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(11) |
EP 0 214 554 B1 |
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EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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23.11.1989 Patentblatt 1989/47 |
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Anmeldetag: 27.08.1986 |
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Internationale Patentklassifikation (IPC)4: E21B 47/12 |
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Vorrichtung, insbesondere für den Einsatz unter Tage zur Fernübertragung von Informationen
aus einem Bohrloch
Down-hole device for transmitting information from a well
Dispositif de fond de puits pour la transmission d'informations d'un puits
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Benannte Vertragsstaaten: |
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AT BE CH DE FR GB LI SE |
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Priorität: |
31.08.1985 DE 3531226
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Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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18.03.1987 Patentblatt 1987/12 |
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Patentinhaber: |
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- SCHWING HYDRAULIK ELEKTRONIK GMBH & CO.
D-44653 Herne (DE)
- Bergwerksverband GmbH
D-45307 Essen (DE)
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Erfinder: |
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- Wallussek, Heinz, Dipl.-Ing.
D-5804 Herdecke (DE)
- Ostkämper, Michael, Dipl.-Ing.
D-4630 Bochum 6 (DE)
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Vertreter: Herrmann-Trentepohl, Werner, Dipl.-Ing. et al |
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Schaeferstrasse 18 44623 Herne 44623 Herne (DE) |
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Entgegenhaltungen: :
EP-A- 0 134 467 DE-C- 2 161 353 DE-C- 3 028 813
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DE-A- 2 941 102 DE-C- 3 000 239 DE-C- 3 233 982
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft eine Zielbohrstange gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
[0002] Eine derartige Zielbohrstange ist aus der EP-A 0 134 467 bekannt. Es besteht aus
einem drehbar in einem feststehenden Außenrohr angeordneten Innenrohr. Allgemein gesehen
ist eine zielbohrstange ein in den Bohrgestängezug eingebautes Bohrrohr, welches Meßwerte
aufnimmt und weitergibt, die von Meßgeräten und Wächtern in der Zielbohrstange stammen.
Die Meßwerte geben über den Verlauf der Bohrung, d. h. über etwaige Abweichungen von
einer vorgegebenen Bohrlochrichtung Auskunft, während die Wächter Meßwerte liefern,
welche die Funktionsüberwachung der verschiedenen Einrichtungen einer solchen Zielbohrstange
ermöglichen und welche mit einer Einrichtung zur Korrektur der Bohrung versehen sind.
Eine solche Einrichtung besteht in der Regel aus mehreren, am Außenrohr schwenkbar
gelagerten Steuerleisten, die sich auf den Stößen des Bohrloches abstützen und über
hydraulisch beaufschlagbare Zylinder einzeln verstellt werden können, um die Richtung
des Bohrgestänges zu korrigieren. Als telemetrische Einrichtung dient der durch den
Spülkanal verlaufende Spülstrom und ein hydraulischer Wandler, welcher die elektrischen
Signale in Druckimpulse der Spülung umsetzt. Der so druckmodulierte Spülstrom kann
am Bohrlochausgang vermessen werden, wodurch sich die Druckimpulse von einem Empfänger
aufnehmen und zur Weiterleitung in elektrische Größen umwandeln lassen. Die zur Betätigung
der an der Zielbohrstange angeordneten Meßinstrumente, der Steuerleisten etc. notwendige
Energie wird entweder durch einen Generator erzeugt, der von der drehenden Innenstange
angetrieben wird oder durch einen Elektromotor. Als Übertragungsmedium der elektrischen
Meßimpulse, welche durch das Drosselventil in eine Folge von Druckimpulsen umgewandelt
wird, dient die Spülflüssigkeit. Dieses Prinzip wird bei der der Erfindung zugrundeliegenden
Zielbohrstange erst durch die Miniaturisierung des Wandlers ermöglicht, der sich deswegen
in den beschränkten räumlichen Verhältnissen unterbringen läßt, wobei gleichzeitig
für die erforderliche Form der Druckimpulse gesorgt wird. Diese Miniaturisierung des
Wandlers geschieht durch die Verlegung aller dem Drosselventil nachgeordneten Teile
und Baugruppen in das Außenrohr, während durch die Anordnung und Ausbildung des Drosselventils
Druckimpulse erzeugt werden können, die einer genauen Auswertung zugänglich sind.
Bei der vorbekannten Zielbohrstange ist das Drosselventil jedoch quer zur Bohrgestängerichtung
in einer entsprechenden Aussparung im Innenrohr angeordnet. Sowohl der Ventilkörper
als auch die Aussparung sind dem abrasiven Spülstrommedium ausgesetzt. Die Queranordnung
des Ventilkörpers bedingt dabei eine sehr geringe Baugröße, so daß der ungeschützte
kleine Ventilkörper durch die abrasiven Kräfte des Spülstroms schnell verschleißt
und zerstört wird. Gleichzeitig setzen sich in der Aussparung, in der das Ventil geführt
ist, Feststoffteilchen als Ablagerungen ab, die in relativ kurzer Zeit dazu führen,
daß das Ventil schwergängig wird und sich im Endeffekt festsetzt.
[0003] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Zielbohrstange der eingangs
genannten Art so auszuführen, daß einer Zerstörung des Ventils durch Abrasion entgegengewirkt
wird und die Antriebsorgane des Ventils den abrasiven Kräften des Spülstroms entzogen
sind.
[0004] Die Erfindung löst diese Aufgabe mit Hilfe der Merkmale des kennzeichnenden Teils
des Anspruchs 1.
[0005] Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
[0006] Die Erfindung hat den Vorteil, daß außer den von den Neigungsmessern gelieferten
Signalen auch eine Vielzahl von weiteren Daten der Zielbohrstange nach außen übertragen
werden kann. Dabei lassen sich die dazu erforderlichen Meßgeräte und Wächter in dem
stehenden und daher verhältnismäßig weniger mechanisch belasteten Außenrohr unterbringen
und lediglich die von ihnen gelieferten Signale nach Wandlung in hydraulische und
mechanische Impulse für das Drosselventil auf den Spülstrom übertragen. Das Drosselventil
gemäß der Erfindung ist in axialer Richtung verschiebbar im Spülstromkanal angeordnet,
so daß es in günstiger Weise von dem Spülstrom ringförmig umströmt wird. Es bietet
somit den abrasiven Kräften im Spülstrom weniger Angriffsmöglichkeiten, wodurch eine
längere Lebensdauer erreicht wird. Darüberhinaus hat das Spülmedium keinerlei Möglichkeit,
mit den Antriebs-und Bewegungsaggregaten des Ventils in Berührung zu kommen. Somit
ist ein Festsetzen der Ventilanordnung durch Ablagerungen ausgeschlossen. Einzig und
allein das Ventil selbst und die Stege sind der Spülflüssigkeitsströmung ausgesetzt,
während sämtliche empfindlichen Einrichtungen wie Meßinstrumente, Wandler, Drosselventilantrieb
und die Energieversorgung entweder im weniger stark beanspruchten Außenroht angeordnet
sind oder in gegen die Spülflüssigkeit abgedichteten Räumen.
[0007] Vorteilhafterweise ist das Ventil anströmseitig als eine auf dem Hohlkörper in axialer
Richtung verschiebbare stromlinienförmige Kappe und abströmseitig als im Hohlkörper
in axialer Richtung verschiebbare stromlinienförmige Kappe ausgebildet. Hierdurch
wird der abrasiven Strömung ein möglichst geringer Widerstand entgegengesetzt. Zur
Betätigung des Drosselventils kann ein hydraulischer bzw. pneumatischer Antrieb vorgesehen
sein, in dem der Ventilkörper durch Bohrungen im Innenrohr und in Stegen des Hohlkörpers
über eine im Außenrohr angeordnete Druckmittelversorgung betätigbar ist, wobei das
Ventil über zwei hermetisch gegeneinander abgedichtete Kammern verfügt, in die je
eine der Bohrungen mündet. Wird die anströmseitige Kammer mit hydraulischem bzw. pneumatischem
Druckmittel versorgt, so schiebt sich die Kappe gegen den Ventilsitz und verringert
den Strömungsquerschnitt bzw. unterbindet die Strömung ganz. Die Kappe sitzt auf dem
Außenumfang des Hohlkörpers.
[0008] Alternativ kann das Ventil durch Hebel betätigbar sein, die am Ventil angreifen und
durch im Außenrohr angeordnete Antriebe angetrieben sind. Dabei können die Hebel als
Gabelwippen ausgebildet sein, die durch die Stege einsetzbar und am Hohlkörper gelagert
sind. Die durch den Antrieb betätigten Gabelwippen betätigen ihrerseits einen im Hohlkörper
angeordneten Kolben, der die Kappen in oder entgegen der Strömungsrichtung verschiebt.
Als Antrieb für die Hebel ist ein hydraulisch bzw. pneumatisch betreibbarer Ringkolben
vorgesehen, der im Außenrohr gelagert ist. Dabei sind die antriebsseitigen Hebelenden
an einem Rotationslager angeordnet, dessen feststehender Teil am Ringkolben befestigt
ist. Die antriebsseitigen Hebelenden können jedoch auch elektromechanisch bzw. elektromagnetisch
betätigt werden, darüberhinaus kann das Ventil jedoch auch direkt elektromagnetisch
bzw. elektromechanisch angetrieben sein.
[0009] Ausführungsformen und weitere Vorteile der Erfindung sind im folgenden anhand von
Zeichnungen dargestellt und näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 in abgebrochener Darstellung eine Zielbohrstange mit darin angeordnetem Drosselventil
(Hebelbetätigung),
Fig. 2 Querschnitt des Drosselventils (druckmittelbetätigt),
Fig. 3 in abgebrochener Darstellung Querschnitt durch eine Zielbohrstange mit darin
angeordnetem Drosselventil, Draufsicht des Ventils (druckmittelbetätigt),
Fig. 4 anströmseitige Ansicht des Innenrohres mit darin angeordnetem Drosselventil.
[0010] In der Figur 1 ist in abgebrochener Darstellung eine Zielbohrstange allgemein mit
dem Bezugszeichen 1 versehen. Sie besteht aus einem im Bohrloch feststehenden Außenrohr
2, welches auf seiner Außenseite mit schwenkbar an diesem gelagerten, nicht dargestellten
Steuerleisten versehen ist, die sich an der Bohrlochwand abstützen und über hydraulisch
beaufschlagbare Zylinder einzeln verstellt werden können, um die Richtung des Bohrgestänges
zu korrigieren. Drehbar im Außenrohr 2 ist ein Innenrohr 3 gelagert. Drehfest mit
dem Innenrohr 3 verbunden ist konzentrisch in diesem ein allgemein mit 4 bezeichnetes
Drosselventil angeordnet. Das Drosselventil 4 besteht aus einem ringförmigen Grundkörper
5, in dem konzentrisch ein Hohlkörper 6 angebracht ist, der über Stege 7 und 8 mit
dem Grundkörper 5 verbunden ist. Die Stege 7 und 8 sind innen hohl ausgebildet und
fluchten mit Öffnungen 9 und 10 im Innenrohr 3. Die Öffnungen 9 und 10 münden in Kammern
11, die ringförmig um das Innenrohr 3 im Außenrohr 2 herumgeführt sind. Der Grundkörper
5 ist beidseitig offen, wobei eine Seite 12 verjüngt ausgebildet ist. Auch der Hohlkörper
6 ist beidseitig offen. Auf dem Außenumfang des Hohlkörpers 6 und zwar an seinem der
verjüngten Seite 12 des Grundkörpers 5 zugewandten Ende ist eine stromlinienförmige
Kappe 13 verschiebbar gelagert und mit Ringdichtungen 14 und 15 gegen den Hohlkörper
abgedichtet. An seinem anderen Ende verfügt der Hohlkörper 6 über eine weitere Kappe
16, die jedoch in dem durch das Hohlkörperende gebildeten Zylinder als Kolben geführt
und mit Ringdichtungen 17 und 18 gegen den Hohlkörper 6 abgedichtet ist. Die Kappen
13 und 16 sind mit einer Stange 19 verbunden. Dort, wo die Stange 19 den Stegbereich
passiert, greifen die abtriebsseitigen Enden 20 und 21 von als Gabelwippen 22 und
23 ausgebildeten Hebeln an der Stange 19 an. Die Gabelwippen 22 und 23 sind am Grundkörper
5 drehbar gelagert. Die antriebbseitigen Enden 24 und 25 der Gabelwippen 22 und 23
sind an Zapfen 26 befestigt. Die Zapfen 26 sind an einem Ring 27 angeordnet, der um
das Innenrohr 3 herumgeführt ist und drehbar an Rotationslagern 28 gelagert, die an
einem Ringkolben 29 befestigt sind. Der Ringkolben 29 ist lediglich in axialer Richtung
verschiebbar. Der Ringkolben 29 wird z.B. über Druckmittelkanäle 30 und 31 mit Druckmittel
beaufschlagt. Mit Hilfe der Dichtungen 32, 33 und 34 sind der Ringkolben und die Druckmittelkanäle
gegen das Außenrohr 2 abgedichtet. Wird der Ringkolben 29 im Ringraum 11 in eine Richtung
verschoben, so verschieben die Gabelwippen 22 und 23 die Stange 19 in die entgegengesetzte
Richtung. Die Stange 19, an der die Kappen 13 und 16 angeordnet sind, verschiebt somit
die Kappen 13 und 16 entweder in Richtung auf die verjüngte Öffnung 12 des Grundkörpers
5, wobei im Extremfall die Kappe 13 auf den Rand der Öffnung 12 aufliegt. Die Öffnung
12 mündet im Spülflüssigkeitskanal 35, der Spülflüssigkeit vom nicht dargestellten
Bohrlochmund zur ebenfalls nicht dargestellten Bohrkrone führt. Die Spülflüssigkeit
strömt auf die Kappe 13 zu, an dieser, dem Hohlkörper 6 und der Kappe 16 vorbei, zur
Bohrkrone. Nicht dargestellte Meßinstrumente im Außenrohr 2, die Meßwerte über den
Zustand der Zielbohrstange und deren Richtung aufnehmen, geben diese an einen ebenfalls
nicht dargestellten Wandler im Außenrohr 2 weiter, der die elektrischen Impulse in
hydraulische Impulse umwandelt, die über die Kanäle 30 und 31 den Ringkol- - ben 29
betätigen. Die Betätigung des Ringkolbens - 29 führt zur Verschiebung der Kappen 13
und 16 und somit zu Querschnittsveränderungen des Spülflüssigkeitsquerschnitts. Hierdurch
werden Druckpulse auf den Spülflüssigkeitsstrom übertragen, die durch geeignete Instrumente
am Bohrlochmund aufgefangen und weiterverarbeitet werden. Zum Einbau der Gabelwippen
und für Wartungsarbeiten ist der Ringraum 11 über Deckel 36 zugänglich.
[0011] In den Figuren 2 und 3 ist eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
dargestellt, wobei gleiche Teile wie in Figur 1 mit denselben Bezugszeichen versehen
sind. Im Unterschied zum Drosselventil gemäß Figur 1 werden die Kappen 13 und 16 hydraulisch
bzw. pneumatisch betätigt. Ein Ringkolben entfällt daher, ebenso wie die Gabelwippen.
Dafür sind in den Stegen Kanäle 40 und 41 sowie 42 und 43 vorgesehen, die mit Kanälen
44 bis 47 im Innenrohr 3 fluchten. Die Kanäle 40 bis 47 werden von einer, nicht dargestellten
Druckmittelversorgung im Außenrohr 2 beaufschlagt. Die Kanäle 40 bis 43 münden in
zwei voneinander getrennten Kammern 48 und 49 im Hohlkörper 6. Das Druckmittel strömt
je nach gewünschter Verschieberichtung der Kappen 13 und 16 in die Kammern 48 oder
49 und drückt somit entweder die Kappe 13 zur Öffnung 12 oder die Kappe 16 zur entgegengesetzten
Öffnung des Grundkörpers 5, wodurch sich die oben angesprochene Druckpulserzeugung
im Flüssigkeitsstrom ergibt. Durch entsprechende Gestaltung, der Durchmesserverhältnisse
von d1, d2 und d3 ergibt sich die Möglichkeit der hydrostatischen Druckkompensation.
[0012] Ist w1 = w2 = w3 = 0 so ist, abgesehen von der axialen Systemausdehnung (statisches
Druckgefälle)
p1 = p2 = p3
und über
d12-d22 = d32
ist durch die äußere Strömung (w = 0)
v1 = v2 = 0.
[0013] Das heißt: Der Strömungswiderstandskörper (Kappen 13 und 16 und Hohlkörper 6) ist
hydrostatisch druckkompensiert und erfährt keine Axialverschiebung durch die äußeren
Druckkräfte.
[0014] Ist w1 ≠ w2 * w3 dann ist über die Energiegleichung von Bernulli
p1≠ p2≠ p3.
D.h.: Das System arbeitet über
w3 < w2 < w1 und d12-d22 Ξ d32
[0015] unter Berücksichtigung der Strömungsverluste aus Form, Oberfläche und Strömungszustandsänderung
hydrodynamisch teildruckkompensiert und teilweise kraftkompensiert (axial).
1. Zielbohrstange, insbesondere für den Einsatz unter Tage, mit einer Fernübertragung
von Informationen aus einem Bohrloch während des Betriebes eines Bohrgerätes, mit
Hilfe der Spülflüssigkeit und Meßgeräten zur Ermittlung gewünschter Informationsdaten,
einem Wandler zum Umwandeln der Informationsdaten in eine kodierte Folge von Signalen,
einem den Strömungsquerschnitt für die Spülflüssigkeit beherrschenden verschieblich
angeordneten Drosselventil (13, 16), durch das dar Druck der Spülflüssigkeit im Bohrgestänge
veränderbar ist, einem in Abhängigkeit von den Signalen des Wandlers steuerbaren Antrieb
für Öffnungs- und Schließbewegungen des Drosselventils (13, 16) sowie einem am Bohrlochmund
angeordneten Meßwandler zum Messen des Druckes der Spülflüssigkeit und zum Rückwandein
der aufgenommenen Druckpulsfolgen in auswertbare Informationsdaten, wobei die im Bereich
des Bohrmeißels angeordnete Zielbohrstange (1) ein mit dem Bohrgestänge drehendes
Innenrohr (3) und ein konzentrisches äußeres stehendes Außenrohr (2) aufweist, in
dem ein in der Zielbohrstange (1) untergebrachter Steuerkreis mit einem Druckerzeuger,
dessen beweglicher Teil von dem Innenrohr (3) gebildet oder von einem Elektromotor
angetrieben ist, dessen Antrieb von dem Innenrohr (3) abgeleitet ist, und ein zur
Betätigung des Drosselventils (13, 16) vorgesehener Antrieb angeordnet sind, welches
einen drehfest mit dem Innenrohr (3) verbundenen Grundkörper (5) aufweist, dadurch
gekennzeichnet, daß das anströmseitige Ende (12) des Grundkörpers (5) verjüngt ist
und als Sitz für das in axialer Richtung des Bohrgestänges bewegliche Ventil dient,
das in einem im Grundkörper (5) konzentrisch angeordneten, über Stege (7, 8) mit dem
Grundkörper (5) verbundenen und beidseitig offenen Hohlkörper (6) geführt ist und
gegen den Hohlkörper (6) abgedichtet ist, und daß das Ventil (13, 16) mechanisch über
Hebel (22, 23) für die im Außenrohr (2) angeordneten Antriebe (29) oder hydraulisch
mit Hilfe von Bohrungen (40-43; 44-47) im Innenrohr (3) und in den Stegen (7, 8) des
Hohlkörpers (6) sowie eine im Außenrohr (2) angeordnete Druckmittelversorgung betätigbar
ist, wobei in dem Ventil (13, 16) zwei hermetisch gegeneinander abgedichtete Kammern
(48, 49) vorgesehen sind, in die je eine der Bohrungen (40, 43) mündet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß das Ventil (13, 16) anströmseitig
eine axial in Richtung auf den Hohlkörper (6) verschiebbare stromlinienförmige Kappe
(13) und abströmseitig eine im Hohlkörper (6) axial verschiebbare, stromlinienförmige
Kappe (16) aufweist.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Hebel (22, 23) als Gabelwippen ausgebildet sind, die durch die Stege (7, 8) einsetzbar
und am Hohlkörper (6) gelagert sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebel
(22, 23) über einen hydraulisch bzw. pneumatisch betriebenen Ringkolben (29) im Außenrohr
(2) betätigbar sind, wobei die antriebsseitigen Hebelenden an einem Rotationslager
(28) angreifen, dessen feststehender Teil am Ringkolben (29) befestigt ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die antriebsseitigen
Hebelenden elektromechanisch betätigbar sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die antriebsseitigen
Hebelenden elektromagnetisch betätigbar sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (13,
16) direkt elektromagnetisch bzw. elektromechanisch antreibbar ist.
1. Target drill string, especially for use underground, incorporating long distance
transmission of information from a borehole during operation of a drilling device
with the aid of the drilling fluid and measuring devices for the determination of
the desired data, a convertor for converting the data signals into a series of coded
signals, a movable regulating valve (13, 16) for controlling the flow cross- section
for the drilling fluid by means of which the pressure of the drilling fluid in the
drill string can be modulated, a drive controllable independently of the convertor
signals for opening and closing the regulating valve (13, 16) and a measurement transducer
arranged at the mouth of the borehole for measurement of the pressure of the drilling
fluid and for converting the detected pressure pulse trains back to usable data signals,
wherein the target drill string (1) in the region of the drill bit has an inner pipe
(3) rotatable with the drill string and a concentrically outwardly located outer pipe
(2), in which are arranged a control wheel housed in the target drill string (1) having
a pressure generator whose movable part is formed by the inner pipe (3) or is driven
by an elec- tromotor whose drive is derived from the inner pipe (3), and a drive provided
for operation of the regulating valve (13, 16), which has a basic member (5) connected
for rotation with the inner pipe (3), characterised in that the upstream end (12)
of the basic member (5) is tapered and serves as a seat for the valve which is movable
in the axial direction of the drill strings, the valve being guided in a hollow member
(6) which is arranged concentrically within the basic member (5), is connected by
lands (7, 8) with the basic member (5) and is open on both sides, and the valve being
sealed against the hollow member (6), and that the valve (13, 16) is operable mechanically
by levers (22, 23) for the drives (29) arranged in the outer pipe (2) or hydraulically
with the aid of throughholes (40-43; 44-47) in the inner pipe (3) and in the lands
(7, 8) of the hollow member (6) and a pressure supply arranged in the outer pipe (2),
wherein there are provided in the valve (13, 16) two chambers (48, 49) which are hermetically
sealed against each other and into which respective throughholes (40, 43) open.
2. Apparatus according to claim 1, characterised in that the valve (13, 16) has on
the upstream side a streamlined cap (13) which is axially movable in the direction
of the hollow member (6), and on the downstream side a streamlined cap (16) which
is axially movable in the hollow member (6).
3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterised in that the levers (22, 23)
are formed as forked rockers which are adjustable by means of the lands (7, 8) and
located on the hollow member (6).
4. Apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterised in that the levers
(22, 23) are operable by way of an hydraulically or pneumatically driven annular piston
(29) in the outer pipe (2), wherein the driven side of the lever ends engages a rotation
bearing (28) whose fixed part is fastened to the annular piston (29).
5. Apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterised in that the driven
side of the lever ends are operable electromechanically.
6. Apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterised in that the driven
side of the lever ends are operable electromagnetically.
7. Apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterised in that the valve
(13, 16) can be driven directly electromagnetically or electromechanically.
1. Tige de forage dirigée, destinée notamment à son utilisation soutérraine, comprenant
une transmission à distance d'informations provenant d'un trou de forage pendant le
fonctionnement d'un dispositif de forage à l'aide du liquide de lavage et d'appareils
de mesure destinés à détecter les données d'information désirées, un transducteur
pour transformer les données d'information en une succession codée de signaux, une
soupape d'étranglement (13, 16) montée de façon mobile et commandant la section de
passage du courant de liquide de lavage, soupape par laquelle la pression du liquide
de lavage peut être modifiée dans la colonne de tiges de forage, un dispositif de
commande des mouvements d'ouverture et de fermeture de la soupape d'étranglement (13,
16) pouvant être commandé en fonction des signaux du transducteur, ainsi qu'un transducteur
de mesure monté à l'embouchure du trou de forage pour mesurer la pression du liquide
de lavage et pour retransformer les successions d'impulsions de pression reçues en
valeurs d'information évaluables, la tige de forage dirigée (1) montée dans la région
du couteau de forage comprenant un tube interne (3) tournant avec la colonne de tiges
de forage et un tube externe vertical et concentrique (2) dans lequel sont disposés
un circuit de commande monté dans la tige de forage dirigée (1) et comprenant un générateur
de pression dont la partie mobile est constituée par le tube interne (3) ou qui est
entraînée par un moteur électrique dont l'entraînement est dérivé du tube interne
(3), et un mécanisme d'entraînement prévu pour l'actionnement de la soupape d'étranglement
(13, 16), laquelle soupape présente un corps de base (5) relié de façon fixe en rotation
au tube interne (3), caractérisée en ce que l'extrémité (12) du corps de base (5)
qui est située du côté de l'arrivée du courant va en diminuant et sert de siège pour
la soupape qui est mobile en direction axiale de la colonne de tiges de forage, qui
est guidée dans un corps creux (6) disposé concentriquement dans un corps de base
(5), relié à ce corps de base (5) par des nervures (7, 8) et ouvert à ses deux extrémités
et rendu étanche vis-à-vis du corps creux (6), et en ce que la soupape (13, 16) peut
être actionnée mécaniquement par des leviers (22, 23) prévus pour le mécanisme d'entraînement
(29) disposé dans le tube externe (2), ou hydrauliquement par des alésages (40-43;
40-47) formés dans le tube interne (3) et dans les nervures (7, 8) du corps creux
(6) ainsi que par une alimentation en agent de pression disposée dans le tube externe
(2), deux chambres (48, 49) rendues hermétiquement étanches vis-à-vis l'une de l'autre
étant prévues dans la soupape (13, 16), chambres dans lesquelles débouchent respectivement
chacun des alésages (40, 43).
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la soupape (13, 16)
comprend du côté de l'arrivée du courant un capuchon (13) de forme carénée et mobile
axialement en direction du corps creux (6) et du côté de la sortie du courant un capuchon
(16) caréné et mobile axialement dans le corps creux (16).
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérise en ce que les leviers (22,
23) sont constitués sous forme de fourches basculantes qui peuvent être logées dans
les nervures (7, 8) et qui sont montées sur le corps creux (6)..
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que
les leviers (22, 23) peuvent être actionnés par un piston annulaire (23) entraîné
hydrauliquement ou pneumatiquement dans le tube externe (2), les extrémités des leviers
qui sont du côté de l'entraînement coopérant avec un palier de rotation (28) dont
la partie fixe est fixée au piston annulaire (29).
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que
les extrémités des leviers qui sont du côté de l'entraînement peuvent être actionnés
électromécaniquement.
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que
les extrémités des leviers qui sont du côté de l'entraînement peuvent être actionnés
électromagnétiquement.
7. Dispositif selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la soupape (13,
16) peut être commandée directement électromagnétiquement ou électromécaniquement.