DE102010024074A1

DE102010024074A1 - Watertight-sheathing for sealing oil borehole, has high pressure pipe and high pressure generator that are coupled with closing mechanism, and eyelets formed in ring, where sheathing is drawn over oil borehole through eyelets

Info

Publication number: DE102010024074A1
Application number: DE201010024074
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-06-17
Filing date: 2010-06-17
Publication date: 2014-02-20

Abstract

The sheathing (1) has a lighting unit comprising LEDs, and an opening (3) for sheathing an oil borehole (4) above an open pipe. A metal ring (2) is formed in the opening, where the sheathing is made from Kevlar (RTM: Light strong para-aramid synthetic fiber)-fibers. A narrowing mechanism/closing mechanism is formed in a neck area (5) of the sheathing, and has a pressure chamber (6) filled with fluid. A high pressure pipe and a high pressure generator are coupled with the mechanism. Eyelets are formed in the ring, where the sheathing is drawn over the borehole through the eyelets.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und Verfahren, mit dem man Öl-Bohrungen sowohl unter Wasser, als auch auf dem Land zuverlässig schließen kann.The invention relates to a device and method that can reliably close oil wells both under water, as well as on land.

Mit dem Bevölkerungszuwachs steigt der Bedarf nach Energie und Rohstoffen. Insbesondere die Öl-Quellen werden immer wichtiger. Auf dem Meeresboden sind sehr grosse Ölmengen vorhanden, die durch Bohrplattformen befördert werden.With population growth, the demand for energy and raw materials is increasing. In particular, the oil sources are becoming increasingly important. There are very large quantities of oil on the seabed, which are transported by drilling platforms.

Durch den Öl-Bohr-Plattformen oder wie man diese anders auch Bohrinsel nennt, werden Bohrungen in den Tiefen durchgeführt, wobei das Öl aus den Meeresboden an die Oberfläche befördert wird. Das Öl wird dann entweder durch lange Pipelines oder durch Tankerschiffe abtransportiert. Es kann allerdings, wie das jüngste Beispiel zeigt, zu Unfällen und zu Austreten des Öls kommen. In dem Fall vor dem Golf von Mexico, ist eine Plattform in Brand geraten und danach gesunken. Das Bohrloch wurde nicht wie vorgesehen verschlossen, sondern blieb offen und dutzende millionen Liter von Öl strömten täglich ungehindert ins Meereswasser.Through the oil drilling platforms, or otherwise called drilling rigs, drilling is carried out in the depths, transporting the oil from the seabed to the surface. The oil is then transported either by long pipelines or by tanker ships. However, as the most recent example shows, it can lead to accidents and oil spills. In the case off the Gulf of Mexico, a platform has caught fire and then sunk. The well was not closed as intended, but remained open and tens of millions of liters of oil flowed daily unhindered into the sea water.

Um das Bohrloch zu schließen, gibt es zahlreiche Methoden und Verfahren. In der Regel werden Sicherheitsventile eingebaut, die in der Lage sind, sich selbst zu schließen, wenn zu einem Unfall kommen sollte. Falls dennoch das Ventil offen bleibt, wird versucht eine Art Glocke drüber zu stülpen, die das Austreten des Öls verhindern soll. In dem Golf von Mexico wurden zwei Versuche unternommen, die sprudelnde Quelle mit Glocken zu schließen. Allerdings ohne Erfolg. Man hat auch versucht mit Chemikalien das Öl unschädlich zu machen, aber bei solchen gewaltigen Mengen an Öl, hat das leider kaum einen sichtbaren Effekt. Auch ein sog. Top-Kill Verfahren, wobei das Bohrloch mit Schlamm und Zusätze (Golfbälle, Reifenteile und weitere Gegenstände) befüllt wird, zeigte leider keinen Effekt.To close the well, there are many methods and procedures. As a rule, safety valves are installed which are able to close themselves if an accident should occur. If, nevertheless, the valve remains open, an attempt is made to put over it a bell over which is to prevent the escape of the oil. In the Gulf of Mexico, two attempts have been made to close the bubbling spring with bells. But without success. It has also been tried with chemicals to make the oil harmless, but with such huge amounts of oil, this unfortunately has hardly any visible effect. Also, a so-called top-kill procedure, whereby the hole is filled with mud and additives (golf balls, tire parts and other items), unfortunately showed no effect.

Es werden zahlreiche Schutzmechanismen beschrieben, allerdings letztendlich ist der Faktor Mensch auch mit zu berücksichtigen.Numerous protective mechanisms are described, but ultimately the human factor must also be taken into account.

Die Anmeldung DE 000004126540A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Löschung und Abdichtung einer brennenden Ölquelle, mit der man eine brennende Ölquelle, dessen Quellkopf beschädigt wurde, abdichten kann. Hier werden eine Ring-Formation und eine geschmolzene Metalllegierung verwendet, die den Quellkopf umfasst und dann erstarrt wird.The registration DE 000004126540A1 describes a device for extinguishing and sealing a burning oil source, with which one can seal a burning oil source whose source head has been damaged. Here, a ring formation and a molten metal alloy are used, which surrounds the wellhead and then solidifies.

Die Anmeldung EP 000000603181A1 beschreibt ebenso ein System zum Löschen einer Ölquelle, die unter hohen Druck steht. Hier werden Zementierungsverfahren beschrieben.The registration EP 000000603181A1 also describes a system for extinguishing an oil source that is under high pressure. Here cementing processes are described.

Die Anmeldung EP 000000115463A2 beschreibt ein Verfahren, wobei durch Zementschlammzusammensetzungen, der Fluss in die Ölquelle kontrolliert wird.The registration EP 000000115463A2 describes a process wherein, through cement slurry compositions, the flow into the oil well is controlled.

Die Anmeldungen US 18 57 788, US 18 30 061, SU 15 02 811 A1 beschreiben ebenso Methoden, die für diese Zwecke verwendet werden.The applications US 18 57 788, US 18 30 061, SU 15 02 811 A1 also describe methods used for these purposes.

All diese Verfahren eignen sich allerdings nicht für Ölbohrungen, die sich tief unter dem Meereswasser befinden.However, all of these methods are not suitable for oil wells deep under the sea.

Der in den Patentansprüchen 1 und 2, sowie den Unteransprüchen 3 bis 26 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine zuverlässiges Verfahren und eine passende Vorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, jede beliebige Ölquelle, bzw. Öl-Bohrung zuverlässig zu schließen.The invention disclosed in claims 1 and 2, as well as the dependent claims 3 to 26, the problem is to provide a reliable method and a suitable device, which is able to reliably close any oil well, or oil well.

Dieses Problem wird mit den in den Patentansprüchen 1 und 2, sowie den Unteransprüchen 3 bis 26 aufgeführten Merkmalen gelöst.This problem is solved by the features listed in claims 1 and 2 and subclaims 3 to 26.

Vorteile der Erfindung sind:

– Sehr schnelle Einsatzbereitschaft,
– zuverlässiges und schnelles Schließen einer Bohrung nahezu unabhängig von dem Durchmesser der Bohrung
– sehr günstiges Verfahren und Vorrichtung

Advantages of the invention are:

- very fast operational readiness,
- Reliable and fast closing of a bore almost independent of the diameter of the bore
- Very cheap process and device

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der 1 bis 4 erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention will be described with reference to FIGS 1 to 4 explained. Show it:

1 eine einfache Variante der Vorrichtung, ausgestattet ist, 1 a simple variant of the device, is equipped

2 die Wirkung des Schließmechanismus, 2 the effect of the locking mechanism,

3 den Aufbau des Schliess-Systems 3 the structure of the locking system

4 eine Vorrichtung, wobei die Überstülpung mit einem Zusatzrohr versehen ist, 4 a device, wherein the protuberance is provided with an additional tube,

Die Erfindung ist eine zuverlässige Lösung, die eine außer Kontrolle geratene Ölbohrung schließen kann.The invention is a reliable solution that can close an out of control oil well.

Die Vorrichtung (1 und 2) besteht aus einer Überstülpung 1, die nicht aus einem festen Material, sondern vielmehr ein Sack aus einem Gewebe ist. Das Gewebe ist sehr reißfest und mit Kevlar-Fasern verstärkt. Eine Gummibeschichtung kann die Innenwand wasserdicht machen. Ein Metall-Ring 2 oder Sockel, der die Rand der Öffnung 3 bildet, verleiht ihm Stabilität und verhindert dass der Sack in sich zusammenfaltet, wenn man ihn über die Bohrung überstülpen möchte. Außerdem kann der Ring aus einem massiven schweren Material bestehen, sodass er den Sack richtig stark nach unten zieht, wenn er über die Bohrung überstülpt wird. Der Ring sollte schon einige Tonnen wiegen, weil er so höhere Stabilität der Vorrichtung verleiht. Der Sack sollte lang genug gebaut sein, sodass er die Ölbohrung 4 komplett umstülpen soll, ohne das seine Decke, die oben sich befindet, die Öffnung der Ölbohrung berührt, wenn der Ring den Meeresboden erreicht hat. Wenn der Sack überstülpt wird, dann wird natürlich der Sack in kürzeste Zeit mit Öl gefüllt. Das Öl fließt dann nach unten und hebt den Ring ein bisschen hoch oder wenn der Ring massiv und schwer genug gebaut ist, bohrt den Boden unter dem Ring durch und fließt weiter ins Wasser. In dem Zeitpunkt wird der Verengungsmechanismus eingeschaltet, der den Halsbereich 5 des Sackes, der sich nach unten zeigt, verengt. Das ist ein zweiter Ring der aus einer Metall-Hülle 10 in Form eines Hohlzylinders, dessen Innenseite offen ist, und ein hohlzylinderförmiges oder Schlauchförmiges Druckkammer 6, der elastisch gebaut ist, der mit einer Flüssigkeit mit Hochdruck und blitzschnell gefüllt wird. Die Druckkammer ist in der Metall-Hülle für mehr Stabilität eingebaut und sieht fast wie ein Rettungsring aus. Die Druckkammer ist dehnbar, bzw. entfaltbar. Der Hochdruck, der in diese Kammer nachdem die Flüssigkeit eingepumpt wird, herrscht, muss höher als der Druck des Öls, sein, um eine vollständige Schließung zu erreichen. Deswegen muss diese Druckkammer ebenso mit Kevlarfasern verstärkt werden, sonst platzt sie und die ganze Sache wird umsonst. Man muss diesen Schließmechanismus wie eine frühere Fahrzeugreifen vorstellen: Die Metallhülle hier sieht ähnlich wie der Reifen aus und der Druckkammer wie der Schlauch, der innen steckt. Das Bohrlochrohr ist dann vergleichbar mit einem Fahrzeug-Felgen, der umschlossen wird. Allerdings hier herrschen Druckkräfte die mehrere Tausend Bar erreichen können und deshalb werden die Materialien sehr stabil gebaut. Der Schließmechanismus faltet den Sack an dem Halsbereich zusammen und drückt ihn gegen die Außenwand des Rohres in die Ölbohrung und schließt somit die Bohrung. Die Kevlar-Fasser halten extrem hohe Druckkräfte aus und vor allem sind die Überstülpung und die Druckkammer nicht gerade dünn gebaut.The device ( 1 and 2 ) consists of a protuberance 1 not made of a solid material, but rather a sack made of a fabric. The fabric is very tear-resistant and reinforced with Kevlar fibers. A rubber coating can waterproof the inside wall. A metal ring 2 or pedestal, which is the edge of the opening 3 forms, gives it stability and prevents the bag from collapsing when placed over the Want to overturn bore. In addition, the ring can be made of a solid heavy material so that it pulls the bag down really strong when it is slipped over the hole. The ring should already weigh several tons, because it gives so higher stability of the device. The bag should be built long enough so that the oil hole 4 completely overturn without its ceiling, which is located above, the opening of the oil hole touched when the ring has reached the seabed. If the bag is slipped over, of course, the bag is filled in no time with oil. The oil then flows down and raises the ring a bit or, if the ring is massive and heavy enough, drills the ground under the ring and continues to flow into the water. At that time, the constriction mechanism is turned on, which is the neck area 5 of the sack, which points down, narrows. This is a second ring made of a metal shell 10 in the form of a hollow cylinder, the inside of which is open, and a hollow cylindrical or tubular pressure chamber 6 , which is built elastic, which is filled with a liquid with high pressure and lightning fast. The pressure chamber is built into the metal shell for more stability and looks almost like a lifebuoy. The pressure chamber is stretchable, or unfoldable. The high pressure that prevails in this chamber after the liquid is pumped must be higher than the pressure of the oil to achieve a complete closure. Therefore, this pressure chamber must also be reinforced with Kevlar fibers, otherwise it bursts and the whole thing is in vain. You have to imagine this locking mechanism like a previous vehicle tire: The metal shell here looks similar to the tire and the pressure chamber like the hose, which is inside. The well pipe is then comparable to a vehicle rim, which is enclosed. However, here pressure forces can reach several thousand bar and therefore the materials are built very stable. The closing mechanism folds the bag together at the neck area and presses it against the outer wall of the tube into the oil hole and thus closes the hole. The Kevlar rifles hold out extremely high pressure forces and, above all, the protuberance and the pressure chamber are not built just thin.

3 zeigt ebenso eine Variante, wobei der Schließmechanismus nicht außen, sondern im inneren der Überstülpung sich befindet. Eine Druckkammer 6 in Form eines Fahrzeugreifens wird durch eine Hochdruckflüssigkeit 13 durch einem Hochdruck-/Pump-System 11 (über eine Hochdruckleitung 12 gekoppelt) aufgebläht und sich zwischen der Innen-Wand der Überstülpung und der Außenwand des Rohres (Öl-Bohrung) sich ausdehnen. Die Metall-Hülle 10 ist mit dem Sack innen verbunden. Ein Metall-Hohlzylinder 8, der außen an der Stelle, wo die Metall-Hülle innen sich befindet, eingebaut ist, verleiht der Vorrichtung Stabilität. Dadurch kann der Schließmechanismus seine Kraft voll auf das Umschließen des Rohres abgeben. Die Kontaktfläche der Druckkammer ist mit einem Gummi-Schicht 14 oder massiven Gummi-Körper überzogen. 3 also shows a variant, wherein the locking mechanism is not outside, but in the interior of the protuberance itself. A pressure chamber 6 in the form of a vehicle tire is by a high pressure fluid 13 through a high pressure / pumping system 11 (via a high pressure line 12 coupled) and expand between the inner wall of the protuberance and the outer wall of the tube (oil bore). The metal shell 10 is connected to the sack inside. A metal hollow cylinder 8th , which is installed outside at the point where the metal shell is located inside, gives the device stability. This allows the closing mechanism to give its full power to the enclosure of the pipe. The contact surface of the pressure chamber is covered with a rubber layer 14 or solid rubber body coated.

Eine Variante aus der 4 ist eine Überstülpung die allerdings an beiden Enden offen ist. Das ist vielmehr eine art Glocke oder Hohlzylinder aus Gewebe mit Kevlar-Fasern verstärkt, der über das Endrohr eine außer Kontrolle geratene Öl-Bohrung gestülpt wird. Oben ist sie mit einem absperrbaren Rohr 7 ausgestattet. Die Überstülpung 1 ist länger als das Rohr 4 in die Bohrung und ebenfalls am unteren Ende mit einem schweren Ring 2 ausgestattet. Der Verengungsmechanismus, der im unteren Bereich eingebaut ist, wird zuerst aktiviert. Dadurch wird die aufblasbare Druckkammer 6 in Ringformation mit Hochdruck-Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser aus der Umgebung, über ein Hochdruck-Pumpsystem voll gepumpt, sodass er die untere Öffnung vollständig um das Endrohr fest schließt. Der schwere Ring dient als Stabilisator auch für den Schließmechanismus. Er unterstützt ihn, indem er eine Ausdehnung nach außen verhindert. Man kann eine Art Sieb in die Bohr-Öffnung fest einbauen, der die Überstülpung von eventuell harten Partikeln schützen soll. Danach kann man das Rohr oben über die Absperrung schließen und dann eine Öl-Leitung anschließen. Wenn man ein Rohr in die obere Öffnung installiert, dann kann man sogar das Öl mit Hilfe von Leitungen bis zu dem Tankerschiff hineinpumpen.A variant of the 4 is a protuberance that is open at both ends. Rather, this is a kind of bell or hollow cylinder made of woven fabric reinforced with Kevlar fibers, which is slipped over the tailpipe out of control oil hole. Above she is with a lockable tube 7 fitted. The protuberance 1 is longer than the pipe 4 into the hole and also at the bottom with a heavy ring 2 fitted. The constriction mechanism installed at the bottom is activated first. This will make the inflatable pressure chamber 6 In ring formation with high-pressure liquid, preferably water from the environment, fully pumped through a high pressure pumping system so that it closes the lower opening completely around the tailpipe. The heavy ring also serves as a stabilizer for the locking mechanism. He supports him by preventing an outward expansion. You can install a kind of sieve in the drill hole, which should protect the protuberance of possibly hard particles. Then you can close the tube above the barrier and then connect an oil line. If you install a pipe in the upper opening, then you can even pump the oil with the help of pipes to the tanker ship.

Dieses Verfahren hat den Vorteil, weil man damit relativ schonend, gefahrlos ein defektes Ventil in die Bohrung, geschlossen werden kann. Sie ist flexibel und kann das Ventil oder Endrohr auch beim Versagen nicht beschädigen. Sie umschließt sanft, wobei die Kraft sehr homogen doch sehr fest auf der ganzen Oberfläche des Endrohrs oder Ventils der Bohrung in dem Schließbereich übertragen wird, und erlaubt zudem dass ein eingebautes Rohr am anderen Ende der Überstülpung beweglich bleibt. Das Ventil oder Endrohr wird großflächig umschlossen. Anders als bei Überstülpungen aus festem Material, besteht hier keine Gefahr, dass die Kraft punktuell oder in kleinen Bereichen übertragen wird.This method has the advantage that you can thus relatively gently, safely a defective valve in the hole, closed. It is flexible and can not damage the valve or tailpipe even in the event of failure. It wraps gently, transferring the force very homogeneously but very firmly all over the surface of the tailpipe or valve of the bore in the closing area, and also allows a built-in tube to remain movable at the other end of the protuberance. The valve or tailpipe is enclosed over a large area. Unlike with solid material overrides, there is no danger that the force will be transmitted selectively or in small areas.

Allerdings muss das Ventil oder ein Stück Rohr noch aussen übriggeblieben sein. Wenn die Bohrung überhaupt nicht richtig ausgebaut ist und kein Rohr außerhalb des Bodens herausragt, ist das Verfahren ungeeignet.However, the valve or a piece of pipe must still be left outside. If the hole is not removed at all and no pipe protrudes out of the ground, the method is unsuitable.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: ÜberstülpungÜberstülpung
22: Metall-RingMetal ring
33: Öffnungopening
44: Ölbohrungoil well
5 5: Halsbereichneck
66: Druckkammerpressure chamber
77: Absperrbares RohrLockable pipe
88th: Metall-HohlzylinderHollow metal cylinder
99: Metall-ScheibenMetal discs
1010: Metall-HülleMetal shell
1111: Hochdruck-/Pump-SystemHigh pressure / pump system
1212: HochdruckleitungHigh-pressure line
1313: HochdruckflüssigkeitHigh pressure fluid
1414: Gummi-SchichtRubber layer
1515: Abfluss-RohrDrain Pipe
1616: VentilValve

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 000004126540 A1 [0006]
EP 000000603181 A1 [0007]
EP 000000115463 A2 [0008]
SU 1502811 A1 [0009]

Claims

A device intended to seal an oil well, characterized in that it is a watertight protuberance that is - bag-shaped or cap-shaped, - consists of tear-resistant, bendable material or tissue material made of tear-resistant fibers, preferably Kevlar fibers, - with an opening, which is large enough to be slipped over an open tube of an oil well, is provided, - a heavy stable ring, which is incorporated in the opening, or the edge forms, - is equipped with a constriction mechanism / closing mechanism, which in the neck of the protuberance is incorporated, which can reduce or close the opening, which consists of at least one inflatable or liquid-fillable annular or hollow cylindrical expandable or expandable chamber or bellows, - has a high pressure line and a high pressure generator, with the constriction mechanism / closing mechanism gekoppel t is fitted with eyelets or other holding devices, preferably installed in the stable ring, through which the protuberance is pulled over the oil hole.

Apparatus intended to close an oil well, characterized in that it is a watertight protuberance which is - built in a hollow cylinder, - consists of tear-resistant bendable material or fabric material of tear-resistant fibers, preferably Kevlar fibers, - with two openings, at least one of which is large enough to be everted over an open pipe of an oil well, - at least one heavy stable ring installed at least in the opening inverted over a residual pipe or valve of an oil well, or its edge is provided, is equipped with a constriction mechanism / closing mechanism, which are installed in the two neck of the protuberance, which can reduce or close the openings, the at least one inflatable or fillable with a liquid annular or hollow cylindrical or stretchable chamber / bellows be stands, - a high-pressure line and a high-pressure generator, which is coupled to the constriction mechanism / closing mechanism, - with eyelets or other holding devices, preferably installed in the stable ring, through which the protuberance is pulled over the oil hole, equipped.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that at the point where the deployable chamber or the bellows is installed, a hollow cylinder made of a stable material, is incorporated in the outer or inner wall of the protuberance as a reinforcement.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the hollow cylinder is a protective cover made of metal or an alloy.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the locking mechanism is built similar to a vehicle tire with an inner tube, wherein the tire is the protective cover and the hose to represent the reinforced pressure chamber.

Device according to claim 1, characterized in that the constriction mechanism / closing mechanism consists of a mechanical clamp instead of the inflatable ring.

Device according to claim 1, characterized in that the constriction mechanism / closing mechanism consists of at least one rope or cord.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the constriction mechanism / closing mechanism is equipped with an electric drive.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the constriction mechanism / closing mechanism is equipped with a hydraulic drive.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the constriction mechanism / closing mechanism is equipped with an explosion drive, which is driven by built-small amount of explosives / explosives.

Device according to claim 10, characterized in that the explosive / explosive is similar to that of the airbags.

Device according to claim 10, characterized in that the ignition material is a gas mixture of hydrogen and oxygen.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that it is provided with a rubber coating, which is mounted at least in the inner wall.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that it has two openings and is constructed as a hollow cylinder.

Device according to claim 14, characterized in that both openings are each equipped with a constriction mechanism / closing mechanism.

Device according to claim 14 or 15, characterized in that the upper opening, when vertically arranged, is coupled to a pipe.

Device according to claim 16, characterized in that the tube has a coupling device, by means of which it can be coupled to other tubes.

Device according to claim 17, characterized in that the tube is equipped with a closing valve.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that it is equipped with pressure sensors.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that it is equipped with video camera.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that it is equipped with a lighting.

Device according to claim 21, characterized in that the illumination is infrared or optical nature.

Device according to claim 21 or 22, characterized in that the illumination preferably consists of LED-s.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that it is equipped with a microphone which is located in a watertight capsule.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that it is equipped with data and / or power lines.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the protuberance is equipped with at least one own drive, which consists of a drive motor or drive nozzles.