(57)【要約】  本発明は、本体（１６、２２）と、収縮した形態および拡張した形態の間を半径方向に展開させることができる心だし装置（４６）および閉鎖装置（４４）を備える半径方向に拡大可能な環状シーリング要素（１８）とを有するマンドレル（１０）に関する。前記マンドレルは、後退状態と展開状態の間を切り替わるように半径方向に拡大させることができる、シーリング要素から所定の長手方向距離のところにあるアンカー留め要素（２０）も備える。このマンドレル（１０）は、閉鎖装置（４４）をアンカー留め要素（２０）および心だし装置（４６）の後で半径方向に展開させるのに使用することができる順序付け手段（２４）を備える。少なくとも部分的に展開した形態では、この心だし装置（４６）は環状シーリング要素（１８）を通って延びる少なくとも１つの軸方向通路（６４）を画定する。この閉鎖装置（４４）は、その展開中にそのまたは各軸方向通路（６４）を閉鎖する。【選択図】図９
2010518279.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体循環パイプ（１２）内に挿入されるマンドレル（１０、２１０）であって、
−長手方向軸（Ｘ−Ｘ’）を有する本体（１６、２２）と、
−心だし装置（４６、２１２）および前記心だし装置（４６、２１２）を閉鎖するための装置（４４、２１４）を備え、各装置（４６、４４；２１４、２１２）を収縮した形態と拡張した形態の間を前記本体（１６、２２）に対して半径方向に展開可能であり、前記心だし装置（４６、２１２）および前記閉鎖装置（４４、２１４）がその前記拡張した形態にあるとき、前記パイプ（１２）に当接する連続周囲表面（４２）と前記本体（１６、２２）に当接する連続周囲表面（４３）とを画定する、半径方向に拡大可能な環状シーリング要素（１８）と、
−前記環状シーリング装置（１８）から所定の長手方向距離のところにあり、後退状態と、少なくとも１つの軸方向のパイプ（９６）の境界を定める展開状態の間を変位可能である、半径方向に拡大可能なアンカー留め要素（２０）と、
−前記閉鎖装置（４４、２１４）の前に前記心だし装置（４６、２１２）および前記アンカー留め要素（２０）を半径方向に展開可能な順序付け手段（２４）とを備える型式のマンドレルにおいて、
前記心だし装置（４６、２１２）は、前記環状シーリング要素（１８）を通って延びる少なくとも１つの軸方向通路（６４）を画定する少なくとも部分的に拡張した形態を有し、前記閉鎖装置（４４、２１４）は、前記閉鎖装置がその収縮した形態からその拡張した形態に展開させられるとき前記または各軸方向通路（６４）を半径方向に閉鎖し、前記アンカー留め要素（２０）は、前記閉鎖装置（４４、２１４）が半径方向に展開されるとき、基本的にその展開状態のままであることを特徴とするマンドレル（１０、２１０）。
【請求項２】
前記本体（１６、２２）が、前記心だし装置（４６、２１２）および前記閉鎖装置（４４、２１４）を半径方向に拡大するための第１の表面（３２）と前記アンカー留め装置（２０）を半径方向に拡大させるための第２の表面（９４）の境界を定め、前記アンカー留め装置（２０）は、前記第１の半径方向拡大表面（３２）に対して
−前記心だし装置（４６、２１２）および前記閉鎖装置（４４、２１４）がその前記収縮した形態にあり、前記アンカー留め要素（２０）がその前記後退状態にある遠隔位置と、
−前記心だし装置（４６、２１２）がその前記少なくとも部分的に拡張した形態にありかつ前記アンカー留め装置（２０）が少なくとも部分的に展開した状態にあり、前記または各軸方向通路（６４）および前記または各軸方向パイプ（９６）が少なくとも一部分で妨げられない中間心だし位置と、
−前記閉鎖装置（４６、２１４）が、前記心だし装置（４６、２１２）によって画定される前記または各軸方向通路（６４）を閉鎖するように、その前記拡張した形態にある近接閉鎖位置と
の間で長手方向に変位可能であることを特徴とする、請求項１に記載のマンドレル（１０、２１０）。
【請求項３】
前記本体（１６、２２）が、
−前記第１の半径方向拡大表面（３２）および前記第２の半径方向拡大表面（９４）のうちの１つを支持するスリーブ（１６）と、
−前記スリーブ（１６）内に摺動可能に取り付けられ、前記第１の半径方向拡大表面（３２）および前記第２の半径方向拡大表面（９４）のうちの他の１つを支持するチューブ（２２）とを備え：
前記心だし装置（４６）、前記シーリング装置（４４）および前記アンカー留め要素（２０）がこれらの部品の各々の間に配置される破壊可能な接続部材なしで前記本体（１６、２２）の周りに摺動可能に取り付けられることを特徴とする、請求項２に記載のマンドレル（１０、２１０）。
【請求項４】
前記第１の半径方向の表面（３２）が、前記心だし装置（４６、２１２）の半径方向拡大のための第１のカム経路（３８、４０）と前記閉鎖装置（４４、２１４）の半径方向拡大のための、前記第１のカム経路（３８、４０）と異なる輪郭形状を有する第２のカム経路（３８）とを画定し、前記第１のカム経路（３８、４０）が、前記心だし装置（４６、２１２）をその前記収縮した形態からその前記少なくとも部分的に拡張した形態まで移動させるための半径方向拡大段部（４０）と、前記心だし装置（４２、２１２）をその前記拡張した形態に半径方向に拡大させるための円錐表面（３８）とを備えることを特徴とする、請求項２または３のいずれかに記載のマンドレル（１０、２１０）。
【請求項５】
前記第１の半径方向拡大表面（３２）、前記第２の半径方向拡大表面（９４）、前記環状シーリング装置（１８）、前記アンカー留め装置（２０）および前記順序付け手段（２４）が、前記形態を、
−前記第１の半径方向拡大表面（３２）および前記環状シーリング装置（１８）が前記第２の半径方向拡大表面（９４）および前記アンカー留め装置（２０）の上方で長手方向に位置決めされる上側機能的形態と、
−前記第１の半径方向拡大表面（３２）および前記環状シーリング装置（１８）が前記第２の半径方向拡大表面（９４）および前記アンカー留め装置（２０）の下方で長手方向に位置決めされる下側機能的形態と
の間で変更するように、前記本体（１６、２２）から反転可能に取り外すことができることを特徴とする、請求項２から４のいずれか一項に記載のマンドレル（１０、２１０）。
【請求項６】
前記順序付け手段が前記アンカー留め要素（２０）をその前記後退状態に向かって弾性的に押圧するための第１の部材（１３６）と、前記心だし装置（４６、２１２）および前記閉鎖装置（４４、２０４）をその前記収縮した形態に向かって弾性的に押圧する第２の部材（１３８）とを備え、前記第１の押圧部材（１３６）および前記第２の押圧部材（１３８）は、最初に予応力が掛けられかつ前記第１の半径方向拡大表面（３２）と前記第２の半径方向拡大表面（９４）の間に直列に配置され、前記第１の押圧部材（１３６）が、前記心だし装置（４６、２１２）、前記アンカー留め要素（２０）、次いで前記閉鎖装置（４４、２１４）の連続順次展開を可能にするために、前記第２の押圧部材（１３８）のものと異なる大きさの剛性および／または最初の予応力を有することを特徴とする、請求項２から５のいずれか一項に記載のマンドレル（１０、２１０）。
【請求項７】
前記第２の半径方向拡大表面（９４）から所定の距離のところで前記第１の半径方向拡大表面（３２）の変位を阻止するための手段（２６）を備え、これらの阻止手段（２６）は、前記中間心だし位置を越えてのみ作動させることができることを特徴とする、請求項２から６のいずれか一項に記載のマンドレル（１０、２１０）。
【請求項８】
前記阻止手段（２６）が、
−前記第１の半径方向拡大表面（３２）を支持する第１の部材（１６）と一体の第１の歯付き表面（１７０）と、
−前記第２の半径方向拡大表面（９４）を支持する第２の部材（２２）と一体のピッチＰを有する第２の歯付き表面（１１６）と、
−前記第１の歯付き表面（１７０）と前記第２の歯付き表面（１１６）の間に配置される、少なくともＮ個の歯付きリング（１７２Ａ、１７２Ｂ）であって、Ｎが１より大きく、前記第１の半径方向拡大表面（３２）が前記第２の半径方向拡大表面（９４）に向かって変位させられるとき、前記Ｎ個のリング（１７２Ａ、１７２Ｂ）の各々を連続的にかつ周期的に使用することによって前記第１の歯付き表面（１７０）を前記第２の歯付き表面（１１６）と係合させるように、Ｐ／Ｎだけ長手方向にオフセットするピッチの歯を有する、少なくともＮ個の歯付きリング（１７２Ａ、１７２Ｂ）とを備えることを特徴とする、請求項７に記載のマンドレル（１０、２１０）。
【請求項９】
破壊可能な周囲部材（１２１）により前記操作チューブ（２２）に固定される牽引支持部（１２０）であって、前記牽引支持部（１２０）の周囲に沿って前記破壊可能な周囲部材（１２１）を穿孔することによって前記操作チューブ（２２）から取り外し可能である牽引支持部（１２０）を備え、前記破壊可能な周囲部材（１２１）が、前記牽引支持部（１２０）と前記操作チューブ（２２）の間の所定の長手方向分離力の影響の下で破壊されるべき一定の厚さの、ばねで荷重されるワッシャーであることを特徴とする、請求項２から８のいずれか一項に記載のマンドレル（１０、２１０）。
【請求項１０】
前記心だし装置（４６）が、前記心だし装置（４６）の前記拡張した形態で、前記長手方向軸（Ｘ−Ｘ’）周りで互いから所定の横方向距離にある複数の心だしブロックを備え、前記閉鎖装置（４４）が、その前記拡張した形態で前記心だしブロック（４６）の間に堅密に嵌合される複数の閉鎖ブロックを備え、かつ前記アンカー留め要素（２０）が前記長手方向軸（Ｘ−Ｘ’）の周りで角度的に配置される複数のアンカー留めドッグ（９０）を備えることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載のマンドレル（１０）。
【請求項１１】
前記心だし装置（４６）および前記閉鎖装置（４４）の各々が、各心だしブロック（４６）および各閉鎖ブロック（４４）を前記長手方向軸（Ｘ−Ｘ’）に向かって半径方向に押圧するための分岐（７０、７８）を備え、前記アンカー留め要素（２０）が、前記ドッグ（９０）を前記長手方向軸（Ｘ−Ｘ’）に向かって戻すための分岐（９２）を備えることを特徴とする、請求項１０に記載のマンドレル（１０）。
【請求項１２】
前記心だしブロック（４６）を半径方向に押圧するための前記分岐（７８）および／または前記戻り分岐（９２）が、前記本体（１６、２２）の周りを長手方向に摺動するように取り付けられるケージ（８０）の長手方向隙間と関連付けられていることを特徴とする、請求項１１に記載のマンドレル（１０、２１０）。
【請求項１３】
前記収縮した形態で、前記環状装置（１８）の半径方向の寸法が、前記本体（１６、２２）の最大半径方向寸法以下であることを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載のマンドレル。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか一項に記載のマンドレル（１０、２１０）を液体循環パイプ（１２）内に位置決めする方法において、
−前記マンドレル（１０、２１０）をパイプ（１２）内に挿入しかつ下降させる工程であって、前記心だし装置（４６、２１２）および前記閉鎖装置（４４、２１４）がその前記収縮した形態にあり、かつ前記アンカー留め要素（２０）がその前記後退状態にある工程と、次いで、前記マンドレルが前記パイプ内で所望の位置に到達するとき、
−前記アンカー留め要素（２０）および前記心だし装置（４６、２１２）を前記パイプ（１２）の内壁（１４）に少なくとも部分的に当接させ、かつ前記本体（１６、２２）を前記内壁（１４）から所定の距離に保持するように、前記心だし装置（４６、２１２）をその前記少なくとも部分的に拡張した形態に半径方向に展開させかつ前記アンカー留め装置（２０）をその前記展開状態に半径方向に展開させる工程であって、前記または各軸方向通路（６４）および前記または各軸方向のパイプ（９６）が、液体が前記または各軸方向通路（６４）をかつ前記または各軸方向パイプ（９６）を通過できるように少なくとも部分的に妨げられないままである工程と、次に、
−前記または各軸方向通路（６４）を閉鎖し、かつ、前記環状シーリング装置（１８）を前記パイプ（１２）に当接させるための周囲表面（４２）および前記環状シーリング装置（１８）を前記本体（１６、２２）に当接させるための周囲表面（４３）を画定するように、前記閉鎖装置（４４、２１４）をその前記拡張した形態に変位させる工程であって、前記周囲表面（４２、４３）が前記長手方向軸（Ｘ−Ｘ’）の周りの少なくとも周囲にわたって連続であり、前記閉鎖装置（４４、２１４）が半径方向に展開するとき前記アンカー留め要素（２０）が基本的にその前記展開状態のままである工程とを含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体循環パイプ内に挿入されるマンドレルであって、
−長手方向軸Ｘ−Ｘ’を有する本体と、
−心だし装置およびこの心だし装置を閉鎖するための装置を備え、各装置を収縮した形態と拡張した形態の間を本体に対して半径方向に展開可能であり、心だし装置および閉鎖装置がその拡張した形態にあるとき、パイプに当接する連続周囲表面と本体に当接する連続周囲表面とを画定する、半径方向に拡大可能な環状シーリング要素と、
−環状シーリング要素から所定の長手方向距離のところにあり、後退状態と、少なくとも１つの軸方向パイプの境界を定める展開状態の間を変位可能である、半径方向に拡大可能なアンカー留め要素と、
閉鎖装置の前に心だし装置およびアンカー留め要素を半径方向に展開可能な順序付け手段とを備える型式のマンドレルに関する。
【背景技術】
【０００２】
上記の種類のマンドレルは公知であり、ＮＰＲ（商標）の商品名でＢＡＫＥＲ  ＨＵＧＨＥＳにより販売されている。このマンドレルは環状シーリング要素および展開可能なアンカー留めドッグからなるアンカー留め要素を備える。この環状シーリング要素は、３つの軸方向にオフセットする変形可能な環状シールを備える。第１のシールは、マンドレルを心だしするためのアンカー留めドッグと同時にまたはその後で半径方向に展開させることができる。第２および第３の環状シールは、マンドレルの本体とパイプの間で、マンドレル周りのシーリングを実施するために引き続き半径方向に展開させることができる。
【０００３】
この種のマンドレルは、完全に満足すべきものではない。特に、アンカー留めドッグと同時に第１のシールを展開させることは、マンドレルとパイプの間の環状空間を実質的に完全にシールする。圧力下の液体がパイプ内を循環するとき、この結果この第１のシールは、マンドレルをパイプ内で軸方向に変位させようとする、「ピストン効果」の出現を助長する。この種の軸方向変位は、マンドレルの正確な位置決めを困難かつ信頼できないものにし、かつ何よりも危険にする。具体的には、マンドレルが押し出され、シールの損傷、不正確な位置決め、または動作不良に繋がる虞が存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、圧力下の液体が坑井内でマンドレルの周りを循環している間においても、安全で、信頼性高く、簡単かつ正確な方法で坑井内にしっかりと固定できるマンドレルを提供することが本発明の１つの目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的のために本発明は、心だし装置が環状シーリング要素を通って延びる少なくとも１つの軸方向通路を画定する少なくとも部分的に拡張した形態を有し、閉鎖装置は、閉鎖装置がその収縮した形態からその拡張した形態に展開するときそのまたは各軸方向通路を半径方向に閉鎖し、閉鎖装置が半径方向に展開するときアンカー留め要素が基本的にその展開状態のままであることを特徴とする、上記で述べた型式のマンドレルに関する。
【０００６】
本発明によるマンドレルは、個別にまたは任意の技術的に可能な（１つまたは複数の）組み合わせをとる１つまたは複数の以下の特徴、
−前記本体が、前記心だし装置および前記閉鎖装置を半径方向に拡大するための第１の表面とアンカー留め装置を半径方向に拡大させるための第２の表面の境界を定め、アンカー留め装置は、前記第１の半径方向拡大表面に対して、
−心だし装置および閉鎖装置がその収縮した形態にあり、アンカー留め要素がその後退状態にある遠隔位置と、
−心だし装置がその少なくとも部分的に拡張した形態にありかつアンカー留め装置が少なくとも部分的に展開した状態にあり、このまたは各軸方向通路およびこのまたは各軸方向パイプが少なくとも一部分で妨げられない中間心だし位置と、
−閉鎖装置が、心だし装置によって画定されるこのまたは各軸方向通路を閉鎖するように、その拡張した形態にある近接閉鎖位置と
の間で長手方向に変位可能であること；
−本体が、
−第１の半径方向拡大表面または第２の半径方向拡大表面のうちの１つを支持するスリーブと、
−スリーブ内に摺動可能に取り付けられ、第１の半径方向拡大表面または第２の半径方向拡大表面のうちの他の１つを支持するチューブとを備え；
心だし装置、シーリング装置およびアンカー留め要素がこれらの部品の各々の間に配置される破壊可能な接続部材なしで本体の周りに摺動可能に取り付けられること；
−第１の半径方向表面が、心だし装置の半径方向拡大のための第１のカム経路と閉鎖装置の半径方向拡大のための、第１のカム経路と異なる輪郭形状を有する第２のカム経路とを画定し、第１のカム経路が心だし装置をその収縮した形態からその少なくとも部分的に拡張した形態まで移動させるための半径方向拡大段部と、心だし装置をその拡張した形態に半径方向に拡大させるための円錐表面とを備えること；
−第１の半径方向拡大表面、第２の半径方向拡大表面、環状シーリング装置、アンカー留め装置および順序付け手段が、その形態を、
−第１の半径方向拡大表面および環状シーリング装置が第２の半径方向拡大表面およびアンカー留め装置の上方で長手方向に位置決めされる上側機能的形態と、
−第１の半径方向拡大表面および環状シーリング装置が第２の半径方向拡大表面およびアンカー留め装置の下方で長手方向に位置決めされる下側機能的形態
との間で変更するように、本体から反転可能に取り外すことができること；
−順序付け手段が、アンカー留め要素をその後退状態に向かって弾性的に押圧するための第１の部材と、心だし装置および閉鎖装置をその収縮した形態に向かって弾性的に押圧するための第２の部材とを備え、
−かつ第１の押圧部材および第２の押圧部材が最初に予応力が掛けられ、かつ第１の半径方向拡大表面と第２の半径方向拡大表面の間に直列に配置され、第１の押圧部材が、心だし装置、アンカー留め要素、次いで閉鎖装置の連続順次展開を可能にするために第２の押圧部材のものと異なる大きさの剛性および／または最初の予応力を有すること；
−それが第２の半径方向拡大表面から所定の距離のところで第１の半径方向拡大表面の変位を阻止するための手段を備え、これらの阻止手段が中間心だし位置を越えてのみ作動させることができること；
−阻止手段が、
−第１の半径方向拡大表面を支持する第１の部材と一体の第１の歯付き表面と、
−第２の半径方向拡大表面を支持する第２の部材と一体の、ピッチＰを有する第２の歯付き表面と、
−第１の歯付き表面と第２の歯付き表面の間に配置される、少なくともＮ個の歯付きリングであって、Ｎが１より大きく、第１の半径方向拡大表面が第２の半径方向拡大表面に向かって変位させられるとき、Ｎ個のリングの各々を連続的にかつ周期的に使用することによって第１の歯付き表面を第２の歯付き表面と係合させるように、Ｐ／Ｎだけ長手方向にオフセットするピッチの歯を有する、少なくともＮ個の歯付きリングとを備えること；
−それが、破壊可能な周囲部材により操作チューブに固定される牽引支持部であって、牽引支持部の周囲に沿って破壊可能な周囲部材を穿孔することによって、操作チューブから取り外し可能である牽引支持部を備え、かつ破壊可能な周囲部材が、牽引支持部と操作チューブの間の所定の長手方向分離力の影響の下で破壊されるべき一定の厚さの、ばねで荷重されるワッシャーであること；
−心だし装置が、心だし装置の拡張した形態で、長手方向軸Ｘ−Ｘ’周りで互いから所定の横方向距離にある複数の心だしブロックを備え、閉鎖装置が、その拡張した形態で心だしブロックの間に堅密に嵌合される複数の閉鎖ブロックを備え、かつアンカー留め要素が長手方向軸Ｘ−Ｘ’の周りで角度的に配置される複数のアンカー留めドッグを備えること；
−心だし装置および閉鎖装置の各々が、各心だしブロックおよび各閉鎖ブロックを長手方向軸Ｘ−Ｘ’に向かって半径方向に押圧するための分岐を備え、アンカー留め要素がドッグを長手方向軸Ｘ−Ｘ’に向かって戻すための分岐を備えること；
−心だしブロックを半径方向に押圧するための分岐および／または戻り分岐が、本体の周りを長手方向に摺動するように取り付けられるケージの長手方向隙間と関連付けられていること
を備えることができる。
【０００７】
本発明はさらに、上記で定義されるマンドレルを液体循環パイプ内に位置決めする方法に関し、それは以下の、
−マンドレルをパイプ内に挿入する工程であって、心だし装置および閉鎖装置がその収縮した形態にあり、アンカー留め要素がその後退状態にある工程と、次いで、
−アンカー留め要素および心だし装置をパイプの内壁に少なくとも部分的に当接させ、かつ本体を内壁から所定の距離に保持するように、心だし装置をその少なくとも部分的に拡張した形態に半径方向に展開させかつアンカー留め装置をその展開状態に半径方向に展開させる工程であって、このまたは各軸方向通路およびこのまたは各軸方向のパイプが、液体がこのまたは各軸方向通路およびこのまたは各軸方向のパイプを通過できるように少なくとも部分的に妨げられないままである工程と、次に、
−このまたは各軸方向通路を閉鎖し、かつ、環状シーリング装置をパイプに当接させるための周囲表面および環状シーリング装置を本体に当接させるための周囲表面を画定するように、閉鎖装置をその拡張した形態に変位させる工程であって、周囲表面が長手方向軸Ｘ−Ｘ’の周りの少なくとも周囲にわたって連続であり、この閉鎖装置が半径方向に展開するときアンカー留め要素が基本的にその展開状態のままである工程と
を含むことを特徴とする。
【０００８】
本発明は、純粋に例示の目的で与えられ、添付の図面を参照して行われる以下の説明を読むときより良く理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】液体循環パイプ内に導入されたときの、本発明による第１のマンドレルの中央軸方向平面に沿った断面図である。
【図２】図１の横断方向平面ＩＩに沿った断面図である。
【図３】マンドレルがパイプ内で中心に置かれたときの図１と類似の図である。
【図４】図２の横断方向平面ＩＶに沿った断面図である。
【図５】マンドレルがパイプ内でアンカー留めされたときの、マンドレルの図１と類似の図である。
【図６】図５の横断方向平面ＶＩに沿った断面図である。
【図７】シーリングが実施された後のマンドレルの図１と類似の図である。
【図８】図７の横断方向平面ＶＩＩＩに沿った断面図である。
【図９】図１のマンドレルの４分の３の外観斜視図である。
【図１０】図７のマンドレルの図９と類似の図である。
【図１１】図７でＸＩと表示された詳細部の拡大図である。
【図１２】マンドレルのシーリング要素およびアンカー留め要素が逆にされている、図７に類似の図である。
【図１３】本発明による第２のマンドレルの概略図である。
【図１４】図１３の横断方向平面ＸＩＶに沿った断面図である。
【図１５】シーリングが実施された後の図１３と類似の図である。
【図１６】図１５の横断方向平面ＸＶＩに沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１から図１０に示す本発明によるマンドレル１０の第１の実施形態は、用語「プロダクションチュービング」としても知られている、地下に配設される油井の生産パイプ１２内に導入されるものである。
【００１１】
マンドレル１０はパイプ１２内にしっかりと固定される。マンドレル１０は、圧力平衡化システムを備えるのが有利であるダウンホール工具、バルブ、ジャンクプッシャー、液体バイパスチューブ、またはプラグであり得る下側装置１１を有する。
【００１２】
図１から図８に示す例では、パイプ１２はマンドレル１０に対向する実質的に平滑な内壁１４を有する。したがってこのパイプ１２は、「ランディングニップル」と呼ばれる環状アンカー留めスロートを有しない。
【００１３】
図１から図１０に示すように、マンドレル１０は、頂部から底部に向けて、長手方向軸Ｘ−Ｘ’を有する上側スリーブ１６、内壁１４上でマンドレル１０の周りにシーリング障壁を生じさせるように半径方向に展開させることができる環状シーリング要素１８、およびマンドレル１０の半径方向に展開可能なアンカー留め装置２０とを備える。
【００１４】
この構成ではマンドレル１０は、マンドレル１０の下方の圧力がマンドレル１０の上方の圧力より高い坑井内で主として使用されるためのものである。それは、マンドレル１０の下方の圧力がマンドレル１０の上方の圧力よりわずかに低い坑井内でも使用することができるかもしれない。
【００１５】
マンドレル１０は、環状要素１８およびアンカー留め装置２０用の操作チューブ２２、要素１８の半径方向拡大を順序付けするための手段２４および上側スリーブ１６に対して操作チューブ２２をロックするための手段２６をさらに備える。
【００１６】
上側スリーブ１６およびチューブ２２は、軸Ｘ−Ｘ’を有する実質的に管状の本体を形成する。
この管状スリーブ１６は、図１の頂部から底部に向けて、位置決め工具を介してワイヤーライン作業ラインおよび取り除き工具（図示せず）に接続するためのキャップ２８、中空の中間管状部分３０および環状シーリング要素１８を支持するように坑井の底部に向かって収束する半径方向拡大部分３２とを備える。
【００１７】
変形形態では、キャップ２８は中空チューブ（「コイル管」）展開ラインまたは下降ドリルストリングを受け入れることもできる。
別の変形形態ではこのキャップは、連結パッカーまたは「跨座パッカー」、または同じ方向にまたは対向する方向に位置決めされる別のマンドレル１０との界面を形成する。
【００１８】
スリーブ１６は、その全長に亘って、軸Ｘ−Ｘ’を有する内部通路３４の境界を定めており、内部通路３４は、スリーブ１６の上側および下側端部で開口する。
連結キャップ２８は、マンドレル１０を坑井内で展開させ坑井からそれを後退させるように、ワイヤーライン作業ライン（図示せず）に連結するための連結ヘッドを受け入れるスロートを備える。このワイヤーライン作業ラインは、例えば本出願人のフランス国特許出願公開第８４８３６３号に記載されている。
【００１９】
中間管状部分３０は、キャップ２８の下にねじ込まれる。それは、キャップ２８の近傍で、解放可能なロック手段２６を受け入れるための環状スロート３３を画定する。この環状スロート３３は、内部通路３４内に開口している。
【００２０】
以下でより詳しく説明するように、管状部分３０は、通路３４内の半径方向拡大部分３２近傍で、操作チューブ２２の下側停止部３６の境界を定めている。
半径方向拡大部分３２は外側に、円錐上側表面３８を有し、円錐上側表面３８は、環状シーリング要素１８および円錐表面３８の下に位置する心だし段部４０に当接させるための円錐上側表面３８を有する。
【００２１】
円錐表面３８は、坑井の底部に向かって収束する。それは軸Ｘ−Ｘ’周りの周囲に亘って延びている。
各心だし段部４０は、円錐表面３８の延長部内で下向きに延びる、軸Ｘ−Ｘ’周りの一定の直径の周囲表面を有する。この段部４０は、円錐表面３８の下側端部における厚さとほぼ同じ厚さを有する。
【００２２】
段部４０は、軸Ｘ−Ｘ’の周りで互いから間隔があいている。段部４０の間には、チューブ２２によって内部的に境界が定められるノッチが画定されている。
半径方向拡大部分３２は、底部から頂部に向けて、各段部４０に沿って円錐表面３８に続くように延びる第１の軸方向のカム経路を画定する。
【００２３】
それは、２つの段部４０の間の各ノッチ内でチューブ２２に沿って、次いで円錐表面３８に沿って軸方向に延びる第２の軸方向カム経路を画定する。
図１０に示すように、この環状シーリング要素１８は、長手方向軸Ｘ−Ｘ’周りの外部周囲表面４２および内部周囲表面４３に沿って、マンドレル１０のシーリング装置を形成する上側シーリングブロック４４の交互するパターンと、マンドレルの心だし装置１０を形成する複数の下側心だしブロック４６とを備える。
【００２４】
この心だし装置およびシーリング装置の各々は、軸Ｘ−Ｘ’に向かって、操作チューブ２２に対して各ブロック４４、４６を半径方向に後退させるための手段４７Ａ、４７Ｂを備える。
【００２５】
上側ブロック４４および下側ブロック４６は、本出願人のフランス国特許出願第０５１２４３５号に開示するように、長手方向軸Ｘ−Ｘ’に沿って上部と下部を突き合わせて配設される。
【００２６】
図１０に示す例では環状要素１８は、３個の上側ブロック４４と３個の下側ブロック４６を備える。各ブロック４４、４６は、パイプ１２に当接させるための外部面４８、スリーブ１６に当接させるための内部面５０および面４８と５０を連結する２つの横方向拡大表面５２Ａ、５２Ｂの境界を定める。
【００２７】
各ブロック４４、４６は、図１０の軸Ｘ−Ｘ’に対して実質的に直角な下側表面５４Ａおよび上側表面５４Ｂをさらに備える。
各外部面４８は、軸Ｘ−Ｘ’周りの実質的に円筒状形状のものであり、外部周囲表面４２の一部をなす。各内部面５０は軸Ｘ−Ｘ’に沿って頂部に向かって収束する円錐状形状のものであり、内部周囲表面４３の一部をなす。この内部面５０は、スリーブの円錐表面３８に対して実質的に共役の形態のものである。
【００２８】
横方向表面５２Ａ、５２Ｂは、軸Ｘ−Ｘ’を有する実質的にらせん形状のものである。
下側ブロック４６および上側ブロック４４は、各台形の高さが長手方向軸Ｘ−Ｘ’に対して平行な、側面から見るとき全体的に台形形状のものである。
【００２９】
したがって、各上側ブロック４４の横表面５２Ａ、５２Ｂは、互いから広がって軸Ｘ−Ｘ’に沿って上向きに進み、一方、各下側ブロック４６の横表面５２Ａ、５２Ｂは、互いに向かって収束し同じ方向に進む。
【００３０】
各ブロック４４、４６は、中央金属アーマチュア５６と、アーマチュア５６の両側に取り付けられる、パイプ１２に対してシーリングするための外部パッキン５８およびスリーブ１６に対してシーリングするための内部パッキン６０とを備える。
【００３１】
アーマチュア５６は、実質的にｌ字形状の横断面を有する。したがって、アーマチュア５６の上側縁部および下側縁部は、上側縁部および下側縁部の厚さより薄い厚さの中央コアによって相互連結される。
【００３２】
この上側および下側縁部は、中央コアとともに、それぞれパッキン５８および６０を受け入れる外部環状凹部および内部環状凹部の境界を定める。これらの凹部は、ブロック４４、４６の横表面５２Ａ、５２Ｂ上に横方向に開き、上側縁部および下側縁部によって長手方向に閉じられる。したがって、パッキン５８、６０の流れは内部および外部凹部内で長手方向で収容される。
【００３３】
この上側縁部は、中央コアのどちら側にも、パイプ１２の内壁とスリーブ１６の円錐表面３８と接触するときパッキン５４、５６の変形の影響下で、軸方向にかつ／または半径方向上向きに変形することができるリップを備える。
【００３４】
アーマチュア５６は、例えば金属から製造される。パッキン５８、６０は、例えばエラストマーまたはプラスチックから製造される。内部パッキン５８は、円錐表面３８に当接して配設され、一方外部パッキン６０は、パイプ１２の内壁１４に当接させられるようになされている。パッキン５８、６０は、例えばアーマチュア５６上にオーバーモールドすることによって製造できる。
【００３５】
一変形形態ではこのアーマチュア５６は、プラスチック材料から製造することができる。さらなる変形形態ではこのパッキン５８は、アーマチュア５６より柔らかい金属、例えば鉛から製造することができる。
【００３６】
図１から図７に示すように、下側心だしブロック４６は、チューブ２２に当接して収縮した形態、部分的に拡張した心だし形態および円錐表面３８に当接して完全に拡張した形態の間で、第１のカム経路上を本体に対して相対的に長手方向にかつ半径方向に変位可能である。
【００３７】
以下で詳細に説明するように、上側シーリングブロック４４は、下側ブロック４６上で長手方向にオフセットした、半径方向に収縮した形態と、下側ブロック４６の間に嵌り込んで完全に拡張した形態の間で、第２のカム経路上で本体に対して相対的に、下側ブロック４６と協調した方法で半径方向にかつ長手方向に変位可能である。
【００３８】
図１から図９に示すその収縮した位置では、下側ブロック４６は、段部４０の下で操作チューブ２２に当接して配設される。したがって、下側ブロック４６は、最小の半径方向寸法を有する。
【００３９】
この形態では、上側ブロック４４も、円錐表面３８およびチューブ２２に部分的に当接してその収縮した位置をとる。
上側ブロック４４は、下側ブロック４６に対して長手方向上向きにオフセットしている。したがって、上側ブロック４４の上側表面を下側ブロック４６の上側表面から隔てる距離は最大限のところにあり、したがってブロック４４、４６は間隔を置いた位置にある。
【００４０】
この結果環状要素１８は部分的に引き出され、最小の半径方向寸法を有する。この形態でマンドレル１０は、マンドレル１０がパイプ１２内に付着する虞を制限しかつパイプ１２を通過する液体の流れに抗したその下降を容易にし、さらに環状装置１８も保護しながら、パイプ１２内に安全にかつ容易に輸送することができる。
【００４１】
図２に示すその部分的に拡張した形態では、下側ブロック４６は、２つの上側ブロック４４の間で心だし段部４０に当接することができるように、上側ブロック４４に対して上向きに長手方向に変位している。こうして下側ブロック４６は、パイプ１２の内壁１４に当接されるランナーを形成する、部分的に半径方向に拡張した形態にある。上側ブロック４４は、下側ブロック４６の半径方向拡大によって自由になった空間内で、その実質的に収縮した形態に維持される。
【００４２】
図４に示すように、下側ブロック４６および上側ブロック４４はそれらの間に、環状要素１８を横切って、軸方向のノッチの形態の流体循環のための軸方向通路６４の境界を定める。この通路６４は、流体が通過するように部分的に非係合状態にある。
【００４３】
各軸方向通路６４は、２つの隣接する下側ブロック４６の横縁部５２Ａ、５２Ｂの間を横に延びる。各軸方向通路６４は、隣接する下側ブロック４４の外部面４８に対して半径方向に軸Ｘ−Ｘ’寄りに位置する上側ブロック４６の外部面４８によって、軸Ｘ−Ｘ’に向かって境界を定められる。
【００４４】
このように通路６４は、環状装置１８を横切って延び、２つの下側ブロック４４の間で環状装置１８を横切って上向きおよび下向きに開口する。通路６４は、下側ブロック４４の外部面４８によって画定される円筒状容積内を半径方向に延びる。
【００４５】
図７および図１０に示す上側ブロック４４および下側ブロック４６の拡張した形態では、下側ブロック４６の上側縁部を隣接する上側ブロック４４の上側縁部から隔てる距離は最小限のところにあり、かつブロック４４、４６は互いに嵌り込んだ近接位置にある。
【００４６】
以下で分かるように、ブロック４４、４６の横表面５２Ａ、５２Ｂを隣接するブロック４６、４４の横表面５２Ｂ、５２Ａ上で摺動させることによって、上側ブロック４４の間に下側ブロック４６を嵌め込むことは、同時的な半径方向および円周方向の角部の効果による環状要素１８の半径方向拡大に繋がる。このように、下側ブロック４６の間で境界を定められた軸方向の通路６４は、上側スリーブ１６の周りで、環状要素１８中にシールを形成するように、上側ブロック４４によって完全に閉じられる。
【００４７】
このように環状要素１８は、少なくとも軸Ｘ−Ｘ’周りの周囲を連続する実質的に円筒状外部周囲表面４２と、少なくとも軸Ｘ−Ｘ’周りの周囲を連続する内部周囲表面４３を有する最大半径方向寸法を有する。
【００４８】
拡張した形態では、各ブロック４４、４６の外部および内部環状凹部はそれぞれ、隣接するブロック４４、４６内の外部および内部凹部内に開口し、このとき、内部および外部パッキン５８、６０は、少なくとも軸Ｘ−Ｘ’周りの周囲上を連続して延びる。したがって外部パッキン５６は、パイプ１２の壁１４に当接される外部周囲表面４２を画定する。内部パッキン６０は、少なくとも軸Ｘ−Ｘ’の周りの周囲上で連続する、スリーブ１６の表面３８に当接する内部周囲表面４３を画定する。
【００４９】
さらに、ブロック４４、４６の上側縁部の各横端部は、隣接するブロック４４、４６の上側縁部の横端部に少なくとも部分的に当接する。同様に、ブロック４４、４６の各下側縁部の横端部は、各隣接するブロック４４、４６の下側縁部の横端部に当接する。したがって、内部および外部環状凹部は、環状要素１８の全周に亘って長手方向に閉じられている。
【００５０】
拡張した形態での環状要素１８の半径方向寸法の、収縮した形態での環状要素１８の半径方向の寸法に対する比は、１．０５と１．５０の間であり、好ましくは１．１５より大きい。したがって収縮した形態での環状要素１８は、拡張した形態での前記要素の半径方向寸法内に収容され、有利にはスリーブ１６の半径方向寸法内に収容される。
【００５１】
上側ブロック４４用の半径方向後退手段４７Ａは、各ブロック４４に対し、長手方向上側後退分岐７０および分岐７０を連結する下側環状ベース７２とを備える。
各分岐７０は、上側ブロック４４に固定される上側端部７４と環状リング７２内に一体化される下側端部７６の間を延びる。
【００５２】
各上側分岐７０は、上側ブロック４４を軸Ｘ−Ｘ’に向かって半径方向に、円錐表面３８および操作チューブ２２に押さえ付けるようにすることができるように構成される。このリング７２および下側端部７６は、軸Ｘ−Ｘ’の周りを回転不能であり、操作チューブ２２上を心だし段部４０の下で長手方向に摺動できるように取り付けられる。
【００５３】
環状ベース７２は、チューブ２２に対して長手方向に摺動できるように取り付けられる。それは、下側ブロック４６の後退手段４７Ｂの摺動のための長手方向通路８６の境界を定める。チューブ２２とベース７２の間に、壊れやすい接続部材は位置決めされていない。
【００５４】
下側ブロック４６の後退手段４７Ｂは、各ブロック４６に対して、長手方向後退分岐７８と、長手方向分岐７８が取り付けられる周囲ライナー８０とを備える。
後退分岐７８は、下側ブロック４６に固定される上側端部８２と軸Ｘ−Ｘ’の摺動によって通路８６を横切ってライナー８０に連結される下側端部８４の間を延びる。
【００５５】
ライナー８０は、操作チューブ２２の周りを長手方向に移動可能であり得るように取り付けられる。それは、チューブ２２を実質的に完全に覆うようにアンカー留め要素２０とシーリング要素１８の間を延びる。チューブ２２とライナー８０の間には、壊れやすい接続部材は位置決めされない。
【００５６】
ライナー８０は後退分岐７８の反対側を延び、下側分岐７８の下側端部８４よりわずかに大きい長さの長手方向通路８６の境界を定める。シールがマンドレル１０の周りに形成された後、圧力の影響下での下側ブロック４６のわずかな上向きの変位を可能にするように、通路８６内で各端部８４の軸Ｘ−Ｘ’でのわずかな軸方向摺動が可能である。
【００５７】
各下側ブロック４６の下側表面５４Ａは、位置決めの間、ライナー８０の上側縁部に当接して配置される。
アンカー留め要素２０は、環状シーリング要素１８に対して長手方向にオフセットしている。この点に関連して、要素１８はマンドレル１０の上側端部の近傍に置かれ、一方アンカー留め要素２０は、マンドレル１０の下側端部の近傍で操作チューブ２２の下側部分に置かれる。
【００５８】
アンカー留め要素２０をシーリング要素１８から隔てている距離は、ブロック４４、４６の拡張した形態での、シーリング要素の外側直径の少なくとも２倍より大きい。
アンカー留め要素２０は、軸Ｘ−Ｘ’周りに角度を持って分布される複数のアンカー留めドッグ９０と、各ドッグ９０に対して、ドッグ９０を軸Ｘ−Ｘ’に向かって半径方向に押圧するための分岐９２を備える。
【００５９】
アンカー留めドッグ９０は、パイプ１２の内壁１４との歯付き係合のための歯の付いた外部周囲表面を有する。
それらは、位置決めの間ライナー８０の下側縁部の下に当接して配置される上側表面を有する。
【００６０】
以下で分かるように、ドッグ９０は、操作チューブ２２に対して後退した状態と、下側ブロック４６と上側ブロック４４の間で境界を定められる軸方向通路６４の閉鎖の前に達成される半径方向に展開した状態の間を、チューブ２２の円錐表面９４に沿って半径方向に展開可能である。
【００６１】
下側円錐表面９４は、上向きにかつ上側円錐表面３８に向かって収束する。
展開状態では、ドッグ９０はそれらの間に、液体の通過を許容する長手方向パイプ９６の境界を定める。
【００６２】
後退分岐９２は、ドッグ９０に固定される下側端部９８と、軸Ｘ−Ｘ’での摺動によって後退ライナー８０の下側縁部の上部に連結される上側端部１００との間を、長手方向上向きに延びる。分岐９２は、ドッグ９０を軸Ｘ−Ｘ’に向かって半径方向に押圧し、下側円錐表面９４とチューブ２２に当接させる。
【００６３】
操作チューブ２２は、管状スリーブ１６内で摺動できるように取り付けられる。それは、通路３４内に配設される上側部分１０とスリーブ１６の外側に長手方向下向きに突起する下側部分１１２とを備える。下側装置１１は、下側部分１１２の下側端部上にねじ留めされる。
【００６４】
チューブ２２は、その上側端部のところで開口する、軸Ｘ−Ｘ’を伴う中空中央開口部１１５を画定する。
以下で分かるように、その外側上には、上側部分１１０は平滑な上側区域とロック手段２６と協働するためのピッチＰのラチェット歯１１６が設けられた下側区域とを有する。
【００６５】
上側部分１１０は、チューブ２２の下側位置を超える下向きの変位を防止するための下側停止部３６と協働することができる環状リブ１１８によって下側の境界が定められる。リブ１１８は、ロック手段２６上でマンドレル１０に加えられる差圧によって付加される力を低下させるのを可能にする作用ピストンを形成する。
【００６６】
チューブ２２は、位置決め工具と係合するための、開口部１１５内に配設される牽引支持部１２０をさらに備える。
牽引支持部１２０は、リブ１１８の近傍に配置される。それは、較正された壊れやすいディスク１２１によって、操作チューブ２２の壁に連結される。
【００６７】
チューブ２２の壁は、外部環状凹部１２２Ａを画定する。凹部１２２Ａは、剪断マトリックス１２２Ｂおよびマトリックス１２２Ｂの下に配置される壊れやすいディスク１２１の外部部分１２２Ｃを受け入れる。
【００６８】
支持壁１２０は、外部凹部１２２Ａに対向して位置決めされる、内部環状凹部１２３Ａを画定する。凹部１２２Ａは、環状圧縮打ち抜き具１２３Ｂおよびディスク１２１の内部部分１２３Ｃを受け入れる。打ち抜き具１２３Ｂおよびマトリックス１２２Ｂは、セラミックから製造するのが有利である。
【００６９】
ディスク１２１は、チューブ２２を支持部１２０から解放するために支持部１２０の周囲に沿って穿孔することによって、その外部部分１２２Ｃとその内部部分１２３Ｃの間で切断することができる。
【００７０】
穿孔によるこの切断によって、ディスク１２１を形成する厚さおよび材料を選択することによってディスク１２１を切断するのに必要な破壊力を単純な方法で制御するのが可能になる。この切断は清潔であり、切断後にチューブ２２の残骸の存在が避けられ、かつチューブ２２の内部表面が平滑に維持され、侵食の原因である流れの特異性を防止することが可能になる。
【００７１】
操作チューブ２２は、上側ブロック４４および下側ブロック４６がそれらの収縮した位置にある下側休止位置（図１）と、下側ブロック４６が心だし段部４０に当接してその部分的に拡張した位置にある第１の中間心だし位置（図３）と、アンカー留めドッグ９０がその展開状態にあり、軸方向の通路６４が非係合状態のままである第２の中間アンカー留め位置（図５）と、上側ブロック４４および下側ブロック４６が互いに嵌り込み、軸方向通路６４を閉鎖するようにスリーブ１６の周りにシールされた環状アセンブリを形成する上側シーリング位置（図７）との間を、スリーブ１６に対して長手方向に移動可能である。
【００７２】
以下で分かるように、順序付け手段２４は、アンカー留めドッグ９０をその後退状態に向けて押圧するための下側ばね１３６と、下側ブロック４６および上側ブロック４４をその収縮した形態に向かって押圧するための上側ばね１３８とをさらに備える。
【００７３】
下側停止部１３０は、下側装置１１の上方で操作チューブ２２の周りを延びている。
それは、部分的にライナー８０によって覆われ、ドッグを円錐表面９０上で後退させるように分岐９２に対向して延びる。下側停止部１３０は、下側ばね１３６の当接のための上側半径方向表面１４０を有する。
【００７４】
中間停止部１３２は、ライナー８０と一体である。それは、ライナー８０からチューブ２２に向かって半径方向に突出する。それは、チューブ２２に当接する内部周囲表面１４２と、表面１４２の両側に、下側ばね１３６を当接させる下側半径方向表面１４４および上側ばね１３８を当接させる上側半径方向表面１４６を有する。
【００７５】
スリーブ１６と一体の上側停止部１３４は、操作チューブ２２の周りで、円錐表面３８の下かつ段部４０の下を延びている。停止部１３４は、上側ブロック４４を後退させるための長手方向分岐７０の下側端部７６の摺動のための通路の境界を内部的に定め、そこでは下側端部７６が長手方向に摺動可能なように受け入れられる。
【００７６】
上側停止部１３４は、上側ばね１３８を当接させるための下側表面１５０を有する。
ばね１３６、１３８は、直列に取り付けられる。それらは、停止部１３０と１３２の間で、かつ停止部１３２と１３４の間で、それぞれチューブ２２の下側の休止位置で、最初に予応力を掛けて維持される。
【００７７】
下側ばね１３６はつる巻きばねまたは波型コイルを有するばねである。それは、操作チューブ２２と外部ライナー８０の間に半径方向に取り付けられる。それは一方では下側停止部１３０の上側表面１４０に長手方向に当てられ、他方では移動可能な中間停止部１４４の下側当て表面１４４に当てられる。
【００７８】
上側ばね１３８もつる巻きばねまたは波型コイルを有するばねである。それは、操作チューブ２２とライナー８０の間に半径方向に取り付けられる。それは一方では中間停止部１３２の上側表面１４６に長手方向に当接し、他方では上側停止部１３４の下側表面１５０に当接する。
【００７９】
ばね１３６、１３８のそれぞれの剛性および／またはばね１３６、１３８に加えられるそれぞれの最初の予応力は、衝撃なしで下側ブロック４６、アンカー留めドッグ９０および上側ブロック４４の順次展開を達成できるように、相当に異なることができるように選択される。
【００８０】
この実施形態では、下側ばね１３６の剛性は、上側ばね１３８の剛性より１．３倍大きくすることができるように、かつ下側ばね１３６と上側ばね１３８の予応力が実質的に等しくなるように選択される。
【００８１】
この順序付け手段２４は、どのような壊れやすい接続部材も有さない。したがって、下側ブロック４６、上側ブロック４４およびアンカー留め要素２０は、壊れやすい接続部材が間に配置されることなくチューブ２２とスリーブ１６の周りを摺動できるように取り付けられ、展開順序はばね１３６、１３８の剛性比および／またはその最初の予応力の比の選択によって純粋に達成される。
【００８２】
ロック手段２６は、図１、３、５、７および１１の頂部および底部のところに、チューブ２２を解放するためのリング１６２とチューブ２２をロックするためのクランプ１６４とを備える。
【００８３】
解放リング１６２は、実質的に円筒状のスリーブによって形成される。
リング１６２は、クランプ１６４を保持する上側位置と前記クランプ１６４を弾性的な後退によって解放する下側位置の間を変位可能である。それは、環状凹部１６７の境界を外部的に定める。
【００８４】
クランプ１６４も管状である。それは、長手方向位置をロックするための上側ロックフランジ１６８と、軸方向にスロットのあるチューブ２２と係合するための、内部歯付き表面１７０とを備える。
【００８５】
軸方向にスロットの付いた上側リング１７２Ａと軸方向にスロットの付いた下側リング１７２Ｂは、表面１７０とチューブ２２の間で、歯付き内部表面１７０と外側で係合する。各中間リング１７２Ａ、１７２Ｂは、チューブ２２と係合するための内部表面および歯付き外部表面１７４Ａ、１７４Ｂを有する。
【００８６】
歯付き表面１７４Ａ、１７４Ｂは、歯１１６のピッチに等しい同じピッチ「Ｐ」のものである。しかしながら、表面１７Ａ、１７４Ｂは、歯１１６が歯付き表面１７４Ａ、１７４Ｂのそれぞれと連続して周期的に係合できるように、歯が半ピッチ「Ｐ／２」の長手方向オフセットを有するように歯付き表面１７０内にねじ込まれている。
【００８７】
歯付き表面１７０のどちら側の各スロット内にも導入されるペグ１７６Ａ、１７６Ｂが、歯付き表面１７０に対する各リング１７２Ａ、１７２Ｂの角度位置を維持する。
ロッククランプ１６４は、フランジ１６８がスリーブ１６の環状スロート３３内に受け入れられる、チューブ２２を遮断する上側位置と、フランジ１６８が解放リングの凹部１６７内に受け入れられる下側位置との間を軸方向に移動可能である。
【００８８】
本発明によるマンドレル１０の機能を次に説明する。
最初に、図１に示すように、マンドレル１０は、パイプ１２内に下降した形態で位置決めされる。
【００８９】
この目的のために、チューブ２２は下側の休止位置に配置され、そこではスリーブ１６上の上側円錐表面３８とチューブ２２上の下側円錐表面９４を隔てる距離が最大限のところにある。
【００９０】
この位置では、環状リブ１１８は停止部３６に当接して配設される。後退ばね１３６および１３８がチューブ２２を、前記ばねの予応力に起因してその下側位置に保持する。
下側ブロック４６および上側ブロック４４は、チューブ２２に対してその収縮した形態にある。したがって、下側ブロック４６は段部４０の下で下側分岐７８によってチューブ２２に当接して保持される。上側ブロック４４は、下側ブロック４６に対して長手方向に上向きにオフセットしている。
【００９１】
上側ブロック４４も、上側分岐７０によって生じる半径方向後退効果の下で、チューブ２２に当接させられる。したがってこの環状装置１８は、本体１６、２２のおよびライナー８０の最大半径方向寸法より小さなまたはそれと等しい最小の半径方向寸法をとる。
【００９２】
同様に後退分岐９２は、アンカー留めドッグ９０を円錐表面９４の上方でチューブ２２に当接させて保持する。したがって、ドッグ９０はその後退状態にあり、環状要素１８およびドッグ９０を損傷させるいかなる虞もなく、パイプ１２内の容易な下降が可能になる。
【００９３】
マンドレル１０とパイプ１２の内壁１４の間の最小隙間は、最大にかつパイプ１２内に存在する液体の流れに抗したマンドレル１０の変位に起因する問題点を制限するのに十分に広くなり、あるいはマンドレル１０が流れによって引き摺られることを防止する。
【００９４】
この下降形態では解放リング１６２は、環状スロート３３の所定の位置にロックされる、ロッククランプ１６４の上側フランジ１６８上に環状凹部１６７が延びるような方法で配設される。
【００９５】
さらに位置決め工具が、坑井内への下降の前に、牽引支持部１２０と連結キャップ２８と協働するように中央開口部１１５内に挿入される。
したがってこの工具は、キャップ２８に当接されかつ／またはキャップ上に引っ掛けられた固定部分（図示せず）と、牽引支持部１２０内に埋め込まれる移動可能部分（図示せず）とを有する。
【００９６】
したがってマンドレル１０は、位置決め工具を作業ライン上で引っ掛けることによってパイプ１２内に下ろされる。
マンドレル１０が坑井内の所望の位置に到達するとき、この位置決め工具は、スリーブ１６をパイプ１２に対して長手方向に固定しながらこの牽引支持部１２０を上向きに変位させる。この結果チューブ２２は、その休止位置から図３に示すその第１の中間心だし位置まで移動する。
【００９７】
この変位中、上側ブロック４４および下側ブロック４６は一緒に上向きに変位させられる。下側ブロック４４は、パイプ１２の内壁１４に部分的に当接することができるように心だし段部４０上で変位し、部分的に半径方向に拡大される。
【００９８】
上側ブロック４４は、下側ブロック４６の半径方向拡大によって空けられた空間内に挿入される。
操作チューブ２２が上向きに変位させられるとき、その剛性および／または最初の予応力を考慮に入れて、下側ばね１３６が上側ばね１３８に対して停止部１３０、１３２の間で圧縮されるのが好ましい。その結果、下側停止部１３０が中間停止部１３２に近づく経路は、中間停止部１３２が上側停止部１３４に近づく経路より高くなる。
【００９９】
これにより、円錐表面９４上でのアンカー留めドッグ９０の変位が生じ、下側ブロック４６が衝撃なく少なくとも部分的に拡張した形態へ展開すると同時に、ドッグ９０が部分的に半径方向に拡大する。
【０１００】
下側ブロック４６およびドッグ９０が半径方向に展開させられるとき、それらはマンドレル１０を半径方向に心だしするためのランナーを構成する。これによって、マンドレルの軸Ｘ−Ｘ’をパイプ１２の軸に対して心合わせするのが可能になる。しかしながらこの心だしは、部分的に拡張した下側ブロック４６および収縮した上側ブロック４４の間で境界を定められる軸方向の通路６４、ならびに自由なドッグ９０間の流れパイプ９６を部分的に開けることによって行われる。したがって、液体がマンドレル１０の周りを通路６４およびパイプ９６を通り流れることが可能である。液体のこの流れによって、マンドレル１０がまだアンカー留めされていない間にマンドレル１０によってパイプ１２が完全に閉鎖された場合に生じるピストン効果が制限される。
【０１０１】
チューブ２２が休止位置と心だし位置の間で変位させられるとき、チューブの上側部分１１０は上昇してロッククランプ１６４内に入る。しかしながら、上側部分１１０の外部歯１１６は、内部歯付き表面１７０Ａの下に配置されたままであり、マンドレルの位置を変更する必要がある場合または位置決め工具が破損した場合、チューブ２２がその休止位置に戻るのが可能になる。
【０１０２】
次いでチューブ２２は、図５に示すようにその第２の中間アンカー留め位置に到達するように、スリーブ１６に対してさらに上向きに変位させられる。
それが変位させられるとき、下側ばね１３６の優先的な圧縮が継続する。この圧縮は、剛性の差のために上側ばね１３８の圧縮より大きい。したがって、ブロック４４、４６は円錐表面３８および段部４０に対して実質的に移動不可能なままであり、一方ドッグ９０の半径方向拡大は、ドッグ９０の下の円錐表面９４の相対的な上向き摺動を伴って継続する。
【０１０３】
この結果このアンカー留めドッグ９０は、チューブ１４の凹みおよびわずかな半径方向変形によって、パイプ１２内の所定の位置でのマンドレル１０の効果的な固定を生じさせるように壁１４内に侵入する。
【０１０４】
この固定の間、マンドレル１０は、下側ブロック４６の部分的に拡張した形態によってパイプの軸に対して心合わせされて維持される。
この最初の固定の後、スリーブ１６は下向きに変位させられ、チューブ２２は、ドッグに接して停止されたパイプ１２に対して固定されたままであるので、スリーブ１６に対するチューブ２２の相対的な変位は継続する。
【０１０５】
チューブ２２がアンカー留め位置とシーリング位置の間で変位させられるとき、上側後退ばね１３８は、上側停止部１３４と中間停止部１３２の間で圧縮され、上側ブロック４４の下側ブロック４６に向かう長手方向変位が生じ、次いでパイプ１２の内壁１４に当接した拡張した形態に到達するように、上側ブロック４４の円錐表面３８に沿った半径方向拡大が生じる。
【０１０６】
同時に、円錐表面３８は下側ブロック４６に到達し、上側ブロック４４に対するブロック４６の相対的な長手方向変位を生じさせる。この結果ブロック４６は、軸方向通路６４を閉鎖し環状要素１８周りのシーリングを生じさせるように、上側ブロック４４の間に侵入する。
【０１０７】
こうして上側ブロック４４および下側ブロック４６が、互いに内側に嵌り込んだ完全に拡張した形態になるとき、パイプ１４に当接する周囲面５０によって形成される、環状要素１８の外部周囲表面４２は、軸Ｘ−Ｘ’周りの少なくとも１つの周囲にわたって連続する。
【０１０８】
外部周囲表面４２は、マンドレル１０周りにシールを形成するように内部壁１４に当接する。外部周囲表面４２の連続性は、外部環状凹部内の外部パッキン５８の３軸方向圧縮によって与えられる。
【０１０９】
さらに、ブロック４４、４６の内部周囲面５０は、変形によって円錐表面３８に当接する。内部周囲面５０によって形成される、環状シーリング要素１８の内部周囲表面４３は、少なくとも軸Ｘ−Ｘ’周りの周囲上で連続である。内部周囲表面４３は、環状要素１８とスリーブ１６の間のシールを形成するように、スリーブ１６の当接面３８に当てられる。
【０１１０】
この結果チューブ２２は、図７に示す上側シーリング位置をとる。この位置では、上側円錐表面３８を下側円錐表面９４から隔てる距離は最小限のところにある。
この変位の間、チューブ２２の歯１１６は、クランプ１６４およびチューブ２２がラチェット係合にあるような方法で、中間リング１７２Ａ、１７２Ｂと係合する。したがって、チューブ２２のその休止位置に向かう戻りは、リング１７２Ａ、１７２Ｂの各々内の周期的な係合を考慮すると、最小限の遊びで防止される。
【０１１１】
次いで牽引支持部１２０とチューブ２２の間の壊れやすいディスク１２１が破壊され、位置決め工具が支持部１２０を伴って坑井から後退させられる。
この結果チューブ２２は、図７に示すその上側シーリング位置をとる。この位置では、上側円錐表面３８を下側円錐表面９４から隔てる距離は最小になる。
【０１１２】
マンドレル１０をパイプ１２から取り外すことが必要なとき、キャップ２８に対してリング１６２を下向きに変位させるように、工具（図示せず）が通路１１５内に導入される。リング１６２の下側位置では、フランジ１６８は凹部１６７内に侵入し、環状スロート３３から引き抜かれる。
【０１１３】
したがって、解放リング１６２、ロッククランプ１６４、スロットの付いたリング１７２Ａ、１７２Ｂおよびチューブ２２によって形成される装置は、通路３４内を自由に下向きに摺動する。ばね１３６、１３８の効果の下で、チューブ２２も下向きにその上側位置からその第２の中間位置まで変位させられ、次いでその最初の位置に入り、遂には環状リブ１１８が停止部３６に当接する。
【０１１４】
この段階の間、チューブ２２とロッククランプ１６４の間の相対的変位はない。
スリーブ１６に対するチューブ２２の下向きの変位によって、アンカー留めドッグ９０は、下側円錐表面９４上で相対的な上向き摺動移動を行い、半径方向に後退する。同様に、上側ブロック４４、４６は、上側円錐表面３８に対して下向きに変位させられる。
【０１１５】
さらに、ばね１３６、１３８の解放は、ライナー８０に対するチューブ２２の下向きの変位およびスリーブ１６の上向きの変位に繋がる。この結果上側ばね１３８は、下側ブロック４６を上側ブロック４４に対して長手方向に変位させるようにスリーブ１６を上向きに押し、次いで環状ベース７２を押し、この結果、環状要素１８の分離および軸方向通路６４の解放に繋がる。
【０１１６】
次いで下側ブロック４６および上側ブロック４４はその収縮した形態になり、アンカー留めドッグ９０はその後退状態になる。
この結果、マンドレル１０をパイプ１２内で地表に向かって上昇させることは容易になる。
【０１１７】
さらにこのマンドレル１０は、マンドレルの上の圧力がマンドレル１０の下の圧力より高い坑井内で主として使用するように構成することもできる。それは場合によっては、マンドレル１０の上の圧力がマンドレル１０の下の圧力よりわずかに低い坑井内でも使用できるであろう。
【０１１８】
したがって図１２に示すように、第１の半径方向拡大表面３２、第２の半径方向拡大表面９４、環状シーリング装置１８、アンカー留め装置２０および順序付け手段２４は、図１から図１０に示す上側機能形態と図１２に示す下側機能形態の間で、マンドレル１６およびチューブ２２に対して逆方向に分解することができる。
【０１１９】
下側機能形態では、第１の半径方向拡大表面３２および環状シーリング装置１８は、軸Ｘ−Ｘ’を横断する平面内で反転されており、チューブ２２の下側端部に取り付けられている。
【０１２０】
この形態では、第１の半径方向拡大表面３２は上向きに収束する円錐状部分３８を有する。心だしブロック４６はシーリングブロック４４の上に配設される。
同様に、第２の半径方向拡大表面９４は、第１の半径方向拡大表面３２に代わって、スリーブ１６の中空の管状部分３０の下側端部にねじ込まれる。この第２の表面９４は、それ以降下向きに収束する。
【０１２１】
アンカー留めドッグ９０は、第２の半径方向拡大表面９４に当接して位置決めされるように環状シーリング装置の上方に掲げられている。
ライナー８０は反転されており、高い剛性を有するばね１３６は低い剛性を有するばね１３８の下に配置されている。
【０１２２】
マンドレル１０の動作は同じままである。
この型式のアセンブリを逆にすることができることは、その構造または構成部品のいずれも変更する必要なく、マンドレル１０をこれらの機能形態のいずれでも使用するのを等しく可能にする。
【０１２３】
図１３から図１６に示す変形形態では、本発明による第２のマンドレル２１０は、半径方向に展開させることができる環状心だしパッキン２１２と、環状心だしパッキン２１２の両側に長手方向に配置され、半径方向に展開させることができる２つの環状閉鎖パッキン２１４を備える環状シーリング要素１８を備える。
【０１２４】
各パッキン２１２、２１４は、スリーブ１６に対して収縮した形態とそれらが最大の直径を有する拡張した形態の間で展開させることができる。
拡張した形態では、心だしパッキン２１２は、軸Ｘ−Ｘ’の周りに間隔をあけて配置される３つの軸方向通路６４の境界を定める。この軸方向通路６４は、それらが開口する心だしパッキン２１２の上側表面と下側表面の間をパッキン２１２を貫通して延びる。それらは、半径方向外向きに開口する長手方向ノッチを形成する。
【０１２５】
パッキン２１４は、軸方向通路６４の両側に配設される。パッキン２１４の収縮した形態では、軸方向通路６４は開いており、一方拡張した形態では、パッキン２１４は軸方向の通路６４を上向きにかつ下向きに閉鎖する。
【０１２６】
本発明によるこの第２のマンドレル２１０は、第１のマンドレルと同様に動作する。したがって、最初に、心だしパッキン２１２およびアンカー留めドッグ９０は、内壁１４とパッキン２１４およびドッグ９０の間の接触を介して、パイプ１２の軸に対するマンドレル１０の軸Ｘ−Ｘ’の心だしを与えるように少なくとも部分的に半径方向に展開させられる。
【０１２７】
この形態では、環状閉鎖パッキン２１４は、軸方向通路６４を開けておくようにその実質的に後退した形態に保持される。
次いで、アンカー留めドッグ９０が、軸方向通路６４を開けておきつつ、パイプ１２の壁１４内にマンドレルの固定を与えるようにほぼ完全に展開させられる。これが、固定中のピストン作用を防止する。
【０１２８】
続いて、心だしパッキン２１２の両側に配置されるパッキン２１４が、パイプの壁１４に、かつ心だしパッキン２１２の上側表面および下側表面に当接するように半径方向に展開させられる。これが、一方ではスリーブ１６とパイプ１２の間のシール形成に繋がり、他方では心だしパッキン２１２の軸方向通路６４の閉鎖に繋がる。
【０１２９】
図示の実施形態では、心だし装置および環状シーリング要素の閉鎖装置は長手方向に隣接する、すなわち心だし装置を閉鎖装置から隔てる長手方向距離はゼロまたは縮小され、例えば展開させられる環状シーリング要素の最大直径より小さい。
【図１】
2010518279.tif 000003
【図２】
2010518279.tif 000004
【図３】
2010518279.tif 000005
【図４】
2010518279.tif 000006
【図５】
2010518279.tif 000007
【図６】
2010518279.tif 000008
【図７】
2010518279.tif 000009
【図８】
2010518279.tif 000010
【図９】
2010518279.tif 000011
【図１０】
2010518279.tif 000012
【図１１】
2010518279.tif 000013
【図１２】
2010518279.tif 000014
【図１３】
2010518279.tif 000015
【図１４】
2010518279.tif 000016
【図１５】
2010518279.tif 000017
【図１６】
2010518279.tif 000018
【国際調査報告】
2010518279.tif 000019
2010518279.tif 000020
2010518279.tif 000021
2010518279.tif 000022
2010518279.tif 000023