiddurchlässe 1735 verbunden fluidmäßig den Flu iddurchlaß 1730 mit der Druckkammer 1755. Der Fluiddurchlaß 1740 verbindet fluidmäßig den Fluiddurchlaß 1730 mit dem Be reich außerhalb der Vorrichtung 1700.

Das Tragelement 1705 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien herge stellt sein, wie etwa beispielsweise aus Oilfield Country Tu bular Goods, Edelstahl, Legierungsstahl, Kohlenstoffstahl, Chrom-13-Stahl, Glasfasern oder anderen hoch anderen hochfe sten Materialien. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Tragelement 1705 hergestellt aus Oilfield Country Tubular Goods, erhältlich von verschiedenen ausländischen und inlän dischen Stahlwerken, zum optimalen Bereitstellen der be triebsmäßigen Festigkeit und zum Erleichtern der Verwendung von anderem standardmäßigem Öl-Explorationshandhabungsein richtungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt zumindest ein Teil des Tragelements 1705 ein Spiralrohr oder ein Bohrrohr. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungs form umfaßt das Tragelement 1705 eine Lastschulter 1820 zum Tragen des Dorns 1710, wenn die Druckkammer 1755 vom Druck befreit wird.

Der Dorn 1710 ist durch das Tragelement 1705 und den Schuh 1720 abgestützt und gleitend mit diesen verbunden. Der Dorn 1710 umfaßt bevorzugt einen oberen Abschnitt 1760 und einen unteren Abschnitt 1765. Bevorzugt legen sowohl der obere Ab schnitt 1760 des Dorns 1710 wie das Tragelement 1705 gemein sam die Druckkammer 1755 fest. Bevorzugt umfaßt der untere Abschnitt 1765 des Dorns 1710 ein Aufweitungselement 1770 zum radialen Aufweiten des rohrförmigen Elements 1715.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der obere Ab schnitt 1760 des Dorns 1710 ein rohrförmiges Element 1775 mit einem Innendurchmesser größer als der Außendurchmesser des Tragelements 1705. Auf diese Weise wird eine ringförmige Druckkammer 1755 festgelegt durch das rohrförmige Element 1775 und das Tragelement 1705 sowie zwischen diesen positio niert. Die Oberseite 1780 des rohrförmigen Elements 1775 um faßt bevorzugt ein Lager und eine Dichtung zum Abdichten und Abstützen der Oberseite 1780 des rohrförmigen Elements 1775 gegenüber der Außenseite des Tragelements 1705. Der Boden 1785 des rohrförmigen Elements 1775 umfaßt bevorzugt ein La ger und eine Dichtung zum Abdichten und Abstützen des Bodens 1785 des rohrförmigen Elements 1775 gegenüber der Außenseite des Tragelements 1705 bzw. des Schuhs 1720. Auf diese Weise bewegt sich der Dorn 1710 in axialer Richtung bei Unterdruck setzen der Druckkammer 1755.

Der untere Abschnitt 1765 des Dorns 1710 umfaßt bevorzugt ein Aufweitungselement 1770 zum radialen Aufweiten des rohrförmi gen Elements 1715 während des Unterdrucksetzens der Druckkam mer 1755. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Aufweitungselement in der radialen Richtung aufweitbar. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform paßt die Innenseite des un teren Abschnitts 1765 des Dorns 1710 zusammen mit der Außen seite des Schuhs 1720 und gleitet relativ zu dieser. Der Au ßendurchmesser des Aufweitungselements 1770 kann von etwa 90 bis 100% des Innendurchmessers der rohrförmigen Auskleidung 1620 reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der Außendurchmesser des Aufweitungselements 1770 von etwa 95 bis 99% des Innendurchmessers der rohrförmigen Auskleidung 1620. Das Aufweitungselement 1770 kann hergestellt sein aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell er hältlichen Materialien, wie etwa beispielsweise aus Maschi nenwerkzeugstahl, Keramik, Wolframcarbid, Titan oder anderen hochfesten Legierungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form ist das Aufweitungselement 1770 hergestellt aus D2- Maschinenstahl, um in optimaler Weise hohe Festigkeit und Ab riebbeständigkeit bereitzustellen.

Das rohrförmige Element 1715 ist mit dem Tragelement 1705 und den Gleitelementen 1725 verbunden und durch diese abgestützt. Das rohrförmige Element 1715 umfaßt einen oberen Abschnitt 1790 und einen unteren Abschnitt 1795.

Der obere Abschnitt 1790 des rohrförmigen Elements 1715 um faßt bevorzugt eine innere ringförmige Eintiefung 1800, wel che sich ausgehend von dem oberen Abschnitt 1790 des rohrför migen Elements 1715 erstreckt. Auf diese Weise umfaßt zumin dest ein Teil des oberen Abschnitts 1790 des rohrförmigen Elements 1715 einen dünnwandigen Abschnitt 1805. Das erste zusammendrückbare ringförmige Element 1745 ist bevorzugt mit der Außenseite des oberen Abschnitts 1790 des rohrförmigen Elements 1715 in Gegenüberlagebeziehung zu dem dünnwandigen Abschnitt 1805 verbunden und durch diesen abgestützt.

Der untere Abschnitt 1795 des rohrförmigen Elements 1715 um faßt bevorzugt eine äußere ringförmige Eintiefung 1810, wel che sich ausgehend vom unteren Abschnitt 1790 des rohrförmi gen Elements 1715 erstreckt. Auf diese Weise umfaßt minde stens ein Teil des unteren Abschnitts 1795 des rohrförmigen Elements 1715 einen dünnwandigen Abschnitt 1815. Das zweite zusammendrückbare ringförmige Element 1750 ist mit der äuße ren ringförmigen Eintiefung 1810 des oberen Abschnitts 1790 des rohrförmigen Elements 1715 in Gegenüberlagebeziehung zu dem dünnwandigen Abschnitt 1815 verbunden und zumindest teil weise durch diese getragen.

Das rohrförmige Element 1715 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien her gestellt sein, wie etwa beispielsweise Oilfield Country Tubu lar Goods, Edelstahl, Niedriglegierungsstahl, Kohlenstoff stahl, Stahl von Kraftfahrzeug-Qualität, Glasfasern, Chrom- 13-Stahl oder aus einem anderen hochfesten Material oder ei nem hochfesten Kunststoff. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform ist das rohrförmige Element 1715 aus Oilfield Coun try Tubular Goods hergestellt, erhältlich von verschiedenen ausländischen und inländischen Stahlwerken, um in optimaler Weise betriebsmäßige Festigkeit bereitzustellen.

Der Schuh 1720 ist durch das Tragelement 1705 abgestützt und mit diesem verbunden. Der Schuh 1720 umfaßt bevorzugt ein im wesentlichen hohles rohrförmiges Element. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform ist die Wandungsdicke des Schuhs 1720 größer als die Wandungsdicke des Tragelements 1705, um in op timaler Weise eine vergrößerte radiale Abstützung für den Dorn 1710 bereitzustellen. Der Schuh 1720 kann aus einer be liebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien hergestellt sein, wie etwa beispielsweise Oil field Country Tubular Goods, Edelstahl, Stahl von Kraftfahr zeug-Qualität, Niedriglegierungsstahl, Kohlenstoffstahl oder aus hochfestem Kunststoff. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform ist der Schuh 1720 aus Oilfield Country Tubular Goods hergestellt, erhältlich von verschiedenen ausländischen und inländischen Stahlwerken, um in optimaler Weise zusammen passende bzw. miteinander übereinstimmende betriebsmäßige Fe stigkeit über die gesamte Vorrichtung bereitzustellen.

Die Gleitelemente 1725 sind mit dem Tragelement 1705 verbun den und durch dieses getragen. Die Gleitelemente 1725 tragen lösbar das rohrförmige Element 1715. Auf diese Weise tragen während der radialen Aufweitung des rohrförmigen Elements 1715 die Gleitelemente 1725 dazu bei, das rohrförmige Element 1715 in im wesentlichen stationärer Position dadurch zu hal ten, daß eine Aufwärtsbewegung des rohrförmigen Elements 1715 verhindert wird.

Die Gleitelemente 1725 können eine beliebige Anzahl von her kömmlichen, kommerziell erhältlichen Gleitelementen umfassen, wie etwa beispielsweise mechanische RTTS-Dichtstück-Wolfram carbid-Gleitelemente, mechanische RTTS-Dichtstückgeflecht- Gleitelemente oder rückgewinnbare obere mechanische Brücken stopfen-Wolframcarbid-Gleitelemente. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Gleitelemente 1725 mechanische RTTS-Dichtstück-Wolframcarbid-Gleitelemente, erhältlich von Halliburton Energy Services. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform sind die Gleitelemente 1725 dazu ausgelegt, axiale Kräfte aufzunehmen, die von etwa 0 bis 750.000 lbf reichen.

Der Fluiddurchlaß 1730 fördert Fluidmaterialien von einer Oberflächenstelle in das Innere des Tragelements 1705, die Druckkammer 1755 und den Bereich außerhalb der Vorrichtung 1700. Der Fluiddurchlaß 1730 ist fluidmäßig mit der Druckkam mer 1755 durch die Fluiddurchlässe 1735 verbunden. Der Fluid durchlaß 1730 ist fluidmäßig mit dem Bereich außerhalb der Vorrichtung 1700 durch den Fluiddurchlaß 1740 verbunden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Fluiddurchlaß 1730 dazu ausgelegt, Fluidmaterialien zu fördern, wie etwa beispielsweise Zement, Epoxidharz, Bohrschlämme, Schlackenge misch, Wasser oder Bohrgase. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform ist der Fluiddurchlaß 1730 dazu ausgelegt, Fluidma terialien mit Durchsätzen und Drücken zu fördern, die von et wa 0 bis 3.000 Gallonen/Minute bzw. 0 bis 9.000 psi reichen, um in optimaler Weise Durchsätze und Betriebsdrücke für den radialen Aufweitungsprozeß bereitzustellen.

Die Fluiddurchlässe 1735 fördern Fluidmaterial aus dem Fluid durchlaß 1730 zu der Druckkammer 1755. Gemäß einer bevorzug ten Ausführungsform ist der Fluiddurchlaß 1735 dazu ausge legt, Fluidmaterialien zu fördern, wie etwa beispielsweise Zement, Epoxidharz, Bohrschlämme, Wasser oder Bohrgase. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Fluiddurchlaß 1735 dazu ausgelegt, Fluidmaterialien mit Durchsätzen und Drücken zu fördern, die von etwa 0 bis 500 Gallonen/Minute bzw. 0 bis 9.000 psi reichen, um in optimaler Weise Betriebsdrücke und Durchsätze für die verschiedenen Aufweitungsprozesse bereit zustellen.

Der Fluiddurchlaß 1740 fördert Fluidmaterialien von dem Flu iddurchlaß 1730 zu dem Bereich außerhalb der Vorrichtung 1700. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Fluid durchlaß 1740 dazu ausgelegt, Fluidmaterialien zu fördern, wie etwa beispielsweise Zement, Epoxidharz, Bohrschlämme, Wasser oder Bohrgase. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Fluiddurchlaß 1740 dazu ausgelegt, Fluidmaterialien mit Durchsätzen und Drücken zu fördern, die von etwa 0 bis 3.000 Gallonen/Minute bzw. 0 bis 9.000 psi reichen, um in op timaler Weise Betriebsdrücke und Durchsätze für die verschie denen radialen Aufweitungsprozesse bereitzustellen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Fluiddurchlaß 1740 dazu ausgelegt, einen Stopfen oder eine ähnliche Ein richtung zum Abdichten des Fluiddurchlasses 1740 aufzunehmen. Auf diese Weise kann die Druckkammer 1755 unter Druck gesetzt werden.

Der erste zusammendrückbare ringförmige Körper 1745 ist mit einer Außenseite des oberen Abschnitts 1790 des rohrförmigen Elements 1715 verbunden und durch diese abgestützt. Gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform ist der erste zusammendrück bare ringförmige Körper 1745 in Gegenüberlagebeziehung zu dem dünnwandigen Abschnitt 1805 des rohrförmigen Elements 1715 positioniert.

Der erste zusammendrückbare ringförmige Körper 1745 trägt da zu bei, die radiale Kraft zu minimieren, die erforderlich ist, das rohrförmige Element 1715 in Überlappung mit der rohrförmigen Auskleidung 1620 aufzuweiten, eine Fluiddichtung in der Überlappung mit der rohrförmigen Auskleidung 1620 zu erzeugen und einen Grenzflächensitz zu erzeugen, der hin reicht, das rohrförmige Element 1715 durch die rohrförmige Auskleidung 1620 abzustützen. Der erste zusammendrückbare ringförmige Körper 1745 kann eine beliebige Anzahl von her kömmlichen, kommerziell erhältlichen zusammendrückbaren Mate rialien umfassen, wie etwa beispielsweise Epoxidharz-, Gum mi-, Teflon-, Kunststoff- oder hohle Bleirohre. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der erste zusammendrückba re ringförmige Körper 1745 Stratalock-Epoxidharz, erhältlich von Halliburton Energy Services, um in optimaler Weise eine hydraulische Dichtung und Zusammendrückbarkeit bereitzustel len, um die radiale Aufweitungskraft zu minimieren.

Die Wandungsdicke des ersten zusammendrückbaren ringförmigen Körpers 1745 kann von etwa 0,05 bis 0,75 Inch reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht die Wandungsdicke des ersten zusammendrückbaren ringförmigen Körpers 1745 von etwa 0,1 bis 0,5 Inch, um in optimaler Weise (1) eine große zusammendrückbare Zone bereitzustellen, (2) die erforderliche radiale Aufweitungskraft zu minimieren, (3) die radiale Kraft auf die rohrförmigen Auskleidungen zu übertragen. Infolge hiervon ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der ge samte Außendurchmesser des rohrförmigen Elements 1715 in etwa gleich dem gesamten Innendurchmesser des rohrförmigen Ele ments 1620.

Der zweite zusammendrückbare ringförmige Körper 1750 ist mit der äußeren ringförmigen Eintiefung 1810 des rohrförmigen Elements 1715 verbunden und zumindest teilweise innerhalb derselben abgestützt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der zweite zusammendrückbare ringförmige Körper 1750 in Gegenüberlagebeziehung zu dem dünnwandigen Abschnitt 1815 des rohrförmigen Elements 1715 angeordnet.

Der zweite zusammendrückbare rohrförmige Körper 1750 trägt dazu bei, die radiale Kraft zu minimieren, die erforderlich ist, das rohrförmige Element 1715 in Überlappung mit einem weiteren rohrförmigen Element aufzuweiten, eine Fluiddichtung in der Überlappung des rohrförmigen Element 1715 mit dem wei teren Element zu erzeugen und einen Grenzflächensitz zu er zeugen, der hinreicht, damit ein weiteres rohrförmiges Ele ment durch das rohrförmige Element 1715 abgestützt werden kann. Der zweite zusammendrückbare rohrförmige Körper 1750 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell er hältlichen Materialien umfassen, wie etwa beispielsweise Epo xidharz-, Gummi-, Teflon-, Kunststoff- oder hohle Bleirohre. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der erste zu sammendrückbare ringförmige Körper 1750 Stratalock- Epoxidharz, erhältlich von Halliburton Energy Services, um in optimaler Weise eine hydraulische Dichtung in der Überlap pungsverbindung bereitzustellen sowie eine Zusammendrückbar keit, welche die radiale Aufweitungskraft minimiert.

Die Wandungsdicke des zweiten zusammendrückbaren ringförmigen Körpers 1750 kann von etwa 0,05 bis 0,75 Inch reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht die Wandungsdicke des zweiten zusammendrückbaren ringförmigen Körpers 1750 von etwa 0,1 bis 0,5 Inch, um in optimaler Weise eine große zu sammendrückbare Zone bereitzustellen, und um die radiale Kraft zu minimieren, die erforderlich ist, das rohrförmige Element 1715 während nachfolgender Aufweitungsvorgänge aufzu weiten.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist der Außendurch messer des zweiten zusammendrückbaren ringförmigen Körpers 1750 dazu ausgelegt, eine Abdichtung gegenüber der umgebenden Formation bereitzustellen, wodurch die Notwendigkeit für ei nen äußeren ringförmigen Zementkörper entfällt.

Die Druckkammer 1755 ist fluidmäßig mit dem Fluiddurchlaß 1730 durch die Fluiddurchlässe 1735 verbunden. Die Druckkam mer 1755 ist bevorzugt dazu ausgelegt, Fluidmaterialien auf zunehmen, wie etwa beispielsweise Bohrschlämme, Wasser oder Bohrgase. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Druckkammer 1755 dazu ausgelegt, Fluidmaterialien mit Durch sätzen und Drücken aufzunehmen, die von etwa 0 bis 500 Gallo nen/Minute bzw. 0 bis 9.000 reichen, um in optimaler Weise den Aufweitungsdruck bereitzustellen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht während des Unterdrucksetzens der Druckkammer 1755 der Betriebsdruck der Druckkammer von etwa 0 bis 5.000 psi, um in optimaler Weise den Aufweitungsdruck be reitzustellen, während die Möglichkeit einer katastrophalen Störung aufgrund einer Überdruckerzeugung minimiert wird.

Wie in Fig. 14d gezeigt, ist die Vorrichtung 1700 bevorzugt in der Schachtbohrung 1600 positioniert, wobei das rohrförmi ge Element 1715 in überlappender Beziehung mit der rohrförmi gen Auskleidung 1620 positioniert ist. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die dünnwandigen Abschnitte 1640 und 1805 der rohrförmigen Auskleidung 1620 und das rohr förmige Element 1725 in gegenüberliegender Überlappungsbezie hung positioniert. Auf diese Weise drückt die radiale Aufwei tung des rohrförmigen Elements 1725 die dünnwandigen Ab schnitte 1640 und 1805 und die ringförmigen zusammendrückba ren Elemente 1645 und 1745 in innigen Kontakt miteinander zu sammen.

Nach dem Positionieren der Vorrichtung 1700 wird ein Fluidma terial 1825 in den Fluiddurchlaß 1730 gepumpt. Das Fluidmate rial 1825 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kom merziell erhältlichen Materialien umfassen, wie etwa bei spielsweise Wasser, Bohrschlamm, Bohrgase, Zement oder Epo xidharz. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Fluidmaterial 1825 ein aushärtbares Fluiddichtungsmaterial, wie etwa beispielsweise Zement, um einen äußeren ringförmigen Körper um das aufgeweitete rohrförmige Element 1715 bereitzu stellen.

Das Fluidmaterial 1825 kann in den Fluiddurchlaß 1730 mit Be triebsdrücken und Durchsätzen gepumpt werden, die beispiels weise von etwa 0 bis 9.000 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallo nen/Minute reichen.

Das Fluidmaterial 1825, welches in den Fluiddurchlaß 1730 ge pumpt wird, durchsetzt den Fluiddurchlaß 1740 und die Außen seite der Vorrichtung 1700. Das Fluidmaterial 1825 füllt den ringförmigen Bereich zwischen der Außenseite der Vorrichtung 1700 und den Innenwänden der Schachtbohrung 1600.

Wie in Fig. 14e gezeigt, wird daraufhin ein Stopfen 1835 in den Fluiddurchlaß 1730 eingeführt. Der Stopfen 1835 wird im Einlaß des Fluiddurchlasses 1740 aufgenommen und isoliert fluidmäßig den Fluiddurchlaß 1730 und versperrt diesen.

Ein Fluidmaterial 1840 wird daraufhin in den Fluiddurchlaß 1730 gepumpt. Das Fluidmaterial kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien um fassen, wie etwa beispielsweise Wasser, Bohrschlamm oder Bohrgase. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Fluidmaterial 1825 ein nicht aushärtbares Fluidmaterial, wie etwa beispielsweise Bohrschlamm oder Bohrgase, um in optima ler Weise ein Unterdrucksetzen der Druckkammer 1755 bereitzu stellen.

Das Fluidmaterial 1840 kann in den Fluiddurchlaß 1730 mit Be triebsdrücken und Durchsätzen gepumpt werden, die beispiels weise von etwa 0 bis 9.000 psi bzw. 0 bis 500 Gallonen/Minute reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Fluidmaterial 1840 in den Fluiddurchlaß 1730 mit Betriebs drücken und Durchsätzen gepumpt, die von etwa 500 bis 5.000 psi bzw. 0 bis 500 Gallonen/Minute reichen, um in optimaler Weise Betriebsdrücke und Durchsätze für eine radiale Aufwei tung bereitzustellen.

Das in den Fluiddurchlaß 1730 gepumpte Fluidmaterial durch setzt die Fluiddurchlässe 1735 und gelangt in die Druckkammer 1755. Fortgesetztes Pumpen des Fluidmaterials 1840 setzt die Druckkammer 1755 unter Druck. Das Unterdrucksetzen der Druck kammer 1755 veranlaßt den Dorn 1710 dazu, sich relativ zu dem Tragelement 1 99999 00070 552 001000280000000200012000285919988800040 0002010028015 00004 99880705 in der durch den Pfeil 1845 bezeichneten Richtung zu bewegen. Auf diese Weise veranlaßt der Dorn 1710 das rohrförmige Element 1715 dazu, in radialer Richtung auf zuweiten.

Während des radialen Aufweitungsprozesses wird das rohrförmi ge Element 1715 durch die Gleitelemente 1725 daran gehindert, sich in Aufwärtsrichtung zu bewegen. Eine Länge des rohrför migen Elements 1715 wird daraufhin in der radialen Richtung durch das Unterdrucksetzen der Druckkammer 1755 aufgeweitet. Die Länge des rohrförmigen Elements 1715, das während des Aufweitungsprozesses aufgeweitet wurde, ist proportional zur Hublänge des Dorns 1710. Bei Beendigung des Hubs wird der Be triebsdruck der Druckkammer 1755 verringert und der Dorn fällt in seine Ruhestellung, wobei das rohrförmige Element 1715 durch den Dorn 1710 getragen ist. Die Position des Trag elements 1705 kann über den gesamten radialen Aufweitungspro zeß eingestellt werden, um die Überlappungsbeziehung zwischen den dünnwandigen Abschnitten 1640 und 1805 der rohrförmigen Auskleidung 1620 und des rohrförmigen Elements 1715 aufrecht zuerhalten. Die Hubbewegung des Dorns 1710 wird daraufhin, falls erforderlich, wiederholt, bis der dünnwandige Abschnitt 1805 des rohrförmigen Elements 1715 in den dünnwandigen Ab schnitt 1640 der rohrförmigen Auskleidung 1620 aufgeweitet ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden während des abschließenden Hubs des Dorns 1710 die Schleifelemente 1775 so nahe wie möglich an dem dünnwandigen Abschnitt 1805 des rohrförmigen Elements 1715 positioniert, um ein Rutschen zwi schen dem rohrförmigen Element 1715 und der rohrförmigen Aus kleidung 1620 zum Ende des radialen Aufweitungsprozesses zu minimieren. Alternativ oder zusätzlich wird der Außendurch messer des ersten zusammendrückbaren Elements 1745 so ge wählt, daß ein ausreichender Grenzflächensitz mit der rohr förmigen Auskleidung 1620 sichergestellt wird, um eine axiale Verschiebung des rohrförmigen Elements 1715 während des ab schließenden Hubs zu verhindern. Alternativ oder zusätzlich wird der Außendurchmesser des zweiten zusammendrückbaren ringförmigen Körpers 1750 ausreichend groß gemacht, um einen Grenzflächensitz mit den Innenwänden der Schachtbohrung 1600 zu einem früheren Punkt (bzw. Zeitpunkt) beim radialen Auf weitungsprozeß bereitzustellen, um eine weitere axiale Ver schiebung des rohrförmigen Elements 1715 zu verhindern. Bei dieser abschließenden Alternative ist der Grenzflächensitz bevorzugt so gewählt, daß er eine Aufweitung des rohrförmigen Elements 1715 durch Ziehen des Dorns 1710 aus der Schachtboh rung 1600 heraus ermöglicht, ohne daß die Druckkammer 1755 unter Druck gesetzt werden muß.

Während des radialen Aufweitungsprozesses sind die unter Druck gesetzten Bereiche der Vorrichtung 1700 begrenzt auf die Fluiddurchlässe 1730 innerhalb des Tragelements 1705 und die Druckkammer 1755 innerhalb des Dorns 1710. Kein Fluid druck wirkt direkt auf das rohrförmige Element 1715. Dies er laubt die Verwendung von Betriebsdrücken, die höher sind als diejenigen, welchen das rohrförmige Element 1715 normalerwei se zu widerstehen vermag.

Sobald das rohrförmige Element 1715 vollständig von dem Dorn 1710 weggepreßt ist, werden das Tragelement 1705 und der Dorn 1710 aus der Schachtbohrung 1600 entfernt. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform reicht der Kontaktdruck zwischen den verformten dünnwandigen Abschnitten 1640 und 1805 und den zu sammendrückbaren ringförmigen Elementen 1645 und 1745 von et wa 400 bis 10.000 psi, um in optimaler Weise das rohrförmige Element 1715 unter Verwendung der rohrförmigen Auskleidung 1620 abzustützen.

Auf diese Weise wird das rohrförmige Element 1715 direkt in Kontakt mit der rohrförmigen Auskleidung 1620 aufgeweitet durch Unterdrucksetzen des Innern des Fluiddurchlasses 1730 und der Druckkammer 1755.

Sobald gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in wie in Fig. 14f gezeigt, das rohrförmige Element 1715 vollständig in der radialen Richtung durch den Dorn 1710 aufgeweitet ist, werden das Tragelement 1705 und der Dorn 1710 aus der Schachtbohrung 1600 entfernt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird daraufhin der ringförmige Körper aus aushärtbarem Fluidmate rial aushärten gelassen, um einen starren bzw. festen äußeren ringförmigen Körper 1850 zu bilden. In dem Fall, daß das rohrförmige Element 1715 geschlitzt ist, durchdringt das aus härtbare Fluidmaterial bevorzugt das aufgeweitete rohrförmige Element 1715 und hüllt dieses ein.

Der resultierende neue Abschnitt der Schachtbohrungs- Verschalung 1855 umfaßt das aufgeweitete rohrförmige Element 1715 und den starren äußeren ringförmigen Körper 1850. Die überlappende Verbindung 1860 zwischen der rohrförmigen Aus kleidung 1620 und dem aufgeweiteten rohrförmigen Element 1715 umfaßt die verformten dünnwandigen Abschnitte 1640 und 1085, und die zusammendrückbaren ringförmigen Körper 1645 und 1745. Der Innendurchmesser der resultierenden zusammengedrückten Schachtbohrungs-Verschalungen ist im wesentlichen konstant. Auf diese Weise wird eine Schachtbohrungs-Verschalung mit durchgehend gleichem Durchmesser gebildet. Dieser Prozeß des Aufweitens rohrförmiger überlappender Elemente mit dünnwandi gen Endabschnitten mit zusammendrückbaren ringförmigen Kör pern in Kontakt kann für die gesamte Länge einer Schachtboh rung wiederholt werden. Auf diese Weise kann eine Schachtboh rungs-Verschalung für tausende Fuß in einer unterirdischen Formation mit durchgehend gleichem Durchmesser bereitgestellt werden.

Unter Bezug auf Fig. 15, 15a und 15b wird eine Ausführungs form einer Vorrichtung 1900 zum Aufweiten eines rohrförmigen Elements erläutert. Die Vorrichtung 1900 umfaßt bevorzugt ein Bohrrohr 1905, einen Innengestängeadapter 1910, eine Dich tungsbuchse 1915, einen inneren Dichtungsdorn 1920, einen oberen Dichtungskopf 1925, einen unteren Dichtungskopf 1930, einen äußeren Dichtungsdorn 1935, einen Lastdorn 1940, einen Aufweitungskonus 1945, ein Dornstart- bzw. -ausbringgerät 1950, einen mechanischen Gleitkörper 1955, mechanische Gleit elemente 1960, Schleppblöcke 1965, eine Verschalung 1970 und Fluiddurchlässe 1975, 1980, 1985 und 1990.

Das Bohrrohr 1905 ist mit dem Innengestängeadapter 1910 ver bunden. Während des Betriebs der Vorrichtung 1900 stützt das Bohrrohr 1905 die Vorrichtung 1900 ab. Das Bohrrohr 1905 um faßt bevorzugt ein im wesentlichen hohles rohrförmiges Ele ment bzw. mehrere derartige Elemente. Das Bohrrohr 1905 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien hergestellt werden, wie etwa bei spielsweise Oilfield Country Tubular Bohrrohre, Glasfaser- oder Spiralrohre. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Bohrrohr 1905 hergestellt aus einem Spiralrohr, um die Plazierung der Vorrichtung 1900 in nicht vertikalen Schacht bohrungen zu erleichtern. Das Bohrrohr 1905 kann mit dem In nengestängeadapter 1910 unter Verwendung einer beliebigen An zahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise mit Bohr rohrverbindern, speziellen OCTG-Kastenstiftverbindern, einem Ratschenverriegelungsverbinder oder einem Standardkasten/ Stiftverbinder. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Bohrrohr 1905 mit dem Innengestängeadapter 1910 durch ei nen Bohrrohrverbinder lösbar verbunden.

Das Bohrrohr 1905 umfaßt bevorzugt einen Fluiddurchlaß 1975, der dazu ausgelegt ist, Fluidmaterialien von einer Oberflä chenstelle in den Fluiddurchlaß 1980 zu fördern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Fluiddurchlaß 1975 dazu ausgelegt, Fluidmaterialien, wie etwa beispielsweise Zement, Bohrschlamm, Epoxidharz oder Schmiermittel mit Betriebsdrüc ken und Durchsätzen zu fördern, die von etwa 0 bis 9.000 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen.

Der Innengestängeadapter 1910 ist mit dem Bohrgestänge 1905 und der Dichtungsbuchse 1915 verbunden. Der Innengestänge adapter 1910 umfaßt bevorzugt ein im wesentlichen hohles rohrförmiges Element oder mehrere derartige Elemente. Der In nengestängeadapter 1910 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien herge stellt sein, wie etwa beispielsweise aus Oilfield Country Tu bular Goods, Niedriglegierungsstahl, Kohlenstoffstahl, Edel stahl oder anderen hochfesten Materialien. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform einer bevorzugten Ausführungsform ist der Innengestängeadapter 1910 hergestellt aus Oilfield Coun try Tubular Goods, um in optimaler Weise mechanische Eigen schaften bereitzustellen, die eng mit denjenigen des Bohrge stänges 1905 übereinstimmen.

Der Innengestängeadapter 1910 kann mit dem Bohrgestänge 1905 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise Bohrrohrverbindern, Spezialty pen von Gewindeverbindern von Oilfield Country Tubular Goods, einem ratschenverriegelbaren Aufrauhungsverbindung oder Stan dardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form ist der Innengestängeadapter 1910 mit dem Bohrrohr 1905 durch eine Bohrrohrverbindung lösbar verbunden. Der Innenge stängeadapter 1910 kann mit der Dichtungsbuchse 1915 unter Verwendung einer Anzahl von herkömmlichen, kommerziell er hältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbindung, einem speziellen Ge windeverbinder von Oilfield Country Tubular Goods, Ratschen verriegelungs-Aufrauhungsverbindern oder einer Standardgewin deverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Innengestängeadapter 1910 mit der Dichtungsbuchse 1915 durch eine Standardgewindeverbindung verbunden.

Der Innengestängeadapter 1910 umfaßt bevorzugt einen Fluid durchlaß 1980, der dazu ausgelegt ist, Fluidmaterialien von dem Fluiddurchlaß 1975 in den Fluiddurchlaß 1985 zu fördern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Fluiddurchlaß 1980 dazu ausgelegt, Fluidmaterialien, wie etwa beispielswei se Zement, Bohrschlamm, Epoxidharz oder Schmiermittel, mit Betriebsdrücken und Durchsätzen zu fördern, die von etwa 0 bis 9.000 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen.

Die Dichtungsbuchse 1915 ist mit dem Innengestängeadapter 1910 und dem inneren Dichtungsdorn 1920 verbunden. Die Dich tungsbuchse 1915 umfaßt bevorzugt ein im wesentlichen hohles rohrförmiges Element oder mehrere derartige Elemente. Die Dichtungsbuchse 1.915 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien herge stellt sein, wie beispielsweise aus Oilfield Country Tubular Goods, Kohlenstoffstahl, Niedriglegierungsstahl, Edelstahl oder anderen hochfesten Materialien. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Dichtungsbuchse 1915 aus Oilfield Country Tubular Goods hergestellt, um in optimaler Weise me chanische Eigenschaften bereitzustellen, die im wesentlichen mit denjenigen der verbleibenden Bauteilen der Vorrichtung 1900 übereinstimmen.

Die Dichtungsbuchse 1915 kann mit dem Innengestängeadapter 1910 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmli chen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen ver bunden sein, wie etwa beispielsweise mit einer Bohrrohrver bindung, einer speziellen Gewindeverbindung von Oilfield Country Tubular Goods, einer Ratschenverriegelungs-Aufrau hungsverbindung oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Dichtungsbuchse 1915 mit dem Innengestängeadapter 1910 durch eine Standardge windeverbindung lösbar verbunden. Die Dichtungsbuchse 1915 kann mit dem inneren Dichtungsdorn 1920 unter Verwendung ei ner beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhält lichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie beispiels weise mit einer Bohrrohrverbindung, einer speziellen Gewinde verbindung von Oilfield Country Tubular Goods oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform ist die Dichtungsbuchse 1915 mit dem inneren Dich tungsdorn 1920 durch eine Standardgewindeverbindung lösbar verbunden.

Die Dichtungsbuchse 1915 umfaßt bevorzugt einen Fluiddurchlaß 1985, der dazu ausgelegt ist, Fluidmaterialien aus dem Fluid durchlaß 1980 in den Fluiddurchlaß 1990 zu fördern. Gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform ist der Fluiddurchlaß 1985 dazu ausgelegt, Fluidmaterialien, wie etwa beispielsweise Ze ment, Bohrschlamm, Epoxidharz oder Schmiermittel, mit Be triebsdrücken und Durchsätzen zu fördern, die von etwa 0 bis 9.000 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen.

Der innere Dichtungsdorn 1920 ist mit der Dichtungsbuchse 1915 und dem unteren Dichtungskopf 1930 verbunden. Der innere Dichtungsdorn 1920 umfaßt bevorzugt ein im wesentlichen hoh les rohrförmiges Element bzw. mehrere derartige Elemente. Der innere Dichtungsdorn 1920 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien her gestellt sein, wie beispielsweise aus Oilfield Country Tubu lar Goods, Edelstahl, Niedriglegierungsstahl, Kohlenstoff stahl oder anderen ähnlich hochfesten Materialien. Gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform ist der innere Dichtungsdorn 1920 aus Edelstahl hergestellt, um in optimaler Weise mecha nische Eigenschaften bereitzustellen, die ähnlich zu denjeni gen der übrigen Bauteile der Vorrichtung 1900 sind, während eine glatte Außenseite bereitgestellt wird, um Dichtungen und andere bewegliche Teile zu tragen, die mit minimalem Ver schleiß, minimaler Korrosion und Grübchenkorrosion betrieben werden können.

Der innere Dichtungsdorn 1920 kann mit der Dichtungsbuchse 1915 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmli chen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen ver bunden sein, wie etwa beispielsweise mit einer Bohrrohrver bindung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der innere Dich tungsdorn 1920 mit der Dichtungsbuchse 1915 durch Standardge windeverbindungen lösbar verbunden. Der innere Dichtungsdorn 1920 kann mit dem unteren Dichtungskopf 1930 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell er hältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beilspielsweise einer Bohrrohrverbindung oder Standardge windeverbindungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der innere Dichtungsdorn 1920 mit dem unteren Dichtungs kopf 1930 durch eine Standardgewindeverbindung verbunden.

Der innere Dichtungsdorn 1920 umfaßt bevorzugt einen Fluid durchlaß 1990, der dazu ausgelegt ist, Fluidmaterialien aus dem Fluiddurchlaß 1985 in den Fluiddurchlaß 1995 zu fördern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Fluiddurchlaß 1990 dazu ausgelegt, Fluidmaterialien, wie etwa beispielswei se Zement, Bohrschlamme, Epoxidharz oder Schmiermittel mit Be triebsdrücken und Durchsätzen zu fördern, die von etwa 0 bis 9.000 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen.

Der obere Dichtungskopf 1925 ist mit dem äußeren Dichtungs dorn 1935 und dem Aufweitungskonus 1945 verbunden. Der obere Dichtungskopf 1925 ist außerdem beweglich mit der Außenseite des inneren Dichtungsdorns 1920 und der Innenseite der Ver schalung 1970 verbunden. Auf diese Weise laufen der obere Dichtungskopf 1925, der äußere Dichtungsdorn 1935, der Auf weitungskonus 1945 in der axialen Richtung hin und her. Der radiale Freiraum bzw. das radiale Spiel zwischen der inneren Zylinderfläche bzw. -seite des oberen Dichtungskopfs 1925 und der Außenseite des inneren Dichtungsdorns 1920 kann bei spielsweise von etwa 0,025 bis 0,05 Inch reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der radiale Freiraum zwi schen der inneren Zylinderoberfläche des oberen Dichtungs kopfs 1925 und der Außenseite des inneren Dichtungsdorns 1920 von etwa 0,005 bis 0,01 Inch, um in optimaler Weise einen Freiraum zur Plazierung einer Druckdichtung bereitzustellen. Der radiale Freiraum zwischen der äußeren zylindrischen Ober fläche des oberen Dichtungskopfs 1925 und der Innenseite der Verschalung 1970 kann beispielsweise von etwa 0,025 bis 0,375 Inch reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der radiale Freiraum zwischen der äußeren zylindrischen Ober fläche des oberen Dichtungskopfs 1925 und der Innenseite der Verschalung 1970 von etwa 0,025 bis 0,125 Inch, um in optima ler Weise eine Stabilisierung für den Aufweitungskonus 1945 bereitzustellen, wenn der Aufweitungskonus 1945 innerhalb der Verschalung 1970 aufwärts bewegt wird.

Der obere Dichtungskopf 1925 umfaßt bevorzugt ein ringförmi ges Element mit im wesentlichen zylindrischen Innen- und Au ßenseiten. Der obere Dichtungskopf 1925 kann aus einer belie bigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Ma terialien hergestellt sein, wie etwa beispielsweise aus Oil field Country Tubular Goods, Edelstahl, Maschinenwerkzeug stahl oder ähnlich hochfesten Materialien. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform ist der obere Dichtungskopf 1925 her gestellt aus Edelstahl, um in optimaler Weise hohe Festigkeit und gleichmäßige bzw. glatte Außenseiten bereitzustellen, die beständig gegenüber Verschleiß, Abrieb bzw. Scheuern, Korro sion und Grübchenkorrosion sind.

Die Innenseite des oberen Dichtungskopfs 1925 umfaßt bevor zugt ein oder mehrere ringförmige Dichtungselemente 2000 zum Abdichten der Grenzfläche zwischen dem oberen Dichtungskopf 1925 und dem inneren Dichtungsdorn 1920. Die Dichtungselemen te 2000 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kom merziell erhältlichen ringförmigen Dichtungselementen umfas sen, wie etwa beispielsweise O-Ringe, Polypackdichtungen oder Metallfeder-vorgespannte Dichtungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Dichtungselemente 2000 Polypack dichtungen, erhältlich von Parker Seals, um in optimaler Wei se eine Abdichtung für eine lange axiale Bewegung bereitzu stellen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der obere Dichtungskopf 1925 eine Schulter 2005 zum Tragen bzw. Abstüt zen des oberen Dichtungskopfs 1925 auf dem unteren Dichtungs kopf 1930.

Der obere Dichtungskopf 1925 kann mit dem äußeren Dichtungs dorn 1925 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von her kömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie beispielsweise mittels einer Bohrrohrver bindung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods oder aus standardgemäßen Gewindeverbin dungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der obere Dichtungskopf 1925 mit dem äußeren Dichtungsdorn 1935 durch standardmäßige Gewindeverbindungen lösbar verbunden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die mechanische Kupplung zwischen dem oberen Dichtungskopf 1925 und dem äuße ren Dichtungsdorn 1935 ein oder mehrere Dichtungselemente 2010 zum fluidmäßigen Abdichten der Grenzfläche zwischen dem oberen Dichtungskopf 1925 und dem äußeren Dichtungsdorn 1935. Die Dichtungselemente 2010 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Dichtungselementen umfassen, wie etwa beispielsweise O-Ringe, Polypackdichtungen oder Metallfeder-vorgespannte Dichtungen. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform umfassen die Dichtungselemente 2010 Polypackdichtungen, erhältlich von Parker Seals, um in opti maler Weise eine Abdichtung für eine lange axiale Hubbewegung bereitzustellen.

Der untere Dichtungskopf 1930 ist mit dem inneren Dichtungs dorn 1920 und dem Lastdorn 1940 verbunden. Der untere Dich tungskopf 1930 kann ebenfalls beweglich mit der Innenseite des äußeren Dichtungsdorns 1935 verbunden sein. Auf diese Weise laufen der obere Dichtungskopf 1925 und der äußere Dichtungsdorn 1935 in der axialen Richtung hin und her. Der radiale Freiraum bzw. das radiale Spiel zwischen der Außen seite des unteren Dichtungskopfs 1930 und der Innenseite de äußeren Dichtungsdorns 1935 kann beispielsweise von etwa 0,025 bis 0,05 Inch reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform reicht der Freiraum zwischen der Außenseite des un teren Dichtungskopfs 1930 und der Innenseite des äußeren Dichtungsdorns 1935 von etwa 0,005 bis 0,010 Inch, um in op timaler Weise eine enge Toleranz mit Raum zur Installation von Druckdichtungsringen bereitzustellen.

Der untere Dichtungskopf 1930 umfaßt bevorzugt ein ringförmi ges Element mit im wesentlichen zylindrischen Innen- und Au ßenseiten. Der untere Dichtungskopf 1930 kann aus einer be liebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien hergestellt sein, beispielsweise aus Oilfield Country Tubular Goods, Edelstahl, Maschinenwerkzeugstahl oder ähnlich hochfesten Materialien. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform ist der untere Dichtungskopf 1930 aus Edelstahl hergestellt, um in optimaler Weise hohe Festigkeit und Be ständigkeit gegenüber Verschleiß, Scheuern und Grübchenkorro sion bereitzustellen.

Die Außenseite des unteren Dichtungskopfs 1930 umfaßt bevor zugt ein oder mehrere ringförmige Dichtungselemente 2015 zum Abdichten der Grenzfläche zwischen dem unteren Dichtungskopf 1930 und dem äußeren Dichtungsdorn 1935. Die Dichtungselemen te 2015 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kom merziell erhältlichen ringförmigen Dichtungselementen umfas sen, wie etwa beispielsweise O-Ringe, Polypackdichtungen oder Metallfeder-vorgespannte Dichtungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Dichtungselemente 2015 Polypack dichtungen, erhältlich von Parker Seals, um in optimaler Wei se eine Abdichtung für einen langen axialen Hub bereitzustel len.

Der untere Dichtungskopf 1930 kann mit dem inneren Dichtungs dorn 1920 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von her kömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbin dung, einer Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, durch Schweißen, durch amorphes Verbinden oder durch eine Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform ist der untere Dichtungskopf 1930 mit dem inne ren Dichtungsdorn 1920 durch eine Standardgewindeverbindung lösbar verbunden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die mechani sche Kupplung zwischen dem unteren Dichtungskopf 1930 und dem inneren Dichtungsdorn 1920 ein oder mehrere Dichtungselemente 2020 zum fluidmäßigen Abdichten der Grenzfläche zwischen dem unteren Dichtungskopf 1930 und dem inneren Dichtungsdorn 1920. Die Dichtungselemente 2020 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Dichtungselemen ten umfassen, wie etwa beispielsweise O-Ringe, Polypackdich tungen oder Metallfeder-vorgespannte Dichtungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Dichtungselemente 2020 Polypackdichtungen, erhältlich von Parker Seals, um in optimaler Weise eine Abdichtung für eine lange axiale Hubbe wegung bereitzustellen.

Der untere Dichtungskopf 1930 kann mit dem Lastdorn 1940 un ter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, beispielsweise mittels einer Bohrrohrverbindung, mit tels speziellen Gewindeverbindungen aus Oilfield Country Tu bular Goods, durch Schweißen, durch amorphes Verbinden bzw. Kleben oder durch eine Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der untere Dichtungskopf 1930 mit dem Lastdorn 1940 durch eine Standardgewindeverbindung lösbar verbunden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform um faßt die mechanische Kupplung zwischen dem unteren Dichtungs kopf 1930 und dem Lastdorn 1940 ein oder mehrere Dichtungs elemente 2025 zum fluidmäßigen Abdichten der Grenzfläche zwi schen dem unteren Dichtungskopf 1930 und dem Lastdorn 1940. Die Dichtungselemente 2025 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Dichtungselementen umfassen, wie etwa beispielsweise O-Ringe, Polypackdichtungen oder Metallfeder-vorgespannte Dichtungen. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform umfassen die Dichtungselemente 2025 Polypackdichtungen, erhältlich von Parker Seals, um in opti maler Weise eine Abdichtung für eine lange axiale Hubbewegung bereitzustellen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der untere Dichtungskopf 1930 einen Verengungsdurchlaß 2040, welcher fluidmäßig zwischen die Fluiddurchlässe 1990 und 1995 ge schaltet ist. Der Verengungsdurchlaß 2040 hat bevorzugt ver ringerte Größe und ist dazu ausgelegt, einen Stopfen 2045 oder eine ähnliche Einrichtung aufzunehmen und in Eingriff mit diesem bzw. dieser zu gelangen. Auf diese Weise wird der Fluiddurchlaß 1990 von dem Fluiddurchlaß 1995 fluidmäßig iso liert. Auf diese Weise wird die Druckkammer 2030 unter Druck gesetzt.

Der äußere Dichtungsdorn 1935 ist mit dem oberen Dichtungkopf 1925 und dem Aufweitungskonus 1945 verbunden. Der äußere Dichtungsdorn 1935 ist außerdem beweglich mit der Innenseite der Verschalung 1970 und der Außenseite des unteren Dich tungskopfs 1930 verbunden. Auf diese Weise laufen der obere Dichtungskopf 1925, der äußere Dichtungsdorn 1935 und der Aufweitungskonus 1945 in der axialen Richtung hin und her. Der radiale Freiraum bzw. das radiale Spiel zwischen der Au ßenseite des äußeren Dichtungsdorns 1935 und der Innenseite der Verschalung 1970 kann beispielsweise von etwa 0,025 bis 0,375 Inch reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der radiale Freiraum zwischen der Außenseite des äuße ren Dichtungsdorns 1935 und der Innenseite der Verschalung 1970 von etwa 0,025 bis 0,125 Inch, um in optimaler Weise ei ne maximale Kolbenquerschnittsfläche zum Maximieren der ra dialen Aufweitungskraft bereitzustellen. Der radiale Freiraum zwischen der Innenseite des äußeren Dichtungsdorns 1935 und der Außenseite des unteren Dichtungskopfs 1930 kann bei spielsweise von etwa 0,025 bis 0,05 Inch reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der radiale Freiraum zwi schen der Innenseite des äußeren Dichtungsdorns 1935 und der Außenseite des unteren Dichtungskopfs 1930 von etwa 0,005 bis 0,010 Inch, um in optimaler Weise einen minimalen Spalt für die Dichtungselemente zu Überbrückungs- und Dichtungszwecken bereitzustellen.

Der äußere Dichtungsdorn 1935 umfaßt bevorzugt ein ringförmi ges Element mit im wesentlichen zylindrischen Innen- und Au ßenseiten. Der äußere Dichtungsdorn 1935 kann aus einer be liebigen Anzahl von herkömmlichen kommerziell erhältlichen Materialien hergestellt sein, wie beispielsweise aus Niedrig legierungsstahl, Kohlenstoffstahl, Chrom-13-Stahl oder Edel stahl. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Dich tungsdorn 1935 aus Edelstahl hergestellt, um in optimaler Weise maximale Festigkeit und minimale Wandungsdicke bereit zustellen, während außerdem Korrosionsbeständigkeit, Grüb chenkorrosionsbeständigkeit und Beständigkeit gegenüber Scheuern bereitgestellt werden.

Der äußere Dichtungsdorn 1935 kann mit dem oberen Dichtungs kopf 1925 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von her kömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbin dung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, aus Standardgewindeverbindungen oder durch Schweißen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der äußere Dichtungsdorn 1935 mit dem oberen Dichtungskopf 1925 durch eine Verbindung aus Standardgewindeverbindungen verbun den. Der äußere Dichtungsdorn 1935 kann mit dem Aufweitungs konus 1945 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von her kömmlichen, kommerziell erhältlichen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbindung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods oder einer Verbindung aus Standardgewindeverbindungen oder Schweißen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der äußere Dichtungsdorn 1935 mit dem Aufweitungskonus 1935 lösbar durch eine Verbindung aus Standardgewindeverbindungen verbunden.

Der obere Dichtungskopf 1925, der untere Dichtungskopf 1930, der innere Dichtungsdorn 1920 und der äußere Dichtungsdorn 1935 liegen gemeinsam eine Druckkammer 2030 fest. Die Druck kammer 2030 ist mit dem Durchlaß 1990 über einen oder mehrere Durchlässe 2035 fluidmäßig verbunden. Während des Betriebs der Vorrichtung 1900 gelangt der Stopfen 1935 in Eingriff mit dem Verengungsdurchlaß 2040, um den Fluiddurchlaß 1990 von dem Fluiddurchlaß 1995 fluidmäßig zu isolieren. Die Druckkam mer 2030 wird daraufhin unter Druck gesetzt, wodurch der obe re Dichtungskopf 1925, der äußere Dichtungsdorn 1935 und der Aufweitungskonus 1945 veranlaßt werden, in der axialen Rich tung hin- und herzulaufen. Die axiale Bewegung des Aufwei tungskonus 1945 ihrerseits weitet die Verschalung 1970 in der radialen Richtung auf.

Der Lastdorn 1940 ist mit dem unteren Dichtungskopf 1930 und dem mechanischen Gleitkörper 1955 verbunden. Der Lastdorn 1940 umfaßt bevorzugt ein ringförmiges Element mit im wesent lichen zylindrische Innen- und Außenseiten. Der Lastdorn 1940 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerzi ell erhältlichen Materialien hergestellt sein, wie beispiels weise aus Oilfield Country Tubular Goods, Niedriglegierungs stahl, Kohlenstoffstahl, Edelstahl oder anderen ähnlich hoch festen Materialien. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Lastdorn 1940 aus Oilfield Country Tubular Goods her gestellt, um in optimaler Weise hohe Festigkeit bereitzustel len.

Der Lastdorn 1940 kann mit dem unteren Dichtungskopf 1930 un ter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbindung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, durch Schweißen, durch amorphes Verbinden bzw. Kleben oder durch eine Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform ist der Lastdorn 1940 mit dem unteren Dichtungskopf 1930 durch eine Standardgewindeverbindung lös bar verbunden. Der Lastdorn 1940 kann mit dem mechanischen Gleitkörper 1955 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplun gen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohr verbindung, speziellen Gewindeverbindungen von Oilfield Coun try Tubular Goods, durch Schweißen, durch amorphes Verbinden oder Kleben oder durch eine Verbindung aus Standardgewinde verbindungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Lastdorn 1940 mit dem mechanischen Gleitkörper 1955 durch ei ne Verbindung aus Standardgewindeverbindungen lösbar mecha nisch verbunden.

Der Lastdorn 1940 umfaßt bevorzugt einen Fluiddurchlaß 1995, der dazu ausgelegt ist, Fluidmaterialien aus dem Fluiddurch laß 1990 zu dem bzw. in den Bereich außerhalb der Vorrichtung 1900 zu fördern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Fluiddurchlaß 1995 dazu ausgelegt, Fluidmaterialien, wie etwa beispielsweise Zement, Epoxidharz, Wasser, Bohrschlamm oder Schmiermittel mit Betriebsdrücken und Durchsätzen zu fördern, die von etwa 0 bis 9.000 Psi bzw. 0 bis 3.000 Gallo nen/Minute reichen.

Der Aufweitungskonus 1945 ist mit dem äußeren Dichtungsdorn 1935 verbunden. Der Aufweitungskonus 1945 ist außerdem mit der Innenseite der Verschalung 1970 beweglich verbunden. Auf diese Weise laufen der obere Dichtungskopf 1925, der äußere Dichtungsdorn 1935 und der Aufweitungskonus 1945 in der axia len Richtung hin und her. Die hin- und herlaufende Bewegung des Aufweitungskonus 1945 veranlaßt die Verschalung 1970 da zu, in der radialen Richtung aufzuweiten.

Der Aufweitungskonus 1945 umfaßt bevorzugt ein ringförmiges Element mit im wesentlichen zylindrischen Innen- und koni schen Außenseiten. Der Außenradius der äußeren konischen Oberfläche kann beispielsweise von etwa 2 bis 34 Inch rei chen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der Au ßenradius der konischen Außenseite von etwa 3 bis 28 Inch, um in optimaler Weise Konusabmessungen für den typischen Bereich von rohrförmigen Elementen bereitzustellen.

Die axiale Länge des Aufweitungskonus 1945 kann beispielswei se von etwa dem 2- bis 8-fachen des größten Außendurchmessers des Aufweitungskonus 1945 betragen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht die axiale Länge des Aufweitungskonus 1945 vom etwa 3- bis 5-fachen des größten Außendurchmessers des Aufweitungskonus 1945, um in optimaler Weise Stabilität und Zentrierung des Aufweitungskonus 1945 während des Aufwei tungsprozesses bereitzustellen. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform reicht der Angriffwinkel des Aufweitungskonus 1945 von etwa 5 bis 30°, um in optimaler Weise Reibungskräfte mit dem gewünschten Ausmaß an radialer Aufweitung auszuglei chen. Der Angriffwinkel des Aufweitungskonus variiert als Funktion der Betriebsparameter des speziellen Aufweitungsvor gangs.

Der Aufweitungskonus 1945 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien her gestellt sein, wie etwa beispielsweise aus Maschinenwerkzeug stahl, Keramik, Wolframcarbid, Nitridstahl oder anderen ähn lich hochfesten Materialien. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform ist der Aufweitungskonus 1945 aus D2- Maschinenwerkzeugstahl hergestellt, um in optimaler Weise Fe stigkeit und Korrosionsbeständigkeit, Verschleißbeständig keit, Beständigkeit gegenüber Grübchenkorrosion und Scheuern bereitzustellen. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausfüh rungsform weist die Außenseite des Aufweitungskonus 1945 eine Oberflächenhärte auf, die von etwa 58 bis 62 Rockwell C reicht, um in optimaler Weise hohe Festigkeit und Verschleiß beständigkeit sowie Beständigkeit gegenüber Grübchenkorrosion bereitzustellen.

Der Aufweitungskonus 1945 kann mit dem äußeren Dichtungsdorn 1945 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmli chen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen ver bunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbin dung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, durch Schweißen, durch amorphes Verbinden bzw. Kleben oder durch eine Verbindung aus Standardgewindeverbin dungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Auf weitungskonus 1945 mit dem äußeren Dichtungsdorn 1935 unter Verwendung einer Verbindung aus Standardgewindeverbindungen verbunden, um in optimaler Weise Verbinder- bzw. Verbindungs festigkeit für die typischen Betriebslastbelastungen bereit zustellen, während außerdem ein problemloses Verschieben des Aufweitungskonus 1945 bereitgestellt wird.

Das Dornstartgerät 1950 ist mit der Verschalung 1970 verbun den. Das Dornstartgerät 1950 umfaßt einen rohrförmigen Aus kleidungsabschnitt mit verringerter Wandungsdicke im Ver gleich zu der Verschalung 1970. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform beträgt die Wandungsdicke des Dornstartgeräts etwa 50 bis 100% der Wandungsdicke der Verschalung 1970. Auf diese Weise wird die Einleitung der radialen Aufweitung der Verschalung 1970 erleichtert, und das Einführen des Startge räts 1950 für einen Dorn größeren Außendurchmessers in die Schachtbohrung und/oder die Verschalung wird erleichtert.

Das Dornstartgerät 1950 kann mit der Verschalung 1970 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommer ziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein. Das Dornstartgerät 1950 kann eine Wandungsdicke aufweisen, die beispielsweise von etwa 0,15 bis 1,5 Inch beträgt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht die Wandungsdicke des Dornstartgeräts 1950 von etwa 0,25 bis 0,75 Inch, um in optimaler Weise hohe Festigkeit bei bzw. mit einem kleinen Gesamtprofil bereitzustellen. Das Dornstartgerät 1950 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien hergestellt sein, wie etwa bei spielsweise aus Oilfield Country Tubular Goods, Niedriglegie rungsstahl, Kohlenstoffstahl, Edelstahl oder aus ähnlich hochfesten Materialien. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form ist das Dornstartgerät 1950 aus Oilfield Country Tubular Goods höherer Festigkeit, jedoch geringerer Wandungsdicke als die Verschalung 1970 hergestellt, um in optimaler Weise einen dünnwandigen Behälter mit ungefähr derselben Berstfestigkeit wie der Verschalung 1970 bereitzustellen.

Der mechanische Gleitkörper 1955 ist mit dem Lastdorn 1970, den mechanischen Gleitelementen 1960 und den Schleppblöcken 1965 verbunden. Der mechanische Gleitkörper 1955 umfaßt be vorzugt ein rohrförmiges Element mit einem inneren Durchlaß 2050, der mit dem Durchlaß 1995 fluidmäßig verbunden ist. Auf diese Weise können Fluidmaterialien aus dem Durchlaß 2050 zu einem Bereich außerhalb der Vorrichtung 1900 gefördert wer den.

Der mechanische Gleitkörper 1955 kann mit dem Lastdorn 1940 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der mecha nische Gleitkörper 1955 mit dem Lastdorn 1940 unter Verwen dung einer Standargewindeverbindung lösbar verbunden, um in optimaler Weise hohe Festigkeit bereitzustellen und ein pro blemloses Ersetzen bzw. einen problemlosen Austausch des me chanischen Gleitkörpers 1955 zu erlauben. Der mechanische Gleitkörper 1955 kann mit den mechanischen Gleitelementen 1955 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmli chen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen ver bunden sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der mechanische Gleitkörper 1955 mit den mechanischen Gleitele menten 1955 unter Verwendung von Gewinden und Gleitstahlhal teringen verbunden, um in optimaler Weise hohe Verbindungsfe stigkeit bereitzustellen und außerdem einen problemlosen Aus tausch der mechanischen Gleitelemente 1955 zu erlauben. Der mechanische Gleitkörper 1955 kann mit den Schleppblöcken 1965 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der mecha nische Gleitkörper 1955 mit den Schleppblöcken 1965 unter Verwendung von Gewindeverbindungen und Stahlhaltegleitringen lösbar verbunden, um in optimaler Weise hohe Festigkeit be reitzustellen und außerdem einen problemlosen Austausch der Schleppblöcke 1965 zu ermöglichen.

Die mechanischen Gleitelemente 1960 sind mit der Außenseite des mechanischen Gleitkörpers 1955 verbunden. Während des Be triebs der Vorrichtung 1900 verhindern die mechanischen Glei telemente 1960 eine Aufwärtsbewegung der Verschalung 1970 und des Dornstartgeräts 1950. Während der axial hin- und herlau fenden Bewegung des Aufweitungskonus 1945 werden auf diese Weise die Verschalung 1970 und das Dornstartgerät 1950 in im wesentlichen stationärer Position gehalten. Auf diese Weise werden das Dornstartgerät 1950 und die Verschalung 1970 in der radialen Richtung durch die axiale Bewegung des Aufwei tungskonus 1945 aufgeweitet.

Die mechanischen Gleitelemente 1960 können eine beliebige An zahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Gleitelemen ten umfassen, wie etwa beispielsweise mechanische RTTS- Dichtstück-Wolframcarbid-Gleitelemente, mechanische RTTS- Dichtstück-Schleifelemente vom Wicker-Typ oder rückgewinnbare mechanische obere Brücken-Stopfen-Wolframcarbid- Schleifelemente vom Modell 3L. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform umfassen die mechanischen Gleitelemente 1960 me chanische RTTS-Dichtstück-Wolframcarbid-Gleitelemente, er hältlich von Halliburton Energy Services, um in optimaler Weise Beständigkeit gegenüber eine axiale Bewegung der Ver schalung 1970 während des Aufweitungsprozesses bereitzustel len.

Die Schleppblöcke 1965 sind mit der Außenseite des mechani schen Gleitkörpers 1955 verbunden. Während des Betriebs der Vorrichtung 1900 verhindern die Schleppblöcke 1965 eine Auf wärtsbewegung der Verschalung 1970 und des Dornstartgeräts 1950. Während der axial hin- und herlaufenden Bewegung des Aufweitungskonus 1945 werden auf diese Weise die Verschalung 1970 und das Dornstartgerät 1950 in im wesentlichen stationä rer Position gehalten. Auf diese Weise werden das Dornstart gerät 1950 und die Verschalung 1970 in der radialen Richtung durch die axiale Bewegung des Aufweitungskonus 1945 aufgewei tet.

Die Schleppblöcke 1965 können eine beliebige Anzahl von her kömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Gleitele menten umfassen, wie etwa beispielsweise mechanische RTTS- Dichtstück-Wolframcarbid-Gleitelemente, mechanische RTTS- Dichtstück-Gleitelemente vom Wicker-Typ oder rückgewinnbare mechanische obere Brücken-Stopfen-Wolframcarbid-Gleitelemente vom Modell 3L. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfas sen die Schleppblöcke 1965 mechanische RTTS-Dichtstück- Wolframcarbid-Gleitelemente, erhältlich von Halliburton Ener gy Services, um in optimaler Weise Beständigkeit bzw. Festig keit gegenüber einer axialen Bewegung der Verschalung 1970 während des Aufweitungsprozesses bereitzustellen.

Die Verschalung 1970 ist mit dem Dornstartgerät 1950 verbun den. Die Verschalung 1970 ist außerdem mit den mechanischen Gleitelementen und Schleppblöcken 1965 lösbar bzw. entfernbar verbunden. Die Verschalung 1970 umfaßt bevorzugt ein rohrför miges Element. Die Verschalung 1970 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materiali en hergestellt sein, wie etwa beispielsweise aus geschlitzten Rohren, Oilfield Country Tubular Goods, Niedriglegierungs stahl, Kohlenstoffstahl, Edelstahl oder ähnlich hochfesten Materialien. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Verschalung 1970 aus Oilfield Country Tubular Goods herge stellt, erhältlich von verschiedenen ausländischen und inlän dischen Stahlwerken, um in optimaler Weise hohe Festigkeit bereitzustellen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform um faßt das obere Ende der Verschalung 1970 ein oder mehrere Dichtungselemente, die über der Außenseite der Verschalung 1970 angeordnet sind.

Während des Betriebs wird die Vorrichtung 1900 in einer Schachtbohrung positioniert, wobei das obere Ende der Ver schalung 1970 in überlappender Beziehung innerhalb der exi stierenden Schachtbohrungsverschalung positioniert ist. Um Druckstöße bzw. Stoßdrücke innerhalb des Bohrlochs während der Plazierung der Vorrichtung 1900 zu minimieren, ist der Fluiddurchlaß 1975 bevorzugt mit einem oder mehreren Druck freigabedurchlässen versehen. Während der Plazierung der Vor richtung 1900 in der Schachtbohrung wird die Verschalung 1970 durch den Aufweitungskonus 1945 abgestützt.

Nach dem Positionieren der Vorrichtung 1900 innerhalb des Bohrlochs in überlappender Beziehung mit einem existierenden Abschnitt einer Schachtbohrungs-Verschalung wird ein erstes Fluidmaterial in den Fluiddurchlaß 1975 ausgehend von einer Oberflächenstelle gepumpt. Das erste Fluidmaterial wird von bzw. aus dem Fluiddurchlaß 1975 zu den bzw. in die Fluid durchlässe 1980, 1985, 1990, 1995 und 2050 gefördert. Das er ste Fluidmaterial verläßt daraufhin die Vorrichtung und füllt den ringförmigen Bereich zwischen der Außenseite der Vorrich tung 1900 und den Innenwänden des Bohrlochs.

Das erste Fluidmaterial kann eine beliebige Anzahl von her kömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien umfassen, wie etwa beispielsweise Bohrschlamm, Wasser, Epoxidharz oder Zement. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das erste Fluidmaterial ein aushärtbares Fluidmaterial, wie etwa beispielsweise Zement oder Epoxidharz. Auf diese Weise kann eine Schachtbohrungs-Verschalung mit einer äußeren ringförmi gen Schicht aus aushärtbarem Material gebildet werden.

Das erste Fluidmaterial kann in die Vorrichtung 1900 mit Be triebsdrücken und Durchsätzen gepumpt werden, die beispiels weise von 0 bis 4.500 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das er ste Fluidmaterial in die Vorrichtung 1900 mit Betriebsdrücken und Durchsätzen gepumpt, die von etwa 0 bis 4.500 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen, um in optimaler Weise Be triebsdrücke und Durchsätze für typische Betriebsbedingungen bereitzustellen.

Zu einem bestimmten Zeitpunkt beim Einspritzen des ersten Fluidmaterials, wie beispielsweise dann, nachdem der ringför mige Bereich außerhalb dar Vorrichtung 1900 auf ein vorbe stimmtes Niveau befüllt wurde, wird ein Stopfen 2045, ein An ker oder eine ähnliche Einrichtung in das erste Fluidmaterial eingeführt. Der Stopfen 2045 wird in den Verengungsdurchlaß 2040 aufgenommen bzw. findet dort seinen Sitz, wodurch der Fluiddurchlaß 1990 von dem Fluiddurchlaß 1995 fluidmäßig iso liert wird.

Nach Plazierung des Stopfens 2045 in dem Verengungsdurchlaß 2040 wird ein zweites Fluidmaterial in den Fluiddurchlaß 1975 gepumpt, um die Druckkammer 2030 unter Druck zu setzen. Das zweite Fluidmaterial kann eine beliebige Anzahl von herkömm lichen, kommerziell erhältlichen Materialien umfassen, wie etwa beispielsweise Wasser, Bohrgase, Bohrschlamm oder Schmiermittel. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das zweite Fluidmaterial ein nicht aushärtbares Fluidmateri al, wie etwa beispielsweise Wasser, Bohrschlamm oder Schmier mittel, um Reibungskräfte zu minimieren.

Das zweite Fluidmaterial kann in die Vorrichtung 1900 mit Be triebsdrücken und Durchsätzen gepumpt werden, die beispiels weise von etwa 0 bis 4.500 psi bzw. 0 bis 4.500 Gallo nen/Minute reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das zweite Fluidmaterial in die Vorrichtung 1900 mit Be triebsdrücken und Durchsätzen gepumpt, die von etwa 0 bis 3.500 psi bzw. 0 bis 1.200 Gallonen/Minute reichen, um in op timaler Weise eine Aufweitung der Verschalung 1970 bereitzu stellen.

Das Unterdrucksetzen der Druckkammer 2030 veranlaßt den obe ren Dichtungskopf 1925, den äußeren Dichtungsdorn 1935 und den Aufweitungskonus 1945 dazu, sich in axialer Richtung zu bewegen. Wenn der Aufweitungskonus 1945 sich in axialer Rich tung bewegt, zieht der Aufweitungskonus 1945 die Dornstart einrichtung 1950 und die Schleppblöcke 1975 mit, wodurch die mechanischen Gleitelemente eingestellt werden und eine weite re axiale Bewegung der Dornstarteinrichtung 1950 und der Ver schalung 1970 gestoppt wird. Auf diese Weise weitet die axia le Bewegung des Aufweitungskonus 1945 die Dornstarteinrich tung 1950 und die Verschalung radial auf.

Sobald der obere Dichtungskopf 1925, der äußere Dichtungsdorn 1935 und der Aufweitungskonus 1945 einen axialen Hub beenden, wird der Betriebsdruck des zweiten Fluidmaterials verringert und das Bohrgestänge 1905 wird angehoben. Dies veranlaßt den inneren Dichtungsdorn 1920, den unteren Dichtungskopf 1930, den Lastdorn 1940 und den mechanischen Gleitkörper 1955 zu einer Aufwärtsbewegung. Hierdurch werden die mechanischen Gleitelemente 1960 entriegelt bzw. freigegeben und die mecha nischen Gleitelemente 1960 und die Schleppblöcke 1965 können aufwärts innerhalb der Dornstarteinrichtung und der Verscha lung 1970 bewegt werden. Wenn der untere Dichtungskopf 1930 den oberen Dichtungskopf 1925 berührt, wird das zweite Fluid material erneut unter Druck gesetzt und der radiale Aufwei tungsprozeß dauert an. Auf diese Weise werden die Dornstart einrichtung 1950 und die Verschalung 1970 durch wiederholte axiale Hübe des oberen Dichtungskopfs 1925, des äußeren Dich tungsdorns 1925 und des Aufweitungskonus 1945 radial aufge weitet. Durch den radialen Aufweitungsprozeß wird das obere Ende der Verschalung 1970 bevorzugt in überlappender Bezie hung mit einem existierenden Abschnitt der Schachtbohrungs- Verschalung gehalten.

Am Ende des radialen Aufweitungsprozesses wird das obere Ende der Verschalung 1970 in innigen Kontakt mit der Innenseite des unteren Endes der existierenden Schachtbohrungs- Verschalung aufgeweitet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form stellen die Dichtungselemente, die am oberen Ende der Verschalung 1970 vorgesehen sind, eine Fluiddichtung zwischen der Außenseite des oberen Endes der Verschalung 1970 und der Innenseite des unteren Endes der existierenden Schachtboh rungs-Verschalung bereit. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform reicht der Kontaktdruck zwischen der Verschalung 1970 und dem existierenden Abschnitt der Schachtbohrungs- Verschalung von etwa 400 bis 10.000 psi, um in optimaler Wei se einen Kontaktdruck zum Aktivieren der Dichtungselemente bereitzustellen, um einen optimalen Widerstand gegenüber der axialen Bewegung der aufgeweiteten Verschalung 1970 bereitzu stellen, und um in optimaler Weise typische Spannungs- und Drucklasten aufzunehmen.

Wenn der Aufweitungskonus 1945 sich dem Ende der Verschalung 1970 nähert, wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der aktive Durchsatz des zweiten Fluidmaterials verringert, um einen Stoß auf die Vorrichtung 1900 zu minimieren. Gemäß ei ner alternativen Ausführungsform umfaßt die Vorrichtung 1900 einen Stoßabsorber zum Absorbieren des Stoßes, der durch die Beendigung der radialen Aufweitung der Verschalung 1970 her vorgerufen wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der verrin gerte Betriebsdruck des zweiten Fluidmaterials von etwa 100 bis 1.000 psi, wenn der Aufweitungskonus 1945 sich dem Ende der Verschalung 1970 nähert, um in optimaler Weise eine ver ringerte axiale Bewegung und Geschwindigkeit des Aufweitungs konus 1945 bereitzustellen. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform wird der Betriebsdruck des zweiten Fluidmaterials während des Rückstellhubs der Vorrichtung 1900 auf den Be reich von etwa 0 bis 500 verringert, um den Widerstand gegen über der Bewegung des Aufweitungskonus 1945 zu minimieren. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht die Hublänge der Vorrichtung 1900 von etwa 10 bis 45 Fuß, um in optimaler Weise Einrichtungs- bzw. Anlagenlängen bereitzustellen, wel che durch typische Ölschachtbohranlagen gehandhabt werden können, während außerdem die Frequenz minimiert wird, mit welcher der Aufweitungskonus 1945 gestoppt werden muß, so daß die Vorrichtung 1900 für weitere Aufweitungsvorgänge erneut in Hub versetzt werden kann.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform umfaßt zumindest ein Teil des oberen Dichtungskopfs 1945 einen Aufweitungskonus zum radialen Aufweiten der Dornstarteinrichtung 1950 und der Verschalung 1970 während des Betriebs der Vorrichtung 1900, um den Oberflächenbereich der Verschalung 1970 zu vergrößern, auf welchen während des radialen Aufweitungsprozesses einge wirkt wird. Auf diese Weise können die Betriebsdrücke verrin gert werden.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform sind mechanische Gleitelemente in einer axialen Stelle zwischen der Dichtungs buchse 1915 und dem inneren Dichtungsdorn 1920 angeordnet, um den Betrieb und den Aufbau der Vorrichtung 1900 zu vereinfa chen.

Bei vollständiger radialer Aufweitung der Verschalung 1970 wird das erste Fluidmaterial, falls dies möglich ist, inner halb des ringförmigen Bereichs zwischen der Außenseite der aufgeweiteten Verschalung 1970 und den Innenwänden der Schachtbohrung aushärten gelassen. In dem Fall, daß die auf geweitete Verschalung 1970 geschlitzt ist, durchsetzt das ausgehärtete Fluidmaterial bevorzugt die aufgeweitete Ver schalung bzw. durchdringt diese und umhüllt sie. Auf diese Weise wird ein neuer Schachtbohrungs-Verschalungsabschnitt in der Schachtbohrung gebildet. Alternativ kann die Vorrichtung 1900 verwendet werden, um einen ersten Abschnitt einer Rohr leitung mit einem existierenden Rohrleitungsabschnitt zu ver binden. Alternativ kann die Vorrichtung 1900 verwendet wer den, um das innere der Schachtbohrung mit einer Verschalung direkt auszukleiden, und zwar ohne die Verwendung einer äuße ren ringförmigen Schicht aushärtbarem Material. Alternativ kann die Vorrichtung 1900 verwendet werden, um das rohrförmi ge Tragelement in einem Loch aufzuweiten.

Während des radialen Aufweitungsprozesses sind die unter Druck gesetzten Bereiche der Vorrichtung 1900 begrenzt auf die Fluiddurchlässe 1975, 1980, 1985, 1990 und die Druckkam mer 2030. Kein Fluiddruck wirkt direkt auf die Dornstartein richtung 1950 und die Verschalung 1970. Dies erlaubt die Ver wendung von Betriebsdrücken höher als diejenigen, denen die Dornstarteinrichtung 1950 und die Verschalung 1970 normaler weise zu widerstehen vermag.

Unter Bezug auf Fig. 16 wird nunmehr eine bevorzugte Ausfüh rungsform einer Vorrichtung 2100 zum Bilden einer Schachtboh rungs-Verschalung mit durchgehend gleichem Durchmesser erläu tert. Die Vorrichtung 2100 umfaßt bevorzugt ein Bohrrohr 2105, einen Innengestängeadapter 2110, eine Dichtungsbuchse 2115, einen inneren Dichtungsdorn 2120, Gleitstücke 2125, ei nen oberen Dichtungskopf 2130, einen unteren Dichtungskopf 2135, einen äußeren Dichtungsdorn 2140, einen Lastdorn 2145, einen Aufweitungskonus 2150 und eine Verschalung 2155.

Das Bohrrohr 2105 ist mit dem Innengestängeadapter 2110 ver bunden. Während des Betriebs der Vorrichtung 2100 stützt das Bohrrohr 2105 die Vorrichtung 2100 ab. Das Bohrrohr 2105 um faßt bevorzugt ein im wesentlichen hohles rohrförmiges Ele ment bzw. mehrere derartige Elemente. Das Bohrrohr 2105 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien hergestellt sein, wie etwa bei spielsweise aus Oilfield Country Tubular Goods, Niedriglegie rungsstahl, Kohlenstoffstahl, Edelstahl oder einem anderen ähnlich hochfesten Material. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform ist das Bohrrohr 2105 aus einem Spiralrohr herge stellt, um die Plazierung der Vorrichtung 1900 in nicht ver tikalen Schachtbohrungen zu erleichtern. Das Bohrrohr 2105 kann mit dem Innengestängeadapter 2110 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie beispielsweise einer Bohrrohrverbindung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, einer Ratschenver riegelungsverbindung oder einer standardmäßigen Gewindever bindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Bohrrohr 2105 mit dem Innengestängeadapter 2110 durch eine Bohrrohrverbindung lösbar verbunden.

Das Bohrrohr 2105 umfaßt bevorzugt einen Fluiddurchlaß 2160, der dazu ausgelegt ist, Fluidmaterialien von einer Oberflä chenstelle bzw. einem Oberflächenort aus in den Fluiddurchlaß 2165 zu fördern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Fluiddurchlaß 2160 dazu ausgelegt, Fluidmaterialien, wie etwa beispielsweise Zement, Epoxidharz, Wasser, Bohrschlamm oder Schmiermittel mit Betriebsdrücken und Durchsätzen zu fördern, die von etwa 0 bis 9.000 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallo nen/Minute reichen.

Der Innengestängeadapter 2110 ist mit dem Bohrgestänge 2105 und der Dichtungsbuchse 2115 verbunden. Der Innengestänge adapter 2110 umfaßt bevorzugt ein im wesentlichen hohles rohrförmiges Element bzw. Elemente. Der Innengestängeadapter 2110 aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerzi ell erhältlichen Materialien hergestellt sein, wie etwa bei spielsweise aus Oilfield Country Tubular Goods, Niedriglegie rungsstahl, Kohlenstoffstahl, Edelstahl oder ähnlich hochfe sten Materialien. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Innengestängeadapter 2110 hergestellt aus Edelstahl, um in optimaler Weise hohe Festigkeit, niedrige Reibung und Be ständigkeit gegenüber Korrosion und Verschleiß bereitzustel len.

Der Innengestängeadapter 2110 kann mit dem Bohrgestänge 2105 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbindung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, einer Ratschenverriegelungsverbindung oder einer Stan dardschraubverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form ist der Innengestängeadapter 2110 lösbar mit dem Bohr rohr 2105 durch eine Bohrrohrverbindung verbunden. Der Innen gestängeadapter 2110 kann mit der Dichtungsbuchse 2115 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommer ziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbindung, einer spe ziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, einer Ratschenverriegelungsgewindeverbindung oder einer Stan dardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form ist der Innengestängeadapter 2110 mit der Dichtungsbuch se 2115 durch eine Standardgewindeverbindung lösbar verbun den.

Der Innengestängeadapter 2110 umfaßt bevorzugt einen Fluid durchlaß 2165, der dazu ausgelegt ist, Fluidmaterialien aus dem Fluiddurchlaß 2160 in den Fluiddurchlaß 2170 zu fördern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Fluiddurchlaß 2165 dazu ausgelegt, Fluidmaterialien, wie etwa beispielswei se Zement, Epoxidharz, Wasser, Bohrschlämme oder Schmiermit tel mit Betriebsdrücken und Durchsätzen zu fördern, die von etwa 0 bis 9.000 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallonen/Minute rei chen.

Die Dichtungsbuchse 2115 ist mit dem Innengestängeadapter 2110 und dem inneren Dichtungsdorn 2120 verbunden. Die Dich tungsbuchse 2115 umfaßt bevorzugt ein im wesentlichen hohles rohrförmiges Element bzw. mehrere derartige Elemente. Die Dichtungsbuchse 2115 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien herge stellt sein, wie etwa aus Oilfield Country Tubular Goods, Niedriglegierungsstahl, Kohlenstoffstahl, Edelstahl oder an deren ähnlich hochfesten Materialien. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Dichtungsbuchse 2150 aus Edelstahl hergestellt, um in optimaler Weise hohe Festigkeit, Oberflä chen niedriger Reibung und Beständigkeit gegenüber Korrosion, Verschleiß, Scheuern und Grübchenkorrosion bereitzustellen.

Die Dichtungsbuchse 2115 kann mit dem Innengestängeadapter 2110 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmli chen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen ver bunden sein, wie etwa beispielsweise einer Standardgewinde verbindung, speziellen Gewindeverbindungen aus Oilfield Coun try Tubular Goods, durch Schweißes, durch amorphes Verbinden bzw. Kleben, oder eine Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Dichtungsbuchse 2115 mit dem Innengestängeadapter 2110 durch eine Standardgewindever bindung lösbar verbunden. Die Dichtungsbuchse 2115 kann mit dem inneren Dichtungsdorn 2120 unter Verwendung einer belie bigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen me chanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Standardgewindeverbindung, speziellen Gewindeverbindun gen aus Oilfield Country Tubular Goods, durch Schweißen, durch amorphes Verbinden bzw. Kleben, oder einer Standardge windeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Dichtungsbuchse 2115 mit dem inneren Gewindedorn 2120 durch eine Standardgewindeverbindung lösbar verbunden.

Die Dichtungsbuchse 2115 umfaßt bevorzugt einen ersten Fluid durchlaß 2170, der dazu ausgelegt ist, Fluidmaterialien aus dem Fluiddurchlaß 2165 in den Fluiddurchlaß 2175 zu fördern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Fluiddurchlaß 2170 dazu ausgelegt, Fluidmaterialien, wie etwa beispielswei se Zement, Epoxidharz, Wasser, Bohrschlamm oder Schmiermit teln, mit Betriebsdrücken und Durchsätzen zu fördern, die von etwa 0 bis 9.000 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallonen/Minute rei chen.

Der innere Dichtungsdorn 2120 ist mit der Dichtungsbuchse 2115, Gleitelementen 2125 und dem unteren Dichtungskopf 2135 verbunden. Der innere Dichtungsdorn 2120 umfaßt bevorzugt ein im wesentlichen rohrförmiges Element bzw. mehrere derartige Elemente. Der innere Dichtungsdorn 2120 kann aus einer belie bigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Ma terialien hergestellt sein, wie etwa beispielsweise aus Oil field Country Tubular Goods, Niedriglegierungsstahl, Kohlen stoffstahl, Edelstahl oder anderen ähnlich hochfesten Mate rialien. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der in nere Dichtungsdorn 2110 aus Edelstahl hergestellt, um in op timaler Weise hohe Festigkeit, Oberflächen mit niedriger Rei bung und Korrosions- und Verschleißbeständigkeit bereitzu stellen.

Der innere Dichtungsdorn 2120 kann mit der Dichtungsbuchse 2115 unter Verwendung eine beliebige Anzahl von herkömmli chen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen ver bunden sein, wie etwa beispielsweise eine Bohrrohrverbindung, eine spezielle Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods oder eine Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform ist der innere Dichtungsdorn 2120 lös bar mit der Dichtungsbuchse 2115 durch eine Standardgewinde verbindung verbunden. Die Standardgewindeverbindung stellt hohe Festigkeit bereit und erlaubt ein problemloses Ersetzen bzw. einen problemlosen Austausch von Bauteilen. Der innere Dichtungsdorn 2120 kann mit den Gleitelementen 2125 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommer ziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise durch Schweißen, amorphes Verbinden bzw. Kleben, oder eine Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der innere Dichtungsdorn 2120 mit den Gleitelementen 2115 durch eine Standardgewindeverbin dung lösbar verbunden. Der innere Dichtungsdorn 2120 kann mit dem unteren Dichtungskopf 2135 unter Verwendung einer belie bigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen me chanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbindung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, durch Schweißen, amorphes Verbinden bzw. Kleben, oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der innere Dich tungsdorn 2120 mit dem unteren Dichtungskopf 2135 durch eine Standardgewindeverbindung lösbar verbunden.

Der innere Dichtungsdorn 2120 umfaßt bevorzugt einen Fluid durchlaß 2175, der dazu ausgelegt ist, Fluidmaterialien aus dem Fluiddurchlaß 2170 in den Fluiddurchlaß 2180 zu fördern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Fluiddurchlaß 2175 dazu ausgelegt, Fluidmaterialien, wie etwa beispielswei se Zement, Epoxidharz, Wasser, Bohrschlamm oder Schmiermittel mit Betriebsdrücken und Durchsätzen zu fördern, die von etwa 0 bis 9.000 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen.

Die Gleitelemente 2125 sind mit der Außenseite des inneren Dichtungsdorns 2120 verbunden. Während des Betriebs der Vor richtung 2100 halten die Gleitelemente 2175 die Verschalung 2155 in einer im wesentlichen stationären Position, während der radialen Aufweitung der Verschalung 2155. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform werden die Gleitelemente 2125 unter Verwendung der Fluiddurchlässe 2185 aktiviert, um unter Druck gesetztes Material in die Gleitelemente 2125 zu fördern.

Die Gleitelemente 2125 können eine beliebige Anzahl von her kömmlichen, kommerziell erhältlichen hydraulischen Gleitele menten umfassen, wie etwa beispielsweise hydraulische RTTS- Dichtstück-Wolframcarbid-Gleitelemente oder rückgewinnbare hydraulische Brücken-Stopfen-Gleitelemente vom Modell 3L. Ge mäß einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Gleitele mente 2125 hydraulische RTTS-Dichtstück-Wolframcarbid- Gleitelemente, erhältlich von Halliburton Energy Services, um in optimaler Weise Beständigkeit bzw. einen Widerstand gegen über die axiale Bewegung der Verschalung 2155 während des Aufweitungsprozesses bereitzustellen. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfassen die Gleitelemente einen Fluiddurchlaß 2190, eine Druckkammer 2195, eine Rückstellfe der 2200 und ein Gleitelement 2205.

Die Gleitelemente 2125 können mit dem inneren Dichtungsdorn 2120 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmli chen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen ver bunden sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Gleitelemente 2125 mit der Außenseite des inneren Dichtungs dorns 2120 durch eine Gewindeverbindung lösbar verbunden, um in optimaler Weise gegenseitige Austauschbarkeit der Teile bzw. Austauschbarkeit derselben bereitzustellen.

Der obere Dichtungskopf 2130 kann mit dem äußeren Dichtungs dorn 2140 und dem Aufweitungskonus 2150 verbunden sein. Der obere Dichtungskopf 2130 ist außerdem mit der Außenseite des inneren Dichtungsdorns 2120 und der Innenseite der Verscha lung 2155 beweglich verbunden. Auf diese Weise läuft der obe re Dichtungskopf 2130 in der axialen Richtung hin und her. Der radiale Freiraum bzw. das radiale Spiel zwischen der zy lindrischen Innenseite des oberen Dichtungskopfs 2130 und der Außenseite des inneren Dichtungsdorns 2120 kann beispielswei se von etwa 0,025 bis 0,05 Inch reichen. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform reicht der radiale Freiraum zwischen der zylindrischen Innenseite des oberen Dichtungskopfs 2130 und der Außenseite des inneren Dichtungsdorns 2120 von etwa 0,005 bis 0,010 Inch, um in optimaler Weise eine Druckdich tung bereitzustellen. Der radiale Freiraum bzw. das radiale Spiel zwischen der zylindrischen Außenseite des oberen Dich tungskopfs 2130 und der Innenseite der Verschalung 2155 kann beispielsweise von etwa 0,025 bis 0,375 Inch reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der radiale Freiraum zwischen der zylindrischen Außenseite des oberen Dichtungs kopfs 2130 und der Innenseite der Verschalung 2155 von etwa 0,025 bis 0,125 Inch, um in optimaler Weise eine Stabilisie rung für den Aufweitungskonus 2130 während einer axialen Be wegung des Aufweitungskonus 2130 bereitzustellen.

Der obere Dichtungskopf 2130 umfaßt bevorzugt ein ringförmi ges Element mit im wesentlichen zylindrischen inneren und äu ßeren Oberflächen. Der obere Dichtungskopf 2130 kann aus ei ner beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhält lichen Materialien hergestellt sein, wie etwa beispielsweise aus Niedriglegierungsstahl, Kohlenstoffstahl, Edelstahl oder andere ähnlich hochfesten Materialien. Gemäß einer bevorzug ten Ausführungsform ist der obere Dichtungskopf 2130 aus Edelstahl hergestellt, um in optimaler Weise hohe Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Oberflächen niedriger Reibung be reitzustellen. Die Innenseite des oberen Dichtungskopfs 2130 umfaßt bevorzugt ein oder mehrere ringförmige Dichtungsele mente 2210 zum Abdichten der Grenzfläche zwischen dem oberen Dichtungskopf 2130 und dem inneren Dichtungsdorn 2120. Die Dichtungselemente 2210 können eine beliebige Anzahl von her kömmlichen, kommerziell erhältlichen ringförmigen Dichtungs elementen umfassen, wie etwa beispielsweise O-Ringe, Poly packdichtungen oder Metallfeder-vorgespannte Dichtungen. Ge mäß einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Dichtungs elemente 2210 Polypackdichtungen, erhältlich von Parker Se als, um in optimaler Weise eine Abdichtung für einen langen axialen Hub bereitzustellen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der obere Dichtungskopf 2130 eine Schulter 2215 zum Tragen des oberen Dichtungskopfs 2130 auf dem unteren Dichtungskopf 2135.

Der obere Dichtungskopf 2130 kann mit dem äußeren Dichtungs dorn 2140 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von her kömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbin dung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, durch Schweißen, amorphes Verbinden bzw. Kle ben, oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform ist der obere Dichtungskopf 2130 mit dem äußeren Dichtungsdorn 2140 durch eine Standardgewindever bindung lösbar verbunden. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfaßt die mechanische Kupplung zwischen dem oberen Dichtungskopf 2130 und dem äußeren Dichtungsdorn 2140 ein oder mehrere Dichtungselemente 2220 zum fluidmäßigen Abdich ten der Grenzfläche zwischen dem oberen Dichtungskopf 2130 und dem äußeren Dichtungsdorn 2140. Die Dichtungselemente 2220 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommer ziell erhältlichen Dichtungselementen umfassen, wie etwa bei spielsweise O-Ringe, Polypackdichtungen oder Metallfeder- vorgespannte Dichtungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form umfassen die Dichtungselemente 2220 Polypackdichtungen, erhältlich von Parker Seals, um in optimaler Weise eine Ab dichtung für einen langen axialen Hub bereitzustellen.

Der untere Dichtungskopf 2135 ist mit dem inneren Dichtungs dorn 2120 und dem Lastdorn 2145 verbunden. Der untere Dich tungskopf 2135 ist außerdem mit der Innenseite des äußeren Dichtungsdorns 2140 beweglich verbunden. Auf diese Weise lau fen der obere Dichtungskopf 2130, der äußere Dichtungsdorn 2140 und der Aufweitungskonus 2150 in der axialen Richtung hin und her. Der radiale Freiraum bzw. das radiale Spiel zwi schen der Außenseite des unteren Dichtungskopfs 2135 und der Innenseite des äußeren Dichtungsdorns 2140 kann beispielswei se von etwa 0,0025 bis 0,05 Inch reichen. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform reicht der radiale Freiraum zwischen der Außenseite des unteren Dichtungskopfs 2135 und der Innen seite des äußeren Dichtungsdorns 2140 von etwa 0,0025 bis 0,05 Inch, um in optimaler Weise einen minimalen radialen Freiraum bzw. ein minimales radiales Spiel bereitzustellen.

Der untere Dichtungskopf 2135 umfaßt bevorzugt ein ringförmi ges Element mit im wesentlichen zylindrischen Innen- und Au ßenseiten. Der untere Dichtungskopf 2135 kann aus einer be liebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien hergestellt sein, wie etwa beispielsweise aus Oilfield Country Tubular Goods, Niedriglegierungsstahl, Koh lenstoffstahl, Edelstahl oder anderen ähnlich hochfesten Ma terialien. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der untere Dichtungskopf 2135 aus Edelstahl hergestellt, um in optimaler Weise hohe Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Oberflächen niedriger Reibung bereitzustellen. Die Außenseite des unteren Dichtungskopfs 2135 umfaßt bevorzugt ein oder mehrere ringförmige Dichtungselemente 2225 zum Abdichten der Grenzfläche zwischen dem unteren Dichtungskopf 2135 und dem äußeren Dichtungsdorn 2140. Die Dichtungselemente 2225 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhält lichen ringförmigen Dichtungselementen umfassen, wie etwa beispielsweise O-Ring, Polypackdichtungen oder Metallfeder- vorgespannte Dichtungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form umfassen die Dichtungselemente Polypackdichtungen, er hältlich von Parker Seals, um in optimaler Weise eine Abdich tung für einen langen axialen Hub bereitzustellen.

Der untere Dichtungskopf 2135 kann mit dem inneren Dichtungs dorn 2120 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von her kömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbin dung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, durch Schweißen, durch amorphes Verbinden bzw. Kleben oder eine Standardgewindeverbindung. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform ist der untere Dichtungskopf 2135 lösbar mit dem inneren Dichtungsdorn 2120 durch eine Stan dardgewindeverbindung verbunden. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform umfaßt die mechanische Kupplung zwischen dem un teren Dichtungskopf 2135 und dem inneren Dichtungsdorn 2120 ein oder mehrere Dichtungselemente 2230 zum fluidmäßigen Ab dichten der Grenzfläche zwischen dem unteren Dichtungskopf 2135 und dem inneren Dichtungsdorn 2120. Die Dichtungselemen te 2230 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kom merziell erhältlichen Dichtungselementen umfassen, wie etwa beispielsweise O-Ringe, Polypackdichtungen oder Metallfeder- vorgespannte Dichtungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form umfassen die Dichtungselemente 2230 Polypackdichtungen, erhältlich von Parker Seals, um in optimaler Weise eine Ab dichtung für einen langen axialen Hub bereitzustellen.

Der untere Dichtungskopf 2135 kann mit dem Lastdorn 2145 un ter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbindung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, durch Schweißes, amorphes Verbinden bzw. Kleben, oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform ist der untere Dichtungskopf 2135 mit dem Last dorn 2145 durch eine Standardgewindeverbindung lösbar verbun den. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die me chanische Kupplung zwischen dem unteren Dichtungskopf 2135 und dem Lastdorn 2145 ein oder mehrere Dichtungselemente 2235 zum fluidmäßigen Abdichten der Grenzfläche zwischen dem unte ren Dichtungskopf 1930 und dem Lastdorn 2145. Die Dichtungs elemente 2235 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Dichtungselementen umfassen, wie et wa beispielsweise O-Ringe, Polypackdichtungen oder Metallfe der-vorgespannte Dichtungen. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfassen die Dichtungselemente 2235 Polypackdich tungen, erhältlich von Parker Seals, um in optimaler Weise eine Abdichtung für einen langen axialen Hub bereitzustellen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der untere Dichtungskopf 2135 einen Verengungsdurchlaß 2240, der fluid mäßig zwischen die Fluiddurchlässe 2175 und 2180 geschaltet ist. Der Verengungsdurchlaß 2240 besitzt bevorzugt verringer te Größe und ist dazu ausgelegt, einen Stopfen 2245 aufzuneh men und in Eingriff mit diesem zu gelangen, oder mit einer ähnlichen Einrichtung. Auf diese Weise ist der Fluiddurchlaß 2145 von dem Fluiddurchlaß 2180 fluidmäßig isoliert. Auf die se Weise wird die Druckkammer 2250 unter Druck gesetzt.

Der äußere Dichtungsdorn 2140 ist mit dem oberen Dichtungs kopf 2130 und dem Aufweitungskonus 2150 verbunden. Der äußere Dichtungsdorn 2140 ist außerdem mit der Innenseite der Ver schalung 2155 und der Außenseite des unteren Dichtungskopfs 2135 beweglich verbunden. Auf diese Weise laufen der obere Dichtungskopf 2130, der äußere Dichtungsdorn 2140 und der Aufweitungskonus 2150 in der axialen Richtung hin und her. Der radiale Freiraum bzw. das radiale Spiel zwischen der Au ßenseite des äußeren Dichtungsdorns 2140 und der Innenseite der Verschalung 2145 kann beispielsweise von etwa 0,025 bis 0,375 Inch reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der radiale Freiraum zwischen der Außenseite des äuße ren Dichtungsdorns 2140 und der Innenseite der Verschalung 2145 von etwa 0,025 bis 0,125 Inch, um in optimaler Weise Stabilisierung für den Aufweitungskonus 2130 während des Auf weitungsprozesses bereitzustellen. Der radiale Freiraum zwi schen der Innenseite des äußeren Dichtungsdorns 2140 und der Außenseite des unteren Dichtungskopfs 2135 kann beispielswei se von etwa 0,005 bis 0,125 Inch reichen. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform reicht der radiale Freiraum zwischen der Innenseite des äußeren Dichtungsdorns 2140 und der Außen seite des unteren Dichtungskopfs 2135 von etwa 0,005 bis 0,010 Inch, um in optimaler Weise minimalen radialen Freiraum bzw. minimales radiales Spiel bereitzustellen.

Der äußere Dichtungsdorn 2140 umfaßt bevorzugt ein ringförmi ges Element mit im wesentlichen zylindrischen Innen- und Au ßenseiten. Der äußere Dichtungsdorn 2140 kann aus einer be liebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien hergestellt sein, wie etwa beispielsweise aus Oilfield Country Tubular Goods, Niedriglegierungsstahl, Koh lenstoffstahl, Edelstahl oder anderen ähnlich hochfesten Ma terialien. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der untere Dichtungsdorn 2140 aus Edelstahl hergestellt, um in optimaler Weise hohe Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Oberflächen niedriger Reibung bereitzustellen.

Der äußere Dichtungsdorn 2140 kann mit dem oberen Dichtungs kopf 2130 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von her kömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbin dung, aus einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, durch Schweißen, amorphes Verbinden oder Kleben oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der äußere Dichtungsdorn 2140 mit dem oberen Dichtungskopf 2130 durch eine Standardgewinde verbindung lösbar verbunden. Der äußere Dichtungsdorn 2140 kann mit dem Aufweitungskonus 2150 unter Verwendung einer be liebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispiels weise einer Bohrrohrverbindung, einer speziellen Gewindever bindung aus Oilfield Country Tubular Goods, durch Schweißen, amorphes Verbinden bzw. Kleben oder einer Standardgewindever bindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der äu ßere Dichtungsdorn 2140 mit dem Aufweitungskonus 2150 durch eine Standardgewindeverbindung lösbar verbunden.

Der obere Dichtungskopf 2130, der untere Dichtungskopf 2135, der innere Dichtungsdorn 2120 und der äußere Dichtungsdorn 2140 bilden gemeinsam eine Druckkammer 2250. Die Druckkammer 2250 ist mit dem Durchlaß 2175 über einen oder mehrere Durch lässe 2255 fluidmäßig verbunden. Während des Betriebs der Vorrichtung 2100 gelangt der Stopfen 2245 in Eingriff mit dem Verengungsdurchlaß 2240, um den Fluiddurchlaß 2175 von dem Fluiddurchlaß 2180 fluidmäßig zu isolieren. Die Druckkammer 2250 wird daraufhin unter Druck gesetzt, wodurch wiederum der obere Dichtungskopf 2130, der äußere Dichtungsdorn 2140 und der Aufweitungskonus 2150 in der axialen Richtung zum Hin- und Herlaufen gebracht werden. Die axiale Bewegung des Auf weitungskonus 2150 ihrerseits führt zu einer Aufweitung der Verschalung 2155 in der radialen Richtung.

Der Lastdorn 2145 ist mit dem unteren Dichtungskopf 2135 ver bunden. Der Lastdorn 2145 umfaßt bevorzugt ein ringförmiges Element mit im wesentlichen zylindrischen Innen- und Außen seiten. Der Lastdorn 2145 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien her gestellt sein, wie etwa beispielsweise aus Oilfield Country Tubular Goods, Niedriglegierungsstahl, Kohlenstoffstahl, Edelstahl oder anderen ähnlich hochfesten Materialien. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Lastdorn 2145 her gestellt aus Edelstahl, um in optimaler Weise hohe Festig keit, Korrosionsbeständigkeit und Lagerflächen niedriger Rei bung bereitzustellen.

Der Lastdorn 2145 kann mit dem unteren Dichtungskopf 2135 un ter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbindung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, durch Schweißen, amorphes Verbinden bzw. Kleben oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform ist der Lastdorn 2145 mit dem unteren Dichtungs kopf 2135 durch eine Standardgewindeverbindung lösbar verbun den, um in optimaler Weise hohe Festigkeit bereitzustellen und einen problemlosen Austausch des Lastdorns 2145 bzw. ein Ersetzen desselben zu ermöglichen.

Der Lastdorn 2145 umfaßt bevorzugt ein Fluiddurchlaß 2180, der dazu ausgelegt ist, Fluidmaterialien aus dem Fluiddurch laß 2180 zu bzw. in den Bereich außerhalb der Vorrichtung 2100 zu fördern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Fluiddurchlaß 2180 dazu ausgelegt, Fluidmaterialien zu fördern, wie etwa beispielsweise Zement, Epoxidharz, Wasser, Bohrschlamm oder Schmiermittel mit Betriebsdrücken und Durch sätzen, die von etwa 0 bis 9.000 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallo nen/Minute reichen.

Der Aufweitungskonus 2150 ist mit dem äußeren Dichtungsdorn 2140 verbunden. Der Aufweitungskonus 2150 ist außerdem beweg lich mit der Innenseite der Verschalung 2155 verbunden. Auf diese Weise laufen der obere Dichtungskopf 2130, der äußere Dichtungsdorn 2140 und der Aufweitungskonus 2150 in der axia len Richtung hin und her. Die hin- und herlaufende Bewegung des Aufweitungskonus 2150 veranlaßt die Verschalung 2155 da zu, in der radialen Richtung aufzuweiten.

Der Aufweitungskonus 2150 umfaßt bevorzugt ein ringförmiges Element mit im wesentlichen zylindrischen Innen- und koni schen Außenseiten. Der Außenradius der konischen Außenseite kann beispielsweise von etwa 2 bis 34 Inch reichen. Gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform reicht der Außenradius der konischen Außenseite von etwa 3 bis 28 Inch, um in optimaler Weise Konusabmessungen bereitzustellen, die für typische Ver schalungen optimal sind. Die axiale Länge des Aufweitungsko nus 2150 kann beispielsweise vom etwa 2- bis 6-fachen des größten Außendurchmessers des Aufweitungskonus 2150 reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht die axiale Länge des Aufweitungskonus 2150 vom etwa 3- bis 5-fachen des größten Außendurchmessers des Aufweitungskonus 2150, um in optimaler Weise Stabilität und Zentrierung für den Aufwei tungskonus 2150 während des Aufweitungsprozesses bereitzu stellen. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform beträgt der maximale Außendurchmesser des Aufweitungskonus 2150 zwischen etwa 90 und 100% des Innendurchmessers der exi stierenden Schachtbohrung, mit welcher die Verschalung 2155 verbunden bzw. vereinigt werden soll. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der Angriffwinkel des Aufweitungskonus 2150 von etwa 5 bis 30°, um in optimaler Weise Reibungskräfte und radiale Aufweitungskräfte auszugleichen. Der optimale An griffwinkel des Aufweitungskonus 2150 variiert als Funktion der speziellen Betriebsbedingungen des Aufweitungsvorgangs.

Der Aufweitungskonus 2150 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien her gestellt sein, wie etwa beispielsweise aus Maschinenwerkzeug stahl, Nitridstahl, Titan, Wolframcarbid, Keramik oder aus anderen ähnlich hochfesten Materialien. Gemäß einer bevorzug ten Ausführungsform ist der Aufweitungskonus 2150 aus D2- Maschinenwerkzeugstahl hergestellt, um in optimaler Weise ho he Festigkeit und Beständigkeit gegenüber Verschleiß und Grübchenkorrosion bereitzustellen. Gemäß einer besonders be vorzugten Ausführungsform weist die Außenseite des Aufwei tungskonus 2150 eine Oberflächenhärte auf, die von etwa 58 bis 62 Rockwell C reicht, um in optimaler Weise Verschleißbe ständigkeit bereitzustellen.

Der Aufweitungskonus 2150 kann mit dem äußeren Dichtungsdorn 2140 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmli chen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbindung, einer spe ziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, durch Schweißen, amorphes Verbinden bzw. Kleben oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform ist der Aufweitungskonus 2150 mit dem äußeren Dich tungsdorn 2140 unter Verwendung einer Standardgewindeverbin dung verbunden, um in optimaler Weise hohe Festigkeit bereit zustellen und ein problemloses Ersetzen bzw. einen problemlo sen Austausch des Aufweitungskonus 2150 zu ermöglichen.

Die Verschalung 2155 ist mit den Gleitelementen 2125 und dem Aufweitungskonus 2150 lösbar verbunden. Die Verschalung 2155 umfaßt bevorzugt ein rohrförmiges Element. Die Verschalung 2155 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kom merziell erhältlichen Materialien hergestellt sein, wie etwa beispielsweise aus geschlitzten Rohren, Oilfield Country Tu bular Goods, Niedriglegierungsstahl, Kohlenstoffstahl, Edel stahl oder anderem ähnlich hochfesten Material. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Verschalung 2155 aus Oil field Country Tubular Goods hergestellt, erhältlich von ver schiedenen ausländischen und inländischen Stahlwerken, um in optimaler Weise hohe Festigkeit bereitzustellen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das obere Ende 2260 der Verschalung 2155 einen dünnwandigen Abschnitt 2265 und ein äußeres ringförmiges Dichtungselement 2270. Gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform beträgt die Wandungsdicke des dünnwandigen Abschnitts 2265 in etwa 50 bis 100% der regulä ren Wandungsdicke der Verschalung 2155. Auf diese Weise kann das obere Ende 2260 der Verschalung 2155 problemlos aufgewei tet und verformt werden in innigen Kontakt mit dem unteren Ende eines existierenden Abschnitts einer Schachtbohrungs- Verschalung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das untere Ende des existierenden Verschalungsabschnitts ei nen dünnwandigen Abschnitt. Auf diese Weise führt die radiale Aufweitung des dünnwandigen Abschnitts 2265 der Verschalung 2155 in den dünnwandigen Abschnitt der existierenden Schacht bohrungs-Verschalung in einer Schachtbohrungs-Verschalung mit im wesentlichen konstantem Innendurchmesser.

Das ringförmige Dichtungselement 2270 kann aus einer beliebi gen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Dich tungsmaterialien hergestellt sein, wie beispielsweise aus Epoxidharz, Gummi, Metall oder Kunststoff. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform ist das ringförmige Dichtungselement 2270 hergestellt aus Stratalock-Epoxidharz, um in optimaler Weise Zusammendrückbarkeit und Verschleißbeständigkeit be reitzustellen. Der Außendurchmesser des ringförmigen Elements 2270 reicht bevorzugt von etwa 70 bis 95% des Innendurchmes sers des unteren Abschnitts der Schachtbohrungs-Verschalung, mit welcher die Verschalung 2155 verbunden werden soll. Auf diese Weise stellt nach der Aufweitung das ringförmige Dich tungselement 2270 bevorzugt eine Fluiddichtung bereit und au ßerdem bevorzugt eine ausreichende Reibungskraft mit der In nenseite des existierenden Abschnitts der Schachtbohrungs- Verschalung während der radialen Aufweitung der Verschalung 2155 zum Abstützen der Verschalung 2155.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das untere En de 2275 der Verschalung 2155 einen dünnwandigen Abschnitt 2280 und ein äußeres ringförmiges Dichtungselement 2285. Ge mäß einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Wandungs dicke des dünnwandigen Abschnitts 2280 etwa 50 bis 100% der regulären Wandungsdicke der Verschalung 2155. Auf diese Weise kann das untere Ende 2275 der Verschalung 2155 problemlos aufgeweitet und verformt werden. Auf diese Weise kann ein weiterer Abschnitt der Verschalung 2155 problemlos mit dem unteren Ende 2275 der Verschalung 2175 unter Verwendung eines radialen Aufweitungsprozesses verbunden werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das obere Ende des weite ren Verschalungsabschnitts einen dünnwandigen Abschnitt. Auf diese Weise führt die radiale Aufweitung des dünnwandigen Ab schnitts des oberen Endes der weiteren Verschalung in den dünnwandigen Abschnitt 2280 des unteren Endes der Verschalung 2155 zu einer Schachtbohrungs-Verschalung mit im wesentlichen konstanten Innendurchmesser.

Das ringförmige Dichtungselement 2285 kann aus einer beliebi gen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Dich tungsmaterialien hergestellt sein, wie etwa beispielsweise aus Epoxidharz, Gummi, Metall oder Kunststoff. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das ringförmige Dichtungsele ment 2285 aus Stratalock-Epoxidharz hergestellt, um in opti maler Weise Zusammendrückbarkeit und Verschleißbeständigkeit bereitzustellen. Der Außendurchmesser des ringförmigen Dich tungselements 2285 reicht bevorzugt von etwa 70 bis 95% des Innendurchmessers des unteren Abschnitts der existierenden Schachtbohrungs-Verschalung, mit welcher die Verschalung 2155 verbunden bzw. vereinigt werden soll. Auf diese Weise stellt das ringförmige Dichtungselement 2285 bevorzugt eine Fluid dichtung bereit und außerdem bevorzugt eine ausreichende Rei bungskraft mit der Innenwandung der Schachtbohrung während der radialen Aufweitung der Verschalung 2155, um die Verscha lung 2155 abzustützen.

Während des Betriebs wird die Vorrichtung 2100 bevorzugt in einer Schachtbohrung positioniert, wobei das obere Ende 2260 der Verschalung 2155 in überlappender Beziehung mit dem unte ren Ende der existierenden Schachtbohrungs-Verschalung posi tioniert wird. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungs form wird der dünnwandige Abschnitt 2265 der Verschalung 2155 in gegenüberliegender Beziehung zu de 99999 00070 552 001000280000000200012000285919988800040 0002010028015 00004 99880m dünnwandigen Abschnitt des äußeren ringförmigen Dichtungselements des unteren Endes des existierenden Abschnitts der Schachtbohrungs-Verschalung positioniert. Auf diese Weise drückt die radiale Aufweitung der Verschalung 2155 die dünnwandigen Abschnitte und die ringförmigen zusammendrückbaren Elemente des oberen Endes 2260 der Verschalung 2155 und des unteren Endes der existie renden Schachtbohrungs-Verschalung in innigem Kontakt zusam men. Während der Positionierung der Vorrichtung 2100 in der Schachtbohrung wird die Verschalung 2155 durch den Aufwei tungskonus 2150 abgestützt.

Nach Positionierung der Vorrichtung 2100 wird das erste Flu idmaterial in den Fluiddurchlaß 2160 gepumpt. Das erste Flu idmaterial kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kom merziell erhältlichen Materialien umfassen, wie etwa bei spielsweise Bohrschlamm, Wasser, Epoxidharz oder Zement. Ge mäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das erste Fluid material ein aushärtbares Fluiddichtungsmaterial, wie etwa beispielsweise Zement oder Epoxidharz, um einen aushärtbaren äußeren ringförmigen Körper um die aufgeweitete Verschalung 2155 bereitzustellen.

Das erste Fluidmaterial kann in den Fluiddurchlaß 2160 mit Betriebsdrücken und Durchsätzen gepumpt werden, die bei spielsweise von etwa 0 bis 4.500 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallo nen/Minute reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das erste Fluidmaterial in den Fluiddurchlaß 2160 mit Betriebsdrücken und Durchsätzen gepumpt, die von etwa 0 bis 2.500 psi bzw. 0 bis 1.200 Gallonen/Minute reichen, um in op timaler Weise betriebsmäßige Effizienz bereitzustellen.

Das erste Fluidmaterial, welches in den Fluiddurchlaß 2160 gepumpt wird, durchsetzt die Fluiddurchlässe 2165, 2170, 2175, 2180 und verläßt daraufhin die Vorrichtung 2100. Das erste Fluidmaterial füllt daraufhin den ringförmigen Bereich zwischen der Außenseite der Vorrichtung 2100 und den Innen wänden der Schachtbohrung.

Der Stopfen 2245 wird daraufhin in den Fluiddurchlaß 2160 eingeführt. Der Stopfen 2245 wird in dem Verengungsdurchlaß 2240 aufgenommen und isoliert und versperrt den Fluiddurchlaß 2175. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden mehrere Volumina eines nicht aushärtbaren Fluidmaterials daraufhin in den Fluiddurchlaß 2160 gepumpt, um jegliches aushärtbare Flu idmaterial zu entfernen, welches im Innern enthalten ist, und um sicherzustellen, daß keine der Fluiddurchlässe blockiert ist.

Ein zweites Fluidmaterial wird daraufhin in den Fluiddurchlaß 2160 gepumpt. Das zweite Fluidmaterial kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materiali en umfassen, wie etwa beispielsweise Bohrschlamm, Wasser, Bohrgase oder Schmiermittel. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfaßt das zweite Fluidmaterial ein nicht aushärt bares Fluidmaterial, wie etwa beispielsweise Wasser, Bohr schlamm oder Schmiermittel, um in optimaler Weise das Unter drucksetzen der Druckkammer 2250 bereitzustellen und Rei bungskräfte zu minimieren.

Das zweite Fluidmaterial kann in den Fluiddurchlaß 2160 mit Betriebsdrücken und Durchsätzen gepumpt werden, die bei spielsweise von etwa 0 bis 4.500 psi bzw. 0 bis 4.500 Gallo nen/Minute reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das zweite Fluidmaterial in den Fluiddurchlaß 2160 mit Betriebsdrücken und Durchsätzen gepumpt, die von etwa 0 bis 3.500 psi bzw. 0 bis 1.200 Gallonen/Minute reichen, um in op timaler Weise betriebsmäßige Effizienz bereitzustellen.

Das zweite Fluidmaterial, welches in den Fluiddurchlaß 2160 gepumpt wird, durchsetzt die Fluiddurchlässe 2165, 2170 und 2175 in die Druckkammern 2195 der Gleitelemente 2125 und in die Druckkammer 2250 hinein. Fortgesetztes Pumpen des zweiten Fluidmaterials setzte die Druckkammern 2195 und 2250 unter Druck.

Das Unterdrucksetzen der Druckkammern 2195 veranlaßt die Gleitelemente 2205 dazu, in radialer Richtung aufzuweiten und die Innenseite der Verschalung 2155 zu ergreifen. Die Ver schalung 2155 wird daraufhin bevorzugt in im wesentlichen stationärer Position gehalten.

Das Unterdrucksetzen der Druckkammer 2250 veranlaßt den obe ren Dichtungskopf 2130, den äußeren Dichtungsdorn 2140 und den Aufweitungskonus 2150 dazu, sich in axialer Richtung re lativ zu der Verschalung 2155 zu bewegen. Auf diese Weise veranlaßt der Aufweitungskonus 2150 die Verschalung 2155 zur Aufweitung in der radialen Richtung.

Während des radialen Aufweitungsprozesses wird die Verscha lung 2155 daran gehindert, sich in Aufwärtsrichtung zu bewe gen, und zwar durch die Gleitelemente 2125. Eine Länge der Verschalung 2155 wird daraufhin in der radialen Richtung durch Unterdrucksetzen der Druckkammer 2250 aufgeweitet. Die Länge der Verschalung 2155, die während dem Aufweitungsprozeß aufgeweitet wurde, ist proportional zur Hublänge des oberen Dichtungskopfs 2130, des äußeren Dichtungsdorns 2140 und des Aufweitungskonus 2150.

Bei der Beendigung des Hubs wird der Betriebsdruck für das zweite Fluidmaterial verringert und der obere Dichtungskopf 2130, der äußere Dichtungsdorn 2140 und der Aufweitungskonus 2150 fallen in ihre Ruhepositionen zusammen mit der Verscha lung 2155, die durch den Aufweitungskonus 2150 abgestützt ist. Die Position des Bohrrohrs 2105 wird bevorzugt einge stellt über den radialen Aufweitungsprozeß, um die Überlap pungsbeziehung zwischen den dünnwandigen Abschnitten des un teren Endes der existierenden Schachtbohrungs-Verschalungen und dem oberen Ende der Verschalung 2155 aufrechtzuerhalten. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird daraufhin die Hubbewegung des Aufweitungskonus 2150 wiederholt, falls er forderlich, bis der dünnwandige Abschnitt 2265 des oberen En des 2260 der Verschalung 2155 in den dünnwandigen Abschnitt des unteren Endes der existierenden Schachtbohrungs- Verschalung aufgeweitet ist. Auf diese Weise wird eine Schachtbohrungs-Verschalung mit zwei benachbarten Verscha lungsabschnitten gebildet, die im wesentlichen konstanten In nendurchmesser aufweisen. Dieser Prozeß kann daraufhin für die gesamte Schachtbohrung wiederholt werden, um eine Schachtbohrungs-Verschalung mit einer Länge von mehreren tau send Fuß bereitzustellen, die im wesentlichen konstanten In nendurchmesser aufweist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden während des anschließenden Hubs des Aufweitungskonus 2150 die Gleitele mente 2152 so nahe wie möglich an dem dünnwandigen Abschnitt 2265 des oberen Endes der Verschalung 2155 positioniert, um eine Gleitverschiebung zwischen der Verschalung 2155 und der existierenden Schachtbohrungs-Verschalung am Ende des radia len Aufweitungsprozesses zu minimieren. Alternativ oder zu sätzlich wird der Außendurchmesser des ringförmigen Dich tungselements 2270 so gewählt, daß ein ausreichender Grenz flächensitz mit dem Innendurchmesser des unteren Endes der existierenden Verschalung sichergestellt ist, um eine axiale Verschiebung der Verschalung 2155 während des abschließenden Hubs zu verhindern. Alternativ oder zusätzlich wird der Au ßendurchmesser des ringförmigen Dichtungselements 2285 so ge wählt, daß Grenzflächensitz mit den Innenwänden der Schacht bohrung zu einem früheren Zeitpunkt des radialen Aufweitungs prozesses bereitgestellt wird, um eine zusätzliche axiale Verschiebung der Verschalung 2155 zu verhindern. Bei dieser abschließenden Alternative wird der Grenzflächensitz bevor zugt so gewählt, daß eine Aufweitung des Gehäuses 2155 mög lich ist durch Ziehen des Aufweitungskonus 2150 aus der Schachtbohrung, ohne daß die Druckkammer 2250 unter Druck ge setzt werden muß.

Während des radialen Aufweitungsprozesses sind die unter Druck gesetzten Bereiche der Vorrichtung 2100 begrenzt auf die Fluiddurchlässe 2160, 2165, 2170 und 2175, die Druckkam mern 2195 innerhalb der Gleitelemente 2125 und die Druckkam mer 2250. Kein Fluiddruck wirkt direkt auf die Verschalung 2155. Dies erlaubt die Verwendung von Betriebsdrücken, die höher sind als diejenigen, den die Verschalung 2155 normaler weise zu widerstehen vermag.

Sobald die Verschalung 2155 vollständig von dem Aufweitungs konus 2150 weggepreßt ist, werden die verbleibenden Teile der Vorrichtung 2100 aus der Schachtbohrung entfernt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der Kontaktdruck zwischen den verformten dünnwandigen Abschnitten und den zusammen drückbaren ringförmigen Elementen am unteren Ende der exi stierenden Verschalung und dem oberen Ende 2260 der Verscha lung 2155 von etwa 500 bis 40.000 psi, um in optimaler Weise die Verschalung 2155 unter Verwendung der existierenden Schachtbohrungs-Verschalung abzustützen.

Auf diese Weise wird die Verschalung 2155 radial in Kontakt mit einem existierenden Abschnitt der Verschalung durch Un terdrucksetzen der inneren Fluiddurchlässe 2160, 2165, 2170 und 2175 und der Druckkammer 2250 der Vorrichtung 2100 aufge weitet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform und falls erforder lich, wird der ringförmige Körper aus aushärtbarem Fluidmate rial daraufhin aushärten gelassen, um einen starren äußeren ringförmigen Körper um die aufgeweitete Verschalung 2155 zu bilden. In dem Fall, daß die Verschalung 2155 geschlitzt ist, durchsetzt das ausgehärtete Fluidmaterial bevorzugt die auf geweitete Verschalung 2155 und umschließt diese. Der resul tierende Schachtbohrungs-Verschalungsabschnitt umfaßt die aufgeweitete Verschalung 2155 und den starren äußeren ring förmigen Körper. Die Überlappungsverbindung zwischen der be reits existierenden Schachtbohrungs-Verschalung und der auf geweiteten Verschalung 2155 umfaßt die verformten dünnwandi gen Abschnitte und die zusammendrückbaren äußeren ringförmi gen Körper. Der Innendurchmesser der resultierenden kombi nierten Schachtbohrungs-Verschalungen ist im wesentlichen konstant. Auf diese Weise wird eine Schachtbohrungs- Verschalung mit durchgehend gleichem Durchmesser gebildet. Dieser Prozeß des Aufweitens überlappender rohrförmiger Ele mente, die dünnwandige Endabschnitte aufweisen, mit zusammen drückbaren ringförmigen Körpern in Kontakt kann für die ge samte Länge der Schachtbohrung wiederholt werden. Auf diese Weise kann eine Schachtbohrungs-Verschalung mit einheitlichem Durchmesser für tausende Fuß in einer unterirdischen Formati on bereitgestellt werden.

Wenn der Aufweitungskonus 2150 sich dem oberen Ende der Ver schalung 2155 nähert, wird gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform der aktive Durchfluß des zweiten Fluidmaterials verringert, um den Stoß auf die Vorrichtung 2100 zu verrin gern. Gemäß einer alternativen Ausführungsform umfaßt die Vorrichtung 2100 einen Stoßabsorber zum Absorbieren des Sto ßes, der durch die Beendigung der radialen Aufweitung der Verschalung 2155 erzeugt wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der verringer te Betriebsdruck des zweiten Fluidmaterials von etwa 100 bis 1.000 psi, wenn der Aufweitungskonus 2130 sich dem Ende der Verschalung 2155 nähert, um in optimaler Weise eine verrin gerte axiale Bewegung und Geschwindigkeit für den Aufwei tungskonus 2130 bereitzustellen. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform wird der Betriebsdruck des zweiten Fluidmateri als während des Rückstellhubs der Vorrichtung 2100 auf einen Bereich von 100 bis 500 psi verringert, um den Widerstand ge genüber der Bewegung des Aufweitungskonus 2130 während des Rückstellhubs zu minimieren. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform reicht die Hublänge der Vorrichtung 2100 von etwa 10 bis 45 Fuß, um in optimaler Weise Einrichtungslängen be reitzustellen, die durch herkömmliche Ölbohrgeräte- Handhabungseinrichtungen gehandhabt werden können, während außerdem die Frequenz minimiert wird, mit welcher der Aufwei tungskonus 2130 gestoppt werden muß, so daß die Vorrichtung 2100 erneut in Hubbewegung versetzt werden kann.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform umfaßt zumindest ein Teil des oberen Dichtungskopfs 2130 einen Aufweitungskonus zum radialen Aufweiten der Verschalung 2155 während des Be triebs der Vorrichtung 2100, um den Oberflächenbereich der Verschalung 2155 zu vergrößern, auf welchen während das ra dialen Aufweitungsprozesses eingewirkt wird. Auf diese Weise können die Betriebsdrücke verringert werden.

Alternativ kann die Vorrichtung 2100 verwendet werden, um ei nen ersten Abschnitt einer Rohrleitung mit einem existieren den Abschnitt einer Rohrleitung zu verbinden. Alternativ kann die Vorrichtung 2100 verwendet werden, um das Innere der Schachtbohrung direkt mit einer Verkleidung auszukleiden, oh ne daß eine äußere ringförmige Schicht aus aushärtbarem Mate rial verwendet werden muß. Alternativ kann die Vorrichtung 2100 verwendet werden, um ein rohrförmiges Tragelement in ei nem Loch aufzuweiten.

Unter Bezug auf Fig. 17, 17a und 17b wird eine weitere Aus führungsform einer Vorrichtung 2300 zum Aufweiten eines rohr förmigen Elements erläutert. Die Vorrichtung 2300 umfaßt be vorzugt ein Bohrrohr 2305, einen Innengestängeadapter 2310, einen hydraulischen Gleitkörper 2320, hydraulische Gleitele mente 2325, einen inneren Dichtungsdorn 2330, einen oberen Dichtungskopf 2335, einen unteren Dichtungskopf 2340, einen Lastdorn 2345, einen äußeren Dichtungsdorn 2350, einen Auf weitungskonus 2355, einen mechanischen Gleitkörper 2360, me chanische Gleitelemente 2365, Schleppblöcke 2370, eine Ver schalung 2375, Fluiddurchlässe 2380, 2385, 2390, 2395, 2400, 2405, 2410, 2415 und 2485 und eine Dornstarteinrichtung 2480.

Das Bohrrohr 2305 ist mit dem Innengestängeadapter 2310 ver bunden. Während des Betriebs der Vorrichtung 2300 stützt das Bohrrohr 2305 die Vorrichtung 2300 ab. Das Bohrrohr 2305 um faßt bevorzugt ein im wesentlichen hohles rohrförmiges Ele ment bzw. mehrere derartige Elemente. Das Bohrrohr 2305 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien hergestellt sein, wie etwa bei spielsweise aus Oilfield Country Tubular Goods, Niedriglegie rungsstahl, Kohlenstoffstahl, Edelstahl oder ähnlich hochfe sten Materialien. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Bohrrohr 2305 hergestellt aus Spiralrohr, um die Plazierung der Vorrichtung 2300 in nicht vertikalen Schacht bohrungen zu erleichtern. Das Bohrrohr 2305 kann mit dem In nengestängeadapter 2310 unter Verwendung einer beliebigen An zahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden werden, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbindung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods oder einer Standardgewindever bindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Bohrrohr 2305 lösbar mit dem Innengestängeadapter 2310 durch eine Bohrrohrverbindung verbunden.

Das Bohrrohr 2305 umfaßt bevorzugt einen Fluiddurchlaß 2380, der dazu ausgelegt ist, Fluidmaterialien von einer Oberflä chenstelle in den Fluiddurchlaß 2385 zu fördern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Fluiddurchlaß 2380 dazu ausgelegt, Fluidmaterialien zu fördern, wie etwa beispiels weise Zement, Wasser, Epoxidharz, Bohrschlämme oder Schmier mittel mit Betriebsdrücken und Durchsätzen, die von etwa 0 bis 9.000 psi bzw. 0 bis 5.000 Gallonen/Minute reichen, um in optimaler Weise Betriebseffizienz bereitzustellen.

Der Innengestängeadapter 2310 ist mit dem Bohrgestänge 2305 und der Dichtungsbuchse 2315 verbunden. Der Innengestänge adapter 2310 umfaßt bevorzugt ein im wesentlichen hohles rohrförmiges Element bzw. mehrere derartige Elemente. Der In nengestängeadapter 2310 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien herge stellt sein, wie etwa beispielsweise aus Oilfield Country Tu bular Goods, Niedriglegierungsstahl, Kohlenstoffstahl, Edel stahl oder ähnlich hochfesten Materialien. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform ist der Innengestängeadapter 2310 her gestellt aus Edelstahl, um in optimaler Weise hohe Festig keit, Korrosionsbeständigkeit und Oberflächen niedriger Rei bung bereitzustellen.

Der Innengestängeadapter 2310 kann mit dem Bohrgestänge 2305 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbindung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform ist der Innengestängeadapter 2310 dazu ausgelegt, mit dem Bohrrohr 2305 durch eine Bohrrohrver bindung lösbar verbunden zu werden. Der Innengestängeadapter 2310 kann mit der Dichtungsbuchse 2315 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispiels weise einer Bohrrohrverbindung, einer speziellen Gewindever bindung aus Oilfield Country Tubular Goods oder einer Stan dardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form ist der Innengestängeadapter 2310 mit der Dichtungsbuch se 2315 durch eine Standardgewindeverbindung lösbar verbun den.

Der Innengestängeadapter 2310 umfaßt bevorzugt einen Fluid durchlaß 2385, der dazu ausgelegt ist, Fluidmaterialien aus dem Fluiddurchlaß 2380 in den Fluiddurchlaß 2390 zu fördern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Fluiddurchlaß 2385 dazu ausgelegt, Fluidmaterialien, wie etwa beispiels weise Zement, Epoxidharz, Wasser, Bohrschlamm, Bohrgase oder Schmiermittel mit Betriebsdrücken und Durchsätzen zu fördern, die von etwa 0 bis 9.000 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen.

Die Dichtungsbuchse 2315 ist mit dem Innengestängeadapter 2310 und dem hydraulischen Gleitkörper 2320 verbunden. Die Gleitbuchse 2315 umfaßt bevorzugt ein im wesentlichen hohles rohrförmiges Element bzw. mehrere derartige Elemente. Die Dichtungsbuchse 2315 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien herge stellt sein, wie etwa beispielsweise aus Oilfield Country Tu bular Goods, Niedriglegierungsstahl, Kohlenstoffstahl, Edel stahl oder anderen ähnlich hochfesten Materialien. Gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform ist die Dichtungsbuchse 2315 hergestellt aus Edelstahl, um in optimaler Weise hohe Festig keit, Korrosionsbeständigkeit und Oberflächen niedriger Rei bung bereitzustellen.

Die Dichtungsbuchse 2315 kann mit dem Innengestängeadapter 2310 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmli chen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen ver bunden sein, wie etwa beispielsweise mit Bohrrohrverbindun gen, speziellen Gewindeverbindungen aus Oilfield Country Tu bular Goods oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Dichtungsbuchse 2315 mit dem Innengestängeadapter 2310 durch eine Standardgewindever bindung lösbar verbunden. Die Dichtungsbuchse 2310 kann mit dem hydraulischen Gleitkörper 2320 unter Verwendung einer be liebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispiels weise einer Bohrrohrverbindung, einer speziellen Gewindever bindung aus Oilfield Country Tubular Goods oder einer Stan dardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form ist die Dichtungsbuchse 2315 mit dem hydraulischen Gleitkörper 2320 durch eine Standardgewindeverbindung lösbar verbunden.

Die Dichtungsbuchse 2315 umfaßt bevorzugt einen Fluiddurch satz 2390, der dazu ausgelegt ist, Fluidmaterialien aus dem Fluiddurchlaß 2385 in den Fluiddurchlaß 2395 zu fördern. Ge mäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Fluiddurchlaß 2315 dazu ausgelegt, Fluidmaterialien, wie etwa beispielswei se Zement, Epoxidharz, Wasser, Bohrschlamm oder Schmiermittel mit Betriebsdrücken und Durchsätzen zu fördern, die von etwa 0 bis 9.000 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen.

Der hydraulische Gleitkörper 2320 ist mit der Dichtungsbuchse 2315, den hydraulischen Gleitelementen 2325 und dem inneren Dichtungsdorn 2330 verbunden. Der hydraulische Gleitkörper 2320 umfaßt bevorzugt ein im wesentlichen hohles Element bzw. mehrere derartige Elemente. Der hydraulische Gleitkörper 2320 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerzi ell erhältlichen Materialien hergestellt sein, wie beispiels weise aus Oilfield Country Tubular Goods, Niedriglegierungs stahl, Kohlenstoffstahl, Edelstahl oder anderem hochfesten Material. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der hy draulische Körper 2320 aus Kohlenstoffstahl hergestellt, um in optimaler Weise hohe Festigkeit bei niedrigen Kosten be reitzustellen.

Der hydraulische Gleitkörper 2320 kann mit der Gleitbuchse 2315 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmli chen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen ver bunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbin dung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods oder aus einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der hydraulische Gleit körper 2320 mit der Gleitbuchse 2315 durch eine Standardge windeverbindung lösbar verbunden. Der hydraulische Gleitkör per 2320 kann mit den Gleitelementen 2325 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell er hältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbindung, einer speziellen Ge windeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, durch Schweißen, durch amorphes Verbinden oder Kleben, oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform ist der hydraulische Gleitkörper 2320 mit den Glei telementen 2325 durch einen Standardgewindeverbindung lösbar verbunden. Der hydraulische Gleitkörper 2320 kann mit dem inneren Dichtungsdorn 2320 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechani schen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise ei ner Bohrrohrverbindung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, durch Schweißen, amorphes Verbinden bzw. Kleben, oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der hydraulische Gleitkörper 2320 mit dem inneren Dichtungsdorn 2330 durch ei ne Gewindeschraubverbindung lösbar verbunden.

Der hydraulische Gleitkörper 2320 umfaßt bevorzugt einen Flu iddurchlaß 2395, der dazu ausgelegt ist, Fluidmaterialien aus dem Fluiddurchlaß 2390 in den Fluiddurchlaß 2405 zu fördern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Fluiddurchlaß 2395 dazu ausgelegt, Fluidmaterialien, wie etwa beispielswei se Zement, Epoxidharz, Wasser, Bohrschlamm oder Schmiermittel mit Betriebsdrücken und Durchsätzen zu fördern, die von etwa 0 bis 9.000 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen.

Der hydraulische Gleitkörper 2320 umfaßt bevorzugt einen Flu iddurchlaß 2400, der dazu ausgelegt ist, Fluidmaterialien aus dem Fluiddurchlaß 2395 in die Druckkammern 2420 der hydrauli schen Gleitelemente 2325 zu fördern. Auf diese Weise werden die Gleitelemente 2325 aktiviert bei der Unterdrucksetzung des Fluiddurchlasses 2395, und zwar in Kontakt mit der Innen seite der Verschalung 2375. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform sind die Fluiddurchlässe 2400 dazu ausgelegt, Flu idmaterialien, wie etwa beispielsweise Wasser, Bohrschlamm oder Schmiermittel mit Betriebsdrücken und Durchsätzen zu fördern, die von etwa 0 bis 9.000 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallo nen/Minute reichen.

Die Gleitelemente 2325 sind mit der Außenseite des hydrauli schen Gleitkörpers 2320 verbunden. Während des Betriebs der Vorrichtung 2300 werden die Gleitelemente 2325 durch Unter drucksetzen des Fluiddurchlasses 2395 in Kontakt mit der In nenseite der Verschalung 2375 aktiviert. Auf diese Weise hal ten die Gleitelemente 2325 die Verschalung 2375 in im wesent lichen stationärer Position.

Die Gleitelemente 2325 umfassen bevorzugt die Fluiddurchlässe 2400, die Druckkammern 2420, die Vorspannfeder 2425 und die Gleitelemente 2430. Die Gleitelemente 2325 können eine belie bige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen hy draulischen Gleitelementen umfassen, wie etwa beispielsweise hydraulische RTTS-Dichtstück-Wolframcarbid-Gleitelemente oder hydraulische rückgewinnbare Brücken-Stopfen-Gleitelemente vom Modell 3L. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Gleitelemente 2325 hydraulische RTTS-Dichtstück- Wolframcarbid-Gleitelemente, erhältlich von Halliburton Ener gy Services, um in optimaler Weise einen Widerstand bzw. Be ständigkeit gegenüber axiale Bewegung der Verschalung 2375 während des radialen Aufweitungsprozesses bereitzustellen.

Der innere Dichtungsdorn 2330 ist mit dem hydraulischen Gleitkörper 2320 und dem unteren Dichtungskopf 2340 verbun den. Der innere Dichtungsdorn 2330 umfaßt bevorzugt ein im wesentlichen hohles rohrförmiges Element bzw. mehrere derar tige Elemente. Der innere Dichtungsdorn 2330 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien hergestellt werden, wie beispielsweise Oilfield Country Tubular Goods, Niedriglegierungsstahl, Kohlenstoff stahl, Edelstahl oder ähnlichen hochfesten Materialien. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der innere Dichtungs dorn 2330 aus Edelstahl hergestellt, um in optimaler Weise hohe Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Oberflächen niedriger Reibung bereitzustellen.

Der innere Dichtungsdorn 2330 kann mit dem hydraulischen Gleitkörper 2320 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplun gen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohr verbindung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, durch Schweißen, amorphes Verbinden bzw. Kleben, oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform ist der innere Dichtungsdorn 2330 mit dem hydraulischen Gleitkörper 2320 durch eine Stan dardgewindeverbindung lösbar verbunden. Der innere Dichtungs dorn 2330 kann mit dem unteren Dichtungskopf 2340 unter Ver wendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerzi ell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbindung, einer speziel len Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, durch Schweißen, amorphes Verbinden bzw. Kleben, oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform ist der innere Dichtungsdorn 2330 mit dem unteren Dichtungskopf 2340 durch eine Standardgewindeverbindung lös bar verbunden.

Der innere Dichtungsdorn 2330 umfaßt bevorzugt einen Fluid durchlaß 2405, der dazu ausgelegt ist, Fluidmaterialien aus dem Fluiddurchlaß 2395 in den Fluiddurchlaß 2415 zu fördern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Fluiddurchlaß 2405 dazu ausgelegt, Fluidmaterialien, wie etwa beispielswei se Zement, Epoxidharz, Wasser, Bohrschlamm oder Schmiermittel mit geringen Betriebsdrücken und Durchsätzen zu fördern, die von etwa 0 bis 9.000 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen.

Der obere Dichtungskopf 2335 ist mit dem äußeren Dichtungs dorn 2345 und dem Aufweitungsdorn 2355 verbunden. Der obere Dichtungskopf 2335 ist außerdem beweglich mit der Außenseite des inneren Dichtungsdorns 2330 und der Innenseite der Ver schalung 2375 verbunden. Auf diese Weise läuft der obere Dichtungskopf 2335 in der axialen Richtung hin und her. Der radiale Freiraum bzw. das radiale Spiel zwischen der zylin drischen Innenseite des oberen Dichtungskopfs 2335 und der Außenseite des inneren Dichtungsdorns 2330 kann beispielswei se von etwa 0,0025 bis 0,05 Inch reichen. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform reicht der radiale Freiraum zwischen der zylindrischen Innenseite des oberen Dichtungskopfs 2335 und der Außenseite des inneren Dichtungsdorns 2330 von etwa 0,005 bis 0,01 Inch, um in optimaler Weise minimalen Freiraum bereitzustellen. Der radiale Freiraum zwischen der zylindri schen Außenseite des oberen Dichtungskopfs 2335 und der In nenseite der Verschalung 2375 kann beispielsweise von etwa 0,025 bis 0,375 Inch reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform reicht der radiale Freiraum zwischen der zylindri schen Außenseite des oberen Dichtungskopfs 2335 und der In nenseite der Verschalung 2375 von etwa 0,025 bis 0,125 Inch, um in optimaler Weise eine Stabilisierung für den Aufwei tungskonus 2355 während des Aufweitungsprozesses bereitzu stellen.

Der obere Dichtungskopf 2335 umfaßt bevorzugt ein ringförmi ges Element mit im wesentlichen zylindrischen Innen- und Au ßenseiten. Der obere Dichtungskopf 2335 kann aus einem belie bigen von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien hergestellt sein, wie etwa beispielsweise aus Oilfield Coun try Tubular Goods, Niedriglegierungsstahl, Kohlenstoffstahl, Edelstahl oder ähnlichen hochfesten Materialien. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der obere Dichtungskopf 2335 hergestellt aus Edelstahl, um in optimaler Weise hohe Festig keit, Korrosionsbeständigkeit und Oberflächen niedriger Rei bung bereitzustellen. Die Innenseite des oberen Dichtungs kopfs 2335 umfaßt bevorzugt ein oder mehrere ringförmige Dichtungselemente 2435 zum Abdichten der Grenzfläche zwischen dem oberen Dichtungskopf 2335 und dem inneren Dichtungsdorn 2330. Die Dichtungselemente 2435 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen ringförmigen Dichtungselementen umfassen, wie etwa beispielsweise O-Ringe, Polypackdichtungen oder Metallfeder-vorgespannte Dichtungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Dich tungselemente 2435 Polypackdichtungen, erhältlich von Parker Seals, um in optimaler Weise eine Dichtung für einen langen axialen Hub bereitzustellen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der obere Dichtungskopf 2335 eine Schulter 2440 zum Abstützen des obe ren Dichtungskopfs auf dem unteren Dichtungskopf 1930.

Der obere Dichtungskopf 2335 kann mit dem äußeren Dichtungs dorn 2350 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von her kömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie beispielsweise einer Bohrrohrverbindung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubu lar Goods, durch Schweißen, amorphes Verbinden bzw. Kleben, oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der obere Dichtungskopf 2335 mit dem äu ßeren Dichtungsdorn 2350 durch eine Standardgewindeverbindung lösbar verbunden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform um faßt die mechanische Kupplung zwischen dem oberen Dichtungs kopf 2335 und dem äußeren Dichtungsdorn 2350 ein oder mehrere Dichtungselemente 2445 zum fluidmäßigen Abdichten der Grenz fläche zwischen dem oberen Dichtungskopf 2335 und dem äußeren Dichtungsdorn 2350. Die Dichtungselemente 2445 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Dichtungselementen umfassen, wie etwa beispielsweise O-Ringe, Polypackdichtungen oder Metallfeder-vorgespannte Dichtungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Dich tungselemente 2445 Polypackdichtungen, erhältlich von Parker Seals, um in optimaler Weise eine Abdichtung für lange axiale Hübe bereitzustellen.

Der untere Dichtungskopf 2340 ist mit dem inneren Dichtungs dorn 2330 und dem Lastdorn 2345 verbunden. Der untere Dich tungskopf 2340 ist außerdem beweglich mit der Innenseite des äußeren Dichtungsdorns 2350 verbunden. Auf diese Weise laufen der Dichtungskopf 2335 und der äußere Dichtungsdorn 2350 in der axialen Richtung hin und her. Der radiale Freiraum zwi schen der Außenseite des unteren Dichtungskopfs 2340 und der Innenseite des äußeren Dichtungsdorns 2350 können beispiels weise von etwa 0,0025 bis 0,05 Inch reichen. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform reicht der radiale Freiraum zwi schen der Außenseite des unteren Dichtungskopfs 2340 und der Innenseite des äußeren Dichtungsdorns 2350 von etwa 0,005 bis 0,010 Inch, um in optimaler Weise minimalen radialen Freiraum bzw. minimales Spiel bereitzustellen.

Der untere Dichtungskopf 2340 umfaßt bevorzugt ein ringförmi ges Element mit im wesentlichen zylindrischen Innen- und Au ßenseiten. Der untere Dichtungskopf 2340 kann aus einer be liebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien hergestellt sein, wie etwa beispielsweise aus Öl feldrohrelementen, aus Niedriglegierungsstahl, aus Kohlen stoffstahl, Edelstahl oder ähnlich hochfesten Materialien. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der untere Dich tungskopf 2340 aus Edelstahl hergestellt, um in optimaler Weise hohe Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Oberflä chen niedriger Reibung bereitzustellen. Die Außenseite des unteren Dichtungskopfs 2340 umfaßt bevorzugt ein oder mehrere ringförmige Dichtungselemente 2450 zum Abdichten der Grenz fläche zwischen dem unteren Dichtungskopf 2340 und dem äuße ren Dichtungsdorn 2350. Die Dichtungselemente 2450 können ei ne beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältli chen ringförmigen Dichtungselementen umfassen, wie etwa bei spielsweise O-Ringe, Polypackdichtungen oder Metallfeder- vorgespannte Dichtungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form umfassen die Dichtungselemente 2450 Polypackdichtungen, erhältlich von Parker Seals, um in optimaler Weise eine Ab dichtung für einen langen axialen Hub bereitzustellen.

Der untere Dichtungskopf 2340 kann mit dem inneren Dichtungs dorn 2330 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von her kömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielweise einer Bohrrohrverbin dung, einer speziellen Gewindeverbindung von Oilfield Country Tubular Goods, durch Schweißen, amorphes Verbinden bzw. Kle ben, oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform ist der untere Dichtungskopf 2340 mit dem inneren Dichtungsdorn 2330 durch eine Standardgewindever bindung lösbar verbunden. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfaßt die mechanische Kupplung zwischen dem unte ren Dichtungskopf 2340 und dem inneren Dichtungsdorn 2330 ein oder mehrere Dichtungselemente 2455 zum fluidmäßigen Abdich ten der Grenzfläche zwischen dem unteren Dichtungskopf 2340 und dem inneren Dichtungsdorn 2330. Die Dichtungselemente 2455 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommer ziell erhältlichen Dichtungselementen umfassen, wie etwa bei spielsweise O-Ringe, Polypackdichtungen oder Metallfeder- vorgespannte Dichtungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form umfassen die Dichtungselemente 2455 Polypackdichtungen, erhältlich von Parker Seals, um in optimaler Weise eine Ab dichtung für einen langen axialen Hub bereitzustellen.

Der untere Dichtungskopf 2340 kann mit dem Lastdorn 2345 un ter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbindung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, durch Schweißen, amorphes Verbinden bzw. Kleben, oder durch eine Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der untere Dichtungskopf 2340 mit dem Lastdorn 2345 durch eine Standardgewindeverbindung lösbar verbunden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die mechanische Kupplung zwischen dem unteren Dichtungskopf 2340 und dem Lastdorn 2345 ein oder mehrere Dichtungselemente 2460 zum fluidmäßigen Abdichten der Grenzfläche zwischen dem unte ren Dichtungskopf 2340 und dem Lastdorn 2345. Die Dichtungs elemente 2460 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Dichtungselementen umfassen, wie et wa beispielsweise O-Ringe, Polypackdichtungen oder Metallfe der-vorgespannte Dichtungen. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfassen die Dichtungselemente 2460 Polypackdich tungen, erhältlich von Parker Seals, um in optimaler Weise eine Abdichtung für eine lange axiale Hublänge bereitzustel len.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der untere Dichtungskopf 2340 einen Verengungsdurchlaß 2465, der fluid mäßig zwischen die Fluiddurchlässe 2405 und 2415 geschaltet ist. Der Verengungsdurchlaß 2465 besitzt bevorzugt verringer te Größe und ist dazu ausgelegt, einen Stopfen 2470 aufzuneh men und in Eingriff mit diesem zu gelangen, oder mit einer anderen ähnlichen Einrichtung. Auf diese Weise wird der Flu iddurchlaß 2405 von dem Fluiddurchlaß 2415 fluidmäßig iso liert. Auf diese Weise wird die Druckkammer 2475 unter Druck gesetzt.

Der äußere Dichtungsdorn 2350 ist mit dem oberen Dichtungs kopf 2335 und dem Aufweitungskonus 2355 verbunden. Der äußere Dichtungsdorn 2350 ist außerdem beweglich mit der Innenseite der Verschalung 2375 und der Außenseite des unteren Dich tungskopfs 2340 verbunden. Auf diese Weise laufen der obere Dichtungskopf 2335, der äußere Dichtungsdorn 2350 und der Aufweitungskonus 2355 in der axialen Richtung hin und her. Der radiale Freiraum bzw. das radiale Spiel zwischen der Au ßenseite des äußeren Dichtungsdorns 2350 und der Innenseite der Verschalung 2375 kann beispielsweise von etwa 0,025 bis 0,375 Inch reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der radiale Freiraum zwischen der Außenseite des äuße ren Dichtungsdorns 2350 und der Innenseite der Verschalung 2375 von etwa 0,0025 bis 0,125 Inch, um in optimaler Weise Stabilisierung für den Aufweitungskonus 2355 während des Auf weitungsprozesses bereitzustellen. Der radiale Freiraum zwi schen der Innenseite des äußeren Dichtungsdorns 2350 und der Außenseite des unteren Dichtungskopfs 2340 kann beispielswei se von etwa 0,0025 bis 0,375 Inch reichen. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform reicht der radiale Freiraum zwischen der Innenseite des äußeren Dichtungsdorns 2350 und der Außen seite des unteren Dichtungskopfs 2340 von etwa 0,005 bis 0,010 Inch, um in optimaler Weise minimalen Freiraum bereit zustellen.

Der äußere Dichtungsdorn 2350 umfaßt außerdem ein ringförmi ges Element mit im wesentlichen zylindrischen Innen- und Au ßenseiten. Der äußere Dichtungsdorn 2350 kann aus einer be liebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien hergestellt sein, wie etwa beispielsweise aus Niedriglegierungsstahl, Kohlenstoffstahl, Edelstahl oder an deren ähnlich hochfesten Materialien. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der äußere Dichtungsdorn 2350 aus Edel stahl hergestellt, um in optimaler Weise hohe Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Oberflächen niedriger Reibung be reitzustellen.

Der äußere Dichtungsdorn 2350 kann mit dem oberen Dichtungs kopf 2335 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von her kömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbin dung, speziellen Gewindeverbindungen aus Oilfield Country Tu bular Goods, durch Schweißen, amorphes Verbinden bzw. Kleben, oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der äußere Dichtungsdorn 2350 mit dem oberen Dichtungskopf 2335 durch eine Standardgewindeverbin dung lösbar verbunden. Der äußere Dichtungsdorn 2350 kann mit dem Aufweitungskonus 2355 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechani schen Kupplungen verbunden sein, wie beispielsweise einer Bohrrohrverbindung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, durch Schweißen, amorphes Verbinden bzw. Kleben, oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der äußere Dich tungsdorn 2350 mit dem Aufweitungskonus 2355 durch eine Stan dardgewindeverbindung lösbar verbunden.

Der obere Dichtungskopf 2335, der untere Dichtungskopf 2340, der innere Dichtungsdorn 2330 und der äußere Dichtungsdorn 2350 legen gemeinsam eine Druckkammer 2475 fest. Die Druck kammer 2475 ist mit dem Durchlaß 2405 über einen oder mehrere Durchlässe 2410 fluidmäßig verbunden. Während des Betriebs der Vorrichtung 2300 steht der Stopfen 2470 in Eingriff mit dem Verengungsdurchlaß 2465, um den Fluiddurchlaß 2415 von dem Fluiddurchlaß 2405 fluidmäßig zu isolieren. Die Druckkam mer 2475 wird daraufhin unter Druck gesetzt, wodurch wiederum der obere Dichtungskopf 2335, der äußere Dichtungsdorn 2350 und der Aufweitungskonus 2355 veranlaßt werden, in der axia len Richtung hin- und herzulaufen. Die axiale Bewegung des Aufweitungskonus 2355 ihrerseits weitet die Verschalung 2375 in der radialen Richtung auf.

Der Lastdorn 2345 ist mit dem unteren Dichtungskopf 2340 und dem mechanischen Gleitkörper 2360 verbunden. Der Lastdorn 2345 umfaßt bevorzugt ein ringförmiges Element mit im wesent lichen zylindrischen Innen- und Außenseiten. Der Lastdorn 2345 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kom merziell erhältlichen Materialien hergestellt sein, wie etwa beispielsweise aus Oilfield Country Tubular Goods, Niedrigle gierungsstahl, Kohlenstoffstahl, Edelstahl oder anderen ähn lich hochfesten Materialien. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform ist der Lastdorn 2345 aus Edelstahl hergestellt, um in optimaler Weise hohe Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Oberflächen niedriger Reibung bereitzustellen.

Der Lastdorn 2345 kann mit dem unteren Dichtungskopf 2340 un ter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbindung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, durch Schweißen, amorphes Verbinden bzw. Kleben, oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform ist der Lastdorn 2345 mit dem unteren Dichtungs kopf 2340 durch eine Standardgewindeverbindung lösbar verbun den. Der Lastdorn 2345 kann mit dem mechanischen Gleitkörper 2360 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmli chen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen ver bunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbin dung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, durch Schweißen, amorphes Verbinden bzw. Kle ben, oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform ist der Lastdorn 2345 mit dem mechani schen Gleitkörper 2360 durch eine Standardgewindeverbindung verbunden.

Der Lastdorn 2345 umfaßt bevorzugt einen Fluiddurchlaß 2415, der dazu ausgelegt ist, Fluidmaterialien von bzw. aus dem Fluiddurchlaß 2405 zu dem Bereich außerhalb der Vorrichtung 2300 zu fördern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Fluiddurchlaß 2415 dazu ausgelegt, Fluidmaterialien, wie etwa beispielsweise Zement, Epoxidharz, Wasser, Bohrschlamm oder Schmiermittel mit Betriebsdrücken und Durchsätzen zu fördern, die von etwa 0 bis 9.000 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallo nen/Minute reichen.

Der Aufweitungskonus 2355 ist mit dem äußeren Dichtungsdorn 2350 verbunden. Der Aufweitungskonus 2355 ist außerdem beweg lich mit der Innenseite der Verschalung 2375 verbunden. Auf diese Weise laufen der obere Dichtungskopf 2335, der äußere Dichtungsdorn 2350 und der Aufweitungskonus 2355 in der ra dialen Richtung hin und her. Das Hin- und Herlaufen des Auf weitungskonus 2355 veranlaßt die Verschalung 2375 dazu, in der radialen Richtung aufzuweiten.

Der Aufweitungskonus 2355 umfaßt bevorzugt ein ringförmiges Element mit im wesentlichen zylindrischen Innen- und koni schen Außenseiten. Der Außenradius der konischen Außenseite kann beispielsweise von etwa 2 bis 34 Inch reichen. Gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform reicht der Außenradius der konischen Außenseite von etwa 3 bis 28 Inch, um in optimaler Weise radiales Aufweiten typischer Verschalungen bereitzu stellen. Die axiale Länge des Aufweitungskonus 2355 kann bei spielsweise vom etwa 2- bis 8-fachen des größten Außendurch messers des Aufweitungskonus 2355 reichen. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform reicht die axiale Länge des Aufwei tungskonus 2355 vom etwa 3- bis 5-fachen des größten Außen durchmessers des Aufweitungskonus 2355, um in optimaler Weise Stabilität und Zentrierung des Aufweitungskonus 2355 während des Aufweitungsprozesses bereitzustellen. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform reicht der Angriffwinkel des Aufwei tungskonus 2355 von etwa 5 bis 30°, um in optimaler Weise Reibungskräfte mit radialen Aufweitungskräften bereitzustel len bzw. solche zu verhindern. Der optimale Angriffwinkel des Aufweitungskonus 2355 variiert als Funktion der Betriebspara meter des speziellen Aufweitungsvorgangs.

Der Aufweitungskonus 2355 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien her gestellt sein, wie etwa beispielsweise aus Maschinenwerkzeug stahl, Nitridstahl, Titan, Wolframcarbid, Keramik oder ähn lich hochfesten Materialien. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform ist der Aufweitungskonus 2355 aus D2- Maschinenwerkzeugstahl hergestellt, um in optimaler Weise ho he Festigkeit, Abriebbeständigkeit und Grübchenkorrosionsbe ständigkeit bereitzustellen. Gemäß einer besonders bevorzug ten Ausführungsform weist die Außenseite des Aufweitungskonus 2355 eine Oberflächenhärte auf, die von etwa 58 bis 62 Rock well C reicht, um in optimaler Weise hohe Festigkeit, Abrieb beständigkeit und Beständigkeit gegenüber Grübchenkorrosion bereitzustellen.

Der Aufweitungskonus 2355 kann mit dem äußeren Dichtungsdorn 2350 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmli chen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen ver bunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbin dung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, durch Schweißen, amorphes Verbinden bzw. Kle ben, oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform ist der Aufweitungskonus 2355 mit dem äußeren Dichtungsdorn 2350 unter Verwendung einer Standardge windeverbindung verbunden, um in optimaler Weise hohe Festig keit bereitzustellen, und um zu ermöglichen, daß der Aufwei tungskonus 2355 problemlos ersetzt bzw. ausgetauscht werden kann.

Die Dornstarteinrichtung 2480 ist mit der Verschalung 2375 verbunden. Die Dornstarteinrichtung 2480 umfaßt einen rohr förmigen Auskleidungsabschnitt mit verringerter Wandungsdicke im Vergleich zu der Verschalung 2375. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Wandungsdicke der Dornstartein richtung 2480 etwa 50 bis 100% der Wandungsdicke der Verscha lung 2375. Auf diese Weise wird die Einleitung der radialen Aufweitung bzw. deren Beginn der Verschalung 2375 erleich tert, und die Plazierung der Vorrichtung 2300 in eine Schachtbohrungs-Verschalung und eine Schachtbohrung wird er leichtert.

Die Dornstarteinrichtung 2480 kann mit der Verschalung 2375 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein. Die Dornstarteinrichtung 2480 kann eine Wandungsdicke aufweisen, die beispielsweise von etwa 0,15 bis etwa 1,5 Inch reicht. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht die Wandungsdicke der Dornstarteinrichtung 2480 von etwa 0,25 bis 0,75 Inch, um in optimaler Weise hohe Festigkeit bei einem bzw. für ein minimales Profil bereitzustellen. Die Dornstart einrichtung 2480 kann aus einer beliebigen Anzahl von her kömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien hergestellt sein, wie beispielsweise aus Oilfield Country Tubular Goods, Niedriglegierungsstahl, Kohlenstoffstahl, Edelstahl oder ähn lich hochfesten Materialien. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform ist die Dornstarteinrichtung 2480 aus Oilfield Country Tubular Goods hergestellt, die eine höhere Festigkeit aufweisen als diejenige der Verschalung 2375, jedoch eine ge ringere Wandungsdicke als diejenige der Verschalung 2375 auf weisen, um in optimaler Weise einen dünnwandigen Behälter be reitzustellen, der in etwa dieselbe Berstfestigkeit besitzt wie die Verschalung 2375.

Der mechanische Gleitkörper 2460 ist mit dem Lastdorn 2345, den mechanischen Gleitelementen 2365 und den Schleppblöcken 2370 verbunden. Der mechanische Gleitkörper 2460 umfaßt be vorzugt ein rohrförmiges Element mit einem inneren Durchlaß 2485, der fluidmäßig mit dem Durchlaß 2415 verbunden ist. Auf diese Weise können Fluidmaterialien aus dem Durchlaß 2484 zu dem Bereich außerhalb der Vorrichtung 2300 befördert werden.

Der mechanische Gleitkörper 2360 kann mit dem Lastdorn 2345 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der mecha nische Gleitkörper 2360 mit dem Lastdorn 2345 unter Verwen dung von Gewinden und Gleitstahlhalteringen lösbar verbunden, um in optimaler Weise eine Befestigung hoher Festigkeit be reitzustellen. Der mechanische Gleitkörper 2360 kann mit den mechanischen Gleitelementen 2365 unter Verwendung einer be liebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein. Gemäß einer bevorzug ten Ausführungsform ist der mechanische Gleitkörper 2360 mit den mechanischen Gleitelementen 2365 unter Verwendung von Ge winden und gleitfähigen Stahlhalteringen lösbar verbunden, um in optimaler Weise eine Befestigung hoher Festigkeit bereit zustellen. Der mechanische Gleitkörper 2360 kann mit den Schleppblöcken 2370 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform ist der mechanische Gleitkörper 2360 mit den Schleppblöcken 2365 unter Verwendung von Gewinden und gleit fähigen Stahlhalteringen lösbar verbunden, um in optimaler Weise eine Halterung bzw. Befestigung hoher Festigkeit be reitzustellen.

Die mechanischen Gleitelemente 2365 sind mit der Außenseite des mechanischen Gleitkörpers 2360 verbunden. Während des Be triebs der Vorrichtung 2300 verhindern die mechanischen Glei telemente 2365 eine Aufwärtsbewegung der Verschalung 2375 und der Dornstarteinrichtung 2480. Auf diese Weise werden während der axial hin- und herlaufenden Bewegung des Aufweitungskonus 2355 die Verschalung 2375 und die Dornstarteinrichtung 2480 in einer im wesentlichen stationären Position gehalten. Auf diese Weise werden die Dornstarteinrichtung 2480 und die Ver schalung 2375 in der radialen Richtung durch die axiale Bewe gung des Aufweitungskonus 2355 aufgeweitet.

Die mechanischen Gleitelemente 2365 können eine beliebige An zahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Gleitelementen umfassen, wie etwa beispielsweise mechanische RTTS-Dichtstück-Wolframcarbid-Gleitelemente, mechanische RTTS-Dichtstück-Gleitelemente vom Wicker-Typ oder rückgewinn bare obere mechanische Brücken-Stopfen-Wolframcarbid- Gleitelemente vom Modell 3L. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfassen die mechanischen Gleitelemente 2365 mecha nische RTTS-Dichtstück-Wolframcarbid-Gleitelemente, erhält lich von Halliburton Energy Services, um in optimaler Weise Beständigkeit bzw. Widerstand gegenüber einer axialen Bewe gung der Verschalung 2375 während des Aufweitungsprozesses bereitzustellen.

Die Schleppblöcke 2370 sind mit der Außenseite des mechani schen Gleitkörpers 2360 verbunden. Während des Betriebs der Vorrichtung 2300 verhindern die Schleppblöcke 2370 eine Auf wärtsbewegung der Verschalung 2375 und der Dornstarteinrich tung 2480. Während der axial hin- und herlaufenden Bewegung des Aufweitungskonus 2355 werden auf diese Weise die Verscha lung 2375 und die Dornstarteinrichtung 2480 in einer im we sentlichen stationären Position gehalten. Auf diese Weise werden die Dornstarteinrichtung 2480 und die Verschalung 2375 in der radialen Richtung durch die axiale Bewegung des Auf weitungskonus 2355 aufgeweitet.

Die Schleppblöcke 2370 können eine beliebige Anzahl von her kömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Gleitele menten umfassen, wie beispielsweise mechanische RTTS- Dichtstück-Schleppblöcke oder rückgewinnbare Brücken-Stopfen- Schleppblöcke vom Modell 3L. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfassen die Schleppblöcke 2370 mechanische RTTS- Dichtstück-Schleppblöcke, erhältlich von Halliburton Energy Services, um in optimaler Weise Widerstand bzw. Beständigkeit gegenüber einer axialen Bewegung der Verschalung 2375 während des Aufweitungsprozesses bereitzustellen.

Die Verschalung 2375 ist mit der Dornstarteinrichtung 2480 verbunden. Die Verschalung 2375 ist außerdem lösbar mit den mechanischen Gleitelementen 2365 und den Schleppblöcken 2370 verbunden. Die Verschalung 2375 umfaßt bevorzugt ein rohrför miges Element. Die Verschalung 2375 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materiali en hergestellt sein, wie etwa beispielsweise aus geschlitzten Rohren, aus Oilfield Country Tubular Goods, Kohlenstoffstahl, Niedriglegierungsstahl, Edelstahl oder anderen ähnlich hoch festen Materialien. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Verschalung 2375 aus Oilfield Country Tubular Goods hergestellt, erhältlich von verschiedenen ausländischen und inländischen Stahlwerken, sowie um hohe Festigkeit optimal bereitzustellen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform um faßt das obere Ende der Verschalung 2375 ein oder mehrere Dichtungselemente, die um das Äußere der Verschalung 2375 po sitioniert sind.

Während des Betriebs wird die Vorrichtung 2300 in einer Schachtbohrung positioniert, wobei das obere Ende der Ver schalung 2375 in überlappender Beziehung innerhalb der exi stierenden Schachtbohrungs-Verschalung positioniert wird, um Druckstöße bzw. Stoßdrücke innerhalb des Bohrlochs während der Plazierung der Vorrichtung 2300 zu minimieren, wird der Fluiddurchlaß 2380 bevorzugt mit einem oder mehreren Druck freigabedurchlässen versehen. Während der Plazierung der Vor richtung 2300 in der Schachtbohrung wird die Verschalung 2375 durch den Aufweitungskonus 2355 getragen bzw. abgestützt.

Nach dem Positionieren der Vorrichtung 2300 innerhalb des Bohrlochs in überlappender Beziehung mit einem existierenden Schachtbohrungs-Verschalungsabschnitt wird ein erstes Fluid material in den Fluiddurchlaß 2380 von einer Oberflächenstel le aus gepumpt. Das erste Fluidmaterial wird von dem Fluid durchlaß 2380 zu den Fluiddurchlässen 2385, 2390, 2395, 2405, 2415 und 2485 gefördert. Das erste Fluidmaterial verläßt dar aufhin die Vorrichtung 2300 und füllt den ringförmigen Be reich zwischen der Außenseite der Vorrichtung 2300 und den Innenwänden des Bohrlochs.

Das erste Fluidmaterial kann eine beliebige Anzahl von her kömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien umfassen, wie etwa beispielsweise Epoxidharz, Bohrschlamm, Schlackenge misch, Zement oder Wasser. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfaßt das erste Fluidmaterial ein aushärtbares Fluiddichtungsmaterial, wie etwa beispielsweise Schlackenge misch, Epoxidharz oder Zement. Auf diese Weise kann eine Schachtbohrungs-Verschalung gebildet werden, die eine äußere ringförmige Schicht aus aushärtbarem Material aufweist.

Das erste Fluidmaterial kann in die Vorrichtung 2300 mit Be triebsdrücken und Durchsätzen gepumpt werden, die beispiels weise von etwa 0 bis 4.500 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallo nen/Minute reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das erste Fluidmaterial in die Vorrichtung 2300 mit Be triebsdrücken und Durchsätzen gepumpt, die von etwa 0 bis 3.500 psi bzw. 0 bis 1.200 Gallonen/Minute reichen, um in op timaler Weise betriebsmäßige Effizienz bereitzustellen.

Zu einem vorbestimmten Zeitpunkt des Einspritzens des ersten Fluidmaterials, wie etwa nachdem der ringförmige Bereich au ßerhalb der Vorrichtung 2300 auf ein vorbestimmtes Niveau be füllt wurde, wird ein Stopfen 2470, ein Anker oder eine ähn liche Einrichtung in das erste Fluidmaterial eingeführt. Der Stopfen 2470 gelangt zum Sitz in dem Verengungsdurchlaß 2465 und isoliert dadurch fluidmäßig den Fluiddurchlaß 2405 von dem Fluiddurchlaß 2415.

Nach Plazierung des Stopfens 2470 in den Verengungsdurchlaß 2465 wird ein zweites Fluidmaterial in den Fluiddurchlaß 2380 gepumpt, um die Druckkammer 2475 unter Druck zu setzen. Das zweite Fluidmaterial kann eine beliebige Anzahl von herkömm lichen, kommerziell erhältlichen Materialien umfassen, wie etwa beispielsweise Wasser, Bohrgase, Bohrschlamm oder Schmiermittel. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das zweite Fluidmaterial ein nicht aushärtbares Fluidmateri al, wie etwa beispielsweise Wasser, Bohrschlamm oder Schmier mittel.

Das zweite Fluidmaterial kann in die Vorrichtung 2300 mit Be triebsdrücken und Durchsätzen gepumpt werden, die beispiels weise von etwa 0 bis 4.500 psi bzw. 0 bis 4.500 Gallo nen/Minute reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das zweite Fluidmaterial in die Vorrichtung 2300 mit Be triebsdrücken und Durchsätzen gepumpt, die von etwa 0 bis 3.500 psi bzw. 0 bis 1.200 Gallonen/Minute reichen, um in op timaler Weise betriebsmäßige Effizienz bereitzustellen.

Das Unterdrucksetzen der Druckkammer 2475 veranlaßt den obe ren Dichtungskopf 2335, den äußeren Dichtungsdorn 2350 und den Aufweitungskonus 2355 dazu, sich in axialer Richtung zu bewegen. Das Unterdrucksetzen der Druckkammer 2475 veranlaßt außerdem die hydraulischen Gleitelemente 2375 dazu, in der radialen Richtung aufzuweiten und die Verschalung 2375 in im wesentlichen stationärer Position zu halten. Wenn der Aufwei tungskonus 2355 sich in der axialen Richtung bewegt, zieht außerdem der Aufweitungskonus 2355 die Dornstarteinrichtung 2480 und die Schleppblöcke 2370 mit, wodurch die mechanischen Gleitelemente 2365 eingestellt werden und bei einer weiteren axialen Bewegung der Dornstarteinrichtung 2480 und der Ver schalung 2375 stoppen. Auf diese Weise weitet die axiale Be wegung des Aufweitungskonus 2355 die Dornstarteinrichtung 2480 und die Verschalung 2375 radial auf.

Sobald der obere Dichtungskopf 2335, der äußere Dichtungsdorn 2350 und der Aufweitungskonus 2355 einen axial Hub beenden, wird der Betriebsdruck des zweiten Fluidmaterials verringert. Die Verringerung des Betriebsdrucks des zweiten Fluidmateri als gibt die hydraulischen Gleitelemente 2325 frei. Das Bohr gestänge 2305 wird daraufhin angehoben. Dies führt dazu, daß der innere Dichtungsdorn 2330, der untere Dichtungskopf 2340, der Lastdorn 2345 und der mechanische Gleitkörper 2360 sich aufwärts bewegen. Dadurch werden die mechanischen Gleitele mente 2375 entriegelt bzw. ausgerückt und ermöglichen es, daß die mechanischen Gleitelemente 2365 und die Schleppblöcke 2370 in die Dornstarteinrichtung 2480 und die Verschalung 2375 hineinbewegt werden. Wenn der untere Dichtungskopf 2340 den oberen Dichtungskopf 2375 kontaktiert, wird das zweite Fluidmaterial erneut unter Druck gesetzt und der radiale Auf weitungsprozeß wird fortgesetzt. Auf diese Weise werden die Dornstarteinrichtung 2480 und die Verschalung 2375 radial aufgeweitet durch wiederholte axiale Hübe des oberen Dich tungskopfs 2335, des äußeren Dichtungsdorns 2350 und des Auf weitungskonus 2355. Durch den radialen Aufweitungsprozeß wird das obere Ende der Verschalung 2375 bevorzugt in überlappen der Beziehung mit einem existierenden Abschnitt der Schacht bohrungs-Verschalung gehalten.

Am Ende des radialen Aufweitungsprozesses wird das obere Ende der Verschalung 2375 in innigen Kontakt mit der Innenseite des unteren Endes der existierenden Schachtbohrungs- Verschalung aufgeweitet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form stellen die Dichtungselemente, die am oberen Ende der Verschalung 2375 vorgesehen sind, eine Fluiddichtung zwischen der Außenseite des oberen Endes der Verschalung 2375 und der Innenseite des unteren Endes der existierenden Schachtboh rungs-Verschalung bereit. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform reicht der Kontaktdruck zwischen der Verschalung 2375 und dem existierenden Abschnitt der Schachtbohrungs- Verschalung von etwa 400 bis 10.000 psi, um in optimaler Wei se einen Kontaktdruck bereitzustellen, die Dichtungselemente zu aktivieren und typischen Spannungs- und Druckbelastungsbe dingungen widerstehen zu können.

Wenn der Aufweitungskonus 2355 sich dem oberen Ende der Ver schalung 2375 nähert, wird gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform der Betriebsdruck des zweiten Fluidmaterials ver ringert, um einen Stoß auf die Vorrichtung 2300 zu minimie ren. Gemäß einer alternativen Ausführungsform umfaßt die Vor richtung 2300 einen Stoßabsorber zum Absorbieren des Stoßes, der durch die Beendigung der radialen Aufweitung der Verscha lung 2375 hervorgerufen wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der verringer te Betriebsdruck des zweiten Fluidmaterials von etwa 100 bis 1.000 psi, wenn der Aufweitungskonus 2355 sich dem Ende der Verschalung 2375 nähert, um in optimaler Weise eine verrin gerte axiale Bewegung und Geschwindigkeit des Aufweitungsko nus 2355 bereitzustellen. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform wird der Betriebsdruck des zweiten Fluidmaterials während des Rückstellhubs der Vorrichtung 2300 auf einen Be reich von etwa 0 bis 500 psi verringert, um den Widerstand bzw. die Beständigkeit gegenüber der Bewegung des Aufwei tungskonus 2355 während des Rückstellhubs zu minimieren. Ge mäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht die Hublänge der Vorrichtung 2300 von etwa 10 bis 45 Fuß, um in optimaler Wei se eine Anlage bereitzustellen, die durch typisches Ölbohr werkzeug gehandhabt werden kann, und um die Frequenz zu mini mieren, unter welcher der Aufweitungskonus 2355 gestoppt wer den muß, damit die Vorrichtung 2300 erneut in Hubbewegung versetzt werden kann.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform umfaßt zumindest ein Teil des oberen Dichtungskopfs 2335 einen Aufweitungskonus zum radialen Aufweiten der Dornstarteinrichtung 2480 und der Verschalung 2375 während des Betriebs der Vorrichtung 2300, um den Oberflächenbereich der Verschalung 2375 zu vergrößern, auf welchen eingewirkt wird, während des radialen Aufwei tungsprozesses eingewirkt wird. Auf diese Weise können die Betriebsdrücke verringert werden.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform werden die mechani schen Gleitelemente 2365 in einer axialen Stelle zwischen der Dichtungsbuchse 2315 und dem inneren Dichtungsdorn 2330 posi tioniert, um die Konstruktion und den Betrieb der Vorrichtung 2300 optimal zu gestalten.

Bei Beendigung der radialen Aufweitung der Verschalung 2375 wird das erste Fluidmaterial, falls es möglich ist, aushärten gelassen innerhalb des ringförmigen Bereichs zwischen der Au ßenseite der aufgeweiteten Verschalung 2375 und den Innenwän den der Schachtbohrung. In dem Fall, daß die Verschalung 2375 geschlitzt ist, durchsetzt das ausgehärtete Fluidmaterial be vorzugt die aufgeweitete Verschalung 2375 und umhüllt diese. Auf diese Weise wird ein neuer Schachtbohrungs-Verschalungs abschnitt innerhalb einer Schachtbohrung gebildet. Alternativ kann die Vorrichtung 2300 verwendet werden, um einen ersten Rohrleitungsabschnitt mit einem existierenden Rohrleitungsab schnitt zu verbinden bzw. zu vereinigen. Alternativ kann die Vorrichtung 2300 verwendet werden, um das Innere einer Schachtbohrung mit einer Verschalung direkt auszukleiden, und zwar ohne Verwendung einer äußeren ringförmigen Schicht aus aushärtbarem Material. Alternativ kann die Vorrichtung 2300 verwendet werden, um ein rohrförmiges Tragelement in einem Loch aufzuweiten.

Während des radialen Aufweitungsprozesses sind die unter Druck gesetzten Bereiche der Vorrichtung 2300 begrenzt auf die Fluiddurchlässe 2380, 2385, 2390, 2395, 2400, 2405 und 2410 und auf die Druckkammer 2475. Kein Fluiddruck wirkt (deshalb) direkt auf die Dornstarteinrichtung 2480 und die Verschalung 2375. Dies erlaubt die Verwendung von Betriebs drücken, die höher sind als diejenigen, denen die Dornstart einrichtung 2480 und die Verschalung 2375 normalerweise wi derstehen können.

Unter Bezug auf Fig. 18 wird nunmehr eine bevorzugte Ausfüh rungsform einer Vorrichtung 2500 zum Bilden einer Schachtboh rungs-Verschalung mit durchgehend gleichem Durchmesser erläu tert. Die Vorrichtung 2500 umfaßt bevorzugt ein Bohrrohr 2505, einen Innengestängeadapter 2510, eine Dichtungsbuchse 2515, einen hydraulischen Gleitkörper 2520, hydraulische Gleitelemente 2525, einen inneren Dichtungsdorn 2530, einen oberen Dichtungskopf 2535, einen unteren Dichtungskopf 2540, einen äußeren Dichtungsdorn 2545, einen Lastdorn 2550, einen Aufweitungskonus 2555, eine Verschalung 2560 und Fluiddurch lässe 2565, 2570, 2575, 2580, 2585, 2590, 2595 und 2600.

Das Bohrrohr 2505 ist mit dem Innengestängeadapter 2510 ver bunden. Während des Betriebs der Vorrichtung 2500 trägt das Bohrrohr 2505 die Vorrichtung 2500 bzw. stützt diese ab. Das Bohrrohr 2505 umfaßt bevorzugt ein im wesentlichen hohles rohrförmiges Element bzw. mehrere derartige Elemente. Das Bohrrohr 2505 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmli chen, kommerziell erhältlichen Materialien hergestellt sein, wie etwa beispielsweise aus Oilfield Country Tubular Goods, Niedriglegierungsstahl, Kohlenstoffstahl, Edelstahl oder an deren ähnlich hochfesten Materialien. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Bohrrohr 2505 aus Spiralrohr herge stellt, um die Plazierung der Vorrichtung 2500 in nicht ver tikalen Schachtbohrungen zu erleichtern. Das Bohrrohr 2505 kann mit dem Innengestängeadapter 2510 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie beispielsweise einer Bohrrohrverbindung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, oder einer Standardgewin deverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Bohrrohr 2505 mit dem Innengestängeadapter 2510 durch eine Bohrrohrverbindung lösbar verbunden. Eine Bohrrohrverbindung erbringt die Vorteile hoher Festigkeit und problemloser De montierbarkeit.

Das Bohrrohr 2505 umfaßt bevorzugt einen Fluiddurchlaß 2565, der dazu ausgelegt ist, Fluidmaterialien von einer Oberflä chenstelle ausgehend in den Fluiddurchlaß 2570 zu fördern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Fluiddurchlaß 2565 dazu ausgelegt, Fluidmaterialien, wie etwa beispielswei se Zement, Epoxidharz, Wasser, Bohrschlamm oder Schmiermit tel, unter Betriebsdrücken und Durchsätzen zu fördern, die von etwa 0 bis 9.000 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen.

Der Innengestängeadapter 2510 ist mit dem Bohrgestänge 2505 und der Dichtungsbuchse 2515 verbunden. Der Innengestänge adapter 2510 umfaßt bevorzugt ein im wesentlichen hohles rohrförmiges Element bzw. mehrere derartige Elemente. Der In nengestängeadapter 2510 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien herge stellt sein, wie etwa beispielsweise aus Oilfield Country Tu bular Goods, Niedriglegierungsstahl, Kohlenstoffstahl, Edel stahl oder anderen ähnlich hochfesten Materialien. Gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform ist der Innengestängeadapter 2510 aus Edelstahl hergestellt, um in optimaler Weise hohe Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Oberflächen niedriger Reibung bereitzustellen.

Der Innengestängeadapter 2510 kann mit dem Bohrgestänge 2505 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie beispielsweise einer Bohrrohrverbindung, einer spe ziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Innengestängeadapter 2510 lösbar mit dem Bohrrohr 2505 durch eine Bohrrohrverbindung verbunden. Der Innengestängeadapter 2510 kann mit der Dichtungsbuchse 2515 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmli chen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen ver bunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbin dung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, einer Ratschenverriegelungsgewindeverbindung oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Innengestängeadapter 2510 mit der Dichtungsbuchse 2515 durch eine Standardgewindeverbindung lösbar verbunden.

Der Innengestängeadapter 2510 umfaßt bevorzugt einen Fluid durchlaß 2570, der dazu ausgelegt ist, Fluidmaterialien aus dem Fluiddurchlaß 2565 in den Fluiddurchlaß 2575 zu fördern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Fluiddurchlaß 2570 dazu ausgelegt, Fluidmaterialien, wie etwa beispielswei se Zement, Epoxidharz, Wasser, Bohrschlamm oder Schmiermit tel, mit Betriebsdrücken und Durchsätzen zu fördern, die von etwa 0 bis 9.000 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallonen/Minute rei chen.

Die Dichtungsbuchse 2515 ist mit dem Innengestängeadapter 2510 und dem hydraulische Gleitkörper 2520 verbunden. Die Dichtungsbuchse 2515 umfaßt bevorzugt ein im wesentlichen hohles rohrförmiges Element bzw. mehrere derartige Elemente. Die Dichtungsbuchse 2515 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien herge stellt sein, wie beispielsweise aus Oilfield Country Tubular Goods, Niedriglegierungsstahl, Kohlenstoffstahl, Edelstahl oder anderen ähnlich hochfesten Materialien. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform ist die Dichtungsbuchse 2515 aus Edelstahl hergestellt, um in optimaler Weise hohe Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Oberflächen niedriger Reibung be reitzustellen.

Die Dichtungsbuchse 2515 kann mit dem Innengestängeadapter 2510 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmli chen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen ver bunden sein, wie beispielsweise mit Bohrrohrverbindungen, speziellen Gewindeverbindungen aus Oilfield Country Tubular Goods, einer Ratschenverriegelungsgewindeverbindung oder ei ner Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform ist die Dichtungsbuchse 2515 mit dem Innenge stängeadapter 2510 durch eine Standardgewindeverbindung lös bar verbunden. Die Dichtungsbuchse 2515 kann mit dem hydrau lischen Gleitkörper 2520 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechani schen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise ei ner Bohrrohrverbindung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, einer Ratschenverriege lungsgewindeverbindung oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Dichtungs buchse 2515 mit dem hydraulischen Gleitkörper 2520 durch eine Standardgewindeverbindung lösbar verbunden.

Die Dichtungsbuchse 2515 umfaßt bevorzugt einen Fluiddurchlaß 2575, der dazu ausgelegt ist, Fluidmaterialien aus dem Fluid durchlaß 2570 in den Fluiddurchlaß 2580 zu fördern. Gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform ist der Fluiddurchlaß 2575 dazu ausgelegt, Fluidmaterialien, wie etwa beispielsweise Ze ment, Epoxidharz, Wasser, Bohrschlamm oder Schmiermittel, mit Betriebsdrücken und Durchsätzen zu fördern, die von etwa 0 bis 9.000 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen.

Der hydraulische Gleitkörper 2520 ist mit der Dichtungsbuchse 2515, den hydraulischen Gleitelementen 2525 und dem inneren Dichtungsdorn 2530 verbunden. Der hydraulische Gleitkörper 2520 umfaßt bevorzugt ein im wesentliches hohles rohrförmiges Element bzw. mehrere derartige Elemente. Der hydraulische Gleitkörper 2520 kann aus einer beliebigen Anzahl von her kömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien hergestellt sein, wie etwa beispielsweise aus Oilfield Country Tubular Goods, Niedriglegierungsstahl, Kohlenstoffstahl, Edelstahl oder anderen ähnlich hochfesten Materialien. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform ist der hydraulische Gleitkörper 2520 aus Kohlenstoffstahl hergestellt, um in optimaler Weise hohe Festigkeit bereitzustellen.

Der hydraulische Gleitkörper 2520 kann mit der Dichtungsbuch se 2515 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömm lichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen ver bunden sein, wie beispielsweise einer Bohrrohrverbindung, ei ner speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, einer Ratschenverriegelungsgewindeverbindung oder ei ner Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform ist der hydraulische Gleitkörper 2520 mit der Dichtungsbuchse 2515 durch eine Standardgewindeverbindung lösbar verbunden. Der hydraulische Gleitkörper 2520 kann mit den Gleitelementen 2525 unter Verwendung einer beliebigen An zahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Ge windeverbindung oder durch Schweißen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der hydraulische Gleitkörper 2520 mit den Gleitelementen 2525 durch eine Gewindeverbindung lösbar ver bunden. Der hydraulische Gleitkörper 2520 kann mit dem inne ren Dichtungsdorn 2530 unter Verwendung einer beliebigen An zahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbindung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, durch Schweißen, amorphes Verbinden bzw. Kleben, oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der hydraulische Gleitkörper 2520 mit dem inneren Dichtungsdorn 2530 durch ei ne Standardgewindeverbindung lösbar verbunden.

Die hydraulischen Gleitkörper 2520 umfassen bevorzugt einen Fluiddurchlaß 2580, der dazu ausgelegt ist, Fluidmaterialien aus dem Fluiddurchlaß 2575 in den Fluiddurchlaß 2590 zu för dern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Fluid durchlaß 2580 dazu ausgelegt, Fluidmaterialien, wie etwa bei spielsweise Zement, Epoxidharz, Wasser, Bohrschlamm oder Schmiermittel, mit Betriebsdrücken und Durchsätzen zu för dern, die von etwa 0 bis 9.000 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallo nen/Minute reichen.

Der hydraulische Gleitkörper 2520 umfaßt bevorzugt Fluid durchlässe 2585, die dazu ausgelegt sind, Fluidmaterialien aus dem Fluiddurchlaß 2580 in die Druckkammern der hydrauli schen Gleitelemente 2525 zu fördern. Auf diese Weise werden die Gleitelemente 2525 bei Unterdrucksetzen des Fluiddurch lasses 2580 in Kontakt mit der Innenseite der Verschalung 2560 aktiviert. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Fluiddurchlässe 2585 dazu ausgelegt, Fluidmaterialien, wie etwa beispielsweise Wasser, Bohrschlamm oder Schmiermit tel mit Betriebsdrücken und Durchsätzen zu fördern, die von etwa 0 bis 9.000 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallonen/Minute rei chen.

Die Gleitelemente 2525 sind mit der Außenseite des hydrauli schen Gleitkörpers 2520 verbunden. Während des Betriebs der Vorrichtung 2500 werden die Gleitelemente 2525 durch Unter drucksetzen des Fluiddurchlasses 2580 in Kontakt mit der In nenseite der Verschalung 2560 aktiviert. Auf diese Weise hal ten die Gleitelemente 2525 die Verschalung 2560 in im wesent lichen stationärer Position.

Die Gleitelemente 2525 umfassen bevorzugt die Fluiddurchlässe 2585, die Druckkammern 2605, die Vorspannfeder 2610 und die Gleitelemente 2615. Die Gleitelemente 2525 können eine belie bige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen hy draulischen Gleitelementen umfassen, wie etwa beispielsweise hydraulische RTTS-Dichtstück-Wolframcarbid-Gleitelemente oder rückgewinnbare hydraulische Brücken-Stopfen-Gleitelemente vom Modell 3L. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Gleitelemente 2525 hydraulische RTTS-Dichtstück- Wolframcarbid-Gleitelemente, erhältlich von Halliburton Ener gy Services, um in optimaler Weise einen Widerstand bzw. Be ständigkeit gegenüber der axialen Bewegung der Verschalung 2560 während des Aufweitungsprozesses bereitzustellen.

Der innere Dichtungsdorn 2530 ist mit dem hydraulischen Gleitkörper 2520 und dem unteren Dichtungskopf 2540 verbun den. Der innere Dichtungsdorn 2530 umfaßt bevorzugt ein im wesentlichen hohles rohrförmiges Element bzw. mehrere derar tige Elemente. Der innere Dichtungsdorn 2530 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien hergestellt sein, wie etwa beispielsweise aus Oilfield Country Tubular Goods, Niedriglegierungsstahl, Koh lenstoffstahl, Edelstahl oder anderen ähnlich hochfesten Ma terialien. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der innere Dichtungsdorn 2530 aus Edelstahl hergestellt, um in optimaler Weise hohe Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Oberflächen niedriger Reibung bereitzustellen.

Der innere Dichtungsdorn 2530 kann mit dem hydraulischen Gleitkörper 2520 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplun gen verbunden sein, beispielsweise einer Bohrrohrverbindung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubu lar Goods, durch Schweißen, amorphes Verbinden bzw. Kleben, oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der innere Dichtungsdorn 2530 mit dem hy draulischen Gleitkörper 2525 durch eine Standardgewindever bindung lösbar verbunden. Der innere Dichtungsdorn 2530 kann mit dem unteren Dichtungskopf 2540 unter Verwendung einer be liebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispiels weise einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, einer Bohrrohrverbindung durch Schweißen, amorphes Verbinden bzw. Kleben, oder einer Standardgewinde verbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der innere Dichtungsdorn 2530 mit dem unteren Dichtungsdorn 2540 durch eine Standardgewindeverbindung lösbar verbunden.

Der innere Dichtungsdorn 2530 umfaßt bevorzugt einen Fluid durchlaß 2590, der dazu ausgelegt ist, Fluidmaterialien aus dem Fluiddurchlaß 2580 in den Fluiddurchlaß 2600 zu fördern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Fluiddurchlaß 2590 dazu ausgelegt, Fluidmaterialien, wie etwa beispielswei se Zement, Epoxidharz, Wasser, Bohrschlamm oder Schmiermit tel, mit Betriebsdrücken und Durchsätzen zu fördern, die von etwa 0 bis 9.000 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallonen/Minute rei chen.

Der obere Dichtungskopf 2535 ist mit dem äußeren Dichtungs dorn 2545 und dem Aufweitungskonus 2555 verbunden. Der obere Dichtungskopf 2535 ist aus dem mit der Außenseite des inneren Dichtungsdorns 2530 und der Innenseite der Verschalung 2560 verbunden. Auf diese Weise läuft der obere Dichtungskopf 2535 in der axialen Richtung hin und her. Der radiale Freiraum bzw. das radiale Spiel zwischen der zylindrischen Innenseite des oberen Dichtungskopfs 2535 und der Außenseite des inneren Dichtungsdorns 2530 kann beispielsweise von etwa 0,0025 bis 0,05 Inch reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der radiale Freiraum zwischen der zylindrischen Innen seite des oberen Dichtungskopfs 2535 und der Außenseite des inneren Dichtungsdorns 2530 von etwa 0,005 bis 0, 010 Inch, um in optimaler Weise minimalen radialen Freiraum bzw. minimales radiales Spiel bereitzustellen. Der radiale Freiraum zwischen der zylindrischen Außenseite des oberen Dichtungskopfs 2535 und der Innenseite der Verschalung 2560 kann beispielsweise von etwa 0,025 bis 0,375 Inch reichen. Gemäß einer bevorzug ten Ausführungsform reicht der radiale Freiraum zwischen der zylindrischen Außenseite des oberen Dichtungskopfs 2535 und der Innenseite der Verschalung 2560 von etwa 0,025 bis 0,125 Inch, um in optimaler Weise eine Stabilisierung für den Auf weitungskonus 2535 während des Aufweitungsprozesses bereitzu stellen.

Der obere Dichtungskopf 2535 umfaßt bevorzugt ein ringförmi ges Element mit im wesentlichen zylindrischen Innen- und Au ßenseiten. Der obere Dichtungskopf 2535 kann aus einer belie bigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Ma terialien hergestellt sein, wie etwa beispielsweise aus Oil field Country Tubular Goods, Niedriglegierungsstahl, Kohlen stoffstahl, Edelstahl oder anderen ähnlich hochfesten Mate rialien. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der obe re Dichtungskopf 2535 aus Edelstahl hergestellt, um in opti maler Weise hohe Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Oberflächen niedriger Reibung bereitzustellen. Die Innenseite des oberen Dichtungskopfs 2535 umfaßt bevorzugt ein oder meh rere ringförmige Dichtungselemente 2620 zum Abdichten der Grenzfläche zwischen dem oberen Dichtungskopf 2535 und dem inneren Dichtungsdorn 2530. Die Dichtungselemente 2620 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhält lichen ringförmigen Dichtungselementen umfassen, wie etwa beispielsweise O-Ringe, Polypackdichtungen oder Metallfeder- vorgespannte Dichtungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form umfassen die Dichtungselemente 2620 Polypackdichtungen, erhältlich von Parker Seals, um in optimaler Weise eine Ab dichtung für einen langen axialen Hub bereitzustellen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der obere Dichtungskopf 2535 eine Schulter 2625 zum Abstützen des obe ren Dichtungskopfs 2535, einen äußeren Dichtungsdorn 2545 und einen Aufweitungskonus 2555 auf dem unteren Dichtungskopf 2540.

Der obere Dichtungskopf 2535 kann mit dem äußeren Dichtungs dorn 2545 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von her kömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer speziellen Ge windeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, einer Rohrleitungsverbindung, durch Schweißen, amorphes Verbinden bzw. Kleben, oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform ist der obere Dichtungskopf 2535 lösbar mit dem äußeren Dichtungsdorn 2545 durch eine Standardgewindeverbindung verbunden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die mechanische Kupplung zwischen dem oberen Dichtungskopf 2535 und dem äußeren Dichtungsdorn 2545 ein oder mehrere Dichtungselemente 2630 zum fluidmäßigen Ab dichten der Grenzfläche zwischen dem oberen Dichtungskopf 2535 und dem äußeren Dichtungsdorn 2545. Die Dichtungselemen te 2630 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kom merziell erhältlichen Dichtungselementen umfassen, wie etwa beispielsweise O-Ringe, Polypackdichtungen oder Metallfeder- vorgespannte Dichtungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form umfassen die Dichtungselemente 2630 Polypackdichtungen, erhältlich von Parker Seals, um in optimaler Weise eine Ab dichtung für einen langen axialen Hub bereitzustellen.

Der untere Dichtungskopf 2540 ist mit dem inneren Dichtungs dorn 2530 und dem Lastdorn 2550 verbunden. Der untere Dich tungskopf 2540 ist außerdem mit der Innenseite des äußeren Dichtungsdorns 2540 beweglich verbunden. Auf diese Weise lau fen der obere Dichtungskopf 2535, der äußere Dichtungsdorn 2545 und der Aufweitungsdorn 2555 in der axialen Richtung hin und her.

Der radiale Freiraum bzw. das radiale Spiel zwischen der Au ßenseite des unteren Dichtungskopfs 2540 und der Innenseite des äußeren Dichtungsdorns 2545 kann beispielsweise von etwa 0,0025 bis 0,05 Inch reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform reicht der radiale Freiraum zwischen der Außenseite des unteren Dichtungskopfs 2540 und der Innenseite des äuße ren Dichtungsdorns 2545 von etwa 0,005 bis 0,01 Inch, um in optimaler Weise minimalen radialen Freiraum bereitzustellen.

Der untere Dichtungskopf 4540 umfaßt bevorzugt ein ringförmi ges Element mit im wesentlichen zylindrischen Innen- und Au ßenseiten. Der untere Dichtungskopf 2540 kann aus einer be liebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien hergestellt sein, wie etwa beispielsweise aus Oilfield Country Tubular Goods, Niedriglegierungsstahl, Koh lenstoffstahl, Edelstahl oder anderen ähnlich hochfesten Ma terialien. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der untere Dichtungskopf 2540 aus Edelstahl hergestellt, um in optimaler Weise hohe Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Oberflächen niedriger Reibung bereitzustellen. Die Außenseite des unteren Dichtungskopfs 2540 umfaßt bevorzugt ein oder mehrere ringförmige Dichtungselemente 2635 zum Abdichten der Grenzfläche zwischen dem unteren Dichtungskopf 2540 und dem äußeren Dichtungsdorn 2545. Die Dichtungselemente 2635 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhält lichen ringförmigen Dichtungselementen umfassen, wie etwa beispielsweise O-Ringe, Polypackdichtungen oder Metallfeder- vorgespannte Dichtungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form umfassen die Dichtungselemente 2635 Polypackdichtungen, erhältlich von Parker Seals, um in optimaler Weise eine Ab dichtung für einen langen axialen Hub bereitzustellen.

Der untere Dichtungskopf 2540 kann mit dem inneren Dichtungs dorn 2530 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von her kömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen umfassen, wie etwa beispielsweise Bohrrohrverbindungen, eine spezielle Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods oder eine Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform ist der untere Dichtungskopf 2540 mit dem inneren Dichtungsdorn 2530 durch eine Standardgewindever bindung lösbar verbunden. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfaßt die mechanische Kupplung zwischen dem unte ren Dichtungskopf 2540 und dem inneren Dichtungsdorn 2530 ein oder mehrere Dichtungselemente 2640 zum fluidmäßigen Abdich ten der Grenzfläche zwischen dem unteren Dichtungskopf 2540 und dem inneren Dichtungsdorn 2530. Die Dichtungselemente 2640 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommer ziell erhältlichen Dichtungselementen umfassen, wie etwa bei spielsweise O-Ringe, Polypackdichtungen oder Metallfeder- vorgespannte Dichtungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form umfassen die Dichtungselemente 2640 Polypackdichtungen, erhältlich von Parker Seals, um in optimaler Weise eine Ab dichtung für einen langen axialen Hub bereitzustellen.

Der untere Dichtungskopf 2540 kann mit dem Lastdorn 2550 un ter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen umfassen, wie etwa beispielsweise eine Bohrrohrverbindung, eine spezi elle Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, durch Schweißen, amorphes Verbinden bzw. Kleben, oder eine Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform ist der untere Dichtungskopf 2540 mit dem Lastdorn 2550 durch eine Standardgewindeverbindung lösbar verbunden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die mechani sche Kupplung zwischen dem unteren Dichtungskopf 2540 und dem Lastdorn 2550 ein oder mehrere Dichtungselemente 2645 zum fluidmäßigen Abdichten der Grenzfläche zwischen dem unteren Dichtungskopf 2540 und dem Lastdorn 2550. Die Dichtungsele mente 2645 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Dichtungselementen umfassen, wie et wa beispielsweise O-Ringe, Polypackdichtungen oder Metallfe der-vorgespannte Dichtungen. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfassen die Dichtungselemente 2645 Polypackdich tungen, erhältlich von Parker Seals, um in optimaler Weise eine Abdichtung für einen langen axialen Hub bereitzustellen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der untere Dichtungskopf 2540 einen Verengungsdurchlaß 2650, der fluid mäßig zwischen die Fluiddurchlässe 2590 und 2600 geschaltet ist. Der Verengungsdurchlaß 2650 besitzt bevorzugt verringer te Größe und ist dazu ausgelegt, einen Stopfen 2655 aufzuneh men und in Eingriff mit diesem zu gelangen, oder mit einer ähnlichen Einrichtung. Auf diese Weise ist der Fluiddurchlaß 2590 von dem Fluiddurchlaß 2600 fluidmäßig isoliert. Auf die se Weise wird die Druckkammer 2660 unter Druck gesetzt.

Der äußere Dichtungsdorn 2545 ist mit dem oberen Dichtungs kopf 2535 und dem Aufweitungskonus 2555 verbunden. Der äußere Dichtungsdorn 2545 ist außerdem beweglich mit der Innenseite der Verschalung 2560 und der Außenseite des unteren Dich tungskopfs 2540 verbunden. Auf diese Weise laufen der obere Dichtungskopf 2535, der äußere Dichtungsdorn 2545 und der Aufweitungskonus 2555 in der axialen Richtung hin und her. Der radiale Freiraum zwischen der Außenseite des äußeren Dichtungsdorns 2545 und der Innenseite der Verschalung 2560 kann 99999 00070 552 001000280000000200012000285919988800040 0002010028015 00004 99880 beispielsweise von etwa 0,025 bis 0,375 Inch reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der radiale Freiraum zwischen der Außenseite des äußeren Dichtungsdorns 2545 und der Innenseite der Verschalung 2560 von etwa 0,025 bis 0,125 Inch, um in optimaler Weise eine Stabilisierung für den Aufweitungskonus 2535 während des Aufweitungsprozesses bereitzustellen. Der radiale Freiraum zwischen der Innenseite des äußeren Dichtungsdorns 2545 und der Außenseite des unte ren Dichtungskopfs 2540 kann beispielsweise von etwa 0,005 bis 0,01 Inch reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form reicht der radiale Freiraum zwischen der Innenseite des äußeren Dichtungsdorns 2545 und der Außenseite des unteren Dichtungskopfs 2540 von etwa 0,005 bis 0,01 Inch, um in opti maler Weise einen minimalen Freiraum bereitzustellen.

Der äußere Dichtungsdorn 2545 umfaßt bevorzugt ein ringförmi ges Element mit im wesentlichen zylindrischen Innen- und Au ßenseiten. Der äußere Dichtungsdorn 2545 kann aus einer be liebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien hergestellt sein, wie etwa beispielsweise aus Oilfield Country Tubular Goods, Niedriglegierungsstahl, Koh lenstoffstahl, Edelstahl oder anderen ähnlich hochfesten Ma terialien. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der äußere Dichtungsdorn 2545 aus Edelstahl hergestellt, um in optimaler Weise hohe Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Oberflächen niedriger Reibung bereitzustellen.

Der äußere Dichtungsdorn 2545 kann mit dem oberen Dichtungs kopf 2535 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von her kömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbin dung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, durch Schweißen, amorphes Verbinden bzw. Kle ben, oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform ist der äußere Dichtungsdorn 2545 mit dem oberen Dichtungskopf 2535 durch eine Standardgewindever bindung lösbar verbunden. Der äußere Dichtungsdorn 2545 kann mit dem Aufweitungskonus 2555 unter Verwendung einer beliebi gen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mecha nischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbindung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, durch Schweißen, amorphes Verbinden bzw. Kleben, oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der äußere Dich tungsdorn 2545 mit dem Aufweitungskonus 2555 durch eine Stan dardgewindeverbindung lösbar verbunden.

Der obere Dichtungskopf 2535, der untere Dichtungskopf 2540, der innere Dichtungsdorn 2530 und der äußere Dichtungsdorn 2545 legen gemeinsam eine Druckkammer 2660 fest. Die Druck kammer 2660 ist mit dem Durchlaß 2590 über einen oder mehrere Durchlässe 2595 fluidmäßig verbunden. Während des Betriebs der Vorrichtung 2500 gelangt der Stopfen 2655 in Eingriff mit dem Verengungsdurchlaß 2650, um den Fluiddurchlaß 2590 von dem Fluiddurchlaß 2600 fluidmäßig zu isolieren. Die Druckkam mer 2660 wird daraufhin unter Druck gesetzt, wodurch der obe re Dichtungskopf 2525, der äußere Dichtungsdorn 2545 und der Aufweitungskonus 2555 veranlaßt werden, sich in der axialen Richtung hin- und herzubewegen. Die axiale Bewegung des Auf weitungskonus 2555 veranlaßt ihrerseits die Verschalung 2560 dazu, in radialer Richtung aufzuweiten.

Der Lastdorn 2550 ist mit dem unteren Dichtungskopf 2540 ver bunden. Der Lastdorn 2550 umfaßt bevorzugt ein ringförmiges Element mit im wesentlichen zylindrischen Innen- und Außen seiten. Der Lastdorn 2550 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien her gestellt sein, wie beispielsweise aus Oilfield Country Tubu lar Goods, Niedriglegierungsstahl, Kohlenstoffstahl, Edel stahl oder anderen ähnlich hochfesten Materialien. Gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform ist der Lastdorn 2550 aus Edelstahl hergestellt, um in optimaler Weise hohe Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Oberflächen niedriger Reibung be reitzustellen.

Der Lastdorn 2550 kann mit dem unteren Dichtungsdorn 2540 un ter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise Oilfield Country Tubular Goods, eine Bohrrohrverbindung, durch Schweißen, amorphes Verbinden bzw. Kleben, oder eine Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Lastdorn 2550 mit dem un teren Dichtungskopf 2540 durch eine Standardgewindeverbindung lösbar verbunden.

Der Lastdorn 2550 umfaßt bevorzugt einen Fluiddurchlaß 2600, der dazu ausgelegt ist, Fluidmaterialien aus dem Fluiddurch laß 2590 in den Bereich außerhalb der Vorrichtung 2500 zu fördern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Flu iddurchlaß 2600 dazu ausgelegt, Fluidmaterialien, wie etwa beispielsweise Zement, Epoxidharz, Wasser, Bohrschlamm oder Schmiermittel mit Betriebsdrücken und Durchsätzen zu fördern, die von beispielsweise von etwa 0 bis 9.000 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen.

Der Aufweitungskonus 2555 ist mit dem äußeren Dichtungsdorn 2545 verbunden. Der Aufweitungskonus 2555 ist außerdem mit der Innenseite der Verschalung 2560 beweglich verbunden. Auf diese Weise laufen der obere Dichtungskopf 2535, der äußere Dichtungsdorn 2545 und der Aufweitungskonus 2555 in der axia len Richtung hin und her. Die hin- und herlaufende Bewegung des Aufweitungskonus 2555 veranlaßt die Verschalung 2560 da zu, in der radialen Richtung aufzuweiten.

Der Aufweitungskonus 2555 umfaßt bevorzugt ein ringförmiges Element mit im wesentlichen zylindrischen Innen- und Außen seiten. Der Außenradius der zylindrischen Außenseite kann beispielsweise von etwa 2 bis 34 Inch reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der Außenradius der koni schen Außenseite von etwa 3 bis 28, um in optimaler Weise ei ne radiale Aufweitung für den größten Teil von rohrförmigen Auskleidungen bereitzustellen. Die axiale Länge des Aufwei tungskonus 2555 kann beispielsweise von etwa dem 2- bis 8- fachen des größten Außendurchmessers des Aufweitungskonus 2535 betragen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht die axiale Länge des Aufweitungskonus 2535 vom etwa 3- bis 5- fachen des größten Außendurchmessers des Aufweitungskonus 2535, um in optimaler Weise eine Stabilisierung und Zentrie rung des Aufweitungskonus 2555 während des Aufweitungsprozes ses bereitzustellen. Gemäß einer besonders bevorzugten Aus führungsform beträgt der Außendurchmesser des Aufweitungsko nus 2555 zwischen etwa 95 bis 99% des Innendurchmessers der existierenden Schachtbohrung, mit welcher die Verschalung 2560 verbunden bzw. vereinigt werden soll. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform reicht der Angriffwinkel des Aufwei tungskonus 2555 von etwa 5 bis 30°, um in optimaler Weise Reibungskräfte und radiale Aufweitungskräfte auszugleichen. Der optimale Angriffwinkel des Aufweitungskonus 2555 variiert als Funktion der speziellen Betriebsmerkmale des Aufweitungs vorgangs.

Der Aufweitungskonus 2555 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien her gestellt sein, wie etwa beispielsweise aus Maschinenwerkzeug stahl, Nitridstahl, Titan, Wolframcarbid, Keramik oder ande ren ähnlich hochfesten Materialien. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Aufweitungskonus 2555 aus D2- Maschinenstahl hergestellt, um in optimaler Weise hohe Fe stigkeit, Verschleißbeständigkeit und Beständigkeit gegenüber Grübchenkorrosion bereitzustellen. Gemäß einer besonders be vorzugten Ausführungsform weist die Außenseite des Aufwei tungskonus 2555 eine Oberflächenhärte auf, die von etwa 58 bis 62 Rockwell C reicht, um in optimaler Weise hohe Festig keit und Verschleißbeständigkeit bereitzustellen.

Der Aufweitungskonus 2555 kann mit dem äußeren Dichtungsdorn 2545 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmli chen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen ver bunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbin dung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, durch Schweißen, amorphes Verbinden bzw. Kle ben, oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform ist der Aufweitungskonus 2555 mit dem äußeren Dichtungsdorn 2545 unter Verwendung einer Standardge windeverbindung verbunden, um in optimaler Weise hohe Festig keit und problemlose Ersetzbarkeit des Aufweitungskonus 2555 bereitzustellen.

Die Verschalung 2560 ist mit dem Gleitelement 2555 und dem Aufweitungskonus 2555 lösbar verbunden. Die Verschalung 2560 umfaßt bevorzugt ein rohrförmiges Element. Die Verschalung 2560 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kom merziell erhältlichen Materialien hergestellt sein, wie bei spielsweise aus geschlitzten Rohren, Oilfield Country Tubular Goods, Niedriglegierungsstahl, Kohlenstoffstahl, Edelstahl oder anderen ähnlich hochfesten Materialien. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform ist die Verschalung 2560 aus Oil field Country Tubular Goods hergestellt, erhältlich von ver schiedenen ausländischen und inländischen Stahlwerken, um in optimaler Weise hohe Festigkeit unter Verwendung standardi sierter Materialien bereitzustellen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das obere Ende 2665 der Verschalung 2560 einen dünnwandigen Abschnitt 2670 und ein äußeres ringförmiges Dichtungselement 2675. Gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform beträgt die Wandungsdicke des dünnwandigen Abschnitts 2670 etwa 50 bis 100% der regulären Wandungsdicke der Verschalung 2560. Auf diese Weise kann das obere Ende 2665 der Verschalung 2560 problemlos in radialer Richtung aufgeweitet und verformt werden, in innigem Kontakt mit dem unteren Ende eines existierenden Schachtbohrungs- Verschalungsabschnitt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form umfaßt das untere Ende des existierenden Verschalungsab schnitts außerdem einen dünnwandigen Abschnitt. Auf diese Weise führt die radiale Aufweitung des dünnwandigen Ab schnitts 2670 der Verschalung 2560 in den dünnwandigen Ab schnitt der existierenden Schachtbohrungs-Verschalung zu ei ner Schachtbohrungs-Verschalung mit im wesentlichen konstan tem Innendurchmesser.

Das ringförmige Dichtungselement 2675 kann aus einer beliebi gen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Mate rialien hergestellt sein, wie etwa beispielsweise aus Epoxid harz, Gummi, Metall oder Kunststoff. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das ringförmige Dichtungselement 2675 aus Stratalock-Epoxidharz hergestellt, um in optimaler Weise Zu sammendrückbarkeit und Verschleißbeständigkeit bereitzustel len. Der Außendurchmesser des ringförmigen Dichtungselements 2675 reicht bevorzugt von etwa 70 bis 95% des Innendurchmes sers des unteren Abschnitts der Schachtbohrungs-Verschalung, mit welcher die Verschalung 2560 verbunden bzw. vereinigt werden soll. Auf diese Weise stellt das ringförmige Dich tungselement 2670 nach der radialen Aufweitung in optimaler Weise eine Fluiddichtung bereit und außerdem bevorzugt eine ausreichende Reibungskraft in Bezug auf die Innenseite des existierenden Schachtbohrungs-Verschalungsabschnitts während der radialen Aufweitung der Verschalung 2560 zur Abstützung der Verschalung 2560.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das untere En de 2680 der Verschalung 2560 einen dünnwandigen Abschnitt 2685 und ein äußeres ringförmiges Dichtungselement 2690. Ge mäß einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Wandungs dicke des dünnwandigen Abschnitts 2685 etwa 50 bis 100% der regulären Wandungsdicke der Verschalung 2560. Auf diese Weise kann das untere Ende 2680 der Verschalung 2560 problemlos aufgeweitet und verformt werden. Auf diese Weise kann außer dem ein anderer Verschalungsabschnitt problemlos mit dem un teren Ende 2680 der Verschalung 2560 unter Verwendung eines radialen Aufweitungsprozesses verbunden werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das obere Ende des anderen Verschalungsabschnitts außerdem einen dünnwandigen Abschnitt. Auf diese Weise führt die radiale Aufweitung des dünnwandigen Abschnitts des oberen Endes der anderen Verschalung in den dünnwandigen Abschnitt 2685 des unteren Endes 2680 der Ver schalung 2560 zu einer Schachtbohrungs-Verschalung im wesent lichen konstantem Innendurchmesser.

Das ringförmige Dichtungselement 2690 kann aus einer beliebi gen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Dich tungsmaterialien hergestellt sein, wie etwa beispielsweise aus Gummi, Metall, Kunststoff oder Epoxidharz. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das ringförmige Dichtungsele ment 2690 aus Stratalock-Epoxidharz hergestellt, um in opti maler Weise Zusammendrückbarkeit und Verschleißbeständigkeit bereitzustellen. Der Außendurchmesser des ringförmigen Dich tungselements 2690 reicht bevorzugt von etwa 70 bis 95% des Innendurchmessers des unteren Abschnitts der existierenden Schachtbohrungs-Verschalung, mit welcher die Verschalung 2560 verbunden bzw. vereinigt werden soll. Auf diese Weise stellt nach radialer Aufweitung das ringförmige Dichtungselement 2690 eine Fluiddichtung bereit und außerdem eine ausreichende Reibungskraft mit bzw. in bezug auf die Innenwandung der Schachtbohrung während der radialen Aufweitung der Verscha lung 2560 zur Abstützung der Verschalung 2560.

Während des Betriebs wird die Vorrichtung 2500 bevorzugt in einer Schachtbohrung positioniert, wobei das obere Ende 2685 der Verschalung 2560 in überlappender Beziehung mit dem unte ren Ende der existierenden Schachtbohrungs-Verschalung ange ordnet wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform hält der dünnwandige Abschnitt 2670 der Verschalung 2560 in gegenüber liegender Überlappungsbeziehung mit dem dünnwandigen Ab schnitt des äußeren ringförmigen Dichtungselements des unte ren Endes des existierenden Schachtbohrungs-Verschalungsab schnitts positioniert. Auf diese Weise drückt die radiale Aufweitung der Verschalung 2560 die dünnwandigen Abschnitte und die ringförmigen zusammendrückbaren Elemente des oberen Endes 2665 der Verschalung 2560 und das untere Ende der exi stierenden Schachtbohrungs-Verschalung in innigen Kontakt miteinander zusammen. Während der Positionierung der Vorrich tung 2500 in der Schachtbohrung wird die Verschalung 2560 durch den Aufweitungskonus 2555 abgestützt.

Nach Positionierung der Vorrichtung 2500 wird ein erstes Flu idmaterial daraufhin in den Fluiddurchlaß 2565 gepumpt. Das erste Fluidmaterial kann eine beliebige Anzahl von herkömmli chen, kommerziell erhältlichen Materialien umfassen, wie etwa beispielsweise Zement, Wasser, Schlackengemisch, Epoxidharz oder Bohrschlamm. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform um faßt das erste Fluidmaterial ein aushärtbares Fluiddichtungs material, wie etwa beispielsweise Zement, Epoxidharz oder Schlackengemisch, um in optimaler Weise einen aushärtbaren äußeren ringförmigen Körper um die aufgeweitete Verschalung 2560 herum bereitzustellen.

Das erste Fluidmaterial kann in den Fluiddurchlaß 2565 mit Betriebsdrücken und Durchsätzen gepumpt werden, die bei spielsweise von etwa 0 bis 4.500 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallo nen/Minute reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das erste Fluidmaterial in den Fluiddurchlaß 2565 mit Betriebsdrücken und Durchsätzen gepumpt, die von etwa 0 bis 3.500 psi bzw. 0 bis 1.200 Gallonen/Minute reichen, um in op timaler Weise betriebsmäßige Effizienz bereitzustellen.

Das erste Fluidmaterial, welches in den Durchlaß 2565 gepumpt wird, durchsetzt die Fluiddurchlässe 2570, 2575, 2580, 2590, 2600 und gelangt daraufhin zur Außenseite der Vorrichtung 2500. Das erste Fluidmaterial füllt daraufhin bevorzugt den ringförmigen Bereich zwischen der Außenseite der Vorrichtung 2500 und den Innenwänden der Schachtbohrung.

Der Stopfen 2655 wird daraufhin in den Fluiddurchlaß 2565 eingeführt. Der Stopfen 2655 wird in dem Verengungsdurchlaß 2650 aufgenommen und isoliert und versperrt fluidmäßig den Fluiddurchlaß 2590. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden daraufhin mehrere Volumina eines nicht aushärtbaren Fluidmaterials in den Fluiddurchlaß 2565 gepumpt, um jegli ches aushärtbare Fluidmaterial zu entfernen, welches darin enthalten ist, und um sicherzustellen, daß keine der Fluid durchlässe blockiert ist.

Ein zweites Fluidmaterial wird daraufhin in den Fluiddurchlaß 2565 gepumpt. Das zweite Fluidmaterial kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materiali en umfassen, wie etwa beispielsweise Wasser, Bohrgase, Bohr schlamm oder Schmiermittel. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfaßt das zweite Fluidmaterial ein nicht aushärt bares Fluidmaterial, wie etwa beispielsweise Wasser, Bohr schlamm oder Schmiermittel, um in optimaler Weise ein Unter drucksetzen der Druckkammer 2660 und minimale Reibung bereit zustellen.

Das zweite Fluidmaterial kann in die Fluiddurchlässe 2565 mit Betriebsdrücken und Durchsätzen gepumpt werden, die bei spielsweise von etwa 0 bis 4.500 psi bzw. 0 bis 4.500 Gallo nen/Minute reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das zweite Fluidmaterial in den Fluiddurchlaß 2565 mit Betriebsdrücken und Durchsätzen gepumpt, die von etwa 0 bis 3.500 psi bzw. 0 bis 1.200 Gallonen/Minute reichen, um in op timaler Weise betriebsmäßige Effizienz bereitzustellen.

Das zweite Fluidmaterial, das in die Fluiddurchlässe 2565 ge pumpt wird, durchsetzt die Fluiddurchlässe 2570, 2575, 2580, 2590 und gelangt in die Druckkammern 2605 der Gleitelemente 2525 und in die Druckkammer 2660. Fortgesetztes Pumpen des zweiten Fluidmaterials setzt die Druckkammern 2605 und 2660 unter Druck.

Das Unterdrucksetzen der Druckkammern 2605 veranlaßt die Gleitelemente 2525 dazu, in der radialen Richtung aufzuweiten und die Innenseite der Verschalung 2560 zu ergreifen. Die Verschalung 2560 wird daraufhin bevorzugt in im wesentlichen stationärer Position gehalten.

Das Unterdrucksetzen der Druckkammer 2660 veranlaßt den obe ren Dichtungskopf 2535, den äußeren Dichtungsdorn 2545 und den Aufweitungskonus 2555, sich in axialer Richtung relativ zu der Verschalung 2560 zu bewegen. Auf diese Weise veranlaßt der Aufweitungskonus 2555 die Verschalung 2560 dazu, in der radialen Richtung aufzuweiten, beginnend mit dem unteren Ende 2685 der Verschalung 2560.

Während des radialen Aufweitungsprozesses wird die Verscha lung 2560 durch die Gleitelemente 2525 daran gehindert, sich in einer Aufwärtsrichtung zu bewegen. Eine Länge der Verscha lung 2560 wird daraufhin in der radialen Richtung durch das Unterdrucksetzen der Druckkammer 2660 aufgeweitet. Die Länge der Verschalung 2560, die während des Aufweitungsprozesses aufgeweitet wird, ist proportional zur Hublänge des oberen Dichtungskopfs 2535, des äußeren Dichtungsdorns 2545 und des Aufweitungskonus 2555.

Bei Beendigung eines Hubs wird der Betriebsdruck des zweiten Fluidmaterials verringert und der obere Dichtungskopf 2535, der äußere Dichtungsdorn 2545 und der Aufweitungskonus 2555 fallen in ihre Ruhepositionen, wobei dis Verschalung 2560 durch den Aufweitungskonus 2555 abgestützt ist. Die Position des Bohrrohrs 2505 wird bevorzugt eingestellt während des ge samten radialen Aufweitungsprozesses, um die Überlappungsbe ziehung zwischen den dünnwandigen Abschnitten des unteren En des der existierenden Schachtbohrungs-Verschalung und dem oberen Ende der Verschalung 2560 beizubehalten. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird daraufhin die Hubbewegung des Aufweitungskonus 2555 wiederholt, falls erforderlich, bis der dünnwandige Abschnitt 2670 des oberen Endes 2665 der Ver schalung 2560 in den dünnwandigen Abschnitt des unteren Endes der existierenden Schachtbohrungs-Verschalung aufgeweitet ist. Auf diese Weise wird eine Schachtbohrungs-Verschalung gebildet, die zwei benachbarte Verschalungsabschnitte mit im wesentlichen konstantem Innendurchmesser umfaßt. Dieser Pro zeß kann daraufhin für die gesamte Schachtbohrung wiederholt werden, um eine Schachtbohrungs-Verschalung bereitzustellen, die mehrere tausend Fuß Länge und im wesentlichen konstanten Innendurchmesser aufweist.

Während des abschließenden Hubs des Aufweitungskonus 2555 werden gemäß einer bevorzugten Ausführungsform die Gleitele mente 2525 so nahe wie möglich an dem dünnwandigen Abschnitt 2670 des oberen Endes 2665 der Verschalung 2560 positioniert, um ein Gleiten bzw. Verrutschen zwischen der Verschalung 2560 und der existierenden Schachtbohrungs-Verschalung am Ende des radialen Aufweitungsprozesses zu verhindern. Alternativ oder zusätzlich wird der Außendurchmesser des ringförmigen Dich tungselements 2665 gewählt, einen ausreichenden Grenzflächen sitz mit dem Innendurchmesser des unteren Endes der existie renden Verschalung sicherzustellen, um eine axiale Verschie bung der Verschalung 2560 während des abschließenden Hubs zu verhindern. Alternativ oder zusätzlich wird der Außendurch messer des ringförmigen Dichtungselements 2690 gewählt, um einen Grenzflächensitz mit den Innenwänden der Schachtbohrung zu einem früheren Zeitpunkt des radialen Aufweitungsprozesses bereitzustellen, um eine axiale Verschiebung der Verschalung 2560 zusätzlich zu verhindern. Gemäß dieser abschließenden Alternative wird der Grenzflächensitz bevorzugt gewählt, um ein Aufweiten der Verschalung 2560 durch Ziehen des Aufwei tungskonus 2555 aus der Schachtbohrung zu ermöglichen, ohne daß die Druckkammer 2660 unter Druck gesetzt werden muß.

Während des radialen Aufweitungsprozesses werden die unter Druck gesetzten Bereiche der Vorrichtung 2500 bevorzugt be grenzt durch die Fluiddurchlässe 2565, 2570, 2575, 2580 und 2590, die Druckkammern 2605 innerhalb der Gleitelemente 2525 und die Druckkammer 2660.

Kein Fluiddruck wirkt direkt auf die Verschalung 2560. Dies erlaubt die Verwendung von Betriebsdrücken, die höher sind als diejenigen, welchen die Verschalung 2560 normalerweise zu widerstehen vermag.

Sobald die Verschalung 2560 von dem Aufweitungskonus 2555 vollständig weggepreßt worden ist, werden die verbleibenden Abschnitte der Vorrichtung 2500 aus der Schachtbohrung ent fernt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der Kontaktdruck zwischen den verformten dünnwandigen Abschnitten und den zusammendrückbaren ringförmigen Elementen des unteren Endes der existierenden Verschalung und des oberen Endes 2665 der Verschalung 2560 von etwa 400 bis 10.000 psi, um in opti maler Weise eine Abstützung der Verschalung 2560 unter Ver wendung der existierenden Schachtbohrungs-Verschalung bereit zustellen.

Auf diese Weise wird die Verschalung 2560 in Kontakt mit ei nem existierenden Abschnitt der Verschalung durch Unterdruck setzen der inneren Fluiddurchlässe 2565, 2570, 2575, 2580 und 2590, der Druckkammern der Gleitelemente 2605 und der Druck kammer 2660 der Vorrichtung 2500 radial aufgeweitet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird, falls erforder lich, der ringförmige Körper aus aushärtbarem Fluidmaterial daraufhin aushärten gelassen, um einen steifen bzw. starren äußeren ringförmigen Körper um die aufgeweitete Verschalung 2560 bereitzustellen. In dem Fall, daß die Verschalung 2560 geschlitzt ist, durchsetzt das ausgehärtete Fluidmaterial be vorzugt die aufgeweitete Verschalung 2560 und umhüllt sie. Der resultierende neue Schachtbohrungs-Verschalungsabschnitt umfaßt die aufgeweitete Verschalung 2560 und den starren äu ßeren ringförmigen Körper. Die Überlappungsverbindung zwi schen der bereits existierenden Schachtbohrungs-Verschalung und der aufgeweiteten Verschalung 2560 umfaßt die verformten dünnwandigen Abschnitte und die zusammendrückbaren äußeren ringförmigen Körper. Der Innendurchmesser der resultierenden kombinierten Schachtbohrungs-Verschalungen ist im wesentli chen konstant. Auf diese Weise wird eine Schachtbohrungs- Verschalung mit durchgehend gleichem Durchmesser gebildet. Dieser Prozeß des Aufweitens sich überlappender rohrförmiger Elemente, die dünnwandige Endabschnitte aufweisen, mit zusam mendrückbaren ringförmigen Körpern in Kontakt, kann für die gesamte Länge einer Schachtbohrung wiederholt werden. Auf diese Weise kann eine Schachtbohrung mit durchgehend gleichem Durchmesser für tausende Fuß in einer unterirdischen Formati on bereitgestellt werden.

Wenn der Aufweitungskonus 2555 sich dem oberen Ende 2665 der Verschalung 2560 nähert, wird gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform der Betriebsdruck des zweiten Fluidmaterials ver ringert, um einen Stoß auf die Vorrichtung 2500 zu verrin gern. Gemäß einer alternativen Ausführungsform umfaßt die Vorrichtung 2500 einen Stoßabsorber zum Absorbieren des Sto ßes, der durch die Beendigung der radialen Aufweitung der Verschalung 2560 erzeugt wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der verringer te Betriebsdruck des zweiten Fluidmaterials von etwa 100 bis 1.000 psi, wenn der Aufweitungskonus 2555 sich dem Ende der Verschalung 2560 nähert, um in optimaler Weise eine verrin gerte axiale Bewegung und Geschwindigkeit des Aufweitungsko nus 2555 bereitzustellen. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform wird der Betriebsdruck des zweiten Fluidmaterials während des Rückstellhubs der Vorrichtung 2500 auf den Be reich von etwa 0 bis 500 psi verringert, um den Widerstand bzw. die Beständigkeit gegenüber der Bewegung des Aufwei tungskonus 2555 während des Rückstellhubs zu minimieren. Ge mäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht die Hublänge der Vorrichtung 2500 von etwa 10 bis 45 Fuß, um in optimaler Wei se Anlagenlängen bereitzustellen, die problemlos unter Ver wendung typischer Ölbohrhandhabungseinrichtungen gehandhabt werden kann, und außerdem die Frequenz minimieren kann, mit welcher die Vorrichtung 2500 erneut in Hubbewegung versetzt werden muß.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform umfaßt zumindest ein Teil des oberen Dichtungskopfs 2535 einen Aufweitungskonus zum radialen Aufweiten der Verschalung 2560 während des Be triebs der Vorrichtung 2500, um den Oberflächenbereich der Verschalung 2560 zu vergrößern, auf welchen während des ra dialen Aufweitungsprozesses eingewirkt wird. Auf diese Weise können die Betriebsdrücke verringert werden.

Alternativ kann die Vorrichtung 2500 verwendet werden, um ei nen ersten Rohrleitungsabschnitt mit einem existierenden Rohrleitungsabschnitt zu verbinden bzw. zu vereinigen. Alter nativ kann die Vorrichtung 2500 verwendet werden, um das In nere einer Schachtbohrung direkt mit einer Verschalung auszu kleiden, und zwar ohne die Verwendung einer äußeren ringför migen Schicht aus einem aushärtbaren Material. Alternativ kann die Vorrichtung 2500 verwendet werden, um ein rohrförmi ges Tragelement in einem Loch aufzuweiten.

Anhand von Fig. 19, 19a und 19b wird eine weitere Ausfüh rungsform einer Vorrichtung 2700 zum Aufweiten eines rohrför migen Elements nunmehr erläutert. Die Vorrichtung 2700 umfaßt bevorzugt ein Bohrrohr 2705, einen Innengestängeadapter 2710, eine Dichtungsbuchse 2715, einen ersten Dichtungsdorn 2720, einen ersten oberen Dichtungskopf 2725, einen ersten unteren Dichtungskopf 2730, einen ersten äußeren Dichtungsdorn 2735, einen zweiten inneren Dichtungsdorn 2740, einen zweiten obe ren Dichtungskopf 2745, einen zweiten unteren Dichtungskopf 2750, einen zweiten äußeren Dichtungsdorn 2755, einen Last dorn 2760, einen Aufweitungskonus 2765, eine Dornstartein richtung 2770, einen mechanischen Gleitkörper 2775, mechani sche Gleitelemente 2780, Schleppblöcke 2785, eine Verschalung 2790 und Fluiddurchlässe 2795, 2800, 2805, 2810, 2815, 2820, 2825 und 2830.

Das Bohrrohr 2705 wird mit dem Innengestängeadapter 2710 ver bunden. Während des Betriebs der Vorrichtung 2700 trägt das Bohrrohr 2705 die Vorrichtung 2700. Das Bohrrohr 2705 kann bevorzugt ein im wesentlichen hohles rohrförmiges Element bzw. mehrere derartige Elemente umfassen. Das Bohrrohr 2705 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerzi ell erhältlichen Materialien hergestellt sein, wie etwa bei spielsweise Oilfield Country Tubular Goods, Niedriglegie rungsstahl, Kohlenstoffstahl, Edelstahl oder andere ähnlich hochfeste Materialien. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form ist das Bohrrohr 2705 aus einem Spiralrohr hergestellt, um die Plazierung der Vorrichtung 2700 in nicht vertikalen Schachtbohrungen zu erleichtern. Das Bohrrohr 2705 kann mit dem Innengestängeadapter 2710 unter Verwendung einer beliebi gen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mecha nischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbindung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods oder einer Standardgewin deverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Bohrrohr 2705 mit dem Innengestängeadapter 2710 durch eine Bohrrohrverbindung lösbar verbunden, um in optimaler Weise hohe Festigkeit und problemlose Demontierbarkeit zu ermögli chen.

Das Bohrrohr 2705 umfaßt bevorzugt einen Fluiddurchlaß 2795, der dazu ausgelegt, Fluidmaterialien von einer Oberflächen stelle in den Fluiddurchlaß 2800 zu fördern. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform ist der Fluiddurchlaß 2795 dazu ausgelegt, Fluidmaterialien, wie etwa beispielsweise Zement, Epoxidharz, Wasser, Bohrschlamm oder Schmiermittel, mit Be triebsdrücken und Durchsätzen zu fördern, die von etwa 0 bis 9.000 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen.

Der Innengestängeadapter 2710 ist mit dem Bohrgestänge 2705 und der Dichtungsbuchse 2715 verbunden. Der Innengestänge adapter 2710 umfaßt bevorzugt ein im wesentlichen hohles rohrförmiges Element bzw. mehrere derartige Elemente. Der In nengestängeadapter 2710 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien herge stellt sein, wie etwa beispielsweise aus Oilfield Country Tu bular Goods, Niedriglegierungsstahl, Kohlenstoffstahl, Edel stahl oder anderen ähnlich hochfesten Materialien. Gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform ist der Innengestängeadapter 2710 aus Edelstahl hergestellt, um in optimaler Weise hohe Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Oberflächen niedriger Reibung bereitzustellen.

Der Innengestängeadapter 2710 kann mit dem Bohrgestänge 2705 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbindung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform ist der Innengestängeadapter 2710 mit dem Bohrrohr 2705 durch eine Standardgewindeverbindung lösbar verbunden, um in optimaler Weise hohe Festigkeit und problemlose Demontierbarkeit zu gewährleisten. Der Innenge stängeadapter 2710 kann mit der Dichtungsbuchse 2715 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommer ziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbindung, einer spe ziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, einer Ratschenverriegelungsgewindeverbindung oder einer Stan dardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form ist der Innengestängeadapter 2710 mit der Dichtungsbuch se 2715 durch eine Standardgewindeverbindung verbunden.

Der Innengestängeadapter 2710 umfaßt bevorzugt einen Fluid durchlaß 2800, der dazu ausgelegt ist, Fluidmaterialien aus dem Fluiddurchlaß 2795 in den Fluiddurchlaß 2805 zu fördern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Fluiddurchlaß 2800 dazu ausgelegt, Fluidmaterialien, wie etwa beispielswei se Zement, Epoxidharz, Wasser, Bohrschlamm oder Schmiermit tel, mit Betriebsdrücken und Durchsätzen zu fördern, die von etwa 0 bis 9.000 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallonen/Minute rei chen.

Die Dichtungsbuchse 2715 ist mit dem Innengestängeadapter 2710 und dem ersten inneren Dichtungsdorn 2720 verbunden. Die Dichtungsbuchse 2715 umfaßt bevorzugt ein im wesentlichen hohles rohrförmiges Element bzw. mehrere derartige Elemente. Die Dichtungsbuchse 2715 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien herge stellt sein, wie etwa beispielsweise aus Oilfield Country Tu bular Goods, Niedriglegierungsstahl, Kohlenstoffstahl, Edel stahl oder ähnlich hochfesten Materialien. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform ist die Dichtungsbuchse 2715 aus Edel stahl hergestellt, um in optimaler Weise hohe Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Oberflächen niedriger Reibung be reitzustellen.

Die Dichtungsbuchse 2715 kann mit dem Innengestängeadapter 2710 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmli chen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen ver bunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbin dung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, durch Schweißen, amorphes Verbinden bzw. Kle ben, oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform ist die Dichtungsbuchse 2715 mit dem Innengestängeadapter 2710 durch eine Standardgewindeverbin dung lösbar verbunden. Die Dichtungsbuchse 2715 kann mit dem ersten inneren Dichtungsdorn 2720 unter Verwendung einer be liebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispiels weise einer Bohrrohrverbindung, einer speziellen Gewindever bindung aus Oilfield Country Tubular Goods, durch Schweißen, amorphes Verbinden bzw. Kleben, oder einer Standardgewinde verbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Dichtungsbuchse 2715 mit dem Innengestängeadapter 2710 durch eine Standardgewindeverbindung lösbar verbunden.

Die Dichtungsbuchse 2715 umfaßt bevorzugt einen Fluiddurchlaß 2802, der dazu ausgelegt ist, Fluidmaterialien aus dem Fluid durchlaß 2800 in den Fluiddurchlaß 2805 zu fördern. Gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform ist der Fluiddurchlaß 2802 dazu ausgelegt, Fluidmaterialien, wie etwa beispielsweise Ze ment, Epoxidharz, Wasser, Bohrschlamm oder Schmiermittel, mit Betriebsdrücken und Durchsätzen zu fördern, die von etwa 0 bis 9.000 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen.

Der erste innere Dichtungsdorn 2720 ist mit der Dichtungs buchse 2715 und dem ersten unteren Dichtungskopf 2730 verbun den. Der erste innere Dichtungsdorn 2720 umfaßt bevorzugt ein im wesentlichen hohles rohrförmiges Element bzw. mehrere der artige Elemente. Der erste innere Dichtungsdorn 2720 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell er hältlichen Materialien hergestellt sein, wie etwa beispiels weise aus Oilfield Country Tubular Goods, Niedriglegierungs stahl, Kohlenstoffstahl, Edelstahl oder anderen ähnlich hoch festen Materialien. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste innere Dichtungsdorn 2720 aus Edelstahl herge stellt, um in optimaler Weise hohe Festigkeit, Korrosionsbe ständigkeit und Oberflächen niedriger Reibung bereitzustel len.

Der erste innere Dichtungsdorn 2720 kann mit der Dichtungs buchse 2715 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von her kömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbin dung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, durch Schweißen, amorphes Verbinden bzw. Kle ben, oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform ist der erste innere Dichtungsdorn 2720 mit der Dichtungsbuchse 2715 durch eine Standardgewinde verbindung lösbar verbunden. Der erste innere Dichtungsdorn 2720 kann mit dem ersten unteren Dichtungskopf 2730 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommer ziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbindung, einer spe ziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, durch Schweißen, amorphes Verbinden bzw. Kleben, oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform ist der erste innere Dichtungsdorn 2720 mit dem er sten unteren Dichtungskopf 2730 durch eine Standardgewinde verbindung lösbar verbunden.

Der erste innere Dichtungsdorn 2720 umfaßt bevorzugt einen Fluiddurchlaß 2805, der dazu ausgelegt ist, Fluidmaterialien aus dem Fluiddurchlaß 2802 in den Fluiddurchlaß 2810 zu för dern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Fluid durchlaß 2805 dazu ausgelegt, Fluidmaterialien, wie etwa bei spielsweise Zement, Epoxidharz, Wasser, Bohrschlamm oder Schmiermittel, mit Betriebsdrücken und Durchsätzen zu för dern, die von etwa 0 bis 9.000 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallo nen/Minute reichen.

Der erste obere Dichtungskopf 2725 ist mit dem ersten äußeren Dichtungsdorn 2735, dem zweiten oberen Dichtungskopf 2745, dem zweiten äußeren Dichtungskopf 2755 und dem Aufweitungsko nus 2765 verbunden. Der erste obere Dichtungskopf 2725 ist außerdem mit der Außenseite des ersten inneren Dichtungsdorns 2720 und der Innenseite der Verschalung 2790 beweglich ver bunden. Auf diese Weise läuft der erste obere Dichtungskopf 2725 in der axialen Richtung hin und her. Der radiale Frei raum bzw. das radiale Spiel zwischen der zylindrischen Innen seite des ersten oberen Dichtungskopfs 2725 und der Außensei te des ersten inneren Dichtungsdorns 2720 kann beispielsweise von etwa 0,0025 bis 0,05 Inch reichen. Gemäß einer bevorzug ten Ausführungsform reicht der radiale Freiraum zwischen der zylindrischen Innenseite des ersten oberen Dichtungskopfs 2725 und der Außenseite des ersten inneren Dichtungsdorns 2720 von etwa 0,005 bis 0,125 Inch, um in optimaler Weise mi nimalen radialen Freiraum bereitzustellen. Der radiale Frei raum zwischen der zylindrischen Außenseite des ersten oberen Dichtungskopfs 2725 und der Innenseite der Verschalung 2790 kann beispielsweise von etwa 0,025 bis 0,375 Inch reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der radiale Freiraum zwischen der zylindrischen Außenseite des ersten oberen Dichtungskopfs 2725 und der Innenseite der Verschalung 2790 von etwa 0,025 bis 0,125 Inch, um in optimaler Weise ei ne Stabilisierung für den Aufweitungskonus 2765 während des Aufweitungsprozesses bereitzustellen.

Der erste obere Dichtungskopf 2725 umfaßt bevorzugt ein ring förmiges Element mit im wesentlichen zylindrischen Innen- und Außenseiten. Der erste obere Dichtungskopf 2725 kann aus Ma terialien hergestellt sein, wie etwa beispielsweise Oilfield Country Tubular Goods, Niedriglegierungsstahl, Kohlenstoff stahl, Edelstahl oder anderen ähnlich hochfesten Materialien. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste obere Dichtungskopf 2725 aus Edelstahl hergestellt, um in optimaler Weise hohe Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Oberflä chen niedriger Reibung bereitzustellen. Die Innenseite des ersten oberen Dichtungskopfs 2725 umfaßt bevorzugt ein oder mehrere ringförmige Dichtungselemente 2835 zum Abdichten der Grenzfläche zwischen dem ersten oberen Dichtungskopf 2725 und dem ersten inneren Dichtungsdorn 2720. Die Dichtungselemente 2835 können einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kom merziell erhältlichen ringförmigen Dichtungselementen umfas sen, wie etwa beispielsweise O-Ringe, Polypackdichtungen oder Metallfeder-vorgespannte Dichtungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Dichtungselemente 2835 Polypack dichtungen, erhältlich von Parker Seals, um in optimaler Wei se eine Abdichtung für lange axiale Hübe bereitzustellen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der erste obe re Dichtungskopf 2725 eine Schulter 2840 zum Abstützen des ersten oberen Dichtungskopfs 2725 auf dem ersten unteren Dichtungskopf 2730.

Der erste obere Dichtungskopf 2725 kann mit dem ersten äuße ren Dichtungsdorn 2735 unter Verwendung einer beliebigen An zahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbindung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, durch Schweißen, amorphes Verbinden bzw. Kleben, oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste obere Dichtungskopf 2725 mit dem ersten äußeren Dichtungsdorn 2735 durch eine Standardgewindeverbindung lösbar verbunden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die mechanische Kupplung zwischen dem ersten oberen Dichtungskopf 2725 und dem äußeren Dichtungsdorn 2735 ein oder mehrere Dichtungsele mente 2845 zum fluidmäßigen Abdichten der Grenzfläche zwi schen dem ersten oberen Dichtungskopf 2725 und dem ersten äu ßeren Dichtungsdorn 2735. Die Dichtungselemente 2845 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhält lichen Dichtungselementen umfassen, wie etwa beispielsweise O-Ringe, Polypackdichtungen oder Metallfeder-vorgespannte Dichtungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Dichtungselemente 2845 Polypackdichtungen, erhältlich von Parker Seals, um in optimaler Weise eine Abdichtung für lange axiale Hübe bereitzustellen.

Der erste untere Dichtungskopf 2730 ist mit dem ersten inne ren Dichtungsdorn 2720 und dem zweiten inneren Dichtungsdorn 2740 verbunden. Der erste untere Dichtungskopf 2730 ist mit der Innenseite des ersten äußeren Dichtungsdorns 2735 beweg lich verbunden. Auf diese Weise laufen der erste obere Dich tungskopf 2725 und der erste äußere Dichtungsdorn 2735 in der axialen Richtung hin und her. Der radiale Freiraum bzw. das radiale Spiel zwischen der Außenseite des ersten unteren Dichtungskopfs 2730 und der Innenseite des ersten äußeren Dichtungsdorns 2735 kann beispielsweise von etwa 0,0025 bis 0,05 Inch reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der radiale Freiraum zwischen der Außenseite des er sten unteren Dichtungskopfs 2730 und der Innenseite des er sten äußeren Dichtungsdorns 2735 von etwa 0,005 bis 0,01 Inch, um in optimaler Weise minimalen radialen Freiraum be reitzustellen.

Der erste untere Dichtungskopf 2730 umfaßt bevorzugt ein ringförmiges Element mit im wesentlichen zylindrischen Innen- und Außenseiten. Der erste untere Dichtungskopf 2730 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell er hältlichen Materialien hergestellt sein, wie etwa beispiels weise aus Oilfield Country Tubular Goods, Niedriglegierungs stahl, Kohlenstoffstahl, Edelstahl oder anderen ähnlich hoch festen Materialien. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der untere Dichtungskopf 2730 aus Edelstahl hergestellt, um in optimaler Weise hohe Festigkeit, Korrosionsbeständig keit und Oberflächen geringer Reibung bereitzustellen. Die Außenseite des ersten unteren Dichtungskopfs 2730 umfaßt be vorzugt ein oder mehrere ringförmige Dichtungselemente 2850 zum Abdichten der Grenzfläche zwischen dem ersten unteren Dichtungskopf 2730 und dem ersten äußeren Dichtungsdorn 2735. Die Dichtungselemente 2850 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Dichtungselementen umfassen, wie etwa beispielsweise O-Ringe, Polypackdichtungen oder Metallfeder-vorgespannte Dichtungen. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform umfassen die Dichtungselemente 2850 Polypackdichtungen, erhältlich von Parker Seals, um in opti maler Weise eine Abdichtung für lange axiale Hübe bereitzu stellen.

Der erste untere Dichtungskopf 2730 kann mit dem ersten inne ren Dichtungsdorn 2720 unter Verwendung einer beliebigen An zahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa speziellen Gewindeverbin dungen aus Oilfield Country Tubular Goods, durch Schweißen, amorphes Verbinden bzw. Kleben, oder einer Standardgewinde verbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste untere Dichtungskopf 2730 mit dem ersten inneren Dich tungsdorn 2720 durch eine Gewindeverbindung lösbar verbunden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die mechani sche Kupplung zwischen dem ersten unteren Dichtungskopf 2730 und dem ersten inneren Dichtungsdorn 2720 ein oder mehrere Dichtungselemente 2855 zum fluidmäßigen Abdichten der Grenz fläche zwischen dem ersten unteren Dichtungskopf 2730 und dem ersten inneren Dichtungsdorn 2720. Die Dichtungselemente 2855 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Dichtungselementen umfassen, wie etwa beispiels weise O-Ringe, Polypackdichtungen oder Metallfeder- vorgespannte Dichtungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form umfassen die Dichtungselemente 2855 Polypackdichtungen, erhältlich von Parker Seals, um in optimaler Weise eine Ab dichtung für lange axiale Hübe bereitzustellen.

Der erste untere Dichtungskopf 2730 kann mit dem zweiten in neren Dichtungsdorn 2740 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechani schen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise ei ner speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, durch Schweißen, amorphes Verbinden bzw. Kleben, oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform ist der untere Dichtungskopf 2730 mit dem zwei ten inneren Dichtungsdorn 2740 durch eine Gewindeverbindung lösbar verbunden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform um faßt die mechanische Kupplung zwischen dem ersten unteren Dichtungskopf 2730 und dem zweiten inneren Dichtungsdorn 2740 ein oder mehrere Dichtungselemente 2860 zum fluidmäßigen Ab dichten der Grenzfläche zwischen dem ersten unteren Dich tungskopf 2730 und dem zweiten inneren Dichtungsdorn 2740. Die Dichtungselemente 2860 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Dichtungen umfassen, wie etwa beispielsweise O-Ringe, Polypackdichtungen oder Me tallfeder-vorgespannte Dichtungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Dichtungselemente 2860 Polypack dichtungen, erhältlich von Parker Seals, um in optimaler Wei se eine Abdichtung für lange axiale Hübe bereitzustellen.

Der erste äußere Dichtungsdorn 2735 ist mit dem ersten oberen Dichtungskopf 2725, dem zweite oberen Dichtungskopf 2745, dem zweiten äußeren Dichtungsdorn 2755 und dem Aufweitungskonus 2765 verbunden. Der erste äußere Dichtungsdorn 2735 ist au ßerdem mit der Innenseite der Verschalung 2790 und der Außen seite des ersten unteren Dichtungskopfs 2730 beweglich ver bunden. Auf diese Weise laufen der erste obere Dichtungskopf 2725, der erste äußere Dichtungsdorn 2735, der zweite obere Dichtungskopf 2745, der zweite äußere Dichtungsdorn 2755 und der Aufweitungskonus 2765 in der axialen Richtung hin und her. Der radiale Freiraum zwischen der Außenseite des ersten äußeren Dichtungsdorns 2735 und der Innenseite der Verscha lung 2790 kann beispielsweise von etwa 0,025 bis 0,375 Inch reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der radiale Freiraum zwischen der Außenseite des ersten äußeren Dichtungsdorns 2735 und der Innenseite der Verschalung 2790 von etwa 0,025 bis 0,125 Inch, um in optimaler Weise eine Stabilisierung für den Aufweitungskonus 2765 während des Auf weitungsprozesses bereitzustellen. Der radiale Freiraum zwi schen der Innenseite des ersten äußeren Dichtungsdorns 2735 und der Außenseite des ersten unteren Dichtungskopfs 2730 kann beispielsweise von etwa 0,0025 bis 0,05 Inch reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der radiale Freiraum zwischen der Innenseite des ersten äußeren Dichtung dorns 2735 und der Außenseite des ersten unteren Dichtungs kopfs 2730 von etwa 0,005 bis 0,01 Inch, um in optimaler Wei se einen minimalen radialen Freiraum bzw. ein minimales ra diales Spiel bereitzustellen.

Der äußere Dichtungsdorn 1935 umfaßt bevorzugt ein ringförmi ges Element mit im wesentlichen zylindrischen Innen- und Au ßenseiten. Der erste äußere Dichtungsdorn 2735 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien hergestellt sein, wie etwa beispielsweise aus Oilfield Country Tubular Goods, Niedriglegierungsstahl, Koh lenstoffstahl, Edelstahl oder anderen ähnlich hochfesten Ma terialien. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste äußere Dichtungsdorn 2735 aus Edelstahl hergestellt, um in optimaler Weise hohe Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Oberflächen niedriger Reibung bereitzustellen.

Der erste äußere Dichtungsdorn 2735 kann mit dem ersten obe ren Dichtungskopf 2725 unter Verwendung einer beliebigen An zahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise Oilfield Country Tubular Goods, durch Schweißen, amorphes Verbinden bzw. Kleben, oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform ist der erste äußere Dich tungsdorn 2735 mit dem ersten oberen Dichtungskopf 2725 durch eine Standardgewindeverbindung verbunden. Der erste äußere Dichtungsdorn 2735 kann mit dem zweiten oberen Dichtungskopf 2745 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmli chen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen ver bunden sein, wie etwa beispielsweise einer speziellen Gewin deverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, durch Schweißen, amorphes Verbinden bzw. Kleben, oder einer Stan dardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form ist der erste äußere Dichtungsdorn 2735 mit dem zweiten oberen Dichtungskopf 2745 unter Verwendung einer Standardge windeverbindung verbunden.

Der zweite innere Dichtungsdorn 2740 ist mit dem ersten unte ren Dichtungskopf 2730 und dem zweiten unteren Dichtungskopf 2750 verbunden. Der zweite innere Dichtungsdorn 2740 umfaßt bevorzugt ein im wesentlichen hohles rohrförmiges Element bzw. mehrere derartige Elemente. Der zweite innere Dichtungs dorn 2740 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien hergestellt sein, wie etwa beispielsweise aus Oilfield Country Tubular Goods, Nied riglegierungsstahl, Kohlenstoffstahl, Edelstahl oder anderen ähnlich hochfesten Materialien. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform ist der zweite innere Dichtungsdorn 2740 aus Edelstahl hergestellt, um in optimaler Weise hohe Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Oberflächen niedriger Reibung be reitzustellen.

Der zweite innere Dichtungsdorn 2740 kann mit dem ersten un teren Dichtungskopf 2730 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechani schen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise ei ner speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, durch Schweißen, amorphes Verbinden bzw. Kleben, oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform ist der zweite innere Dichtungsdorn 2740 mit dem ersten unteren Dichtungskopf 2730 durch eine Standardgewinde verbindung verbunden. Die mechanische Kupplung zwischen dem zweiten inneren Dichtungsdorn 2740 und dem ersten unteren Dichtungskopf 2730 umfaßt bevorzugt Dichtungselemente 2860.

Der zweite innere Dichtungsdorn 2740 kann mit dem zweiten un teren Dichtungskopf 2750 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechani schen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise ei ner speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, durch Schweißen, amorphes Verbinden bzw. Kleben, oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform ist der zweite innere Dichtungsdorn 2740 lösbar mit dem zweiten unteren Dichtungskopf 2750 durch eine Stan dardgewindeverbindung verbunden. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform umfaßt die mechanische Kupplung zwischen dem zweiten inneren Dichtungsdorn 2740 und dem zweiten unteren Dichtungskopf 2750 ein oder mehrere Dichtungselemente 2865. Die Dichtungselemente 2865 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Dichtungen umfassen, wie etwa beispielsweise O-Ringe, Polypackdichtungen oder Me tallfeder-vorgespannte Dichtungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Dichtungselemente 2865 Polypack dichtungen, erhältlich von Parker Seals.

Der zweite innere Dichtungsdorn 2740 umfaßt bevorzugt einen Fluiddurchlaß 2810, der dazu ausgelegt ist, Fluidmaterialien von dem Fluiddurchlaß 2805 in den Fluiddurchlaß 2815 zu för dern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Fluid durchlaß 2810 dazu ausgelegt, Fluidmaterialien, wie etwa bei spielsweise Zement, Epoxidharz, Wasser, Bohrschlamm oder Schmiermittel, mit Betriebsdrücken und Durchsätzen zu för dern, die von etwa 0 bis 9.000 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallo nen/Minute reichen.

Der zweite obere Dichtungskopf 2745 ist mit dem ersten oberen Dichtungskopf 2725, dem ersten äußeren Dichtungsdorn 2735, dem zweiten äußeren Dichtungsdorn 2755 und dem Aufweitungsko nus 2765 verbunden. Der zweite obere Dichtungskopf 2745 ist außerdem mit der Außenseite des zweiten inneren Dichtungs dorns 2740 und der Innenseite der Verschalung 2790 beweglich verbunden. Auf diese Weise läuft der zweite obere Dichtungs kopf 2745 in der axialen Richtung hin und her. Der radiale Freiraum bzw. das radiale Spiel zwischen der zylindrischen Innenseite des zweiten oberen Dichtungskopfs 2745 und der Au ßenseite des zweiten inneren Dichtungsdorns 2740 kann bei spielsweise von etwa 0,0025 bis 0,05 Inch reichen. Gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform reicht der radiale Freiraum zwischen der zylindrischen Innenseite des zweiten oberen Dichtungskopfs 2745 und der Außenseite des zweiten inneren Dichtungsdorns 2740 von etwa 0,005 bis 0,01 Inch, um in opti maler Weise minimalen radialen Freiraum bereitzustellen. Der radiale Freiraum bzw. das radiale Spiel zwischen der zylin drischen Außenseite des zweiten oberen Dichtungskopfs 2745 und der Innenseite der Verschalung 2790 kann beispielsweise von etwa 0,025 bis 0,375 Inch reichen. Gemäß einer bevorzug ten Ausführungsform reicht der radiale Freiraum zwischen der zylindrischen Außenseite des zweiten oberen Dichtungskopfs 2745 und der Innenseite der Verschalung 2790 von etwa 0,025 bis 0,125 Inch, um in optimaler Weise eine Stabilisierung für den Aufweitungskonus 2765 während des Aufweitungsprozesses bereitzustellen.

Der zweite obere Dichtungskopf 2745 umfaßt bevorzugt ein ringförmiges Element mit im wesentlichen zylindrischen Innen- und Außenseiten. Der zweite obere Dichtungskopf 2745 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell er hältlichen Materialien hergestellt sein, wie etwa beispiels weise aus Oilfield Country Tubular Goods, Niedriglegierungs stahl, Kohlenstoffstahl, Edelstahl oder ähnlich hochfesten Materialien. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der zweite obere Dichtungskopf 2745 hergestellt aus Edelstahl, um in optimaler Weise hohe Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Oberflächen niedriger Reibung bereitzustellen. Die Innen seite des zweiten oberen Dichtungskopfs 2745 umfaßt bevorzugt ein oder mehrere ringförmige Dichtungselemente 2870 zum Ab dichten der Grenzfläche zwischen dem zweiten oberen Dich tungskopf 2745 und dem zweiten inneren Dichtungsdorn 2740. Die Dichtungselemente 2870 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen ringförmigen Dich tungselementen umfassen, wie etwa beispielsweise O-Ringe, Po lypackdichtungen oder Metallfeder-vorgespannte Dichtungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Dich tungselemente 2870 Polypackdichtungen, erhältlich von Parker Seals, um in optimaler Weise eine Abdichtung für lange axiale Hübe bereitzustellen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der zweite obere Dichtungskopf 2745 eine Schulter 2875 zum Abstützen des zweiten oberen Dichtungskopfs 2745 auf dem zweiten unteren Dichtungskopf 2750.

Der zweite obere Dichtungskopf 2745 kann mit dem ersten äuße ren Dichtungsdorn 2735 unter Verwendung einer beliebigen An zahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbindung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, einer Ratschenverriegelungs gewindeverbindung oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der zweite obere Dich tungskopf 2745 mit dem ersten äußeren Dichtungsdorn 2735 durch eine Standardgewindeverbindung lösbar verbunden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die mechanische Kupplung zwischen dem zweiten unteren Dichtungskopf 2745 und dem ersten äußeren Dichtungsdorn 2735 ein oder mehrere Dich tungselemente 2880 zum fluidmäßigen Abdichten der Grenzfläche zwischen dem zweiten oberen Dichtungskopf 2745 und dem ersten äußeren Dichtungsdorn 2735. Die Dichtungselemente 2880 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhält lichen Dichtungselemente umfassen, wie etwa beispielsweise O- Ringe, Polypackdichtungen oder Metallfeder-vorgespannte Dich tungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Dichtungselemente 2880 Polypackdichtungen, erhältlich von Parker Seals, um in optimaler Weise eine Abdichtung für einen langen axialen Hub bereitzustellen.

Der zweite obere Dichtungskopf 2745 kann mit dem zweiten äu ßeren Dichtungsdorn 2755 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechani schen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise ei ner Bohrrohrverbindung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods oder einer Standardgewin deverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der zweite obere Dichtungskopf 2745 mit dem zweiten äußeren Dich tungsdorn 2755 durch eine Standardgewindeverbindung lösbar verbunden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die mechanische Kupplung zwischen dem zweiten oberen Dichtungs kopf 2745 und dem zweiten äußeren Dichtungsdorn 2755 ein oder mehrere Dichtungselemente 2885 zum fluidmäßigen Abdichten der Grenzfläche zwischen dem zweiten oberen Dichtungskopf 2745 und dem zweiten äußeren Dichtungsdorn 2755. Die Dichtungsele mente 2885 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Dichtungselementen umfassen, wie et wa beispielsweise O-Ringe, Polypackdichtungen oder Metallfe der-vorgespannte Dichtungen. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfassen die Dichtungselemente 2885 Polypackdich tungen, erhältlich von Parker Seals, um in optimaler Weise eine Abdichtung für lange axiale Hübe bereitzustellen.

Der zweite untere Dichtungskopf 2750 ist mit dem zweiten in neren Dichtungsdorn 2740 und dem Lastdorn 2760 verbunden. Der zweite untere Dichtungskopf 2750 ist mit der Innenseite des zweiten äußeren Dichtungsdorns 2755 beweglich verbunden. Auf diese Weise laufen der erste obere Dichtungskopf 2725, der erste äußere Dichtungsdorn 2735, der zweite obere Dichtungs kopf 2745, der zweite äußere Dichtungsdorn 2755 und der Auf weitungskonus 2765 in der axialen Richtung hin und her. Der radiale Freiraum bzw. das radiale Spiel zwischen der Außen seite des zweiten unteren Dichtungskopfs 2750 und der Innen seite des zweiten äußeren Dichtungsdorns 2755 kann beispiels weise von etwa 0,0025 bis 0,05 Inch reichen. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform reicht der radiale Freiraum zwi schen der Außenseite des zweiten unteren Dichtungskopfs 2750 und der Innenseite des zweiten äußeren Dichtungsdorns 2755 von etwa 0,005 bis 0,01 Inch, um in optimaler Weise minimalen radialen Freiraum bereitzustellen.

Der zweite untere Dichtungskopf 2750 umfaßt bevorzugt ein ringförmiges Element mit im wesentlichen zylindrischen Innen- und Außenseiten. Der zweite untere Dichtungskopf 2750 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien hergestellt sein, wie etwa bei spielsweise aus Oilfield Country Tubular Goods, Niedriglegie rungsstahl, Kohlenstoffstahl, Edelstahl oder ähnlich hochfe sten Materialien. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der zweite untere Dichtungskopf 2750 aus Edelstahl herge stellt, um in optimaler Weise hohe Festigkeit, Korrosionsbe ständigkeit und Oberflächen niedriger Reibung bereitzustel len. Die Außenseite des zweiten unteren Dichtungskopfs 2750 umfaßt bevorzugt ein oder mehrere ringförmige Dichtungsele mente 2890 zum Abdichten der Grenzfläche zwischen dem zweiten unteren Dichtungskopf 2750 und dem zweiten äußeren Dichtungs dorn 2755. Die Dichtungselemente 2890 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen ringförmi gen Dichtungselementen umfassen, wie etwa beispielsweise O- Ringe, Polypackdichtungen oder Metallfeder-vorgespannte Dich tungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Dichtungselemente 2890 Polypackdichtungen, erhältlich von Parker Seals, um in optimaler Weise eine Abdichtung für lange axiale Hübe bereitzustellen.

Der zweite untere Dichtungskopf 2750 kann mit dem zweiten in neren Dichtungsdorn 2740 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechani schen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise ei ner Bohrrohrverbindung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, einer Ratschenverriege lungsgewindeverbindung, oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der zweite untere Dichtungskopf 2750 mit dem zweiten inneren Dichtungsdorn 2740 durch eine Standardgewindeverbindung lösbar verbunden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die mechanische Kupplung zwischen dem zweiten unteren zweiten Dichtungskopf 2750 und dem zweiten inneren Dichtungsdorn 2740 ein oder meh rere Dichtungselemente 2895 zum fluidmäßigen Abdichten der Grenzfläche zwischen dem zweiten Dichtungskopf 2750 und dem zweiten Dichtungsdorn 2740. Die Dichtungselemente 2895 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhält lichen Dichtungselementen umfassen, wie etwa beispielsweise O-Ringe, Polypackdichtungen oder Metallfeder-vorgespannte Dichtungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Dichtungselemente 2895 Polypackdichtungen, erhältlich von Parker Seals, um in optimaler Weise eine Abdichtung für einen langen axialen Hub bereitzustellen.

Der zweite untere Dichtungskopf 2750 kann mit dem Lastdorn 2760 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmli chen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen ver bunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbin dung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, einer Ratschenverriegelungsgewindeverbindung oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der zweite untere Dichtungskopf 2750 mit dem Lastdorn 2760 durch eine Standardgewindeverbindung ver bunden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die mechanische Kupplung zwischen dem zweiten unteren Dichtungs kopf 2750 und dem Lastdorn 2760 ein oder mehrere Dichtungs elemente 2900 zum fluidmäßigen Abdichten der Grenzfläche zwi schen dem zweiten unteren Dichtungskopf 2750 und dem Lastdorn 2760. Die Dichtungselemente 2900 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Dichtungselemen ten umfassen, wie etwa beispielsweise O-Ringe, Polypackdich tungen oder Metallfeder-vorgespannte Dichtungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Dichtungselemente 2900 Polypackdichtungen, erhältlich von Parker Seals, um in optimaler Weise eine Abdichtung für lange axiale Hübe bereit zustellen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der zweite un tere Dichtungskopf 2750 einen Verengungsdurchlaß 2905, der zwischen die Fluiddurchlässe 2810 und 2815 fluidmäßig ge schaltet ist. Der Verengungsdurchlaß 2905 besitzt bevorzugt verringerte Größe und ist dazu ausgelegt, einen Stopfen 2910 oder eine ähnliche Einrichtung aufzunehmen und in Eingriff mit diesem bzw. dieser zu gelangen. Auf diese Weise wird der Fluiddurchlaß 2810 von dem Fluiddurchlaß 2815 fluidmäßig iso liert. Auf diese Weise werden die Druckkammern 2915 und 2920 unter Druck gesetzt. Die Verwendung von mehreren Druckkammern in der Vorrichtung 2700 erlaubt es, daß die effektive An triebskraft multipliziert wird. Während die Verwendung eines Paars von Druckkammern 2915 und 2920 dargestellt ist, kann die Vorrichtung 2700 durch Verwendung zusätzlicher Druckkam mern modifiziert sein.

Der zweite Dichtungsdorn 2755 ist mit dem ersten oberen Dich tungsdorn 2725, dem ersten äußeren Dichtungsdorn 2735, dem zweiten oberen Dichtungskopf 2745 und dem Aufweitungskonus 2765 verbunden. Der zweite äußere Dichtungsdorn 2755 ist au ßerdem mit der Innenseite der Verschalung 2790 und der Außen seite des zweiten unteren Dichtungskopfs 2750 beweglich ver bunden. Auf diese Weise laufen der erste obere Dichtungskopf 2725, der äußere Dichtungsdorn 2735, der zweite obere Dich tungskopf 2745, der zweite äußere Dichtungsdorn 2755 und der Aufweitungskonus 2765 in der axialen Richtung hin und her.

Der radiale Freiraum zwischen der Außenseite des zweiten äu ßeren Dichtungsdorns 2755 und der Innenseite der Verschalung 2790 kann beispielsweise von etwa 0,025 bis 0,375 Inch rei chen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der ra diale Freiraum zwischen der Außenseite des zweiten äußeren Dichtungsdorns 2755 und der Innenseite der Verschalung 2790 von etwa 0,025 bis 0,125 Inch, um in optimaler Weise eine Stabilisierung für den Aufweitungskonus 2765 während des Auf weitungsprozesses bereitzustellen. Der radiale Freiraum zwi schen der Innenseite des zweiten äußeren Dichtungsdorns 2755 und der Außenseite des zweiten unteren Dichtungskopfs 2750 kann beispielsweise von etwa 0,0025 bis 0,05 Inch reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der radiale Freiraum zwischen der Innenseite des zweiten äußeren Dich tungsdorns 2755 und der Außenseite des zweiten unteren Dich tungskopfs 2750 von etwa 0,005 bis 0,01 Inch, um in optimaler Weise einen minimalen radialen Freiraum bereitzustellen.

Der zweite äußere Dichtungsdorn 2755 umfaßt bevorzugt ein ringförmiges Element mit im wesentlichen zylindrischen Innen- und Außenseiten. Der zweite äußere Dichtungsdorn 2755 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien hergestellt sein, wie etwa bei spielsweise aus Oilfield Country Tubular Goods, Niedriglegie rungsstahl, Kohlenstoffstahl, Edelstahl oder anderen ähnlich hochfesten Materialien. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form ist der zweite äußere Dichtungsdorn 2755 aus Edelstahl hergestellt, um in optimaler Weise hohe Festigkeit, Korrosi onsbeständigkeit und Oberflächen niedriger Reibung bereitzu stellen.

Der zweite äußere Dichtungsdorn 2755 kann mit dem zweiten oberen Dichtungskopf 2745 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechani schen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise ei ner Bohrrohrverbindung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, einer Ratschenverriege lungsgewindeverbindung oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der zweite äußere Dichtungsdorn 2755 mit dem zweiten oberen Dichtungskopf 2745 durch eine Standardgewindeverbindung lösbar verbunden. Der zweite äußere Dichtungsdorn 2755 kann mit dem Aufweitungsko nus 2765 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von her kömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbin dung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, einer Ratschenverriegelungsgewindeverbindung oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der zweite äußere Dichtungsdorn 2755 mit dem Aufweitungskonus 2765 durch eine Standardgewindeverbin dung lösbar verbunden.

Der Lastdorn 2760 ist mit dem zweiten unteren Dichtungskopf 2750 und dem mechanischen Gleitkörper 2755 verbunden. Der Lastdorn 2760 umfaßt bevorzugt ein ringförmiges Element mit im wesentlichen zylindrischen Innen- und Außenseiten. Der Lastdorn 2760 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmli chen, kommerziell erhältlichen Materialien hergestellt sein, wie etwa beispielsweise aus Oilfield Country Tubular Goods, Niedriglegierungsstahl, Kohlenstoffstahl, Edelstahl oder an deren ähnlich hochfesten Materialien. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Lastdorn 2760 aus Edelstahl herge stellt, um in optimaler Weise hohe Festigkeit, Korrosionsbe ständigkeit und Oberflächen niedriger Reibung bereitzustel len.

Der Lastdorn 2760 kann mit dem zweiten unteren Dichtungskopf 2750 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmli chen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen ver bunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbin dung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, einer Ratschenverriegelungsgewindeverbindung oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Lastdorn 2760 mit dem zweiten unteren Dichtungskopf 2750 durch eine Standardgewindeverbindung ver bunden. Der Lastdorn 2760 kann mit dem mechanischen Gleitkör per 2775 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von her kömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbin dung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, einer Ratschenverriegelungsgewindeverbindung oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Lastdorn 2760 mit dem mechanischen Gleitkörper 2775 durch eine Standardgewindeverbindung lösbar verbunden. Der Lastdorn 2760 umfaßt bevorzugt einen Fluid durchlaß 2815, der dazu geeignet ist, Fluidmaterialien aus dem Fluiddurchlaß 2810 zu dem Fluiddurchlaß 2820 zu fördern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Fluiddurchlaß 2810 dazu ausgelegt, Fluidmaterialien, wie etwa beispielswei se Zement, Epoxidharz, Wasser, Bohrschlamm oder Schmiermit tel, mit Betriebsdrücken und Durchsätzen zu fördern, die von etwa 0 bis 9.000 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallonen/Minute rei chen.

Der Aufweitungskonus 2765 ist mit dem zweiten äußeren Dich tungsdorn 2755 verbunden. Der Aufweitungskonus 2765 ist au ßerdem mit der Innenseite der Verschalung 2790 beweglich ver bunden. Auf diese Weise laufen der erste obere Dichtungskopf 2725, der erste äußere Dichtungsdorn 2735, der zweite obere Dichtungskopf 2745, der zweite äußere Dichtungsdorn 2755 und der Aufweitungskonus 2765 in der axialen Richtung hin und her. Die hin- und herlaufende Bewegung des Aufweitungskonus 2765 veranlaßt die Verschalung 2790 dazu, in der radialen Richtung aufzuweiten.

Der Aufweitungskonus 2765 umfaßt bevorzugt ein ringförmiges Element mit im wesentlichen zylindrischen Innen- und koni schen Außenseiten. Der Außenradius der konischen Außenseite kann beispielsweise von etwa 2 bis 34 Inch reichen. Gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform reicht der Außenradius der konischen Außenseite von etwa 3 bis 28 Inch, um in optimaler Weise Aufweitungskonusabmessungen bereitzustellen, die für den typischen Bereich von Verschalungen geeignet sind. Die axiale Länge des Aufweitungskonus 2765 kann von beispielswei se etwa dem 2- bis 8-fachen des größten Außendurchmessers des Aufweitungskonus 2765 reichen. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform reicht die axiale Länge des Aufweitungskonus 2765 von etwa dem 3- bis 5-fachen des größten Außendurchmes sers des Aufweitungskonus 2765, um in optimaler Weise eine Stabilisierung und Zentrierung des Aufweitungskonus 2765 be reitzustellen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der Angriffwinkel des Aufweitungskonus 2765 von etwa 5 bis 30°, um in optimaler Weise Reibungskräfte und radiale Aufwei tungskräfte auszugleichen.

Der Aufweitungskonus 2765 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien her gestellt sein, wie etwa beispielsweise Maschinenwerkzeug stahl, Nitridstahl, Titan, Wolframcarbid, Keramik oder ande ren ähnlich hochfesten Materialien. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Aufweitungskonus 2765 aus D2- Maschinenstahl hergestellt, um in optimaler Weise hohe Fe stigkeit und Beständigkeit gegenüber Korrosion und Grübchen korrosion zu vermeiden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form weist die Außenseite des Aufweitungskonus 2765 eine Oberflächenhärte auf, die von etwa 58 bis 62 Rockwell C reicht, um in optimaler Weise hohe Festigkeit und Beständig keit gegenüber Verschleiß und Grübchenkorrosion aufzuweisen.

Der Aufweitungskonus 2765 kann mit dem zweiten äußeren Dich tungsdorn 2765 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplun gen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohr verbindung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, einer Ratschenverriegelungsgewindever bindung oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform ist der Aufweitungskonus 2765 mit dem zweiten äußeren Dichtungsdorn 2765 unter Verwendung einer Standardgewindeverbindung verbunden, um in optimaler Weise hohe Festigkeit und problemlose Austauschbarkeit des Aufwei tungskonus 2765 bereitzustellen.

Die Dornstarteinrichtung 2770 ist mit der Verschalung 2790 verbunden. Die Dornstarteinrichtung 2770 umfaßt einen rohr förmigen Auskleidungsabschnitt mit verringerter Wandungsdicke im Vergleich zu der Verschalung 2790. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Wandungsdicke der Dornstartein richtung 2770 etwa 50 bis 100% der Wandungsdicke der Verscha lung 2790. Die Wandungsdicke der Dornstarteinrichtung 2770 kann beispielsweise von etwa 0,15 bis 1,5 Inch reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht die Wandungsdicke der Dornstarteinrichtung 2770 von etwa 0,25 bis 0,75 Inch. Auf diese Weise wird die Einleitung der radialen Aufweitung der Verschalung 2790 erleichtert, und die Plazierung der Vor richtung 2700 innerhalb der Schachtbohrungs-Verschalung und der Schachtbohrung wird erleichtert und die Dornstarteinrich tung 2770 besitzt eine Berstfestigkeit, die ungefähr gleich derjenigen der Verschalung 2790 ist.

Die Dornstarteinrichtung 2770 kann mit der Verschalung 2790 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Standardgewindeverbin dung. Die Dornstarteinrichtung 2770 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materiali en hergestellt sein, wie etwa beispielsweise aus Oilfield Country Tubular Goods, aus Niedriglegierungsstahl, Kohlen stoffstahl, Edelstahl oder anderen ähnlich hochfesten Mate rialien. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Dornstarteinrichtung 2770 aus Oilfield Country Tubular Goods höherer Festigkeit hergestellt als diejenige der Verschalung 2790; jedoch mit verringerter Wandungsdicke, um in optimaler Weise einen kleinen kompakten rohrförmigen Behälter mit einer Berstfestigkeit bereitzustellen, die ungefähr gleich derjeni gen der Verschalung 2790 ist.

Der mechanische Gleitkörper 2775 ist mit dem Lastdorn 2760, den mechanischen Gleitelementen 2780 und den Schleppblöcken 2785 verbunden. Der mechanische Gleitkörper 2775 umfaßt be vorzugt ein rohrförmiges Element mit einem inneren Durchlaß 2820, der mit dem Durchlaß 2815 fluidmäßig verbunden ist. Auf diese Weise können Fluidmaterialien aus dem Durchlaß 2820 zu einem Bereich außerhalb der Vorrichtung gefördert werden.

Der mechanische Gleitkörper 2775 kann mit dem Lastdorn 2760 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der mecha nische Gleitkörper 2775 mit dem Lastdorn 2760 unter Verwen dung einer Standardgewindeverbindung lösbar verbunden, um in optimaler Weise hohe Festigkeit und problemlose Demontierbar keit bereitzustellen. Der mechanische Gleitkörper 2775 kann mit den mechanischen Gleitelementen 2780 unter Verwendung ei ner beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhält lichen mechanischen Kupplungen verbunden sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der mechanische Gleitkörper 2775 mit den mechanischen Gleitelementen 2780 unter Verwendung von Gewindeverbindungen und Gleitstahlhalteringen entfernbar ver bunden, um in optimaler Weise eine Befestigung bzw. Anbrin gung hoher Festigkeit bereitzustellen. Der mechanische Gleit körper 2775 kann mit den Schleppblöcken 2785 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell er hältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein. Gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform ist der mechanische Gleitkör per 2775 mit den Schleppblöcken 2785 unter Verwendung von Ge windeverbindungen und Gleitstahlhalteringen lösbar verbunden, um in optimaler Weise eine Anbringung bzw. Befestigung hoher Festigkeit bereitzustellen.

Der mechanische Gleitkörper 2775 umfaßt bevorzugt einen Flu iddurchlaß 2820, der dazu ausgelegt ist, Fluidmaterialien aus dem Fluiddurchlaß 2815 zu dem Bereich außerhalb der Vorrich tung 2700 zu fördern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Fluiddurchlaß 2820 dazu ausgelegt, Fluidmaterialien, wie etwa beispielsweise Zement, Epoxidharz, Wasser, Bohr schlamm oder Schmiermittel, mit Betriebsdrücken und Durchsät zen zu fördern, die von etwa 0 bis 9.000 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen.

Die mechanischen Gleitelemente 2780 sind mit der Außenseite des mechanischen Gleitkörpers 2775 verbunden. Während des Be triebs der Vorrichtung 2700 verhindern die mechanischen Glei telemente 2780 eine Aufwärtsbewegung der Verschalung 2790 und der Dornstarteinrichtung 2770. Auf diese Weise werden während der axial hin- und herlaufenden Bewegung des Aufweitungskonus 2765 die Verschalung 2790 und die Dornstarteinrichtung 2770 in einer im wesentlichen stationären Position gehalten. Auf diese Weise werden die Dornstarteinrichtung 2765 und die Ver schalung 2790 sowie die Dornstarteinrichtung 2770 in der ra dialen Richtung durch die axiale Bewegung des Aufweitungsko nus 2765 aufgeweitet.

Die mechanischen Gleitelemente 2780 können eine beliebige An zahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Gleitelementen umfassen, wie etwa beispielsweise mechanische RTTS-Dichtstück-Wolframcarbid-Gleitelemente, mechanische RTTS-Dichtstück-Gleitelemente vom Wicker-Typ oder rückgewinn bare obere mechanische Brücken-Stopfen-Wolframcarbid- Gleitelemente vom Modell 3L. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfassen die mechanischen Gleitelemente 2780 mecha nische RTTS-Dichtstück-Wolframcarbid-Gleitelemente, erhält lich von Halliburton Energy Services, um in optimaler Weise eine Beständigkeit bzw. Widerstand gegenüber einer axialen Bewegung der Verschalung 2790 und der Dornstarteinrichtung 2770 während des Aufweitungsprozesses bereitzustellen.

Die Schleppblöcke 2785 sind mit der Außenseite des mechani schen Gleitkörpers 2775 verbunden. Während des Betriebs der Vorrichtung 2700 verhindern die Schleppblöcke 2785 eine Auf wärtsbewegung der Verschalung 2790 und der Dornstarteinrich tung 2770. Auf diese Weise, während der axialen hin- und her laufenden Bewegung des Aufweitungskonus 2765, werden auf die se Weise die Verschalung 2790 und die Dornstarteinrichtung 2770 in im wesentlichen stationärer Position gehalten. Auf diese Weise werden die Dornstarteinrichtung 2770 und die Ver schalung 2790 in der radialen Richtung durch die axiale Bewe gung des Aufweitungskonus 2765 aufgeweitet.

Die Schleppblöcke 2785 können eine beliebige Anzahl von her kömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Gleitele menten umfassen, wie beispielsweise mechanische RTTS- Dichtstück-Schleppblöcke oder rückgewinnbare Brücken-Stopfen- Schleppblöcke vom Modell 3L. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfassen die Schleppblöcke 2785 mechanische RTTS- Dichtstück-Schleppblöcke, erhältlich von Halliburton Energy Services, um in optimaler Weise Beständigkeit bzw. Widerstand gegenüber einer axialen Bewegung der Verschalung 2790 und der Dornstarteinrichtung 2770 während des Aufweitungsprozesses bereitzustellen.

Die Verschalung 2790 ist mit der Dornstarteinrichtung 2770 verbunden. Die Verschalung 2790 ist außerdem lösbar mit den mechanischen Gleitelementen 2780 und den Schleppblöcken 2785 verbunden. Die Verschalung 2790 umfaßt bevorzugt ein rohrför miges Element. Die Verschalung 2790 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materiali en hergestellt sein, wie etwa beispielsweise aus geschlitzten Rohren, Oilfield Country Tubular Goods, Niedriglegierungs stahl, Kohlenstoffstahl, Edelstahl oder anderen ähnlich hoch festen Materialien. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Verschalung 2790 aus Oilfield Country Tubular Goods hergestellt, erhältlich von verschiedenen ausländischen und inländischen Stahlwerken, um in optimaler Weise hohe Festig keit unter Verwendung standardisierter Materialien bereitzu stellen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der obere Ende Verschalung 2790 ein oder mehrere Dichtungselemen te, die über dem Äußeren der Verschalung 2790 angeordnet sind.

Während des Betriebs wird die Vorrichtung 2700 in einer Schachtbohrung angeordnet, wobei das obere Ende der Verscha lung 2790 in überlappender Beziehung in einer existierenden Schachtbohrungs-Verschalung angeordnet wird, um Stoßdrücke bzw. Druckstöße innerhalb des Bohrlochs während der Vorrich tung 2700 zu minimieren, wird der Fluiddurchlaß 2795 bevor zugt mit einem oder mehreren Druckfreigabedurchlässen verse hen. Während der Plazierung der Vorrichtung 2700 in der Schachtbohrung wird die Verschalung 2790 durch den Aufwei tungskonus 2765 abgestützt.

Nach Positionierung der Vorrichtung 2700 in dem Bohrloch in überlappender Beziehung mit einem existierenden Abschnitt ei ner Schachtbohrung wird ein erstes Fluidmaterial in den Flu iddurchlaß 2795 ausgehend von einer Oberflächenstelle ge pumpt. Das erste Fluidmaterial wird von dem Fluiddurchlaß 2795 in die Fluiddurchlässe 2800, 2802, 2805, 2810, 2815 und 2820 gepumpt. Das erste Fluidmaterial verläßt daraufhin die Vorrichtung 2700 und füllt den ringförmigen Bereich zwischen der Außenseite der Vorrichtung 2700 und den Innenwänden des Bohrlochs.

Das erste Fluidmaterial kann eine beliebige Anzahl von her kömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien umfassen, wie etwa beispielsweise Epoxidharz, Bohrschlamm, Schlackenge misch, Wasser oder Zement. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfaßt das erste Fluidmaterial ein aushärtbares Fluiddichtungsmaterial, wie etwa beispielsweise Schlackenge misch, Epoxidharz oder Zement. Auf diese Weise kann eine Schachtbohrungs-Verschalung mit einer äußeren ringförmigen Schicht aus aushärtbarem Material gebildet werden.

Das erste Fluidmaterial kann in die Vorrichtung 2700 mit Be triebsdrücken und Durchsätzen gepumpt werden, die beispiels weise von etwa 0 bis 4.500 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallo nen/Minute reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das erste Fluidmaterial in die Vorrichtung 2700 mit Be triebsdrücken und Durchsätzen gepumpt, die von etwa 0 bis 3.500 psi bzw. 0 bis 1.200 Gallonen/Minute reichen, um in op timaler Weise betriebsmäßige Effizienz bereitzustellen.

Zu einem vorbestimmten Zeitpunkt beim Einspritzen des ersten Fluidmaterials, wie etwa beispielsweise dann, nachdem der ringförmige Bereich außerhalb der Vorrichtung 2700 auf ein vorbestimmtes Niveau gefüllt wurde, wird ein Stopfen 2910, ein Anker oder eine ähnliche Einrichtung in das erste Fluid material eingeführt. Der Stopfen 2910 wird in dem Verengungs durchlaß 2905 aufgenommen und isoliert dadurch fluidmäßig den Fluiddurchlaß 2810 von dem Fluiddurchlaß 2815.

Nach der Plazierung des Stopfens 2910 in dem Verengungsdurch laß 2905 wird ein zweites Fluidmaterial in den Fluiddurchlaß 2795 gepumpt, um die Druckkammer 2915 und 2920 unter Druck zu setzen. Das zweite Fluidmaterial kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien um fassen, wie etwa beispielsweise Wasser, Bohrgase, Bohrschlamm oder Schmiermittel. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das zweite Fluidmaterial ein nicht aushärtbares Fluid material, wie etwa beispielsweise Wasser, Bohrschlamm oder Schmiermittel. Die Verwendung von Schmiermittel stellt in op timaler Weise eine Schmierung der beweglichen Teile der Vor richtung 2700 bereit.

Das zweite Fluidmaterial kann in die Vorrichtung 2700 mit Be triebsdrücken und Durchsätzen gepumpt werden, die beispiels weise von etwa 0 bis 4.500 psi bzw. 0 bis 4.500 Gallo nen/Minute reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das zweite Fluidmaterial in die Vorrichtung 2700 mit Be triebsdrücken und Durchsätzen gepumpt, die von etwa 0 bis 3.500 psi bzw. 0 bis 1.200 Gallonen/Minute reichen, um in op timaler Weise betriebsmäßige Effizienz bereitzustellen.

Das Unterdrucksetzen der Druckkammer 2915 und 2920 veranlaßt die oberen Dichtungsköpfe 2725 und 2745, die äußeren Dich tungsdorne 2735 und 2755 und den Aufweitungskonus 2765 dazu, sich in axialer Richtung zu bewegen. Wenn der Aufweitungsko nus 2765 sich in der axialen Richtung bewegt, zieht der Auf weitungskonus 2765 die Dornstarteinrichtung 2770, die Ver schalung 2790 und die Schleppblöcke 2785 mit, wodurch die me chanischen Gleitelemente 2780 eingestellt werden, und er stoppt außerdem eine axiale Bewegung der Dornstarteinrichtung 2770 und der Verschalung 2790. Auf diese Weise weitet die axiale Bewegung des Aufweitungskonus 2765 die Dornstartein richtung 2770 und die Verschalung 2790 radial auf.

Sobald die oberen Dichtungsköpfe 2725 und 2745, die äußeren Dichtungsdorne 2735 und 2755 und der Aufweitungskonus 2765 einen axialen Hub beenden, wird der Betriebsdruck des zweiten Fluidmaterials verringert und das Bohrgestänge 2705 wird an gehoben. Dies veranlaßt die innere Dichtungsdorne 2720 und 2740, die unteren Dichtungsköpfe 2730 und 2750, den Lastdorn 2760 und den mechanischen Gleitkörper 2755 dazu, sich auf wärts zu bewegen. Dadurch werden die mechanischen Gleitele mente 2728 ausgerückt bzw. abgerückt, unter der Erlaubnis, daß die mechanischen Gleitelemente 2780 und die Schleppblöcke 2785 aufwärts innerhalb der Dornstarteinrichtung 2720 und der Verschalung 2790 bewegt werden. Wenn die unteren Dichtungs köpfe 2730 und 2750 die oberen Dichtungsköpfe 2725 und 2745 kontaktieren, wird das zweite Fluidmaterial erneut unter Druck gesetzt und der radiale Aufweitungsprozeß wird fortge setzt. Auf diese Weise werden die Dornstarteinrichtung 2770 und die Verschalung 2790 durch wiederholte axiale Hübe der oberen Dichtungsköpfe 2725 und 2745, der äußeren Dichtungs dorne 2735 und 2755 und des Aufweitungskonus 2765 radial auf geweitet. Während des (gesamten) radialen Aufweitunsprozesses wird das obere Ende der Verschalung 2790 bevorzugt in über lappender Beziehung mit einem existierenden Abschnitt der Schachtbohrungs-Verschalung gehalten.

Am Ende des radialen Aufweitungsprozesses wird das obere Ende der Verschalung 2790 in innigen Kontakt mit der Innenseite des unteren Endes der existierenden Schachtbohrungs- Verschalung aufgeweitet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form stellen die Dichtungselemente, die am oberen Ende der Verschalung 2790 bereitgestellt sind, eine Fluiddichtung zwi schen der Außenseite des oberen Endes der Verschalung 2790 und der Innenseite des unteren Endes der existierenden Schachtbohrungs-Verschalung bereit. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der Kontaktdruck zwischen der Verscha lung 2790 und dem existierenden Abschnitt einer Schachtboh rungs-Verschalung von etwa 400 bis 10.000, um in optimaler Weise einen Kontaktdruck zum Aktivieren des Dichtungselements bereitzustellen, um einen optimalen Widerstand gegenüber der axialen Bewegung der aufgeweiteten Verschalung bereitzustel len, um in optimaler Weise typischen Spannungs- und Druckla sten auf die aufgeweitete Verschalung zu widerstehen.

Wenn der Aufweitungskonus 2765 sich dem Ende der Verschalung 2790 nähert, wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Betriebsdruck des zweiten Fluidmaterials verringert, um den Stoß auf die Vorrichtung 2700 zu minimieren. Gemäß einer al ternativen Ausführungsform umfaßt die Vorrichtung 2700 einen Stoßabsorber zum Ab 99999 00070 552 001000280000000200012000285919988800040 0002010028015 00004 99880sorbieren des Stoßes, der durch die Been digung der radialen Aufweitung der Verschalung 2790 erzeugt wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reiht der verringerte Betriebsdruck des zweiten Fluidmaterials von etwa 100 bis 1.000 psi, wenn der Aufweitungskonus 2765 sich dem Ende der Verschalung 2790 nähert, um in optimaler Weise eine verrin gerte axiale Bewegung und Geschwindigkeit des Aufweitungsko nus 2765 bereitzustellen. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform wird der Betriebsdruck des zweiten Fluidmaterials während des Rückstellhubs der Vorrichtung 2700 auf den Be reich von etwa 0 bis 500 psi verringert, um den Widerstand gegenüber der Bewegung des Aufweitungskonus 2765 während des Rückstellhubs zu minimieren. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform reicht die Hublänge der Vorrichtung 2700 von etwa 10 bis 45 Fuß, um in optimaler Weise eine Anlage bereitzu stellen, welche problemlos durch typische Ölbohrhandhabungs einrichtungen gehandhabt werden kann, und um die Frequenz zu minimieren, mit welcher die Vorrichtung 2700 während eines Aufweitungsvorgangs erneut in Hub versetzt werden muß.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform umfaßt zumindest ein Teil der oberen Dichtungsköpfe 2725 und 2745 Aufweitungskonen zum radialen Aufweiten der Dornstarteinrichtung 2770 und der Verschalung 2790 während des Betriebs der Vorrichtung 2700, um den Oberflächenbereich der Verschalung 2790 zu vergrößern, auf welchen während des radialen Aufweitungsprozesses einge wirkt wird. Auf diese Weise können die Betriebsdrücke verrin gert werden.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform werden mechanische Gleitelemente in einer axialen Stelle bzw. Stellung zwischen der Dichtungsbuchse 1915 und dem ersten inneren Dichtungsdorn 2720 angeordnet, um in optimaler Weise einen vereinfachten Aufbau und Betrieb der Vorrichtung 2700 bereitzustellen.

Bei Beendigung der radialen Aufweitung der Verschalung 2790 wird gegebenenfalls das erste Fluidmaterial innerhalb des ringförmigen Bereichs zwischen der Außenseite der aufgeweite ten Verschalung 2790 und den Innenwänden der Brunnenbohrung aushärten gelassen. In dem Fall, daß die Verschalung 2790 ge schlitzt ist, durchsetzt das ausgehärtete Fluidmaterial be vorzugt die aufgeweitete Verschalung 2790 und umhüllt sie.

Auf diese Weise wird ein neuer Schachtbohrungs-Verschalungs abschnitt innerhalb der Schachtbohrung gebildet. Alternativ kann die Vorrichtung 2700 verwendet werden, um einen ersten Rohrleitungsabschnitt mit einem existierenden Rohrleitungsab schnitt zu verbinden bzw. zu vereinigen. Alternativ kann die Vorrichtung 2700 verwendet werden, um das Innere einer Schachtbohrung mit einer Verkleidung direkt auszukleiden, und zwar ohne die Verwendung einer äußeren ringförmigen Schicht aus aushärtbarem Material. Alternativ kann die Vorrichtung 2700 verwendet werden, um ein rohrförmiges Tragelement in ei nem Loch aufzuweiten.

Während des radialen Aufweitungsprozesses sind die unter Druck gesetzten Bereiche der Vorrichtung 2700 auf die Fluid durchlässe 2795, 2800, 2802, 2805 und 2810 und die Druckkam mern 2915 und 2920 begrenzt. Kein Fluiddruck wirkt direkt auf die Dornstarteinrichtung 2770 und die Verschalung 2790. Dies erlaubt die Verwendung von Betriebsdrücken, die höher sind als diejenigen, denen die Dornstarteinrichtung 2770 und die Verschalung 2790 normalerweise zu widerstehen vermögen.

Unter Bezug auf Fig. 20 wird nunmehr eine bevorzugte Ausfüh rungsform der Vorrichtung 3000 zum Bilden einer Schachtboh rungs-Verschalung mit durchgehend einheitlichem Durchmesser erläutert. Die Vorrichtung 3000 umfaßt bevorzugt ein Bohrrohr 3005, einen Innengestängeadapter 3010, eine Dichtungsbuchse 3015, einen ersten inneren Dichtungsdorn 3020, hydraulische Gleitelemente 3025, einen ersten oberen Dichtungskopf 3030, einen ersten unteren Dichtungskopf 3035, einen ersten äußeren Dichtungsdorn 3040, einen zweiten inneren Dichtungsdorn 3045, einen zweiten oberen Dichtungskopf 3050, einen zweiten unte ren Dichtungskopf 3055, einen zweiten äußeren Dichtungsdorn 3060, einen Lastdorn 3065, einen Aufweitungskonus 3070, eine Verschalung 3075 und Fluiddurchlässe 3080, 3085, 3090, 3095, 310, 3105, 3110, 3115 und 3120.

Das Bohrrohr 3005 ist mit dem Innengestängeadapter 3010 ver bunden. Während des Betriebs der Vorrichtung 3000 stützt das Bohrrohr 3005 die Vorrichtung 3000 ab. Das Bohrrohr 3005 um faßt bevorzugt ein im wesentliches hohles rohrförmiges Ele ment bzw. mehrere derartige Elemente. Das Bohrrohr 3005 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien hergestellt sein, wie etwa bei spielsweise aus Oilfield Country Tubular Goods, Niedriglegie rungsstahl, Kohlenstoffstahl, Edelstahl oder anderen ähnlich hochfesten Materialien. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form ist das Bohrrohr 3005 hergestellt aus Spiralrohr, um die Plazierung der Vorrichtung 3000 in nicht vertikalen Schacht bohrungen zu erleichtern. Das Bohrrohr 3005 kann mit dem In nengestängeadapter 3010 unter Verwendung einer beliebigen An zahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbindung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods oder einer Standardgewindever bindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Bohrrohr 3005 mit dem Innengestängeadapter 3010 durch eine Bohrrohrverbindung lösbar verbunden.

Das Bohrrohr 3005 umfaßt bevorzugt einen Fluiddurchlaß 3080, der dazu ausgelegt ist, Fluidmaterialien ausgehend von einer Oberflächenstelle in den Fluiddurchlaß 3085 zu fördern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Fluiddurchlaß 3080 dazu ausgelegt, Fluidmaterialien, wie etwa beispielsweise Ze ment, Epoxidharz, Wasser, Bohrschlamm oder Schmiermittel, mit Betriebsdrücken und Durchsätzen zu fördern, die von etwa 0 bis 9.000 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen.

Der Innengestängeadapter 3010 ist mit dem Bohrgestänge 3005 und der Dichtungsbuchse 3015 verbunden. Der Innengestänge adapter 3010 umfaßt bevorzugt ein im wesentlichen hohles rohrförmiges Element bzw. mehrere derartige Elemente. Der In nengestängeadapter 3010 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien herge stellt sein, wie beispielsweise aus Oilfield Country Tubular Goods, Niedriglegierungsstahl, Kohlenstoffstahl, Edelstahl oder anderen ähnlich hochfesten Materialien. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform ist der Innengestängeadapter 3010 aus Edelstahl hergestellt, um in optimaler Weise hohe Festig keit, Korrosionsbeständigkeit und Oberflächen niedriger Rei bung bereitzustellen.

Der Innengestängeadapter 3010 kann mit dem Bohrgestänge 3005 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbindung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform ist der Innengestängeadapter 3010 mit dem Bohrrohr 3005 durch eine Bohrrohrverbindung lösbar verbunden. Der Innengestängeadapter 3010 kann mit der Dich tungsbuchse 3015 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplun gen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohr verbindung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, einer Ratschenverriegelungsgewindever bindung oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform ist der Innengestängeadapter 3010 mit der Dichtungsbuchse 3015 durch eine Standardgewindever bindung lösbar verbunden.

Der Innengestängeadapter 3010 umfaßt bevorzugt einen Fluid durchlaß 3085, der dazu ausgelegt ist, Fluidmaterialien aus dem Fluiddurchlaß 3080 in den Fluiddurchlaß 3090 zu fördern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Fluiddurchlaß 3085 dazu ausgelegt, Fluidmaterialien, wie beispielsweise Ze ment, Epoxidharz, Wasser, Bohrschlamm oder Schmiermittel, mit Betriebsdrücken und Durchsätzen zu fördern, die von etwa 0 bis 9.000 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen.

Die Dichtungsbuchse 3015 ist mit dem Innengestängeadapter 3010 und dem ersten inneren Dichtungsdorn 3020 verbunden. Die Dichtungsbuchse 3015 umfaßt bevorzugt einen im wesentlichen hohles rohrförmiges Element bzw. mehrere derartige Elemente. Die Dichtungsbuchse 3015 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien herge stellt sein, wie etwa beispielsweise aus Oilfield Country Tu bular Goods, Niedriglegierungsstahl, Kohlenstoffstahl, Edel stahl oder anderen ähnlich hochfesten Materialien. Gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform ist die Dichtungsbuchse 3015 aus Edelstahl hergestellt, um in optimaler Weise hohe Festig keit, Korrosionsbeständigkeit und Oberflächen niedriger Rei bung bereitzustellen.

Die Dichtungsbuchse 3015 kann mit dem Innengestängeadapter 3010 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmli chen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen ver bunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbin dung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, einer Ratschenverriegelungsgewindeverbindung oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Dichtungsbuchse 3015 mit dem Innenge stängeadapter 3010 durch eine Standardgewindeverbindung lös bar verbunden. Die Dichtungsbuchse 3015 kann mit dem ersten inneren Dichtungsdorn 3020 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechani schen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise ei ner Bohrrohrverbindung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, einer Ratschenverriege lungsgewindeverbindung oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Dichtungs buchse 3015 mit dem ersten inneren Dichtungsdorn 3020 durch eine Standardgewindeverbindung lösbar verbunden.

Die Dichtungsbuchse 3015 umfaßt bevorzugt einen Fluiddurchlaß 3090, der dazu ausgelegt ist, Fluidmaterialien aus dem Fluid durchlaß 3085 in den Fluiddurchlaß 3095 zu fördern. Gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform ist der Fluiddurchlaß 3090 dazu ausgelegt, Fluidmaterialien, wie etwa beispielsweise Ze ment, Epoxidharz, Wasser, Bohrschlamm oder Schmiermittel, mit Betriebsdrücken und Durchsätzen zu fördern, die von etwa 0 bis 9.000 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen.

Der erste innere Dichtungsdorn 3020 ist mit der Dichtungs buchse 3015, den hydraulischen Gleitelementen 3025 und dem ersten unteren Dichtungskopf 3035 verbunden. Der erste innere Dichtungsdorn 3020 ist außerdem mit dem ersten oberen Dich tungskopf 3030 beweglich verbunden. Der erste innere Dich tungsdorn 3020 umfaßt bevorzugt einen im wesentlichen hohles rohrförmiges Element bzw. mehrere derartige Elemente. Der er ste innere Dichtungsdorn 3020 kann aus einer beliebigen An zahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien hergestellt sein, wie etwa beispielsweise Oilfield Country Tubular Goods, Niedriglegierungsstahl, Kohlenstoffstahl, Edelstahl oder ähnlich hochfesten Materialien. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste innere Dichtungs dorn 3020 aus Edelstahl hergestellt, um in optimaler Weise hohe Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Oberflächen niedriger Reibung bereitzustellen.

Der erste innere Dichtungsdorn 3020 kann mit der Dichtungs buchse 3015 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von her kömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbin dung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, einer Ratschenverriegelungsgewindeverbindung oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste innere Dichtungsdorn 3020 mit der Dichtungsbuchse 3015 durch eine Standardgewindeverbindung lösbar verbunden. Der erste innere Dichtungsdorn 3020 kann mit den hydraulischen Gleitelementen 3025 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell er hältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbindung, einer speziellen Ge windeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, einer Ratschenverriegelungsgewindeverbindung oder einer Standardge windeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste innere Dichtungsdorn 3020 mit den hydraulischen Gleitelementen 3025 durch eine Standardgewindeverbindung lös bar verbunden. Der erste innere Dichtungsdorn 3020 kann mit dem ersten unteren Dichtungskopf 3035 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispiels weise einer Bohrrohrverbindung, einer speziellen Gewindever bindung aus Oilfield Country Tubular Goods, einer Ratschen verriegelungsgewindeverbindung oder einer Standardgewindever bindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der er ste innere Dichtungsdorn 3020 mit dem ersten unteren Dich tungskopf 3035 durch eine Standardgewindeverbindung lösbar verbunden.

Der erste innere Dichtungsdorn 3020 umfaßt bevorzugt einen Fluiddurchlaß 3095, der dazu ausgelegt ist, Fluidmaterialien aus dem Fluiddurchlaß 3090 in den Fluiddurchlaß 3100 zu för dern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Fluid durchlaß 3095 dazu ausgelegt, Fluidmaterialien, wie etwa bei spielsweise Wasser, Bohrschlamm, Zement, Epoxidharz oder Schmiermittel, mit Betriebsdrücken und Durchsätzen zu för dern, die von etwa 0 bis 9.000 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallo nen/Minute reichen.

Der erste innere Dichtungsdorn 3020 umfaßt bevorzugt Fluid durchlässe 3110, die dazu ausgelegt sind, Fluidmaterialien aus dem Fluiddurchlaß 3095 in die Druckkammern der hydrauli schen Gleitelemente 3025 zu fördern. Auf diese Weise werden die Gleitelemente 3025 bei Unterdrucksetzen des Fluiddurch lasses 3095 in Kontakt mit der Innenseite der Verschalung 3075 aktiviert. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Fluiddurchlässe 3110 dazu ausgelegt, Fluidmaterialien, wie etwa beispielsweise Zement, Epoxidharz, Wasser, Bohrflui de oder Schmiermittel, mit Betriebsdrücken und Durchsätzen zu fördern, die von etwa 0 bis 9.000 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallo nen/Minute reichen.

Der erste innere Dichtungsdorn 3020 umfaßt außerdem bevorzugt Fluiddurchlässe 3115, die dazu ausgelegt sind, Fluidmateria lien aus dem Fluiddurchlaß 3095 in die erste Druckkammer 3175 zu fördern, welche durch den ersten oberen Dichtungskopf 3030, den ersten unteren Dichtungskopf 3035, den ersten inne ren Dichtungsdorn 3020 und den ersten äußeren Dichtungsdorn 3040 festgelegt ist. Während des Betriebs der Vorrichtung 3000 veranlaßt ein Unterdrucksetzen der Druckkammer 3175 den ersten oberen Dichtungskopf 3030, den ersten äußeren Dich tungsdorn 3040, den zweiten oberen Dichtungskopf 3050, den zweiten äußeren Dichtungsdorn 3060 und den Aufweitungskonus 3070 dazu, sich in axialer Richtung zu bewegen.

Die Gleitelemente 3025 sind mit der Außenseite des ersten in neren Dichtungsdorns 3020 verbunden. Während des Betriebs der Vorrichtung 3000 werden die Gleitelemente 3025 durch Unter drucksetzen des Fluiddurchlasses 3095 in Kontakt mit der In nenseite der Verschalung 3075 aktiviert. Auf diese Weise hal ten die Gleitelemente 3025 die Verschalung 3075 in im wesent lichen stationärer Position.

Die Gleitelemente 3025 umfassen bevorzugt Fluiddurchlässe 3125, Druckkammern 3130, eine Vorspannfeder bzw. eine Feder vorspannung 3135 und Gleitelemente 3140. Die Gleitelemente 3025 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommer ziell erhältlichen hydraulischen Gleitelementen umfassen, wie etwa beispielsweise hydraulische RTTS-Dichtstück- Wolframcarbid-Gleitelemente oder rückgewinnbare hydraulische Brücken-Stopfen-Gleitelemente vom Modell 3L. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform umfassen die Gleitelemente 3095 hy draulische RTTS-Dichtstück-Wolframcarbid-Gleitelemente von Halliburton Energy Services, um in optimaler Weise einen Wi derstand bzw. Beständigkeit gegenüber einer axialen Bewegung der Verschalung 3075 während des Aufweitungsprozesses bereit zustellen.

Der erste obere Dichtungskopf 3030 ist mit dem ersten äußeren Dichtungsdorn 3040, dem zweiten oberen Dichtungskopf 3050, dem zweiten äußeren Dichtungsdorn 3060 und dem Aufweitungsko nus 3070 verbunden. Der erste obere Dichtungskopf 3030 ist außerdem mit der Außenseite des ersten inneren Dichtungsdorns 3020 und der Innenseite der Verschalung 3075 beweglich ver bunden. Auf diese Weise laufen der erste obere Dichtungskopf 3030, der erste äußere Dichtungsdorn 3040, der zweite obere Dichtungskopf 3050, der zweite äußere Dichtungsdorn 3060 und der Aufweitungskonus 3070 in der axialen Richtung hin und her.

Der radiale Freiraum bzw. das radiale Spiel zwischen der zy lindrischen Innenseite des ersten oberen Dichtungskopfs 3030 und der Außenseite des ersten inneren Dichtungsdorns 3020 kann beispielsweise von etwa 0,0025 bis 0,05 Inch reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der radiale Freiraum zwischen der zylindrischen Innenseite des ersten oberen Dichtungskopfs 3030 und der Außenseite des ersten in neren Dichtungsdorns 3020 von etwa 0,005 bis 0,01 Inch, um in optimaler Weise minimalen radialen Freiraum bereitzustellen. Der radiale Freiraum zwischen der zylindrischen Außenseite des ersten oberen Dichtungskopfs 3030 und der Innenseite der Verschalung 3075 kann beispielsweise von etwa 0,025 bis 0,375 Inch reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der radiale Freiraum zwischen der zylindrischen Außenseite des ersten oberen Dichtungskopfs 303 und der Innenseite der Verschalung 3075 von etwa 0,025 bis 0,125 Inch, um in optima ler Weise eine Stabilisierung für den Aufweitungskonus 3070 während des Aufweitungsprozesses bereitzustellen.

Der erste obere Dichtungskopf 3030 umfaßt bevorzugt ein ring förmiges Element mit im wesentlichen zylindrischen Innen- und Außenseiten. Der erste obere Dichtungskopf 3030 kann aus ei ner beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhält lichen Materialien hergestellt sein, wie etwa beispielsweise aus Oilfield Country Tubular Goods, Niedriglegierungsstahl, Kohlenstoffstahl oder anderen ähnlich hochfesten Materialien. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste obere Dichtungskopf 3030 aus Edelstahl hergestellt, um in optimaler Weise hohe Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Oberflä chen niedriger Reibung bereitzustellen. Die Innenseite des ersten oberen Dichtungskopfs 3030 umfaßt bevorzugt ein oder mehrere ringförmige Dichtungselemente 3145 zum Abdichten der Grenzfläche zwischen dem ersten oberen Dichtungskopf 3030 und dem ersten inneren Dichtungsdorn 3020. Die Dichtungselemente 3145 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommer ziell erhältlichen ringförmigen Dichtungselementen umfassen, wie etwa beispielsweise O-Ringe, Polypackdichtungen oder Me tallfeder-vorgespannte Dichtungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Dichtungselemente 3145 Polypack dichtungen, erhältlich von Parker Seals, um in optimaler Wei se eine Abdichtung für einen langen axialen Hub bereitzustel len.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der erste obe re Dichtungskopf 3030 eine Schulter 3150 zum Abstützen des ersten oberen Dichtungskopfs 3030, einen ersten äußeren Dich tungsdorn 3040, einen zweiten oberen Dichtungskopf 3050, ei nen zweiten äußeren Dichtungsdorn 3060, einen Aufweitungsko nus 3070 auf dem ersten unteren Dichtungskopf 3035. Der erste obere Dichtungskopf 3030 kann mit dem ersten äußere Dich tungsdorn 3040 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplun gen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohr verbindung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste obere Dichtungskopf 3030 mit dem ersten äußeren Dichtungsdorn 3040 durch eine Standardgewindeverbindung lösbar verbunden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die mechanische Kupplung zwischen dem ersten oberen Dichtungskopf 3030 und dem ersten äußeren Dichtungsdorn 3040 ein oder mehrere Dich tungselemente 3155 zum fluidmäßigen Abdichten der Grenzfläche zwischen dem ersten oberen Dichtungskopf 3030 und dem ersten äußeren Dichtungsdorn 3040. Die Dichtungselemente 3155 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhält lichen Dichtungselementen umfassen, wie etwa beispielsweise O-Ringe, Polypackdichtungen oder Metallfeder-vorgespannte Dichtungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Dichtungselemente 3155 Polypackdichtungen, erhältlich von Parker Seals, um in optimaler Weise eine Abdichtung für einen langen axialen Hub bereitzustellen.

Der erste untere Dichtungskopf 3035 ist mit dem ersten inne ren Dichtungsdorn 3020 und dem zweiten inneren Dichtungsdorn 3045 verbunden. Der erste untere Dichtungskopf 3035 ist au ßerdem mit der Innenseite des ersten äußeren Dichtungsdorns 3040 beweglich verbunden. Auf diese Weise laufen der erste obere Dichtungskopf 3030, der erste äußere Dichtungsdorn 3040, der zweite obere Dichtungskopf 3050, der zweite äußere Dichtungsdorn 3060 und der Aufweitungskonus 3070 in der axia len Richtung hin und her. Der radiale Freiraum bzw. das ra diale Spiel zwischen der Außenseite des ersten unteren Dich tungskopfs 3035 und der Innenseite des ersten äußeren Dich tungsdorns 3040 kann beispielsweise von etwa 0,0025 bis 0,05 Inch reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der radiale Freiraum zwischen der Außenseite des ersten unte ren Dichtungskopfs 3035 und der Innenseite des äußeren Dich tungsdorns 3040 von etwa 0,005 bis 0,01 Inch, um in optimaler Weise minimalen radialen Freiraum bereitzustellen.

Der erste untere Dichtungskopf 3035 umfaßt bevorzugt ein ringförmiges Element mit im wesentlichen zylindrischen Innen- und Außenseiten. Der erste untere Dichtungskopf 3035 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell er hältlichen Materialien hergestellt sein, wie etwa beispiels weise aus Oilfield Country Tubular Goods, Niedriglegierungs stahl, Kohlenstoffstahl, Edelstahl oder aus ähnlichen hochfe sten Materialien. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste untere Dichtungskopf 3035 aus Edelstahl herge stellt, um in optimaler Weise hohe Festigkeit, Korrosionsbe ständigkeit und Oberflächen niedriger Reibung bereitzustel len. Die Außenseite des ersten unteren Dichtungskopfs 3035 umfaßt bevorzugt ein oder mehrere ringförmige Dichtungsele mente 3160 zum Abdichten der Grenzfläche zwischen dem ersten unteren Dichtungskopf 3035 und dem ersten äußeren Dichtungs dorn 3040. Die Dichtungselemente 3160 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen ringförmi gen Dichtungselementen umfassen, wie etwa beispielsweise O- Ringe, Polypackdichtungen oder Metallfeder-vorgespannte Dich tungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Dichtungselemente 3160 Polypackdichtungen, erhältlich von Parker Seals, um in optimaler Weise eine Abdichtung für einen langen axialen Hub bereitzustellen.

Der erste untere Dichtungskopf 3035 kann mit dem ersten inne ren Dichtungsdorn 3020 unter Verwendung einer beliebigen An zahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbindung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, einer Ratschenverriegelungs gewindeverbindung oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste untere Dich tungskopf 3050 mit dem ersten inneren Dichtungsdorn 3020 durch eine Standardgewindeverbindung lösbar verbunden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die mechanische Kupplung zwischen dem ersten unteren Dichtungskopf 3035 und dem ersten unteren Dichtungsdorn 3020 eine oder mehrere Dich tungselemente 3165 zum fluidmäßigen Verbinden der Grenzfläche zwischen dem ersten unteren Dichtungskopf 3035 und dem ersten unteren Dichtungsdorn 3020. Die Dichtungselemente 3135 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhält lichen Dichtungselementen umfassen, wie etwa beispielsweise O-Ringe, Polypackdichtungen oder Metallfeder-vorgespannte Dichtungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Dichtungselemente 3165 Polypackdichtungen, erhältlich von Parker Seals, um in optimaler Weise eine Abdichtung für eine lange axiale Hublänge bereitzustellen.

Der erste untere Dichtungskopf 3035 kann mit dem zweiten in neren Dichtungsdorn 3045 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechani schen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise ei ner Bohrrohrverbindung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, einer Ratschenverriege lungsgewindeverbindung oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste untere Dichtungskopf 3035 mit dem ersten inneren Dichtungsdorn 3045 durch eine Standardgewindeverbindung lösbar verbunden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die mechanische Kupplung zwischen dem ersten unteren Dichtungskopf 3035 und dem zweiten inneren Dichtungsdorn 3045 ein oder mehrere Dich tungselemente 3170 zum fluidmäßigen Abdichten der Grenzfläche zwischen dem ersten unteren Dichtungskopf 3035 und dem zwei ten inneren Dichtungsdorn 3045. Die Dichtungselemente 3170 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Dichtungselementen umfassen, wie etwa beispiels weise O-Ringe, Polypackdichtungen oder Metallfeder- vorgespannte Dichtungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form umfassen die Dichtungselemente 3170 Polypackdichtungen, erhältlich von Parker Seals, um in optimaler Weise eine Ab dichtung für einen langen axialen Hub bereitzustellen.

Der erste äußere Dichtungsdorn 3040 ist mit dem ersten oberen Dichtungskopf 3030 und dem zweiten oberen Dichtungskopf 3050 verbunden. Der erste äußere Dichtungsdorn 3040 ist außerdem mit der Innenseite der Verschalung 3075 und der Außenseite des ersten unteren Dichtungskopfs 3035 beweglich verbunden. Auf diese Weise laufen der erste obere Dichtungskopf 3030, der erste äußere Dichtungsdorn 3040, der zweite obere Dich tungskopf 3050, der zweite äußere Dichtungsdorn 3060 und der Aufweitungskonus 3070 in der axialen Richtung hin und her. Der radiale Freiraum bzw. das radiale Spiel zwischen der Au ßenseite des ersten äußeren Dichtungsdorns 3040 und der In nenseite der Verschalung 3075 kann beispielsweise von etwa 0,025 bis 0,375 Inch reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform reicht der radiale Freiraum zwischen der Außenseite des ersten äußeren Dichtungsdorns 3040 und der Innenseite der Verschalung 3075 von etwa 0,025 bis 0,125 Inch, um in optima ler Weise eine Stabilisierung für den Aufweitungskonus 3070 während des Aufweitungsprozesses bereitzustellen. Der radiale Freiraum zwischen der Innenseite des ersten äußeren Dich tungsdorns 3040 und der Außenseite des ersten unteren Dich tungskopfs 3035 kann beispielsweise von etwa 0,005 bis 0,125 Inch reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der radiale Freiraum zwischen der Innenseite des ersten äuße ren Dichtungsdorns 3040 und der Außenseite des ersten unteren Dichtungskopfs 3035 von etwa 0,005 bis 0,01 Inch, um in opti maler Weise einen minimalen Freiraum bereitzustellen.

Der erste äußere Dichtungsdorn 3040 umfaßt bevorzugt ein ringförmiges Element mit im wesentlichen zylindrischen Innen- und Außenseiten. Der erste äußere Dichtungsdorn 3040 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell er hältlichen Materialien hergestellt sein, wie etwa beispiels weise aus Oilfield Country Tubular Goods, Niedriglegierungs stahl, Kohlenstoffstahl, Edelstahl oder anderen ähnlich hoch festen Materialien. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste äußere Dichtungsdorn 3040 aus Edelstahl herge stellt, um in optimaler Weise hohe Festigkeit, Korrosionsbe ständigkeit und Oberflächen niedriger Reibung bereitzustel len.

Der erste äußere Dichtungsdorn 3040 kann mit dem ersten obe ren Dichtungskopf 3030 unter Verwendung einer beliebigen An zahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbindung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, einer Ratschenverriegelungs gewindeverbindung oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste äußere Dich tungsdorn 3040 mit dem ersten oberen Dichtungskopf 3030 durch eine Standardgewindeverbindung lösbar verbunden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die mechanische Kupplung zwischen dem ersten äußeren Dichtungsdorn 3040 und dem ersten oberen Dichtungskopf 3030 ein oder mehrere Dichtungselemente 3180 zum Abdichten der Grenzfläche zwischen dem ersten äuße ren Dichtungsdorn 3040 und dem ersten oberen Dichtungskopf 3030. Die Dichtungselemente 3180 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Dichtungselemen ten umfassen, wie etwa beispielsweise O-Ringe, Polypackdich tungen oder Metallfeder-vorgespannte Dichtungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Dichtungselemente 3180 Polypackdichtungen, erhältlich von Parker Seals, um in optimaler Weise eine Abdichtung für einen langen axialen Hub bereitzustellen.

Der erste äußere Dichtungsdorn 3040 kann mit dem zweiten obe ren Dichtungskopf 3050 unter Verwendung einer beliebigen An zahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbindung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, einer Ratschenverriegelungs gewindeverbindung oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste äußere Dich tungsdorn 3040 mit dem zweiten oberen Dichtungskopf 3050 durch eine Standardgewindeverbindung lösbar verbunden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die mechanische Kupplung zwischen dem ersten äußeren Dichtungsdorn 3040 und dem zweiten oberen Dichtungskopf 3050 ein oder mehrere Dich tungselemente 3185 zum Abdichten der Grenzfläche zwischen dem ersten äußere Dichtungsdorn 3040 und dem zweiten oberen Dich tungskopf 3050. Die Dichtungselemente 3185 können eine belie bige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Dich tungselementen umfassen, wie etwa beispielsweise O-Ringe, Po lypackdichtungen oder Metallfeder-vorgespannte Dichtungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Dich tungselemente 3185 Polypackdichtungen, erhältlich von Parker Seals, um in optimaler Weise eine Abdichtung für einen langen axialen Hub bereitzustellen.

Der zweite innere Dichtungsdorn 3045 ist mit dem ersten unte ren Dichtungskopf 3035 und dem zweiten unteren Dichtungskopf 3055 verbunden. Der zweite innere Dichtungsdorn 3045 umfaßt bevorzugt ein im wesentlichen hohles rohrförmiges Element bzw. mehrere derartige Elemente. Der zweite innere Dichtungs kopf 3045 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien hergestellt sein, wie etwa beispielsweise aus Oilfield Country Tubular Goods, Nied riglegierungsstahl, Kohlenstoffstahl, Edelstahl oder anderen ähnlich hochfesten Materialien. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform ist der zweite innere Dichtungsdorn 3045 aus Edelstahl hergestellt, um in optimaler Weise hohe Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Oberflächen niedriger Reibung be reitzustellen.

Der zweite innere Dichtungsdorn 3045 kann mit dem ersten un teren Dichtungskopf 3035 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechani schen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise ei ner Bohrrohrverbindung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, einer Ratschenverriege lungsgewindeverbindung oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der zweite innere Dichtungsdorn 3045 mit dem ersten unteren Dichtungskopf 3035 durch eine Standardgewindeverbindung verbunden. Der zweite innere Dichtungsdorn 3045 kann mit dem zweiten unteren Dich tungskopf 3055 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplun gen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohr verbindung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, einer Ratschenverriegelungsgewindever bindung oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform ist der zweite innere Dichtungsdorn 3045 mit dem zweiten unteren Dichtungskopf 3055 durch eine Standardgewindeverbindung lösbar verbunden.

Der zweite innere Dichtungsdorn 3045 umfaßt bevorzugt einen Fluiddurchlaß 3100, der dazu ausgelegt ist, Fluidmaterialien aus dem Fluiddurchlaß 3095 in den Fluiddurchlaß 3105 zu för dern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Fluid durchlaß 3100 dazu ausgelegt, Fluidmaterialien zu fördern, wie etwa beispielsweise Zement, Epoxidharz, Wasser, Bohr schlamm oder Schmiermittel, mit Betriebsdrücken und Durchsät zen, die von etwa 0 bis 9.000 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallo nen/Minute reichen.

Der zweite innere Dichtungsdorn 3045 umfaßt außerdem bevor zugt Fluiddurchlässe 3120, die dazu ausgelegt sind, Fluidma terialien aus dem Fluiddurchlaß 3100 in die zweite Druckkam mer 3190 zu fördern, die durch den zweiten oberen Dichtungs kopf 3050, den zweiten unteren Dichtungskopf 3055, den zwei ten inneren Dichtungsdorn 3045 und den zweiten äußeren Dich tungsdorn 3060 festgelegt ist. Während des Betriebs der Vor richtung 3000 veranlaßt ein Unterdrucksetzen der zweiten Druckkammer 3190 den ersten oberen Dichtungskopf 3030, den ersten äußeren Dichtungsdorn 3040, den zweiten oberen Dich tungskopf 3050, den zweiten äußeren Dichtungsdorn 3060 und den Aufweitungskonus 3070 dazu, sich in axialer Richtung zu bewegen.

Der zweite obere Dichtungskopf 3050 ist mit dem ersten äuße ren Dichtungsdorn 3040 und dem zweiten äußeren Dichtungsdorn 3060 verbunden. Der zweite obere Dichtungskopf 3050 ist au ßerdem mit der Außenseite des zweiten Dichtungsdorns 3045 und der Innenseite der Verschalung 3075 beweglich verbunden. Auf diese Weise läuft der zweite obere Dichtungskopf 3050 in der axialen Richtung hin und her. Der radiale Freiraum bzw. das radiale Spiel zwischen der zylindrischen Innenseite des zwei ten oberen Dichtungskopfs 3050 und der Außenseite des zweiten Dichtungsdorns 3045 kann beispielsweise von etwa 0,0025 bis 0,05 Inch reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der radiale Freiraum zwischen der zylindrischen Innen seite des zweiten oberen Dichtungskopfs 3050 und der Außen seite des zweiten inneren Dichtungsdorns 3045 von etwa 0,005 bis 0,01 Inch, um in optimaler Weise einen minimalen radialen Freiraum bereitzustellen. Der radiale Freiraum bzw. das ra diale Spiel zwischen der zylindrischen Außenseite des zweiten oberen Dichtungskopfs 3050 und der Innenseite der Verschalung 3075 kann beispielsweise von etwa 0,025 bis 0,375 Inch rei chen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der ra diale Freiraum zwischen der zylindrischen Außenseite des zweiten oberen Dichtungskopfs 3050 und der Innenseite der Verschalung 3075 von etwa 0,025 bis 0,125 Inch, um in optima ler Weise eine Stabilisierung für den Aufweitungskonus 3070 während des Aufweitungsprozesses bereitzustellen.

Der zweite obere Dichtungskopf 3050 umfaßt bevorzugt ein ringförmiges Element mit im wesentlichen zylindrischen Innen- und Außenseiten. Der zweite obere Dichtungskopf 3050 kann aus einer beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhält lichen Materialien hergestellt sein, wie etwa beispielsweise Oilfield Country Tubular Goods, Niedriglegierungsstahl, Koh lenstoffstahl, Edelstahl oder anderen ähnlich hochfesten Ma terialien. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der zweite obere Dichtungskopf 3050 aus Edelstahl hergestellt, um in optimaler Weise hohe Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Oberflächen niedriger Reibung bereitzustellen. Die Innen seite des zweiten oberen Dichtungskopfs 3050 umfaßt bevorzugt ein oder mehrere ringförmige Dichtungselemente 3195 zum Ab dichten der Grenzfläche zwischen dem zweiten oberen Dich tungskopf 3050 und dem zweiten inneren Dichtungsdorn 3045. Die Dichtungselemente 3195 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen ringförmigen Dich tungselementen umfassen, wie etwa beispielsweise O-Ringe, Po lypackdichtungen oder Metallfeder-vorgespannte Dichtungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Dich tungselemente 3195 Polypackdichtungen, erhältlich von Parker Seals, um in optimaler Weise eine Abdichtung für einen langen axialen Hub bereitzustellen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der zweite obere Dichtungskopf 3050 eine Schulter 3200 zum Abstützen des oberen Dichtungskopfs 3030, des ersten äußeren Dichtungsdorns 3040, des zweiten oberen Dichtungskopfs 3050, des zweiten äu ßeren Dichtungsdorns 3060 und des Aufweitungskonus 3070 auf dem zweiten unteren Dichtungskopf 3055.

Der zweite obere Dichtungskopf 3050 kann mit dem ersten äuße ren Dichtungsdorn 3040 unter Verwendung einer beliebigen An zahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbindung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, einer Ratschenverriegelungs gewindeverbindung oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der zweite obere Dich tungskopf 3050 mit dem ersten äußeren Dichtungsdorn 3040 durch eine Standardgewindeverbindung lösbar verbunden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die mechanische Kupplung zwischen dem zweiten oberen Dichtungskopf 3050 und dem ersten äußeren Dichtungsdorn 3040 ein oder mehrere Dich tungselemente 3185 zum fluidmäßigen Abdichten der Grenzfläche zwischen dem zweiten oberen Dichtungskopf 3050 und dem ersten äußeren Dichtungsdorn 3040. Der zweite obere Dichtungskopf 3050 kann mit dem zweiten äußeren Dichtungsdorn 3060 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommer ziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbindung, einer spe ziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, einer Ratschenverriegelungsgewindeverbindung oder einer Stan dardgewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form ist der zweite obere Dichtungskopf 3050 mit dem zweiten äußeren Dichtungsdorn 3060 durch eine Standardgewindeverbin dung lösbar verbunden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form umfaßt die mechanische Kupplung zwischen dem zweiten oberen Dichtungskopf 3050 und dem zweiten äußeren Dichtungs dorn 3060 ein oder mehrere Dichtungselemente 3205 zum fluid mäßigen Abdichten der Grenzfläche zwischen dem zweiten oberen Dichtungskopf 3050 und dem zweiten äußeren Dichtungsdorn 3060.

Der zweite untere Dichtungskopf 3055 ist mit dem zweiten in neren Dichtungsdorn 3045 und dem Lastdorn 3065 verbunden. Der zweite untere Dichtungskopf 3055 ist außerdem mit der Innen seite des zweiten äußeren Dichtungsdorns 3060 beweglich ver bunden. Auf diese Weise laufen der erste obere Dichtungskopf 3030, der erste äußere Dichtungsdorn 3040, der zweite obere Dichtungsdorn 3050, der zweite äußere Dichtungsdorn 3060 und der Aufweitungskonus 3070 in der axialen Richtung hin und her. Der radiale Freiraum bzw. das radiale Spiel zwischen der Außenseite des zweiten unteren Dichtungskopfs 3055 und der Innenseite des zweiten äußeren Dichtungsdorns 3060 kann bei spielsweise von etwa 0,0025 bis 0,05 Inch betragen. Gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform reicht der radiale Freiraum zwischen der Außenseite des zweiten unteren Dichtungskopfs 3055 und der Innenseite des zweiten äußeren Dichtungsdorns 3060 von etwa 0,005 bis 0,01 Inch, um in optimaler Weise ra dialen Freiraum bereitzustellen.

Der zweite untere Dichtungskopf 3055 umfaßt bevorzugt ein ringförmiges Element mit im wesentlichen zylindrischen Innen- und Außenseiten. Der zweite untere Dichtungskopf 3055 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien hergestellt sein, wie etwa bei spielsweise aus Oilfield Country Tubular Goods, Niedriglegie rungsstahl, Kohlenstoffstahl, Edelstahl oder anderen ähnlich hochfesten Materialien. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form ist der zweite untere Dichtungskopf 3055 aus Edelstahl hergestellt, um in optimaler Weise hohe Festigkeit, Korrosi onsbeständigkeit und Oberfläche niedriger Reibung bereitzu stellen. Die Außenseite des zweiten unteren Dichtungskopfs 3055 umfaßt bevorzugt ein oder mehrere ringförmige Dichtungs elemente 3210 zum Abdichten der Grenzfläche zwischen dem zweiten unteren Dichtungskopf 3055 und dem zweiten äußeren Dichtungsdorn 3060. Die Dichtungselemente 3210 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen ringförmigen Dichtungselementen umfassen, wie etwa beispiels weise O-Ringe, Polypackdichtungen oder Metallfeder-vorge spannte Dichtungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Dichtungselemente 3210 Polypackdichtungen, er hältlich von Parker Seals, um in optimaler Weise eine Abdich tung für lange axiale Hübe bereitzustellen.

Der zweite untere Dichtungskopf 3055 kann mit dem zweiten in neren Dichtungsdorn 3045 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechani schen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise ei ner Bohrrohrverbindung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods oder einer Standardgewin deverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der zweite untere Dichtungskopf 3055 mit dem zweiten inneren Dichtungsdorn 3045 durch eine Standardgewindeverbindung lös bar verbunden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die zweite mechanische Kupplung zwischen dem unteren Dich tungskopf 3055 und dem zweiten inneren Dichtungsdorn 3045 ein oder mehrere Dichtungselemente 3215 zum fluidmäßige Abdichten der Grenzfläche zwischen dem zweiten unteren Dichtungskopf 3055 und dem zweiten inneren Dichtungsdorn 3045. Die Dich tungselemente 3215 können eine beliebige Anzahl von herkömm lichen, kommerziell erhältlichen Dichtungselementen umfassen, wie etwa beispielsweise O-Ringe, Polypackdichtungen oder Me tallfeder-vorgespannte Dichtungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Dichtungselemente 3215 Polypack dichtungen, erhältlich von Parker Seals, um in optimaler Wei se eine Abdichtung für lange axiale Hübe bereitzustellen.

Der zweite untere Dichtungskopf 3055 kann mit dem Lastdorn 3065 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmli chen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen ver bunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbin dung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform ist der zweite untere Dich tungskopf 3055 mit dem Lastdorn 3065 durch eine Standardge windeverbindung lösbar verbunden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die mechanische Kupplung zwischen dem zweiten unteren Dichtungskopf 3055 und dem Lastdorn 3065 ein oder mehrere Dichtungselemente 3230 zum fluidmäßigen Abdich ten der Grenzfläche zwischen dem zweiten unteren Dichtungs kopf 3055 und dem Lastdorn 3065. Die Dichtungselemente 3220 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Dichtungselementen umfassen, wie etwa beispiels weise O-Ringe, Polypackdichtungen oder Metallfeder- vorgespannte Dichtungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form umfassen die Dichtungselemente 3220 Polypackdichtungen, erhältlich von Parker Seals, um in optimaler Weise eine Ab dichtung für einen langen axialen Hub bereitzustellen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der zweite un tere Dichtungskopf 3055 einen Verengungsdurchlaß 3225, der zwischen die Fluiddurchlässe 3100 und 3105 fluidmäßig ge schaltet ist. Der Verengungsdurchlaß 3225 besitzt bevorzugt im wesentlichen verringerte Größe und ist dazu ausgelegt, ei nen Stopfen 3230 oder eine ähnliche Einrichtung aufzunehmen und in Eingriff mit dieser zu gelangen. Auf diese Weise wird der Fluiddurchlaß 3100 von dem Fluiddurchlaß 3105 fluidmäßig isoliert. Auf diese Weise werden die Druckkammern 3175 und 3190 unter Druck gesetzt. Außerdem setzt die Plazierung des Stopfens 3230 in dem Verengungsdurchlaß 3225 die Druckkammern 3130 der hydraulischen Gleitelemente 3025 unter Druck.

Der zweite äußere Dichtungsdorn 3060 ist mit dem zweiten obe ren Dichtungskopf 3050 und dem Aufweitungskonus 3070 verbun den. Der zweite äußere Dichtungsdorn 3060 ist außerdem mit der Innenseite der Verschalung 3075 und der Außenseite des zweiten unteren Dichtungskopfs 3055 beweglich verbunden. Auf diese Weise laufen der erste obere Dichtungskopf 3030, der erste äußere Dichtungsdorn 3040, der zweite obere Dichtungs kopf 3050, der zweite äußere Dichtungsdorn 3060 und der Auf weitungskonus 3070 in der axialen Richtung hin und her. Der radiale Freiraum zwischen der Außenseite des zweiten äußeren Dichtungsdorns 3060 und der Innenseite der Verschalung 3075 kann beispielsweise von etwa 0,025 bis 0,375 Inch reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der radiale Freiraum zwischen der Außenseite des zweiten äußeren Dich tungsdorns 3060 und der Innenseite der Verschalung 3075 von etwa 0,025 bis 0,125 Inch, um in optimaler Weise eine Stabi lisierung für den Aufweitungskonus 3070 während des Aufwei tungsprozesses bereitzustellen. Der radiale Freiraum zwischen der Innenseite des zweiten äußeren Dichtungsdorns 3060 und der Außenseite des zweiten unteren Dichtungskopfs 3055 kann beispielsweise von etwa 0,0025 bis 0,05 Inch reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der radiale Freiraum zwischen der Innenseite des zweiten äußeren Dichtungsdorns 3060 und der Außenseite des zweiten unteren Dichtungskopfs 3055 von etwa 0,005 bis 0,01 Inch, um in optimaler Weise ei nen minimalen radialen Freiraum bereitzustellen.

Der zweite äußere Dichtungsdorn 3060 umfaßt bevorzugt ein ringförmiges Element mit im wesentlichen zylindrischen Innen- und Außenseiten. Der zweite äußere Dichtungsdorn 3060 kann aus einer beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell er hältlichen Materialien hergestellt sein, wie etwa beispiels weise Oilfield Country Tubular Goods, Niedriglegierungsstahl, Kohlenstoffstahl, Edelstahl oder anderen ähnlich hochfesten Materialien. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der zweite äußere Dichtungsdorn 3060 aus Edelstahl hergestellt, um in optimaler Weise hohe Festigkeit, Korrosionsbeständig keit und Oberflächen niedriger Reibung bereitzustellen.

Der zweite äußere Dichtungsdorn 3060 kann mit dem zweiten oberen Dichtungskopf 3050 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechani schen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise ei ner Bohrrohrverbindung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods oder einer Standardgewin deverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der äußere Dichtungsdorn 3060 lösbar mit dem zweiten oberen Dich tungskopf 3050 durch eine Standardgewindeverbindung verbun den. Der zweite äußere Dichtungsdorn 3060 kann mit dem Auf weitungskonus 3070 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbindung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods oder Standardgewindeverbin dung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der zweite äußere Dichtungsdorn 3060 mit dem Aufweitungskonus 3070 durch eine Standardgewindeverbindung lösbar verbunden.

Der erste obere Dichtungskopf 3030, der erste untere Dich tungskopf 3035, der erste innere Dichtungsdorn 3020 und der erste äußere Dichtungsdorn 3040 legen gemeinsam die erste Druckkammer 3175 fest. Der zweite obere Dichtungskopf 3050, der zweite untere Dichtungskopf 3055, der zweite innere Dich tungsdorn 3045 und der zweite äußere Dichtungsdorn 3060 legen gemeinsam die zweite Druckkammer 3190 fest. Die ersten und zweiten Druckkammern 3175 und 3190 sind mit den Durchlässen 3095 und 3100 über einen oder mehrere Durchlässe 3115 und 3120 fluidmäßig verbunden. Während des Betriebs der Vorrich tung 3000 gelangt der Stopfen 3230 mit dem Verengungsdurchlaß 3225 in Eingriff, um den Fluiddurchlaß 3100 von dem Fluid durchlaß 3105 fluidmäßig zu isolieren. Die Druckkammern 3175 und 3190 werden daraufhin unter Druck gesetzt, wodurch wie derum der erste obere Dichtungskopf 3030, der erste äußere Dichtungsdorn 3040, der zweite obere Dichtungskopf 3050, der zweite äußere Dichtungsdorn 3060 und der Aufweitungskonus 3070 dazu veranlaßt werden, in der axialen Richtung hin- und herzulaufen. Die axiale Bewegung des Aufweitungskonus 3070 ihrerseits weitet die Verschalung 3075 in der radialen Rich tung auf. Die Verwendung von mehreren Druckkammern 3175 und 3190 vervielfacht in effektiver Weise die verfügbare An triebskraft für den Aufweitungskonus 3070.

Der Lastdorn 3065 ist mit dem zweiten unteren Dichtungskopf 3055 verbunden. Der Lastdorn 3065 umfaßt bevorzugt ein ring förmiges Element mit im wesentlichen zylindrischen Innen- und Außenseiten. Der Lastdorn 3065 kann aus einer beliebigen An zahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien hergestellt sein, wie etwa beispielsweise Oilfield Country Tubular Goods, Niedriglegierungsstahl, Kohlenstoffstahl, Edelstahl oder anderen ähnlich hochfesten Materialien. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Lastdorn 3065 aus Edelstahl hergestellt, um in optimaler Weise hohe Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Oberflächen niedriger Reibung be reitzustellen.

Der Lastdorn 3065 kann mit dem unteren Dichtungskopf 3055 un ter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplungen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohrverbindung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform ist der Lastdorn 3065 mit dem unte ren Dichtungskopf 3055 durch eine Standardgewindeverbindung lösbar verbunden.

Der Lastdorn 3065 umfaßt bevorzugt einen Fluiddurchlaß 3105, der dazu ausgelegt ist, Fluidmaterialien aus dem Fluiddurch laß 3100 zu dem Bereich außerhalb der Vorrichtung 3000 zu fördern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Flu iddurchlaß 3105 dazu ausgelegt, Fluidmaterialien, wie etwa beispielsweise Zement, Epoxidharz, Wasser, Bohrschlamm oder Schmiermittel, mit Betriebsdrücken und Durchsätzen zu för dern, die von etwa 0 bis 9.000 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallo nen/Minute reichen.

Der Aufweitungskonus 3070 ist mit dem zweiten äußeren Dich tungsdorn 3060 verbunden. Der Aufweitungskonus 3070 ist au ßerdem mit der Innenseite der Verschalung 3075 beweglich ver bunden. Auf diese Weise laufen der erste obere Dichtungskopf 3030, der erste äußere Dichtungsdorn 3040, der zweite obere Dichtungskopf 3050, der zweite äußere Dichtungsdorn 3060 und der Aufweitungskonus 3070 in der axialen Richtung hin und her. Die hin- und herlaufende Bewegung des Aufweitungskonus 3070 veranlaßt die Verschalung 3075 dazu, in der radialen Richtung aufzuweiten.

Der Aufweitungskonus 3070 umfaßt bevorzugt ein ringförmiges Element mit im wesentlichen zylindrischen Innen- und koni schen Außenseiten. Der Außenradius der äußeren konischen Oberfläche kann beispielsweise von etwa 2 bis 34 Inch rei chen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der Au ßenradius der konischen Außenseite von etwa 3 bis 28 Inch, um in optimaler Weise einen Aufweitungskonus 3070 zum Aufweiten typischer Verschalungen bereitzustellen. Die axiale Länge des Aufweitungskonus 3070 kann beispielsweise vom etwa 2- bis 8- fachen des maximalen Außendurchmessers des Aufweitungskonus 3070 reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht die axiale Länge des Aufweitungskonus 3070 vom etwa 3- bis 5- fachen des maximalen Außendurchmessers des Aufweitungskonus 3070, um in optimaler Weise eine Stabilisierung und Zentrie rung des Aufweitungskonus 3070 während des Aufweitungsprozes ses bereitzustellen. Gemäß einer besonders bevorzugten Aus führungsform beträgt der maximale Außendurchmesser des Auf weitungskonus 3070 zwischen etwa 95 bis 99% des Innendurch messers der existierenden Schachtbohrung, mit welcher die Verschalung 3075 verbunden bzw. vereinigt werden soll. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der Angriffwinkel des Aufweitungskonus 3070 von etwa 5 bis 30°, um in optimaler Weise die Reibungskräfte mit den radialen Aufweitungskräften auszugleichen.

Der Aufweitungskonus 3070 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien her gestellt sein, wie etwa beispielsweise aus Maschinenwerkzeug stahl, Nitridstahl, Titan, Wolframcarbid, Keramik oder ande ren ähnlich hochfesten Materialien. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Aufweitungskonus 3070 aus D2- Maschinenstahl hergestellt, um in optimaler Weise hohe Fe stigkeit und Beständigkeit gegenüber Verschleiß und Grübchen korrosion bereitzustellen. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform besitzt die Außenseite des Aufweitungskonus 3070 eine Oberflächenhärte, die von etwa 58 bis 62 Rockwell C reicht, um in optimaler Weise hohe Festigkeit und Beständig keit bezüglich Verschleiß und Grübchenkorrosion bereitzustel len.

Der Aufweitungskonus 3070 kann mit dem zweiten äußeren Dich tungsdorn 3060 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen mechanischen Kupplun gen verbunden sein, wie etwa beispielsweise einer Bohrrohr verbindung, einer speziellen Gewindeverbindung aus Oilfield Country Tubular Goods, einer Ratschenverriegelungsgewindever bindung oder einer Standardgewindeverbindung. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform ist der Aufweitungskonus 3070 mit dem zweiten äußeren Dichtungsdorn 3060 unter Verwendung einer Standardgewindeverbindung verbunden, um in optimaler Weise hohe Festigkeit und problemlose Demontierbarkeit bereitzu stellen.

Die Verschalung 3075 ist mit den Gleitelementen 3025 und dem Aufweitungskonus 3070 lösbar verbunden. Die Verschalung 3075 umfaßt ein rohrförmiges Element. Die Verschalung 3075 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien hergestellt sein, wie beispielsweise aus geschlitzten Rohren, Oilfield Country Tubular Goods, Koh lenstoffstahl, Niedriglegierungsstahl, Edelstahl oder anderen ähnlich hochfesten Materialien. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform ist die Verschalung 3075 aus Oilfield Country Tubular Goods hergestellt, erhältlich von verschiedenen aus ländischen und inländischen Stahlwerken, um in optimaler Wei se hohe Festigkeit bereitzustellen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das obere Ende 3235 der Verschalung 3075 einen dünnwandigen Abschnitt 3240 und ein äußeres ringförmiges Abdichtungselement 3245. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Wandungsdicke des dünnwandigen Abschnitts 3240 etwa 50 bis 100% der regulä ren Wandungsdicke der Verschalung 3075. Auf diese Weise kann das obere Ende 3235 der Verschalung 3075 problemlos aufgewei tet und verformt werden in innigem Kontakt mit dem unteren Ende des existierenden Abschnitts der Schachtbohrungs- Verschalung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das untere Ende des existierenden Verschalungsabschnitts au ßerdem einen dünnwandigen Abschnitt. Auf diese Weise kann die radiale Aufweitung des dünnwandigen Abschnitts 3240 der Ver schalung 3075 in den dünnwandigen Abschnitt der existierenden Schachtbohrungs-Verschalung eine Schachtbohrungs-Verschalung mit im wesentlichen konstantem Innendurchmesser ergeben.

Das ringförmige Dichtungselement 3245 kann aus einer beliebi gen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Dich tungsmaterialien hergestellt sein, wie etwa beispielsweise aus Epoxidharz, Gummi, Metall oder Kunststoff. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das ringförmige Dichtungsele ment 3245 aus Stratalock-Epoxidharz hergestellt, um in opti maler Weise Zusammendrückbarkeit und Verschleißbeständigkeit bereitzustellen. Der Außendurchmesser des ringförmigen Dich tungselements 3245 beträgt bevorzugt von etwa 70 bis 95% des Innendurchmessers des unteren Abschnitts der Schachtbohrungs- Verschalung, mit welcher die Verschalung 3075 verbunden bzw. vereinigt werden soll. Auf diese Weise stellt nach radialer Aufweitung das ringförmige Dichtungselement 3245 in optimaler Weise eine Fluiddichtung bereit und außerdem eine ausreichen de Reibungskraft mit der Innenseite des existierenden Schachtbohrungs-Verschalungsabschnitts während der radialen Aufweitung der Verschalung 3075, um die Verschalung 3075 ab zustützen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das untere En de der Verschalung 3075 einen dünnwandigen Abschnitt 3255 und ein äußeres ringförmiges Dichtungselement 3260. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Wandungsdicke des dünnwandigen Abschnitts 3255 etwa 50 bis 100% der regulären Wandungsdicke der Verschalung 3075. Auf diese Weise kann das untere Ende 3250 der Verschalung 3075 problemlos aufgeweitet und verformt werden. Auf diese Weise kann außerdem ein weite rer Verschalungsabschnitt problemlos mit dem unteren Ende 3250 der Verschalung 3075 unter Verwendung eines radialen Aufweitungsprozesses verbunden bzw. vereinigt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das obere Ende des weiteren Verschalungsabschnitts außerdem einen dünnwandigen Abschnitt. Auf diese Weise führt die radiale Aufweitung des dünnwandigen Abschnitts des oberen Endes der weiteren Ver schalung in den dünnwandigen Abschnitt 3255 des unteren Endes 3250 der Verschalung 3075 zu einer Schachtbohrungs- Verschalung mit im wesentlichen konstantem Innendurchmesser.

Das obere ringförmige Dichtungselement 3245 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Dichtungsmaterialien hergestellt sein, wie etwa beispielswei se aus Epoxidharz, Gummi, Metall oder Kunststoff. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das obere ringförmige Dich tungselement 3245 aus Stratalock-Epoxidharz hergestellt, um in optimaler Weise Zusammendrückbarkeit und Verschleißbestän digkeit bereitzustellen. Der Außendurchmesser des oberen ringförmigen Dichtungselements 3245 beträgt bevorzugt von et wa 70 bis 95% des Innendurchmessers des unteren Abschnitts der existierenden Schachtbohrungs-Verschalung, mit welcher die Verschalung 3075 verbunden bzw. vereinigt werden soll. Auf diese Weise stellt nach radialer Aufweitung das obere ringförmige Dichtungselement 3245 bevorzugt eine Fluiddich tung bereit und außerdem eine ausreichende Reibungskraft mit der Innenwandung der Schachtbohrung während der radialen Auf weitung der Verschalung 3075, um die Verschalung 3075 abzu stützen.

Das untere ringförmige Dichtungselement 3260 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Dichtungsmaterialien hergestellt sein, wie etwa beispielswei se aus Epoxidharz, Gummi, Metall oder Kunststoff. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das untere ringförmige Dich tungselement 3260 aus Stratalock-Epoxidharz hergestellt, um in optimaler Weise optimale Zusammendrückbarkeit und Ver schleißbeständigkeit bereitzustellen. Der Außendurchmesser des unteren ringförmigen Dichtungselements 3260 beträgt be vorzugt von etwa 70 bis 95% des Innendurchmessers des unteren Abschnitts der existierenden Schachtbohrungs-Verschalung, mit welcher die Verschalung 3075 verbunden bzw. vereinigt werden soll. Auf diese Weise stellt nach radialer Aufweitung das un tere ringförmige Dichtungselement 3260 bevorzugt eine Fluid dichtung bereit und außerdem eine ausreichende Reibungskraft mit der Innenwandung der Schachtbohrung während der radialen Aufweitung der Verschalung 3075, um die Verschalung 3075 ab zustützen.

Während des Betriebs wird die Vorrichtung 3000 bevorzugt in einer Schachtbohrung positioniert, wobei das obere Ende 3235 der Verschalung 3075 in überlappender Beziehung mit dem unte ren Ende der existierenden Schachtbohrungs-Verschalung ange ordnet wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der dünnwandige Abschnitt 3240 der Verschalung 3075 in gegenüber liegender Überlappungsbeziehung mit dem dünnwandigen Ab schnitt und dem äußeren ringförmigen Dichtungselement des un teren existierenden Schachtbohrungs-Verschalungsabschnitts positioniert. Auf diese Weise drückt die radiale Aufweitung der Verschalung 3075 die dünnwandigen Abschnitte und die ringförmigen zusammendrückbaren Elemente des oberen Endes 3235 der Verschalung 3075 und das untere Ende der existieren den Schachtbohrungs-Verschalung in innigen Kontakt zusammen. Während der Positionierung der Vorrichtung 3000 in der Schachtbohrung wird die Verschalung 3000 bevorzugt durch den Aufweitungskonus 3070 abgestützt.

Nach der Positionierung der Vorrichtung 3000 wird ein erstes Fluidmaterial in den Fluiddurchlaß 3080 gepumpt. Das erste Fluidmaterial kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien umfassen, wie etwa bei spielsweise Bohrschlamm, Wasser, Epoxidharz, Zement, Schlac kengemisch oder Schmiermittel. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform umfaßt das erste Fluidmaterial ein aushärtbares Fluiddichtungsmaterial, wie etwa beispielsweise Zement, Epo xidharz oder Schlackengemisch, um in optimaler Weise einen aushärtbaren äußeren ringförmigen Körper um die aufgeweitete Verschalung 3075 bereitzustellen.

Das erste Fluidmaterial kann in den Fluiddurchlaß 3080 mit Betriebsdrücken und Durchsätzen gepumpt werden, die bei spielsweise von etwa 0 bis 4.500 psi bzw. 0 bis 4.500 Gallo nen/Minute reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das erste Fluidmaterial in den Fluiddurchlaß 3080 mit Betriebsdrücken und Durchsätzen gepumpt, die von etwa 0 bis 3.500 psi bzw. 0 bis 1.200 Gallonen/Minute reichen, um in op timaler Weise betriebsmäßige Effizienz bereitzustellen.

Das in den Fluiddurchlaß 3080 gepumpte erste Fluidmaterial durchsetzt die Fluiddurchlässe 3085, 3090, 3095, 3100 und 3105 und gelangt daraufhin zur Außenseite der Vorrichtung 3000. Das erste Fluidmaterial füllt daraufhin bevorzugt den ringförmigen Bereich zwischen der Außenseite der Vorrichtung 3000 und den Innenwänden der Schachtbohrung.

Der Stopfen 3230 wird daraufhin in den Fluiddurchlaß 3080 eingeführt. Der Stopfen 3230 gelangt zum Sitz in dem Veren gungsdurchlaß 3225 und isoliert fluidmäßig und versperrt den Fluiddurchlaß 3100. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden mehrere Volumina eines nicht aushärtbaren Fluidmateri als daraufhin in den Fluiddurchlaß 3080 gepumpt, um jegliches aushärtbare Fluidmaterial zu entfernen, welches darin enthal ten ist, und um sicherzustellen, daß keine der Fluiddurchläs se blockiert ist.

Daraufhin wird ein zweites Fluidmaterial in den Fluiddurchlaß 3080 gepumpt. Das zweite Fluidmaterial kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materiali en umfassen, wie etwa beispielsweise Wasser, Bohrgase, Bohr schlamm oder Schmiermittel. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfaßt das zweite Fluidmaterial nicht aushärtbares Fluidmaterial, wie etwa beispielsweise Wasser, Bohrschlamm, Bohrgase oder Schmiermittel, um in optimaler Weise ein Unter drucksetzen der Druckkammern 3175 und 3190 bereitzustellen.

Das zweite Fluidmaterial kann in den Fluiddurchlaß 3080 mit Betriebsdrücken und Durchsätzen gepumpt werden, die bei spielsweise von etwa 0 bis 4.500 psi bzw. 0 bis 4.500 Gallo nen/Minute reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das zweite Fluidmaterial in den Fluiddurchlaß 3080 mit Betriebsdrücken und Durchsätzen gepumpt, die von etwa 0 bis 3.500 psi bzw. 0 bis 1.200 Gallonen/Minute reichen, um in op timaler Weise betriebsmäßige Effizienz bereitzustellen.

Das in den Fluiddurchlaß 3080 gepumpte zweite Fluidmaterial durchsetzt die Fluiddurchlässe 3085, 3090, 3095, 3100 und ge langt in die Druckkammern 3130 der Gleitelemente 3025 und in die Druckkammern 3175 und 3190. Fortgesetztes Pumpen des zweiten Fluidmaterials setzt die Druckkammern 3130, 3175 und 3190 unter Druck.

Das Unterdrucksetzen der Druckkammern 3130 veranlaßt die hy draulischen Gleitelemente 3140 dazu, in der radialen Richtung aufzuweiten und die Innenseite der Verschalung 3075 zu er greifen. Die Verschalung 3075 wird daraufhin bevorzugt in im wesentlichen stationärer Position gehalten.

Das Unterdrucksetzen der Druckkammern 3175 und 3190 veranlaßt den ersten oberen Dichtungskopf 3030, den ersten äußeren Dichtungsdorn 3040, den zweiten oberen Dichtungskopf 3050, den zweiten äußeren Dichtungsdorn 3060 und den Aufweitungsko nus 3070 dazu, sich in axialer Richtung relativ zu der Ver schalung 3075 zu bewegen. Auf diese Weise veranlaßt der Auf weitungskonus 3070 die Verschalung 3075 dazu, in der radialen Richtung aufzuweiten, beginnend mit dem unteren Ende der Ver schalung 3075.

Während des radialen Aufweitungsprozesses wird die Verscha lung 3075 daran gehindert, sich in der Aufwärtsrichtung zu bewegen, und zwar durch die Gleitelemente 3025. Eine Länge der Verschalung 3075 wird daraufhin in der radialen Richtung durch das Unterdrucksetzen der Druckkammern 3175 und 3190 ra dial aufgeweitet. Die Länge der Verschalung 3075, die während des Aufweitungsprozesses aufgeweitet wird, ist proportional zu der Hublänge des ersten oberen Dichtungskopfs 3030, des ersten äußeren Dichtungsdorns 3040, des zweiten oberen Dich tungskopfs 3050 und des Aufweitungskonus 3070.

Bei der Beendigung des Hubs wird er Betriebsdruck des zweiten Fluidmaterials verringert und der erste obere Dichtungskopf 3030, der erste äußere Dichtungsdorn 3040, der zweite obere Dichtungskopf 3050, der zweite äußere Dichtungsdorn 3060 und der Aufweitungskonus 3070 fallen in ihre Ruhepositionen hin unter, wobei die Verschalung 3075 durch den Aufweitungskonus 3070 abgestützt ist. Die Verringerung des Betriebsdrucks des zweiten Fluidmaterials veranlaßt die Vorspannfeder 3135 der Gleitelemente 3025 dazu, die Gleitelemente 3140 von der In nenwandung der Verschalung 3075 weg zu ziehen.

Die Position des Bohrrohrs 3075 wird bevorzugt während (des ganzen) radialen Aufweitungsprozesses eingestellt, um die Überlappungsbeziehung zwischen den dünnwandigen Abschnitten des unteren Endes der existierenden Schachtbohrungs- Verschalung und dem oberen Ende der Verschalung 3235 beizube halten. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Un terhubsetzen des Aufweitungskonus 3070 daraufhin, falls er forderlich, wiederholt, bis der dünnwandige Abschnitt 3240 des oberen Endes 3235 der Verschalung 3075 in den dünnwandi gen Abschnitt des unteren Endes der existierenden Schachtboh rungs-Verschalung aufgeweitet ist. Auf diese Weise wird eine Schachtbohrungs-Verschalung gebildet, die zwei benachbarte Verschalungsabschnitte mit im wesentlichen konstantem Innen durchmesser umfaßt. Dieser Prozeß wird daraufhin für die ge samte Schachtbohrung wiederholt, um eine Schachtbohrung einer Länge von tausenden Fuß mit im wesentlichen konstantem Innen durchmesser bereitzustellen.

Während des abschließenden Hubs des Aufweitungskonus 3070 werden gemäß einer bevorzugten Ausführungsform die Gleitele mente 3025 so nahe wie möglich an dem dünnwandigen Abschnitt 3240 des oberen Endes 3235 der Verschalung 3075 positioniert, um ein Verrutschen zwischen der Verschalung 3075 und der exi stierenden Schachtbohrungs-Verschalung am Ende des radialen Aufweitungsprozesses zu minimieren. Alternativ oder zusätz lich wird der Außendurchmesser des oberen ringförmigen Dich tungselements 3245 so gewählt, daß ein ausreichender Grenz flächensitz mit dem Innendurchmesser des unteren Endes der existierenden Verschalung sichergestellt ist, um eine axiale Verschiebung der Verschalung 3075 während des abschließenden Hubs zu verhindern. Alternativ oder zusätzlich wird der Au ßendurchmesser des unteren ringförmigen Dichtungselements 3260 so gewählt, daß ein Grenzflächensitz mit den Innenwänden der Schachtbohrung zu einem früheren Zeitpunkt des radialen Aufweitungsprozesses sichergestellt wird, um eine axiale Ver schiebung der Verschalung 3075 zusätzlich zu verhindern. Ge mäß einer bevorzugten Ausführungsform dieser abschließenden Alternative wird der Grenzflächensitz bevorzugt gewählt, um ein Aufweiten der Verschalung 3075 durch Ziehen des Aufwei tungskonus 3070 aus der Schachtbohrung heraus zu ermöglichen, ohne daß die Druckkammern 3175 und 3190 unter Druck gesetzt werden müssen.

Während des radialen Aufweitungsprozesses sind die unter Druck gesetzten Bereiche der Vorrichtung 3000 bevorzugt be grenzt auf die Fluiddurchlässe 3080, 3085, 3090, 3095, 3100, 3110, 3115, 3120, die Druckkammern 3130 in den Gleitelementen 3025 und die Druckkammern 3175 und 3190. Keinerlei Fluiddruck wirkt direkt auf die Verschalung 3075. Dies erlaubt die Ver wendung von Betriebsdrücken, die höher sind als diejenigen, welchen die Verschalung 3075 normalerweise zu widerstehen vermag.

Sobald die Verschalung 3075 vollständig von dem Aufweitungs konus 3070 weggepreßt wurde, werden die verbleibenden Teile der Vorrichtung 3000 aus der Schachtbohrung entfernt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der Kontaktdruck zwischen den verformten dünnwandigen Abschnitten und den zu sammendrückbaren ringförmigen Elementen des unteren Endes der existierenden Verschalung und dem oberen Ende 3235 der Ver schalung 3075 von etwa 400 bis 10.000 psi, um in optimaler Weise die Verschalung 3075 während unter Verwendung der exi stierenden Schachtbohrungs-Verschalung abzustützen.

Auf diese Weise wird die Verschalung 3075 radial in Kontakt mit einem existierenden Verschalungsabschnitt aufgeweitet durch Unterdrucksetzen der inneren Fluiddurchlässe 3080, 3085, 3090, 3095, 3100, 3110, 3115 und 3120, die Druckkammern 3130 der Gleitelemente 3025 und die Druckkammern 3175 und 3190 der Vorrichtung 3000.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird, falls erforder lich, der ringförmige Körper aus aushärtbarem Fluidmaterial daraufhin aushärten gelassen, um einen steifen bzw. starren äußeren ringförmigen Körper um die aufgeweitete Verschalung 3075 zu bilden. In dem Fall, daß die Verschalung 3075 ge schlitzt ist, durchdringt das ausgehärtete Fluidmaterial be vorzugt die aufgeweitete Verschalung 3075 und hüllt sie ein. Der resultierende neue Schachtbohrungs-Verschalungsabschnitt umfaßt die aufgeweitete Verschalung 3075 und den starren äu ßeren ringförmigen Körper. Die Überlappungsverbindung zwi schen der bereits existierenden Schachtbohrungs-Verschalung und der aufgeweiteten Verschalung 3075 umfaßt die verformten dünnwandigen Abschnitte und die zusammendrückbaren äußeren ringförmigen Körper. Der Innendurchmesser der resultierenden kombinierten Schachtbohrungs-Verschalungen ist im wesentli chen konstant. Auf diese Weise wird eine Schachtbohrungs- Verschalung mit durchgehend gleichem bzw. identischem Durch messer gebildet. Dieser Prozeß, überlappende rohrförmige Ele mente aufzuweiten, die dünnwandige Endabschnitte aufzuweisen, und zwar mit den zusammendrückbaren ringförmigen Körpern in Kontakt, kann für die gesamte Länge einer Schachtbohrung wie derholt werden. Auf diese Weise kann eine Schachtbohrungs- Verschalung mit durchgehend gleichem Durchmesser für tausende Fuß in einer unterirdischen Formation bereitgestellt werden.

Wenn der Aufweitungskonus 3070 sich dem oberen Ende 3235 der Verschalung 3075 nähert, wird gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform der betriebsmäßige Durchsatz des zweiten Fluids verringert, um einen Stoß auf die Vorrichtung 3000 zu mini mieren. Gemäß einer alternativen Ausführungsform umfaßt die Vorrichtung 3000 einen Stoßabsorber zum Absorbieren des Sto ßes, der durch die Beendigung der radialen Aufweitung der Verschalung 3075 erzeugt wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der verringer te Betriebsdruck des zweiten Fluidmaterials von etwa 100 bis 1.000 psi, wenn der Aufweitungskonus 3070 sich dem Ende der Verschalung 3075 nähert, um in optimaler Weise eine verrin gerte axiale Bewegung und Geschwindigkeit des Aufweitungsko nus 3070 bereitzustellen. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform wird der Betriebsdruck des zweiten Fluidmaterials während des Rückstellhubs der Vorrichtung 3000 verringert auf einen Bereich von etwa 0 bis 500 psi, um den Widerstand bzw. die Beständigkeit gegenüber der Bewegung des Aufweitungskonus 3070 während des Rückstellhubs zu minimieren. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform reicht die Hublänge der Vorrichtung 3000 von etwa 10 bis 45 Fuß, um in optimaler Weise eine Anla ge bereitzustellen, die problemlos gehandhabt werden kann un ter Verwendung typischer Ölbohrhandhabungseinrichtungen und zusätzlich zum Minimieren der Frequenz, mit welcher die Vor richtung 3000 erneut in Hubbewegung versetzt werden muß.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform umfaßt zumindest ein Teil von den oberen Dichtungsköpfen 3030 und 3050 bzw. von einem derselben einen Aufweitungskonus zum radialen Aufweiten der Verschalung 3075 während des Betriebs der Vorrichtung 3000, um den Oberflächenbereich der Verschalung 3075 zu ver größern, auf welchen während des radialen Aufweitungsprozes ses eingewirkt wird. Auf diese Weise können die Betriebsdrüc ke verringert werden.

Alternativ kann die Vorrichtung 3000 verwendet werden, um ei nen ersten Rohrleitungsabschnitt mit einem existierenden Rohrleitungsabschnitt zu verbinden bzw. zu vereinigen. Alter nativ kann die Vorrichtung 3000 verwendet werden, um das In nere der Schachtbohrung mit einer Verschalung direkt auszu kleiden, ohne die Verwendung einer äußeren ringförmigen Schicht aus aushärtbarem Material. Alternativ kann die Vor richtung 3000 verwendet werden, um ein rohrförmiges Tragele ment in einem Loch aufzuweiten.

Unter Bezug auf Fig. 21 wird nunmehr eine Vorrichtung 3330 zum Isolieren von unterirdischen Zonen erläutert. Eine Schachtbohrung 3005 mit einer Verschalung 3310 ist in einer unterirdischen Formation 3315 angeordnet. Die unterirdische Formation 3315 umfaßt eine Anzahl von produktiven und nicht produktiven Zonen, einschließlich einer Wasserzone 3320 und einer angezielten Öl-Sand-Zone 3325. Während der Exploration der unterirdischen Formation 3315 kann die Schachtbohrung 3305 in an sich bekannter Weise aufgeweitet werden, um die verschiedenen produktiven und nicht produktiven Zonen, ein schließlich der Wasserzone 3320 und der angezielten Öl-Sand- Zone 3325 zu queren.

Um die Wasserzone 3320 von der angezielten Öl-Sand-Zone 3325 fluidmäßig zu isolieren, wird eine Vorrichtung 3330 vorgese hen, welche einen oder mehrere Abschnitte einer massiven Ver schalung 3335, eine oder mehrere externe Dichtungen 3340, ei nen oder mehrere Abschnitte einer geschlitzten Verschalung 3345, einen oder mehrere Zwischenabschnitte einer massiven Verschalung 3350 und einen massiven Schuh 3355 umfaßt.

Die massive Verschalung 3335 kann mit einer Fluidleitung ver sehen sein, welche Fluide und anderes Material von einem Ende der massiven Verschalung 3335 zum anderen Ende der massiven Verschalung 3335 überträgt. Die massive Verschalung 3335 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhält lichen Abschnitten aus massiver rohrförmiger Verschalung um fassen, wie beispielsweise Ölfeldrohre, hergestellt aus Chromstahl oder Glasfasern. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfaßt die massive Verschalung 3335 Ölfeldrohre, erhältlich von verschiedenen ausländischen und inländischen Stahlwerken.

Die massive Verschalung 3335 ist bevorzugt mit der Verscha lung 3310 verbunden. Die massive Verschalung 3335 kann mit der Verschalung 3310 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Prozessen verbun den sein bzw. werden, beispielsweise durch Schweißen, durch geschlitzte und aufweitbare Verbinder oder durch aufweitbare massive Verbinder. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die massive Verschalung 3335 mit der Verschalung 3310 un ter Verwendung aufweitbarer massiver Verbinder verbunden. Die massive Verschalung 3335 kann mehrere derartige massive Ver schalungen 3335 umfassen.

Die massive Verschalung 3335 ist bevorzugt mit einer oder mehreren geschlitzten Verschalungen 3345 verbunden. Die mas sive Verschalung 3335 kann mit der geschlitzten Verschalung 3345 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmli chen, kommerziell erhältlichen Prozessen verbunden sein, bei spielsweise durch Schweißen, durch geschlitzte oder aufweit bare Verbinder. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die massive Verschalung 3335 mit der geschlitzten Verschalung 3345 durch aufweitbare massive Verbinder verbunden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Verscha lung 3335 ein oder mehrere Ventilelemente 3360 zum Steuern der Strömung von Fluiden und anderen Materialien innerhalb des inneren Bereichs der Verschalung 3335. Während des Pro duktionsbetriebsart-Betriebs kann ein internes rohrförmiges Gestänge mit verschiedenen Anordnungen von Dichtstücken, per forierten Rohren, Gleitbuchsen und Ventilen innerhalb der Vorrichtung verwendet werden, um verschiedene Optionen zum Vereinigen und Isolieren von unterirdischen Zonen mit bzw. von einander und Bereitstellen eines Fluidpfads zur Oberflä che verwendet werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die Verschalung 3335 in der Schachtbohrung 3305 durch Aufweiten der Verscha lung 3335 in der radialen Richtung in innigen Kontakt mit den Innenwänden der Schachtbohrung 3305 plaziert. Die Verschalung 3335 kann in der radialen Richtung aufgeweitet werden unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommer ziell erhältlichen Methoden. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform wird die Verschalung 3335 in der radialen Richtung unter Verwendung von einem oder mehreren Prozessen und Vor richtungen aufgeweitet, die vorstehend erläutert sind.

Die Dichtungen 3340 verhindern den Hindurchtritt von Fluiden und anderen Materialien in den ringförmigen Bereich 3365 zwi schen den massiven Verschalungen 3335 und 3350 und der Schachtbohrung 3305. Die Dichtungen 3340 können eine beliebi ge Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Dich tungsmaterialien umfassen, die geeignet sind zum Abdichten einer Verschalung in einer Schachtbohrung, wie etwa bei spielsweise Blei, Gummi oder Epoxidharz. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform umfassen die Dichtungen 3340 Strata lock-Epoxidharz-Material, erhältlich von Halliburton Energy Services.

Die geschlitzte Verschalung 3345 erlaubt es, daß Fluide und andere Materialien in das Innere der geschlitzten Verschalung 3345 hinein und aus diesem heraus sowie in den ringförmigen Bereich 3365 hinein und aus diesem hinaus treten. Auf diese Weise können Öl und Gas von einer unterirdischen Produktions zone innerhalb einer unterirdischen Formation erzeugt bzw. produziert werden. Die geschlitzte Verschalung 3345 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Abschnitten aus geschlitzter rohrförmiger Verschalung umfas sen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die ge schlitzte Verschalung 3345 eine aufweitbare geschlitzte rohr förmige Verschalung, erhältlich von Petroline in Aberdeen, Schottland. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfaßt die geschlitzte Verschalung 145 aufweitbare geschlitz te rohrförmige Sandsiebverschalungen, erhältlich von Petroli ne in Aberdeen, Schottland.

Die geschlitzte Verschalung 3345 ist bevorzugt mit einer oder mehreren massiven Verschalungen 3335 verbunden. Die ge schlitzte Verschalung 3345 kann mit der massiven Verschalung 3335 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmli chen, kommerziell erhältlichen Prozessen verbunden werden, beispielsweise durch Schweißen, durch geschlitzte oder massi ve aufweitbare Verbinder. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform ist die geschlitzte Verschalung 3345 mit der massi ven Verschalung 3335 durch aufweitbare massive Verbinder ver bunden.

Die geschlitzte Verschalung 3345 ist mit einer oder mehreren massiven Zwischenverschalungen bevorzugt verbunden. Die ge schlitzte Verschalung 3345 kann mit der massiven Zwischenver schalung 3350 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Prozessen verbunden werden, beispielsweise durch Schweißen oder durch aufweitbare massive oder geschlitzte Verbinder. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die geschlitzte Verschalung 3345 mit der massiven Zwischenverschalung 3350 durch aufweitbare massive Verbinder verbunden.

Der letzte Abschnitt der geschlitzten Verschalung 3345 ist bevorzugt mit dem Schuh 3355 verbunden. Der letzte geschlitz te Abschnitt 3345 kann mit dem Schuh 3355 unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell er hältlichen Prozessen verbunden werden, wie beispielsweise durch Schweißen oder durch aufweitbare massive oder ge schlitzte Verbinder. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die letzte geschlitzte Verschalung 3345 mit dem Schuh 3355 durch einen aufweitbaren massiven Verbinder verbunden.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform wird der Schuh 3355 direkt mit der letzten der massiven Zwischenverschalungen 3350 verbunden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die geschlitzten Verschalungen 3345 innerhalb der Schachtbohrung 3305 positio niert durch Aufweiten der geschlitzten Verschalungen 3345 in radialer Richtung in innigen Kontakt mit den Innenwänden der Schachtbohrung 3305. Die geschlitzten Verschalungen 3345 kön nen in radialer Richtung unter Verwendung einer beliebige An zahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Prozessen aufgeweitet werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die geschlitzten Verschalungen 3345 in der radialen Richtung unter Verwendung von einem der vorstehend erläuter ten Prozesse und eine der vorstehend erläuterten Vorrichtun gen unter Bezug auf Fig. 14a bis 20 aufgeweitet.

Die massive Zwischenverschalung 3350 erlaubt es, daß Fluide und andere Materialien zwischen benachbarten und geschlitzten Verschalungen 3345 hindurchtreten können. Die massive ge schlitzte Verschalung 3350 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Abschnitten aus mas siven rohrförmigen Verschalungen umfassen, wie beispielsweise Ölfeldrohre, hergestellt aus Chromstahl oder Glasfasern. Ge mäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die massive Zwi schenverschalung 3350 Ölfeldrohre, erhältlich von ausländi schen und inländischen Stahlwerken.

Die massive Zwischenverschalung 3350 ist bevorzugt mit einem oder mehreren Abschnitten der geschlitzten Verschalung 3345 verbunden. Die massive Zwischenverschalung 3350 kann mit der geschlitzten Verschalung 3345 unter Verwendung einer beliebi gen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Pro zessen verbunden werden, wie beispielsweise durch Schweißen oder durch massive oder geschlitzte aufweitbare Verbinder. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die massive Zwi schenverschalung 3350 mit der geschlitzten Verschalung 3345 durch aufweitbare massive Verbinder verbunden. Die massive Zwischenverschalung 3350 kann mehrere derartige massive Zwi schenverschalungen 3350 umfassen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt jede massive Zwischenverschalung 3350 ein oder mehrere Dichtungselemente 3317 zum Steuern der Strömung von Fluiden und anderen Mate rialien innerhalb des inneren Bereichs der Zwischenverscha lung 3350. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, und wie sich dem Fachmann auf diesem Gebiet der Technik durch Studium der vorliegenden Offenbarung ohne weiteres erschließt, kann während der Produktionsbetriebsart ein rohrförmiges internes Gestänge mit verschiedenen Anordnungen aus Dichtstücken, per forierten Rohren, Gleitbuchsen und Ventilen innerhalb der Vorrichtung verwendet werden, um verschiedene Optionen zum Vereinigen und Isolieren von unterirdischen Zonen mit bzw. von einander verwendet, indem ein Fluidpfad zur Oberfläche bereitgestellt wird.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird die Zwischenverschalung 3350 in die Schachtbohrung plaziert, in dem die Zwischenverschalung 3350 in der radialen Richtung in innigen Kontakt mit den Innenwänden der Schachtbohrung 3305 aufgeweitet wird. Die Zwischenverschalung 3350 kann in der radialen Richtung unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell verfügbaren Methoden aufgewei tet werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann eine bzw. können mehrere massive Zwischenverschalungen 3350 weggelassen wer den. Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform ist eine oder sind mehrere geschlitzte Verschalungen 3345 mit ei ner oder mehreren Dichtungen 3340 vorgesehen.

Der Schuh 3355 stellt für die Vorrichtung 3330 ein Abstütz element bereit. Auf diese Weise können verschiedene Produk tions- und Explorationswerkzeuge durch den Schuh 3355 verwen det werden. Der Schuh 3355 umfaßt eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Schuhen, die geeignet sind zur Verwendung in einer Schachtbohrung, beispielsweise ein Zement gefüllter Schuh, ein Aluminium- oder ein Verbund stoffschuh. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Schuh 3355 einen Aluminiumschuh, erhältlich von Hallibur ton. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Schuh 3355 gewählt, um eine ausreichende Druck- und Spannungsfe stigkeit bereitzustellen, um die Verwendung von Produktions- und Explorationswerkzeugen hoher Kapazität bereitzustellen.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Vorrichtung 3330 mehrere massive Verschalungen 3335, mehrere Dichtungen 3340, mehrere geschlitzte Verschalungen 3345, meh rere massive Zwischenverschalungen 3350 und einen Schuh 3355. Insbesondere kann die Vorrichtung 3330 eine oder mehrere mas sive Verschalungen 3335, jeweils mit einem oder mehreren Ven tilelementen 3360, n geschlitzte Verschalungen 3345, n - 1 mas sive Zwischenverschalungen 3350, jede mit einem oder mehreren Ventilelementen 3370, und einen Schuh 3355 umfassen.

Während des Betriebs der Vorrichtung 3330 können Öl und Gas in gesteuerter Weise aus der angezielten Öl-Sand-Zone 3325 unter Verwendung der geschlitzten Verschalungen 3345 produ ziert bzw. erzeugt werden. Das Öl und Gas können daraufhin zu einer Oberflächenstelle unter Verwendung der massiven Ver schalung 3335 transportiert werden. Die Verwendung von massi ven Zwischenverschalungen 3350 mit Ventilelementen 3370 er möglicht es, daß isolierte Abschnitte der Zone 3325 für die Produktion wahlweise isoliert werden. Die Dichtungen 3340 er möglichen es, daß die Zone 3325 von der Zone 3320 fluidmäßig isoliert wird. Die Dichtungen 3340 erlauben es außerdem, daß isolierte Abschnitte der Zone 3325 von einander fluidmäßig isolie 99999 00070 552 001000280000000200012000285919988800040 0002010028015 00004 99880rt werden. Auf diese Weise erlaubt die Vorrichtung 3330, daß unerwünschte und/oder nicht produktive unterirdi sche Zonen fluidmäßig isoliert werden.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform und wie sich dem Fachmann auf diesem Gebiet der Technik unter Studium der vor liegenden Offenbarung ohne weiteres erschließt, kann während der Produktionsbetriebsart ein inneres rohrförmiges Gestänge mit verschiedenen Anordnungen von Dichtstücken, perforierten Rohren, Gleitbuchsen und Ventilen innerhalb der Vorrichtung verwendet werden, um verschiedene Optionen zum Vereinigen und Isolieren von unterirdischen Zonen mit bzw. von einander be reitzustellen, während ein Fluidpfad zur Oberfläche bereitge stellt wird.

Unter Bezug auf Fig. 22a, 22b, 22c und 22d wird eine Ausfüh rungsform einer Vorrichtung 3500 zum Ausbilden einer Schacht bohrungs-Verschalung bereitgestellt, während die Schachtboh rung gebohrt bzw. vorgetrieben wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Vorrichtung 3500 ein Tragelement 3505, einen Dorn 3510, eine Dornstarteinrichtung 3515, einen Schuh 3520, ein rohrförmiges Element 3525, einen Schlammmotor 3530, eine Bohrspitze 3535, einen ersten Fluiddurchlaß 3540, einen zweiten Fluiddurchlaß 3545, eine Druckkammer 3550, ei nen dritten Fluiddurchlaß 3555, eine Becherdichtung 3560, ei nen Schmiermittelkörper 3565, Dichtungen 3570 und eine lösba re Kupplung 3600.

Das Tragelement 3505 ist mit dem Dorn 3510 verbunden. Das Tragelement 3505 umfaßt bevorzugt ein ringförmiges Element ausreichender Festigkeit, um die Vorrichtung 3500 innerhalb der Schachtbohrung 3575 zu tragen und abzustützen. Gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Tragelement 3505 außerdem einen oder mehrere (nicht gezeigte) Zentrierer, um die Stabilisierung der Vorrichtung 3500 zu fördern.

Das Tragelement 3505 kann einen oder mehrere Abschnitte von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen rohrförmigen Materia lien umfassen, wie etwa beispielsweise Oilfield Country Tubu lar Goods, Niedriglegierungsstahl, Edelstahl oder Kohlen stoffstahl. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Tragelement 3505 ein Spiralrohr oder ein Bohrrohr, um die Plazierung der Vorrichtung 3500 innerhalb einer nicht verti kalen Schachtbohrung in optimaler Weise zu ermöglichen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Tragele ment 3505 einen ersten Fluiddurchlaß 3540 zum Fördern von Fluidmaterialien von einer Oberflächenstelle zu dem Fluid durchlaß 3545. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste Fluiddurchlaß 3540 dazu ausgelegt, Fluidmateriali en, wie etwa beispielsweise Wasser, Bohrschlamm, Zement, Epo xidharz oder Schlackengemisch, mit Betriebsdrücken und Durch sätzen zu fördern, die von etwa 0 bis 10.000 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen.

Der Dorn 3510 ist mit dem Tragelement 3505 verbunden und durch dieses abgestützt. Der Dorn 3510 ist außerdem mit der Dornstarteinrichtung 3515 und dem rohrförmigen Element 3525 verbunden und trägt diese. Der Dorn 3510 ist bevorzugt dazu ausgelegt, in radialer Richtung gesteuert aufzuweiten. Der Dorn 3510 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kom merziell erhältlichen Dornen umfassen, modifiziert in Über einstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung. Ge mäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Dorn 3510 ein hydraulisches Aufweitungswerkzeug, das in der US-A- 5 348 095 offenbart ist, deren Inhalt zum Gegenstand der vor liegenden Offenbarung erklärt wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Dorn 3510 einen oder mehrere konische Abschnitte zum Aufweiten des rohrförmigen Elements 3525 in der radialen Richtung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Oberflächen der konischen Abschnitte des Dorns 3510 eine Oberflächenhärte auf, die von etwa 58 bis 62 Rockwell C reicht, um in optima ler Weise das rohrförmige Element 3525 radial aufzuweiten.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Dorn 3510 einen zweiten Fluiddurchlaß 3545, der mit dem ersten Fluid durchlaß 3540 und der Druckkammer 3550 fluidmäßig verbunden ist, um Fluidmaterialien aus dem ersten Fluiddurchlaß 3540 zu der Druckkammer 3550 zu fördern. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform ist der zweite Fluiddurchlaß 3545 dazu ausge legt, Fluidmaterialien, wie etwa beispielsweise Wasser, Bohr schlamm, Zement, Epoxidharz oder Schlackengemisch, mit Be triebsdrücken und Durchsätzen zu fördern, die von etwa 0 bis 12.000 psi bzw. 0 bis 3.500 Gallonen/Minute reichen, um in optimaler Weise einen Betriebsdruck für einen effizienten Be trieb bereitzustellen.

Die Dornstarteinrichtung 3515 ist mit dem rohrförmigen Ele ment 3525, dem Dorn 3510 und dem Schuh 3520 verbunden. Die Dornstarteinrichtung 3515 umfaßt bevorzugt ein verjüngtes ringförmiges Element, welches mit einem Abschnitt von zumin dest den konischen Abschnitten der Außenseite des Dorns 3510 zusammenpaßt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Wandungsdicke der Dornstarteinrichtung geringer als die Wan dungsdicke des rohrförmigen Elements 3525, um das Einleiten des radialen Aufweitungsprozesses zu erleichtern, und um die Plazierung der Vorrichtung in Öffnungen mit geringem Spiel bzw. engen Freiräumen zu erleichtern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Wandungsdicke der Dornstartein richtung 3515 von etwa 50 bis 100% der Wandungsdicke des rohrförmigen Elements 3525 unmittelbar benachbart zu der Dornstarteinrichtung 3515, um in optimaler Weise den radialen Aufweitungsprozeß zu erleichtern, und um das Einführen der Vorrichtung 3500 in Schachtbohrungs-Verschalungen und andere Bereiche mit engen Zwischenräumen bzw. geringem Spiel zu er leichtern.

Die Dornstarteinrichtung 3515 kann aus einer beliebigen An zahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien hergestellt sein, wie etwa beispielsweise aus Oilfield Coun try Tubular Goods, Niedriglegierungsstahl, Kohlenstoffstahl oder Edelstahl. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Dornstarteinrichtung 3515 aus Oilfield Country Tubular Goods höherer Festigkeit hergestellt, indem die Wandungsdicke geringer ist als diejenige des rohrförmigen Elements 3525, um in optimaler Weise einen kleineren Behälter mit ungefähr der selben Berstfestigkeit wie das rohrförmige Element 3525 be reitzustellen.

Der Schuh 3520 ist mit der Dornstarteinrichtung 3515 und der lösbaren Kupplung 3600 verbunden. Der Schuh 3520 umfaßt be vorzugt ein im wesentlichen ringförmiges Element. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Schuh 3520 bzw. die lösbare Kupplung 3600 einen dritten Fluiddurchlaß 3555, der fluidmäßig mit der Druckkammer 3550 und dem Schlammmotor 3530 verbunden ist.

Der Schuh 3520 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Schuhen umfassen, wie etwa bei spielsweise einen solchen, der Zement gefüllt ist, mit Alumi nium oder einem Verbundstoffmaterial, modifiziert in Überein stimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Schuh 3520 einen hochfesten Schuh mit einer Berstfestigkeit ungefähr gleich derjenigen des rohrförmigen Elements 3525 und der Dornstart einrichtung 3515. Der Schuh 3520 ist bevorzugt mit dem Schlammmotor 3530 durch eine lösbare Kupplung 3600 verbunden, um in optimaler Weise eine Entfernung des Schlammmotors 3530 und der Bohrspitze 3535 bei Beendigung des Bohr- und Verscha lungsvorgangs zu ermöglichen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Schuh 3520 einen lösbaren Verriegelungsmechanismus 3600 zum Rückgewinnen und Entfernen des Schlammotors 3530 und der Bohrspitze 3535 bei der Beendigung der Bohr- und Verschalungsbildungsvorgän ge. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Schuh 3520 außerdem eine Antirotationseinrichtung zum Halten des Schuhs 3520 im wesentlichen in stationärer Drehposition wäh rend des Betriebs der Vorrichtung 3500. Gemäß einer bevorzug ten Ausführungsform ist der lösbare Verriegelungsmechanismus 3600 mit dem Schuh 3520 lösbar verbunden.

Das rohrförmige Element 3525 ist mit dem Dorn 3510 verbunden und durch diesen abgestützt. Das rohrförmige Element 3525 wird in der radialen Richtung aufgeweitet und von dem Dorn 3510 weggepreßt. Das rohrförmige Element 3525 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien hergestellt sein, wie etwa beispielsweise aus Oilfield Country Tubular Goods (OCTG), aus Chrom-13-Stahl rohren/Verschalungen, aus Stahl von Kraftfahrzeug-Qualität oder aus Kunststoffrohren/Verschalungen. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform ist das rohrförmige Element 3525 her gestellt aus OCTG, um die Festigkeit nach der Aufweitung ma ximal zu gestalten. Die Innen- und Außendurchmesser des rohr förmigen Elements 3525 kann beispielsweise von ungefähr 0,75 bis 47 Inch, bzw. 1,05 bis 48 Inch reichen. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform reichen die Innen- und Außendurch messer des rohrförmigen Elements 3525 von etwa 3 bis 15,5 Inch bzw. 3,5 bis 16 Inch, um optimaler Weise einen minimalen Teleskopiereffekt in den gebohrten Schachtbohrungsgrößen in optimaler Weise bereitzustellen. Das rohrförmige Element 3525 umfaßt ein ringförmiges Element mit massiven Wänden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der obere Endab schnitt 3580 des rohrförmigen Elements 3525 geschlitzt, per foriert oder anderweitig modifiziert, um den Dorn 3510 einzu fangen bzw. abzubremsen, wenn der Dorn 3510 das Aufweiten des rohrförmigen Elements 3525 beendet. Für typische Materialien des rohrförmigen Elements 3525 beträgt seine Länge bzw. ist begrenzt auf zwischen etwa 40 bis 20.000 Fuß Länge. Das rohr förmige Element 3525 kann ein einziges rohrförmiges Element umfassen; alternativ kann es mehrere miteinander verbundene rohrförmige Element umfassen.

Der Schlammmotor 3530 ist mit dem Schuh 3520 und der Bohr spitze 3535 verbunden. Der Schlammmotor 3530 ist außerdem fluidmäßig mit dem Fluiddurchlaß 3555 verbunden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Schlammmotor 3530 durch Fluidmaterialien angetrieben, wie etwa beispielsweise Bohr schlamm, Wasser, Zement, Epoxidharz, Schmiermittel oder Schlackengemisch, gefördert aus dem Fluiddurchlaß 3555 zu dem Schlammmotor 3530. Auf diese Weise treibt der Schlammmotor 3530 die Bohrspitze 3535 an. Die Betriebsdrücke und Durchsät ze zum Betreiben des Schlammmotors 3530 können beispielsweise von etwa 0 bis 12.000 psi bzw. 0 bis 10.000 Gallonen/Minute reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reichen die Betriebsdrücke und Durchsätze für den Betrieb des Schlammmo tors 3530 von etwa 0 bis 5.000 psi bzw. 40 bis 3.000 Gallo nen/Minute.

Der Schlammmotor 3530 kann eine beliebige Anzahl von herkömm lichen, kommerziell erhältlichen Schlammmotoren umfassen, mo difiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Größe des Schlammmotors 3530 und der Bohrspitze 3535 so ge wählt, daß sie das Innere des Schuhs 3520 und des aufgeweite ten rohrförmigen Elements 3525 durchsetzen bzw. durchlaufen können. Auf diese Weise können der Schlammmotor 3530 und die Bohrspitze 3535 aus einer lochab liegenden Stelle bei Beendi gung des Bohr- und Verschalungsvorgangs rückgewonnen werden.

Die Bohrspitze 3535 ist mit dem Schlammmotor 3530 verbunden. Die Bohrspitze 3535 ist bevorzugt dazu ausgelegt, durch den Schlammmotor 3530 angetrieben zu werden. Auf diese Weise bohrt die Bohrspitze 3535 neue Abschnitte der Schachtbohrung 3575 auf.

Die Bohrspitze 3535 kann eine beliebige Anzahl von herkömmli chen, kommerziell erhältlichen Bohrspitzen umfassen, modifi ziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Of fenbarung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die Größe des Schlammmotors 3530 und der Bohrspitze 3535 so ge wählt, daß diese das Innere des Schuhs 3520 und des aufgewei teten rohrförmigen Elements 3525 durchlaufen kann. Auf diese Weise können der Schlammmotor 3530 und die Bohrspitze 3535 aus einer lochab liegenden Stelle bei Beendigung des Bohr- und Verschalungsvorgangs rückgewonnen werden. Gemäß mehreren alternativen bevorzugten Ausführungsformen umfaßt die Bohr spitze 3535 eine exzentrische Bohrspitze, eine doppelt zen trierte Bohrspitze oder eine Bohrspitze mit kleinem Durchmes ser mit einem hydraulisch betätigten unteren Erweiterungsboh rer.

Der erste Fluiddurchlaß 3540 erlaubt es, daß Fluidmaterial zu dem zweiten Fluiddurchlaß 3545, der Druckkammer 3550, dem dritten Fluiddurchlaß 3555 und dem Schlammmotor 3530 trans portiert werden. Der erste Fluiddurchlaß 3540 ist mit dem Tragelement 3505 verbunden und innerhalb desselben positio niert. Der erste Fluiddurchlaß 3540 erstreckt sich bevorzugt ausgehend von einer Position benachbart zu der Oberfläche zu dem zweiten Fluiddurchlaß 3545 innerhalb des Dorns 3510. Der erste Fluiddurchlaß 3540 ist bevorzugt entlang einer Mitten linie der Vorrichtung 3500 positioniert.

Der zweite Fluiddurchlaß 3545 erlaubt es, daß Fluidmateriali en aus dem ersten Fluiddurchlaß 3540 zu der Druckkammer 3550, dem dritten Fluiddurchlaß 3555 und dem Schlammmotor 3530 ge fördert werden. Der zweite Fluiddurchlaß 3545 ist mit dem Dorn 3510 verbunden und innerhalb desselben positioniert. Der zweite Fluiddurchlaß 3545 erstreckt sich bevorzugt ausgehend von einer Position benachbart zu dem ersten Fluiddurchlaß 3540 zum Boden des Dorns 3510. Der zweite Fluiddurchlaß 3545 ist bevorzugt im wesentlichen entlang der Mittenlinie der Vorrichtung 3500 positioniert.

Die Druckkammer 3550 erlaubt es, daß Fluidmaterialien aus dem zweiten Fluiddurchlaß 3545 zu dem dritten Fluiddurchlaß 3555 und dem Schlammotor 3530 gefördert werden. Die Druckkammer ist bevorzugt festgelegt durch den Bereich unterhalb des Dorns 3510 und innerhalb des rohrförmigen Elements 3525, der Dornstarteinrichtung 3510, des Schuhs 3520 und der lösbaren Kupplung 3600. Während des Betriebs der Vorrichtung 3500 ver anlaßt ein Unterdrucksetzen der Druckkammer 3550 bevorzugt das rohrförmige Element 3525 dazu, von dem Dorn 3510 wegge preßt zu werden.

Der dritte Fluiddurchlaß 3555 erlaubt es, daß Fluidmateriali en aus der Druckkammer 3550 zu dem Schlammmotor 3530 geför dert werden. Der dritte Fluiddurchlaß 3555 kann mit dem Schuh 3520 oder der lösbaren Kupplung 3600 verbunden und in diesem bzw. in dieser angeordnet sein. Der dritte Fluiddurchlaß 3555 erstreckt sich bevorzugt ausgehend von einer Position benach bart zu der Druckkammer 3550 zum Boden des Schuhs 3520 oder zur lösbaren Kupplung 3600. Der dritte Fluiddurchlaß 3555 ist bevorzugt im wesentlichen entlang der Mittenlinie der Vor richtung 3500 positioniert.

Die Fluiddurchlässe 3540, 3545 und 3555 sind bevorzugt ge wählt, um Materialien, wie etwa Zement, Bohrschlamm oder Epo xidharz, mit durch Schweißen, amorphes Verbinden bzw. Kleben, zu fördern, die von etwa 0 bis 3.000 Gallonen/Minute bzw. 0 bis 9.000 psi reichen, um in optimaler Weise betriebsmäßige Effizienz bereitzustellen.

Die Becherdichtung 3560 ist mit der Außenseite des Tragele ments 3505 verbunden und durch diese abgestützt. Die Becher dichtung 3560 verhindert, daß Fremdmaterialien in den inneren Bereich des rohrförmigen Elements 3525 eindringt. Die Becher dichtung 3560 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Becherdichtungen umfassen, wie etwa beispielsweise TP-Becher oder SIP-Becher, modifiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Becher dichtung 3560 SIP-Becher, erhältlich von Halliburton Energy Services in Dallas, Texas, um in optimaler Weise das Eindrin gen von Fremdmaterialien zu blockieren, und um einen Schmier mittelkörper aufzunehmen. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfaßt die Vorrichtung 3500 mehrere derartige Be cherdichtungen, um in optimaler Weise das Eindringen von Fremdmaterial in den inneren Bereich des rohrförmigen Ele ments 3525 im Bereich des Dorns 3510 zu verhindern.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Schmiermit telmenge 3565 in dem ringförmigen Bereich um den Dorn 3510 im Innern des rohrförmigen Elements 3525 vorgesehen. Auf diese Weise wird das Pressen des rohrförmigen Elements 3525 weg von dem Dorn 3510 erleichtert. Das Schmiermittel 3565 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Schmiermitteln umfassen, wie etwa beispielsweise Lubriplate, auf Chlor basierende Schmiermittel, auf Öl basierende Schmiermittel, oder Climax 1500 Antiseize (3100). Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Schmiermittel 3565 Climax 1500 Antiseize (1300), erhältlich von Climax Lubri cants und Equipment Co. in Houston, Texas, um in optimaler Weise eine optimale Schmierung zur Erleichterung des Aufwei tungsprozesses bereitzustellen.

Die Dichtungen 3570 sind mit dem Endabschnitt 3580 des rohr förmigen Elements 3525 verbunden und werden durch diesen ab gestützt. Die Dichtungen 3570 sind außerdem auf einer Außen seite des Endabschnitts 3580 des rohrförmigen Elements 3525 angeordnet. Die Dichtungen 3570 erlauben es, daß die Überlap pungsverbindung zwischen dem unteren Endabschnitt 3585 eines bereits existierenden Verschalungsabschnitts 3590 und dem Endabschnitt 3580 des rohrförmigen Elements 3525 fluidmäßig abgedichtet werden. Die Dichtungen 3570 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Dichtungen umfassen, wie etwa beispielsweise Blei-, Gummi-, Teflon- oder Epoxidharzdichtungen, modifiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Dichtungen 3570 aus Stratalock- Epoxidharz geformt, erhältlich von Halliburton Energy Ser vices in Dallas, Texas, um in optimaler Weise einen Last tra genden Grenzflächensitz zwischen dem Ende 3580 des rohrförmi gen Elements 3525 und dem Ende 3585 der bereits existierenden Verschalung 3590 bereitzustellen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Dichtungen 3570 gewählt, um in optimaler Weise eine ausreichende Rei bungskraft zur Abstützung des aufgeweiteten rohrförmigen Ele ments 3525 von der bereits existierenden Verschalung 3590 be reitzustellen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht die Reibungskraft, die in optimaler Weise durch die Dichtun gen 3570 vorgesehen ist, von etwa 1.000 bis 1.000.000 lbf, um in optimaler Weise das aufgeweitete rohrförmige Element 3525 abzustützen.

Die lösbare Kupplung 3600 ist bevorzugt lösbar mit dem Boden des Schuhs 3520 verbunden. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfaßt die lösbare Kupplung 3600 Fluidmaterialien zum Abdichten der Grenzfläche zwischen der lösbaren Kupplung 3600 und dem Schuh 3530. Auf diese Weise kann die Druckkammer 3550 unter Druck gesetzt werden. Die lösbare Kupplung 3600 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell er hältlichen lösbaren Kupplungen umfassen, die geeignet sind für Bohrvorgänge, modifiziert in Übereinstimmung mit den Leh ren der vorliegenden Offenbarung.

Während des Betriebs der Vorrichtung 3500 wird, wie in Fig. 22A gezeigt, die Vorrichtung 3500 bevorzugt anfänglich inner halb eines bereits existierenden Abschnitts einer Schachtboh rung 3575 positioniert, enthaltend einen vorab existierenden Schachtbohrungs-Verschalungsabschnitt 3590. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform wird der obere Endabschnitt 3580 des rohrförmigen Elements 3525 in überlappender Beziehung mit dem unteren Ende 3585 des bereits existierenden Verschalungs abschnitts 3590 positioniert. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform wird die Vorrichtung 3500 anfänglich in der Schachtbohrung 3575 positioniert, wobei die Bohrspitze 353 sich in Kontakt mit dem Boden der Schachtbohrung 3575 befin det. Während der anfänglichen Plazierung der Vorrichtung 3500 in der Schachtbohrung 3575 wird das rohrförmige Element 3525 durch den Dorn 3510 bevorzugt abgestützt.

Wie in Fig. 22B gezeigt, wird daraufhin ein Fluidmaterial 3595 in den ersten Fluiddurchlaß 3540 gepumpt. Das Fluidmate rial 3595 wird bevorzugt aus dem ersten Fluiddurchlaß 3540 zu dem zweiten Fluiddurchlaß 3545, die Druckkammer 3550, den dritten Fluiddurchlaß 3555 und den Einlaß des Schlammmotors 3530 gefördert. Das Fluidmaterial 3595 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Fluidmate rialien umfassen, wie etwa beispielsweise Bohrschlamm, Wasser Zement, Epoxidharz oder Schlackengemisch. Das Fluidmaterial 3595 kann in den ersten Fluiddurchlaß 3540 mit Betriebsdrüc ken und Durchsätzen gepumpt werden, die beispielsweise von etwa 0 bis 9.000 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallonen/Minute rei chen.

Das Fluidmaterial 3595 gelangt in den Einlaß für den Schlamm motor 3530 und treibt den Schlammmotor 3530 an. Das Fluidma terial 3595 verläßt daraufhin den Schlammmotor 3530 und ge langt in den ringförmigen Bereich, der die Vorrichtung 3500 in der Schachtbohrung 3575 umgibt. Der Schlammmotor 3530 treibt seinerseits die Bohrspitze 3535 an. Der Betrieb der Bohrspitze 3535 führt zum Ausbohren des neuen Schachtboh rungsabschnitts 3575.

In dem Fall, daß das Fluidmaterial 3595 ein aushärtbares Flu idmaterial umfaßt, wird das Fluidmaterial 3595 bevorzugt aus härten gelassen, um einen äußeren ringförmigen Körper zu bil den, welcher die Peripherie des aufgeweiteten rohrförmigen Elements 3525 umgibt. In dem Fall, daß das Fluidmaterial 3595 ein nicht aushärtbares Fluidmaterial ist, wird das rohrförmi ge Element 3595 bevorzugt in innigen Kontakt mit den Innen wänden der Schachtbohrung 3575 aufgeweitet. Auf diese Weise ist ein äußerer ringförmiger Körper in den Anwendungen nicht erforderlich bzw. vorgesehen.

Wie in Fig. 22C gezeigt, erzeugt zu einem bestimmten Be triebszeitpunkt des Schlammmotors 3530 und der Bohrspitze 3535 der Druckabfall über dem Schlammmotor 3530 einen ausrei chenden Gegendruck, um den Betriebsdruck in der Druckkammer 3550 dazu zu veranlassen, auf einen Druck anzuwachsen, der erforderlich ist, das rohrförmige Element 3525 von dem Dorn 3510 wegzupressen. Die Erhöhung des Betriebsdrucks in der Druckkammer 3550 veranlaßt das rohrförmige Element 3525 dar aufhin dazu, von dem Dorn 3510 weggepreßt zu werden, wie in Fig. 22D gezeigt. Für typische rohrförmige Element 3525 kann der erforderliche Betriebsdruck von beispielsweise etwa 1.000 bis 9.000 psi reichen. Auf diese Weise wird eine Schachtboh rungs-Verschalung gleichzeitig mit dem Ausbohren eines neuen Schachtbohrungsabschnitts gebildet.

Während des Betriebs der Vorrichtung 3500 wird gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform die Vorrichtung 3500 in die Schachtbohrung 3575 abgesenkt, bis die Bohrspitze 3535 benachbart zum Boden der Schachtbohrung 3575 zu liegen kommt. Während dieses Vorgangs wird das rohrförmige Element 3525 be vorzugt durch den Dorn 3510 abgestützt. Die Vorrichtung 3500 wird daraufhin abgesenkt, bis die Bohrspitze 3535 in innigen Kontakt mit dem Boden der Schachtbohrung 3575 plaziert ist. Zu diesem Zeitpunkt wird zumindest ein Teil des Gewichts des rohrförmigen Elements 3525 durch die Bohrspitze 3535 getra gen.

Das Fluidmaterial 3959 wird daraufhin in den ersten Fluid durchlaß 3540, den zweiten Fluiddurchlaß 3545, die Druckkam mer 3550, den dritten Fluiddurchlaß 3555 und den Einlaß des Schlammmotors 3530 gepumpt. Der Schlammotor 3530 treibt dar aufhin die Bohrspitze 3535 an, um einen neuen Abschnitt der Schachtbohrung 3575 auszubohren. Sobald der Differenzdruck bzw. Differentialdruck über dem Schlammmotor 3530 den minima len Aufweitungsdruck für das rohrförmige Element 3525 über steigt, beginnt das rohrförmige Element 3525 damit, von dem Dorn 3510 weggepreßt zu werden. Wenn das rohrförmige Element 3525 von dem Dorn 3510 weggepreßt wird, wird das Gewicht des aufgeweiteten Abschnitts des rohrförmigen Elements 3525 zu der Bohrspitze 3535 übertragen und durch dieses aufgenommen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Pumpdruck des Fluidmaterials 3595 im wesentlichen während des gesamten Prozesses konstant gehalten. Zu einem bestimmten Zeitpunkt während des Wegpreßprozesses des rohrförmigen Elements 3525 weg von dem Dorn 3510 wird ein ausreichender Teil des Ge wichts des rohrförmigen Elements 3525 auf die Bohrspitze 3535 übertragen, um den Wegpreßprozeß aufgrund der entgegen ge richteten Kraft zu stoppen. Ein fortgesetztes Bohren durch die Bohrspitze 3535 überträgt gegebenenfalls einen ausrei chenden Teil des Gewichts des aufgeweiteten Abschnitts des rohrförmigen Elements 3525 zurück zu dem Dorn 3510. Zu diesem Zeitpunkt dauert das Pressen des rohrförmigen Elements 3525 weg von dem Dorn 3510 an. Auf diese Weise ist das Tragelement 3505 zu keinem Zeitpunkt bewegt worden, und keine Bohrrohr verbindungen sind an der Oberfläche vorgenommen worden, weil der neue Schachtbohrungs-Verschalungsabschnitt innerhalb des neu gebohrten Schachtbohrungsabschnitts erzeugt wird durch das konstante Abwärtsbewegen des aufgeweiteten rohrförmigen Elements 3525 weg von dem Dorn 3510.

Sobald der neue Schachtbohrungsabschnitt, der mit dem voll ständig aufgeweiteten rohrförmigen Element 3525 ausgekleidet ist, fertiggestellt ist, werden das Tragelement 3305 und der Dorn 3510 aus der Schachtbohrung 3525 entfernt. Die Bohran ordnung mit dem Schlammmotor 3530 und der Bohrspitze 3535 wird daraufhin bevorzugt entfernt, indem ein Bohrgestänge in den neuen Schachtbohrungs-Verschalungsabschnitt abgesenkt wird, und indem die Bohranordnung rückgewonnen wird unter Verwendung der Verriegelung 3600. Das aufgeweitete rohrförmi ge Element 3525 wird daraufhin zementiert unter Verwendung herkömmlicher Quetschzementmethoden, um ein massives ringför miges Dichtungselement um die Peripherie des aufgeweiteten rohrförmigen Elements 3525 bereitzustellen.

Alternativ kann die Vorrichtung 3500 verwendet werden, um ei ne unterirdische Rohrleitung zu reparieren oder auszubilden, oder um ein Tragelement für eine Struktur zu bilden. Gemäß mehreren bevorzugten Ausführungsformen werden die Lehren der Vorrichtung 3500 kombiniert mit den Lehren der in Fig. 1 bis 21 gezeigten Ausführungsformen. Beispielsweise kann durch be triebsmäßiges Verbinden des Schlammmotors 3530 und der Bohr spitze 3535 mit den Druckkammern, die verwendet werden für das radiale Aufweiten der rohrförmigen Elemente der unter Be zug auf Fig. 1 bis 21 gezeigten und erläuterten Ausführungs formen, die Verwendung von Stopfen entfallen und die rohrför mige Aufweitung der rohrförmigen Elemente kann kombiniert werden mit dem Ausbohren neuer Schachtbohrungsabschnitte.

Unter Bezug auf Fig. 23A, 23B und 23C wird eine Vorrichtung 3700 zum Aufweiten eines rohrförmigen Elements nunmehr erläu tert. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Vor richtung 3700 ein Tragelement 3705, ein Dichtstück 3710, eine erste Fluidleitung 3715, einen ringförmigen Fluiddurchlaß 3720, Fluideinlässe 3725, eine ringförmige Dichtung 3730, ei ne zweite Fluidleitung 3735, einen Fluiddurchlaß 3740, einen Dorn 3745, eine Dornstarteinrichtung 3750, ein rohrförmiges Element 3755, Gleitelemente 3760 und Dichtungen 3765. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die Vorrichtung 3700 eingesetzt, um das rohrförmige Element 3755 radial aufzuwei ten. Auf diese Weise kann die Vorrichtung 3700 verwendet wer den, um eine Schachtbohrungsauskleidung zu bilden, um eine Schachtbohrung auszukleiden, um eine Rohrleitung zu bilden, um eine Rohrleitung auszukleiden, um ein strukturelles Trag element zu bilden, oder um eine Schachtbohrungsauskleidung, eine Rohrleitung oder ein strukturelles Tragelement zu repa rieren. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die Vor richtung 3700 verwendet, um zumindest einen Teil des rohrför migen Elements 3755 auf ein bereits existierendes rohrförmi ges Element aufzubringen.

Das Tragelement 3705 ist bevorzugt mit dem Dichtstück 3710 und der Dornstarteinrichtung 3750 verbunden. Das Tragelement 3705 umfaßt ein rohrförmiges Element, das hergestellt ist aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell er hältlichen Materialien, wie etwa beispielsweise aus Oilfield Country Tubular Goods, Niedriglegierungsstahl, Kohlenstoff stahl oder Edelstahl. Das Tragelement 3705 ist bevorzugt ge wählt, um durch einen bereits existierenden Abschnitt einer Schachtbohrungs-Verschalung 3770 zu passen. Auf diese Weise kann die Vorrichtung 3700 innerhalb einer Schachtbohrungs- Verschalung 3770 positioniert werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Tragelement 3705 mit der Dornstart einrichtung 3750 lösbar verbunden. Auf diese Weise kann das Tragelement 3705 von der Dornstarteinrichtung 3750 bei Been digung des Aufweitungsvorgangs entkoppelt werden.

Das Dichtstück 3710 ist mit dem Tragelement 3705 und der er sten Fluidleitung 3715 verbunden. Das Dichtstück 3710 stellt bevorzugt eine Fluiddichtung zwischen der Außenseite der er sten Fluidleitung 3715 und der Innenseite des Tragelements 3705 bereit. Auf diese Weise dichtet das Dichtstück 3710 be vorzugt ab und legt in Kombination mit dem Tragelement 3705, der ersten Fluidleitung 3715, der zweiten Fluidleitung 3735 und dem Dorn 3745 eine ringförmige Kammer 3775 fest. Das Dichtstück 3710 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Dichtstücken umfassen, modifiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenba rung.

Die erste Fluidleitung 3715 ist mit dem Dichtstück 3710 und der ringförmigen Dichtung 3730 verbunden. Die erste Fluidlei tung 3715 umfaßt bevorzugt ein ringförmiges Element, herge stellt aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommer ziell erhältlichen Materialien, wie etwa beispielsweise Oil field Country Tubular Goods, Niedriglegierungsstahl, Kohlen stoffstahl oder Edelstahl. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfaßt die erste Fluidleitung 3715 einen oder meh rere Fluideinlässe 3725 zum Fördern von Fluidmaterialien aus dem ringförmigen Fluiddurchlaß 3720 in die Kammer 3775.

Der ringförmige Fluiddurchlaß 3720 ist durch die Innenseite der ersten Fluidleitung 3715 und die Innenseite der zweiten Fluidleitung 3735 festgelegt und dort positioniert. Der ring förmige Fluiddurchlaß 3720 ist bevorzugt dazu ausgelegt, Flu idmaterialien, wie etwa Zement, Wasser, Epoxidharz, Schmier mittel und Schlackengemisch, mit Betriebsdrücken und Durch sätzen zu fördern, die von etwa 0 bis 9.000 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen, um in optimaler Weise be triebsmäßige Effizienz bereitzustellen.

Die Fluideinlässe 3725 sind in einem Endabschnitt der ersten Fluidleitung 3715 angeordnet. Die Fluideinlässe 3725 sind be vorzugt dazu ausgelegt, Fluidmaterialien, wie etwa Zement, Wasser, Epoxidharz, Schmiermittel und Schlackengemisch, mit Betriebsdrücken und Durchsätzen zu fördern, die von etwa 0 bis 9.000 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen, um in optimaler Weise betriebsmäßige Effizienz bereitzustellen.

Die ringförmige Dichtung 3730 ist mit der ersten Fluidleitung 3715 und der zweiten Fluidleitung 3735 verbunden. Die ring förmige Dichtung 3730 ist bevorzugt mit einer Fluiddichtung zwischen der Innenseite der ersten Fluidleitung 3715 und der Außenseite der zweiten Fluidleitung 3735 versehen. Die ring förmige Dichtung 3730 stellt bevorzugt eine Fluiddichtung zwischen der Innenseite der ersten Fluidleitung 3715 und der Außenseite der zweiten Fluidleitung 3735 während der Relativ bewegung der ersten Fluidleitung 3715 und der zweiten Fluid leitung 3735 bereit. Die ringförmige Dichtung 3730 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Dichtungen umfassen, wie etwa beispielsweise O-Ringe, Poly packdichtungen oder Metallfeder-vorgespannte Dichtungen. Ge mäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Dichtung 3730 eine Polypackdichtung, erhältlich von Parker Seals, um in optimaler Weise eine Abdichtung für eine axiale Bewegung bereitzustellen.

Die zweite Fluidleitung 3735 ist mit der ringförmigen Dich tung 3730 und dem Dorn 3845 verbunden. Die zweite Fluidlei tung umfaßt bevorzugt ein rohrförmiges Element, hergestellt aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien, wie etwa beispielsweise aus Spiral rohren, Oilfield Country Tubular Goods, Niedriglegierungs stahl, Edelstahl oder Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die zweite Fluid leitung 3735 dazu ausgelegt, Fluidmaterialien, wie etwa Ze ment, Wasser, Epoxidharz, Schmiermittel und Schlackengemisch, mit Betriebsdrücken und Durchsätzen zu fördern, die von etwa 0 bis 9.000 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen, um in optimaler Weise betriebsmäßig Effizienz bereitzustellen.

Der Fluiddurchlaß 3740 ist mit der zweiten Fluidleitung 3735 und dem Dorn 3745 verbunden. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform ist der Fluiddurchlaß 3740 dazu ausgelegt, Fluidma terialien, wie etwa Zement, Wasser, Epoxidharz, Schmiermittel und Schlackengemisch, mit Betriebsdrücken und Durchsätzen zu fördern, die von etwa 0 bis 9.000 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallo nen/Minute reichen, um in optimaler Weise betriebsmäßige Ef fizienz bereitzustellen.

Der Dorn 3745 ist mit der zweiten Fluidleitung 3735 und der Dornstarteinrichtung 3750 verbunden. Der Dorn 3745 umfaßt be vorzugt ein ringförmiges Element mit einem konischen Ab schnitt, hergestellt aus einer beliebigen Anzahl von herkömm lichen, kommerziell erhältlichen Materialien, wie etwa bei spielsweise Kohlenstoffstahl, Werkzeugstahl, Keramik oder Verbundstoffmaterialien. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form reicht der Angriffwinkel des konischen Abschnitts des Dorns 3745 von etwa 10 bis 30°, um in optimaler Weise die Dornstarteinrichtung 3750 und das rohrförmige Element 3755 in der radialen Richtung aufzuweiten. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht die Oberflächenhärte des konischen Ab schnitts des Dorns 3745 von etwa 50 Rockwell C bis 70 Rock well C. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform reicht die Oberflächenhärte der Außenseite des konischen Ab schnitts des Dorns 3745 von etwa 58 Rockwell C bis 62 Rock well C, um in optimaler Weise hohe Dehnfestigkeit bereitzu stellen. Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist der Dorn 3745 aufweitbar, um den radialen Aufweitungsprozeß zu sätzlich optimal zu verbessern.

Die Dornstarteinrichtung 3750 ist mit dem Tragelement 3705, dem Dorn 3745 und dem rohrförmigen Element 3755 verbunden. Die Dornstarteinrichtung 3750 umfaßt bevorzugt ein rohrförmi ges Element mit variablem Querschnitt und verringerter Wan dungsdicke, um den radialen Aufweitungsprozeß zu erleichtern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Querschnitt der rohrförmigen Dornstarteinrichtung 3750 an einem Ende so ausgelegt, daß er mit dem Dorn 3745 zusammenpaßt, und am an deren Ende ist der Querschnitt der rohrförmigen Dornstartein richtung 3750 dazu ausgelegt, daß er mit dem Querschnitt des rohrförmigen Elements 3755 zusammenpaßt. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform reicht die Wandungsdicke der Dorn starteinrichtung 3750 von etwa 50 bis 100% der Wandungsdicke des rohrförmigen Elements 3755, um das Einleiten des radialen Aufweitungsprozesses zu erleichtern.

Die Dornstarteinrichtung 3750 kann aus einer beliebigen An zahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien hergestellt sein, wie etwa beispielsweise aus Oilfield Coun try Tubular Goods, Niedriglegierungsstahl, Edelstahl oder Kohlenstoffstahl. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Dornstarteinrichtung 3750 aus Oilfield Country Tubular Goods hergestellt, das eine höhere Festigkeit aufweist, je doch eine geringere Wandungsdicke als das rohrförmige Element 3755, um in optimaler Weise mit der Berstfestigkeit des rohr förmigen Elements 3755 übereinzustimmen. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform ist die Dornstarteinrichtung 3750 mit dem rohrförmigen Element 3755 lösbar verbunden. Auf diese Weise kann die Dornstarteinrichtung 3750 aus der Schachtboh rung 3780 bei der Beendigung eines Aufweitungsvorgangs ent fernt werden.

Das rohrförmige Element 3755 ist mit der Dornstarteinrich tung, den Gleitelementen 3760 und den Dichtungen 3765 verbun den. Das rohrförmige Element 3755 umfaßt bevorzugt ein rohr förmiges Element, hergestellt aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien, wie etwa beispielsweise Niedriglegierungsstahl, Kohlenstoffstahl, Edelstahl oder Oilfield Country Tubular Goods. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das rohrförmige Element 3755 aus Oilfield Country Tubular Goods hergestellt.

Die Gleitelemente 3760 sind mit der Außenseite des rohrförmi gen Elements 3755 verbunden. Die Gleitelemente 3760 sind be vorzugt dazu ausgelegt, die Innenwände einer Verschalung, ei ner Rohrleitung oder einer anderen Struktur bei der radialen Aufweitung des rohrförmigen Elements 3755 zu verbinden. Auf diese Weise stellen die Gleitelemente 3760 eine strukturelle Abstützung für das aufgeweitete rohrförmige Element 3755 be reit. Die Gleitelemente 3760 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Gleitelementen umfas sen, modifiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vor liegenden Offenbarung.

Die Dichtungen 3765 sind mit der Außenseite des rohrförmigen Elements 3755 verbunden. Die Dichtungen 3765 stellen bevor zugt eine Fluiddichtung zwischen der Außenseite des aufgewei teten rohrförmigen Elements 3755 und den Innenwänden einer Verschalung, einer Rohrleitung oder einer anderen Struktur bei der radialen Aufweitung des rohrförmigen Elements 3755 bereit. Auf diese Weise stellen die Dichtungen 3765 eine Flu iddichtung für das aufgeweitete rohrförmige Element 3755 be reit. Die Dichtungen 3765 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Dichtungen umfassen, wie etwa beispielsweise aus Blei, Gummi, Teflon oder Epoxid harz, modifiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vor liegenden Offenbarung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form umfassen die Dichtungen 3765 Dichtungen, geformt aus Stratalock-Epoxidharz, erhältlich von Halliburton Energy Ser vices in Dallas, Texas, um in optimaler Weise eine hydrauli sche Abdichtung in der Überlappungsverbindung bereitzustellen und die Lasttragefähigkeit optimal bereitzustellen, um typi schen Spannungs- und Drucklasten widerstehen zu können.

Während des Betriebs der Vorrichtung 3700 wird die Vorrich tung 3700 bevorzugt in eine Schachtbohrung 3780 abgesenkt, die einen bereits existierenden Schachtbohrungs- Verschalungsabschnitt 3770 umfaßt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die Vorrichtung 3700 bevorzugt zumindest in einem Teil eines rohrförmigen Elements 3755 angeordnet, der einen Teil einer Schachtbohrungs-Verschalung 3770 über lappt. Auf diese Weise veranlaßt die radiale Aufweitung des rohrförmigen Elements 3755 bevorzugt die Außenseite des auf geweiteten rohrförmigen Elements 3755 dazu, mit der Innensei te der Schachtbohrungs-Verschalung 3770 eine Verbindung ein zugehen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform veranlaßt die radiale Aufweitung des rohrförmigen Elements 3755 außer dem, die Gleitelemente 3760 und die Dichtungen 3765 dazu, mit der Innenseite der Schachtbohrungs-Verschalung 3770 in Ein griff zu gelangen. Auf diese Weise wird das aufgeweitete rohrförmige Element 3755 mit einer verbesserte strukturellen Abstützung durch die Gleitelemente 3760 und mit einer verbes serten Fluiddichtung durch die Dichtungen 3765 versehen.

Wie in Fig. 23B gezeigt, wird nach einer Plazierung der Vor richtung 3700 in Überlappungsbeziehung mit der Schachtboh rungs-Verschalung 3770 ein Fluidmaterial 3785 bevorzugt in die Kammer 3775 unter Verwendung des Fluiddurchlasses 3720 und der Einlaßdurchlässe 3725 gepumpt. Gemäß einer bevorzug ten Ausführungsform wird das Fluidmaterial in die Kammer 3775 mit Betriebsdrücken und Durchsätzen gepumpt, die von etwa 0 bis 9.000 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen, um in optimaler Weise betriebsmäßige Effizienz bereitzustellen. Das gepumpte Fluidmaterial 3785 erhöht de Betriebsdruck innerhalb der Kammer 3775. Der erhöhte Betriebsdruck in der Kammer 3775 veranlaßt wiederum den Dorn 3745 dazu, die Dornstarteinrich tung 3750 und das rohrförmige Element 3755 von der Oberfläche des Dorns 3745 weg zu pressen. Das Pressen der Dornstartein richtung 3750 und des rohrförmigen Elements 3755 weg von der Oberfläche des Dorns 3745 veranlaßt die Dornstarteinrichtung 3750 und das rohrförmige Element 3755 dazu, in der radialen Richtung aufzuweiten. Fortgesetztes Pumpen des Fluidmaterials 3785 veranlaßt die gesamte Länge des rohrförmigen Elements 3755 dazu, in der radialen Richtung aufzuweiten.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die Pumpge schwindigkeit und der Pumpdruck des Fluidmaterials 3785 wäh rend der letzten Stufen des Aufweitungsprozesses verringert, um den Stoß auf die Vorrichtung 3700 zu minimieren. Gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Vorrichtung 3700 Stoßabsorber zum Absorbieren des Stoßes, der durch die Been digung des Aufweitungsprozesses hervorgerufen wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform veranlaßt der Aufwei tungsprozeß den Dorn 3745 dazu, sich in axialer Richtung 3785 zu bewegen. Während der axialen Bewegung des Dorns fördert gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Fluiddurchlaß 3740 Fluidmaterial 3790, verschoben durch den sich bewegenden Dorn 3745, aus der Schachtbohrung 3780 heraus. Auf diese Wei se werden die betriebsmäßige Effizienz und Geschwindigkeit des Aufweitungsprozesses verbessert bzw. erhöht.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Aufwei tungsprozeß das Einspritzen eines aushärtbaren Fluidmaterials in den ringförmigen Bereich zwischen dem rohrförmigen Element 3755 und dem Bohrloch 3708. Auf diese Weise wird eine aus härtbare Dichtungsschicht zwischen dem aufweitbaren rohrför migen Element 3755 und den inneren Wänden der Schachtbohrung 3780 bereitgestellt.

Bei Beendigung des Aufweitungsprozesses werden gemäß einer bevorzugten Ausführungsform und wie in Fig. 23C gezeigt, das Tragelement 3705, das Dichtstück 3710, die erste Fluidleitung 3715, die ringförmige Dichtung 3730, die zweite Fluidleitung 3735, der Dorn 3745 und die Dornstarteinrichtung 3750 aus der Schachtbohrung 3780 entfernt.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform wird die Vorrichtung 3700 verwendet, um eine bereits existierende Schachtbohrungs- Verschalung, eine Rohrleitung oder einen strukturellen Träger zu reparieren. Gemäß einer alternativen Ausführungsform um fassen beide Enden des rohrförmigen Elements 3755 bevorzugt Gleitelemente 3760 und Dichtungen 3765.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform wird die Vorrichtung 3700 dazu eingesetzt, einen rohrförmigen strukturellen Träger für eine Gebäude- bzw. eine Offshore-Struktur bereitzustel len.

Anhand von Fig. 24A, 24B, 24C, 24D und 24E wird nunmehr eine Vorrichtung 3900 zum Aufweiten eines rohrförmigen Elements erläutert. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Vorrichtung 3900 ein Tragelement, 3905, eine Dornstartein richtung 3910, einen Dorn 3915, einen ersten Fluiddurchlaß 3920, ein rohrförmiges Element 3925, Gleitelemente 3930, Dichtungen 3935, einen Schuh 3940 und einen zweiten Fluid durchlaß 3945. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die Vorrichtung 3900 verwendet, um die Dornstarteinrichtung 3910 und das rohrförmige Element 3925 aufzuweiten. Auf diese Weise kann die Vorrichtung 3900 verwendet werden, um eine Schachtbohrungs-Verschalung zu bilden, eine Schachtbohrungs- Verschalung zu verkleiden, eine Rohrleitung zu bilden, eine Rohrleitung zu verkleiden, ein strukturelles Tragelement zu bilden oder eine Schachtbohrungs-Verschalung, eine Rohrlei tung oder ein strukturelles Tragelement zu reparieren. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die Vorrichtung 3900 verwendet, um zumindest einen Teil des rohrförmigen Elements 3925 auf einem bereits existierenden strukturellen Element aufzutragen.

Das Tragelement 3905 ist bevorzugt mit der Dornstarteinrich tung 3910 verbunden. Das Tragelement 3905 umfaßt bevorzugt ein rohrförmiges Element, das aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien herge stellt ist, wie etwa beispielsweise aus Oilfield Country Tu bular Goods, Niedriglegierungsstahl, Kohlenstoffstahl oder Edelstahl. Das Tragelement 3905, die Dornstarteinrichtung 3910, das rohrförmige Element 3925 und der Schuh 3940 sind bevorzugt gewählt, um durch einen bereits existierenden Ab schnitt einer Schachtbohrungs-Verschalung 3950 zu passen. Auf diese Weise kann die Vorrichtung 3900 innerhalb einer Schachtbohrungs-Verschalung 3970 positioniert werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Tragelement 3905 mit der Dornstarteinrichtung 3910 lösbar verbunden. Auf diese Weise kann das Tragelement 3905 von der Dornstarteinrichtung 3910 bei Beendigung des Aufweitungsvorgangs entkoppelt wer den.

Die Dornstarteinrichtung 3910 ist mit dem Tragelement 3905 und dem rohrförmigen Element 3925 verbunden. Die Dornstart einrichtung 3910 umfaßt bevorzugt ein rohrförmiges Element mit variablem Querschnitt und verringerter Wandungsdicke, um den radialen Aufweitungsprozeß zu erleichtern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Querschnittsbereich der Dornstarteinrichtung 3910 an einem Ende dazu ausgelegt, mit dem Dorn 3915 zusammenzupassen, und am anderen Ende ist der Querschnitt der Dornstarteinrichtung 3910 dazu ausgelegt, mit dem Querschnitt des rohrförmigen Elements 3925 übereinzustim men. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht die Wand dicke der Dornstarteinrichtung 3910 von etwa 50 bis 100% der Wanddicke des rohrförmigen Elements 3925, um das Einleiten des radialen Aufweitungsprozesses zu erleichtern.

Die Dornstarteinrichtung 3910 kann aus einer beliebigen An zahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien hergestellt sein, wie etwa beispielsweise aus Oilfield Coun try Tubular Goods, Niedriglegierungsstahl, Edelstahl oder Kohlenstoffstahl. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Dornstarteinrichtung 3910 aus Oilfield Country Tubular Goods mit einer höheren Festigkeit jedoch einer geringeren Wanddicke als das rohrförmige Element 3925 hergestellt, um in optimaler Weise mit der Berstfestigkeit des rohrförmigen Ele ments 3925 übereinzustimmen. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform ist die Dornstarteinrichtung 3910 mit dem rohrför migen Element 3925 lösbar verbunden. Auf diese Weise kann die Dornstarteinrichtung 3910 mit der Schachtbohrung 3960 bei Be endigung des Aufweitungsvorgangs entfernt werden.

Der Dorn 3915 ist mit der Dornstarteinrichtung 3910 verbun den. Der Dorn 3915 umfaßt bevorzugt ein ringförmiges Element mit einem konischen Abschnitt, hergestellt aus einer beliebi gen Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Mate rialien, wie etwa beispielsweise Werkzeugstahl, Kohlenstoff stahl, Keramik oder Verbundstoffmaterialien. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform reicht der Angriffwinkel des koni schen Abschnitts des Dorns 3915 von etwa 10 bis 15°, um in optimaler Weise die Dornstarteinrichtung 3910 und das rohr förmige Element 3925 in der radialen Richtung aufzuweiten. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht die Oberflä chenhärte des konischen Abschnitts des Dorns 3915 von etwa 58 bis 62 Rockwell C, um in optimaler Weise hohe Festigkeit und Verschleißbeständigkeit sowie Grübchenkorrosionsbeständigkeit bereitzustellen. Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist der Dorn 3915 aufweitbar, um den radialen Aufweitungsprozeß optimal zu verstärken.

Der Fluiddurchlaß 3920 ist in dem Dorn 3915 angeordnet. Der Fluiddurchlaß 3920 ist bevorzugt dazu ausgelegt, Fluidmate rialien, wie etwa beispielsweise Zement, Wasser, Epoxidharz, Schmiermittel und Schlackengemisch, mit Betriebsdrücken und Durchsätzen zu fördern, die von etwa 0 bis 9.000 psi bzw. von 0 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen, um in optimaler Weise betriebsmäßige Effizienz bereitzustellen. Der Fluiddurchlaß 3920 umfaßt bevorzugt einen Einlaß 3965, der dazu ausgelegt ist, einen Stopfen oder eine ähnliche Einrichtung aufzuneh men. Auf diese Weise kann die innere Kammer 3970 über den Dorn 3915 von der inneren Kammer 3975 unterhalb des Dorns 3915 isoliert werden.

Das rohrförmige Element 3925 ist mit der Dornstarteinrichtung 3910, den Gleitelementen 3930 und den Dichtungen 3935 verbun den. Das rohrförmige Element 3925 umfaßt bevorzugt ein rohr förmiges Element, das aus einer beliebigen Anzahl von her kömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien hergestellt ist, wie beispielsweise Niedriglegierungsstahl, Kohlenstoff stahl, Edelstahl oder Oilfield Country Tubular Goods. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das rohrförmige Element 3925 aus Oilfield Country Tubular Goods hergestellt.

Die Gleitelemente 3930 sind mit der Außenseite des rohrförmi gen Elements 3925 verbunden. Die Gleitelemente 3930 sind be vorzugt dazu ausgelegt, die Innenwände einer Verschalung, ei ner Rohrleitung oder einer anderen Struktur bei radialer Auf weitung des rohrförmigen Elements 3925 zu verbinden. Auf die se Weise stellen die Gleitelemente 3930 eine Abstützung für das aufgeweitete Rohrelement 3925 bereit. Die Gleitelemente 3930 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommer ziell erhältlichen Gleitelementen umfassen, modifiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung.

Die Dichtungen 3935 sind mit der Außenseite des rohrförmigen Elements 3925 verbunden. Die Dichtungen 3935 stellen bevor zugt eine Fluiddichtung zwischen der Außenseite des aufgewei teten rohrförmigen Elements 3925 und den Innenwänden einer Verschalung, Rohrleitung oder einer Struktur bei der radialen Aufweitung des rohrförmigen Elements 3925 bereit. Auf diese Weise stellen die Dichtungen 3935 eine Fluiddichtung für das aufgeweitete rohrförmige Element 3925 bereit. Die Dichtungen 3935 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommer ziell erhältlichen Dichtungen umfassen, wie etwa beispiels weise Blei-, Gummi- oder Epoxidharzdichtungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Dichtungen 3935 als Material Stratalock-Epoxidmaterial, erhältlich von Hallibur ton Energy Services, um in optimaler Weise eine strukturelle Abstützung für typische Spannungs- und Drucklasten bereitzu stellen.

Der Schuh 3940 ist mit dem rohrförmigen Element 3925 verbun den. Der Schuh 3940 umfaßt bevorzugt ein im wesentlichen rohrförmiges Element mit einem Fluiddurchlaß 3945 zum Fördern von Fluidmaterialien aus der Kammer 3975 in den ringförmigen Bereich 3970 außerhalb der Vorrichtung 3900. Der Schuh 3940 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell er hältlichen Schuhen umfassen, modifiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung.

Während des Betriebs der Vorrichtung 3900 wird die Vorrich tung 3900 bevorzugt in die Schachtbohrung 3960 abgesenkt, die den bereits existierenden Abschnitt einer Schachtbohrungs- Verschalung 3935 aufweist. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform wird die Vorrichtung 3900 mit zumindest einem Teil des rohrförmigen Elements 3925 in Überlappung mit einem Ab schnitt der Schachtbohrungs-Verschalung 3975 positioniert. Auf diese Weise veranlaßt die radiale Aufweitung des rohrför migen Elements 3925 die Außenseite des aufgeweiteten rohrför migen Elements 3925 dazu, mit der Innenseite der Schachtboh rungs-Verschalung 3975 eine Verbindung einzugehen. Gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform veranlaßt die radiale Aufwei tung des rohrförmigen Elements 3925 außerdem die Gleitelemen te 3930 und Dichtungen 3935 dazu, mit der Innenseite der Schachtbohrungs-Verschalung 3975 in Eingriff zu gelangen. Auf diese Weise wird das aufgeweitete rohrförmige Element 3925 mit einer verbesserten strukturellen Abstützung durch die Gleitelemente 3930 und einer verbesserten Fluiddichtung durch die Dichtungen 3935 versehen.

Nach Plazierung der Vorrichtung 3900 in überlappender Bezie hung mit der Schachtbohrungs-Verschalung 3975 wird, wie in Fig. 24B gezeigt, ein Fluidmaterial 3980 bevorzugt in die Kammer 3970 gepumpt. Das Fluidmaterial 3980 durchsetzt dar aufhin den Fluiddurchlaß 3920 in die Kammer 3975 hinein. Das Fluidmaterial 3980 gelangt daraufhin aus der Kammer 3975 durch den Fluiddurchlaß 3945 hinaus und in den ringförmigen Bereich 3970 hinein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Fluidmaterial 3980 in die Kammer 3970 hinein mit Be triebsdrücken und Durchsätzen gepumpt, die von etwa 0 bis 9.000 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen, um in op timaler Weise betriebsmäßige Effizienz bereitzustellen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Fluidmaterial 3980 ein aushärtbares Fluiddichtungsmaterial, um ein ausge härtetes äußeres ringförmiges Element um das aufgeweitete rohrförmige Element 3925 zu bilden.

Zu einem späteren Zeitpunkt in dem Prozeß und wie in Fig. 24C gezeigt, wird eine Kugel 3985, ein Stopfen oder ähnliche Ein richtung in das gepumpte Fluidmaterial 3980 eingeführt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform paßt die Kugel 3985 mit dem Einlaß des Fluiddurchlasses zusammen und dichtet diesen ab. Auf diese Weise wird die Kammer 3970 fluidmäßig von der Kam mer 3975 isoliert.

Nach Plazierung der Kugel 3985 in den Einlaß 3965 des Fluid durchlasses 3920 wird, wie in Fig. 24D gezeigt, ein Fluidma terial 3990 in die Kammer 3970 gepumpt. Das Fluidmaterial wird bevorzugt in die Kammer 3970 mit Betriebsdrücken und Durchsätzen gepumpt, die von etwa 0 bis 9.000 psi bzw. 0 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen, um optimale betriebsmäßige Ef fizienz bereitzustellen. Das Fluidmaterial 3990 kann eine be liebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Materialien umfassen, wie etwa beispielsweise Wasser, Bohr schlamm, Zement, Epoxidharz oder Schlackengemisch. Gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Fluidmaterial 3990 ein nicht aushärtbares Fluidmaterial, um betriebsmäßige Effi zienz maximal zu gestalten.

Fortgesetztes Pumpen des Fluidmaterials 3990 erhöht den Druck des Fluidmaterials 3980 innerhalb der Kammer 3970. Der erhöh te Betriebsdruck in der Kammer 3970 veranlaßt den Dorn 3915 dazu, die Dornstarteinrichtung 3910 und das rohrförmige Ele ment 3925 von der konischen Oberfläche des Dorns 3915 wegzu pressen. Das Pressen der Dornstarteinrichtung 3910 und des rohrförmigen Elements 3925 von der konischen Oberfläche des Dorns 3915 weg veranlaßt die Dornstarteinrichtung 3910 und das rohrförmige Element 3925 dazu, in der radialen Richtung aufzuweiten. Fortgesetztes Pumpen des Fluidmaterials 3990 veranlaßt bevorzugt die gesamte Länge des rohrförmigen Ele ments 3925 dazu, in der radialen Richtung aufzuweiten.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die Pumpge schwindigkeit und der Druck des Fluidmaterials 3990 während der letzten Stufen des Aufweitungsprozesses verringert, um den Stoß auf die Vorrichtung 3900 zu minimieren. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Vorrichtung 3900 Stoß absorber zu Absorbieren des Stoßes, der durch die Beendigung des Aufweitungsprozesses hervorgerufen wird. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform veranlaßt der Aufweitungsprozeß den Dorn 3915 dazu, sich in axialer Richtung 3935 zu bewegen.

Wie in Fig. 24E gezeigt, werden gemäß einer bevorzugten Aus führungsform bei der Beendigung des Aufweitungsprozesses das Tragelement 3905, das Dichtstück 3910, die erste Fluidleitung 3915, das ringförmige Dichtungselement 3930, die zweite Flu idleitung 3935, der Dorn 3945 und die Dornstarteinrichtung 3950 aus der Schachtbohrung 3980 entfernt. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform umfaßt der resultierende neue Schacht bohrungs-Verschalungsabschnitt die bereist existierende Schachtbohrungs-Verschalung 3975, das aufgeweitete rohrförmi ge Element 3925, die Gleitelemente 3930, die Dichtungen 3935, den Schuh 3940 und eine äußere ringförmige Schicht 4000 aus ausgehärtetem Fluidmaterial.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform wird die Vorrichtung 3900 verwendet, um eine bereits existierende Schachtbohrungs- Verschalung bzw. eine Rohrleitung zu reparieren. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfassen beide Enden des rohrför migen Elements 3955 bevorzugt Gleitelemente 3960 und Dichtun gen 3965.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform wird die Vorrichtung 3900 verwendet, um einen rohrförmigen strukturellen Träger für ein Gebäude oder eine Offshore-Struktur zu bilden.

Unter Bezug auf Fig. 25 und 26 wird nunmehr die optimale Be ziehung zwischen dem Angriffwinkel eines Aufweitungsdorns und dem minimal erforderlichen Ausbreitungsdrucks während der Aufweitung eines rohrförmigen Elements erläutert. Wie in Fig. 25 gezeigt, wird während der radialen Aufweitung eines rohr förmigen Elements 4100 durch einen Aufweitungsdorn 4105 der Aufweitungsdorn 4105 in der axialen Richtung verschoben. Der Angriffwinkel α der konischen Oberfläche 4110 des Aufwei tungsdorns 4105 beeinflußt direkt den erforderlichen Ausbrei tungsdruck P_PR, der erforderlich ist, um das rohrförmige Ele ment 4100 radial aufzuweiten. Für typische Materialqualitäten und typische Geometrien wird, wie in Fig. 26 gezeigt, der Ausbreitungsdruck P_PR für einen Angriffwinkel von ungefähr 25° minimiert. Der optimale Bereich des Angriffwinkels α reicht außerdem von etwa 10 bis 25°, um den Bereich des er forderlichen minimalen Ausbreitungsdrucks P_PR zu minimieren.

Anhand von Fig. 27 wird nunmehr eine Ausführungsform einer aufweitbaren Gewindeverbindung 4300 erläutert. Die aufweitba re Gewindeverbindung 4300 umfaßt bevorzugt ein erstes rohr förmiges Element 4305, ein zweites rohrförmiges Element 4310, eine Gewindeverbindung 4315, eine O-Ringnut 4320 und einen O- Ring 4325.

Das erste rohrförmige Element 4305 umfaßt eine Innenwandung 4330 und eine Außenwandung 4335. Das erste rohrförmige Ele ment 4305 umfaßt bevorzugt ein ringförmiges Element mit im wesentlichen konstanter Wandungsdicke. Das zweite rohrförmige Element 4310 umfaßt eine Innenwandung 4340 und eine Außenwan dung 4345. Das zweite rohrförmige Element 4310 umfaßt bevor zugt ein ringförmiges Element mit einer im wesentlichen kon stanten Wandungsdicke.

Die ersten und zweiten rohrförmigen Elemente 4305 und 4310 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Elementen umfassen. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform sind die Innen- und Außendurchmesser der ersten und zweiten rohrförmigen Elemente 4305 und 4310 im wesentli chen gleich. Auf diese Weise ist die Berstfestigkeit der rohrförmigen Elemente 4305 und 4310 im wesentlichen gleich. Dies minimiert die Möglichkeit einer katastrophalen Störung während des radialen Aufweitungsprozesses.

Die Gewindeverbindung 4315 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Gewindeverbindungen umfassen, die zur Verwendung mit rohrförmigen Elementen ge eignet sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Gewindeverbindung 4315 eine Stift- bzw. Zapfen- und Ka sten-Gewindeverbindung. Auf diese Weise wird der Zusammenbau des ersten rohrförmigen Elements 4305 mit dem zweiten rohr förmigen Element 4310 optimiert.

Die O-Ringnut 4320 ist bevorzugt in dem Gewindeabschnitt der Innenwandung 4340 des zweiten rohrförmigen Elements 4310 vor gesehen. Die O-Ringnut 4320 ist bevorzugt dazu ausgelegt, ei nen oder mehrere O-Ringe aufzunehmen. Das Volumenverhältnis der O-Ringnut 4320 ist bevorzugt so gewählt, daß der O-Ring 4325 zumindest 20% in der axialen Richtung während des radia len Aufweitungsprozesses sich auszudehnen vermag. Auf diese Weise wird die Verformung der Außenseite 4345 des zweiten rohrförmigen Elements 4310 während und bei Beendigung des ra dialen Aufweitungsprozesses minimiert.

Der O-Ring 4325 ist durch die O-Ringnut 4320 abgestützt. Der O-Ring 4325 stellt in optimaler Weise sicher, daß eine fluid dichte Abdichtung zwischen dem ersten rohrförmigen Element 4305 und dem zweiten rohrförmigen Element 4310 während und bei Beendigung des radialen Aufweitungsprozesses aufrechter halten wird.

Anhand von Fig. 28 wird eine alternative Ausführungsform ei ner aufweitbaren Gewindeverbindung 4500 nunmehr erläutert. Die aufweitbare Gewindeverbindung 4500 umfaßt ein erstes rohrförmiges Element 4505, ein zweites rohrförmiges Element 4510, eine Gewindeverbindung 4515, eine O-Ringnut 4520 und einen O-Ring 4525.

Das erste rohrförmige Element 4505 umfaßt eine Innenwandung 4530 und eine Außenwandung 4535. Das erste rohrförmige Ele ment 4505 umfaßt bevorzugt ein ringförmiges Element mit im wesentlichen konstanter Wandungsdicke. Das zweite rohrförmige Element 4510 umfaßt eine Innenwandung 4540 und eine Außenwan dung 4545. Das zweite rohrförmige Element 4510 umfaßt bevor zugt ein ringförmiges Element mit im wesentlichen konstanter Wandungsdicke.

Die ersten und zweiten rohrförmigen Elemente 4505 und 4510 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Elementen umfassen. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform sind die Innen- und Außendurchmesser der ersten und zweiten rohrförmigen Elemente 4505 und 4510 im wesentli chen gleich. Auf diese Weise ist die Berstfestigkeit der rohrförmigen Elemente 4505 und 4510 im wesentlichen gleich. Dies minimiert die Möglichkeit einer katastrophalen Störung während des radialen Aufweitungsprozesses.

Die Gewindeverbindung 4515 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen Gewindeverbindungen umfassen, die zur Verwen dung mit rohrförmigen Elementen geeignet sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Gewindeverbindung 4510 eine Stift- bzw. Zapfen- und Kasten-Gewindeverbindung. Auf diese Weise wird der Zusammenbau des ersten rohrförmigen Ele ments 4505 mit dem zweiten rohrförmigen Element 4510 opti miert.

Die O-Ringnut 4520 ist bevorzugt in dem Gewindeabschnitt der Innenwandung 4540 des zweiten rohrförmigen Elements 4510 un mittelbar benachbart zu einem Endabschnitt des Gewindeab schnitts 4515 vorgesehen. Auf diese Weise wird die Abdich tungswirkung optimiert, die durch den O-Ring 4525 bereitge stellt wird. Die O-Ringnut 4520 ist bevorzugt dazu ausgelegt, einen oder mehrere O-Ringe aufzunehmen. Die Volumengröße der O-Ringnut 4520 ist bevorzugt so gewählt, daß der O-Ring 4525 zumindest ungefähr 20% in der axialen Richtung während des radialen Aufweitungsprozesses sich ausdehnen kann. Auf diese Weise wird eine Verformung der Außenseite 4545 des zweiten rohrförmigen Elements 4510 während und bei der Beendigung des radialen Aufweitungsprozesses minimiert.

Der O-Ring 4525 wird durch die O-Ringnut 4520 abgestützt. Der O-Ring 4525 stellt in optimaler Weise sicher, daß eine fluid dichte Abdichtung zwischen dem ersten rohrförmigen Element 4505 und dem zweiten rohrförmigen Element 4510 während und bei Beendigung des radialen Aufweitungsprozesses aufrechter halten wird.

Unter Bezug auf Fig. 29 wird eine alternative Ausführungsform einer aufweitbaren Gewindeverbindung 4700 nunmehr erläutert. Die aufweitbare Gewindeverbindung 4700 umfaßt ein erstes rohrförmiges Element 4705, ein zweites rohrförmiges Element 4710, eine Gewindeverbindung 4715, eine O-Ringnut 4720, einen ersten O-Ring 4725 und einen zweiten O-Ring 4730.

Das erste rohrförmige Element 4705 umfaßt eine Innenwandung 4735 und eine Außenwandung 4740. Das erste rohrförmige Ele ment 4705 umfaßt bevorzugt ein ringförmiges Element mit im wesentlichen konstanter Wandungsdicke. Das zweite rohrförmige Element 4710 umfaßt eine Innenwandung 4745 und eine Außenwan dung 4750. Das zweite rohrförmige Element 4710 umfaßt bevor zugt ein ringförmiges Element mit im wesentlichen konstanter Wandungsdicke.

Die ersten und zweiten rohrförmigen Elemente 4705 und 4710 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen Elementen umfassen. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform sind die Innen- und Außendurchmesser der ersten und zweiten rohrförmigen Elemente 4705 und 4710 im wesentli chen gleich. Auf diese Weise ist die Berstfestigkeit der rohrförmige Elemente 4705 und 4710 im wesentlichen die glei che. Die minimiert die Möglichkeit einer katastrophalen Stö rung während des radialen Aufweitungsprozesses.

Die Gewindeverbindung 4715 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen Gewindeverbindungen umfassen, die zur Verwen dung mit rohrförmigen Elementen geeignet sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Gewindeverbindung 4715 eine Stift- bzw. Zapfen- und Kasten-Gewindeverbindung. Auf diese Weise wird der Zusammenbau des ersten rohrförmigen Ele ments 4705 mit dem zweiten rohrförmigen Element 4710 opti miert.

Die O-Ringnut 4720 ist bevorzugt in dem Gewindeabschnitt der Innenwandung 4725 des zweiten rohrförmigen Elements 4710 un mittelbar benachbart zu einem Endabschnitt des Gewindeab schnitts 4715 vorgesehen. Auf diese Weise wird die Abdich tungswirkung optimiert, die durch die O-Ringe 4725 und 4730 bereitgestellt wird. Die O-Ringnut 4720 ist bevorzugt dazu ausgelegt, mehrere O-Ringe aufzunehmen und zu tragen. Die Vo lumengröße der O-Ringnut 4720 ist bevorzugt so gewählt, daß die O-Ringe 4725 und 4730 sich zumindest ungefähr 20% in der radialen Richtung während des radialen Aufweitungsprozesses ausdehnen können. Auf diese Weise wird die Verformung der Au ßenseite 4750 des zweiten rohrförmigen Elements 4710 während und bei der Beendigung des radialen Aufweitungsprozesses mi nimiert.

Die O-Ringe 4725 und 4730 werden durch die O-Ringnut 4720 ab gestützt. Das Paar von O-Ringen 4725 und 4730 stellt in opti maler Weise sicher, daß die fluiddichte Abdichtung zwischen dem ersten rohrförmigen Element 4705 und den zweiten rohrför migen Element 4710 während und bei der Beendigung des radia len Aufweitungsprozesses aufrechterhalten bleibt. Insbesonde re stellt die Verwendung eines Paars benachbarter O-Ringe ei ne Redundanz bezüglich der Abdichtung zwischen dem ersten rohrförmigen Element 4705 und dem zweiten rohrförmigen Ele ment 4710 bereit.

Unter Bezug auf Fig. 30 wird nunmehr eine alternative Ausfüh rungsform der aufweitbaren Gewindeverbindung 4900 erläutert. Die aufweitbare Gewindeverbindung 4900 umfaßt ein erstes rohrförmiges Element 4905, ein zweites rohrförmiges Element 4910, eine Gewindeverbindung 4915, eine erste O-Ringnut 4920, eine zweite O-Ringnut 4925, einen ersten O-Ring 4930 und ei nen zweiten O-Ring 4935.

Das erste rohrförmige Element 4905 umfaßt eine Innenwandung 4940 und eine Außenwandung 4945. Das erste rohrförmige Ele ment 4905 umfaßt bevorzugt ein ringförmiges Element mit im wesentlichen konstanter Wandungsdicke. Das zweite rohrförmige Element 4910 umfaßt eine Innenwandung 4950 und eine Außenwan dung 4955. Das zweite rohrförmige Element 4910 umfaßt bevor zugt ein ringförmiges Element mit im wesentlichen konstanter Wandungsdicke.

Die ersten und zweiten rohrförmigen Elemente 4905 und 4910 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell erhältlichen rohrförmigen Elementen umfassen. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform sind die Innen- und Außendurchmes ser der ersten und zweiten rohrförmigen Elemente 4905 und 4910 im wesentlichen gleich. Auf diese Weise ist die Berstfe stigkeit der rohrförmigen Elemente 4905 und 4910 im wesentli chen gleich. Die minimiert die Möglichkeit einer katastropha len Störung während des radialen Aufweitungsprozesses.

Die Gewindeverbindung 4915 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen Gewindeverbindungen umfassen, die zur Verwen dung mit rohrförmigen Elementen geeignet sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Gewindeverbindung 4915 eine Stift- bzw. Zapfen- und Kasten-Gewindeverbindung. Auf diese Weise wird der Zusammenbau des ersten rohrförmigen Ele ments 4905 mit dem zweiten rohrförmigen Element 4910 opti miert.

Die erste O-Ringnut 4920 ist bevorzugt in dem Gewindeab schnitt der Innenwandung 4950 des zweiten rohrförmigen Ele ments 4910 vorgesehen, das von einem Endabschnitt des Gewin deabschnitts 4915 getrennt ist. Auf diese Weise wird die Ab dichtungswirkung durch die O-Ringe 4930 und 4935 optimiert. Die erste O-Ringnut 4920 ist bevorzugt dazu ausgelegt, einen oder mehrere O-Ringe aufzunehmen und zu tragen. Die Volumen größe der ersten O-Ringnut 4920 ist bevorzugt so gewählt, daß der O-Ring 4930 sich zumindest ungefähr 20% in der axialen Richtung während des radialen Aufweitungsprozesses ausdehnen kann. Auf diese Weise wird eine Verformung der Außenseite 4955 des zweiten rohrförmigen Elements 4910 während unter bei der Beendigung des radialen Aufweitungsprozesses minimiert.

Die zweite O-Ringnut 4925 ist bevorzugt in dem Gewindeab schnitt der Innenwandung 4950 des zweiten rohrförmigen Ele ments 4910 vorgesehen, das unmittelbar benachbart zu einem Endabschnitt des Gewindeabschnitts 4915 zu liegen kommt. Auf diese Weise wird die Abdichtungswirkung durch die O-Ringe 4930 und 4935 optimiert. Die zweite O-Ringnut 4925 ist bevor zugt ist dazu ausgelegt, einen O-Ring mehr bzw. mehrere O- Ringe aufzunehmen. Die Volumengröße der zweiten O-Ringnut 4925 ist bevorzugt so gewählt, daß der O-Ring 4935 sich zu mindest ungefähr 20% in der axialen Richtung während des ra dialen Aufweitungsprozesses ausdehnen kann. Auf diese Weise wird eine Verformung der Außenseite 4955 des zweiten rohrför migen Elements 4910 während und bei der Beendigung des radia len Aufweitungsprozesses minimiert.

Die O-Ringe 4930 und 4935 werden die O-Ringnuten 4920 und 4925 getragen. Die Verwendung von einem Paar von O-Ringen 4930 und 4935, die axial beabstandet sind, stellt in optima ler Weise sicher, daß eine fluiddichte Abdichtung zwischen dem ersten rohrförmigen Element 4905 und dem zweiten rohrför migen Element 4910 während und bei der Beendigung des radia len Aufweitungsprozesses aufrechterhalten wird. Insbesondere stellt die Verwendung eines Paars von O-Ringen eine Redundanz bezüglich der Abdichtung zwischen dem ersten rohrförmigen Element 4905 und dem zweiten rohrförmigen Element 4910 be reit.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden aufweitbare Gewindeverbindungen 4300, 4500, 4700 und/oder 4900 in Kombi nation mit einer oder mehreren der Ausführungsformen verwen det, die in den Fig. 1 bis 24E gezeigt sind, um in optimaler Weise mehrere rohrförmige Elemente aufzuweiten, die endseitig verbunden sind, und zwar unter Verwendung der aufweitbaren Gewindeverbindungen 4300, 4500, 4700 und/oder 4900.

Ein Verfahren zum Erzeugen einer Verkleidung in einem Bohr loch, das in einer unterirdischen Formation angeordnet ist, ist erläutert worden und umfaßt das Installieren einer rohr förmigen Auskleidung und eines Dorns in dem Bohrloch. Ein Fluidmaterialkörper wird daraufhin in das Bohrloch einge spritzt. Die rohrförmige Auskleidung wird daraufhin radial aufgeweitet durch Pressen der Auskleidung weg von dem Dorn. Das Einspritzen umfaßt bevorzugt das Einspritzen eines aus härtbaren Fluiddichtungsmaterials in den ringförmigen Be reich, der zwischen dem Bohrloch und dem äußeren der rohrför migen Auskleidung zu liegen kommt, und eines nicht aushärtba ren Fluidmaterials in einen inneren Bereich der rohrförmigen Auskleidung von unterhalb des Dorns. Das Verfahren umfaßt be vorzugt das fluidmäßige Isolieren des ringförmigen Bereichs von dem inneren Bereich vor dem Einspritzen der zweiten Menge des nicht aushärtbaren Dichtungsmaterials in den inneren Be reich. Das Einspritzen des aushärtbaren Fluiddichtungs materials wird bevorzugt mit Betriebsdrücken und Durchsätzen bereitgestellt, die von etwa 0 bis 5.000 psi bzw. 0 bis 1.500 Gallonen/Minute reichen. Das Einspritzen des nicht aushärtba ren Fluidmaterials wird bevorzugt mit Betriebsdrücken und Durchsätzen bereitgestellt, die von etwa 500 bis 9.000 psi bzw. 40 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen. Das Einspritzen des nicht aushärtbaren Fluidmaterials wird bevorzugt mit ver ringerten Betriebsdrücken und Durchsätzen während eines End abschnitts des Aufweitungsvorgangs bereitgestellt. Das nicht aushärtbare Fluidmaterial wird bevorzugt unterhalb des Dorns eingespritzt. Das Verfahren umfaßt bevorzugt das Unterdruck setzen eines Bereichs der rohrförmigen Auskleidung unterhalb das Dorns. Der Bereich der rohrförmigen Auskleidung unterhalb des Dorns wird bevorzugt auf Drücke unter Druck gesetzt, die von etwa 500 bis 9.000 psi reichen. Das Verfahren umfaßt be vorzugt das fluidmäßige Isolieren eines inneren Bereichs der rohrförmigen Auskleidung von dem äußeren Bereich der rohrför mige Auskleidung. Das Verfahren umfaßt außerdem das Aushärten des aushärtbaren Dichtungsmaterials und das Entfernen von zu mindest einem Teil des ausgehärteten Dichtungsmaterials, wel ches innerhalb der rohrförmigen Auskleidung angeordnet ist. Das Verfahren umfaßt außerdem bevorzugt das Zurüberlappung bringen der rohrförmigen Auskleidung mit einer existierenden Schachtbohrungs-Verschalung. Das Verfahren umfaßt außerdem das Abdichten der Überlappung zwischen der rohrförmigen Aus kleidung und der bereits vorhandenen Schachtbohrungs- Verschalung. Das Verfahren umfaßt außerdem das Abstützen der aufgeweiteten rohrförmigen Auskleidung unter Verwendung der Überlappung mit der existierenden Schachtbohrungs- Verschalung. Das Verfahren umfaßt außerdem bevorzugt das Te sten der Unversehrtheit der Dichtung in der Überlappung zwi schen der rohrförmigen Auskleidung und der existierenden Schachtbohrungs-Verschalung. Das Verfahren umfaßt außerdem das Entfernen von zumindest einem Teil des aushärtbaren Flu iddichtungsmaterials innerhalb der rohrförmigen Auskleidung vor dem Aushärten. Das Verfahren umfaßt außerdem bevorzugt das Schmieren der Oberfläche des Dorns. Das Verfahren umfaßt außerdem bevorzugt das Absorbieren von Stößen. Das Verfahren umfaßt außerdem das Einfangen des Dorns bei der Beendigung des Aufweitungsvorgangs.

Eine Vorrichtung zum Erzeugen einer Verschalung in einem Bohrloch, das in einer unterirdischen Formation angeordnet ist, ist erläutert worden und umfaßt ein Tragelement, einen Dorn, ein rohrförmiges Element und einen Schuh. Das Tragele ment umfaßt einen ersten Fluiddurchlaß. Der Dorn ist mit dem Tragelement verbunden und umfaßt einen zweiten Fluiddurchlaß. Das rohrförmige Element ist mit dem Dorn verbunden. Der Schuh ist mit der rohrförmigen Auskleidung verbunden und umfaßt ei nen dritten Fluiddurchlaß. Die ersten, zweiten und dritten Fluiddurchlässe sind betriebsmäßig verbunden. Das Tragelement umfaßt bevorzugt einen Druckfreigabedurchlaß und ein Durch satzsteuerventil, das mit dem ersten Fluiddurchlaß und dem Druckfreigabedurchlaß verbunden ist. Das Tragelement umfaßt außerdem bevorzugt einen Stoßabsorber. Das Tragelement umfaßt bevorzugt ein oder mehrere Dichtungselemente, die dazu ausge legt sind, zu verhindern, daß Fremdmaterial in einen inneren Bereich des rohrförmigen Elements eintritt. Der Dorn ist be vorzugt aufweitbar. Das rohrförmige Element ist bevorzugt aus Materialien hergestellt, die ausgewählt sind aus der Gruppe, die aus Oilfield Country Tubular Goods, Chrom-13-Stahlrohren/ Verschalungen und Kunststoffverschalungen besteht. Das rohr förmige Element weist bevorzugt Innen- und Außendurchmesser auf, die von etwa 3 bis 15,5 Inch bzw. 3,5 bis 16 Inch rei chen. Das rohrförmige Element besitzt bevorzugt eine plasti sche Dehngrenze bzw. einen plastischen Dehnpunkt, der etwa von 40.000 bis 135.000 psi reicht. Das rohrförmige Element umfaßt bevorzugt ein oder mehrere Dichtungselemente an einem Endabschnitt. Das rohrförmige Element umfaßt bevorzugt ein oder mehrere Druckfreigabelöcher an einem Endabschnitt. Das rohrförmige Element umfaßt bevorzugt ein Einfangelement an einem Endabschnitt zum Abbremsen bzw. Verzögern des Dorns. Der Schuh umfaßt bevorzugt eine Einlaßöffnung, die mit dem dritten Fluiddurchlaß verbunden ist, wobei die Einlaßöffnung dazu ausgelegt ist, einen Stopfen zum Blockieren der Einlaß- Öffnung aufzunehmen. Der Schuh ist bevorzugt ausbohrbar.

Ein Verfahren zum Verbinden bzw. Vereinigen eines zweiten rohrförmigen Elements mit einem ersten rohrförmigen Element ist erläutert worden, wobei das erste rohrförmige Element ei nen Innendurchmesser aufweist, der größer ist als der Außen durchmesser des zweiten rohrförmigen Elements, und wobei das Verfahren vorsieht: Positionieren eines Dorns innerhalb eines inneren Bereichs des zweiten rohrförmigen Elements, Positio nieren der ersten und zweiten rohrförmigen Elemente in über lappender Beziehung, Unterdrucksetzen eines Teils des inneren Bereichs des zweiten rohrförmigen Elements und Pressen des zweiten rohrförmigen Elements weg von dem Dorn in Eingriff mit dem ersten rohrförmigen Element. Das Unterdrucksetzen des Teils des inneren Bereichs des zweiten rohrförmigen Elements wird bevorzugt mit Betriebsdrücken bereitgestellt, die von etwa 500 bis 9.000 psi reichen. Das Unterdrucksetzen des Teils des inneren Bereichs des zweiten rohrförmigen Elements wird bevorzugt mit verringerten Betriebsdrücken während eines letzten Teils des Aufweitungsvorgangs bereitgestellt. Das Verfahren umfaßt außerdem das Abdichten der Überlappung zwi schen den ersten und zweiten rohrförmigen Elementen. Das Ver fahren umfaßt außerdem das Abstützen des aufgeweiteten ersten rohrförmigen Elements unter Verwendung der Überlappung mit dem zweiten rohrförmigen Element. Das Verfahren umfaßt außer dem das Schmieren der Oberfläche des Dorns. Das Verfahren um faßt außerdem das Absorbieren von Stößen.

Eine Auskleidung zur Verwendung bei der Erzeugung eines neuen Abschnitts einer Schachtbohrungs-Verschalung in einer unter irdischen Formation benachbart zu einem existierenden Schachtbohrungs-Verschalungsabschnitt ist erläutert worden und umfaßt ein ringförmiges Element. Das ringförmige Element umfaßt ein oder mehrere Dichtungselemente an einem Endab schnitt des ringförmigen Elements und einen oder mehrere Druckfreigabedurchlässe an einem Endabschnitt des ringförmi gen Elements.

Eine Schachtbohrungs-Verschalung ist erläutert worden, die eine rohrförmige Auskleidung und einen ringförmigen Körper aus einem ausgehärteten Fluiddichtungsmaterial umfaßt. Die rohrförmige Auskleidung ist durch den Prozeß gebildet worden, eine rohrförmige Auskleidung von einem Dorn weg zu pressen. Die rohrförmige Auskleidung wird bevorzugt gebildet durch den Prozeß, den rohrförmigen Auskleidungen und den Dorn innerhalb der Schachtbohrung anzuordnen und einen inneren Abschnitt der rohrförmigen Auskleidung unter Druck zu setzen. Der ringför mige Körper des ausgehärteten Fluiddichtungsmaterials wird bevorzugt durch den Prozeß gebildet, einen Körper aus aus härtbarem Fluiddichtungsmaterial in einen ringförmigen Be reich außerhalb der rohrförmigen Auskleidung einzuspritzen. Während des Unterdrucksetzens wird der innere Abschnitt der rohrförmigen Auskleidung bevorzugt fluidmäßig von einem äuße ren Abschnitt der rohrförmigen Auskleidung isoliert. Der in nere Abschnitt der rohrförmigen Auskleidung wird bevorzugt unter Druck gesetzt auf Drücke, die von etwa 500 bis 9.000 psi reichen. Die rohrförmige Auskleidung überlappt bevorzugt eine existierende Schachtbohrungs-Verschalung. Die Schacht bohrungs-Verschalung umfaßt bevorzugt außerdem eine Dichtung, die in der Überlappung zwischen der rohrförmigen Auskleidung und der existierenden Schachtbohrungs-Verschalung angeordnet ist. Die rohrförmige Auskleidung wird bevorzugt durch die Überlappung mit der existierenden Schachtbohrungs-Verschalung abgestützt.

Ein Verfahren zum Reparieren eines existierenden Abschnitts einer Schachtbohrungs-Verschalung innerhalb eines Bohrlochs ist erläutert worden, die das Installieren einer rohrförmigen Auskleidung und eines Dorns innerhalb einer Schachtbohrungs- Verschalung umfaßt, das Einspritzen eines Körpers aus Fluid materialien in das Bohrloch, das Unterdrucksetzen eines Ab schnitts eines inneren Bereichs der rohrförmigen Auskleidung und das radiale Aufweiten der Auskleidung in dem Bohrloch durch Aufweiten der Auskleidung weg von dem Dorn. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Fluidmaterial aus der Gruppe gewählt, die aus Schlackengemisch, Zement, Bohrschlamm und Epoxidharz besteht. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form umfaßt das Verfahren außerdem das fluidmäßige Isolieren eines inneren Bereichs der rohrförmigen Auskleidung von einem äußeren Bereich der rohrförmigen Auskleidung. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform wird das Einspritzen des Körpers aus Fluidmaterial mit Betriebsdrücken und Durchsätzen vorge sehen, die von etwa 500 bis 9.000 psi bzw. 40 bis 3.000 Gal lonen/Minute reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Einspritzen des Körpers aus Fluidmaterial mit ver ringerten Betriebsdrücken und Durchsätzen während eines End abschnitts des Aufweitungsvorgangs bereitgestellt. Gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform wird das Fluidmaterial unter halb des Dorns eingespritzt. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform wird der Bereich der rohrförmigen Auskleidung un terhalb des Dorns unter Druck gesetzt. Gemäß einer bevorzug ten Ausführungsform wird der Bereich der rohrförmigen Aus kleidung unterhalb des Dorns auf Drücke unter Druck gesetzt, die von etwa 500 bis 9.000 psi reichen. Gemäß einer bevorzug ten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Zur überlappungbringen der rohrförmigen Auskleidung mit der exi stierenden Schachtbohrungs-Verschalung. Gemäß einer bevorzug ten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Abdich ten der Grenzfläche zwischen der rohrförmigen Auskleidung und der existierenden Schachtbohrungs-Verschalung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Abstützen der aufgeweiteten rohrförmigen Auskleidung unter Verwendung der existierenden Schachtbohrungs-Verschalung. Ge mäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Testen der Unversehrtheit der Dichtung in der Grenzfläche zwischen der rohrförmigen Auskleidung und der existierenden Schachtbohrungs-Verschalung. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Schmieren der Oberfläche des Dorns. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Absorbieren von Stößen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Einfangen des Dorns bei der Been digung des Aufweitungsvorgangs. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Aufweiten des Dorns in radialer Richtung.

Eine Rückbindungsauskleidung zum Auskleiden einer existieren den Schachtbohrungs-Verschalung ist erläutert worden und um faßt eine rohrförmige Auskleidung und einen ringförmigen Kör per aus einem ausgehärteten Fluiddichtungsmaterial. Die rohr förmige Auskleidung wird durch den Prozeß gebildet, die rohr förmige Auskleidung von dem Dorn wegzupressen. Der rohrförmi ge Körper aus ausgehärtetem Fluiddichtungsmaterial ist mit der rohrförmigen Auskleidung verbunden. Gemäß einer bevorzug ten Ausführungsform wird die rohrförmige Auskleidung durch den Prozeß gebildet, die rohrförmige Auskleidung und den Dorn innerhalb der Schachtbohrung zu positionieren und den inneren Abschnitt der rohrförmigen Auskleidung unter Druck zu setzen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird während des Un terdrucksetzens der innere Abschnitt der rohrförmigen Aus kleidung fluidmäßig von dem äußeren Abschnitt der rohrförmi gen Auskleidung isoliert. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform wird der innere Abschnitt der rohrförmigen Ausklei dung mit Drücken unter Druck gesetzt, die von etwa 500 bis 9.000 psi reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der ringförmige Körper aus ausgehärtetem Fluiddichtungs material durch den Prozeß gebildet, einen Körper aus aushärt barem Fluiddichtungsmaterial in einen ringförmigen Bereich zwischen der existierenden Schachtbohrungs-Verschalung und der rohrförmigen Auskleidung einzuspritzen. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform überlappt die rohrförmige Ausklei dung die weitere existierende Schachtbohrungs-Verschalung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Rückbin dungsauskleidung außerdem eine Dichtung, die in der Überlap pung zwischen der rohrförmigen Auskleidung und der weiteren existierenden Schachtbohrungs-Verschalung angeordnet ist. Ge mäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die rohrförmige Auskleidung durch die Überlappung mit der existierenden Schachtbohrungs-Verschalung abgestützt.

Eine Vorrichtung zum Aufweiten eines rohrförmigen Elements ist erläutert worden und umfaßt ein Tragelement, einen Dorn, ein rohrförmiges Element und einen Schuh. Das Tragelement um faßt einen ersten Fluiddurchlaß. Der Dorn ist mit dem Trag element verbunden. Der Dorn umfaßt einen zweiten Fluiddurch laß, der mit dem ersten Fluiddurchlaß, einem inneren Ab schnitt und einem äußeren Abschnitt betriebsmäßig verbunden ist. Der innere Abschnitt des Dorns ist ausbohrbar. Das rohr förmige Element ist mit dem Dorn verbunden. Der Schuh ist mit dem rohrförmigen Element verbunden. Der Schuh umfaßt einen dritten Fluiddurchlaß, der mit dem zweiten Fluiddurchlaß, ei nem inneren Abschnitt und einem äußeren Abschnitt betriebsmä ßig verbunden ist. Der innere Abschnitt des Schuhs ist aus bohrbar. Bevorzugt umfaßt der innere Abschnitt des Dorns ein rohrförmiges Element und ein Lasttragelement. Bevorzugt um faßt das Lasttragelement einen ausbohrbaren Körper. Bevorzugt umfaßt der innere Abschnitt des Schuhs ein rohrförmiges Ele ment und ein Lasttragelement. Bevorzugt umfaßt das Lasttrag element einen ausbohrbaren Körper. Bevorzugt umfaßt der äuße re Abschnitt des Dorns einen Aufweitungskonus. Bevorzugt ist der Aufweitungskonus aus Materialien hergestellt, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Werkzeugstahl, Titan und Ke ramik besteht. Bevorzugt weist der Aufweitungskonus eine Oberflächenhärte auf, die von etwa 58 bis 62 Rockwell C reicht. Bevorzugt ist zumindest ein Teil der Vorrichtung aus bohrbar.

Ein Schachtkopf ist außerdem erläutert worden und umfaßt eine äußere Verschalung und mehrere im wesentlichen konzentrische und überlappende Verschalungen, die mit der äußeren Verscha lung verbunden sind. Jede innere Verschalung wird durch Kon taktdruck zwischen einer Außenseite der inneren Verschalung und einer Innenseite der äußeren Verschalung abgestützt. Ge mäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die äußere Ver schalung eine Dehnfestigkeit auf, die von etwa 40.000 bis 135.000 psi reicht. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die äußere Verschalung eine Berstfestigkeit auf, die von etwa 5.000 bis 20.000 psi reicht. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der Kontaktdruck zwischen den inneren Verschalungen und den äußeren Verschalungen von etwa 500 bis 10.000 psi. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfassen eine oder mehrere innere Verschalungen ein oder mehrere Dich tungselemente, die mit einer Innenseite der äußeren Verscha lung in Kontakt stehen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form sind die Dichtungselemente ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus Blei, Gummi, Teflon, Epoxidharz und Kunst stoff. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Weih nachtsbaum mit der äußeren Verschalung verbunden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Bohrspule mit der äuße ren Verschalung verbunden. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform ist zumindest eine der inneren Verschalungen eine Produktionsverschalung.

Ein Schachtkopf ist außerdem erläutert worden, der eine äuße re Verschalung umfaßt, die 75978 00070 552 001000280000000200012000285917586700040 0002010028015 00004 75859zumindest teilweise innerhalb ei ner Schachtbohrung positioniert ist und mehrere im wesentli chen konzentrische innere Verschalungen, die mit der Innen seite der äußeren Verschalung durch den Prozeß verbunden sind, eine oder mehrere der inneren Verschalungen in Kontakt mit zumindest einem Abschnitt der Innenseite der äußeren Ver schalung aufzuweiten. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die inneren Verschalungen durch Pressen der inneren Verschalungen weg von einem Dorn aufgeweitet. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform werden die inneren Verschalungen durch den Prozeß aufgeweitet: Plazieren der inneren Verscha lung und eines Dorns innerhalb einer Schachtbohrung und Un terdrucksetzen eines inneren Bereichs der inneren Verscha lung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird während des Unterdrucksetzens der innere Bereich der inneren Verscha lung fluidmäßig isoliert von dem äußeren Bereich der inneren Verschalung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der innere Bereich der inneren Verschalung mit Drücken unter Druck gesetzt, die von etwa 500 bis 9.000 psi reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden eine oder mehrere Dichtungen in der Grenzfläche zwischen den inneren Verscha lungen und der äußeren Verschalung positioniert. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die inneren Verschalungen durch ihren Kontakt mit der äußeren Verschalung abgestützt.

Ein Verfahren zum Bilden eines Schachtkopfs ist außerdem er läutert worden und umfaßt das Bohren einer Schachtbohrung. Eine äußere Verschalung wird zumindest teilweise in einem oberen Abschnitt einer Schachtbohrung positioniert. Ein er stes rohrförmiges Element wird in der äußeren Verschalung po sitioniert. Zumindest ein Abschnitt des ersten rohrförmigen Elements wird in Kontakt mit einer Innenseite der äußeren Verschalung aufgeweitet. Ein zweites rohrförmiges Element wird in der äußeren Verschalung und dem ersten rohrförmigen Element positioniert. Zumindest ein Abschnitt des zweiten rohrförmigen Elements wird in Kontakt mit einem inneren Ab schnitt der äußeren Verschalung aufgeweitet. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform wird zumindest ein Abschnitt des Inneren des ersten rohrförmigen Elements unter Druck gesetzt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird zumindest ein Abschnitt des Innern des zweiten rohrförmigen Elements unter Druck gesetzt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird zumindest ein Teil des Inneren der ersten und zweiten rohr förmigen Elemente unter Druck gesetzt. Gemäß einer bevorzug ten Ausführungsform erfolgt das Unterdrucksetzen des Ab schnitts des inneren Bereichs des zweiten rohrförmigen Ele ments mit Betriebsdrücken, die von etwa 500 bis 9.000 psi reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Unterdrucksetzen des Abschnitts des inneren Bereichs des zweiten rohrförmigen Elements mit Betriebsdrücken, die von etwa 500 bis 9.000 psi reichen. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform erfolgt das Unterdrucksetzen des Abschnitts des inneren Bereichs der ersten und zweiten rohrförmigen Elemente mit Betriebsdrücken, die von etwa 500 bis 9.000 psi reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Unter drucksetzen des Abschnitts des inneren Bereichs des rohrför migen Elements mit verringerten Betriebsdrücken während des letzten Teils des Aufweitungsvorgangs. Gemäß einer bevorzug ten Ausführungsform erfolgt das Unterdrucksetzen des Ab schnitts des inneren Bereichs des zweiten rohrförmigen Ele ments mit verringerten Betriebsdrücken während des letzten Teils des Aufweitungsvorgangs. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform erfolgt das Unterdrucksetzen des Abschnitts des inneren Bereichs der ersten und zweiten rohrförmigen Elemente während eines letzteren Teils der Aufweitungsvorgänge mit verringerten Betriebsdrücken. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform wird der Kontakt zwischen dem ersten rohrförmigen Element und der äußeren Verschalung abgedichtet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Kontakt zwischen dem zweiten rohrförmigen Element und der äußeren Verschalung ab gedichtet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Kontakt zwischen den ersten und zweiten rohrförmigen Elemen ten und der äußeren Verschalung abgedichtet. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform wird das aufgeweitete erste rohr förmige Element unter Verwendung des Kontakts mit der äußeren Verschalung abgestützt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form wird das aufgeweitete zweite rohrförmige Element unter Verwendung des Kontakts mit der äußeren Verschalung abge stützt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die aufgeweitete ersten und zweiten rohrförmigen Element abge stützt unter Verwendung ihrer Kontakte mit der äußeren Ver schalung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die ersten und zweiten rohrförmigen Elemente von einem Dorn weg gepreßt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die Oberfläche des Dorns geschmiert. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform werden Stöße absorbiert. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Dorn in radialer Richtung aufgewei tet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die er sten und zweiten rohrförmigen Element in überlappender Bezie hung positioniert. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird ein innerer Bereich des ersten rohrförmigen Elements von einem äußeren Bereich des ersten rohrförmigen Elements fluid mäßig isoliert. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird ein innerer Bereich des zweiten rohrförmigen Elements von ei nem äußeren Bereich des zweiten rohrförmigen Elements fluid mäßig isoliert. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird ein innerer Bereich des ersten rohrförmigen Elements von ei nem Bereich außerhalb des ersten rohrförmigen Elements durch Einspritzen von einem oder mehreren Stopfen in das Innere des ersten rohrförmigen Elements fluidmäßig isoliert. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der innere Bereich des zwei ten rohrförmigen Elements von dem Bereich außerhalb des zwei ten rohrförmigen Elements durch Einspritzen von einem oder mehreren Stopfen in das Innere des zweiten rohrförmigen Ele ments fluidmäßig isoliert. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform erfolgt das Unterdrucksetzen des Abschnitts des in neren Bereichs des ersten rohrförmigen Elements durch Ein spritzen eines Fluidmaterials mit Betriebsdrücken und Durch sätzen, die von etwa 500 bis 9.000 psi bzw. 40 bis 3.000 Gal lonen/Minute reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Unterdrucksetzen des Abschnitts des inneren Be reichs des zweiten rohrförmigen Elements durch Einspritzen eines Fluidmaterials mit Betriebsdrücken und Durchsätzen, die von etwa 500 bis 9.000 psi bzw. 40 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird Fluid material über den Dorn hinaus bzw. jenseits von diesem einge spritzt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Be reich der rohrförmigen Elemente über den Dorn hinaus bzw. jenseits von diesem unter Druck gesetzt. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform wird der Bereich der rohrförmige Ele mente über den Dorn hinaus bzw. jenseits von diesem unter Druck gesetzt mit Drücken, die von etwa 500 bis 9.000 psi reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das erste rohrförmige Element eine Produktionsverschalung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Kontakt zwischen dem ersten rohrförmigen Element und der äußeren Verschalung abgedichtet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Kontakt zwischen dem zweiten rohrförmigen Element und der äu ßeren Verschalung abgedichtet. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform wird das aufgeweitete erste rohrförmige Element unter Verwendung der äußeren Verschalung abgestützt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das aufgeweitete zwei te rohrförmige Element unter Verwendung der äußeren Verscha lung abgestützt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die Unversehrtheit der Dichtung im Kontakt zwischen dem er sten rohrförmigen Element und der äußeren Verschalung gete stet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die Unver sehrtheit der Dichtung im Kontakt zwischen dem zweiten rohr förmigen Element und der äußeren Verschalung getestet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die Verschalung bei Beendigung des Aufweitungsvorgangs eingefangen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Dorn ausgebohrt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Dorn mit Spiral rohren abgestützt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Dorn mit einem Bohrschuh verbunden.

Eine Vorrichtung ist erläutert worden, die ein äußeres rohr förmiges Element und mehrere im wesentlichen konzentrische und überlappende innere rohrförmige Elemente umfaßt, die mit dem äußeren rohrförmigen Element verbunden sind. Jedes innere rohrförmige Element ist durch den Kontaktdruck zwischen der Außenseite der inneren Verschalung und einer Innenseite des äußeren inneren rohrförmigen Elements abgestützt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besitzt das äußere rohrförmige Element eine Dehnfestigkeit, die von etwa 40.000 bis 135.000 psi reicht. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besitzt das äußere rohrförmige Element eine Berstfestigkeit, die von etwa 5.000 bis 20.000 psi reicht. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der Kontaktdruck zwischen den inneren rohrförmigen Elementen und dem äußeren rohrförmigen Element von etwa 500 bis 10.000 psi. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfassen ein oder mehrere der inneren rohrförmigen Elemente ein oder mehrere Dichtungselemente, die mit der In nenseite des äußeren rohrförmigen Elements in Kontakt stehen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die Dichtungs elemente aus der Gruppe ausgewählt, die aus Gummi, Blei, Kunststoff und Epoxidharz besteht.

Eine Vorrichtung ist erläutert worden, die ein äußeres rohr förmiges Element umfaßt, mehrere im wesentlichen konzentri sche rohrförmige Elemente, die mit der Innenseite des äußeren rohrförmigen Elements durch den Prozeß verbunden sind, eines oder mehrere der rohrförmigen Elemente in Kontakt mit zumin dest einem Teil der Innenseite des äußeren rohrförmigen Ele ments aufzuweiten. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die inneren rohrförmigen Elemente durch Pressen des inneren rohrförmigen Elements weg von einem Dorn aufgeweitet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die inneren rohrförmigen Elemente durch folgenden Prozeß aufgeweitet: Plazieren der inneren rohrförmigen Elemente und eines Dorns innerhalb des äußeren rohrförmigen Elements und Unterdruck setzen eines inneren Abschnitts der inneren Verschalung. Ge mäß einer bevorzugten Ausführungsform wird während des Unter drucksetzens der innere Abschnitt des inneren rohrförmigen Elements fluidmäßig von dem äußeren Abschnitt des inneren rohrförmigen Elements isoliert. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform wird der innere Abschnitt des inneren rohrförmi gen Elements unter Druck gesetzt mit Drücken, die von etwa 500 bis 9.000 psi reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfaßt die Vorrichtung außerdem eine oder mehrere Dichtungen, die in der Grenzfläche zwischen den inneren rohr förmigen Elementen und dem äußeren rohrförmigen Element ange ordnet sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die inneren rohrförmigen Elemente durch ihren Kontakt mit dem äußeren rohrförmigen Element abgestützt.

Eine Schachtbohrungs-Verschalung wurde außerdem erläutert, die ein erstes rohrförmiges Element und ein zweites rohrför miges Element umfaßt, das mit dem ersten rohrförmigen Element in überlappender Beziehung verbunden ist. Der Innendurchmes ser des ersten rohrförmigen Elements ist im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des zweiten rohrförmigen Ele ments. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das er ste rohrförmige Element einen ersten dünnwandigen Abschnitt, wobei das zweite rohrförmige Element einen zweiten dünnwandi gen Abschnitt umfaßt, und wobei der erste dünnwandige Ab schnitt mit dem zweiten dünnwandigen Abschnitt verbunden ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die ersten und zweiten dünnwandigen Abschnitte verformt. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform umfaßt das erste rohrförmige Element ein erstes zusammendrückbares Element, welches mit dem ersten dünnwandigen Abschnitt verbunden ist, wobei das zweite rohr förmige Element ein zweites zusammendrückbares Element um faßt, welches mit dem zweiten dünnwandigen Abschnitt verbun den ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden der erste dünnwandige Abschnitt und das erste zusammendrückbare Element mit dem zweiten dünnwandigen Abschnitt und dem zwei ten zusammendrückbaren Element verbunden. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform werden die ersten und zweiten dünnwan digen Abschnitte und die ersten und zweiten zusammendrückba ren Elemente verformt.

Eine Schachtbohrungs-Verschalung ist außerdem erläutert wor den, die ein rohrförmiges Element umfaßt, aufweisend zumin dest einen dünnwandigen Abschnitt und einen dickwandigen Ab schnitt, und ein zusammendrückbares ringförmiges Element, welches mit jedem dünnwandigen Abschnitt verbunden ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das zusammendrückbare ringförmige Element aus Materialien hergestellt, die ausge wählt sind aus der Gruppe, die aus Gummi, Kunststoff, Metall und Epoxidharz besteht. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form beträgt die Wandungsdicke des dünnwandigen Abschnitts von etwa 50 bis 100% der Wandungsdicke des dickwandigen Ab schnitts. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Länge des dünnwandigen Abschnitts von etwa 120 bis 240 Inch. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist ein zusammen drückbares ringförmiges Element entlang dem dünnwandigen Ab schnitt angeordnet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das zusammendrückbare ringförmige Element entlang den dünn- und dickwandigen Abschnitten positioniert. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das rohrförmige Element aus Materialien hergestellt, die ausgewählt sind aus der Gruppe, die aus Oilfield Country Tubular Goods, Edelstahl, Niedrigle gierungsstahl, Kohlenstoffstahl, Stahl von Kraftfahrzeug- Qualität, Kunststoff, Glasfasern oder anderen hochfesten und/oder verformbaren Materialien besteht. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform umfaßt die Schachtbohrungs-Verschalung einen ersten dünnwandigen Abschnitt an einem ersten Ende der Verschalung und einen zweiten dünnwandigen Abschnitt an einem zweiten Ende der Verschalung.

Ein Verfahren zum Erzeugen einer Verschalung in einem Bohr loch, das in einer unterirdischen Formation angeordnet ist, ist erläutert worden und umfaßt: Abstützen einer rohrförmigen Auskleidung und eines Dorns in ein Bohrloch unter Verwendung eines Tragelements, Einspritzen von Fluidmaterial in das Bohrloch, Unterdrucksetzen eines inneren Bereichs des Dorns, Verschieben eines Abschnitts des Dorns relativ zu dem Trag element und radiales Aufweiten der rohrförmigen Auskleidung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Einsprit zen das Einspritzen von aushärtbarem Fluiddichtungsmaterial in einen ringförmigen Bereich, der zwischen dem Bohrloch und dem Äußeren der rohrförmigen Auskleidung angeordnet ist, und das Einspritzen eines nicht aushärtbaren Fluidmaterials in einen inneren Bereich des Dorns. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform umfaßt das Verfahren außerdem das fluidmäßige Isolieren des ringförmigen Bereichs von dem inneren Bereich, vor Einspritzen des nicht aushärtbaren Fluidmaterials in den inneren Bereich des Dorns. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform wird das Einspritzen des aushärtbaren Fluidmateri als mit Betriebsdrücken und Durchsätzen durchgeführt, die von etwa 0 bis 5.000 psi bzw. 0 bis 1.500 Gallonen/Minute rei chen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des nicht aushärtbaren Materials mit Betriebsdrücken und Durchsätzen, die von etwa 500 bis 9.000 psi bzw. 40 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form erfolgt das Einspritzen des nicht aushärtbaren Fluidma terials mit verringerten Betriebsdrücken und Durchsätzen wäh rend eines Endteils des radialen Aufweitungsvorgangs. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Fluidmaterial in eine oder mehrere Druckkammern eingespritzt. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform werden die einen oder mehreren Druckkammern unter Druck gesetzt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die Druckkammern unter Druck gesetzt, auf Drücke, die von etwa 500 bis 9.000 psi reichen. Gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem das fluidmäßige Isolieren eines inneren Bereichs des Dorns von einem äußeren Bereich des Dorns. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der innere Bereich des Dorns von dem Be reich außerhalb des Dorns isoliert, indem ein oder mehrere Stopfen in das eingespritzte Fluidmaterial eingeführt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Aushärten von zumindest einem Teil des Fluidma terials und das Entfernen von zumindest einem Teil des ausge härteten Fluidmaterials, das innerhalb der rohrförmigen Aus kleidung zu liegen kommt. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Zurüberlappung bringen der rohrförmigen Auskleidung mit einer existierenden Schachtbohrungs-Verschalung. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Abdichten der Überlappung zwischen der rohrförmigen Auskleidung und der existierenden Schachtbohrungs-Verschalung. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Ab stützen der aufgeweiteten rohrförmigen Auskleidung unter Ver wendung der Überlappung mit der existierenden Schachtboh rungs-Verschalung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Testen der Unversehrtheit der Dichtung in der Überlappung zwischen der rohrförmigen Auskleidung und der existierenden Schachtbohrungs-Verscha lung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Ver fahren außerdem das Entfernen von zumindest einem Teil des aushärtbaren Fluiddichtungsmaterials innerhalb der rohrförmi gen Auskleidung vor dem Aushärten. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Schmieren der Oberfläche des Dorns. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Absorbieren von Stößen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Einfangen des Dorns bei Beendigung des Aufweitungsvorgangs. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Ausbohren des Dorns. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außer dem das Abstützen des Dorns mit einem Spiralrohr. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bewegt sich der Dorn hin- und herlaufend. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Dorn in einer ersten Richtung während des Unterdrucksetzens des inneren Bereichs des Dorns verschoben, und der Dorn wird in einer zweiten Richtung während des Befreiens des inneren Bereichs des Dorns von Druck verschoben. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform wird die rohrförmige Auskleidung in einer wesentlichen stationären Position während des Unter drucksetzens des inneren Bereichs des Dorns gehalten. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die rohrförmige Aus kleidung durch den Dorn während der Druckbefreiung des inne ren Bereichs des Dorns abgestützt.

Eine Schachtbohrungs-Verschalung ist außerdem erläutert wor den, die ein erstes rohrförmiges Element mit einem ersten In nendurchmesser und ein zweites rohrförmiges Element mit einem zweiten Innendurchmesser aufweist, der im wesentlichen gleich dem ersten Innendurchmesser und das mit dem ersten rohrförmi gen Element in überlappender Beziehung verbunden ist. Die er sten und zweiten rohrförmigen Elemente werden durch den Pro zeß verbunden, einen Teil des zweiten rohrförmigen Elements in Kontakt mit einem Teil des ersten rohrförmigen Elements zu verformen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das zweite rohrförmige Element durch den Prozeß verformt, die er sten und zweiten rohrförmigen Elemente in überlappender Be ziehung zu plazieren, zumindest einen Teil des ersten rohr förmigen Elements radial aufzuweiten und das zweite rohrför mige Element radial aufzuweiten. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform wird das zweite rohrförmige Element radial auf geweitet durch den Prozeß: Abstützten des zweiten rohrförmi gen Elements und eines Dorns innerhalb der Schachtbohrung un ter Verwendung eines Tragelements, Einspritzen eines Fluidma terials in die Schachtbohrung, Unterdrucksetzen eines inneren Bereichs des Dorns und Verschieben eines Teils des Dorns re lativ zu dem Tragelement. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfaßt das Einspritzen eines aushärtbaren Fluid dichtungsmaterials in einen ringförmigen Bereich, der zwi schen dem Bohrloch und dem Äußeren der zweiten Auskleidung zu liegen kommt, und das Einspritzen von nicht aushärtbarem Flu idmaterial in einen inneren Bereich des Dorns. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Schachtbohrungs- Verschalung außerdem das fluidmäßige Isolieren des ringförmi gen Bereichs von dem inneren Bereich des Dorns vor Einsprit zen des nicht aushärtbaren Fluidmaterials in den inneren Be reich des Dorns. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform er folgt das Einspritzen des aushärtbaren Fluiddichtungsmateri als mit Betriebsdrücken und Durchsätzen, die von etwa 0 bis 5.000 psi bzw. 0 bis 1.500 Gallonen/Minute reichen. Gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Einspritzen des aushärtbaren Fluidmaterials mit Betriebsdrücken und Durchsät zen, die von etwa 500 bis 9.000 psi bzw. 40 bis 3.000 Gallo nen/Minute reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Einspritzen des nicht aushärtbaren Fluidmaterials mit verringerten Betriebsdrücken und Durchsätzen während ei nes Endteils des radialen Aufweitungsvorgangs. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Fluidmaterial in eine oder mehrere Druckkammern eingespritzt. Gemäß einer bevorzug ten Ausführungsform werden die eine oder mehreren Druckkam mern unter Druck gesetzt. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform werden die Druckkammern mit Drücken unter Druck ge setzt, die von etwa 500 bis 9.000 psi reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Erstellen der Schacht bohrungs-Verschalung außerdem das fluidmäßige Isolieren eines inneren Bereichs des Dorns von einem äußeren Bereich des Dorns. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der inne re Bereich des Dorns von dem Bereich außerhalb des Dorns durch Einführen von einem oder mehreren Stopfen in das einge spritzte Fluidmaterial isoliert. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform umfaßt die Erstellung der Schachtbohrungs- Verschalung außerdem das Aushärten von zumindest einem Teil des Fluidmaterials und das Entfernen von zumindest einem Teil des ausgehärteten Fluidmaterials, welches in der zweiten rohrförmigen Auskleidung zu liegen kommt. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform umfaßt das Erstellen der Schachtboh rungs-Verschalung außerdem das Abdichten der Überlappung zwi schen den ersten und zweiten rohrförmigen Auskleidungen. Ge mäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Erstellen der Schachtbohrungs-Verschalung außerdem das Abstützen der zweiten rohrförmigen Auskleidung mit der Überlappung der er sten rohrförmigen Auskleidung. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform umfaßt das Erstellen der Schachtbohrungs- Verschalung außerdem das Testen der Unversehrtheit der Dich tung in der Überlappung zwischen den ersten und zweiten rohr förmigen Auskleidungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form umfaßt das Erstellen der Schachtbohrungs-Verschalung au ßerdem das Entfernen von zumindest einem Teil des aushärtba ren Fluiddichtungsmaterials innerhalb der zweiten rohrförmi gen Auskleidung vor dem Aushärten. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Erstellen der Schachtbohrungs- Verschalung außerdem das Schmieren der Oberfläche des Dorns. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Erstellen der Schachtbohrungs-Verschalung außerdem das Absorbieren von Stößen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Erstellen der Schachtbohrungs-Verschalung außerdem das Ein fangen des Dorns bei der Beendigung der radiale Aufweitung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Schacht bohrungs-Verschalung außerdem das Ausbohren des Dorns. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Erstellen der Schachtbohrungs-Verschalung außerdem das Abstützen des Dorns mit einem Spiralrohr. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bewegt sich der Dorn hin- und herlaufend. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform wird der Dorn in einer ersten Richtung während des Unterdrucksetzens des inneren Bereichs des Dorns verschoben und der Dorn wird in einer zweiten Richtung wäh rend der Druckbefreiung des inneren Bereichs des Dorns ver schoben. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die zweite rohrförmige Verschalung in einer im wesentlichen sta tionären Position während des Unterdrucksetzens des inneren Bereichs des Dorns gehalten. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform wird die zweite rohrförmige Auskleidung durch den Dorn während einer Druckbefreiung des inneren Bereichs abge stützt.

Eine Vorrichtung zum Aufweiten eines rohrförmigen Elements ist erläutert worden, das ein Tragelement mit einem Fluid durchlaß umfaßt, einen Dorn, der mit dem Tragelement verbun den ist und einen Aufweitungskonus aufweist, zumindest eine Druckkammer, die durch das Tragelement und den Dorn festge legt und zwischen diesen positioniert sowie fluidmäßig mit dem ersten Fluiddurchlaß verbunden ist, und einen oder mehre re lösbare Träger, die mit dem Tragelement verbunden und dazu ausgelegt sind, das rohrförmige Element abzustützen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Fluiddurchlaß einen Verengungsdurchlaß mit einem verringerten Innendurch messer. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Dorn einen oder mehrere ringförmige Kolben. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform umfaßt die Vorrichtung mehrere Druckkammern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Druckkammern zumindest teilweise durch ringförmige Kolben festgelegt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die lösbaren Träger unterhalb des Dorns positioniert. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die lösbaren Träger über dem Dorn positioniert. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die lösbaren Träger hydraulische Gleitelemente. Ge mäß einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die lösbaren Träger mechanische Gleitelemente. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die lösbaren Träger Schleppblöcke. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Dorn einen oder mehrere ringförmige Kolben und einen Aufweitungskonus, der mit dem ringförmigen Kolben verbunden ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfassen ein oder mehrere ring förmige Kolben einen Aufweitungskonus. Gemäß einer bevorzug ten Ausführungsform umfassen die Druckkammern ringförmige Druckkammern.

Außerdem ist eine Vorrichtung erläutert worden, die ein oder mehrere massive rohrförmige Elemente umfaßt, wobei jedes mas sive rohrförmige Element ein oder mehrere äußere Dichtungen umfaßt, ein oder mehrere geschlitzte rohrförmige Elemente, die mit den massiven rohrförmigen Elementen verbunden sind, und einen Schuh, der mit einem der geschlitzten rohrförmigen Elemente verbunden ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form umfaßt die Vorrichtung außerdem ein oder mehrere massive rohrförmigen Zwischenelemente, die mit den geschlitzten rohr förmigen Elementen verbunden und zwischen diesen bzw. ver schachtelt zwischen diesen angeordnet sind, wobei jedes mas sive rohrförmige Zwischenelement eine oder mehrere äußere Dichtungen aufweist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Vorrichtung außerdem ein oder mehrere Ventilele mente. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die massiven rohrförmigen Zwischenelemente ein oder mehrere Ven tilelemente.

Ein Verfahren zum Verbinden bzw. Vereinigen eines zweiten rohrförmigen Elements mit einem ersten rohrförmige Element, wobei das erste rohrförmige Element einen Innendurchmesser größer als einen Außendurchmesser des zweiten rohrförmigen Elements aufweist, ist erläutert worden und umfaßt folgende Schritte: Positionieren eines Dorns innerhalb eines inneren Bereichs des zweiten rohrförmigen Elements, Unterdrucksetzens eines Teils des inneren Bereichs des Dorns, Verschieben des Dorns relativ zu dem zweiten rohrförmigen Element und Pressen von zumindest einem Teil des zweiten rohrförmigen Elements weg von dem Dorn in Eingriff mit dem ersten rohrförmigen Ele ment. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Un terdrucksetzen des Teils des inneren Bereichs des Dorns mit Betriebsdrücken, die von etwa 500 bis 9.000 psi reichen. Ge mäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Unterdruck setzen des Teils des inneren Bereichs des Dorns mit verrin gerten Betriebsdrücken während eines letzten Teils des Auf weitungsvorgangs. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform um faßt das Verfahren außerdem das Abdichten der Grenzfläche zwischen den ersten und zweiten rohrförmigen Elementen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außer dem das Abstützen des aufgeweiteten zweiten rohrförmigen Ele ments unter Verwenden einer Grenzfläche mit dem ersten rohr förmigen Element. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform um faßt das Verfahren außerdem das Schmieren der Oberfläche des Dorns. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Absorbieren von Stößen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Positionieren der ersten und zweiten rohrförmigen Elemente in überlappender Beziehung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form umfaßt das Verfahren außerdem das fluidmäßige Isolieren eines inneren Bereichs des Dorns von einem äußeren Bereich des Dorns. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der innere Bereich des Dorns von dem Bereich außerhalb des Dorns fluidmäßig isoliert, indem ein oder mehrere Stopfen in das Innere des Dorns eingespritzt bzw. eingeführt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Unterdruckset zen des Teils des inneren Bereichs des Dorns durch Einsprit zen von Fluidmaterial mit Betriebsdrücken und Durchsätzen, die von etwa 500 bis 9.000 psi bzw. 40 bis 3.000 Gallo nen/Minute reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Einspritzen von Fluidmate rial über den Dorn hinaus bzw. jenseits des Dorns. Gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform werden ein oder mehrere Druckkammern unter Druck gesetzt, die durch den Dorn festge legt sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die Druckkammern unter Druck gesetzt mit Drücken, die von etwa 500 bis 9.000 psi reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfaßt das erste rohrförmige Element einen existie renden Schachtbohrungsabschnitt. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Abdichten der Grenzfläche zwischen den ersten und zweiten rohrförmigen Ele menten. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Abstützen des aufgeweiteten zweiten rohrförmigen Elements unter Verwenden des ersten rohrförmigen Elements. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Testen der Unversehrtheit der Dichtung in der Grenzfläche zwischen dem ersten rohrförmigen Element und dem zweiten rohrförmigen Element. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Einfangen des Dorns bei der Beendigung des Aufweitungsvorgangs. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außer dem das Ausbohren des Dorns. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Tragen des Dorns mit einem Spiralrohr. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Verbinden des Dorns mit ei nem ausbohrbaren Schuh. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form wird der Dorn in der Längsrichtung verschoben. Gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform wird der Dorn in einer ersten Richtung während des Unterdrucksetzens und in einer zweiten Richtung während der Druckfreigabe verschoben.

Eine Vorrichtung ist erläutert worden, die ein oder mehrere massive primäre Rohre umfaßt, wobei jedes massive primäre Rohr eine oder mehrere äußere ringförmige Dichtungen umfaßt, n geschlitzte Rohre, die mit den primären massiven Rohren verbunden sind, n - 1 massive Zwischenrohre, die mit den ge schlitzten Rohren verbunden und zwischen angeordnet bzw. ver schachtelt sind, wobei jedes massive Zwischenrohr eine oder mehrere äußere Dichtungen umfaßt und einen Schuh, der mit ei nem der geschlitzten Rohre verbunden ist.

Ein Verfahren zum Isolieren einer ersten unterirdischen Zone von einer zweiten unterirdischen Zone in einer Schachtbohrung ist außerdem erläutert worden, aufweisend die Schritte: Posi tionieren von einem oder mehreren primären massiven Rohren innerhalb der Schachtbohrung, wobei die primären massiven Rohre die erste unterirdische Zone queren, Positionieren von einem oder mehreren geschlitzten Rohren in der Schachtboh rung, wobei die geschlitzten Rohre die zweite unterirdische Zone queren, fluidmäßiges Verbinden der geschlitzten Rohre mit den massiven Rohren und Verhindern des Hindurchgangs von Fluiden von der ersten unterirdischen Zone in die zweite un terirdische Zone innerhalb der Schachtbohrung außerhalb der massiven und geschlitzten Rohre.

Ein Verfahren zum Extrahieren bzw. Austragen von Materialien aus einer unterirdischen Produktionszone in einer Schachtboh rung, wobei zumindest ein Teil der Schachtbohrung eine Ver schalung umfaßt, ist außerdem erläutert worden und umfaßt die Schritte: Positionieren von einem oder mehreren primären mas siven Rohren in der Schachtbohrung, fluidmäßiges Verbinden der primären massiven Rohre mit der Verschalung, Positionie ren von einem oder mehreren geschlitzten Rohren in der Schachtbohrung, wobei die geschlitzten Rohre die unterirdi sche Positionszone queren, fluidmäßiges Verbinden der ge schlitzten Rohre mit den massiven Rohren, fluidmäßiges Iso lieren der unterirdischen Produktionszone von zumindest einer weiteren unterirdischen Zone in der Schachtbohrung und flu iddmäßiges Verbinden von zumindest einem der geschlitzten Rohre mit der unterirdischen Produktionszone. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem das gesteuerte fluidmäßige Entkoppeln von zumindest einem der ge schlitzten Rohre von zumindest einem weiteren der geschlitz ten Rohre.

Ein Verfahren zum Erzeugen einer Verschalung in einem Bohr loch während außerdem das Bohrloch gebohrt wird, ist erläu tert worden und umfaßt das Installieren einer rohrförmigen Auskleidung, eines Dorns und einer Bohranordnung in dem Bohr loch. Fluidmaterial wird in die rohrförmige Auskleidung, den Dorn und die Bohranordnung eingespritzt. Zumindest ein Teil der rohrförmigen Auskleidung wird radial aufgeweitet, während das Bohrloch gebohrt wird unter Verwendung der Bohranordnung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Einsprit zen das Eispritzen des Fluidmaterials in eine aufweitbare Kammer. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Einspritzen das Einspritzen von aushärtbarem Fluiddichtungs material in einen ringförmigen Bereich, der zwischen dem Bohrloch und dem Äußeren der rohrförmigen Auskleidung zu lie gen kommt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Einspritzen des aushärtbaren Fluiddichtungsmaterials mit Betriebsdrücken und Durchsätzen, die von etwa 0 bis 5.000 psi bzw. 0 bis 1.500 Gallonen/Minute reichen. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform wird das Einspritzen des Fluidmateri als mit Betriebsdrücken und Durchsätzen bereitgestellt, die von etwa 500 bis 9.000 psi bzw. 40 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Einspritzen des Fluidmaterials mit verringerten Betriebsdrüc ken und Durchsätzen während eines Endteils der radialen Auf weitung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Aushärten von zumindest einem Teil des Fluidmaterials und das Entfernen von zumindest einem Teil des ausgehärteten Fluidmaterials, welches innerhalb der rohrför migen Auskleidung zu liegen kommt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Ver fahren außerdem das Zurüberlappungbringen der rohrförmigen Auskleidung mit einer existierenden Schachtbohrungs- Verschalung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Abdichten der Überlappung zwischen der rohrförmigen Auskleidung und der existierenden Schacht bohrungs-Verschalung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Abstützen der aufgeweiteten rohrförmigen Auskleidung unter Verwendung dar Überlappung mit der existierenden Schachtbohrungs-Verschalung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Testen der Unversehrtheit der Dichtung in der Überlappung zwischen der rohrförmigen Auskleidung und der existierenden Schachtbohrungs-Verschalung. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Schmieren der Oberfläche des Dorns. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Absorbieren von Stößen. Ge mäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Einfangen des Dorns bei der Beendigung des Auf weitungsvorgangs. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform um faßt das Verfahren außerdem das Aufweiten des Dorns in radia ler Richtung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Ausbohren des Dorns. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Abstützen des Dorns mit einem Spiralrohr. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform ist die Wandungsdicke des rohrförmigen Elements variabel. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Dorn mit einem Bohrschuh verbunden.

Eine Vorrichtung ist außerdem erläutert worden, die ein Trag element umfaßt, wobei das Tragelement einen ersten Fluid durchlaß aufweist, einen Dorn, der mit dem Tragelement ver bunden ist, wobei der Dorn aufweist: Einen zweiten Fluid durchlaß, ein rohrförmiges Element, welches mit dem Dorn ver bunden ist, und einen Schuh, der mit der rohrförmigen Aus kleidung verbunden ist, wobei der Schuh einen dritten Fluid durchlaß aufweist, und eine Bohranordnung, die mit dem Schuh verbunden ist, wobei die ersten, zweiten und dritten Fluid durchlässe und die Bohranordnung betriebsmäßig verbunden sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Tragelement außerdem einen Druckfreigabedurchlaß und ein Durchsatzsteuerventil, welches mit dem ersten Fluiddurchlaß und dem Druckfreigabedurchlaß verbunden ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Tragelement außerdem einen Stoßabsorber. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Tragelement ein oder mehrere Dichtungselemente, die dazu ausgelegt sind, Fremdmaterial am Eindringen in einen inneren Bereich des rohrförmigen Elements verhindern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Tragelement einen oder mehrere Stabilisierer. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Dorn aufweitbar. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das rohrförmige Element aus Materialien hergestellt, die ausgewählt sind aus der Gruppe, die aus Oilfield Country Tubular Goods, Stahl von Kraftfahrzeug-Qualität, Kunststoff und Chromstahl besteht. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besitzt das rohrförmige Element Innen- und Außendurchmesser, die von 0,75 bis 47 Inch bzw. 1,05 bis 48 Inch reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besitzt das rohrförmige Element einen plastischen Dehnpunkt bzw. eine Dehngrenze, der bzw. die von etwa 40.000 bis 135.000 psi reicht. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das rohrförmige Element ein oder mehrere Dichtungsele mente an einem Endabschnitt. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfaßt das rohrförmige Element ein oder mehrere Druckfreigabelöcher an einem Endabschnitt. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform umfaßt das rohrförmige Element ein Einfangelement an einem Endabschnitt zum Abbremsen der Bewe gung des Dorns. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform um faßt das Tragelement ein Spiralrohr. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist zumindest ein Teil des Dorns und des Schuhs ausbohrbar. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Wandungsdicke des rohrförmigen Elements in einem Be reich benachbart zu dem Dorn geringer als die Wandungsdicke des rohrförmigen Elements in einem Bereich, der nicht benach bart zum Dorn liegt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Vorrichtung außerdem eine aufweitbare Kammer. Ge mäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die aufweitbare Kammer ungefähr zylindrisch. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform ist die aufweitbare Kammer ungefähr ringförmig.

Ein Verfahren zum Bilden einer unterirdischen Rohrleitung mit einem unterirdischen Tunnel, aufweisend zumindest ein erstes rohrförmiges Element und ein zweites rohrförmiges Element, wobei das erste rohrförmige Element einen Innendurchmesser größer als einen Außendurchmesser des zweiten rohrförmigen Elements aufweist, ist erläutert worden und umfaßt die Schritte: Positionieren des ersten rohrförmigen Elements in dem Tunnel, Positionieren des zweiten rohrförmigen Elements in dem Tunnel in überlappender Beziehung mit dem ersten rohr förmigen Element, Positionieren eines Dorns und einer Bohran ordnung innerhalb eines inneren Bereichs des zweiten rohrför migen Elements, Einspritzen eines Fluidmaterials in den Dorn, die Bohranordnung und ein zweites rohrförmige Element, Pres sen zumindest eines Teils des zweiten rohrförmigen Elements weg von dem Dorn in Eingriff mit dem ersten rohrförmigen Ele ment und Bohren des Tunnels. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform erfolgt das Einspritzen des Fluidmaterials mit Be triebsdrücken, die von etwa 500 bis 9.000 psi reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Einspritzen des Fluidmaterials mit verringerten Betriebsdrücken während eines letzten Teils des Aufweitungsvorgangs. Gemäß einer bevorzug ten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Abdich ten der Grenzfläche zwischen den ersten und zweiten rohrför migen Elementen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform um faßt das Verfahren außerdem das Abstützen eines aufgeweiteten zweiten rohrförmigen Elements unter Verwendung der Grenzflä che mit dem ersten rohrförmigen Element. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Schmieren der Oberfläche des Dorns. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Absorbieren von Stößen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Aufweiten des Dorns in radialer Richtung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Abdichten der Grenzfläche zwischen den ersten und zweiten rohrförmigen Elementen. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Ab stützen des aufgeweiteten zweiten rohrförmigen Elements unter Verwendung des ersten rohrförmigen Elements. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Testen der Unversehrtheit der Dichtung in der Grenzfläche zwischen dem ersten rohrförmigen Element und dem zweiten rohrförmigen Element. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Einfangen des Dorns bei der Beendigung des Aufweitungsvorgangs. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Ausbohren des Dorns. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Abstützen des Dorns mit einem Spiral rohr. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Ver fahren außerdem das Verbinden des Dorns mit einem ausbohrba ren Schuh. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Fluidmaterial in eine aufweitbare Kammer gespritzt. Gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform ist die aufweitbare Kammer im wesentlichen zylindrisch. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform ist die aufweitbare Kammer im wesentlichen ringför mig. Eine Vorrichtung ist erläutert worden, die eine Schacht bohrung umfaßt, die durch den Prozeß gebildet wird, eine Schachtbohrung auszubohren, und eine rohrförmige Auskleidung, die in der Schachtbohrung positioniert ist, wobei die rohr förmige Auskleidung durch den Prozeß gebildet wird, die rohr förmige Auskleidung von einem Dorn wegzupressen, während die Schachtbohrung gebohrt wird. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform wird die rohrförmige Auskleidung durch den Prozeß gebildet, die rohrförmige Auskleidung und den Dorn in der Schachtbohrung zu plazieren und den inneren Abschnitt der rohrförmigen Auskleidung unter Druck zu setzen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der innere Abschnitt der rohrförmigen Auskleidung mit Drücken unter Druck gesetzt, die von etwa 500 bis 9.000 psi reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die rohrförmige Auskleidung durch den Prozeß gebildet, die rohrförmige Auskleidung und den Dorn in der Schachtbohrung zu plazieren und einen inneren Abschnitt des Dorns unter Druck zu setzten. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der innere Abschnitt des Dorns mit Drüc ken unter Druck gesetzt, die von etwa 500 bis 9.000 psi rei chen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Vor richtung außerdem einen ringförmigen Körper aus ausgehärtetem Fluidmaterial, der mit der rohrförmigen Auskleidung verbunden ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der ring förmige Körper aus ausgehärtetem Fluiddichtungsmaterial durch den Prozeß gebildet, ein aushärtbares Fluiddichtungsmaterial in den Ringraum außerhalb der ringförmigen Auskleidung einzu spritzen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform überlappt die rohrförmige Auskleidung die existierende Schachtbohrungs- Verschalung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Vorrichtung außerdem eine Dichtung, welche in der Über lappung zwischen der rohrförmigen Auskleidung und der exi stierenden Schachtbohrungs-Verschalung angeordnet ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die rohrförmige Aus kleidung durch die Überlappung mit der existierenden Schacht bohrungs-Verkleidung abgestützt. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform umfaßt der Prozeß, die rohrförmige Auskleidung aufzuweiten, das Unterdrucksetzen einer aufweitbaren Kammer. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die aufweitbare Kammer im wesentlichen zylindrisch. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die aufweitbare Kammer im wesentlichen ringförmig.

Ein Verfahren zum Bilden einer Schachtbohrungs-Verschalung in einer Schachtbohrung ist außerdem erläutert worden und umfaßt das Ausbohren der Schachtbohrung, während die Schachtboh rungs-Verschalung gebildet wird. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform umfaßt das Bilden der Verschalung das Aufweiten eines rohrförmigen Elements in der radialen Richtung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Aufweiten das Verschieben des Dorns relativ zu dem rohrförmigen Element. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verschie ben das Aufweiten einer aufweitbaren Kammer. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform umfaßt die aufweitbare Kammer eine zylindrische Kammer. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die aufweitbare Kammer eine ringförmige Kammer.

Ein Verfahren zum Aufweiten eines rohrförmigen Elements ist außerdem erläutert worden und umfaßt das Plazieren eines Dorns in einem rohrförmigen Element, das Unterdrucksetzen ei nes ringförmigen Bereichs innerhalb des rohrförmigen Elements und das Verschieben des Dorns relativ zu dem rohrförmigen Element. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Entfernen von Fluiden in dem rohrför migen Element, die durch die Verschiebung des Dorns verscho ben werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform durchset zen die entfernten Fluide das Innere des ringförmigen Be reichs. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nimmt das Vo lumen des ringförmigen Bereichs zu. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren das Abdichten des ring förmigen Bereichs. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Abdichten des ringförmigen Bereichs das Abdichten eines stationären Elements und das Abdichten eines nicht sta tionären Elements. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Fördern von Fluiden in ent gegengesetzten Richtungen. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Fördern eines un ter Druck stehenden Fluids und eines nicht unter Druck ste henden Fluids in entgegengesetzten Richtungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Unterdrucksetzen mit Betriebsdrücken, die von etwa 0 bis 9.000 psi reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Unterdruckset zen mit Betriebsdrücken, die von etwa 0 bis 3.000 Gallo nen/Minute reichen.

Ein Verfahren zum Verbinden eines rohrförmigen Elements mit einer bereits existierenden Struktur ist außerdem erläutert worden und umfaßt die Schritte: Positionieren des rohrförmi gen Elements in überlappender Beziehung mit der bereits exi stierenden Struktur, Plazieren eines Dorns innerhalb des rohrförmigen Elements, Unterdrucksetzen eines ringförmigen Bereichs in dem rohrförmigen Element und Verschieben des Dorns relativ zu dem rohrförmigen Element. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Ent fernen von Fluiden in dem rohrförmigen Element, die durch die Verschiebung des Dorns verschoben werden. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform durchsetzen die entfernten Fluide das Innere des ringförmigen Bereichs. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nimmt das Volumen des ringförmigen Bereichs zu. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Ver fahren außerdem das Abdichten des ringförmigen Bereichs. Ge mäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Abdichten des ringförmigen Bereichs das Abdichten eines stationären Elements und das Abdichten eines nicht stationären Elements. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Fördern von Fluiden in entgegengesetzten Rich tungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Fördern eines unter Druck stehenden Fluids und eines nicht unter Druck stehenden Fluids in entge gengesetzten Richtungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form erfolgt das Unterdrucksetzen mit Betriebsdrücken, die von etwa 0 bis 9.000 psi reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Unterdrucksetzen mit Durchsätzen, die von etwa 0 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen.

Ein Verfahren zum Reparieren eines Defekts in einer bereits existierenden Struktur unter Verwendung eines rohrförmigen Elements ist außerdem erläutert worden und umfaßt die Schrit te: Positionieren des rohrförmigen Elements in überlappender Beziehung mit dem Defekt in der bereits existierenden Struk tur, Plazieren eines Dorns in dem rohrförmigen Element, Un terdrucksetzen eines ringförmigen Bereichs in dem rohrförmi gen Element und Verschieben des Dorns relativ zu dem rohrför migen Element. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Entfernen von Fluiden in dem rohr förmigen Element, die durch die Verschiebung des Dorns ver schoben werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform durchsetzen die entfernten Fluide das Innere des ringförmigen Bereichs. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nimmt das Volumen des ringförmigen Bereichs zu. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Abdichten des ringförmigen Bereichs. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfaßt das Abdichten des ringförmigen Bereichs das Abdichten eines stationären Elements und das Abdichten eines nicht stationären Elements. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Fördern von Flui den in entgegengesetzten Richtungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Fördern ei nes unter Druck stehenden Fluids und eines nicht unter Druck stehenden Fluids in entgegengesetzten Richtungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Unterdrucksetzen mit Betriebsdrücken, die von etwa 0 bis 9.000 psi reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Unterdruckset zen mit Durchsätzen, die von etwa 0 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Abdichten der Grenzfläche zwischen der bereits existierenden Struktur und dem rohrförmigen Element an den Enden des rohrförmigen Elements.

Eine Vorrichtung zum radialen Aufweiten eines rohrförmigen Elements ist außerdem erläutert worden und umfaßt ein erste rohrförmiges Element, ein zweites rohrförmiges Element, wel ches in dem ersten rohrförmigen Element positioniert ist, ein drittes rohrförmiges Element, welches mit dem zweiten rohr förmigen Element beweglich verbunden und in diesem positio niert ist, ein erstes ringförmiges Dichtungselement zum Ab dichten einer Grenzfläche zwischen den ersten und zweiten rohrförmigen Elementen, ein zweites ringförmiges Dichtungs element zum Abdichten einer Grenzfläche zwischen den zweiten und dritten rohrförmigen Elementen und einen Dorn, der in dem ersten Element positioniert und mit einem Ende des dritten Elements verbunden ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form umfaßt die Vorrichtung außerdem eine ringförmige Kammer, welche durch das erste rohrförmige Element, das zweite rohr förmige Element, das dritte rohrförmige Element, das erste ringförmige Dichtungselement, das ringförmige Dichtungsele ment und den Dorn festgelegt ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Vorrichtung außerdem einen ring förmigen Durchlaß, welche durch das zweite rohrförmige Ele ment und das dritte rohrförmige Element festgelegt ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Vorrichtung au ßerdem einen Fluiddurchlaß, der in dem dritten rohrförmigen Element und dem Dorn enthalten ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Vorrichtung außerdem ein oder meh rere Dichtungselemente, die mit der Außenseite des ersten rohrförmigen Elements verbunden sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Vorrichtung außerdem eine ringför mige Kammer, die durch das erste rohrförmige Element, das zweite rohrförmige Element, das dritte rohrförmige Element, das erste ringförmige Dichtungselement, das zweite ringförmi ge Dichtungselement und den Dorn festgelegt ist und einen ringförmigen Durchlaß, der durch das zweite rohrförmige Ele ment und das dritte rohrförmige Element festgelegt ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die ringförmige Kammer und der ringförmige Durchlaß fluidmäßig verbunden. Gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Vorrichtung ein oder mehrere Gleitelemente, die mit der Außenseite des ersten rohrförmigen Elements verbunden sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der eine konische Oberfläche. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Angriffwinkel der konischen Oberfläche von etwa 10 bis 30°. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform weist die konische Oberfläche eine Oberflächenhärte im Bereich von etwa 58 bis 62 Rockwell C auf.

Eine Vorrichtung ist außerdem erläutert worden, die ein rohr förmiges Element umfaßt, einen Kolben, der dazu ausgelegt ist, den Durchmesser des rohrförmigen Elements aufzuweiten, der in dem rohrförmigen Element angeordnet ist, wobei der Kolben einen Durchlaß zum Fördern von Fluiden aus dem rohr förmigen Element heraus aufweist, und eine ringförmige Kam mer, die durch den Kolben und das rohrförmige Element festge legt ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Kolben eine konische Oberfläche. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform beträgt der Angriffwinkel der konischen Oberflä che von etwa 10 bis 30°. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form weist die konische Oberfläche eine Oberflächenhärte auf, die von etwa 58 bis 62 Rockwell C beträgt. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform umfaßt das rohrförmige Element ein oder mehrere Dichtungselemente, die mit der Außenseite des rohrförmigen Elements verbunden sind.

Außerdem ist eine Schachtbohrungs-Verschalung erläutert wor den, die in erstes rohrförmiges Element und ein zweites rohr förmiges Element umfaßt, das mit dem ersten rohrförmigen Ele ment verbunden ist. Das zweite rohrförmige Element wird mit dem ersten rohrförmigen Element durch den Prozeß verbunden, ein zweites rohrförmiges Element in überlappender Beziehung mit dem ersten rohrförmigen Element zu positionieren, einen Dorn in dem zweiten rohrförmigen Element anzuordnen und einen ringförmigen Bereich in dem zweiten rohrförmigen Element un ter Druck zu setzen und den Dorn relativ zu dem zweiten rohr förmigen Element zu verschieben. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform umfaßt die Erstellung der Schachtbohrungs- Verschalung außerdem das Entfernen von Fluiden in dem zweiten Rohrelement, die durch die Verschiebung des Dorns verschoben werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform durchsetzen die entfernten Fluide das Innere des ringförmigen Bereichs. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nimmt das Volumen des ringförmigen Bereichs zu. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfaßt die Erstellung der Schachtbohrungs- Verschalung außerdem das Abdichten des ringförmigen Bereichs. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Abdichten des ringförmigen Bereichs das Abdichten eines stationären Elements und das Abdichten eines nicht stationären Elements. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Erstellen der Schachtbohrungs-Verschalung außerdem das Fördern von Fluiden in entgegengesetzten Richtungen. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform umfaßt das Erstellen der Schachtboh rungs-Verschalung außerdem das Fördern eines unter Druck ste henden Fluids und eines nicht unter Druck stehenden Fluids in entgegengesetzten Richtungen. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform erfolgt das Unterdrucksetzen mit Betriebsdrücken, die von etwa 0 bis 9.000 reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Unterdrucksetzen mit Durchsätzen, die von etwa 0 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen.

Außerdem ist eine Vorrichtung erläutert worden, die eine be reits existierende Struktur und ein mit der bereits existie renden Struktur verbundenes rohrförmiges Element umfaßt. Das rohrförmige Element wird mit der bereits existierenden Struk tur verbunden: Positionieren des rohrförmigen Elements in überlappender Beziehung mit der bereits existierenden Struk tur, Plazieren eines Dorns in dem rohrförmigen Element, Un terdrucksetzen eines ringförmigen Bereichs in dem rohrförmi gen Element und Verschieben des Dorns relativ zu dem rohrför migen Element. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Vorrichtung außerdem das Entfernen von Fluiden in dem rohrförmigen Element, die durch das Verschieben des Dorns verschoben werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform durchsetzen die entfernten Fluide das Innere des ringförmigen Bereichs. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nimmt das Volumen des ringförmigen Bereichs zu. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Vorrichtung außerdem das Abdichten des ringförmigen Bereichs. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfaßt das Abdichten des ringförmigen Bereichs das Abdichten eines stationären Elements und das Abdichten eines nicht stationären Elements. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfaßt das Betreiben der Vorrichtung außerdem das Fördern eines unter Druck stehenden Fluids und eines nicht unter Druck stehenden Fluids in entgegengesetzten Richtungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Unter drucksetzen mit Betriebsdrücken, die von etwa 0 bis 9.000 psi reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Unterdrucksetzen mit Durchsätzen, die von etwa 0 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen.

Eine Vorrichtung ist erläutert worden, die eine bereits exi stierende Struktur umfaßt, die einen defekten Abschnitt und ein rohrförmiges Element aufweist, das mit dem defekten Ab schnitt der bereits existierenden Struktur verbunden ist bzw. wird. Das rohrförmige Element wird mit dem defekten Abschnitt der bereits existierenden Struktur durch den Prozeß verbun den, der die Schritte umfaßt: Positionieren des rohrförmigen Elements in überlappender Beziehung mit dem Defekt in der be reits existierenden Struktur, Plazieren eines Dorns in dem rohrförmigen Element, Unterdrucksetzen eines ringförmigen Be reichs in dem rohrförmigen Element und Verschieben des Dorns relativ zu dem rohrförmigen Element. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Betreiben der Vorrichtung außerdem das Entfernen von Fluiden in dem rohrförmigen Element, die durch die Verschiebung des Dorns verschoben werden. Gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform durchsetzen die entfernten Fluide das Innere des ringförmigen Bereichs. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform nimmt das Volumen des ringförmigen Bereichs zu. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Betreiben bzw. Erstellen der Vorrichtung außerdem das Ab dichten des ringförmigen Bereichs. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Abdichten des ringförmigen Be reichs das Abdichten eines stationären Elements und das Ab dichten eines nicht stationären Elements. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform umfaßt das Betreiben bzw. Erstellen der Vorrichtung außerdem das Fördern von Fluiden in entgegen gesetzten Richtungen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Vorrichtung außerdem das Fördern eines unter Druck stehenden Fluids und eines nicht unter Druck stehenden Fluids in entgegengesetzten Richtungen. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform wird das Unterdrucksetzen mit Betriebsdrücken bereitgestellt, die von etwa 0 bis 9.000 psi reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Unterdruckset zen mit Durchsätzen, die von etwa 0 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Vorrich tung außerdem das Abdichten der Grenzfläche zwischen der be reits existierenden Struktur und dem rohrförmigen Element an den Enden des rohrförmigen Elements.

Ein Verfahren zum Aufweiten eines rohrförmigen Elements ist außerdem erläutert worden, demnach ein Dorn innerhalb eines rohrförmigen Elements angeordnet wird, ein Bereich innerhalb des rohrförmigen Elements unter Druck gesetzt wird, und der Dorn relativ zu dem rohrförmigen Element verschoben wird. Ge mäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Unterdruck setzen bei Betriebsdrücken, die von etwa 0 bis 9.000 psi rei chen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Un terdrucksetzung bei Durchsätzen, die von etwa 0 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form wird das rohrförmige Element beginnend mit einem oberen Teil des rohrförmigen Elements aufgeweitet.

Ein Verfahren zum Verbinden eines rohrförmigen Elements mit einer bereits existierenden Struktur ist außerdem erläutert worden und umfaßt folgende Schritte: Positionieren des rohr förmigen Elements in überlappender Beziehung mit der bereits existierenden Struktur, Plazieren eines Dorns innerhalb des rohrförmigen Elements, Unterdrucksetzen eines inneren Be reichs innerhalb des rohrförmigen Elements und Verschieben des Dorns relativ zu dem rohrförmigen Element. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Unterdrucksetzen mit Betriebsdrücken, die von etwa 0 bis 9.000 psi reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Unterdruckset zen mit Durchsätzen, die von etwa 0 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das rohrförmige Element beginnend mit einem oberen Teil des rohr förmigen Elements aufgeweitet.

Ein Verfahren zum Reparieren eines Defekts in einer bereits existierenden Struktur unter Verwendung eines rohrförmigen Elements ist außerdem erläutert worden und umfaßt das Posi tionieren des rohrförmigen Elements in überlappender Bezie hung mit dem Defekt in der bereits existierenden Struktur, das Plazieren eines Dorns innerhalb des rohrförmigen Ele ments, das Unterdrucksetzen eines inneren Bereichs in dem rohrförmigen Element und das Verschieben des Dorns relativ zu dem rohrförmigen Element. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform erfolgt das Unterdrucksetzen mit Betriebsdrücken, die von etwa 0 bis 9.000 psi reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Unterdrucksetzen mit Durchsätzen, die von etwa 0 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das rohrförmige Element be ginnend mit einem oberen Teil des rohrförmigen Elements auf geweitet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren außerdem das Abdichten der Grenzfläche zwischen der bereits existierenden Struktur und dem rohrförmigen Element an beiden Enden des rohrförmigen Elements.

Eine Vorrichtung zum radialen Aufweiten eines rohrförmigen Elements ist außerdem erläutert worden und umfaßt ein erstes rohrförmiges Element, ein zweites rohrförmiges Element, das mit dem ersten rohrförmigen Element verbunden ist, ein drit tes rohrförmiges Element, das mit dem zweiten rohrförmigen Element verbunden ist, und einen Dorn, der in dem zweiten rohrförmigen Element positioniert und mit einem Endabschnitt des dritten rohrförmigen Elements verbunden ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Dorn einen Fluiddurch laß mit einem Einlaß, der dazu ausgelegt ist, ein Fluidstop pelement aufzunehmen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Vorrichtung außerdem ein oder mehrere Gleitelemen te, die mit der Außenseite des dritten rohrförmigen Elements verbunden sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform um faßt der Dorn eine konische Oberfläche. Gemäß einer bevorzug ten Ausführungsform reicht der Angriffwinkel der konischen Oberfläche von etwa 10 bis 30°. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform besitzt die konische Oberfläche eine Härte, die von etwa 58 bis 62 Rockwell C reicht. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der mittlere Innendurchmesser des zweiten rohrförmigen Elements größer als der mittlere Innendurchmes ser des dritten rohrförmigen Elements.

Außerdem ist eine Vorrichtung erläutert worden, die ein rohr förmiges Element umfaßt, einen Kolben, der dazu ausgelegt ist, den Durchmesser des rohrförmigen Elements aufzuweiten, das in dem rohrförmigen Element positioniert ist, wobei der Kolben einen Durchlaß zum Fördern von Fluiden aus dem rohr förmigen Element heraus aufweist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Kolben eine konische Oberfläche. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der Angriff winkel der konischen Oberfläche von etwa 10 bis 30°. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform hat die konische Oberfläche eine Oberflächenhärte, die von etwa 58 bis 62 Rockwell C reicht. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das rohrförmige Element ein oder mehrere Dichtungselemente, die mit der Außenseite des rohrförmigen Elements verbunden sind.

Außerdem ist eine Schachtbohrungs-Verschalung erläutert wor den, die ein erstes rohrförmiges Element und ein zweites rohrförmiges Element aufweist, das mit dem ersten rohrförmi gen Element verbunden ist. Das zweite rohrförmigen Element wird mit dem ersten rohrförmigen Element durch folgenden Pro zeß verbunden: Positionieren des zweiten rohrförmigen Ele ments in überlappender Beziehung mit dem ersten rohrförmigen Element, Plazieren eines Dorns in dem zweiten rohrförmigen Element, Unterdrucksetzen des inneren Bereichs in dem zweiten rohrförmigen Element und Verschieben des Dorns relativ zu dem zweiten rohrförmigen Element. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform wird das Unterdrucksetzen mit Betriebsdrücken be reitgestellt, die von etwa 0 bis 9.000 psi reichen. Gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform wird das Unterdrucksetzen mit Durchsätzen bereitgestellt, die von etwa 0 bis 3.000 Gallo nen/Minute reichen.

Eine Vorrichtung ist außerdem erläutert worden, die eine be reits existierende Struktur und ein rohrförmiges Element um faßt, das mit der bereits existierenden Struktur verbunden ist. Das rohrförmige Element wird mit der bereits existieren den Struktur durch folgenden Prozeß verbunden: Positionieren des rohrförmigen Elements in überlappender Beziehung mit der bereits existierenden Struktur, Plazieren eines Dorns in dem rohrförmigen Element, Unterdrucksetzen eines inneren Bereichs in dem rohrförmigen Element und Verschieben des Dorns relativ zu dem rohrförmigen Element. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform erfolgt das Unterdrucksetzen mit Betriebsdrücken, die von etwa 0 bis 9.000 psi reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Unterdrucksetzen mit Durchsätzen, die von etwa 0 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen.

Eine Vorrichtung ist außerdem erläutert worden, die eine be reits existierende Struktur und ein rohrförmiges Element um faßt, das mit dem defekten Abschnitt der bereits existieren den Struktur verbunden ist. Das rohrförmige Element wird mit dem defekten Abschnitt der bereits existierenden Struktur durch folgenden Prozeß verbunden: Positionieren des rohrför migen Elements in überlappender Beziehung mit dem Defekt in der bereits existierenden Struktur, Plazieren eines Dorns in dem rohrförmigen Element, Unterdrucksetzen eines inneren Be reichs in dem rohrförmigen Element und Verschieben des Dorns relativ zu dem rohrförmigen Element. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Unterdrucksetzen mit Betriebs drücken, die von etwa 0 bis 9.000 psi reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Unterdrucksetzen mit Durchsätzen, die von etwa 0 bis 3.000 Gallonen/Minute rei chen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Vor richtung außerdem die Abdichtung der Grenzfläche zwischen der bereits existierenden Struktur und dem rohrförmigen Element an beiden Enden des rohrförmigen Elements.

Eine Vorrichtung ist außerdem erläutert worden, die ein er stes rohrförmiges Element, ein zweites rohrförmiges Element und eine Gewindeverbindung zum Verbinden des ersten rohrför migen Elements mit dem zweiten rohrförmigen Element umfaßt. Die Gewindeverbindung umfaßt ein oder mehrere Dichtungsele mente zum Abdichten der Grenzfläche zwischen den ersten und zweiten rohrförmigen Elementen. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform umfaßt die Gewindeverbindung eine Stift- bzw. Zapfen- und Kasten-Gewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Dichtungselemente benachbart zu ei nem Endabschnitt des Gewindeabschnitts angeordnet. Gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform ist eines der Dichtungsele mente benachbart zu einem Endabschnitt des Gewindeabschnitts angeordnet, und das andere der Dichtungselemente ist benach bart zu einem Endabschnitt der Gewindeverbindung nicht ange ordnet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind mehrere der Dichtungselemente benachbart zu einem Endabschnitt der Gewindeverbindung angeordnet.

Eine Vorrichtung ist außerdem erläutert worden, die eine rohrförmige Anordnung mit einem ersten rohrförmigen Element, einem zweiten rohrförmigen Element und einer Gewindeverbin dung zum Verbinden des ersten rohrförmigen Elements mit dem zweiten rohrförmigen Element umfaßt. Die Gewindeverbindung umfaßt ein oder mehrere Dichtungselemente zum Abdichten der Grenzfläche zwischen den ersten und zweiten rohrförmigen Ele menten. Die rohrförmige Anordnung wird durch den Prozeß ge bildet, die rohrförmige Anordnung radial aufzuweiten. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Gewindeverbin dung eine Stift- bzw. Zapfen- und Kasten-Gewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Dichtungs elemente benachbart zu einem Endabschnitt der Gewindeverbin dung angeordnet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist eines der Dichtungselemente benachbart zu einem Endabschnitt der Gewindeverbindung angeordnet, während das andere der Dichtungselemente nicht benachbart zu einem Endabschnitt der Gewindeverbindung angeordnet ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind mehrere Dichtungselemente benachbart zu einem Endabschnitt der Gewindeverbindung angeordnet.

Eine Vorrichtung ist außerdem erläutert worden, die ein rohr förmiges Element und einen Dorn umfaßt, der in dem rohrförmi gen Element angeordnet ist, aufweisend eine konische Oberflä che mit einem Angriffwinkel von etwa 10 bis 30°. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das rohrförmige Element ein erstes rohrförmiges Element, ein zweites rohrförmiges Element und eine Gewindeverbindung zum Verbinden des ersten rohrförmigen Elements mit dem zweiten rohrförmigen Element. Die Gewindeverbindung umfaßt ein oder mehrere Dichtungsele mente zum Abdichten der Grenzfläche zwischen den ersten und zweiten rohrförmigen Elementen. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform umfaßt die Gewindeverbindung eine Stift- und Ka sten-Gewindeverbindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form sind die Dichtungselemente benachbart zu einem Endab schnitt der Gewindeverbindung angeordnet. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform ist eines der Dichtungselemente be nachbart zu einem Endabschnitt der Gewindeverbindung angeord net, während das andere der Dichtungselemente nicht benach bart zu einem Endabschnitt der Gewindeverbindung angeordnet ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind mehrere Dichtungselemente benachbart zu einem Endabschnitt der Gewin deverbindung angeordnet.

Obwohl beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung darge stellt und erläutert wurden, ist sie zahlreichen Abwandlungen und Modifikationen zugänglich, die sämtliche im Umfang der Erfindung liegen, die durch die anliegenden Ansprüche festge legt ist.

Claims

1. Verfahren zum Erzeugen einer Verschalung in einem Bohr loch, das in einer unterirdischen Formation angeordnet ist, aufweisend die Schritte:
Installieren einer rohrförmigen Auskleidung und eines Dorns in dem Bohrloch,
Einspritzen von Fluidmaterial in das Bohrloch,
Unterdrucksetzen eines Teils des inneren Bereichs der rohrförmigen Auskleidung, und
radiales Aufweiten von zumindest einem Teil der Ausklei dung in dem Bohrloch durch Pressen von zumindest einem Teil der rohrförmigen Auskleidung weg von dem Dorn.

2. Verfahren zum Erzeugen einer Verschalung in einem Bohr loch, das in einem Abschnitt einer unterirdischen Formation an geordnet ist, wobei das Bohrloch eine bereits existierende Ver schalung aufweist, aufweisend die Schritte:
Ausbohren eines neuen Abschnitts des Bohrlochs benachbart zu der bereits existierenden Verschalung,
Plazieren einer rohrförmigen Auskleidung und eines auf weitbaren Dorns in den neuen Abschnitt des Bohrlochs,
Überlappen der rohrförmigen Auskleidung mit der bereits existierenden Verschalung,
Einspritzen eines aushärtbaren Fluiddichtungsmaterials in einem ringförmigen Bereich zwischen der rohrförmigen Ausklei dung und dem neuen Abschnitt des Bohrlochs,
fluidmäßiges Isolieren des ringförmigen Bereichs zwischen der rohrförmigen Auskleidung und dem neuen Abschnitt des Bohr lochs ausgehend von einem inneren Bereich der rohrförmigen Aus kleidung unter dem Dorn,
Einspritzen eines nicht aushärtbaren Fluidmaterials in den inneren Bereich der rohrförmigen Auskleidung unter dem Dorn,
Pressen der rohrförmigen Auskleidung weg von dem aufweit baren Dorn,
Abdichten der Überlappung zwischen der rohrförmigen Aus kleidung und der bereits existierenden Verschalung,
Abstützen der rohrförmigen Auskleidung mit der Überlappung mit der bereits existierenden Verschalung,
Entfernen des Dorns aus dem Bohrloch,
Testen der Unversehrtheit der Dichtung der Überlappung zwischen der rohrförmigen Auskleidung und der bereits existie renden Verschalung,
Entfernen von zumindest einem Teil des aushärtbaren Fluid dichtungsmaterials aus dem Innern der rohrförmigen Auskleidung,
Aushärten der verbleibenden Abschnitte des flüssigen aus härtbaren Fluiddichtungsmaterials, und
Entfernen von zumindest einem Teil des ausgehärteten aus härtbaren Fluiddichtungsmaterials in der rohrförmigen Ausklei dung.

3. Vorrichtung zum Aufweiten eines rohrförmigen Elements, aufweisend:
Ein Tragelement, das einen ersten Fluiddurchlaß aufweist,
einen Dorn, der mit dem Tragelement verbunden ist und ei nen zweiten Fluiddurchlaß aufweist,
ein rohrförmiges Element, das mit dem Dorn verbunden ist, und
einen Schuh, der mit der rohrförmigen Auskleidung verbun den ist, wobei der Schuh einen dritten Fluiddurchlaß aufweist,
wobei die ersten, zweiten und dritten Fluiddurchlässe be triebsmäßig verbunden sind.

4. Vorrichtung zum Aufweiten eines rohrförmigen Elements, aufweisend:
Ein Tragelement, folgendes aufweisend:
einen ersten Fluiddurchlaß,
einen zweiten Fluiddurchlaß, und
ein Durchsatzsteuerventil, das mit den ersten und zweiten Fluiddurchlässen verbunden ist,
einen aufweitbaren Dorn, der mit dem Tragelement verbunden ist, wobei der aufweitbare Dorn einen dritten Fluiddurchlaß aufweist, der mit dem ersten Fluiddurchlaß verbunden ist,
ein rohrförmiges Element, das mit dem Dorn verbunden ist,
wobei das rohrförmige Element ein oder mehrere Dichtungselemen te aufweist,
einen Schuh, der mit dem rohrförmigen Element verbunden ist, wobei der Schuh aufweist:
einen vierten Fluiddurchlaß, der mit dem dritten Flu iddurchlaß verbunden und dazu ausgelegt ist, ein Stoppelement aufzunehmen, und
einen oder mehrere Auslaßdurchlässe, die mit dem vierten Fluiddurchlaß zum Einspritzen von Fluidmaterial außer halb des Schuhs verbunden sind, und
zumindest ein Dichtungselement, das mit dem Tragelement verbunden und dazu ausgelegt ist, das Eindringen von Fremdmate rial in den inneren Bereich des rohrförmigen Elements zu ver hindern.

5. Verfahren zum Verbinden eines zweiten rohrförmigen Ele ments mit einem ersten rohrförmigen Element, wobei das erste rohrförmige Element einen Innendurchmesser aufweist, der größer ist als ein Außendurchmesser des zweiten rohrförmigen Elements, aufweisend die Schritte:
Positionieren eines Dorns in einem inneren Bereich des zweiten rohrförmigen Elements,
Unterdrucksetzen eines Teils des inneren Bereichs des zweiten rohrförmigen Elements, und
Pressen von zumindest einem Teil des zweiten rohrförmigen Elements weg von dem Dorn in Eingriff mit dem ersten rohrförmi gen Element.

6. Rohrförmige Auskleidung, aufweisend:
Ein ringförmiges Element, welches folgendes aufweist:
Ein oder mehrere Dichtungselemente an einem Endab schnitt des ringförmigen Elements, und
ein oder mehrere Druckfreigabedurchlässe an einem Endabschnitt des ringförmigen Elements.

7. Schachtbohrungs-Verschalung, aufweisend:
Eine rohrförmige Auskleidung, die durch den Prozeß gebil det ist, die rohrförmige Auskleidung von dem Dorn wegzupressen, und
einen ringförmigen Körper aus einem ausgehärteten Fluid dichtungsmaterial, das mit der rohrförmigen Auskleidung verbun den ist.

8. Rückbindbare Auskleidung zum Auskleiden einer existieren den Schachtbohrungs-Verschalung, aufweisend:
Eine rohrförmige Auskleidung, die durch den Prozeß gebil det ist, zumindest einen Teil der rohrförmigen Auskleidung von einem Dorn wegzupressen, und
einen ringförmigen Körper aus ausgehärtetem Fluiddich tungsmaterial, das mit der rohrförmigen Auskleidung verbunden ist.

9. Vorrichtung zum Aufweiten eines rohrförmigen Elements, aufweisend:
Ein Tragelement mit einem ersten Fluiddurchlaß, einen Dorn, der mit dem Tragelement verbunden ist und auf weist:
Einen zweiten Fluiddurchlaß, der betriebsmäßig mit dem ersten Fluiddurchlaß verbunden ist,
einen inneren Abschnitt und
einen äußeren Abschnitt,
wobei der innere Abschnitt des Dorns ausbohrbar ist,
ein aufweitbares rohrförmiges Element, das mit dem Dorn verbunden ist, und
einen Schuh, der mit dem rohrförmigen Element verbunden ist und aufweist:
einen dritten Fluiddurchlaß, der mit dem zweiten Flu iddurchlaß betriebsmäßig verbunden ist,
einen inneren Abschnitt, und
einen äußeren Abschnitt,
wobei der innere Abschnitt des Schuhs ausbohrbar ist.

10. Schachtkopf, aufweisend:
Eine äußere Verschalung, und
mehrere im wesentlichen konzentrische und überlappende in nere Verschalungen, die mit der äußeren Verschalung verbunden sind,
wobei jede innere Verschalung durch Kontaktdruck zwischen einer Außenseite der inneren Verschalung und einer Innenseite der äußeren Verschalung getragen ist.

11. Schachtkopf, aufweisend:
Eine äußere Verschalung, die zumindest teilweise in der Schachtbohrung positioniert ist, und
mehrere im wesentlichen konzentrische innere Verschalun gen, die mit der Innenseite der äußeren Verschalung durch den Prozeß verbunden sind, eine oder mehrere der inneren Verscha lungen in Kontakt mit zumindest einem Teil der Innenseite der äußeren Verschalung aufzuweiten.

12. Verfahren zum Bilden eines Schachtkopfs, aufweisend die Schritte:
Bohren einer Schachtbohrung,
Positionieren einer äußeren Verschalung zumindest teilwei se in einem oberen Abschnitt der Schachtbohrung,
Positionieren eines ersten rohrförmigen Elements in der äußeren Verschalung,
Aufweiten von zumindest einem Teil des ersten rohrförmigen Elements in Kontakt mit der Innenseite der äußeren Verschalung,
Positionieren eines zweiten rohrförmigen Elements in der äußeren Verschalung und dem ersten rohrförmigen Element, und
Aufweiten von zumindest einem Teil des zweiten rohrförmi gen Elements in Kontakt mit einem inneren Abschnitt der äußeren Verschalung.

13. Vorrichtung, aufweisend:
Ein äußeres rohrförmiges Element, und
mehrere im wesentlichen konzentrische und überlappende in nere rohrförmige Elemente, die mit dem äußeren rohrförmigen Element verbunden sind,
wobei jedes der inneren rohrförmigen Elemente durch Kon taktdruck zwischen der Außenseite der inneren Verschalung und einer Innenseite des äußeren inneren rohrförmigen Elements ab gestützt ist.

14. Vorrichtung, aufweisend:
Ein äußeres rohrförmiges Element, und
mehrere im wesentlichen konzentrische innere rohrförmige Elemente, die mit der Innenseite des äußeren rohrförmigen Ele ments durch den Prozeß verbunden sind, eines oder mehrere der inneren rohrförmigen Elemente in Kontakt mit zumindest einem Teil der Innenseite des äußeren rohrförmigen Elements aufzuwei ten.

15. Schachtbohrungs-Verschalung, aufweisend:
Ein erstes rohrförmiges Element, und
ein zweites rohrförmiges Element, das mit dem ersten rohr förmigen Element in überlappender Beziehung verbunden ist,
wobei der Innendurchmesser des ersten rohrförmigen Ele ments im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des zweiten rohrförmigen Elements ist.

16. Schachtbohrungs-Verschalung, aufweisend:
Ein rohrförmiges Element mit zumindest einem dünnwandigen Abschnitt und einem dickwandigen Abschnitt, und
ein zusammendrückbares ringförmiges Element, das mit jedem dünnwandigen Abschnitt verbunden ist.

17. Verfahren zum Erzeugen einer Verschalung in einem Bohr loch, das in einer unterirdischen Formation angeordnet ist, aufweisend die Schritte:
Abstützen einer rohrförmigen Auskleidung und eines Dorns in dem Bohrloch unter Verwendung eines Tragelements,
Einspritzen von Fluidmaterial in das Bohrloch,
Unterdruckensetzen eines inneren Bereichs des Dorns,
Verschieben eines Teils des Dorns relativ zu dem Trag element, und
radiales Aufweiten der rohrförmigen Auskleidung.

18. Schachtbohrungs-Verschalung, aufweisend:
Ein erstes rohrförmiges Element mit einem ersten Innen durchmesser, und
ein zweites rohrförmiges Element mit einem zweiten Innen durchmesser, der im wesentlichen gleich dem ersten Innendurch messer und mit dem ersten rohrförmigen Element in überlappender Beziehung verbunden ist,
wobei die ersten und zweiten rohrförmigen Elemente durch den Prozeß verbunden sind, einen Teil des zweiten rohrförmigen Elements in Kontakt mit einem Teil des ersten rohrförmigen Ele ments zu verformen.

19. Vorrichtung zum Aufweiten eines rohrförmigen Elements, aufweisend:
Ein Tragelement mit einem Fluiddurchlaß,
einen Dorn, der mit dem Tragelement beweglich verbunden ist und einen Aufweitungskonus aufweist,
zumindest eine Druckkammer, die durch das Tragelement und den Dorn festgelegt und zwischen diesen positioniert und mit dem ersten Fluiddurchlaß fluidmäßig verbunden ist, und
einen oder mehrere lösbare Träger, die mit dem Tragelement verbunden und dazu ausgelegt sind, das rohrförmige Element zu tragen.

20. Vorrichtung, aufweisend:
Ein oder mehrere massive rohrförmige Elemente, wobei jedes massive rohrförmige Element eine oder mehrere äußere Dichtungen aufweist,
ein oder mehrere geschlitzte Elemente, die mit den massi ven rohrförmigen Elementen verbunden sind, und
einen Schuh, der mit einem der geschlitzten rohrförmigen Elemente verbunden ist.

21. Verfahren zum Verbinden eines zweiten rohrförmigen Ele ments mit einem ersten rohrförmigen Element, wobei das erste rohrförmige Element einen Innendurchmesser aufweist, der größer ist als der Außendurchmesser des zweiten rohrförmigen Elements, aufweisend die Schritte:
Positionieren eines Dorns im inneren Bereich des zweiten rohrförmigen Elements,
Unterdrucksetzen eines Teils des inneren Bereichs des Dorns,
Verschieben des Dorns relativ zu dem zweiten rohrförmigen Element, und
Pressen von zumindest einem Teil des zweiten rohrförmigen Elements weg von dem Dorn in Eingriff mit dem ersten rohrförmi gen Element.

22. Vorrichtung, aufweisend:
Ein oder mehrere primäre massive Rohre, wobei jedes primä re massive Rohr eine oder mehrere äußere ringförmige Dichtungen aufweist,
n geschlitzte Rohre, die mit den primären massiven Rohren verbunden sind,
n - 1 massive Zwischenrohre, die mit den geschlitzten Rohren verbunden und zwischen diesen angeordnet bzw. verschachtelt sind, wobei jedes massive Zwischenrohr eine oder mehrere äußere Dichtungen aufweist, und
einen Schuh, der mit einem der geschlitzten Rohre verbun den ist.

23. Verfahren zum Isolieren einer ersten unterirdischen Zone von einer zweiten unterirdischen Zone in einer Schachtbohrung, aufweisend:
Positionieren von einem oder mehreren primären massiven Rohren in der Schachtbohrung, wobei die primären massiven Rohre die erste unterirdische Zone queren,
Positionieren von einem oder mehreren geschlitzten Rohren in der Schachtbohrung, wobei die geschlitzten Rohre die zweite unterirdische Zone queren,
fluidmäßiges Verbinden der geschlitzten Rohre mit den mas siven Rohren, und
Verhindern des Durchlasses von Fluiden von der ersten un terirdischen Zone in die zweite unterirdische Zone in der Schachtbohrung außerhalb von den massiven und geschlitzten Roh ren.

24. Verfahren zum Extrahieren von Materialien aus einer unter irdischen Produktionszone in einer Schachtbohrung, wobei zumin dest ein Teil der Schachtbohrung eine Verschalung aufweist, aufweisend die Schritte:
Positionieren von einem oder mehreren primären massiven Rohren in der Schachtbohrung,
fluidmäßiges Verbinden der primären massiven Rohre mit der Verschalung,
Positionieren von einem oder mehreren geschlitzten Rohren in der Schachtbohrung, wobei die geschlitzten Rohre die unter irdische Produktionszone queren,
fluidmäßiges Verbinden der geschlitzten Rohre mit den mas siven Rohren,
fluidmäßiges Isolieren der unterirdischen Produktionszone von zumindest einer weiteren unterirdischen Zone in der Schachtbohrung, und
fluidmäßiges Verbinden von zumindest einem der geschlitz ten Rohre aus der unterirdischen Produktionszone.

25. Verfahren zum Erzeugen einer Verschalung in einem Bohr loch, während außerdem das Bohrloch gebohrt wird, aufweisend die Schritte:
Installieren einer ersten rohrförmigen Auskleidung eines Dorns und einer Bohranordnung in dem Bohrloch,
Einspritzen von Fluidmaterial in die rohrförmige Ausklei dung, den Dorn und den Bohraufbau,
radiales Aufweiten von zumindest einem Teil der rohrförmi gen Auskleidung, und
Bohren des Bohrlochs unter Verwendung der Bohranordnung.

26. Vorrichtung, aufweisend:
Ein Tragelement mit einem ersten Fluiddurchlaß,
einen Dorn, der mit dem Tragelement verbunden ist und ei nen zweiten Fluiddurchlaß aufweist,
ein rohrförmiges Element, das mit dem Dorn verbunden ist, und
einen Schuh, der mit der rohrförmigen Auskleidung verbun den ist und einen dritten Fluiddurchlaß aufweist, und
eine mit dem Schuh verbundene Bohranordnung,
wobei die ersten, zweiten und dritten Fluiddurchlässe und die Bohranordnung betriebsmäßig verbunden sind.

27. Verfahren zum Bilden einer unterirdischen Rohrleitung in einem unterirdischen Tunnel, aufweisend zumindest ein erstes rohrförmiges Element und ein zweites rohrförmiges Element, wo bei das erste rohrförmige Element einen Innendurchmesser größer als ein Außendurchmesser des zweiten rohrförmigen Elements auf weist, umfassend die folgenden Schritte:
Positionieren des ersten rohrförmigen Elements in dem Tun nel,
Positionieren des zweiten rohrförmigen Elements in dem Tunnel in überlappender Beziehung mit dem ersten rohrförmigen Element,
Positionieren eines Dorns und einer Bohranordnung in einem inneren Bereich des zweiten rohrförmigen Elements,
Einspritzen von Fluidmaterial in den Dorn, die Bohranord nung und das zweite rohrförmige Element,
Pressen von zumindest einem Teil des zweiten rohrförmigen Elements weg von dem Dorn in Eingriff mit dem ersten rohrförmi gen Element, und
Bohren des Tunnels.

28. Vorrichtung, aufweisend:
Eine Schachtbohrung, die durch den Prozeß gebildet ist, die Schachtbohrung auszubohren, und
eine rohrförmige Auskleidung, die in der Schachtbohrung angeordnet und durch den Prozeß gebildet ist, die rohrförmige Auskleidung von einem Dorn weg zu pressen, während die Schacht bohrung ausgebohrt wird.

29. Verfahren zum Bilden einer Schachtbohrungs-Verschalung in einer Schachtbohrung, aufweisend die Schritte:
Ausbohren der Schachtbohrung, während die Schachtbohrungs- Verschalung gebildet wird.

30. Verfahren zum Aufweiten eines rohrförmigen Elements, auf weisend die Schritte:
Plazieren eines Dorns in dem rohrförmigen Element, Unter drucksetzen eines ringförmigen Bereichs in dem rohrförmigen Element, und
Verschieben des Dorns relativ zu dem rohrförmigen Element.

31. Verfahren zum Verbinden eines rohrförmigen Elements mit einer bereits existierenden Struktur, aufweisend die Schritte:
Positionieren des rohrförmigen Elements in überlappender Beziehung mit der bereits existierenden Struktur,
Plazieren eines Dorns in dem rohrförmigen Element,
Unterdrucksetzen eines ringförmigen Bereichs in dem rohr förmigen Element und Verschieben des Dorns relativ zu dem rohr förmigen Element.

32. Verfahren zum Reparieren eines Defekts in einer bereits existierenden Struktur unter Verwendung eines rohrförmigen Ele ments, aufweisend die Schritte:
Positionieren des rohrförmigen Elements in überlappender Beziehung mit dem Defekt in der bereits existierenden Struktur,
Plazieren eines Dorns in dem rohrförmigen Element,
Unterdrucksetzen eines ringförmigen Bereichs in dem rohr förmigen Element, und
Verschieben des Dorns relativ zu dem rohrförmigen Element.

33. Vorrichtung zum radialen Aufweiten eines rohrförmigen Ele ments, aufweisend:
Ein erstes rohrförmiges Element,
ein zweites rohrförmiges Element, das in dem ersten rohr förmigen Element angeordnet ist,
ein drittes rohrförmiges Element, das mit dem zweiten rohrförmigen Element beweglich verbunden und in diesem positio niert ist,
ein erstes ringförmiges Dichtungselement zum Abdichten ei ner Grenzfläche zwischen den ersten und zweiten rohrförmigen Elementen,
ein zweites ringförmiges Dichtungselement zum Abdichten einer Grenzfläche zwischen den zweiten und dritten rohrförmigen Elementen, und
einen Dorn, der in dem ersten rohrförmigen Element ange ordnet und mit einem Ende des dritten rohrförmigen Elements verbunden ist.

34. Vorrichtung, aufweisend:
Ein rohrförmiges Element,
einen Kolben, der dazu ausgelegt ist, den Durchmesser des rohrförmigen Elements aufzuweiten, das in dem rohrförmigen Ele ment angeordnet ist, wobei der Kolben einen Durchlaß zum För dern von Fluiden aus dem rohrförmigen Element heraus aufweist, und
eine ringförmige Kammer, die durch den Kolben und das rohrförmige Element festgelegt ist.

35. Schachtbohrungs-Verschalung, aufweisend:
Ein erstes rohrförmiges Element, und
ein zweites rohrförmiges Element, das mit dem ersten rohr förmigen Element durch den Prozeß verbunden ist:
Positionieren des zweiten rohrförmigen Elements in über lappender Beziehung mit dem ersten rohrförmigen Element,
Plazieren eines Dorns in dem zweiten rohrförmigen Element,
Unterdrucksetzen eines ringförmigen Bereichs in dem zwei ten rohrförmigen Element, und
Verschieben des Dorns relativ zu dem zweiten rohrförmigen Element.

36. Vorrichtung, aufweisend:
Eine bereits existierende Struktur, und
ein rohrförmiges Element, das mit der bereits existieren den Struktur durch den Prozeß verbunden ist:
Positionieren des rohrförmigen Elements in überlappender Beziehung mit der bereits existierenden Struktur,
Plazieren eines Dorns in dem rohrförmigen Element,
Unterdrucksetzen eines ringförmigen Bereichs in dem rohr förmigen Element, und
Verschieben des Dorns relativ zu dem rohrförmigen Element.

37. Vorrichtung, aufweisend:
Eine bereits existierende Struktur mit einem defekten Ab schnitt, und
ein rohrförmiges Element, das mit dem defekten Abschnitt der bereits existierenden Struktur durch den Prozeß verbunden ist:
Positionieren des rohrförmigen Elements in überlappender Beziehung mit dem Defekt in der bereits existierenden Struktur,
Plazieren eines Dorns indem rohrförmigen Element,
Unterdrucksetzen eines ringförmigen Bereichs in dem rohr förmigen Element, und
Verschieben des Dorns relativ zu dem rohrförmigen Element.

38. Verfahren zum Aufweiten eines rohrförmigen Elements, auf weisend die Schritte:
Plazieren eines Dorns in dem rohrförmigen Element,
Unterdrucksetzen eines Bereichs in dem rohrförmigen Ele ment, und
Verschieben des Dorns relativ zu dem rohrförmigen Element.

39. Verfahren zum Verbinden eines rohrförmigen Elements mit einer bereits existierenden Struktur, aufweisend die Schritte:
Positionieren des rohrförmigen Elements in überlappender Beziehung mit der bereits existierenden Struktur,
Plazieren eines Dorns in dem rohrförmigen Element,
Unterdrucksetzen eines inneren Bereichs in dem rohrförmi gen Element, und
Verschieben des Dorns relativ zu dem rohrförmigen Element.

40. Verfahren zum Reparieren eines Defekts in einer bereits existierenden Struktur unter Verwendung eines rohrförmigen Ele ments, aufweisend die Schritte:
Positionieren des rohrförmigen Elements in überlappender Beziehung mit dem Defekt in der bereits existierenden Struktur,
Plazieren eines Dorns in dem rohrförmigen Element,
Unterdrucksetzen eines inneren Bereichs in dem rohrförmi gen Element, und
Verschieben des Dorns relativ zu dem rohrförmigen Element.

41. Vorrichtung zum radialen Aufweiten eines rohrförmigen Ele ments, aufweisend:
Ein erstes rohrförmiges Element,
ein zweites rohrförmiges Element, das mit dem ersten rohr förmigen Element verbunden ist,
ein drittes rohrförmiges Element, das mit dem zweiten rohrförmigen Element verbunden ist, und
einen Dorn, der in dem zweiten rohrförmigen Element ange ordnet und mit einem Endabschnitt des dritten rohrförmigen Ele ments verbunden ist.

42. Vorrichtung, aufweisend:
Ein rohrförmiges Element,
einen Kolben, der dazu ausgelegt ist, den Durchmesser des rohrförmigen Elements, das in dem rohrförmigen Element positio niert ist, aufzuweiten, wobei der Kolben einen Durchlaß zum Fördern von Fluiden aus dem rohrförmigen Element heraus auf weist.

43. Schachtbohrungs-Verschalung, aufweisend:
Ein erstes rohrförmiges Element, und
ein zweites rohrförmiges Element, das mit dem ersten rohr förmigen Element durch den Prozeß verbunden ist:
Positionieren des zweiten rohrförmigen Elements in über lappender Beziehung mit dem ersten rohrförmigen Element,
Plazieren eines Dorns in dem zweiten rohrförmigen Element,
Unterdrucksetzen eines inneren Bereichs in dem zweiten rohrförmigen Element, und
Verschieben des Dorns relativ zu dem zweiten rohrförmigen Element.

44. Vorrichtung, aufweisend:
Eine bereits existierende Struktur, und
ein rohrförmiges Element, das mit der bereits existieren den Struktur durch den Prozeß verbunden ist:
Positionieren des rohrförmigen Elements in überlappender Beziehung mit der bereits existierenden Struktur,
Plazieren eines Dorns in dem rohrförmigen Element,
Unterdrucksetzen eines inneren Bereichs in dem rohrförmi gen Element, und
Verschieben des Dorns relativ zu dem rohrförmigen Element.

45. Vorrichtung, aufweisend:
Eine bereits existierende Struktur mit einem defekten Ab schnitt, und
ein rohrförmiges Element, das mit dem defekten Abschnitt der bereits existierenden Struktur durch den Prozeß verbunden ist:
Positionieren des rohrförmigen Elements in überlappender Beziehung mit dem Defekt in der bereits existierenden Struktur,
Plazieren eines Dorns in dem rohrförmigen Element,
Unterdrucksetzen eines inneren Bereichs in dem rohrförmi gen Element, und
Verschieben des Dorns relativ zu dem rohrförmigen Element.

46. Vorrichtung, aufweisend:
Ein erstes rohrförmiges Element,
ein zweites rohrförmiges Element, und
eine Gewindeverbindung zum Verbinden des ersten rohrförmi gen Elements mit dem zweiten rohrförmigen Element, wobei die Gewindeverbindung aufweist:
Ein oder mehrere Dichtungselemente zum Abdichten der Grenzfläche zwischen den ersten und zweiten rohrförmigen Ele menten.

47. Vorrichtung, aufweisend:
Eine rohrförmige Anordnung, aufweisend:
Ein erstes rohrförmiges Element,
ein zweites rohrförmiges Element, und
eine Gewindeverbindung zum Verbinden des ersten rohrförmi gen Elements mit dem zweiten rohrförmigen Element, wobei die Gewindeverbindung aufweist:
Ein oder mehrere Dichtungselemente zum Abdichten der Grenzfläche zwischen den ersten und zweiten rohrförmigen Ele menten,
wobei die rohrförmige Anordnung durch den Prozeß gebildet ist, die rohrförmige Anordnung radial aufzuweiten.

48. Vorrichtung, aufweisend:
Ein rohrförmiges Element, und
einen Dorn, der in dem rohrförmigen Element angeordnet ist und eine konische Oberfläche mit einem Angriffwinkel aufweist, der von etwa 10 bis 30° reicht.