DE19958399A1

DE19958399A1 - Brunnenbohrungsverschalung

Info

Publication number: DE19958399A1
Application number: DE19958399A
Authority: DE
Inventors: Robert Lance Cook; David Paul Brisco; R Bruce Stewart; Lev Ring; Richard Carl Haut; Robert D Mack
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1998-12-07
Filing date: 1999-12-03
Publication date: 2000-07-13
Also published as: US20040045616A1; GB2344606A; NO995991L; US6470966B2; US20070017572A1; US20050161228A1; US20030056949A1; AU767364B2; US6497289B1; US20020189816A1; CA2292171C; CA2666668A1; GB9926449D0; US7108061B2; US7419009B2; US20010047866A1; CA2292171A1; US6631760B2; NO995991D0; NO327230B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brunnenbohrungsverschalung, die ausgebildet wird durch Pressen einer rohrförmigen Auskleidung weg von einem Dorn. Die rohrförmige Auskleidung und der Dorn werden in einen neuen Abschnitt einer Brunnenbohrung positioniert, wobei die rohrförmige Auskleidung sich in überlappender Beziehung mit einer existierenden Verschalung befindet. Ein aushärtbares Fluidmaterial wird in dem neuen Abschnitt der Brunnenbohrung unter dem Niveau des Dorns und in einen ringförmigen Bereich zwischen der rohrförmigen Auskleidung und dem neuen Abschnitt der Brunnenbohrung eingespritzt. Die inneren und äußeren Bereiche der rohrförmigen Auskleidung werden daraufhin fluidmäßig isoliert. Ein nicht aushärtbares Fluidmaterial wird daraufhin in einen Teil eines inneren Bereichs der rohrförmigen Auskleidung eingespritzt, um den Teil des inneren Bereichs der rohrförmigen Auskleidung unter dem Dorn unter Druck zu setzen. Die rohrförmige Auskleidung wird daraufhin von dem Dorn weggepreßt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Brunnenbohrungs verschalungen, und insbesondere Brunnenbohrungsverschalungen, die unter Verwenden aufweitbarer Rohre gebildet werden.

Wenn eine Brunnenbohrung hergestellt wird, wird üblicherweise eine Anzahl von Verschalungen in der Brunnenbohrung instal liert, um ein Einbrechen der Brunnenbohrungswandung zu ver hindern, und um ein unerwünschtes Ausströmen von Bohrfluid in die Formation oder ein Einströmen von Fluid aus der Formation in der Brunnenbohrung zu verhindern. Die Brunnenbohrung wird in Intervallen gebohrt, wobei eine Verschalung, die in einem unteren Brunnenbohrungsintervall installiert werden soll, durch eine vorausgehend installierte Verschalung eines oberen Brunnenbohrungsintervalls abgesenkt wird. Infolge dieser Pro zedur hat die Verschalung des unteren Intervalls einen klei neren Durchmesser als die Verschalung des oberen Intervalls. Die Verschalungen befinden sich in ineinander gesetzter An ordnung mit in Abwärtsrichtung abnehmenden Verschalungsdurch messern. Zementringe sind zwischen den Außenseiten der Ver schalungen und der Brunnenbohrungswandung vorgesehen, um die Verschalungen gegenüber der Brunnenbohrungswandung abzudich ten. Infolge dieser ineinander gesetzten Anordnung ist ein relativ großer Brunnenbohrungsdurchmesser im oberen Teil der Brunnenbohrung erforderlich. Ein derartig großer Brunnenboh rungsdurchmesser führt zu erhöhten Kosten aufgrund der schwergewichtigen Verschalungshandhabungseinrichtung, zu gro ßen Bohrspitzen und großen Volumina von Bohrfluid und Bohrab raum. Darüber hinaus ist eine erhöhte Bohrgerätenutzungszeit erforderlich aufgrund des erforderlichen Zementpumpvorgangs, des Zementaushärtens, der erforderlichen Einrichtungsänderun gen aufgrund großer Variationen bzw. Schwankungen des Loch durchmessers, der im Verlauf des Brunnens gebohrt wird, und aufgrund des großen Volumens von Bohrabraum, der durch Bohren anfällt und entfernt werden muß.

Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, die genannten Beschränkungen hinsichtlich vorhandener Prozeduren zur Her stellung neuer Verschalungsabschnitte in einer Brunnenbohrung zu überwinden.

Gemäß einem Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Ver fahren zur Ausbildung einer Brunnenbohrungsverschalung, ent haltend das Installieren einer rohrförmigen Auskleidung und eines Dorns in dem Bohrloch, das Einspritzen von Fluidmateri al in die Bohrung und das radiale Aufweiten der Auskleidung in dem Bohrloch durch Pressen der Auskleidung weg von dem Dorn.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Ausbildung einer Brunnenboh rungsverkleidung vorgesehen, welches das Ausbohren eines neu en Abschnitts des Bohrlochs benachbart zu der bereits exi stierenden Auskleidung vorsieht. Eine rohrförmige Auskleidung und ein Dorn werden daraufhin in dem neuen Abschnitt des Bohrlochs angeordnet, wobei die rohrförmige Auskleidung eine bereits existierende Verschalung überlappt. Ein aushärtbares Fluiddichtungsmaterial bzw. fluidförmiges Dichtungsmaterial wird in einen Ringbereich zwischen der rohrförmigen Ausklei dung und dem neuen Abschnitt des Bohrlochs eingespritzt. Der ringförmige Bereich zwischen der rohrförmigen Auskleidung und dem neuen Abschnitt des Bohrlochs wird daraufhin von einem inneren Bereich der rohrförmigen Auskleidung unterhalb des Dorns fluidmäßig isoliert. Ein nicht aushärtbares Fluidmate rial wird daraufhin in den inneren Bereich der rohrförmigen Auskleidung unterhalb des Dorns eingespritzt. Die rohrförmige Auskleidung wird von dem Dorn weg gepreßt. Die Überlappung zwischen der rohrförmigen Auskleidung und der bereits exi stierenden Auskleidung wird abgedichtet. Die rohrförmige Aus kleidung wird durch Überlappung mit der bereits existierenden Auskleidung getragen bzw. gestützt. Der Dorn wird daraufhin aus dem Bohrloch entfernt. Die Unversehrtheit der Dichtung der Überlappung zwischen der rohrförmigen Auskleidung und der bereits existierenden Auskleidung wird getestet. Zumindest ein Teil der zweiten Menge des aushärtbaren Fluidabdichtungs materials wird vom Innern der rohrförmigen Auskleidung ent fernt. Die verbleibenden Teile des flüssigen aushärtbaren Fluidabdichtungsmaterials werden ausgehärtet. Zumindest ein Teil des ausgehärteten flüssigen aushärtbaren Dichtungsmate rials innerhalb der rohrförmigen Auskleidung wird entfernt.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Aufweiten eines rohrför migen Elements bereitgestellt, die ein Tragelement, einen Dorn, ein rohrförmiges Element und einen Schuh umfaßt. Dieses 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 mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Aufweiten eines rohrförmi gen Elements vorgesehen, die ein Tragelement, einen aufweit baren Dorn, ein rohrförmiges Element, einen Schuh und zumin dest ein Dichtelement umfaßt. Das Tragelement umfaßt einen ersten Fluiddurchlaß, einen zweiten Fluiddurchlaß und ein Strömungs- bzw. Durchsatzsteuerventil, welches mit den ersten und zweiten Fluiddurchlässen verbunden ist. Dieser aufweitba re Dorn ist mit dem Tragelement verbunden und umfaßt einen dritten Fluiddurchlaß. Das rohrförmige Element ist mit dem Dorn verbunden und umfaßt ein oder mehrere Dichtelemente. Der Schuh ist mit dem rohrförmigen Element verbunden und umfaßt einen vierten Fluiddurchlaß. Das zumindest eine Dichtelement ist dazu ausgelegt, den Eintritt von Fremdmaterial in den In nenbereich des rohrförmigen Elements zu verhindern.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Verbinden bzw. Vereinigen eines zweiten rohrförmigen Elements mit einem ersten rohrför migen Element bereitgestellt, wobei das erste rohrförmige Element einen Innendurchmesser größer als ein Außendurchmes ser des zweiten rohrförmigen Elements umfaßt, und wobei das Verfahren das Positionieren eines Dorns innerhalb eines inne ren Bereichs des zweiten rohrförmigen Elements vorsieht. Ein Teil eines inneren Bereichs des zweiten rohrförmigen Elements wird unter Druck gesetzt und das zweite rohrförmige Element wird von dem Dorn in Eingriff mit dem ersten rohrförmigen Element weg gepreßt.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine rohrförmige Auskleidung vorgesehen, welche ein rohrförmiges Element mit einem oder mehreren Dichtelemen ten an einem Endteil des rohrförmigen Elements umfaßt, und einen oder mehrere Druckfreigabedurchlässe an einem Endab schnitt des rohrförmigen Elements.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Brunnenbohrungsverschalung bereitgestellt, die eine rohrförmige Auskleidung und einen ringförmigen Körper aus ei nem ausgehärteten Fluiddichtungsmaterial umfaßt. Die rohrför mige Auskleidung wird durch den Prozeß des Pressens der rohr förmigen Auskleidung weg von einem Dorn gebildet.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Rückbindungsauskleidung zum Auskleiden ei ner existierenden Brunnenbohrungsverschalung vorgesehen, die eine rohrförmige Verschalung und einen ringförmigen Körper aus einem ausgehärteten Fluidabdichtungsmaterial umfaßt. Die rohrförmige Auskleidung wird durch den Prozeß zum Pressen der rohrförmigen Auskleidung weg von einem Dorn gebildet. Der rohrförmige Körper eines ausgehärteten Fluidabdichtungsmate rials ist mit der rohrförmigen Auskleidung verbunden.

In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Aufweiten eines rohrförmi gen Elements vorgesehen, die ein Tragelement, einen Dorn, ein rohrförmiges Element und einen Schuh umfaßt. Das rohrförmige Element umfaßt einen ersten Fluiddurchlaß. Der Dorn ist mit dem Tragelement verbunden. Der Dorn umfaßt einen zweiten Fluiddurchlaß, der betriebsmäßig mit dem ersten Fluiddurchlaß verbunden ist, einen inneren Teil und einen äußeren Teil. Der innere Teil des Dorns ist (aus)bohrbar. Das rohrförmige Ele ment ist mit dem Dorn verbunden. Der Schuh ist mit dem rohr förmigen Element verbünden. Der Schuh umfaßt einen dritten Fluiddurchlaß, der betriebsmäßig mit dem zweiten Fluiddurch laß verbunden ist, einem inneren Teil und einem äußeren Teil. Der innere Teil des Schuhs ist (aus)bohrbar.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispiel haft näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine fragmentarische Schnittansicht zur Verdeutlichung des Bohrens eines neuen Abschnitts eines Brunnenbohrungs lochs,

Fig. 2 eine fragmentarische Ansicht zur Erläuterung des Pla zierens einer Ausführungsform einer Vorrichtung zum Herstel len einer Verschalung innerhalb des neuen Abschnitts der Brunnenbohrung,

Fig. 3a eine weitere fragmentarische Querschnittsansicht zur Verdeutlichung des Einspritzens einer ersten Menge eines aus härtbaren Fluiddichtungsmaterials in einen neuen Abschnitt der Brunnenbohrung,

Fig. 4 eine fragmentarische Schnittansicht des Einspritzens einer zweiten Menge eines aushärtbaren Fluiddichtungsmateri als in den neuen Abschnitt der Brunnenbohrung,

Fig. 5 eine fragmentarische Schnittansicht des Ausbohrens ei nes Teils des ausgehärteten aushärtbaren Fluiddichtungsmate rials von dem neuen Abschnitt der Brunnenbohrung,

Fig. 6 eine Schnittansicht einer Ausführungform der überlap penden Verbindung zwischen benachbarten rohrförmigen Elemen ten,

Fig. 7 eine fragmentarische Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Herstellung einer Ver kleidung in einer Brunnenbohrung,

Fig. 8 eine fragmentarische Schnittansicht der Plazierung ei nes aufweitbaren rohrförmigen Elements innerhalb eines weite ren rohrförmigen Elements,

Fig. 9 eine Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Herstellung einer Verschalung, enthal tend einen (aus)bohrbaren Kern und einen Schuh,

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

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

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

Fig. 10a eine Schnittansicht einer Brunnenbohrung, enthaltend ein Paar von benachbarten überlappenden Verschalungen,

Fig. 10b eine Schnittansicht der Vorrichtung und des Verfah rens zur Herstellung einer Rückbindungsauskleidung unter Ver wendung eines aufweitbaren rohrförmigen Elements,

Fig. 10d eine Schnittansicht des Unterdrucksetzens des Innern des rohrförmigen Elements unter dem Dorn,

Fig. 10e eine Schnittansicht des Pressens des rohrförmigen Elements weg von dem Dorn,

Fig. 10f eine Schnittansicht der Rückbindungsauskleidung vor dem Ausbohren des Schuhs und eines Dichtungsstücks,

Fig. 10g eine Schnittansicht der fertiggestellten Rückbin dungsauskleidung, erzeugt unter Verwendung eines aufweitbaren rohrförmigen Elements,

Fig. 11a eine fragmentarische Schnittansicht des Bohrens ei nes neuen Abschnitts einer Brunnenbohrung,

Fig. 11b eine fragmentarische Schnittansicht der Plazierung einer Ausführungsform einer Vorrichtung zum Aufhängen einer rohrförmigen Auskleidung innerhalb des neuen Abschnitts der Brunnenbohrung,

Fig. 11c eine fragmentarische Schnittansicht des Einspritzens einer ersten Menge eines aushärtbaren Fluiddichtungsmaterials in den neuen Abschnitt der Brunnenbohrung,

Fig. 11d eine fragmentarische Schnittansicht des Einführens eines Nockenbolzens in den neuen Abschnitt der Brunnenboh rung,

Fig. 11e eine fragmentarische Schnittansicht des Einspritzens einer zweiten Menge eines aushärtbaren Fluiddichtungsmateri als in den neuen Abschnitt der Brunnenbohrung,

Fig. 11f eine fragmentarische Schnittansicht der Fertigstel lung der rohrförmigen Auskleidung.

Eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ausbilden der Brunnen bohrungsverschalung innerhalb einer unterirdischen Formation werden erläutert. Die Vorrichtung und das Verfahren erlauben die Ausbildung einer Brunnenbohrungsverschalung in einer un terirdischen Formation durch Plazieren eines rohrförmigen Elements und eines Dorns in einen neuen Abschnitt einer Brun nenbohrung, gefolgt vom Pressen des rohrförmigen Elements weg von dem Dorn durch Unterdrucksetzen eines inneren Teils des rohrförmigen Elements. Die Vorrichtung und das Verfahren er lauben außerdem, daß benachbarte Elemente in der Brunnenboh rung verbunden bzw. vereinigt werden unter Verwendung einer Überlappungsverbindung, die den Durchtritt von Fluid oder Gas verhindert. Die Vorrichtung und das Verfahren erlauben außer dem, daß ein neues rohrförmiges Element durch ein existieren des rohrförmiges Element getragen wird, indem das neue rohr förmige Element in Eingriff mit dem existierenden rohrförmi gen Element aufgeweitet wird. Die Vorrichtung und das Verfah ren minimieren außerdem die Verringerung der Lochgröße der Brunnenbohrungsverschalung, hervorgerufen durch das Hinzufü gen neuer Brunnenbohrungsverschalungsabschnitte.

Eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ausbilden einer Rück bindungsauskleidung unter Verwendung eines aufweitbaren rohr förmigen Elements sind außerdem vorgesehen. Die Vorrichtung und das Verfahren erlauben, daß eine rückbindbare Auskleidung durch Aufweiten eines rohrförmigen Elements weg von einem Dorn hergestellt wird, indem ein innerer Abschnitt des rohr förmigen Elements unter Druck gesetzt wird. Auf diese Weise wird eine rückbindbare Auskleidung hergestellt. Die Vorrich tung und das Verfahren erlauben außerdem, daß benachbarte rohrförmige Elemente in der Brunnenbohrung verbunden wrden, indem eine Überlappungsverbindung verwendet wird, die einen Fluid- und/oder Gasdurchlaß verhindert. Die Vorrichtung und das Verfahren erlauben außerdem, daß ein neues rohrförmiges Element durch ein existierendes rohrförmiges Element getragen wird, indem das neue rohrförmige Element in Eingriff mit dem existierenden rohrförmigen Element aufgeweitet wird.

Eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Aufweiten eines rohr förmigen Elements werden ebenfalls bereitgestellt, aufweisend ein aufweitbares rohrförmiges Element, einen Dorn und einen Schuh. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die inneren Teile der Vorrichtung aus Materialien, die es erlau ben, daß die inneren Teile entfernt werden unter Verwendung einer herkömmlichen Bohrvorrichtung. Auf diese Weise kann die Vorrichtung problemlos im Fall einer Fehlfunktion in einem tiefliegenden Lochbereich entfernt werden.

Eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Aufhängen einer auf weitbaren rohrförmigen Auskleidung in einem Brunnenbohrloch sind außerdem vorgesehen. Die Vorrichtung und das Verfahren erlauben, daß eine rohrförmige Auskleidung an einem existie renden Abschnitt einer Verschalung befestigt wird. Die Vor richtung und das Verfahren sind außerdem anwendbar auf die Verbindung von rohrförmigen Elementen im allgemeinen.

Zunächst wird unter bezug auf Fig. 1 bis 5 eine Ausführungs form einer Vorrichtung und eines Verfahrens zur Ausbildung einer Brunnenbohrungsverschalung in einer unterirdischen For mation näher erläutert. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist eine Brun nenbohrung 100 in einer unterirdischen Formation 105 positio niert. Die Brunnenbohrung 100 umfaßt einen existierenden Ver schalungsabschnitt 110 mit einer rohrförmigen Verschalung 115 und einer ringförmigen Zementaußenschicht 120.

Um die Brunnenbohrung 100 in die unterirdische Formation 105 vorzutreiben, wird ein Bohrgestänge 150 an sich bekannter Art verwendet, um Material aus der unterirdischen Formation 105 zu bohren, um einen neuen Abschnitt 130 zu bilden.

Wie in Fig. 2 gezeigt, wird daraufhin eine Vorrichtung 200 zum Ausbilden einer Brunnenbohrungsverschalung in einer un terirdischen Formation in dem neuen Abschnitt 130 der Brun nenbohrung 100 positioniert. Die Vorrichtung 200 umfaßt be vorzugt einen aufweitbaren Dorn bzw. einen Molch 205, ein rohrförmiges Element 210, einen Schuh 215, eine unter 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 wird durch dieses getragen. Der aufweitbare Dorn 205 ist bevorzugt dazu ausgelegt, in radialer Richtung sich ge steuert aufzuweiten. Der aufweitbare Dorn 205 kann eine be liebige Anzahl herkömmlicher, kommerziell verfügbarer auf weitbarer Dorne umfassen, die in Übereinstimmung mit den Leh ren der vorliegenden Offenbarung modifiziert sind. Gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform umfaßt der aufweitbare Dorn 205 ein hydraulisches Aufweitungswerkzeug, welches im US-Patent Nr. 5 348 095 erläutert ist, dessen Inhalt unter Be zugnahme zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung erklärt wird, und das in Übereinstimmung mit den Lehren der vorlie genden Offenbarung modifiziert ist.

Das rohrförmige Element 210 ist durch den aufweitbaren Dorn 205 getragen. Das rohrförmige Element 210 weitet sich in ra dialer Richtung aus und wird von dem aufweitbaren Dorn 205 weg gepreßt. Das rohrförmige Element 210 kann aus einer An zahl herkömmlich verfügbarer Materialien hergestellt sein, wie beispielsweise aus Oilfield Country Tubular Goods (OCTG), aus Chrom-13-Stahlrohr/Verschalung oder aus Kunststoff rohr/Verschalung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das rohrförmige Element 210 aus OCTG hergestellt, um die ma ximale Festigkeit nach Aufweitung zu maximieren. 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 15 Inch, um in optima ler Weise eine minimale Teleskopwirkung bei den meisten her kömmlich gebohrten Brunnenbohrungsgrößen zu benötigen bzw. bereitzustellen. Das rohrförmige Element 210 umfaßt bevorzugt ein massives Element.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Endteil 260 des rohrförmigen Elements 210 geschlitzt, perforiert oder an derweitig modifiziert, um den Dorn 205 einzufangen oder zu verzögern, wenn er die Aufweitung des rohrförmigen Elements 210 beendet hat. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Länge des rohrförmigen Elements 210 begrenzt, um die Mög lichkeit der Knickbildung oder Verbiegung zu minimieren. Bei typischen Materialien für das rohrförmige Element 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 einen Fluiddurchlaß 240. Der Schuh 215 kann eine Anzahl herkömmlich verfügbarer Schuhe umfassen, beispielsweise einen Super-Seal- II-Foat-Schuh, einen Super-Seal-II-Down-Jet-Float-Schuh oder einen Führungsschuh mit einer Dichtungsbuchse für einen Nie derdrück- bzw. Einschnappstopfen, modifiziert in Übereinstim mung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Schuh 215 einen Alumi nium-Down-Jet-Führungsschuh mit einer Dichtungsbuchse für ei nen Einschnappstopfen, erhältlich von Halliburton Energy Ser vices in Dallas, Texas, modifiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung, um das rohrförmige Element 210 in der Brunnenbohrung optimal zu führen, optimal versehen mit einer angemessenen Dichtung zwischen den Innen- und Außendurchmessern der überlappenden Verbindung zwischen den rohrförmigen Elementen, und um ein vollständiges Ausboh ren des Schuhs und des Stopfens optional zu ermöglichen nach der Beendigung der Zementierungs- und Aufweitungsvorgänge.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Schuh 215 eine oder mehrere Durchgangs- und Seitenauslaßöffnungen in Verbindung mit dem Fluiddurchlaß 240. Auf diese Weise spritzt der Schuh 215 aushärtbares Fluiddichtungsmaterial in optima ler Weise in den Bereich außerhalb des Schuhs 215 und des rohrförmigen Elements 210. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfaßt der Schuh 2I5 den Fluiddurchlaß 240, der ei ne Einlaßgeometrie aufweist, welche ein Anker- und/oder Ku geldichtungselement aufzunehmen vermag. Auf diese Weise kann der Fluiddurchlaß 240 in optimaler Weise abgedichtet werden, indem ein Stopfen, Anker- und/oder Kugeldichtungselemente in den Fluiddurchlaß 230 eingeführt wird bzw. werden.

Die untere Becherdichtung 220 ist mit dem Tragelement 250 verbunden und durch dieses getragen. Das untere Becherelement 220 verhindert, daß Fremdmaterial in den inneren Bereich des rohrförmigen Elements 210 benachbart zu dem aufweitbaren Dorn 205 eindringt. Die untere Becherdichtung 220 kann eine belie bige Anzahl herkömmlicher, kommerziell verfügbarer Becher dichtungen aufweisen, wie etwa TP-Becher oder Selective- Injection-Packer(SIP)-Becher, die in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung modifiziert sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die untere Becher dichtung 220 eine SIP-Becherdichtung, die von Halliburton Energy Services in Dallas, Texas, vertrieben wird, um Fremd materialien optimal auszuschließen, und sie enthält einen Schmiermittelkörper.

Die obere Becherdichtung 225 ist mit dem Tragelement 250 ver bunden und durch dieses getragen. Die obere Becherdichtung 225 verhindert, daß Fremdmaterial in den inneren Bereich des rohrförmigen Elements 210 eindringt. Die obere Becherdichtung 225 kann eine beliebige Anzahl herkömmlicher, aktuell verfüg barer Becherdichtungen umfassen, wie etwa TP-Becher oder SIP- Becher, die in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegen den Offenbarung modifiziert sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die obere Becherdichtung 225 einen SIP-Becher, der von Halliburton Energy Services in Dallas, Texas, vertrieben wird, um das Eindringen von Fremdmateriali en optimal zu verhindern und sie enthält einen Schmiermittel körper.

Der Fluiddurchlaß 230 ermöglicht es, daß Fluidmaterialien zu dem inneren Bereich des rohrförmigen Elements 210 unterhalb des aufweitbaren Dorns 205 und weg von diesem transportert wird. Der Fluiddurchlaß 230 ist mit dem Tragelement 250 und dem aufweitbaren Dorn 205 verbunden und in diesem positio niert. Der Fluiddurchlaß 230 erstreckt sich bevorzugt ausge hend von einer Position benachbart zur Oberfläche des Bodens des aufweitbaren Dorns 205. Der Fluiddurchlaß 230 ist bevor zugt entlang einer Mittenlinie der Vorrichtung 200 positio niert.

Der Fluiddurchlaß 230 ist in dem Verschalungsverlegungsmodus des Arbeitsablaufs bevorzugt so ausgelegt, daß er Materiali en, wie etwa Bohrschlamm oder Formationsfluide mit niedrigen Durchsätzen und Drücken transport, die von 0 bis 3000 Gallo nen/Minute und 0 bis 9.000 Psi reichen, um die Widerstands kraft des rohrförmigen Elements, welches verlegt wird, zu mi nimieren, und um auf die Brunnenbohrung ausgeübte Stoßdrücke zu minimieren, welche einen Verlust von Brunnenbohrungsflui den verursachen und zu einem Lochzusammenbruch führen können.

Der Fluiddurchlaß erlaubt es, daß Fluidmaterialien aus dem Fluiddurchlaß 230 freikommen bzw. ausgetragen werden. Während der Plazierung der Vorrichtung 200 innerhalb des neuen Ab schnitts 130 der Brunnenbohrung können auf diese Weise Fluid materialien 255, die den Fluiddurchlaß 230 hinaufgedrängt werden, in die Brunnenbohrung 10 über dem rohrförmigen Eele ment 210 freigesetzt werden, wodurch der Stoßdruck auf den Brunnenbohrungsabschnitt 130 minimiert wird. Der Fluiddurch laß 235 kann mit dem Tragelement 250 verbunden und innerhalb desselben positioniert werden. Der Fluiddurchlaß ist außerdem fluidmäßig mit dem Fluiddurchlaß 230 verbunden.

Der Fluiddurchlaß 235 umfaßt bevorzugt ein Steuerventil zum steuerbaren Öffnen und Schließen des Fluiddurchlasses 235. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Steuerventil druckmäßig aktiviert, um Stoßdrücke in steuerbarer Weise zu minimieren. Der Fluiddurchlaß 235 ist bevorzugt im wesentli chen orthogonal zur Mittenlinie der Vorrichtung 200 positio niert.

Der Fluiddurchlaß 235 ist bevorzugt ausgewählt, Fluidmateria lien mit Durchsätzen und Drücken zu fördern, die von etwa 0 bis 3.000 Gallonen/Minute und 0 bis 9.000 Psi reichen um den Stoßdruck auf die Vorrichtung während der Einführung in den neuen Abschnitt 130 der Brunnenbohrung 130 zu verringern, und um die Stoßdrücke auf den neuen Brunnenbohrungsabschnitt 130 zu minimieren.

Der Fluiddurchlaß 240 erlaubt es, daß Fluidmaterialien zu dem Bereich außerhalb des rohrförmigen Elements 210 und des Schuhs bzw. dem Schuh 215 sowie ausgehend hiervon transpor tiert werden können. Der Fluiddurchlaß 240 ist mit dem Schuh 250 verbunden und innerhalb desselben positioniert, und zwar in Fluidverbindung mit dem inneren Bereich des rohrförmigen Elements 210 unterhalb des aufweitbaren Dorns 205. Der Fluid durchlaß 240 hat bevorzugt eine Querschnittsform, die es ei nem Stopfen oder einer ähnlichen Einrichtung erlaubt, im Fluiddurchlaß 240 plaziert zu werden, um dadurch einen weite ren Hindurchtritt von Fluidmaterialien zu unterbinden. Auf diese Weise kann der Innenbereich des rohrförmigen Elements unterhalb des aufweitbaren Dorns 205 fluidmäßig von dem Be reich außerhalb des rohrförmigen Elements 210 isoliert wer den. Dies erlaubt es, daß der innere Bereich des rohrförmigen Elements 210 unter dem aufweitbaren Dorn 205 unter Druck ge setzt wird. Der Fluiddurchlaß 240 ist bevorzugt im wesentli chen entlang der Mittenlinie der Vorrichtung 200 positio niert.

Der Fluiddurchlaß 240 ist bevorzugt so ausgewählt, daß er Ma terialien fördert, wie etwa Zement, Bohrschlamm oder Epoxid kunstharze, und zwar mit Durchsätzen und Drücken, die vor teilhafterweise etwa 0 bis 3.000 Gallonen/Minute und 0 bis 9.000 Psi reichen, um den ringförmigen Bereich zwischen dem rohrförmigen Element 210 und dem neuen Abschnitt 130 der Brunnenbohrung 100 mit Fluidmaterialien optimal zu füllen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsformen umfaßt der Fluid durchlaß 240 eine Einlaßgeometrie, welche ein Anker- und/oder ein Kugeldichtungselement aufzunehmen vermag. Auf diese Weise kann der Fluiddurchlaß 240 durch Einführen eines Stopfens, von Anker- und/oder Kugeldichtungselementen in den Fluid durchlaß 230 abgedichtet werden.

Die Dichtungen 245 sind mit einem Endteil 260 des rohrförmi gen Elements 210 verbunden und durch diesen getragen. Die Dichtungen 245 sind außerdem auf einer Außenseite 265 des Endteils 260 des rohrförmigen Elements 210 positioniert. Die Dichtungen 245 ermöglichen es, daß die überlappende Verbin dung zwischen dem Endteil 270 der Verschalung 115 und dem Teil 260 des rohrförmigen Elements 210 fluidmäßig abgedichtet werden. Die Dichtungen 245 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen kommerziell erhältlichen Dichtungen, wie bei spielsweise Blei-, Gummi-, Teflon- oder Epoxiddichtungen, um fassen, die in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegen den Offenbarung modifiziert sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Dichtungen 245 aus Stratalock- Epoxid-Harz geformt bzw. gespritzt oder gegossen, das verfüg bar ist vorteilhafterweise von Halliburton Energy Services in Dallas, Texas, um zwischen dem Ende 270 des rohrförmigen Ele ments 210 und dem Ende 260 der existierenden Verschalung 115 einen optimalen Lasttragewechselwirkungssitz bereitzustellen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Dichtungen 245 ausgewählt, um eine ausreichende Reibungskraft in optima ler Weise bereitzustellen, um das aufgeweitete rohrförmige Element 205 von der existierenden Verschalung 115 zu tragen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht die Reibungs kraft, die durch die Dichtungen 245 in optimaler Weise be reitgestelt wird, von etwa 1.000 bis 1.000.000 lbf, um das aufgeweitete rohrförmige Element 210 in optimaler Weise zu tragen.

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 mit ausreichender Festigkeit, um die Vorrichtung 200 in den neuen Abschnitt 130 der Brunnenbohrung 100 zu fördern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform um faßt das Tragelement 250 außerdem ein oder mehrere Zentriere lemente (nicht gezeigt), um die Stabilisierung der Vorrich tung 200 zu fördern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Schmierstoffmenge 275 im ringförmigen Bereich über dem aufweitbaren Dorn 205 im Innern des rohrförmigen Elements 210 vorgesehen. Auf diese Weise wird das Pressen des rohrför migen Elements 210 weg von dem aufweitbaren Dorn 205 erleich tert. Das Schmiermittel 245 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen, kommerziell verfügbaren Schmiermitteln umfas sen, wie beispielsweise Lubriplate, auf Chlor basierende Schmiermittel, auf Öl basierende Schmiermittel, oder Climax 1500 Antiseize (3100). Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form umfaßt das Schmiermittel 275 Climax 1500 Antiseize 3100, das von Climax Lubricants and Equipment Co. in Houston, Tex as, vertrieben wird, um eine optimale Schmierung zur Erleich terung des Aufweitungsprozesses optimal bereitzustellen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Tragelement 250 vor dem Anbau der restlichen Teile der Vorrichtung 200 sorgfältig gereinigt. Auf diese Weise wird das Eindringen von Fremdmaterial in die Vorrichtung 200 verringert. Dies mini miert die Möglichkeit, daß Fremdmaterial verschiedene Strö mungsdurchlässe und Ventile der Vorrichtung 200 verstopft.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden vor oder nach dem Positionieren der Vorrichtung 200 innerhalb des neuen Ab schnitts 130 der Brunnenbohrung 100 mehrere Brunnenbohrungs volumina umgewälzt, um sicherzustellen, daß keine Fremdmate rialien in der Brunnenbohrung 100 vorhanden sind, welche die verschiedenen Strömungsdurchlässe und Ventile der Vorrichtung 200 verstopfen könnten, um sicherzustellen, daß kein Fremdma terial mit dem Aufweitungsprozeß in störenden Eingriff ge langt.

Wie in Fig. 3 gezeigt, wird der Fluiddurchlaß 235 daraufhin geschlossen und ein aushärtbares Fluiddichtungsmaterial 305 wird daraufhin ausgehend von einer Oberflächenstelle in den Fluiddurchlaß 230 gepumpt. Das Material 305 gelangt daraufhin aus dem Fluiddurchlaß 230 in den inneren Bereich 310 des rohrförmigen Elements 210 unterhalb des aufweitbaren Dorns 205. Das Material 305 gelangt daraufhin vom inneren Bereich in Fluiddurchlaß 2,40. Das Material 305 liegt daraufhin in der Vorrichtung 200 vor und füllt den ringförmigen Bereich 315 zwischen der Außenseite des rohrförmigen Elements 210 und der Innenwandung des neuen Abschnitts 130 der Brunnenbohrung. Fortgesetztes Pumpen des Materials 305 veranlaßt das Material 305 dazu, zumindest über einen Teil des ringförmigen Bereichs 315 hinaus gefüllt zu werden.

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 1500 Gallonen/Minute rei chen. Der optimale Durchsatz und die optimalen Betriebsdrücke variieren als Funktion der Verschalung und der Brunnenboh rungsgrößen, dem Brunnenbohrungsquerschnitt, der verfügbaren Pumpeinrichtung, den Fluideigenschaften des Fluidmaterials, welches gepumpt wird. Der optimale Durchfluß und die optima len Betriebsdrücke werden bevorzugt unter Verwendung herkömm licher empirischer Methoden ermittelt.

Das aushärtbare Fluiddichtungsmaterial 305 kann eine beliebi ge Anzahl von herkömmlichen kommerziell verfügbaren aushärt baren Fluiddichtungsmaterialien umfassen, wie beispielsweise ein Schlackengemisch, Zement oder Epoxidharz. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform umfaßt das aushärtbare Fluiddich tungsmaterial 305 ein Zementgemisch, das speziell für einen bestimmten Brunnenabschnitt vorbereitet ist, der von Halli burton Energy Services in Dallas, Texas, gebohrt wird, um ei ne optimale Abstützung für das rohrförmige Element 210 be reitzustellen, während außerdem optimale Strömungseigenschaf ten aufrechterhalten werden, um Schwierigkeiten während der Verdrängung des Zements in dem ringförmigen Bereich 315 zu minimieren. Die optimale Mischung des gemischten Zements wird bevorzugt ermittelt unter Verwendung herkömmlicher empiri scher Methoden.

Der ringförmige Bereich 315 wird bevorzugt mit dem Material 305 in ausreichenden Mengen gefüllt, um sicherzustellen, daß bei radialer Aufweitung des rohrförmigen Elements 210 der ringförmige Bereich 315 des neuen Abschnitts 130 der Brunnen bohrung 100 mit Material 305 gefüllt wird.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform, die in Fig. 3a gezeigt ist, ist die Wanddicke und/oder der Außendurchmes ser des rohrförmigen Elements 210 in dem Bereich benachbart zu dem Dorn 205 reduziert, um eine Plazierung der Vorrichtung in Positionen in der Brunnenbohrung mit engen Freiräumen bzw. geringem Spiel optimal zu ermöglichen. Auf diese Weise wird die Auslösung der radialen Aufweitung des rohrförmigen Ele ments 210 während des Aufweitprozesses in optimaler Weise er leichtert.

Sobald der ringförmige Bereich 315 in angemessener Weise mit Material 305 gefüllt wurde, wird, wie in Fig. 4 gezeigt, ein Stopfen 405 oder eine ähnliche Einrichtung in den Fluiddurch laß 240 eingeführt, um dadurch den Innenbereich 310 vom ring förmigen Bereich 315 fluidmäßig zu isolieren. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform wird daraufhin nicht aushärtendes Fluidmaterial 306 in den inneren Bereich 310 gepumpt, wodurch dieser unter Druck gesetzt wird. Auf diese Weise enthält das Innere des aufgeweiteten rohrförmigen Elements 210 keine merklichen Mengen von ausgehärtetem Material 205. Dies ver ringert und vereinfacht die Kosten des gesamten Prozesses. Alternativ kann das Material 305 während dieser Phase des Prozesses verwendet werden.

Sobald der innere Bereich 310 ausreichend unter Druck gesetzt wurde, wird das rohrförmige Element 210 von der aufgeweiteten Membran 205 weg gepreßt. Während des Wegpreßvorgangs kann der aufweitbare Dorn 205 aus dem aufgeweiteten Abschnitt des rohrförmigen Elements 210 herausgehoben werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Dorn 205 während des Wegpreßvorgangs ungefähr mit derselben Geschwindigkeit ange hoben, wie das rohrförmige Element 210 aufgeweitet wird, um das rohrförmige Element 210 relativ zu dem neuen Brunnenboh rungsabschnitt 130 stationär zu halten. Und gemäß einer al ternativen bevorzugten Ausführungsform wird der Wegpreßvor gang eingeleitet, wenn das rohrförmige Element 210 über dem Boden des neuen Brunnenbohrungsabschnitts 130 positioniert ist, während der Dorn 205 stationär verbleibt, und wodurch das rohrförmige Element 210 vom Dorn 205 weg gepreßt wird und in den neuen Brunnenbohrungsabschnitt unter Schwerkrafteinwir kung fallen kann.

Der Stopfen 405 wird bevorzugt in den Fluiddurchlaß 240 ein geführt, indem der Stopfen 405 in den Fluiddurchlaß 230 an einer Oberflächenstellung in herkömmlicher Weise eingeführt wird. Der Stopfen 405 wirkt bevorzugt zur fluidmäßigen Isola tion des aushärtbaren Fluiddichtungsmaterials 305 von dem nicht aushärtbaren Fluidmaterial 306.

Der Stopfen 405 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen kommerziell erhältlichen Einrichtungen umfassen, wie etwa zum Verschließen oder Verstopfen eines Fluiddurchlasses, wie etwa beispielsweise einen Multiple Stage Cementer (MSC, Mehrstu fenzementierer)-Herunterdrückstopfen, einen Omega- Herunterdrückstopfen oder einen Drei-Nocken- Herunterdrückstopfen, modifiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der folgenden Offenbarung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Stopfen 405 einen MSC- Herunterdrückstopfen, der von Halliburton Energy Services in Dallas, Texas, erhätlich ist.

Nach dem Plazierendes Stopfens 405 in dem Fluiddurchlaß 240 wird nicht aushärtbares Fluidmaterial 206 bevorzugt in den Innenbereich 310 mit Drücken und Durchsätzen gepumpt, die beispielsweise von ungefähr 400 bis 10.000 Psi und 30 bis 4.000 Gallonen/Minuten reichen. Auf diese Weise wird die Men ge von aushärtbarem Fluiddichtungsmaterial im Innern 310 des rohrförmigen Elements 210 minimiert. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform wird nach dem Plazieren des Stopfens 405 in dem Fluiddurchlaß 240 das nicht aushärtbare Material 306 be vorzugt in den inneren Bereich 210 mit Drücken und Durchsät zen gepumpt, die von ungefähr 500 bis 9000 Psi und 40 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen, um die Aufweitungsgeschwindig keit bzw. Wegpreßgeschwindigkeit zu maximieren.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung 200 dazu ausgelegt, die Spannungs-, Berst- und Reibungswir kungen auf das rohrförmiges Element 210 während des Aufwei tungsprozesses zu minimieren. Diese Wirkungen hängen ab von der Geometrie des Aufweitungsdorns 250, der Materialzusammen setzung des rohrförmigen Elements 210 und des Aufweitungs dorns 205, dem Innendurchmesser des rohrförmigen Elements 210, der Wanddicke des rohrförmigen Elements 210, dem Typ des Schmiermittels und der Umformfestigkeit des rohrförmigen Ele ments 210. Üblicherweise gilt, daß, je dicker der Wanddicke ist, desto kleiner ist der Innendurchmesser, und je größer die Umformungsfestigkeit des rohrförmigen Elements 210 ist, desto größer sind die Betriebsdrücke, die erforderlich sind, das rohrförmige Element vom Dorn 205 weg zu pressen.

Für die typischen rohrförmigen Elemente 210 beginnt das Pres sen des rohrförmigen Elements 210 weg vom aufweitbaren Dorn, wenn der Druck des inneren Bereichs 210 beispielsweise unge fähr 500 bis 9.000 Psi erreicht.

Während des Wegpreßprozesses bzw. des Aufweitungsprozesses kann der aufweitbare Dorn 205 aus dem aufgeweiteten Teil des rohrförmigen Elements 210 mit Geschwindigkeiten angehoben werden, die beispielsweise von etwa 0 bis 5 Fuß/s reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird während des Auf weitprozesses der aufweitbare Dorn 205 aus dem aufgeweiteten Teil des rohrförmigen Elements 210 mit Geschwindigkeiten her ausgehoben, die von etwa 0 bis 2 Fuß/s reichen, um die Zeit zu minimieren, die für den Aufweitungsprozeß erforderlich ist, während eine problemlose Steuerung des Aufweitungspro zesses möglich ist.

Wenn der Endteil 260 des rohrförmigen Elements 210 von dem aufweitbaren Dorn 205 weg gepreßt ist, kontaktiert die Außen seite 265 des Endteils 260 des rohrförmigen Elements 210 die Innenseite bzw. -oberfläche 410 des Endteils 270 der Verscha lung 115, um eine fluiddichte Überlappungsverbindung bzw. -dichtung zu bilden. Der Kontaktdruck der Überlappungsverbin dung kann beispielsweise von ungefähr 50 bis 20.000 Psi rei chen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der Kon taktdruck der Überlappungsverbindung von ungefähr 400 bis 10.000 Psi, um für die Aktivierung der ringförmigen Dichtele mente 245 einen optimalen Druck bereitzustellen und um optio nal einen Widerstand gegenüber axialer Bewegung bereitzustel len, um typische Spannungs- und Kompressionslasten aufzuneh men.

Die Überlappungsverbindung zwischen dem Abschnitt 410 der existierenden Verschalung 115 und dem Abschnitt 265 des auf weitbaren rohrförmigen Elements 210 erbringt bevorzugt eine Gas- und Fluiddichtung. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform erbringen die Dichtungselemente 245 in opti maler Weise eine Fluid- und Gasdichtung in der Überlappungs verbindung.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Betriebs druck und der Durchsatz des nicht aushärtbaren Fluidmaterials 305 sägezahnförmige erniedrigt, wenn der aufweitbare Dorn 205 den Endteil 260 des rohrförmigen Elements 210 erreicht. Auf diese Weise kann eine plötzliche Druckfreigabe, verursacht durch das vollständige Pressen des rohrförmigen Elements 210 weg von dem aufweitbaren Dorn 205 minimiert werden. Gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform wird der Druck im wesentli chen in linearer Weise reduziert, ausgehend von 100% auf etwa 10% während des Endes des Aufweitungsprozesses, der beginnt, wenn der Dorn 205 etwa innerhalb von 5 Fuß vor Beendigung des Aufweitungsprozesses sich befindet.

Alternativ oder in Kombination kann ein Stoßabsorber in dem Tragelement 250 vorgesehen sein, um den Stoß zu absorbieren, der durch die plötzliche Druckfreigabe verursacht ist. Der Stoßabsorber kann beispielsweise einen beliebigen herkömmli chen kommerziell erhältlichen Stoßabsorber umfassen, der zum Einsatz in Brunnenbohrungsvorgängen ausgelegt ist.

Alternativ oder in Kombination ist eine Dorneinfangstruktur im Endteil 260 des rohrförmigen Elements 210 vorgesehen, um den Dorn 205 einzufangen oder zumindest zu verzögern.

Sobald der Aufweitprozeß beendet ist, wird der aufweitbare Dorn 205 aus der Brunnenbohrung 100 entfernt. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform wird entweder vor oder nach der Entfernung des aufweitbaren Dorns 205 die Unversehrtheit der Fluiddichtung der Überlappungsverbindung zwischen dem oberen Teil 260 des rohrförmigen Elements 210 und dem unteren Teil 270 der Verschalung 115 unter Verwendung herkömmlicher Metho den getestet.

Wenn die Fluiddichtung der Überlappungsverbindung zwischen dem oberen Teil 260 des rohrförmigen Elements 210 und dem un teren Teil 270 der Verschalung 115 zufriedenstellend ist, wird ein nicht ausgehärteter Abschnitt des Materials 305 in nerhalb des aufgeweiteten rohrförmigen Elements 210 in her kömmlicher Weise entfernt, beispielsweise durch Umwälzen des nicht ausgehärteten Materials aus dem Innern des aufgeweite ten rohrförmigen Elements 210 heraus. Der Dorn 205 wird dar aufhin aus dem Brunnenbohrungsabschnitt 130 herausgezogen und eine Bohrspitze oder eine Bohrfräse wird in Kombination mit einer herkömmlichen Bohranordnung 505 eingesetzt, um jegli ches ausgehärtete Material 305 innerhalb des rohrförmigen Elements 210 auszubohren.

Das Material 305 innerhalb des ringförmigen Bereichs 315 wird daraufhin aushärten gelassen.

Wie in Fig. 5 gezeigt, wird daraufhin bevorzugt jegliches Verbleiben des ausgehärteten Materials 305 im Innern des auf geweiteten rohrförmigen Elements 210 in herkömmlicher Weise unter Verwendung eines herkömmlichen Bohrgestänges 505 ent fernt. Der resultierende neue Abschnitt der Verkleidung 510 umfaßt das aufgeweitete rohrförmige Element 210 und eine äu ßere Ringschicht 515 des ausgehärteten Materials 305. Der Bo denteil der Vorrichtung 200 mit dem Schuh 215 und dem Anker 405 wird daraufhin unter Ausbohren des Schuhs 215 und des An kers 405 unter Verwendung herkömmlicher Bohrmethoden ent fernt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der obere Teil 260 des rohrförmigen Elements 210, wie in Fig. 6 gezeigt, ein oder mehrere Dichtelemente 605 und einen oder mehrere Druck freigabeschläuche 610. Auf diese Weise ist die Überlappungs verbindung zwischen dem unteren Teil 270 der Verschalung 115 und dem oberen Teil 260 des rohrförmigen Elements 210 druck dicht und der Druck auf die Innen- und Außenseiten des rohr förmigen Elements 210 während des Aufweitungsprozesses wird vergleichmäßigt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Dichtungse lemente 605 in Eintiefungen 615 eingesetzt, die in den Außen seiten 265 des oberen Teils 260 des rohrförmigen Elements 210 gebildet sind. Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausfüh rungsform sind die Dichtelemente 605 auf die Außenseiten 265 des oberen Teils 260 des rohrförmigen Elements 210 geklebt oder geformt. Die Druckfreigabelöcher 610 sind bevorzugt in den letzten wenigen Füßen des rohrförmigen Elements 210 posi tioniert. Die Druckfreigabelöcher reduzieren die Betriebs drücke, die erforderlich sind, den oberen Teil 260 des rohr förmigen Elements 210 aufzuweiten. Diese Verringerung des er forderlichen Betriebsdrucks verringert wiederum die Geschwin digkeit des Dorns 205 bei der Beendigung des Aufweitungspro zesses. Diese Geschwindigkeitsverringerung wiederum minimiert den mechanischen Stoß auf die gesamte Vorrichtung 200 bei der Beendigung des Aufweitungsprozesses.

Nunmehr unter Bezug auf Fig. 7 wird eine besonders bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung 700 zur Ausbildung einer Verschalung innerhalb einer Brunnenbohrung erläutert, die be vorzugt einen aufweitbaren Dorn bzw. einen Molch 705 umfaßt, einen aufweitbaren Dorn- oder einen Molchbehälter 710, ein rohrförmiges Element 715, einen Schwimmschuh 720, eine untere Becherdichtung 725, eine obere Becherdichtung 730, einen Fluiddurchlaß 735, einen Fluiddurchlaß 740, ein Tragelement 745, einen Schmiermittelkörper 750, eine Überlaufverbindung 755, ein weiteres Tragelement 760 und einen Stabilisierer 765.

Der aufweitbare Dorn 705 ist mit dem Tragelement 745 verbun den und durch dieses getragen. Der aufweitbare Dorn 705 ist außerdem mit dem aufweitbaren Dornbehälter 710 verbunden. Der aufweitbare Dorn 705 ist bevorzugt dazu ausgelegt, sich in radialer Richtung steuerbar aufzuweiten. Der aufweitbare Dorn 705 kann eine beliebige Anzahl herkömmlicher kommerziell er hältlicher aufweitbarer Dorne umfassen, die in Übereinstim mung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung modifiziert sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der auf weitbare Dorn 705 ein Hydraulik-Aufweitungswerkzeug, welches im wesentlichen im US-Patent Nr. 5 348 095 offenbart ist, dessen Inhalt ausdrücklich zum Gegenstand vorliegender Anmel dung erklärt wird, und zwar modifiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung. Der aufweitbare Dornbehälter 210 ist mit dem Tragelement 745 verbunden und durch dieses getragen. Der aufweitbare Dornbehälter 710 ist außerdem mit dem aufweitbaren Dorn 705 verbunden. Der auf weitbare Dornbehälter 710 bzw. der Behälter 710 für den auf weitbaren Dorn 705 kann aus einer beliebigen Anzahl herkömm licher, kommerziell verfügbarer Materialien hergestellt sein, wie beispielsweise aus Oilfield Country Tubular Goods, Edel stahl, Titan oder hochfesten Stählen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der aufweitbare Dornbehälter 710 herge stellt aus Material mit größerer Festigkeit als das Material, aus welchem das rohrförmige Element 715 hergestellt ist. Auf diese Weise kann der Behälter 710 aus rohrförmigem Material mit dünnerer Wanddicke als das rohrförmige Element 210 herge stellt werden. Dies erlaubt es, daß der Behälter 710 durch enge Freiräume hindurchtreten kann, wodurch seine Plazierung in der Brunnenbohrung erleichtert wird.

Sobald der Aufweitungsprozeß beginnt und je dicker das Mate rial geringer Festigkeit des rohrförmigen Elements 715 ist, das aufgeweitet wird, desto größer kann gemäß einer bevorzug ten Ausführungsform der Außendurchmesser des rohrförmigen Elements 700 im Vergleich zum Außendurchmesser des Behälters 710 sein.

Das rohrförmige Element 715 ist mit dem aufweitbaren Dorn 705 verbunden und durch diesen getragen. Das rohrförmige Element 715 wird bevorzugt in radialer Richtung aufgeweitet und von dem aufweitbaren Dorn 705 weg gepreßt, wie im wesentlichen in Bezug auf Fig. 1 bis 6 erläutert. Das rohrförmige Element 715 kann hergestellt sein aus einer beliebigen Anzahl von Mate rialien, wie beispielsweise Oilfield Country Tubular Goods (OCTG), Stahl aus Kraftfahrzeug-Qualität oder aus Kunststoff. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das rohrförmige Element 715 aus OCTG hergestellt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform hat das rohrförmige Element 715 im wesentlichen ringförmigen Querschnitt. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform hat das rohrför mige Element 715 einen im wesentlichen 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 815 ist bevorzugt durch denjenigen Bereich festgelegt, der im Bereich des Dornbehälters 710 beginnt und mit dem obe ren Teil 820 des rohrförmigen Elements 715 endet. Der Zwi schenabschnitt 810 des rohrförmigen Elements 710 ist bevor zugt festgelegt durch den Bereich, der im Bereich der Ober seite des Dornbehälters 710 beginnt und in dem Bereich des Dorns 705 endet. Der untere Abschnitt des rohrförmigen Ele ments 715 ist bevorzugt festgelegt durch den Bereich, der im Bereich des Dorns 705 beginnt und am Boden 825 des rohrförmi gen Elements 715 endet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Wanddicke des oberen Abschnitts 805 des rohrförmigen Elements 715 größer als die Wanddicke der Zwischen- und unteren Abschnitte 810 und 815 des rohrförmigen Elements 715, um die Einleitung des Aufweitungsprozesses in optimaler Weise zu erleichtern und die Vorrichtung optimal in Stellen des Bohrlochs mit geringen Freiräumen positionieren zu können.

Der Außendurchmesser und die Wanddicke des oberen Abschnitts 805 des rohrförmigen Elements 715 kann beispielsweise von et wa 1,05 bis 48 Inch bzw. 1/8 bis 2 Inch reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reichen der Außendurchmesser und die Wanddicke des oberen Abschnitts 805 des rohrförmigen Ele ments 715 von etwa 3,5 bis 16 Inch bzw. 3/8 bis 1,5 Inch.

Der Außendurchmesser und die Wanddicke des Zwischenabschnitts 810 des rohrförmigen Elements 715 können beispielsweise von etwa 2,5 bis 50 Inch bzw. 1/16 bis 1,5 Inch reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reichen der Außendurchmes ser und die Wanddicke des Zwischenabschnitts 810 des rohrför migen Elements 715 von etwa 3,5 bis 19 Inch bzw. 1/8 bis 1,25 Inch.

Der Außendurchmesser und die Wanddicke des unteren Abschnitts 815 des rohrförmigen Elements 715 können beispielsweise von etwa 2,5 bis 50 Inch bzw. 1/16 bis 1,25 Inch reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reichen der Außendurchmes ser und die Wanddicke des unteren Abschnitts 810 des rohrför migen Elements 715 von etwa 3,5 bis 19 Inch bzw. 1/8 bis 1,25 Inch. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Wand dicke des unteren Abschnitts 815 des rohrförmigen Elements 715 zusätzlich vergrößert, um die Festigkeit des Schuhs 720 zu vergrößern, wenn (aus)bohrbare Materialien, wie beispiels weise Aluminium verwendet werden.

Bevorzugt umfaßt das rohrförmige Element 715 ein massives rohrförmiges Element. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Endteil 820 des rohrförmigen Elements 715 geschlitzt, perforiert oder anderweitig modifiziert, um den Dorn 705 ein zufangen oder abzubremsen bzw. zu verzögern, wenn er die Auf weitung des rohrförmigen Elements 715 beendet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Länge des rohrförmigen Elements 705 begrenzt, um die Möglichkeit eines Verbiegens oder Knitterns zu minimieren. Bei typischen Materialien des rohrförmigen Elements 715 ist die Länge des rohrförmigen Ele ments 715 bevorzugt begrenzt auf zwischen etwa 40 bis 20.000 Fuß Länge.

Der Schuh 720 ist mit dem aufweitbaren Dorn 705 und dem rohr förmigen Element 715 verbunden. Der Schuh 720 umfaßt einen Fluiddurchlaß 740. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Schuh 720 außerdem einen Einlaßdurchlaß 830 und eine oder mehrere Düsenöffnungen 835. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Querschnittsform des Ein laßdurchlasses 18 dazu ausgelegt, einen Herunterdrückstopfen bzw. -anker oder weitere ähnliche Elemente zum Blockieren des Einlaßdurchlasses 830 aufzunehmen. Das Innere des Schuhs 720 umfaßt bevorzugt einen Körper aus massivem Material 840, um die Festigkeit des Schuhs 720 zu erhöhen. Gemäß einer beson ders bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Körper des massi ven Materials 840 Aluminium.

Der Schuh 720 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen kommerziell erhältlichen Schuhen, wie beispielsweise Super- Seal-II-Down-Jet-Schwimmschuh oder -Führungsschuh mit einer Dichtungsbuchse für einen Herunterdrückstopfen umfassen, mo difiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Schuh 720 einen Aluminium-Herunterdrückführungsschuh mit einer Dichtbuchse für einen Herunterdrückstopfen, der erhält lich ist von Halliburton Energy Services in Dallas, Texas, modifiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegen den Offenbarung, um das Führen des rohrförmigen Elements 715 in einer Brunnenbohrung zu optimieren, um die Dichtung zwi schen dem rohrförmigen Element 715 und einer existierenden Brunnenbohrungsverschalung zu optimieren, und um optional das Entfernen des Schuhs 720 zu erleichtern, indem er nach Been digung des Aufweitvorgangs herausgebohrt wird.

Die untere Becherdichtung 725 ist mit dem Tragelement 745 verbunden und von diesem getragen. Die untere Becherdichtung 725 verhindert, daß Fremdmaterialien in den inneren Bereich des rohrförmigen Elements 715 über dem aufweitbaren Dorn 705 eindringen. Die untere Becherdichtung 725 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen kommerziell erhältlichen Becherdich tungen umfassen, beispielsweise TP-Becher oder Selective- Injection-Packer(SIP)-Becher, modifiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform umfaßt die untere Becherdichtung 725 einen SIP-Becher, erhältlich von Halliburton Energy Ser vices in Dallas, Texas, um eine Schmutzbarriere in optimaler Weise bereitzustellen und einen Schmiermittelkörper rückzu halten.

Die obere Becherdichtung 730 ist mit dem Tragelement 760 ver bunden und durch dieses getragen. Die obere Becherdichtung 730 verhindert, daß Fremdmaterial in den inneren Bereich des rohrförmigen Elements 715 eindringt. Die obere Becherdichtung 730 kann außerdem eine beliebige Anzahl von herkömmlichen kommerziell erhältlichen Becherdichtungen umfassen, etwa bei spielsweise TP-Becher oder Selective-Injection-Packer(SIP)- Becher, modifiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfaßt die obere Becherdichtung 730 einen SIP- Becher, erhältlich von Halliburton Energy Services in Dallas, Texas, um eine Schmutz(stoff)barriere in optimaler Weise be reitzustellen und einen Schmiermittelkörper aufzunehmen.

Der Fluiddurchlaß 735 erlaubt es, daß Fluidmaterialien zum inneren Bereich des rohrförmigen Elements 715 unter dem auf weitbaren Dorn 705 gefördert werden bzw. aus demselben her aus. Der Fluiddurchlaß 735 ist fluidmäßig mit dem Fluiddurch laß 740 verbunden. Der Fluiddurchlaß 735 ist bevorzugt ver bunden mit dem Tragelement 760, dem Tragelement 745, dem Dornbehälter 710 und dem aufweitbaren Dorn 705 und innerhalb dieser Elemente positioniert. Der Fluiddurchlaß 735 erstreckt sich bevorzugt ausgehend von einer Position benachbart zur Oberseite des Bodens des aufweitbaren Dorns 705. Der Fluid durchlaß 735 ist bevorzugt positioniert entlang einer Mitten linie der Vorrichtung 700. Der Fluiddurchlaß 735 ist bevor zugt gewählt, um Materialien, wie etwa Zement, Bohrschlamm oder Epoxidharze, mit Durchsätzen und Drücken zu fördern, die von etwa 40 bis 3.000 Gallonen/Minute und 500 bis 9.000 Psi reichen, um ausreichende Betriebsdrücke bereitzustellen, um das rohrförmige Element 750 von dem aufweitbaren Dorn 705 weg zu pressen.

Wie vorstehend in bezug auf Fig. 1 bis 6 erläutert, können während der Plazierung der Vorrichtung 700 innerhalb eines neuen Abschnitts einer Brunnenbohrung die für den Fluiddurch laß 735 hinaufgedrängte Fluidmaterialien in die Brunnenboh rung über dem rohrförmigen Element 715 freigegeben werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Vorrich tung 700 außerdem einen Druckfreigabedurchlaß, der mit dem Tragelement 760 verbunden und innerhalb desselben positio niert ist. Der Druckfreigabedurchlaß ist außerdem fluidmäßig mit dem Fluiddurchlaß 735 verbunden. Der Druckfreigabedurch laß umfaßt bevorzugt ein Steuerventil zum steuerbaren Öffnen und Schließen des Fluiddurchlasses. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Steuerventil druckaktiviert, um Stoßdrücke in steuerbarer Weise zu minimieren. Der Druckfrei gabedurchlaß ist bevorzugt im wesentlichen orthogonal zur Mittenlinie der Vorrichtung 700 positioniert. Der Druckfrei gabedurchlaß ist bevorzugt ausgewählt, Materialien, wie etwa Zement, Bohrschlamm oder Kunstharze, mit Durchsätzen und Drücken zu fördern, die von etwa 0 bis 500 Gallonen/Minute und 0 bis 1.000 Psi reichen, um den Druckstoß auf die Vor richtung 700 während der Einführung in einen neuen Abschnitt einer Brunnenbohrung zu verringern und Druckstöße auf den neuen Bohrabschnitt zu minimieren.

Der Fluiddurchlaß 740 erlaubt es, daß Fluidmaterialien zu dem Bereich außerhalb des rohrförmigen Elements 715 sowie von diesem weg transportiert bzw. gefördert werden. Der Fluid durchlaß 740 ist bevorzugt mit dem Schuh 720 verbunden und innerhalb desselben positioniert, der in Fluidverbindung mit dem inneren Bereich des rohrförmigen Elements 715 unter dem aufweitbaren Dorn 705 steht. Der Fluiddurchlaß 740 hat bevor zugt eine Querschnittsform, die es ermöglicht, daß ein Stop fen oder eine ähnliche Einrichtung in dem Einlaß 830 des Fluiddurchlasses 740 plaziert wird, um dadurch einen weiteren Hindurchtritt von Fluidmaterialien zu unterbinden bzw. zu blockieren. Auf diese Weise kann der innere Bereich des rohr förmigen Elements 715 unter dem aufweitbaren Dorn 705 optimal fluidmäßig von dem Bereich außerhalb des rohrförmigen Ele ments 715 isoliert werden. Dies erlaubt es, daß der innere Bereich des rohrförmigen Elements 715 unter dem aufweitbaren Dorn 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 gewählt, um Materialien, wie etwa Zement, Bohrschlamm oder Epoxidharze, bei niedrigen Durchsät zen und Drücken zu fördern, die von etwa 0 bis 3.000 Gallo nen/Minute und 0 bis 9.000 Psi reichen, um einen Ringbereich zwischen dem rohrförmigen Element 715 und einem neuen Ab schnitt einer Brunnenbohrung mit Fluidmaterialien in optima ler Weise zu füllen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Fluiddurchlaß 740 einen Einlaßdurchlaß 830 mit ei ner Geometrie, die ein Anker- oder Kugeldichtungselement auf zunehmen vermag. Bei dieser Ausführungsform kann der Fluid durchlaß 240 durch Einführen eines Stopfens, von Anker- und/oder von Kugeldichtungselementen in den Fluiddurchlaß 230 abgedichtet werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Vorrich tung 700 außerdem eine oder mehrere Dichtungen 845, die mit dem Endteil 820 des rohrförmigen Elements 715 verbunden und durch diesen getragen sind. Die Dichtungen 845 sind außerdem auf einer Außenseite des Endteils 820 des rohrförmigen Ele ments 715 positioniert. Die Dichtungen 845 erlauben es, daß die Überlappungsverbindung zwischen einem Endteil der bereits existierenden Verschalungen und dem Endteil 820 des rohrför migen Elements 715 fluidmäßig abgedichtet wird. Die Dichtun gen 845 können eine beliebige Anzahl von herkömmlichen kom merziell erhältlichen Dichtungen umfassen, beispielsweise Blei-, Gummi-, Teflon- oder Epoxidharzdichtungen, modifiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenba rung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Dichtungen 845 Dichtungen, die mit StrataLock-Epoxidharz ge formt sind, das erhältlich ist von Halliburton Energy Servi ces in Dallas, Texas, um in optimaler Weise eine Hydraulik dichtung und einen Lasttragewechselwirkungssitz in der Über lappungsverbindung zwischen dem rohrförmigen Element 715 und einer existierenden Verschalung mit optimaler Lasttragefähig keit bereit zu stellen, um das rohrförmige Element 715 zu tragen bzw. abzustützen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Dichtungen 845 ausgewählt, eine ausreichende Reibungskraft bereitzustel len, um das aufgeweitete rohrförmige Element 715 von der exi stierenden Verschalung zu tragen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht die durch die Dichtungen 845 bereitge stellte Reibungskraft von etwa 1.000 bis 1.000.000 lbf, um das erweiterte rohrförmige Element 175 in optimaler Weise zu tragen.

Das Tragelement 745 ist bevorzugt verbunden mit dem aufweit baren Dorn 705 und der Überschuß- bzw. Überlaufverbindung 755. Das Tragelement 745 umfaßt bevorzugt ein ringförmiges Element mit ausreichender Festigkeit, um die Vorrichtung 700 in einem neuen Abschnitt einer Brunnenbohrung zu tragen. Das Tragelement 745 kann eine beliebige Anzahl herkömmlicher, kommerziell erhältlicher Tragelemente umfassen, wie etwa bei spielsweise ein Stahlbohrrohr, ein spiralförmiges Rohr oder ein hochfestes Rohr, modifiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Tragele ment 745 ein herkömmliches Bohrrohr, das von verschiedenen Stahlhütten in den Vereinigten Staaten erhältlich ist.

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 aufgeweiteten Dorn 705 erleichtert. Das Schmiermittel 705 kann eine beliebige Anzahl herkömmli cher kommerziell erhältlicher Schmiermittel umfassen, wie beispielsweise Lubriplate, auf Chlor basierende Schmiermit tel, auf Öl basierende Schmiermittel oder Climax 1500 Anti seize (3100). Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Schmiermittel 750 Climax 1500 Antiseize (3100), erhält lich von Halliburton Energy Services in Houston, Texas, um die Schmierung optimal bereitzustellen, um den Aufweitprozeß zu erleichtern.

Die Überlaufverbindung 755 ist mit dem Tragelement 745 und dem Tragelement 760 verbunden. Die Überlaufverbindung 755 er laubt es bevorzugt, daß das Tragelement 745 mit dem Tragele ment 760 entfernbar bzw. lösbar verbunden wird. Die Überlauf verbindung 755 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen kommerziell erhältlichen Überlaufverbindungen umfassen, wie beispielsweise einen Innerstring-Sealing-Adapter, einen In nerstring-Flat-Face-Sealing-Adapter oder einen EZ-Drill- Setting-Tool-Stinger. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Überlaufverbindung 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 Brunnenbohrung zu überführen. Das Tragelement 760 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen kommerziell erhältlichen Tragelementen umfassen, wie bei spielsweise ein Stahlbohrrohr, ein spiralförmiges Rohr oder weitere hochfeste Rohre, modifiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform umfaßt das Tragelement 760 ein her kömmliches Bohrrohr, das von Stahlhütten in den Vereinigten Staaten erhältlich ist.

Der Stabilisator 765 ist bevorzugt mit dem Tragelement 760 verbunden. Der Stabilisator 765 stabilisiert bevorzugt die Bestandteile der Vorrichtung 700 innerhalb des rohrförmigen Elements 715. Der Stabilisator 765 umfaßt bevorzugt ein ku gelförmiges Element mit einem Außendurchmesser, der etwa 80 bis 90% des Innendurchmessers des rohrförmigen Elements 715 beträgt, um das Verknittern bzw. Verbiegen des rohrförmigen Elements 715 in optimaler Weise zu minimieren. Der Stabilisa tor 765 kann eine beliebige Anzahl herkömmlicher kommerziell erhältlicher Stabilisatoren umfassen, wie etwa beispielsweise EZ-Drill-StarGuides, Klemmschuhe oder Ankerblöcke, modifi ziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Of fenbarung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Stabilisator 765 eine obere Dichtungsadapterführung, erhält lich von Halliburton Energy Services in Dallas, Texas.

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

Vor oder nach einer Positionierung der Vorrichtung 700 inner halb eines neuen Abschnitts einer Brunnenbohrung werden gemäß einer bevorzugten Ausführungsform mehrere Brunnenbohrungsvo lumina durch die verschiedenen Strömungsdurchlässe der Vor richtung 700 umgewälzt, um sicherzustellen, daß keine Fremd materialien innerhalb der Brunnenbohrung vorhanden sind, wel che die verschiedenen Strömungsdurchlässe und Ventile der Vorrichtung 700 verstopfen könnten, und um sicherzustellen, daß kein Fremdmaterial mit dem Aufweitungsdorn 700 während des Aufweitungsprozesses in störenden Eingriff gelangt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die Vorrichtung 700 im wesentlichen so betrieben, wie vorstehend unter bezug auf Fig. 1 bis 7 erläutert, um einen neuen Verschalungsab schnitt innerhalb der Brunnenbohrung zu bilden.

Wie in Fig. 8 gezeigt, werden gemäß einer alternativen bevor zugten Ausführungsform die vorstehend erläuterte Vorrichtung und das vorstehend erläuterte Verfahren verwendet, um eine existierende Brunnenbohrungsverschalung 805 zu reparieren, indem eine rohrförmige Auskleidung 810 innerhalb der existie renden Brunnenbohrungsverschalung 805 ausgebildet wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist in dem reparierten Ab schnitt eine äußere ringförmige Zementverschalung nicht vor handen. Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform kann eine beliebige Anzahl von Fluidmaterialien verwendet werden, um die rohrförmige Auskleidung 810 in innigen Kontakt mit dem beschädigten Abschnitt der Brunnenbohrungsverschalung aufzuweiten, wie beispielsweise Zement, Epoxidharz, Schlac kengemisch oder Bohrschlamm. Gemäß einer alternativen bevor zugten Ausführungsform werden Dichtungselemente 815 bevorzugt an beiden Enden des rohrförmigen Elements vorgesehen, um eine Fluiddichtung in optimaler Weise bereitzustellen. Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform wird die rohrförmige Auskleidung 810 in dem horizontal positionierten Rohrlei tungsabschnitt, wie etwa demjenigen gebildet, der verwendet wird, um Kohlenwasserstoffe oder Wasser zu fördern, wobei die rohrförmige Auskleidung 810 in überlappender Beziehung mit dem benachbarten Rohrleitungsabschnitt plaziert wird. Auf diese Weise können unterirdische Rohrleitungen repariert wer den, ohne daß sie ausgegraben werden und beschädigte Ab schnitte ersetzt werden müssen.

Gemäß einer weiteren alternativen bevorzugten Ausführungsform werden das vorstehend erläuterte Verfahren und die vorstehend erläuterte Vorrichtung verwendet, um eine Brunnenbohrung mit einer rohrförmigen Auskleidung 810 direkt auszukleiden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist eine äußere ringförmige Zementauskleidung zwischen der rohrförmigen Auskleidung 810 und der Brunnenbohrung nicht vorgesehen. Gemäß einer alterna tiven bevorzugten Ausführungsform kann eine beliebige Anzahl von Fluidmaterialien verwendet werden, um die rohrförmige Auskleidung 810 in innigen Kontakt mit der Brunnenbohrung aufzuweiten, beispielsweise Zement, Epoxidharz, Schlackenge misch oder Bohrschlamm.

Unter bezug auf Fig. 9, 9a, 9b und 9c wird nunmehr eine be vorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung 900 zum Ausbilden einer Brunnenbohrungsverschalung erläutert, die ein aufweit bares rohrförmiges Element 902, ein Rohrelement 904, einen aufweitbaren Dorn oder einen Molch 906 und einen Schuh 908 umfaßt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erlaubt die Auslegung und Konstruktion des Dorns 906 und des Schuhs 908 eine problemlose Entfernung dieser Elemente, indem sie ausge bohrt werden. Auf diese Weise kann die Anordnung 900 problem los aus der Brunnenbohrung unter Verwendung einer herkömmli chen Bohrvorrichtung und entsprechender Bohrverfahren ent fernt werden.

Das aufweitbare rohrförmige Element 902 umfaßt bevorzugt ei nen oberen Teil 910, einen Zwischenteil 912 und einen unteren Teil 914. Während des Betriebs der Vorrichtung 900 wird das rohrförmige Element 902 bevorzugt von dem Dorn 906 durch Un terdrucksetzen eines inneren Bereichs 966 des rohrförmigen Elements 902 weg gepreßt. Das rohrförmige Element 902 hat be vorzugt einen im wesentlichen ringförmigen Querschnitt.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das aufweitbare rohrförmige Element 915 mit dem oberen Teil 910 des aufweitbaren rohrförmigen Elements 902 verbunden. Während des Betriebs der Vorrichtung 900 ist das rohrförmige Element 915 bevorzugt von dem Dorn 906 weg gedrückt, indem der innere Bereich 966 des rohrförmigen Elements 902 unter Druck gesetzt wird. Das rohrförmige Element 915 hat bevorzugt einen im we sentlichen ringförmigen Querschnitt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Wanddicke des rohrförmigen Elements 915 größer als die Wanddicke des rohrförmigen Elements 902.

Das rohrförmige Element 915 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen kommerziell erhältlichen Materialien herge stellt werden, wie beispielsweise aus Ölfeldrohren, Weich stählen, Titan- oder Edelstählen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das rohrförmige Element 915 aus Ölfel drohren hergestellt, um in optimaler Weise ungefähr dieselben mechanischen Eigenschaften bereitzustellen, wie diejenigen für das rohrförmige Element 902. Gemäß einer besonders bevor zugten Ausführungsform weist das rohrförmige Element 915 ei nen plastischen Fließpunkt auf, der von etwa 40.000 bis 135.000 Psi reicht, um in optionaler Weise ungefähr dieselben Fließeigenschaften bereitzustellen wie diejenigen für das rohrförmige Element 902. Das rohrförmige Element 915 kann mehrere rohrförmige Elemente aufweisen, die an den Enden mit einander verbunden sind.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der obere End teil des rohrförmigen Elements 915 ein oder mehrere Dichtele mente zum optimalen Bereitstellen einer Fluid- und/oder Gas dichtung mit einem existierenden Abschnitt einer Brunnenboh rungsverschalung.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die kombinierte Länge der rohrförmigen Elemente 902 und 915 begrenzt, um die Möglichkeit eines Knitterns oder Verbiegens zu minimieren. Für typische Materialien für rohrförmige Elemente beträgt die kombinierte Länge für die rohrförmigen Elemente 902 und 915 im Grenzfall zwischen etwa 40 bis 20.000 Fuß Länge.

Der untere Teil 914 des rohrförmigen Elements 902 ist bevor zugt mit dem Schuh 908 durch eine Gewindeverbindung 968 ver bunden. Der Zwischenabschnitt 912 des rohrförmigen Elements 902 ist bevorzugt im innigen Gleitkontakt mit dem Dorn 906 angeordnet.

Das rohrförmige Element 902 kann aus einer beliebigen Anzahl herkömmlicher kommerziell erhältlicher Materialien herge stellt sein, wie beispielsweise aus Ölfeldrohren, Weichlegie rungsstählen, Titan- oder Edelstahlstählen. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform wird das rohrförmige Element 902 aus Ölfeldrohren hergestellt, um in optimaler Weise ungefähr dieselben mechanischen Eigenschaften wie für das rohrförmige Element 915 bereitzustellen. Gemäß einer besonders bevorzug ten Ausführungsform hat das rohrförmige Element 902 einen plastischen Fließpunkt, der von etwa 40.000 bis 135.000 Psi reicht, um in optimaler Weise ungefähr dieselben Fließeigen schaften wie für das rohrförmige Element 915 bereitzustellen.

Die Wanddicke der oberen, sich in Zwischenstellung befindli chen und unteren Abschnitte 910, 912 und 914 des rohrförmigen Elements 902 kann beispielsweise von etwa 1/16 bis 1,5 Inch reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht die Wanddicke der oberen, der sich in Zwischenstellung befindli chen und der unteren Abschnitte 910, 912 und 914 des rohrför migen Elements 902 von etwa 1/8 bis 1,25 Inch, um in optima ler Weise eine Wanddicke bereitzustellen, die in etwa derje nigen des rohrförmigen Elements 915 entspricht. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Wanddicke des unteren Teils 914 geringer oder gleich der Wanddicke des oberen Teils 910, um in optimaler Weise eine Geometrie bereitzustellen, die lochabwärts in enge Freiräume paßt.

Der Außendurchmesser der oberen, sich in Zwischenstellung be findlichen und unteren Abschnitte 910, 912 und 914 des rohr förmigen Elements 902 reicht beispielsweise von etwa 1,05 bis 48 Inch. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der Außendurchmesser der oberen, sich in Zwischenstellung befind lichen und der unteren Abschnitte 910, 912 und 914 des rohr förmigen Elements 902 von etwa 3 1/2 bis 19 Inch, um in opti maler Weise die Fähigkeit bereitzustellen, die am häufigsten 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, um den Dorn 906 und einen Schmiermittelkörper aufzunehmen.

Das rohrförmige Element 902 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen kommerziell erhältlichen rohrförmigen Elementen umfassen, die modifiziert sind in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das rohrförmige Element 902 Oilfield Country Tubular Goods, erhältlich von verschiedenen US- Stahlwerken. Das rohrförmige Element 915 kann eine beliebige Anzahl herkömmlicher kommerziell erhältlicher rohrförmiger Elemente umfassen, die in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung modifiziert sind. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform umfaßt das rohrförmige Element 915 Oilfield Country Tubular Goods, erhältlich von verschiedenen US-Stahlwerken.

Die verschiedenen Elemente des rohrförmigen Elements 902 kön nen unter Verwendung einer beliebigen Anzahl herkömmlicher Prozesse verbunden werden, beispielsweise durch Gewindever bindungen, Schweißen oder durch einstückige Herstellung. Ge mäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die verschiedenen Elemente des rohrförmigen Elements 902 unter Einsatz von Schweißen verbunden. Das rohrförmige Element 902 kann mehrere rohrförmige Elemente umfassen, die an den Enden miteinander verbunden sind. Die verschiedenen Elemente des rohrförmigen Elements 915 können unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen Prozessen verbunden werden, beispielsweise mittels Gewindeverbindungen, durch Schweißen oder durch ein stückige Herstellung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die verschiedenen Elemente des rohrförmigen Elements 915 unter Verwendung von Schweißen verbunden. Das rohrförmige Element 915 kann mehrere rohrförmigen Elemente umfassen, die an ihren Enden miteinander verbunden sind. Die rohrförmigen Elemente 902 und 915 können unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen Prozessen verbunden sein, beispiels weise durch Gewindeverbindungen, Schweißen oder durch ein stückige Herstellung.

Das Tragelement 904 umfaßt bevorzugt einen Innenstrangadapter 916, einen Fluiddurchlaß 918, eine obere Führung 920 und eine Kupplung 922. Während des Betriebs der Vorrichtung 900 trägt das Tragelement 904 bevorzugt die Vorrichtung 900 während ei ner Bewegung der Vorrichtung innerhalb eines Bohrlochs. Das Tragelement 904 hat bevorzugt einen ringförmigen Querschnitt.

Das Tragelement 904 kann aus einer Vielzahl von herkömmlichen kommerziell erhältlichen Materialien hergestellt sein, wie etwa aus Ölfeldrohren, Weichlegierungsstahl, spiralförmigen Rohren oder Edelstahl. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form ist das Tragelement 904 aus Weichlegierungsstahl herge stellt, um in optimaler Weise eine hohe Dehnfestigkeit bzw. eine hohe Formänderungsfestigkeit bereitzustellen.

Der Innenstrangadapter 916 ist bevorzugt mit einem herkömmli chen Bohrstrangträger von einer Oberflächenstelle verbunden bzw. durch diesen getragen. Der Innenstrangadapter 916 kann mit einem herkömmlichen Bohrstrangträger 971 durch eine Ge windeverbindung 970 verbunden sein.

Der Fluiddurchlaß 918 wird bevorzugt verwendet, um Fluide und andere Materialien von der Vorrichtung 900 und ausgehend von dieser zu fördern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Fluiddurchlaß 918 fluidmäßig mit dem Fluiddurchlaß 952 verbunden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Fluiddurchlaß 918 verwendet, um aushärtende Fluiddich tungsmaterialien zu der Vorrichtung 900 und ausgehend von dieser zu fördern. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausfüh rungsform kann der Fluiddurchlaß 918 einen oder mehrere Druckfreigabedurchlässe (nicht gezeigt) umfassen, um Fluid druck während der Positionierung der Vorrichtung 900 inner halb eines Bohrlochs freizugeben. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Fluiddurchlaß 918 entlang einer Längsmittenlinie der Vorrichtung 900 positioniert. Gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform ist der Fluiddurchlaß 918 ausgewählt, um die Förderung von aushärtenden Fluidmateriali en unter Betriebsdrücken zu ermöglichen, die von etwa 0 bis 9.000 Psi reichen.

Die obere Führung 920 ist mit dem oberen Teil des Tragele ments 904 verbunden. Die obere Führung 920 ist bevorzugt dazu ausgelegt, das Tragelement 904 innerhalb des rohrförmigen Elements 915 zu zentrieren. Die obere Führung 920 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen Führungselementen umfas sen, die in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung modifiziert sind. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfaßt die obere Führung 920 einen Innenstrangadap ter, der von Halliburton Energy Services in Dallas, Texas, erhältlich ist, um die Vorrichtung 900 innerhalb des rohrför migen Elements 915 in optimaler Weise zu führen.

Die Kupplung 922 verbindet das Tragelement 904 mit dem Dorn 906. Die Kupplung 922 umfaßt bevorzugt eine herkömmliche Ge windeverbindung.

Die verschiedenen Elemente des Tragelements 904 können unter Verwendung einer beliebigen Anzahl herkömmlicher Prozesse verbunden werden, beispielsweise durch Schweißen, mittels Ge windeverbindungen oder durch einstückige Herstellung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die verschiedenen Elemente des Tragelements 904 unter Verwendung von Gewinde verbindungen verbunden.

Der Dorn 906 umfaßt bevorzugt einen Rückhalter 924, einen Gummibecher 926, einen Aufweitungskonus 928, einen unteren Konusrückhalter 930, einen Zementkörper 932, eine untere Füh rung 934, eine Aufweitungsbuchse 936, einen Abstandhalter 938, ein Gehäuse 940, eine Dichtungsbuchse 942, einen oberen Konusrückhalter 944, einen Schmierdorn 946, eine Schmierbuch se 948, eine Führung 950 und einen Fluiddurchlaß 952.

Der Rückhalter 924 ist mit dem Schmierdorn 946, der Schmier buchse 948 und dem Gummibecher 926 verbunden. Der Rückhalter 924 verbindet den Gummibecher 926 mit der Schmierbuchse 948. Der Rückhalter 924 hat einen im wesentlichen ringförmigen Querschnitt. Der Rückhalter 924 kann eine Anzahl von herkömm lichen kommerziell erhältlichen Rückhaltern umfassen, wie beispielsweise geschlitzte Federstifte oder einen Wälzstift.

Der Gummibecher 926 ist mit dem Rückhalter 924, dem Schmier dorn 946 und der Schmierbuchse 948 verbunden. Der Gummibecher 926 verhindert das Eindringen von Fremdmaterialien in den in neren Bereich 972 des rohrförmigen Elements 902 unterhalb des Gummibechers 926. Der Gummibecher 926 kann eine beliebige An zahl von herkömmlichen kommerziell erhältlichen Gummibechern aufweisen, wie beispielsweise TP-Becher oder einen Selective- Injection-Packer(SIP)-Becher. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfaßt der Gummibecher 926 einen SIP-Becher, der von Halliburton Energy Services in Dallas, Texas, erhältlich ist, um Fremdmaterialien in optimaler Weise auszuschließen bzw. zu blockieren.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist ein 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 beispielsweise Lubri plate, auf Chlor basierende Schmiermittel, auf Öl basierende Schmiermittel oder Climax 1500 Antiseize (3100). Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Schmiermittel Climax 1500 Antiseize (3100), das von Climax Lubricants and Equip ment Co. in Houston, Texas, erhältlich ist, um Schmierungen in optimaler Weise bereitzustellen, um den Aufweitungsprozeß zu erleichtern.

Der Aufweitungskonus 928 ist mit dem unteren Konusrückhalter 930, dem Zementkörper 932, der unteren Führung 934, der Auf weitungsbuchse 936, dem Gehäuse 940 und dem oberen Konusrück halter 944 verbunden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden während des Betriebs der Vorrichtung 900 die rohrför migen Elemente 902 und 915 von der Außenseite des Aufwei tungskonus 928 weg gepreßt. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform wird eine axiale Bewegung des Aufweitungskonus 928 durch den unteren Konusrückhalter 930, das Gehäuse 940 und den oberen Konusrückhalter 944 verhindert. Eine innere radia le Bewegung des Aufweitungskonus 928 wird durch den Zement körper 932, das Gehäuse 940 und den oberen Konusrückhalter 944 verhindert.

Der Aufweitungskonus 928 hat bevorzugt einen im wesentlich 99999 00070 552 001000280000000200012000285919988800040 0002019958399 00004 99880en ringförmigen Querschnitt. Der Außendurchmesser des Aufwei tungskonus 928 verläuft bevorzugt verjüngt, um Konusform be reitzustellen. Die Wanddicke des Aufweitungskonus 928 kann beispielsweise von etwa 0,125 bis 3 Inch reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht die Wanddicke des Aufwei tungskonus 928 von etwa 0,25 bis 0,75 Inch, um in optimaler Weise eine angemessene Zusammendrückfestigkeit mit minimalem Material bereitzustellen. Die maximalen und minimalen Außen durchmesser des Aufweitungskonus 928 können beispielsweise von etwa 1 bis 47 Inch reichen. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform reichen die maximalen und minimalen Außendurch messer des Aufweitungskonus 928 von etwa 3,5 bis 91 Inch, um in optimaler Weise die Aufweitung allgemein erhältlicher Öl- feldrohre bereitzustellen.

Der Aufweitungskonus 928 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen kommerziell verfügbaren Materialien hergestellt werden, wie beispielsweise Keramik, Werkzeugstahl, Titan oder Weichlegierungsstahl. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Aufweitungskonus 928 aus Werkzeugstahl hergestellt, um in optimaler Weise hohe Festigkeit und Abriebwiderstand bereitzustellen. Die Oberflächenhärte der Außenseite des Auf weitungskonus 928 kann beispielsweise von etwa 50 Rockwell C bis 70 Rockwell C reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform reicht die Oberflächenhärte der Außenseite des Auf weitungskonus 928 von etwa 58 Rockwell C bis 62 Rockwell C, um optimaler Weise hohe Formänderungsfestigkeit bereitzustel len. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Aufwei tungskonus 928 wärmebehandelt, um in optimaler Weise eine harte Außenseite und einen federnden bzw. elastischen Innen körper bereitzustellen, um in optimaler Weise Abriebfestig keit und Bruchzähigkeit bereitzustellen.

Der untere Konusrückhalter 930 ist mit dem Aufweitungskonus 928 und dem Gehäuse 940 verbunden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird eine axiale Bewegung des Aufweitungsko nus 928 durch den unteren Konusrückhalter 930 verhindert. Be vorzugt weist der untere Konusrückhalter 930 einen im wesent lichen ringförmigen Querschnitt auf.

Der untere Konusrückhalter 930 kann aus einer beliebigen An zahl herkömmlicher kommerziell verfügbarer Materialien herge stellt werden, wie beispielsweise Keramik, Werkzeugstahl, Ti tan oder Weichlegierungsstahl. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform wird der untere Konusrückhalter 930 hergestellt aus Werkzeugstahl, um in optimaler Weise eine hohe Festigkeit und Abriebbeständigkeit bereitzustellen. Die Oberflächenhärte der Außenseite des unteren Konusrückhalters 930 kann bei spielsweise von etwa 50 Rockwell C bis 70 Rockwell C reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht die Oberflä chenhärte der Außenseite des unteren Konusrückhalters 930 von etwa 58 Rockwell C bis 62 Rockwell C, um in optimaler Weise eine hohe Formänderungsfestigkeit bereitzustellen. Gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform wird der untere Konusrückhal ter 930 wärmebehandelt, um in optimaler Weise eine harte Au ßenseite und einen federnden bzw. elastischen Innenkörper be reitzustellen, um in optimaler Weise Abriebfestigkeit und Bruchzähigkeit bereitzustellen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden der untere Ko nusrückhalter 930 und der Aufweitungskonus 928 als integrales einstückiges Element ausgebildet, um die Anzahl von Bauteilen zu verringern und die Gesamtfestigkeit der Vorrichtung zu er höhen. Die Außenseite des unteren Konusrückhalters 930 paßt bevorzugt mit den Innenseiten der rohrförmigen Elemente 902 und 915 zusammen.

Der Zementkörper 932 ist im Innern des Dorns 906 angeordnet. Der Zementkörper 932 stellt eine innere Tragstruktur für den Dorn 906 bereit. Der Zementkörper 932 kann außerdem problem los unter Verwendung einer herkömmlichen Bohreinrichtung aus gebohrt werden. Auf diese Weise kann der Dorn 906 unter Ver wendung einer herkömmlichen Bohreinrichtung problemlos ent fernt werden.

Der Zementkörper 932 kann eine beliebige Anzahl herkömmlicher kommerziell erhältlicher Zementverbundstoffe umfassen. Alter nativ kann Zement ersetzt sein durch Aluminium, Gußeisen oder ein anderes bohrbares Metall-, Verbundstoff- oder Aggregatma terial. Der Zementkörper 932 weist bevorzugt 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 unterstützt die untere Führung 934 bevorzugt die Führung der Bewegung des Dorns 906 in dem rohrförmigen Ele ment 902. Die untere Führung 934 weist bevorzugt einen im we sentlichen ringförmigen Querschnitt auf.

Die untere Führung 934 kann aus einer beliebigen Anzahl her kömmlicher kommerziell erhältlicher Materialien hergestellt sein, wie beispielsweise Ölfeldrohren, Weichmetallstahl oder Edelstahl. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die untere Führung 934 aus Weichlegierungsstahl hergestellt, um in optimaler Weise hohe Formänderungsfestigkeit bereitzustel len.

Die Außenseite der unteren Führung 934 paßt bevorzugt mit der Innenseite des rohrförmigen Elements 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 bevorzugt die Führung der Bewegung des Dorns 906 in dem rohrförmigen Ele ment 902. Die Aufweitungsbuchse 936 weist bevorzugt einen im wesentlichen ringförmigen Querschnitt auf.

Die Aufweitungsbuchse 936 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen kommerziell verfügbaren Materialien herge stellt sein, wie beispielsweise aus Ölrohren, Weichlegie rungsstahl oder Edelstahl. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform ist die Aufweitungsbuchse 936 aus Weichlegierungs stahl hergestellt, um in optimaler Weise hohe Formänderungs festigkeit bereitzustellen. Die Außenseite der Aufweitungs buchse 936 paßt bevorzugt mit der Innenseite des rohrförmigen Elements 902 zusammen, um einen Gleitsitz bereitzustellen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Aufweitungs buchse 936 und die untere Führung 934 als integrales einstüc kiges Element ausgebildet, um die Anzahl von Bauteilen zu mi nimieren und die Festigkeit der Vorrichtung zu erhöhen.

Ein Abstandhalter 938 ist mit der Dichtungsbuchse 942 verbun den. Der Abstandhalter 938 umfaßt bevorzugt den Fluiddurchlaß 952 und ist dazu ausgelegt, mit dem Aufweitungsrohr 960 des Schuhs 908 zusammenzupassen. Auf diese Weise kann ein Stopfen oder Anker ausgehend von der Oberfläche durch die Fluiddurch lässe 918 und 952 in den Fluiddurchlaß 962 gefördert werden. Bevorzugt weist der Abstandhalter 938 einen im wesentlichen ringförmigen Querschnitt auf.

Der Abstandhalter 938 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen kommerziell erhältlichen Materialien herge stellt sein, beispielsweise Stahl, Aluminium oder Gußeisen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Abstandhal ter 938 aus Aluminium hergestellt, um in optimaler Weise Bohrbarkeit bereitzustellen. Das Ende des Abstandhalters 938 paßt bevorzugt mit dem Ende des Aufweitungsrohrs 960 zusam men. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind der Ab standhalter 938 und die Dichtungsbuchse 942 aus einem inte gralen einstückigen Element gebildet, um die Anzahl von Bau teilen 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 Konusrückhalter 930 verbunden. Während des Betriebs der Vorrichtung 900 verhindert das Gehäuse 940 bevorzugt eine innere radiale Bewegung des Aufweitungskonus 928. Bevorzugt weist das Gehäuse 940 einen im wesentlichen ringförmigen Querschnitt auf.

Das Gehäuse 940 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömm lichen kommerziell erhältlichen Materialien hergestellt sein, beispielsweise Ölfeldrohren, Weichlegierungsstahl oder Edel stahl. Gemäß einer, bevorzugten Ausführungsform ist das Gehäu se 940 hergestellt aus Weichlegierungsstahl, um in optimaler Weise hohe Formänderungsfestigkeit bereitzustellen. Gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform sind die untere Führung 934, die Aufweitungsbuchse 936 und das Gehäuse 940 als integrales einstückiges Element ausgebildet, um die Anzahl von Bauteilen zu minimieren und die Festigkeit der Vorrichtung zu erhöhen.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Innenseite des Gehäuses 940 einen oder mehrere Vorsprünge, um die Verbindung zwischen dem Gehäuse 940 und dem Zementkörper 932 zu erleichtern.

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

Die Dichtungsbuchse 942 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömmlichen kommerziell erhältlichen Materialien herge stellt sein, beispielsweise Stahl, Aluminium oder Gußeisen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die Dichtungs buchse 942 aus Aluminium hergestellt, um in optimaler Weise die Bohrbarkeit 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 von Bauteilen zu minimieren.

Der obere Konusrückhalter 944 ist mit dem Aufweitungskonus 928, der Dichtungsbuchse 942 und dem Zementkörper 932 verbun den. Während des Betriebs der Vorrichtung 900 verhindert der obere Konusrückhalter 944 bevorzugt eine axiale Bewegung des Aufweitungskonus 928. Bevorzugt weist der obere Konusrückhal ter 944 einen im wesentlichen ringförmigen Querschnitt auf.

Der Schmierdorn 946 kann aus einer beliebigen Anzahl herkömm licher kommerziell erhältlicher Materialien hergestellt sein, beispielsweise Stahl, Aluminium oder Gußeisen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Schmierdorn 946 aus Alu minium hergestellt, um optimale Bohrbarkeit des Schmierdorns 946 bereitzustellen.

Die Schmierbuchse 948 ist mit dem Schmierdorn 946, dem Rück halter 924, dem Gummibecher 926, dem oberen Konusrückhalter 944, der Schmierbuchse 948 und der Führung 950 verbunden. Während des Betriebs der Vorrichtung 900 trägt die Schmier buchse 948 bevorzugt den Gummibecher 926. Bevorzugt weist die Schmierbuchse 948 im wesentlichen ringförmigen Querschnitt auf.

Die Schmierbuchse 948 kann aus einer beliebigen Anzahl her kömmlicher kommerziell erhältlicher Materialien hergestellt sein, beispielsweise Stahl, Aluminium oder Gußeisen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Schmierbuchse 948 aus Aluminium hergestellt, um in optimaler Weise Bohrbarkeit der Schmierbuchse 948 bereitzustellen.

Wie in Fig. 9c gezeigt, ist die Schmierbuchse 948 durch den Schmierdorn 946 getragen. Die Schmierbuchse 948 ihrerseits trägt den Gummibecher 926. Der Rückhalter 924 verbindet den Gummibecher 926 mit der Schmierbuchse 948. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform sind Dichtungen 949a und 949b zwischen dem Schmierdorn 946, der Schmierbuchse 948 und dem Gummibe cher 926 vorgesehen, um in optimaler Weise eine Abdichtung des inneren Bereichs 972 des rohrförmigen Elements 902 be reitzustellen.

Die Führung 950 ist mit dem Schmierdorn 946, dem Rückhalter 942 und der Schmierbuchse 948 verbunden. Während des Betriebs der Vorrichtung 900 führt die Führung 950 bevorzugt die Vor richtung auf dem Tragelement 904. Bevorzugt weist die Führung 950 einen im wesentlichen ringförmigen Querschnitt auf.

Die Führung 950 kann aus einer beliebigen Anzahl von herkömm lichen kommerziell erhältlichen Materialien hergestellt sein, beispielsweise Stahl, Aluminium oder Gußeisen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Führung 950 aus Aluminium hergestellt, um in optimaler Weise Bohrbarkeit der Führung 950 bereitzustellen.

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 Durchsätzen zu fördern, die von etwa 0 bis 9.000 Psi und 0 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen, um in optimaler Weise Drücke und Durchsätze bereitzustellen, um Fluide während der Installation der Vorrichtung 900 zu fördern bzw. zu verschie ben und umzuwälzen.

Die verschiedenen Elemente des Dorns 906 können unter Verwen dung einer beliebigen Anzahl herkömmlicher Prozesse verbunden werden, beispielsweise durch Gewindeverbindungen, Schweißver bindungen oder Zementierung. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform sind die verschiedenen Elemente des Dorns 906 unter Verwendung von Gewindeverbindungen und Zementierung verbun den.

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

Das Gehäuse 954 ist mit dem Zementkörper 956 und dem unteren Teil 914 des rohrförmigen Elements 902 verbunden. Während des Betriebs der Vorrichtung 900 verbindet das Gehäuse 954 bevor zugt den unteren Teil des rohrförmigen Elements 902 mit dem Schuh 908, um das Aufweiten und Positionieren des rohrförmi gen Elements 902 zu erleichtern. Bevorzugt weist das Gehäuse 954 im wesentlichen ringförmigen Querschnitt auf.

Das Gehäuse 954 kann aus einer beliebigen Anzahl herkömmli cher kommerziell verfügbarer Materialien hergestellt sein, beispielsweise Stahl oder Aluminium. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Gehäuse 954 aus Aluminium herge stellt, um in optimaler Weise Bohrbarkeit des Gehäuses 954 bereitzustellen.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Innenseite des Gehäuses 954 einen oder mehrere Vorsprünge, um die Verbindung zwischen dem Zementkörper 956 und dem Gehäuse 954 zu erleichtern.

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 der Zementkörper problemlos unter Verwendung herkömmlicher Bohrmaschinen und -prozesse ausgebohrt werden kann.

Die Zusammensetzung des Zementkörpers 956 kann eine beliebige Anzahl herkömmlicher Zementzusammensetzungen umfassen. Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann ein bohrbares Materi al. wie 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 den einen oder mehrere Auslaßdüsen 964 verbunden. Während des Betriebs der Vorrichtung 900 ist die Dichtungsbuchse 958 bevorzugt dazu ausgelegt, ein aushärtbares Fluidmaterial aus dem Fluiddurch laß 952 in den Fluiddurchlaß 962 und daraufhin in die Auslaß düsen 964 zu fördern, um das aushärtbare Fluidmaterial in den ringförmigen Bereich außerhalb des rohrförmigen Elements 902 einzuspritzen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Dichtungsbuchse 958 während des Betriebs der Vorrichtung 900 eine Einlaßgeometrie, die es ermöglicht, daß ein herkömm licher Stopfen oder Anker 974 im Einlaß der Dichtungsbuchse 958 angeordnet werden kann. Auf diese Weise kann der Fluid durchlaß 962 blockiert werden, wodurch der innere Bereich 966 des rohrförmigen Elements 902 fluidmäßig isoliert wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Dichtungs buchse 958 im wesentlichen ringförmigen Querschnitt auf. Die Dichtungsbuchse 958 kann aus einer beliebigen Anzahl herkömm licher kommerziell, erhältlicher Materialien hergestellt sein, beispielsweise Stahl, Aluminium oder Gußeisen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Dichtungsbuchse 958 aus Aluminium hergestellt, um in optimaler Weise Bohrbarkeit der Dichtungsbuchse 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 aus dem Fluiddurchlaß 952 in den Fluid durchlaß 962 und daraufhin in die Auslaßdüsen 964 zu fördern, um das aushärtbare Fluidmaterial in einen ringförmigen Be reich außerhalb des ringförmigen Elements 902 einzuspritzen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Dichtungs buchse 960 während des Betriebs der Vorrichtung 900 eine Ein laßgeometrie, die es erlaubt, daß ein herkömmlicher Stopfen oder Anker 954 im Einlaß der Dichtungsbuchse 958 angebracht bzw. untergebracht wird. Auf diese Weise wird der Fluiddurch laß 962 blockiert, wodurch der innere Bereich 956 des rohr förmigen Elements 902 fluidmäßig isoliert wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform paßt ein Ende des Aufweitungs rohrs 960 mit einem Ende des Abstandhalters 938 zusammen, um in optimaler Weise die Materialübertragung zwischen diesen beiden zu erleichtern.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Aufwei tungsrohr 960 einen im wesentlichen ringförmigen Querschnitt auf. Das Aufweitungsrohr 960 kann aus einer Anzahl von her kömmlichen kommerziell erhältlichen Materialien hergestellt sein, beispielsweise Stahl, Aluminium oder Gußeisen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Aufweitungsrohr 960 aus Aluminium hergestellt, um im optimaler Weise Bohrbarkeit des Aufweitungsrohrs 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 Fluiddurchlaß 962 dazu ausgelegt, aushärtbare Fluidmateriali en mit Drücken und Durchsätzen zu fördern, die von etwa 0 bis 9.000 Psi und 0 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen, um in op timaler Weise Fluide mit betriebsmäßig wirksamen Raten bzw. Geschwindigkeiten 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 aus 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 964 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 herkömmlicher Prozesse ver bunden sein, beispielsweise durch Gewindeverbindungen, Ze ment, oder sie können aus einem Materialstück hergestellt sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die ver schiedenen Elemente des Schuhs 908 unter Verwendung von Ze ment verbunden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die Anordnung 900 im wesentlichen so betrieben, wie unter bezug auf Fig. 1 bis 8 erläutert, um einen neuen Verschalungsabschnitt in ei ner Brunnenbohrung herzustellen, oder um eine Brunnenboh rungsverschalung oder eine Rohrleitung zu reparieren.

Um eine Brunnenbohrung in eine unterirdische Formation auszu weiten, wird insbesondere ein Bohrgestänge in an sich bekann ter Weise verwendet, um Material aus der unterirdischen For mation auszubohren, um einen neuen Abschnitt zu bilden.

Die Vorrichtung 900 zum Ausbilden einer Brunnenbohrungsver schalung in einer unterirdischen Formation wird daraufhin in dem neuen Abschnitt der Brunnenbohrung positioniert. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Vor richtung 900 das rohrförmige Element 915. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform wird daraufhin ein aushärtbares Fluid dichtungsmaterial durch eine Oberflächenstelle in den Fluid durchlaß 918 gepumpt. Das aushärtbare Fluiddichtungsmaterial gelangt daraufhin vom Fluiddurchlaß 918 in den inneren Be reich 966 des rohrförmigen Elements 902 unterhalb des Dorns 906. Das aushärtbare Fluiddichtungsmaterial gelangt daraufhin von dem inneren Bereich 966 in den Fluiddurchlaß 962. Das aushärtbare Fluiddichtungsmaterial verläßt daraufhin die Vor richtung 900 über die Auslaßdüsen 964 und füllt einen ring förmigen Bereich zwischen der Außenseite des rohrförmigen Elements 902 und der inneren Wandung des neuen Abschnitts der Brunnenbohrung. Ein fortgesetztes Pumpen des aushärtbaren Fluiddichtungsmaterials führt dazu, daß das Material zumin dest einen Teil des ringförmigen Bereichs auffüllt.

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 ei nen speziellen Brunnenbohrungsabschnitt ausgelegt sind, um die Verschiebung des aushärtbaren Fluiddichtungsmaterials zu optimieren, während keine ausreichend hohen Umwälzdrücke so erzeugt werden, daß das Umwälzen blockiert wird, und daß die Brunnenbohrung zusammenbricht. 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, beispielsweise Schlackengemisch, Zement oder Epoxidharz. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform umfaßt das aushärtbare Fluiddichtungs material gemischte Zemente, die speziell für den Brunnenab schnitt ausgelegt sind, der verschalt werden soll und die von Halliburton Energy Services in Dallas, Texas, erhältlich sind, um in optimaler Weise eine Abstützung des neuen rohr förmigen Elements bereitzustellen, während außerdem optimale Strömungseigenschaften aufrechterhalten werden, um Betriebs schwierigkeiten während der Verschiebung des Zements in dem ringförmigen Bereich zu minimieren. Die optimale Zusammenset zung der gemischten Zemente wird bevorzugt unter Verwendung herkömmlicher empirischer Methoden ermittelt.

Der ringförmige Bereich wird bevorzugt mit aushärtbarem Fluiddichtungsmaterial in ausreichenden Mengen gefüllt, um sicherzustellen, daß beim radialen Aufweiten des rohrförmigen Elements 902 der ringförmige Bereich des neuen Abschnitts der Brunnenbohrung mit aushärtbarem Material gefüllt wird.

Sobald der ringförmige Bereich in angemessener Weise mit aus härtbarem Fluidmaterial gefüllt wurde, wird ein Stopfen oder Anker 954 oder eine andere ähnliche Einrichtung bevorzugt in den Fluiddurchlaß 962 eingeführt, um den inneren Bereich 966 des rohrförmigen Elements 902 von dem äußeren ringförmigen Bereich fluidmäßig zu isolieren. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform wird ein nicht aushärtbares Fluidmaterial dar aufhin in den inneren Bereich 966 gepumpt, wodurch der innere Bereich 966 unter Druck gesetzt wird. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird der Stopfen oder Anker 964 oder die andere ähnliche Einrichtung bevorzugt in den Fluid durchlaß 962 durch Einführen des Stopfens oder Ankers 974 oder der anderen ähnlichen Einrichtung in das nicht aushärt bare Fluidmaterial eingeführt. Auf diese Weise wird die Menge von ausgehärtetem Material im Innern der rohrförmigen Elemen te 902 und 915 minimiert.

Sobald der innere Bereich 966 ausreichend unter Druck gesetzt ist, werden die rohrförmigen Elemente 902 und 915 von dem Dorn 906 weg gepreßt. Der Dorn 906 kann stationär sein oder er kann aufweitbar sein. Während des Aufweitungsprozesses wird der Dorn 906 aus den aufgeweiteten Teilen der rohrförmi gen Elemente 902 und 915 unter Verwendung des Tragelements 904 angehoben bzw. hochgezogen. Während dieses Aufweitungs prozesses ist der Schuh 908 bevorzugt im wesentlichen statio när.

Der Stopfen oder Anker 974 wird bevorzugt in dem Fluiddurch laß 962 durch Einführen des Stopfens oder Ankers 974 in den Fluiddurchlaß 918 an einer Oberflächenstelle in herkömmlicher Weise angeordnet. Der Stopfen oder Anker 974 kann eine belie bige Anzahl herkömmlicher kommerziell erhältlicher Einrich tungen zum Verstopfen eines Fluiddurchlasses umfassen, wie beispielsweise einen Multiple-Stage-Cementer(MSC)- Niederdrückstopfen, einen Omega-Niederdrückstopfen oder einen Drei-Nocken-Niederdrückstopfen, modifiziert in Übereinstim mung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Stopfen oder Anker 974 einen MSC-Niederdrückstopfen, der erhältlich ist von Halli burton Energy Services in Dallas, Texas.

Nach dem Anordnen bzw. Plazieren des Stopfens oder Ankers 974 in dem Fluiddurchlaß 962 wird das nicht aushärtbare Fluidma terial bevorzugt in den inneren Bereich 966 mit Drücken und Durchsätzen gepumpt, die von ungefähr 500 bis 9.000 Psi und 40 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen, um in optimaler Weise die rohrförmigen Elemente 902 und 915 vom Dorn 906 weg zu drücken.

Für typische rohrförmige Elemente 902 und 915 beginnt das Aufweiten bzw. Wegdrücken der rohrförmigen Elemente 902 und 915 von dem aufweitbaren Dorn, wenn der Druck des inneren Be reichs 966 ungefähr 500 bis 9.000 Psi erreicht. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform beginnt das Aufweiten der rohr förmigen Elemente 902 und 915 bzw. das Wegpressen von dem Dorn 906 dann, wenn der Druck des inneren Bereichs 966 unge fähr 1.200 bis 8.500 Psi mit einem Durchsatz von etwa 40 bis 1.250 Gallonen/Minute erreicht.

Während des Wegdrück- bzw. Aufweitungsprozesses kann der Dorn 906 aus den aufgeweiteten Abschnitten der rohrförmigen Ele mente 902 und 915 mit Geschwindigkeiten angehoben bzw. her ausgehoben werden, die beispielsweise von etwa 0 bis 5 Fuß/s reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Dorn 906 während des Aufweitungsprozesses aus den aufgeweite ten Teilen der rohrförmigen Elemente 902 und 915 mit Ge schwindigkeiten angehoben, die von etwa 0 bis 2 Fuß/s rei chen, um in optimaler Weise Ziehgeschwindigkeiten bereitzu stellen, die hoch genug sind, um einen effizienten Betrieb zu ermöglichen und eine volle Aufweitung der rohrförmigen Ele mente 902 und 915 vor Aushärten des aushärtbaren Fluiddich tungsmaterials ermöglichen; die Ziehgeschwindigkeiten sind jedoch nicht so hoch, daß eine rechtzeitige Einstellung der Betriebsparameter während des Betriebs verhindert wird.

Wenn der obere Endteil des rohrförmigen Elements 915 von dem Dorn 906 weg gepreßt ist, kontaktiert die Außenseite des obe ren Endteils des rohrförmigen Elements 915 bevorzugt die In nenseite des unteren Endteils der existierenden Verschalung, um eine fluiddichte Überlappungsverbindung bzw. -dichtung auszubilden. Der Kontaktdruck der Überlappungsverbindung kann beispielsweise von ungefähr 50 bis 20.000 Psi reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der Kontaktdruck der Überlappungsverbindung zwischen dem oberen Ende des rohrför migen Elements 915 und dem existierenden Abschnitt der Brun nenbohrungsverschalung von ungefähr 400 bis 10.000 Psi, um in optimaler Weise einen Kontaktdruck bereitzustellen, um die Dichtungselemente zu aktivieren und um einen optimalen Wider stand derart bereitzustellen, daß das rohrförmige Element 915 und die existierende Brunnenbohrungsverschalung typische Spannungs- und Drucklasten tragen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden der Betriebs druck und der Durchsatz des nicht aushärtbaren Fluidmaterials in gesteuerter Weise erniedrigt, wenn der Dorn 906 den oberen Endteil des rohrförmigen Elements 915 erreicht. Auf diese Weise kann ein plötzliches Freisetzen des Drucks, verursacht durch die vollständige Aufweitung des rohrförmigen Elements 915 bzw. dessen Pressen weg von dem aufweitbaren Dorn 906 mi nimiert werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Betriebsdruck in im wesentlichen linearer Weise von 100% auf etwa 10% während des Endes des Aufweitungsprozesses ver ringert, beginnend, dann, wenn der Dorn 906 den Aufweitungs prozeß nahezu vollständig bis auf etwa die letzten 5 Fuß be endet hat.

Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform werden der Betriebsdruck und/oder der Durchsatz des aushärtbaren Fluiddichtungsmaterials und/oder des nicht aushärtbaren Fluidmaterials während sämtlicher Betriebsphasen der Vorrich tung 900 zum Minimieren von Stößen gesteuert.

Alternativ oder in Kombination kann ein Stoßabsorber in dem Tragelement 904 vorgesehen sein, um den Stoß zu absorbieren, der durch plötzliches Freisetzen von Druck verursacht ist.

Alternativ oder in Kombination kann eine Dorneinfangstruktur über dem Tragelement 904 vorgesehen sein, um den Dorn 906 einzufangen oder zumindest zu verlangsamen.

Sobald der Aufweitungsprozeß beendet ist, wird der Dorn 906 aus der Brunnenbohrung entfernt. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform wird entweder vor oder nach Entfernung des Dorns 906 die Unversehrtheit der Fluiddichtung der Überlappungsver bindung zwischen dem oberen Teil des rohrförmigen Elements 915 und dem unteren Teil der existierenden Verschalung unter Verwendung herkömmlicher Methoden getestet. Wenn die Fluid dichtung der Überlappungsverbindung zwischen dem oberen Teil des rohrförmigen Elements 915 und dem unteren Teil der exi stierenden Verschalung zufriedenstellend ist, wird der ausge härtete Teil von jeglichem aushärtbaren Fluiddichtungsmateri al in dem aufgeweiteten Rohrelement 915 in herkömmlicher Wei se entfernt. Das aushärtbare Fluiddichtungsmaterial innerhalb des ringförmigen Bereichs zwischen dem aufgeweiteten rohrför migen Element 915 und der existierenden Verschalung und dem neuen Brunnenbohrungsabschnitt wird daraufhin aushärten ge lassen.

Bevorzugt wird daraufhin jegliches im Innern der aufgeweite ten Rohrelemente 902 und 915 zurückbleibende ausgehärtete aushärtbare Fluiddichtungsmaterial 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 von ausgehärtetem aushärtbarem Fluiddichtungsmaterial. Der Bodenteil der Vorrichtung 900 mit dem Schuh 908 kann durch Ausbohren des Schuhs 908 unter Ver wendung herkömmlicher Bohrmethoden entfernt werden.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann es während des Aufweitungsprozesses erforderlich sein, die gesamte Vorrich tung 900 aus dem Innern der Brunnenbohrung aufgrund einer Störung zu entfernen. Unter diesen Umständen wird ein her kömmliches Bohrgestänge verwendet, um die inneren Abschnitte der Vorrichtung 900 auszubohren, um die Entfernung der ver bleibenden Abschnitte zu erleichtern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die inneren Elemente der Vorrichtung 900 aus Materialien, wie beispielsweise Zement und Aluminium, hergestellt, die es erlauben, ein herkömmliches Bohrgestänge zu verwenden, um die inneren Bauteile auszubohren.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die Zusammenset zung der inneren Abschnitte des Dorns 906 und des Schuhs 908, einschließlich einem oder mehreren Zementkörpern 932, dem Ab standhalter 938, der Dichtungsbuchse 942, des oberen Konus rückhalters 944, des Schmierdorns 946, der Schmierbuchse 948, der Führung 950, des Gehäuses 954, des Zementkörpers 956, der Dichtungsbuchse 958 und des Aufweitungsrohrs 980 derart ge wählt, daß zumindest eines dieser Bauteile unter Verwendung herkömmlicher Bohrmethoden und -vorrichtungen ausgebohrt wer den kann. Auf diese Weise kann im Fall einer Störung im unte ren Bereich des Lochs die Vorrichtung 900 problemlos aus der Brunnenbohrung entfernt werden.

Unter bezug auf Fig. 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f und 10g werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung ei ner Rückziehauskleidung in einer Brunnenbohrung erläutert. Wie in Fig. 10a gezeigt, umfaßt eine Brunnenbohrung 1000, die in einer unterirdischen Formation 1002 positioniert ist, eine erste Verschalung 1004 und eine zweite Verschalung 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 Verkleidung 1006 gebildet, indem ein rohrförmiges Element im wesentlichen so, wie unter bezug auf Fig. 1 bis 9c oder wie nachfolgend unter bezug auf Fig. 11a bis 11f erläutert, ausgebildet.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform überlappt der obere Teil der rohrförmigen Auskleidung 1012 einen unte ren Teil der rohrförmigen Auskleidung 1008. Gemäß einer be sonders bevorzugten Ausführungsform umfaßt eine Außenseite des oberen Teils der rohrförmigen Auskleidung 1012 ein oder mehrere Dichtelemente 1016 zur Bereitstellung einer Fluid dichtung zwischen den rohrförmigen Auskleidungen 1008 und 1012.

Um, wie in Fig. 10b gezeigt, eine Rückziehauskleidung zu er zeugen, die sich ausgehend von der Überlappung zwischen den ersten und zweiten Verschalungen 1004 und 1006 erstreckt, ist eine Vorrichtung 1100 bevorzugt vorgesehen, die einen auf weitbaren Dorn oder einen Molch 1105, ein rohrförmiges Ele ment 1110, einen Schuh 1115, eine oder mehrere Becherdichtun gen 1120, einen Fluiddurchlaß 1130, einen Fluiddurchlaß 1135, einen oder mehrere Fluiddurchlässe 1140, Dichtungen 1145 und ein Tragelement 1150 umfaßt.

Der aufweitbare Dorn oder der Molch 1105 ist mit dem Tragele ment 1150 verbunden und durch dieses getragen. Der aufweitba re Dorn 1105 ist bevorzugt dazu ausgelegt, sich in radialer Dichtung in gesteuerter Weise aufzuweiten. Der aufweitbare Dorn 1105 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen kom merziell erhältlichen aufweitbaren Dornen umfassen, die in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung modifiziert sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform um faßt der aufweitbare Dorn 1105 ein Hydraulik- Aufweitungswerkzeug, welches im wesentlichen im US-Patent Nr. 5 348 095 offenbart ist, deren Offenbarung zum Gegenstand vorliegender Anmeldung erklärt wird, und zwar modifiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung.

Das rohrförmige Element 1110 ist mit dem aufweitbaren Dorn 1105 verbunden und durch diesen getragen. Das rohrförmige Element 1106 wird in radialer Dichtung aufgeweitet und von dem aufweitbaren Dorn 1105 weg gepreßt. Das rohrförmige Ele ment 1110 kann aus einer beliebigen Anzahl von Materialien hergestellt sein, beispielsweise aus Oilfield Country Tubular Goods, Chrom-13-Rohr oder -Plastikrohr. Gemäß einer bevorzug ten Ausführungsform ist das Rohrelement 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 typische Ölfeld- Verschalungsgrößen abzudecken. Das rohrförmige Element 1110 umfaßt bevorzugt ein massives Element.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der obere Endteil des rohrförmigen Elements 1110 geschlitzt, perforiert oder in anderer Weise modifiziert, um den Dorn 1105 einzufangen oder zu verzögern, wenn er die Aufweitung des rohrförmigen Ele ments 1110 beendet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Länge des rohrförmigen Elements 1110 beschränkt, um die Möglichkeit von Verknittern bzw. Verbiegen 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 einen Fluiddurchlaß 1135. Der Schuh 1115 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen kommerziell erhältlichen Schuhen um fassen, beispielsweise einen Super-Seal-II-Schwimmschuh, ei nen Super-Seal-II-Down-Jet-Schwimmschuh oder einen Führungs schuh mit einer Dichtungsbuchse für einen Herunterdrückstop fen, modifiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vor liegenden Offenbarung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form umfaßt der Schuh 1115 einen Aluminium-Down-Jet- Führungsschuh mit einer Dichtungsbuchse für einen Herunter drückstopfen mit seitlichen Öffnungen, die von der Ausström öffnung radial auswärts vorstehen, erhältlich von Halliburton Energy Services in Dallas, Texas, modifiziert in Übereinstim mung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung, um in opti maler Weise das rohrförmige Element 1100 zu der Überlappung zwischen dem rohrförmigen Element 1100 und dem Gehäuse 1012 zu führen, um in optimaler Weise das Innere des rohrförmigen Elements 1110 fluidmäßig zu isolieren, nachdem der Herunter drückstopfen angeordnet bzw. in Sitzlage gebracht wurde, um in optimaler Weise ein Ausbohren des Schuhs 1115 nach Beendi gung der Aufweitungs- und Zementierungsvorgänge zu ermögli chen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Schuh 1115 eine oder mehrere Auslaßöffnungen 1140, die in Fluidverbin dung mit dem Fluiddurchlaß 1135 stehen. Auf diese Weise spritzt der Schuh 1115 aushärtbares Fluiddichtungsmaterial in den Bereich außerhalb des Schuhs 1115 und des rohrförmigen Elements 1110. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Schuh 1115 einen oder mehrere Fluiddurchlässe 1140, die jeweils eine Einlaßgeometrie aufweisen, welche ein Anker- und/oder Kugeldichtungselement aufzunehmen vermag. Auf diese Weise können die Fluiddurchlässe 1140 durch Einführen eines Stopfens, eines Ankers und/oder von Kugeldichtungselementen in den Fluiddurchlaß 1130 abgedichtet werden.

Die Becherdichtung 1120 ist mit dem Tragelement 1150 verbun den und durch dieses getragen. Die Becherdichtung 1120 ver hindert, daß Fremdmaterial in den inneren Bereich des rohr förmigen Elements 1110 benachbart zu dem aufweitbaren Dorn 1105 eindringt. Die Becherdichtung 1120 kann eine beliebige Anzahl herkömmlicher kommerziell verfügbarer Becherdichtun gen, wie beispielsweise TP-Becher oder Selective-Injection- Packer(SIP)-Becher umfassen, die in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung modifiziert sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Becherdichtung 1120 einen SIP-Becher, der von Halliburton Energy Services in Dallas, Texas, erhältlich ist, um in optimaler Weise eine Barriere für Schmutzstoff bereitzustellen und einen Schmier stoffkörper aufzunehmen.

Der Fluiddurchlaß 1130 ermöglicht es, daß Fluidmaterialien in das Innere des rohrförmigen Elements 1110 sowie aus diesem heraus unterhalb des aufweitbaren Dorns 1105 gefördert wer den. Der Fluiddurchlaß 1130 ist mit dem Tragelement 1150 und dem aufweitbaren Dorn 1105 verbunden und darin positioniert. Der Fluiddurchlaß 1130 erstreckt sich bevorzugt ausgehend von einer Position benachbart zur 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 gewählt, um Materialien, wie etwa Zement, Bohrschlamm oder Epoxidharze, mit niedrigen Geschwindigkeiten und Drücken zu fördern, die von etwa 0 bis 3.000 Gallonen/Minute und 0 bis 9.000 Psi reichen, um in op timaler Weise ausreichende Betriebsdrücke bereitzustellen, um Fluide mit betriebsmäßig wirksamen Geschwindigkeiten umzuwäl zen.

Der Fluiddurchlaß 1135 erlaubt es, daß Fluidmaterialien aus dem Fluiddurchlaß 1130 in das Innere des rohrförmigen Ele ments 1110 unterhalb des Dorns 1105 übertragen werden.

Die Fluiddurchlässe 1140 erlauben es, daß Fluidmaterialien in den Bereich außerhalb des rohrförmigen Elements 1110 und des Schuhs 1115 und ausgehend hiervon gefördert werden. Die Fluiddurchlässe 1140 sind mit dem Schuh 1115 verbunden und innerhalb desselben positioniert, der in Fluidverbindung mit dem inneren Bereich des rohrförmigen Elements 1110 unter dem aufweitbaren Dorn 1105 steht. Die Fluiddurchlässe 1140 haben bevorzugt eine Querschnittsform, die es ermöglicht, daß ein Stopfen oder eine ähnliche Einrichtung in den Fluiddurchläs sen 1140 plaziert wird, um dadurch einen weiteren Hindurch tritt von Fluidmaterialien zu blockieren bzw. zu unterbinden. Auf diese Weise kann der innere Bereich des rohrförmigen Ele ments 1110 unter dem aufweitbaren Dorn 1105 fluidmäßig von dem Bereich außerhalb des rohrförmigen Elements 1110 isoliert werden. Dies ermöglicht es, daß der innere Bereich des rohr förmigen Elements 1110 unter dem aufweitbaren Dorn 1105 unter Druck gesetzt wird.

Die Fluiddurchlässe 1140 sind bevorzugt entlang der Periphe rie des Schuhs 1115 positioniert. Die Fluiddurchlässe 1140 sind bevorzugt gewählt, Materialien, wie etwa Zement, Bohr schlamm oder Epoxidharze, mit Durchsätzen und Drücken zu för dern, die von etwa 0 bis 3.000 Gallonen/Minute und 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, welche ein Anker- und/oder Ku geldichtungselement aufzunehmen vermag. Auf diese Weise kön nen die Fluiddurchlässe 1140 abgedichtet werden, indem ein Stopfen, Anker- und/oder Kugeldichtungselemente in den Fluid durchlaß 1130 angeordnet werden. Gemäß einer bevorzugten Aus führungsform umfaßt die Vorrichtung 1100 mehrere Fluiddurch lässe 1140.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform umfaßt die Basis des Schuhs 1115 einen einzigen Einlaßdurchlaß, der mit den Fluid durchlässen 1140 verbunden ist, der bzw. die dazu ausgelegt sind, einen Stopfen oder eine ähnliche Einrichtung aufzuneh men, um zu ermöglichen, daß der innere Bereich des rohrförmi gen Elements 1110 fluidmäßig von der Außenseite des rohrför migen Elements 1110 isoliert ist.

Die Dichtungen 1145 sind mit einem unteren Endteil des rohr förmigen Elements 1110 verbunden und durch dieses getragen. Die Dichtungen 1145 sind außerdem auf einer Außenseite des unteren Endteils des rohrförmigen Elements 1110 positioniert. Die Dichtungen 1145 erlauben es, daß die Überlappungsverbin dung zwischen dem oberen Endteil des Gehäuses 1012 und dem unteren Endteil des rohrförmigen Elements 1110 fluidmäßig ab gedichtet sind.

Die Dichtungen 1145 können eine beliebige Anzahl von herkömm lichen kommerziell erhältlichen Dichtungen umfassen, bei spielsweise Blei, Gummi, Teflon, oder Epoxiddichtungen, modi fiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Dichtungen 1145 Dichtungen, die aus Stratalock-Epoxidharz geformt sind, welches erhältlich ist von Halliburton Energy Services in Dallas, Texas, um in optimaler Weise eine Hydrau likdichtung in der Überlappungsverbindung bereitzustellen, und um in optimaler Weise die Lasttragefähigkeit bereitzu stellen, 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 bereitzustellen, um das aufgeweitete rohrförmige Element 1110 von der rohrförmigen Auskleidung 1008 zu stüt zen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht die Rei bungskraft, die durch die Dichtungen 1145 bereitgestellt wird, von etwa 1000 bis 1.000.000 lbf, bezüglich Spannung und Druck, um in optimaler Weise das aufgeweitete rohrförmige Element 1110 zu stützen bzw. zu tragen.

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 mit ausreichender Festigkeit, um die Vorrichtung 1100 in die Brunnenbohrung 1000 zu überführen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Tragele ment 1150 außerdem einen oder mehrere herkömmliche Zentrierer (nicht gezeigt), um die Stabilisierung des rohrförmigen Ele ments 1110 zu unterstützen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Schmiermit telmenge 1150 im ringförmigen Bereich über dem aufweitbaren Dorn 1105 im Innern des rohrförmigen Elements 1110 vorgese hen. Auf diese Weise wird das Aufweiten des rohrförmigen Ele ments 1110 bzw. dessen Pressen weg von dem aufweitbaren Dorn 1105 erleichtert. Das Schmiermittel 1150 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen kommerziell erhältlichen Schmiermit teln enthalten, wie beispielsweise Lubriplate, auf Chlor ba sierende Schmiermittel oder Climax 1500 Antiseize (3100). Ge mäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Schmiermit tel 1150 Climax 1500 Antiseize (3100), das erhältlich ist von Climax Lubricants and Equipment Co. in Houston, Texas, um in optimaler Weise eine Schmierung für den Aufweitungsprozeß be reitzustellen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Tragelement 1150 sorgfältig gereinigt, bevor es an die restlichen Teile der Vorrichtung 1100 angebaut wird. Auf diese Weise wird das Eindringen von Fremdmaterial in die Vorrichtung 1100 mini miert. Dies minimiert die Möglichkeit, daß Fremdmaterial der verschiedenen Strömungsdurchlässe und Ventile der Vorrichtung 1100 verstopft, und es wird sichergestellt, daß kein Fremdma terial in störenden Eingriff mit dem Aufweitungsdorn 1105 während des Aufweitungsprozesses gelangt.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Vorrichtung 1100 eine Dichtung 1155, die mit dem Bodenab schnitt des Schuhs 1115 zum fluidmäßigen Isolieren des Be reichs der Brunnenbohrung 1000 unterhalb der Vorrichtung 1100 verbunden ist. Auf diese Weise werden Fluidmaterialien daran gehindert, in den Bereich der Brunnenbohrung 1000 unter der Vorrichtung 1100 einzudringen. Die Dichtung 1155 kann eine beliebige Anzahl herkömmlicher kommerziell erhältlicher Dich tungen umfassen, wie etwa beispielsweise EZ-Drill-Packer, EZ- SV-Packer (bzw. -Dichtung) oder einen bohrbaren Zementrück halter. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Dichtung 1155 einen EZ-Drill-Packer, erhältlich von Hallibur ton Energy Services in Dallas, Texas. Gemäß einer alternati ven Ausführungsform kann eine hochdichte gelfeste Pille bzw. Platte unter dem Rückzug (tie-back) anstelle der Dichtung (Packer) 1155 angeordnet werden. Gemäß einer weiteren alter nativen Ausführungsform kann die Dichtung 1155 weggelassen sein.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden vor oder nach dem Positionieren der Vorrichtung 1100 innerhalb der Brunnen bohrung 1100 mehrere Brunnenbohrungsvolumina umgewälzt, um sicherzustellen, daß keine Fremdmaterialien in der Brunnen bohrung 1000 vorhanden sind, die verschiedene Strömungsdurch lässe und Ventile der Vorrichtung 1100 verstopfen könnten, und um sicherzustellen, daß kein Fremdmaterial in störenden Eingriff mit dem Betrieb des Aufweitungsdorns 1105 gelangt.

Wie in Fig. 10c gezeigt, wird daraufhin ein aushärtbares Fluiddichtungsmaterial 1160 von einer Oberflächenstelle in den Fluiddurchlaß 1130 gepumpt. Das Material 1160 gelangt daraufhin aus dem Fluiddurchlaß 1130 in den inneren Bereich des rohrförmigen Elements 1110 unter dem aufweitbaren Dorn 1105. Das Material 1160 gelangt daraufhin von dem inneren Be reich des rohrförmigen Elements 1110 in die Fluiddurchlässe 1140. Das Material 1160 verläßt daraufhin die Vorrichtung 1100 und füllt den ringförmigen Bereich zwischen der Außen seite des rohrförmigen Elements 1110 und der Innenwand der rohrförmigen Auskleidung 1008. Fortgesetztes Pumpen des Mate rials 1160 führt dazu, daß das Material 1160 zumindest über einen Teil des ringförmigen Bereichs aufgefüllt wird.

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 ausgelegt sind für aktuelle Ver schalungsgrößen, die zu füllenden ringförmigen Räume, die zur Verfügung stehende Pumpeinrichtung und die Eigenschaften des gepumpten Fluids. Die optimalen Durchsätze und Drücke werden bevorzugt mit herkömmlichen empirischen Methoden berechnet.

Das aushärtbare Fluiddichtungsmaterial 1160 kann eine belie bige Anzahl herkömmlicher kommerziell erhältlicher aushärtba rer Fluiddichtungsmaterialien umfassen, wie beispielsweise Schlackengemisch, Zement oder Epoxidharz. Gemäß einer bevor zugten Ausführungform umfaßt das aushärtbare Fluiddichtungs material 1160 gemischte Zemente, die speziell ausgelegt sind für Brunnenabschnitte, die rückgebunden (tied-back) 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 mungeigenschaften aufrechterhalten werden, um Betriebsschwie rigkeiten während der Verdrängung des Zements in dem ringför migen Bereich zu minimieren. Die optimale Mischung der ge mischten Zemente wird bevorzugt unter Verwendung herkömmli cher empirischer Methoden ermittelt.

Der ringförmige Bereich kann mit dem Material 1160 in ausrei chenden Mengen gefüllt werden, um sicherzustellen, daß bei radialer Aufweitung des rohrförmigen Elements 1110 der ring förmige Bereich mit Material 1160 gefüllt wird.

Sobald der ringförmige Bereich in angemessener Weise mit Ma terial 1160 gefüllt wurde, 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 fluidmäßig von dem ringförmigen Bereich außerhalb des rohrförmigen Ele ments 1110 zu isolieren. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form wird daraufhin nicht aushärtbares Fluidmaterial 1161 in den inneren Bereich des rohrförmigen Elements 1110 unter den Dorn 1105 gepumpt, um dafür zu sorgen, daß der innere Bereich unter Druck gesetzt wird. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden ein oder mehrere Stopfen 1165 oder ähnliche Einrichtungen in den Fluiddurchlaß 1140 mit der Ein führung bzw. Einleitung des nicht aushärtbaren Fluidmaterials eingeführt. Auf diese Weise wird die Menge von aushärtbarem Fluidmaterial im Innern des rohrförmigen Elements 1110 mini miert.

Wie in Fig. 10e gezeigt, wird das rohrförmige Element 1110, sobald der innere Bereich ausreichend unter Druck gesetzt ist, von dem aufweitbaren Dorn 1105 weg gepreßt. Während des Wegpreß- bzw. Aufweitungsvorgangs wird der aufweitbare Dorn 1105 aus dem aufgeweiteten Teil des rohrförmigen Elements 1110 angehoben.

Die Stopfen 1165 werden bevorzugt in den Fluiddurchlässen 1140 durch Einführen der Stopfen 1165 in den Fluiddurchlaß 1130 an einer Oberflächenstelle in herkömmlicher Weise einge führt. Die Stopfen 1165 können eine beliebige Anzahl von her kömmlichen kommerziell erhältlichen Einrichtungen zum Ver stopfen bzw. Zusetzen eines Fluiddurchlasses umfassen, wie beispielsweise Messingkugeln, Stopfen, Gummikugeln oder An ker, modifiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vor stehenden Offenbarung.

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

Nach Plazierung der Stopfen 1165 in den Fluiddurchlässen 1140 wird nicht aushärtbares Fluidmaterial 1161 bevorzugt in den inneren Bereich des rohrförmigen Elements 1110 unter dem Dorn 1105 mit Drücken und Durchsätzen gepumpt, die von ungefähr 500 bis 9.000 Psi und 40 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird nach dem Plazie ren der Stopfen 1165 in den Fluiddurchlässen 1140 das nicht aushärtbare Fluidmaterial 1161 bevorzugt in den inneren Be reich des rohrförmigen Elements 1110 unter dem Dorn 1105 mit Drücken und Durchsätzen gepumpt, die von ungefähr 1.200 bis 8.500 Psi und 40 bis 1.250 Gallonen/Minute liegen, um in op timaler Weise eine Aufweitung typischer Rohre bereitzustel len.

Für typische rohrförmige Elemente 1110 beginnt die Aufweitung des rohrförmigen Elements 1110 bzw. dessen Pressen vom auf weitbaren Dorn 1105 dann, wenn der Druck des inneren Bereichs des rohrförmigen Elements 1110 unter dem Dorn 1105 beispiels weise ungefähr 1.200 bis 8.500 Psi erreicht. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform beginnt das Aufweiten des rohrför migen Elements 1110 bzw. sein Pressen weg von dem aufweitba ren Dorn 1105 dann, wenn der Druck des inneren Bereichs des rohrförmigen Elements 1110 unter den Dorn 1105 ungefähr 1.200 bis 8.500 Psi erreicht.

Während des Aufweitungsprozesses kann der aufweitbare Dorn 1105 aus dem aufgeweiteten Teil des rohrförmigen Elements 1110 mit Geschwindigkeiten angehoben werden, die beispiels weise von etwa 0 bis 5 Fuß/s reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird während des Aufweitungsprozesses der aufweitbare Dorn 1105 aus dem aufgeweiteten Teil des rohrför migen Elements 1110 mit Geschwindigkeiten angehoben, die von etwa 0 bis 2 Fuß/s reichen, um in optimaler Weise eine Ein stellung von Betriebsparametern bereitzustellen, und um in optimaler Weise sicherzustellen, daß der Aufweitungsprozeß beendet ist, bevor das Material 1160 aushärtet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist zumindest ein Teil 1180 des rohrförmigen Elements 1110 einen Innendurchmes ser auf, der geringer ist als der Außendurchmesser des Dorns 1105. Wenn auf diese Weise der Dorn 1105 den Abschnitt 1180 des rohrförmigen Elements 1110 aufweitet, bewirkt zumindest ein Teil des aufgeweiteten Abschnitts 1180 eine Dichtung mit zumindest der Brunnenbohrungsverschalung 1012. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird die Abdichtung be wirkt durch Zusammendrücken der Dichtungen 1016 zwischen dem aufgeweiteten Abschnitt 1180 und der Brunnenbohrungsverscha lung 1012. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der Kontaktdruck der Verbindung zwischen dem aufgeweiteten Ab schnitt 1180 des rohrförmigen Elements 1110 und der Verscha lung 1012 von etwa 500 bis 10.000 Psi, um in optimaler Weise Druck bereitzustellen, um das Dichtungselement 1145 zu akti vieren, und um einen optimalen Widerstand bereitzustellen, um sicherzustellen, daß die Verbindung bzw. Dichtung 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 auf, der geringer ist als der Außen durchmesser des Dorns 1105. Auf diese Weise führt ein Aufwei ten des rohrförmigen Elements 1110 durch den Dorn 1105 zu ei nem Kontakt zwischen im wesentlichen dem gesamten aufgeweite ten rohrförmigen Element 1110 und der existierenden Verscha lung 1008. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht der Kontaktdruck der Verbindung zwischen dem aufgeweiteten rohr förmigen Element 1110 und den Verschalungen 1008 und 1012 von etwa 500 bis 10.000 Psi, um in optimaler Weise einen Druck bereitzustellen, um die Dichtungselemente 1145 zu aktivieren, und um einen optimalen Widerstand bereitzustellen, um sicher zustellen, daß die Verbindung (Dichtung) typischen Spannungs- und Drucklast-Extremwerten zu widerstehen vermag.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden der Betriebs druck und der Durchsatz des Materials 1161 in gesteuerter Weise abgesenkt, wenn der aufweitbare Dorn 1105 den oberen Endteil des rohrförmigen Elements 1110 erreicht. Auf diese Weise kann eine plötzliche bzw. schlagartige Druckfreigabe, verursacht durch vollständiges Aufweiten des rohrförmigen Elements 1110 bzw. Pressen dieses Elements weg von dem auf weitbaren Dorn 1105, minimiert werden. Gemäß einer bevorzug ten Ausführungsform wird der Betriebsdruck des Fluidmaterials 1161 im wesentlichen in linearer Weise verringert, ausgehend von 100% auf 10% während des Endes des Aufweitungsprozesses, beginnend dann, wenn der Dorn 1105 ungefähr den gesamten Auf weitungsprozeß bis auf etwa 5 Fuß beendet hat.

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

Alternativ oder in Kombination ist eine Dorneinfangstruktur im oberen Endteil des rohrförmigen Elements 1110 vorgesehen, um den Dorn 1105 einzufangen oder zumindest zu verzögern.

Sobald der Aufweitungsprozeß beendet ist, wird unter bezug auf Fig. 10f der aufweitbare Dorn 1105 aus der Brunnenbohrung 1000 entfernt. Gemäß einer Ausführungsform wird vor oder nach der Entfernung des aufweitbaren Dorns 1005 die Unversehrtheit der Fluiddichtung der Verbindung zwischen dem oberen Teil des rohrförmigen Elements 1110 und dem oberen Teil der rohrförmi gen Auskleidung 1108 unter Verwendung herkömmlicher Methoden getestet. Wenn die Fluiddichtung der Verbindung zwischen dem oberen Teil des rohrförmigen Elements 1110 und dem oberen Teil der rohrförmigen Auskleidung 1008 zufriedenstellend ist, wird der nicht ausgehärtete Teil des Materials 1160 in dem aufgeweiteten rohrförmigen Element 1110 in herkömmlicher Wei se entfernt. Das Material 1160 innerhalb des ringförmigen Be reichs zwischen dem rohrförmigen Element 1110 und der rohr förmigen Auskleidung 1008 wird daraufhin aushärten gelassen.

Wie in Fig. 10f gezeigt, wird bevorzugt jegliches verbliebene ausgehärtete Material 1160 im Innern des aufgeweiteten rohr förmigen Elements 1110 daraufhin in herkömmlicher Weise unter Verwendung eines herkömmlichen Bohrgestänges entfernt. Die resultierende Rückzug- bzw. Rückbindungsauskleidung der Ver schalung 1170 umfaßt das aufgeweitete rohrförmige Element 1110 und eine äußere ringförmige Schicht 1175 aus ausgehärte tem Material 1160.

Wie in Fig. 10g gezeigt, wird daraufhin der verbleibende Bo denteil der Vorrichtung 1100, umfassend den Schuh 1115 und die Dichtung 1155 bevorzugt durch Ausbohren des Schuhs 1115 und der Bohrung 1155 unter Verwendung herkömmlicher Bohrme thoden entfernt.

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

Nunmehr unter bezug auf Fig. 11a bis 11f wird eine Ausfüh rungsform einer Vorrichtung und eines Verfahrens zum Aufhän gen einer rohrförmigen Auskleidung an einer existierenden Brunnenbohrungsverschalung erläutert. Wie in Fig. 11a ge zeigt, ist eine Brunnenbohrung 1200 in einer unterirdischen Formation 1205 positioniert. Die Brunnenbohrung 1200 umfaßt einen existierenden Verschalungsabschnitt 1210 mit einer rohrförmigen Verschalung 1215 und einer rohrförmigen Ze mentaußenschicht 1220.

Um die Brunnenbohrung 1200 in die unterirdische-Formation 1205 zu erweitern, wird ein Bohrgestänge 1225 in herkömmli cher Weise verwendet, um Material aus der unterirdischen For mation 1205 zu bohren, um einen neuen Abschnitt 1230 auszu bilden.

Wie in Fig. 11b gezeigt, wird daraufhin eine Vorrichtung 1300 zum Ausbilden einer Brunnenbohrungsverschalung in einer un terirdischen Formation in dem neuen Abschnitt 1230 der Brun nenbohrung 100 positioniert. Die Vorrichtung 1300 umfaßt be vorzugt einen aufweitbaren Dorn oder einen Molch 1305, ein rohrförmiges Element 1310, einen Schuh 1315, einen Fluid durchlaß 1320, einen Fluiddurchlaß 1330, einen Fluiddurchlaß 1335, Dichtungen 1340, ein Tragelement 1345 und einen Nocken stopfen 1350.

Der aufweitbare Dorn 1305 ist mit dem Tragelement 1345 ver bunden und durch dieses getragen. Der aufweitbare Dorn 1305 ist bevorzugt dazu ausgelegt, in radialer Richtung in gesteu erter Weise aufgeweitet zu werden. Der aufweitbare Dorn 1305 kann eine beliebige Anzahl von herkömmlichen kommerziell er hältlichen aufweitbaren Dornen umfassen, die in Übereinstim mung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung modifiziert sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der auf weitbare Dorn 1305 ein Hydraulik-Aufweitungswerkzeug, das im wesentlichen im US-Patent Nr. 5 348 095 offenbart ist, dessen Offenbarung zum Gegenstand vorliegender Anmeldung erklärt wird, und zwar modifiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung.

Das rohrförmige Element 1310 ist mit dem aufweitbaren Dorn 1305 verbunden und durch diesen getragen. Das rohrförmige Element 1310 wird bevorzugt in radialer Richtung aufgeweitet und von dem aufweitbaren Dorn 1305 weg gepreßt. Das rohrför mige Element 1310 kann aus einer beliebigen Anzahl von Mate rialien hergestellt sein, beispielsweise Oilfield Country Tu bular Goods (OCTG), Chrom-13-Stahlrohr/Verschalung oder Kunststoffverschalung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form wird das rohrförmige Element 1310 hergestellt aus OCTG. 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 Ausfüh rungsform reichen die Innen- und Außendurchmesser des rohr förmigen Elements 1310 von etwa 3 bis 15,5 Inch bzw. 3,5 bis 16 Inch, um eine minimale Teleskopwirkung in den meisten üb licherweise angetroffenen Brunnenbohrungsgrößen in optimaler Weise bereitzustellen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das rohrförmi ge Element 1310 einen oberen Teil 1355, einen Zwischenteil 1360 und einen unteren Teil 1365. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reichen die Wanddicke und der Außendurchmes ser des oberen Teils 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 reichen die Wanddicke und der Au ßendurchmesser des Zwischenteils 1360 des rohrförmigen Ele ments 1310 von etwa 0,625 bis 0,75 Inch bzw. 3 bis 19 Inch. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reichen die Wanddicke und der Außendurchmesser des unteren Teils 1365 des rohrför migen Elements 1310 von etwa 3/8 bis 1,5 Inch bzw. 3,5 bis 16 Inch.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Wanddicke des Zwischenabschnitts 1360 des rohrförmigen Ele ments 1310 geringer oder gleich der Wanddicke der oberen und unteren Abschnitte 1355 und 1365 des rohrförmigen Elements 1310, um in optimaler Weise das Auslösen des Aufweitungspro zesses zu erleichtern, und um in optimaler Weise das Plazie ren der Vorrichtung in Bereichen der Brunnenbohrung mit ge ringeren Freiräumen zu ermöglichen.

Das rohrförmige Element 1310 umfaßt bevorzugt ein massives Element. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der obe re Endteil 1355 des rohrförmigen Elements 1310 geschlitzt, perforiert oder anderweitig modifiziert, um den Dorn 1305 einzufangen oder zu verlangsamen bzw. zu verzögern, wenn er das Aufweiten des rohrförmigen Elements 1310 beendet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Länge des rohrför migen Elements 1310 beschränkt, um die Möglichkeit des Knit terns bzw. Verbiegens zu minimieren. Für typische Materialien des rohrförmigen Elements 1310 ist die Länge des rohrförmigen Elements 1310 bevorzugt begrenzt auf ungefähr 40 bis 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, beispiels weise einen Super-Seal-II-Schwimmschuh, einen Super-Seal-II- Down-Jet-Schwimmschuh oder einen Führungsschuh mit einer Dichtungsbuchse für einen Herunterdrückstopfen, modifiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenba rung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Schuh 1315 einen Aluminium-Down-Jet-Führungsschuh mit einer Dichtungsbuchse für einen herunterdrückbaren Stopfen, 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 1310 in die Brunnenbohrung 1200 zu führen, um in optimaler Weise das Innere des rohrförmigen Elements 1310 fluidmäßig zu isolieren, und um in optimaler Weise ein vollständiges Aus bohren des Schuhs 1315 bei der Beendigung der Aufweitungs- und Zementierungsvorgänge zu ermöglichen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Schuh 1315 außerdem einen oder mehrere seitliche Auslaßöffnungen in Fluidverbindung 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. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfaßt der Schuh 1315 einen Fluiddurchlaß 1330 mit einer Einlaßgeometrie, welche ein Fluiddichtungselement auf nehmen kann. Auf diese Weise kann der Fluiddurchlaß 1330 durch Einführen eines Stopfens, Ankers und/oder Kugeldich tungselementen in den Fluiddurchlaß 1330 abgedichtet werden.

Der Fluiddurchlaß 1320 erlaubt es, daß Fluidmaterialien zu und aus dem inneren Bereich des rohrförmigen Elements 1310 unter dem aufweitbaren Dorn 1305 transportiert werden können. Der Fluiddurchlaß 1320 ist mit dem Tragelement 1345 und dem aufweitbaren Dorn 1305 verbunden und darin positioniert. Der Fluiddurchlaß 1320 erstreckt sich bevorzugt ausgehend von ei ner Position benachbart zur Oberfläche des Bodens des auf weitbaren Dorns 1305. Der Fluiddurchlaß 1320 ist bevorzugt entlang einer Mittenlinie der Vorrichtung 1300 positioniert. Der Fluiddurchlaß 1320 ist bevorzugt gewählt, um Materialien, wie etwa Zement, Bohrschlamm oder Epoxidharzen, mit Durchsät zen und Drücken zu transportieren, die von etwa 0 bis 3.000 Gallonen/Minute und 0 bis 9.000 Psi reichen, um in optimaler Weise ausreichende Betriebsdrücke bereitzustellen, um Fluide mit betriebsmäßig wirksamen Geschwindigkeiten umzuwälzen.

Der Fluiddurchlaß 1330 erlaubt es, daß Fluidmaterialien zu und von dem Bereich außerhalb des rohrförmigen Elements 1310 und dem Schuh 1315 gefördert werden. Der Fluiddurchlaß 1330 ist mit dem Schuh 1315 verbunden und innerhalb desselben in Fluidverbindung mit dem inneren Bereich 1370 des rohrförmigen Elements 1310 unter dem aufweitbaren Dorn 1305 positioniert. Der Fluiddurchlaß 1330 weist bevorzugt eine Querschnittsform auf, die es einem Stopfen oder einer ähnlichen Einrichtung erlaubt, in dem Fluiddurchlaß 1330 plaziert zu werden, um da durch einen weiteren Hindurchtritt von Fluidmaterialien zu blockieren. Auf diese Weise kann der innere Bereich 1370 des rohrförmigen Elements 1310 unter dem aufweitbaren Dorn 1305 von dem Bereich außerhalb des rohrförmigen Elements 1310 iso liert werden. Dies erlaubt es dem inneren Bereich 1370 des rohrförmigen Elements 1310, unter dem aufweitbaren Dorn 1305 unter Druck gesetzt zu werden. Der Fluiddurchlaß 1330 ist bevorzugt im wesentlichen entlang der Mittenlinie der Vor richtung 1300 positioniert.

Der Fluiddurchlaß 1330 ist bevorzugt gewählt, um Materialien, wie etwa Zement, Bohrschlamm oder Epoxidharze, bei Durchsät zen und Drücken zu fördern, die von etwa 0 bis 3.000 Gallo nen/Minute und 0 bis 9.000 Psi reichen, um in optimaler Weise den ringförmigen Bereich zwischen dem rohrförmigen Element 1310 und dem neuen Abschnitt 1230 der Brunnenbohrung 1200 mit Fluidmaterialien zu füllen. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform weist der Fluiddurchlaß 1330 eine Einlaßgeometrie auf, welche einen Anker- und/oder Kugeldichtungselement auf zunehmen vermag. In dieser Weise kann der Fluiddurchlaß 1330 abgedichtet werden, indem ein Stopfen, ein Anker- und/oder Kugeldichtungselement in den Fluiddurchlaß 1320 eingeführt wird.

Der Fluiddurchlaß 1335 erlaubt es, daß Fluidmaterialien zu dem Bereich außerhalb des rohrförmigen Elements 1310 und des Schuhs 1315 gefördert werden. Der Fluiddurchlaß 1335 ist mit dem Schuh 1315 verbunden und innerhalb desselben positio niert, in Fluidverbindung mit dem Fluiddurchlaß 1330. Der Fluiddurchlaß 1335 ist bevorzugt im wesentlichen entlang der Mittenlinie der Vorrichtung 1300 positioniert. Der Fluid durchlaß 1335 ist bevorzugt gewählt, um Materialien, wie etwa Zement, Bohrschlamm oder Epoxidharze, bei Durchsätzen und Drücken zu bohren, die von etwa 0 bis 3.000 Gallonen/Minute und 0 bis 9.000 Psi reichen, um in optimaler Weise den ring förmigen Bereich zwischen dem rohrförmigen Element 1310 und dem neuen Abschnitt 1230 der Brunnenbohrung 1200 mit Fluidma terialien zu füllen.

Die Dichtungen 1340 sind mit dem oberen Endteil 1355 des rohrförmigen Elements 1310 verbunden und durch diesen getra gen. Die Dichtungen 1340 sind außerdem auf einer Außenseite des oberen Endteils 1355 des rohrförmigen Elements 1310 posi tioniert. Die Dichtungen 1340 ermöglichen eine Überlappungs verbindung zwischen dem unteren Endteil der Verschalung 1215 und dem oberen Teil 1355 des rohrförmigen Elements 1310 zur fluidmäßigen Abdichtung. Die Dichtungen 1340 können eine be liebige Anzahl von herkömmlichen kommerziell erhältlichen Dichtungen umfassen, wie beispielsweise Blei, Gummi, Teflon, oder Epoxidharzdichtungen, modifiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform umfassen die Dichtungen 1340 Dichtun gen, die aus Stratalock-Epoxidharz geformt sind, welches er hältlich ist von Halliburton Energy Services in Dallas, Tex as, um in optimaler Weise eine Hydraulikdichtung in dem Ring der Überlappungsverbindung bereitzustellen, während eine op timale Lasttragfähigkeit erzeugt wird, um typischen Span nungs- und Druckbelastungen widerstehen zu können.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Dichtungen 1340 gewählt, um in optimaler Weise eine ausreichende Rei bungskraft bereitzustellen, um die aufgeweiteten rohrförmigen Elemente 1310 von der existierenden Verschalung 1215 zu tra gen bzw. zu stützen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform reicht die Reibungskraft, welche durch die Dichtungen 1340 bereitgestellt wird, von etwa 1.000 bis 1.000.000 lbf, um in optimaler Weise das aufgeweitete rohrförmige Element 1310 zu tragen.

Das Tragelement 1345 ist mit dem aufweitbaren Dorn 1305, dem rohrförmigen Element 1310, dem Schuh 1315 und Dichtungen 1340 verbunden. Das Tragelement 1345 umfaßt bevorzugt ein ringför miges Element mit ausreichender Festigkeit, um die Vorrich tung 1300 in den neuen Abschnitt 1230 der Brunnenbohrung 1200 zu überführen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Tragelement 1345 außerdem einen oder mehrere (nicht ge zeigte) Zentrierer, um die Stabilisierung des rohrförmigen Elements 1310 zu unterstützen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Tragelement 1345 sorgfältig gereinigt, bevor es an den verbleibenden Tei len der Vorrichtung 1300 angebaut wird. Auf diese Weise wird die Einleitung von Fremdmaterial in die Vorrichtung 1300 mi nimiert. Dies minimiert die Möglichkeit, daß Fremdmaterial die verschiedenen Strömungsdurchlässe und Ventile der Vor richtung 1300 verstopft, und es wird sichergestellt, daß kein Fremdmaterial in störenden Eingriff mit dem Aufweitungsprozeß gelangt.

Der Nockenstopfen 1350 ist mit dem Dorn 1305 im inneren Be reich 1370 des rohrförmigen Elements 1310 verbunden. Der Noc kenstopfen 1350 umfaßt einen Fluiddurchlaß 1375, der mit dem Fluiddurchlaß 1320 verbunden ist. Der Nockenstopfen 1350 kann einen oder mehrere herkömmlich erhältliche Nockenstopfen um fassen, wie beispielsweise Multiple-Stage-Cementer- Herunterdrückstopfen, Omega-Herunterdrückstopfen oder Drei- Nocken-Herunterdrückstopfen, modifiziert in Übereinstimmung mit der Lehre der vorliegenden Offenbarung. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform umfaßt der Nockenstopfen 1350 einen Multiple-Stage-Cementer-Herunterdrückstopfen, erhältlich von Halliburton Energy Services in Dallas, Texas, modifiziert in herkömmlicher Weise zur lösbaren Anbringung an dem Aufwei tungsdorn 1305.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden vor und nach dem Positionieren der Vorrichtung 1300 in dem neuen Abschnitt 1230 der Brunnenbohrung 1200 mehrere Brunnenbohrungsvolumina umgewälzt, um sicherzustellen, daß keine Fremdmaterialien in der Brunnenbohrung 1200 vorhanden sind, welche die verschie denen Strömungsdurchlässe und Ventile der Vorrichtung 1300 verstopfen könnten, und um sicherzustellen, daß kein Fremdma terial in störenden Eingriff mit dem Aufweitungsprozeß ge langt.

Wie in Fig. 11c gezeigt, wird daraufhin ein aushärtbares Fluiddichtungsmaterial 1380 ausgehend von einer Oberflächen stelle in den Fluiddurchlaß 1320 gepumpt. Das Material 1380 strömt daraufhin ausgehend vom Fluiddurchlaß 1320 durch den Fluiddurchlaß 1375 und hinein in den inneren Bereich 1370 des rohrförmigen Elements 1310 unter dem aufweitbaren Dorn 1305. Das Material 1380 bewegt sich daraufhin vom inneren Bereich 1370 in den Fluiddurchlaß 1330. Das Material 1380 verläßt die Vorrichtung 1300 über den Fluiddurchlaß 1335 und füllt den ringförmigen Bereich 1390 zwischen der Außenseite des rohr förmigen Elements 1310 und der Innenwandung des neuen Ab schnitts 1230 der Brunnenbohrung 1200. Ein fortgesetztes Pum pen des Materials 1380 führt dazu, daß das Material 1380 zu mindest einen Teil des ringförmigen Bereichs 1390 auffüllt.

Das Material 1380 kann in den ringförmigen Bereich 1390 bei 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 Brunnenbohrung 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 Fluiddichtungsmaterial 1380 Zementmischungen, die speziell für den zu bohrenden Wandabschnitt ausgelegt und von Halli burton Energy Services erhältlich sind, um in optimaler Weise eine Abstützung des rohrförmigen Elements 1310 während der Verschiebung des Materials 1380 in dem ringförmigen Bereich 1390 bereitzustellen. Die optimale Mischung des Zements wird bevorzugt bestimmt unter Verwendung herkömmlicher empirischer Methoden.

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

Sobald der ringförmige Bereich 1390 angemessen mit Material 1380 gefüllt wurde, wird, wie in Fig. 11d gezeigt, ein Noc kenanker 1395 oder eine ähnliche Einrichtung in den Fluid durchlaß 1320 eingeführt. Der Nockenanker 1395 wird bevorzugt durch den Fluiddurchlaß 1320 durch ein nicht aushärtbares Fluidmaterial 1381 gepumpt. Der Nockenanker 1395 gelangt dar aufhin bevorzugt in Eingriff mit dem Nockenstopfen 1350.

Wie in Fig. 11e gezeigt, veranlaßt bei einer bevorzugten Aus führungsform der Eingriff des Nockenankers 1395 mit dem Noc kenstopfen 1350 den Nockenstopfen 1350 dazu, von dem Dorn 1305 abzukoppeln. Der Nockenanker 1395 und der Nockenstopfen 1350 werden daraufhin bevorzugt in dem Fluiddurchlaß 1330 un tergebracht bzw. angeordnet, wodurch Fluidströmung durch den Fluiddurchlaß 1330 blockiert bzw. unterbunden, und der innere Bereich 1370 des rohrförmigen Elements 1310 vom ringförmigen Bereich 1390 fluidmäßig isoliert wird. Gemäß einer bevorzug ten Ausführungsform wird das nicht aushärtbare Fluidmaterial 1381 daraufhin in den inneren Bereich 1370 gepumpt, wodurch der innere Bereich 1370 unter Druck gesetzt wird. Sobald der innere Bereich 1370 ausreichend unter Druck gesetzt ist, wird das rohrförmige Element 1310 von dem aufweitbaren Dorn 1305 weg gepreßt. Während des Aufweitungsprozesses wird der auf weitbare Dorn 1305 aus dem aufgeweiteten Teil des rohrförmi gen Elements 1310 durch das Tragelement 1395 angehoben.

Der Nockenanker 1395 wird bevorzugt in dem Fluiddurchlaß 1320 durch Einführen des Nockenankers 1395 in den Fluiddurchlaß 1320 in einer Oberflächenstelle in herkömmlicher Weise pla ziert. Der Nockenanker 1395 kann eine Anzahl herkömmlicher kommerziell erhältlicher Einrichtungen umfassen, um ein Fluiddurchlaß zu verstopfen, etwa beispielsweise Multiple- Stage-Cementer-Herunterdrückstopfen, Omega- Herunterdrückstopfen oder einen Drei-Nocken- Herunterdrückstopfen/anker, modifiziert in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung. Gemäß einer be vorzugten Ausführungsform umfaßt der Nockenanker 1395 einen Drei-Nocken-Herunterdrückstopfen, der modifiziert ist, um den Multiple-Stage-Cementer-Herunterdrückstopfen 1350 herunterzu drücken und abzudichten. Der Drei-Nocken-Herunterdrückstopfen ist erhältlich von Halliburton Energy Services in Dallas, Texas.

Nach dem Blockieren des Fluiddurchlasses 1330 unter Verwen dung des Nockenstopfens 1330 und des Nockenankers 1395 kann das nicht aushärtbare Fluidmaterial 1381 in den inneren Be reich 1370 mit Drücken und Durchsätzen gepumpt werden, die beispielsweise von ungefähr 0 bis 5.000 Psi und 0 bis 1.500 Gallonen/Minute reichen, um in optimaler Weise das rohrförmi ge Element 1310 vom Dorn 1305 weg zu drücken. Auf diese Weise wird die Menge an aushärtbarem Fluidmaterial im Innern des rohrförmigen Elements 1310 minimiert.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das nicht aus härtbare Fluidmaterial 1381, nachdem es den Fluiddurchlaß 1330 blockiert hat, bevorzugt in den inneren Bereich 1370 mit Drücken und Durchsätzen gepumpt, die von ungefähr 500 bis 9.000 Psi und 40 bis 3.000 Gallonen/Minute reichen, um in op timaler Weise Betriebsdrücke bereitzustellen, um den Aufwei tungsprozeß mit Geschwindigkeiten aufrechtzuerhalten, die ausreichen, Einstellungen zu ermöglichen, die bezüglich der Betriebsparameter während des Aufweitungsprozesses vorgenom men werden.

Für typische rohrförmige Elemente 1310 beginnt das Aufweiten des rohrförmigen Elements 1310 bzw. dessen Pressen weg von dem aufweitbaren Dorn 1305 dann, wenn der Druck des inneren Bereichs 1370 beispielsweise ungefähr 500 bis 9.000 Psi er reicht. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Pres sen des rohrförmigen Elements 1310 weg von dem aufweitbaren Dorn 1305 eine Funktion des Durchmessers des rohrförmigen Elements, der Wanddicke des rohrförmigen Elements, der Geome trie des Dorns, des Schmiermittel-Typs, der Zusammensetzung des Schuhs und des rohrförmigen Elements und der Formände rungsfestigkeit des rohrförmigen Elements. Der optimale Durchsatz und optimale Betriebsdrücke werden bevorzugt ermit telt unter Verwendung empirischer Methoden.

Während des Aufweitungsprozesses kann der aufweitbare Dorn 1305 aus dem aufgeweiteten Teil des rohrförmigen Elements 1310 mit Geschwindigkeiten angehoben werden, die beispiels weise von etwa 0 bis 5 Fuß/Minute reichen. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform kann während des Aufweitungsprozesses der aufweitbare Dorn 1305 aus dem aufgeweiteten Teil des rohrförmigen Elements 1310 mit Geschwindigkeiten angehoben werden, die von etwa 0 bis 2 Fuß/s reichen, um in optimaler Weise einen effizienten Prozeß bereitzustellen, um in optima ler Weise eine Einstellung durch eine Bedienperson der Be triebsparameter zu ermöglichen, und um eine optimale Beendi gung des Aufweitungsprozesses vor Aushärten des Materials 1380 sicherzustellen.

Wenn der obere Endteil 1355 des rohrförmigen Elements 1310 von dem aufweitbaren Dorn 1305 weggepreßt ist, kontaktiert die Außenseite des oberen Endteils 1355 des rohrförmigen Ele ments 1310 bevorzugt die Innenseite des unteren Endteils der Verschalung 1215, um eine fluiddichte Überlappungsverbindung auszubilden. Der Kontaktdruck der Überlappungsverbindung 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 bereitzustellen, der aus reicht, eine ringförmige Dichtung sicherzustellen und ausrei chend Widerstand bereitzustellen, um typischen Spannungs- und Druckbelastungen zu widerstehen. Gemäß einer besonders bevor zugten Ausführungsform stellen die Dichtungselemente 1340 ei ne adäquate Fluid- und Gasdichtung in der Überlappungsverbin dung sicher.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden der Betriebs druck und der Durchsatz des nicht aushärtbaren Fluidmaterials 1381 in gesteuerter Weise verringert, wenn die der aufweitba re Dorn 1305 den oberen Endteil 1355 des rohrförmigen Ele ments 1310 erreicht. Auf diese Weise kann eine plötzliche Druckabnahme, verursacht durch eine vollständige Aufweitung des rohrförmigen Elements 1310 bzw. ein vollständiges Weg drücken desselben vom aufweitbaren Dorn 1305 minimiert wer den. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Be triebsdruck in im wesentlichen linearer Weise ausgehend von 100% bis etwa 10% während des Endes des Aufweitungsprozesses beginnend dann verringert, wenn der Dorn 1305 den Aufwei tungsprozeß bis auf etwa 5 Fuß nahezu vollständig beendet hat.

Alternativ oder in Kombination kann ein Stoßabsorber in dem Tragelement 1345 vorgesehen sein, um den Stoß zu absorbieren, der durch ein plötzliches Freilassen bzw. Abnehmen des Drucks verursacht ist.

Alternativ oder in Kombination kann eine Dorneinfangstruktur im oberen Endteil 1355 des rohrförmigen Elements 1310 vorge sehen sein, um den Dorn 1305 einzufangen oder zumindest zu verzögern bzw. zu verlangsamen.

Sobald der Aufweitungsprozeß beendet ist, wird der aufweitba re Dorn 1305 aus der Brunnenbohrung 1200 entfernt. Gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform wird die Unversehrtheit der Fluiddichtung der Überlappungsverbindung zwischen dem oberen Teil 1355 des rohrförmigen Elements 1310 und dem unteren Teil der Verschalung 1215 entweder vor oder nach Entfernung des aufweitbaren Dorns 1305 unter Verwendung herkömmlicher Metho den getestet. Wenn die Fluiddichtung der Überlappungsverbin dung zwischen dem oberen Teil 1355 des rohrförmigen Element 1310 und dem unteren Teil der Verschalung 1215 zufriedenstel lend ist, wird der nicht ausgehärtete Teil des Materials 1380 in dem aufgeweiteten rohrförmigen Element 1310 in herkömmli cher Weise entfernt. Das Material 1380 in dem ringförmigen Bereich 1310 wird aushärten gelassen.

Wie in Fig. 11f gezeigt, wird bevorzugt jegliches verbliebene ausgehärtete Material 1380 im Innern des aufgeweiteten rohr förmigen Elements 1310 daraufhin in herkömmlicher Weise unter Verwendung eines herkömmlichen Bohrgestänges entfernt. Der resultierende neue Verschalungsabschnitt 1400 umfaßt das auf geweitete rohrförmige Element 1310 und eine außenliegende ringförmige Schicht 1405 von ausgehärtetem Material 305. Der Bodenteil der Vorrichtung 1300 mit dem Schuh 1315 kann ent fernt werden, indem der Schuh 1315 unter Verwendung herkömm licher Bohrmethoden ausgebohrt wird.

Ein Verfahren zur Herstellung einer Verschalung in einem Bohrloch, das in einer unterirdischen Formation angeordnet ist, ist vorstehend erläutert worden, und es umfaßt das In stallieren einer rohrförmigen Auskleidung und eines Dorns in dem Bohrloch. Ein Körper aus Fluidmaterial wird daraufhin in das Bohrloch eingespritzt. Die rohrförmige Auskleidung wird daraufhin radial aufgeweitet durch Pressen der Verkleidung weg von dem Dorn. Das Einspritzen umfaßt bevorzugt Einsprit zen eines aushärtbaren Fluiddichtungsmaterials in den ring förmigen Bereich zwischen dem Bohrloch und der Außenseite der rohrförmigen Verkleidung und eines nicht aushärtbaren Fluid materials in den inneren Bereich der rohrförmigen Auskleidung unter dem Dorn. Das Verfahren umfaßt bevorzugt das fluidmäßi ge Isolieren des ringförmigen Bereichs vom inneren Bereich vor dem Einspritzen der zweiten Menge des nicht aushärtbaren Dichtungsmaterials in den inneren Bereich. Das Einspritzen des aushärtbaren Fluiddichtungsmaterials ist bevorzugt mit Betriebsdrücken und Durchsätzen vorgesehen, die von etwa 0 bis 5.000 Psi und 0 bis 1.500 Gallonen/Minute reichen. Das Einspritzen des nicht aushärtbaren Fluidmaterials ist bevor zugt vorgesehen mit Betriebsdrücken und Durchsätzen, die von etwa 500 bis 9.000 Psi und 40 bis 3.000 Gallonen/Minute rei chen. Das Einspritzen des nicht aushärtbaren Fluidmaterials ist bevorzugt bei verringerten Betriebsdrücken und Durchsät zen während eines Schlußteils des Aufweitungsvorgangs vorge sehen. Das nicht aushärtbare Fluidmaterial wird bevorzugt un ter den Dorn eingespritzt. Das Verfahren umfaßt bevorzugt das Unterdrucksetzen eines Bereichs der rohrförmigen Auskleidung unter dem Dorn. Der Bereich der rohrförmigen Auskleidung un ter dem Dorn wird bevorzugt unter Druck gesetzt mit Drücken, die von etwa 500 bis 9.000 Psi reichen. Das Verfahren umfaßt bevorzugt das fluidmäßige Isolieren eines inneren Bereichs der rohrförmigen Auskleidung ausgehend von einem äußeren Be reich der rohrförmigen Auskleidung. Das Verfahren umfaßt au ßerdem das Aushärten des aushärtbaren Dichtungsmaterials und das Entfernen von zumindest einem Teil des ausgehärteten Dichtungsmaterials, das in der rohrförmigen Auskleidung ange ordnet ist. Das Ver 13855 00070 552 001000280000000200012000285911374400040 0002019958399 00004 13736fahren umfaßt außerdem bevorzugt das Über lappen der rohrförmigen Auskleidung mit einer existierenden Brunnenbohrungsverschalung. Das Verfahren umfaßt ferner be vorzugt das Abdichten der Überlappung zwischen der rohrförmi gen Auskleidung und der existierenden Brunnenbohrungsverscha lung. Das Verfahren umfaßt außerdem bevorzugt das Tragen bzw. Abstützen der extrudierten bzw. aufgeweiteten rohrförmigen Auskleidung unter Verwendung der Überlappung mit der existie renden Brunnenbohrungsverschalung. Das Verfahren umfaßt au ßerdem bevorzugt das Testen der Unversehrtheit der Dichtung in der Überlappung zwischen der rohrförmigen Auskleidung und der existierenden Brunnenbohrungsverschalung. Das Verfahren umfaßt außerdem bevorzugt das Entfernen von zumindest einem Teil des aushärtbaren Fluiddichtungsmaterials innerhalb der rohrförmigen Auskleidung vor dem Aushärten. Das Verfahren um faßt außerdem bevorzugt das Schmieren der Oberfläche des Dorns. Das Verfahren umfaßt außerdem bevorzugt das Absorbie ren von Stössen. Das Verfahren umfaßt außerdem bevorzugt das Einfangen des Dorns bei Beendigung des Extrudierens bzw. Auf weitens.

Eine Vorrichtung zum Erzeugen einer Verschalung in einem Bohrloch, das in einer unterirdischen Formation angeordnet ist, ist vorstehend erläutert worden, und es umfaßt ein Tra gelement, einen Dorn, ein rohrförmiges Element und einen Schuh. Das Tragelement umfaßt einen ersten Fluiddurchlaß. Der Dorn ist mit dem Tragelement verbunden und umfaßt einen zwei ten Fluiddurchlaß. 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 ver bunden. Das Tragelement umfaßt bevorzugt einen Druckfreigabe durchlaß und ein Durchsatzsteuerventil, welches mit dem er sten Fluiddurchlaß und dem Druckfreigabedurchlaß verbunden ist. Das Tragelement umfaßt außerdem einen Stoßabsorber. Das Tragelement umfaßt bevorzugt ein oder mehrere Dichtelemente, die dazu ausgelegt sind, zu verhindern, daß Fremdmaterial in den inneren Bereich des rohrförmigen Elements eintritt, der Dorn ist bevorzugt aufweitbar. Das rohrförmige Element ist bevorzugt hergestellt aus Materialien, die ausgewählt sind aus der Gruppe, die aus Oilfield Country Tubular Goods, Chrom-13-Stahlrohr/Verschalung und Kunststoffverschalung be steht. Das rohrförmige Element hat bevorzugt Innen- und Au ßendurchmesser, die von etwa 3 bis 15,5 Inch bzw. 3,5 bis 16 Inch reichen. Das rohrförmige Element hat bevorzugt einen plastischen Fließpunkt, der von etwa 40.000 bis 135.000 Psi reicht. Das rohrförmige Element umfaßt bevorzugt ein oder mehr Dichtelemente an einem Endteil. Das rohrförmige Element umfaßt bevorzugt ein oder mehr Druckfreigabelöcher an einem Endteil. Das rohrförmige Element umfaßt bevorzugt ein Einfan gelement an einem Endteil zum 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 Einlaßöffnung aufzunehmen. Der Schuh ist bevorzugt bohrbar bzw. aufbohrbar.

Ein Verfahren zum Verbinden bzw. Vereinigen eines zweiten rohrförmigen Elements mit einem ersten rohrförmigen Element, wobei das erste rohrförmige Element einen Innendurchmesser größer als der Außendurchmesser des zweiten rohrförmigen Ele ments aufweist, ist vorstehend erläutert worden und umfaßt das Positionieren eines Dorns in einem inneren Bereich des zweiten rohrförmigen Elements, das Positionieren der ersten und zweiten rohrförmigen Elemente in überlappender Beziehung, das Unterdrucksetzen eines Teils des inneren Bereichs des zweiten rohrförmigen Elements und das Extrudieren bzw. Weg pressen des zweiten rohrförmigen Elements von dem Dorn im Eingriff mit dem ersten rohrförmigen Element. Das Unterdruck setzen des Teils des inneren Bereichs des zweiten rohrförmi gen Elements ist bevorzugt bei Betriebsdrücken vorgesehen, die von etwa 500 bis 9.000 Psi reichen. Das Unterdrucksetzen des Teils des inneren Bereichs des zweiten rohrförmigen Ele ments ist bevorzugt bei verringerten Betriebsdrücken während eines abschließenden Teils des Aufweitungsvorgangs vorgese hen. Das Verfahren umfaßt außerdem bevorzugt das Abdichten der Überlappung zwischen den ersten und zweiten rohrförmigen Elementen. Das Verfahren umfaßt außerdem das Tragen bzw. Stützen des aufgeweiteten ersten rohrförmigen Elements unter Verwendung der Überlappung mit dem zweiten rohrförmigen Ele ment. Das Verfahren umfaßt außerdem bevorzugt das Schmieren der Oberfläche des Dorns. Das Verfahren umfaßt ferner das Ab sorbieren von Stössen.

Eine Auskleidung zur Herstellung eines neuen Abschnitts einer Brunnenbohrungsverschalung in einer unterirdischen Formation benachbart zu einem bereits existierenden Abschnitt einer Brunnenbohrungsverschalung ist vorstehend erläutert worden und umfaßt ein ringförmiges Element. Das ringförmige Element umfaßt ein oder mehrere Dichtungselemente an einem Endteil des ringförmigen Elements und einen oder mehrere Druckfreiga bedurchlässe an einem Endteil des ringförmigen Elements. Eine Brunnenbohrungsverschalung ist vorstehend erläutert wor den, die eine ringförmige Auskleidung und einen ringförmigen Körper aus einem ausgehärteten Fluiddichtungsmaterial auf weist. Die rohrförmige Auskleidung ist durch den Prozeß ge bildet worden, die rohrförmige Auskleidung von einem Dorn weg zu pressen. Die rohrförmige Auskleidung wird bevorzugt gebil det durch den Prozeß, die rohrförmige Auskleidung und den Dorn innerhalb der Brunnenbohrung anzuordnen und den inneren Teil der rohrförmigen Auskleidung unter Druck zu setzen. Der ringförmige Körper des ausgehärteten Fluiddichtungsmaterials wird bevorzugt gebildet durch den Prozeß zum Einspritzen ei nes Körpers eines aushärtbaren Fluiddichtungsmaterials in ei nen ringförmigen Bereich außerhalb der rohrförmigen Ausklei dung. Während des Unterdrucksetzens wird der innere Teil der rohrförmigen Auskleidung bevorzugt fluidmäßig von einem äuße ren Teil der rohrförmigen Auskleidung isoliert. Der innere Teil der rohrförmigen Auskleidung wird bevorzugt unter Druck gesetzt mit Drücken, die von etwa 500 bis 9.000 Psi reichen. Die rohrförmige Auskleidung überlappt bevorzugt eine existie rende Brunnenbohrungsverschalung. Die Brunnenbohrungsverscha lung umfaßt ferner bevorzugt eine Dichtung, die in der Über lappung zwischen der rohrförmigen Auskleidung und, der exi stierenden Brunnenbohrungsverschalung positioniert ist. Die rohrförmige Auskleidung wird bevorzugt getragen bzw. abge stützt, um mit der existierenden Brunnenbohrungsverschalung zu überlappen.

Ein Verfahren zum Reparieren eines existierenden Abschnitts einer Brunnenbohrungsverschalung innerhalb eines Bohrlochs ist vorstehend erläutert worden und umfaßt das Installieren einer rohrförmigen Auskleidung und eines Dorns in einer Brun nenbohrungsverschalung, das Einspritzen eines Fluidmateri alkörpers in das Bohrloch, das Unterdrucksetzen eines Teils des inneren Bereichs der rohrförmigen Auskleidung und das ra diale Aufweiten dqr Auskleidung in dem Bohrloch durch Pressen der Verkleidung weg von dem Dorn. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Fluidmaterial ausgewählt aus der Gruppe, die aus Schlackengemisch, Zement, Bohrschlamm und Epoxidharz besteht. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren ferner das fluidmäßige Isolieren eines inneren Bereichs der rohrförmigen Auskleidung von einem äuße ren Bereich der rohrförmigen Auskleidung. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform wird das Einspritzen des Fluidmateri alkörpers mit Betriebsdrücken und Durchsätzen durchgeführt, die von etw 500 bis 9.000 Psi und 40 bis 3.000 Gallo nen/Minute reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Einspritzen des Fluidmaterialkörpers mit verringerten Betriebsdrücken und Durchsätzen während eines Abschlußteils des Aufweitungsvorgangs vorgesehen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Fluidmaterial unter den Dorn einge spritzt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Be reich der rohrförmigen Auskleidung unter dem Dorn unter Druck gesetzt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Be reich der rohrförmigen Auskleidung unter dem Dorn unter Druck gesetzt mit Drücken, die von etwa 500 bis 9.000 Psi reichen. Bei der bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren fer ner das Überlappen der rohrförmigen Auskleidung mit der exi stierenden Brunnenbohrungsverschalung. Gemäß einer bevorzug ten Ausführungsform umfaßt das Verfahren ferner das Abdichten der Grenzfläche zwischen der rohrförmige Auskleidung und der existierenden Brunnenbohrungsverschalung. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren ferner das Tragen bzw. Abstützen einer aufgeweiteten rohrförmigen Auskleidung unter Verwendung der existierenden Brunnenbohrungsverscha lung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Ver fahren ferner das Testen der Unversehrtheit der Dichtung in der Grenzfläche zwischen der rohrförmigen Auskleidung und der existierenden Brunnenbohrungsverschalung. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren ferner das Schmieren der Oberfläche des Dorns. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren ferner das Absorbieren von Stössen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Verfahren ferner das Einfangen des Dorns bei Beendigung des Aufweitungsvorgangs. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs form umfaßt das Verfahren ferner das Aufweiten des Dorns in radialer Richtung.

Eine Rückbindungsauskleidung (tie-back liner) zum Auskleiden einer existierenden Brunnenbohrungsverschalung ist vorstehend erläutert worden und umfaßt eine rohrförmige Auskleidung und einen ringförmigen Körper aus einem ausgehärteten Fluiddich tungsmaterial. Die ringförmige Auskleidung wird gebildet durch den Prozeß, die rohrförmige Auskleidung vom Dorn weg zu pressen. Der ringförmige Körper aus ausgehärtetem Fluiddich tungsmaterial ist mit der rohrförmigen Auskleidung verbunden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die rohrförmige Auskleidung gebildet durch den Prozeß, die rohrförmige Aus kleidung und den Dorn in der Brunnenbohrung anzuordnen und den inneren Teil der rohrförmigen Auskleidung unter Druck zu setzen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der in nere Teil der rohrförmigen Auskleidung während des unter Druck setzens fluidmäßig isoliert vom äußeren Teil der rohr förmigen Auskleidung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der innere Teil der rohrförmigen Auskleidung mit Drücken unter Druck gesetzt, die von etwa 500 bis 9.000 Psi reichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der ringförmige Körper aus ausgehärtetem Fluiddichtungsmaterial gebildet durch den Prozeß, einen Körper aus aushärtbarem Fluiddich tungsmaterial in den ringförmigen Bereich zwischen der exi stierenden Brunnenbohrungsverschalung und der rohrförmigen Auskleidung einzuspritzen. Gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform überlappt die rohrförmige Auskleidung mit einer weiteren existierenden Brunnenbohrungsverschalung. Gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Rückbindungsaus kleidung eine Dichtung, die in der Überlappung zwischen der rohrförmigen Auskleidung und der existierenden Brunnenboh rungsverschalung positioniert ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die rohrförmige Auskleidung getragen bzw. gestützt durch die Überlappung mit der existierenden Brunnen bohrungsverschalung.

Eine Vorrichtung zum Aufweiten eines rohrförmigen Elements ist erläutert worden, die ein Tragelement, einen Dorn, ein rohrförmiges Element und einen Schuh umfaßt. Das Tragelement umfaßt einen ersten Fluiddurchlaß. Der Dorn ist mit dem Tra gelement verbunden. Der Dorn umfaßt einen zweiten Fluiddurch laß, der betriebsmäßig mit dem ersten Fluiddurchlaß verbunden ist, einen inneren Teil und einen äußeren Teil. Der innere Teil des Dorns ist bohrbar bzw. ausbohrbar. Das rohrförmige Element ist mit dem Dorn verbunden. Der Schuh ist mit dem rohrförmigen Element verbunden. Der Schuh umfaßt einen drit ten Fluiddurchlaß, der betriebsmäßig mit dem weiten Fluid durchlaß verbunden ist, einen inneren Teil und einen äußeren Teil. Der innere Teil des Schuhs ist bohrbar bzw. ausbohrbar. Bevorzugt umfaßt der innere Teil des Dorns ein rohrförmiges Element und ein Lasttrageelement. Bevorzugt umfaßt das Last trageelement einen bohrbaren bzw. ausbohrbaren Körper. Bevor zugt umfaßt der innere Teil des Schuhs ein rohrförmiges Ele ment und ein Lasttrageelement. Bevorzugt umfaßt das Lasttra geelement einen bohrbaren bzw. ausbohrbaren Körper. Bevorzugt umfaßt der äußere Teil des Dorns einen Aufweitungskonus. Be vorzugt ist der Aufweitungskonus hergestellt aus einem Mate rial, das ausgewählt aus der Gruppe, die aus Werkzeugstahl, Titan und Keramik besteht. Bevorzugt hat der Aufweitungskonus eine Oberflächenhärte, die von etwa 58 bis 62 Rockwell C reicht. Bevorzugt ist zumindest ein Teil der Vorrichtung bohrbar bzw. ausbohrbar.

Obwohl Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft gezeigt und erläutert wurden, sind zahlreiche Modifikationen, Abwand lungen und Ersätze möglich. In manchen Fällen können Merkmale der vorliegenden Erfindung ohne entsprechende Verwendung an derer Merkmale genutzt werden. All diese Abwandlungen liegen im Umfang der anliegenden Ansprüche.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Verschalung in einem Bohr loch, das in einer unterirdischen Formation angeordnet ist, aufweisend:
Installieren einer rohrförmigen Auskleidung und eines Dorns in dem Bohrloch,
Einspritzen von Fluidmaterial in das Bohrloch,
Unterdrucksetzen eines 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 Auskleidung weg von dem Dorn.

2. Verfahren zur Herstellung einer Verschalung in einem Bohr loch, das in einem Abschnitt einer unterirdischen Forma tion angeordnet ist, wobei das Bohrloch eine bereits exi stierende Verschalung aufweist, wobei das Verfahren auf weist:
Ausbohren eines neuen Abschnitts des Bohrlochs benachbart zu der bereits existierenden Verschalung,
Plazieren einer rohrförmigen Auskleidung und eines auf weitbaren Dorns in dem neuen Abschnitt des Bohrlochs,
Überlappen der rohrförmigen Auskleidung mit der bereits existierenden Verschalung,
Einspritzen eines aushärtbaren Fluiddichtungsmaterials in einen ringförmigen Bereich zwischen der rohrförmigen Aus kleidung und dem neuen Abschnitt des Bohrlochs,
fluidmäßiges Isolieren des ringförmigen Bereichs zwischen der rohrförmigen Auskleidung und dem neuen Abschnitt des Bohrlochs ausgehend von einem inneren Bereich der rohrför migen Auskleidung 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 exi stierenden Verschalung,
Entfernen von zumindest einem Teil des aushärtbaren Fluid dichtungsmaterials vom Innern der rohrförmigen Ausklei dung,
Aushärten der verbleibenden Teile des aushärtbaren Fluid dichtungsmaterials, und
Entfernen von zumindest einem Teil des ausgehärteten aus härtbaren Fluiddichtungsmaterials der rohrförmigen Aus kleidung.

3. Vorrichtung zum Aufweiten eines rohrförmigen Elements, aufweisend:
Ein Tragelement, wobei das Tragelement einen ersten Fluid durchlaß aufweist,
einen Dorn, der mit dem Tragelement verbunden ist, wobei der Dorn aufweist:
Einen zweiten Fluiddurchlaß,
ein rohrförmiges Element, welches mit dem Dorn verbunden ist, und
einen Schuh, der mit der rohrförmigen Auskleidung verbun den ist, wobei der Schuh einen dritten Fluiddurchlaß auf weist, wobei die ersten, zweiten und dritten Fluiddurch lässe betriebsmäßig verbunden sind.

4. Vorrichtung zum Aufweiten eines rohrförmigen Elements, aufweisend:
Ein Tragelement, wobei das Tragelement aufweist:
Einen ersten Fluiddurchlaß,
einen zweiten Fluiddurchlaß, und
ein Durchsatzsteuerungsventil, welches mit den ersten und zweiten Fluiddurchlässen verbunden ist,
einen aufweitbaren Dorn, der mit dem Tragelement verbunden ist, wobei der aufweitbare Dorn einen dritten Fluiddurch laß aufweist, der mit dem ersten Fluiddurchlaß verbunden ist,
ein rohrförmiges Element, welches mit dem Dorn verbunden ist, wobei das rohrförmige Element ein oder mehr Dichtung selemente umfaßt,
einen Schuh, der mit dem rohrförmigen Element verbunden ist, wobei der Schuh aufweist:
einen vierten Fluiddurchlaß, der mit dem dritten Fluid durchlaß verbunden ist, wobei der vierte Fluiddurchlaß dazu ausgelegt ist, ein Stoppelement aufzunehmen, und einen oder mehrere Auslaßdurchlässe, die mit dem vier ten Fluiddurchlaß zum Einspritzen von Fluidmaterial au ßerhalb des Schuhs verbunden sind, und
zumindest ein Dichtungselement, welches mit dem Trage lement verbunden ist, wobei das Dichtungselement dazu ausgelegt ist, das Eindringen von Fremdmaterial in ei nen inneren Bereich des rohrförmigen Elements zu ver hindern.

5. Verfahren zum Verbinden eines zweiten rohrförmigen Ele ments mit einem ersten rohrförmigen Element, wobei das er ste rohrförmige Element einen Innendurchmesser größer als der Außendurchmesser des zweiten rohrförmigen Elements aufweist, aufweisend:
Positionieren eines Dorns innerhalb eines inneren Bereichs des zweiten rohrförmigen Elements,
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.

6. Rohrförmige Auskleidung, aufweisend:
Ein ringförmiges Element, wobei das ringförmige Element aufweist:
Ein oder mehr Dichtungselemente an einem Endteil des ringförmigen Elements, und
einen oder mehrere Druckfreigabedurchlässe an einem Endteil des ringförmigen Elements.

7. Brunnenbohrungsverschalung, aufweisend:
Eine rohrförmige Auskleidung, wobei die rohrförmige Aus kleidung durch den Prozeß gebildet ist:
Pressen der rohrförmigen Auskleidung weg von dem Dorn, und
einen ringförmigen Körper aus einem ausgehärteten Fluid dichtungsmaterial, der mit der rohrförmigen Auskleidung verbunden ist.

8. Rückbindungsauskleidung zum Auskleiden einer existierenden Brunnenbohrungsverschalung, aufweisend:
Eine rohrförmige Auskleidung, wobei die rohrförmige Aus kleidung durch den Prozeß gebildet ist:
Pressen von zumindest einem Teil der rohrförmigen Aus kleidung weg von einem Dorn, und
einen ringförmigen Körper aus ausgehärtetem Fluiddich tungsmaterial, der mit der rohrförmigen Auskleidung ver bunden ist.

9. Vorrichtung zum Aufweiten eines rohrförmigen Elements, aufweisend:
Ein Tragelement, das einen ersten Fluiddurchlaß aufweist, einen Dorn, der mit dem Tragelement verbunden ist, wobei der Dorn aufweist:
Einen zweiten Fluiddurchlaß, der betriebsmäßig mit dem ersten Fluiddurchlaß verbunden ist,
einen inneren Teil, und
einen äußeren Teil,
wobei der innere Teil des Dorns ausbohrbar ist,
ein aufweitbares rohrförmiges Element, welches mit dem Dorn verbunden ist, und
einen Schuh, der mit dem rohrförmigen Element verbunden ist, wobei der Schuh aufweist:
einen dritten Fluiddurchlaß, der betriebsmäßig mit dem zweiten Fluiddurchlaß verbunden ist,
einen inneren Teil, und
einen äußeren Teil,
wobei der innere Teil des Schuhs ausbohrbar ist.