DE102010025717A1

DE102010025717A1 - Closing and sealing an underwater well

Info

Publication number: DE102010025717A1
Application number: DE201010025717
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-06-30
Filing date: 2010-06-30
Publication date: 2012-01-05
Anticipated expiration: 2030-07-01
Also published as: WO2012000580A2; DE102010025717B4; WO2012000580A3

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verschließeinrichtung (1) zum Verschließen und Abdichten eines Unterwasser-Bohrlochs (90) mit wenigstens einem Beschwerungskörper (2) aus einem Material mit höherem spezifischen Gewicht als Wasser, mit wenigstens einem aus Gummi oder einem gummiartigen Material hergestellten Balg (3), der mit dem Beschwerungskörper verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Balg (3) oder zwischen dem Balg (3) und dem Beschwerungskörper (2) wenigstens eine zur Aufnahme von Hydraulikfluid eingerichtete und mit dem Hydraulikfluid befüllbare Fluidkammer (4) vorgesehen ist, wobei der Balg (3) infolge einer Befüllung mit dem Hydraulikfluid wenigstens in radialer Richtung volumenvergrößerbar ist, und die Verschließeinrichtung (1) wenigstens einen Hydraulikfluid-Zuführanschluss (5) aufweist, über den Hydraulikfluid in die Fluidkammer (4) einfüllbar ist, und die Verschließeinrichtung (1) wenigstens ein Halteelement (6) aufweist, das zum Transport und zum Einführen der Verschließeinrichtung (1) in ein Unterwasser-Bohrloch (90) ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft ferner einen Balg zur Verwendung für eine solche Verschließeinrichtung, ein Verfahren zum Verschließen eines Unterwasser-Bohrlochs sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Verschließeinrichtung.The invention relates to a closing device (1) for closing and sealing an underwater borehole (90) with at least one weighting body (2) made of a material with a higher specific weight than water, with at least one bellows (3) made of rubber or a rubber-like material which is connected to the weighting body, characterized in that at least one fluid chamber (4) which is set up to receive hydraulic fluid and can be filled with the hydraulic fluid is provided in the bellows (3) or between the bellows (3) and the weighting body (2), wherein the bellows (3) can be increased in volume at least in the radial direction as a result of being filled with the hydraulic fluid, and the closing device (1) has at least one hydraulic fluid supply connection (5) via which the hydraulic fluid can be filled into the fluid chamber (4), and the closing device (1) has at least one holding element (6) which is used for transporting and inserting the closure ießeinrichtung (1) is formed in an underwater borehole (90). The invention further relates to a bellows for use for such a closing device, a method for closing an underwater borehole and a method for producing such a closing device.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verschließeinrichtung zum Verschließen und Abdichten eines Unterwasser-Bohrlochs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner einen Balg zur Verwendung für eine solche Verschließeinrichtung gemäß dem Anspruch 12, ein Verfahren zum Verschließen eines Unterwasser-Bohrlochs gemäß dem Anspruch 13 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Verschließeinrichtung gemäß dem Anspruch 15.The invention relates to a closure device for closing and sealing an underwater well according to the preamble of claim 1. The invention further relates to a bellows for use in such a closure device according to claim 12, a method for closing an underwater well according to claim 13 and a method for producing such a closure device according to claim 15.

Allgemein betrifft die Erfindung das Gebiet des Verschließens und Abdichtens von Unterwasser-Bohrlöchern, z. B. von Ölbohrlöchern. Der Begriff „Bohrloch” sei hierbei als Sammelbegriff für alle Arten von unterhalb der Wasseroberfläche hergestellten Erdbohrungen verstanden und erfasst reine Bohrlöcher sowie Bohrlöcher, in die z. B. Rohre, Ventile und andere Vorrichtungen bereits eingebracht sind.Generally, the invention relates to the field of sealing and sealing underwater wells, e.g. B. oil wells. The term "borehole" is here understood as a collective term for all types of underground wells produced below the water surface and includes pure boreholes and boreholes, in the z. As pipes, valves and other devices are already introduced.

Aus der DE 82 35 582 U1 ist eine Vorrichtung zum Verschließen von Bohrlöchern bei Unterwasserbohrungen bekannt. Dort wird eine selbstständig arbeitende Einrichtung mit einem eigenen Antrieb, aufweisend einen Antriebspropeller und eine Antriebsturbine, sowie mit einer Bohrverschließ-Halteeinrichtung vorgeschlagen, die einen mittels Druckluft volumenvergrößerbaren ringförmigen Gummibalg aufweist. Eine solche Einrichtung hat den Nachteil, dass keine besonders präzise Platzierung der Verschließeinrichtung in dem Bohrloch möglich ist, da die Verschließeinrichtung autark arbeitet. Die vorgeschlagene Verschließeinrichtung eignet sich daher insbesondere nicht bei Tiefsee-Bohrlöchern. Zudem erfordert die autarke Steuerung sowie der eigene Antrieb einen relativ hohen Aufwand an der Verschließvorrichtung, so dass diese nicht besonders preisgünstig realisierbar ist.From the DE 82 35 582 U1 a device for closing wells in underwater wells is known. There is proposed a self-operating device with its own drive, comprising a drive propeller and a drive turbine, as well as with a Bohrverschließ-holding device having a volumenvergrößerbaren by means of compressed air annular rubber bellows. Such a device has the disadvantage that no particularly precise placement of the closing device in the borehole is possible because the closing device operates autonomously. The proposed closing device is therefore not suitable in particular for deep-sea boreholes. In addition, the autonomous control and the own drive requires a relatively high cost of the closing, so that it is not particularly inexpensive to implement.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, verbesserte Möglichkeiten zum Verschließen und Abdichten eines Unterwasser-Bohrlochs anzugeben, die bei verringertem Kostenaufwand ein sicheres Verschließen und Abdichten des Unterwasser-Bohrlochs auch im Tiefseebereich erlauben.The invention is therefore based on the object to provide improved options for closing and sealing an underwater well, which allow for a reduced cost safe closing and sealing of the underwater well even in the deep sea.

Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen 1, 12, 13 und 15 angegebene Erfindung gelöst. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung an.This object is achieved by the invention specified in claims 1, 12, 13 and 15. The subclaims indicate advantageous embodiments of the invention.

Vorteilhaft weist die auch als Ajaxx77 bezeichnete erfindungsgemäße Verschließeinrichtung wenigstens eine zur Aufnahme von Hydraulikfluid eingerichtete und mit dem Hydraulikfluid befüllbare Fluidkammer auf, über die der Balg in radialer Richtung, insbesondere bezüglich der Längsachse, volumenvergrößerbar ist. Der Balg oder die Innenwand der Fluidkammer ist dabei vorteilhaft aus einem Material gefertigt oder mit einer solchen Beschichtung versehen, dass gängige Hydraulikfluide verwendet werden können. Als Hydraulikfluid unter anderem auch Wasser verwendet werden. Vorteilhaft können auch Hydrauliköl oder andere im Hydraulikbereich gängige Fluide eingesetzt werden. Die Verwendung eines Hydraulikfluids hat, z. B. im Vergleich zu Druckluft, den Vorteil, dass kein unerwünscht hoher Auftrieb an der Verschließeinrichtung infolge des Befüllens der Fluidkammer erzeugt wird, der bei einem Unterwassereinsatz der Verschließeinrichtung kontraproduktiv ist. Zudem kann durch die Verwendung eines hydraulischen Fluids ein höherer Druck in dem Balg realisiert werden, so dass auch ohne besondere Maßnahmen an der Außenhaut des Balgs, wie z. B. die im Eingangs genannten Stand der Technik beschriebenen Spikes, eine ausreichende Haftung an der Wand des Bohrlochs möglich, da hydraulisch erheblich größere Drücke erzeugt werden können als pneumatisch. So können bei geeigneter Auslegung des Balgs beispielsweise Drücke von über 500 bar erzeugt werden.Advantageously, the closing device according to the invention, also referred to as Ajaxx77, has at least one fluid chamber adapted to receive hydraulic fluid and to be filled with the hydraulic fluid, by means of which the bellows can be increased in volume in the radial direction, in particular with respect to the longitudinal axis. The bellows or the inner wall of the fluid chamber is advantageously made of a material or provided with such a coating that common hydraulic fluids can be used. As hydraulic fluid, among other things, water can be used. Advantageously, hydraulic oil or other fluids commonly used in the hydraulic field can also be used. The use of a hydraulic fluid has, for. As compared to compressed air, the advantage that no undesirably high buoyancy is generated at the closing device due to the filling of the fluid chamber, which is counterproductive in an underwater use of the closing device. In addition, a higher pressure in the bellows can be realized by the use of a hydraulic fluid, so that even without special measures on the outer skin of the bellows, such. As the spikes described in the introduction of the prior art, sufficient adhesion to the wall of the well possible because hydraulically significantly greater pressures can be generated as pneumatic. For example, with a suitable design of the bellows, pressures of more than 500 bar can be generated.

Vorteilhaft weist die erfindungsgemäße Verschließeinrichtung einen Hydraulikfluid-Zuführanschluss auf, über den Hydraulikfluid in die Fluidkammer einfüllbar ist. Der Hydraulikfluid-Zuführanschluss kann in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ein Rückschlagventil aufweisen, über das ein unerwünschtes Ausströmen des in die Fluidkammer eingeleiteten Hydraulikfluids verhindert wird.Advantageously, the closing device according to the invention has a hydraulic fluid supply port, via which hydraulic fluid can be introduced into the fluid chamber. In an advantageous embodiment of the invention, the hydraulic fluid supply port can have a check valve, by means of which an undesirable outflow of the hydraulic fluid introduced into the fluid chamber is prevented.

Die erfindungsgemäße Verschließeinrichtung weist vorteilhaft außerdem ein Halteelement auf, das zum Transport und zum Einführen der Verschließeinrichtung in ein Unterwasser-Bohrloch ausgebildet ist. Das Halteelement hat den Vorteil, dass ein Halte- und Transportmittel, z. B. ein Seil, eine Kette oder eine Stange, daran befestigt werden können. Über das Halte- und Transportmittel kann die Verschließeinrichtung dann, beispielsweise mit einem Tauchroboter oder von einem Schiff aus, präzise an das zu verschließende Unterwasser-Bohrloch herangeführt werden und in dem Bohrloch positioniert werden. Insbesondere bei stärkerer Strömung im Unterwasserbereich ist die Verwendung einer Stange als Halte- und Transportmittel für eine präzise Positionierung der Verschließeinrichtung vorteilhaft.The closing device according to the invention also advantageously has a holding element, which is designed for transporting and for introducing the closing device into an underwater borehole. The holding element has the advantage that a holding and transport, z. As a rope, a chain or a rod can be attached to it. About the holding and transport means, the closing device then, for example, with a diving robot or from a ship to be precisely brought to the underwater well to be closed and positioned in the borehole. Especially with stronger flow in the underwater area, the use of a rod as a holding and transporting means for a precise positioning of the closing device is advantageous.

Die erfindungsgemäße Verschließeinrichtung weist wenigstens einen Beschwerungskörper aus einem Material mit höherem spezifischem Gewicht als Wasser auf. Der Beschwerungskörper kann grundsätzlich an jeder Stelle der Verschließeinrichtung angeordnet sein, jedoch nur so, dass die Funktion des Balgs, nach Befüllung der Fluidkammer mit dem Hydraulikfluid das Bohrloch zu schließen, nicht beeinträchtigt wird. Vorteilhafte Positionen zur Anordnung eines oder mehrerer Beschwerungskörper sind daher z. B. innerhalb des Balgs oder oberhalb und unterhalb des Balgs außen am Balg. Vorteilhaft können ein oder mehrere Beschwerungskörper vollständig in dem Balg, z. B. in der Fluidkammer, angeordnet sein. Es können auch Beschwerungskörper in das Material des Balgs, z. B. in die Wand des Balgs, eingearbeitet sein. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein Beschwerungskörper an der Oberseite des Balgs im Bereich des Halteelements angeordnet und lösbar mit der Verschließeinrichtung verbunden. Dies hat den Vorteil, dass der Beschwerungskörper nach Einbringung der Verschließeinrichtung in das Unterwasser-Bohrloch und Befestigung der Verschließeinrichtung darin wieder entfernt werden kann. Hierdurch kann ein Beschwerungskörper auch mehrfach verwendet werden.The closing device according to the invention has at least one weighting body of a material with a higher specific weight than water. The weighting body can in principle be arranged at any point of the closing device, but only in such a way that the function of the bellows, after filling the fluid chamber with the hydraulic fluid to close the borehole, is not impaired. Advantageous positions for the arrangement of one or more weighting bodies are therefore z. B. within the bellows or above and below the bellows on the outside of the bellows. Advantageously, one or more weighting bodies can be completely contained in the bellows, e.g. B. in the fluid chamber, be arranged. It can also be weighting body in the material of the bellows, z. B. in the wall of the bellows, incorporated. In an advantageous embodiment of the invention, a weighting body is arranged on the upper side of the bellows in the region of the holding element and releasably connected to the closing device. This has the advantage that the weighting body can be removed again after the closing device has been introduced into the underwater borehole and the closing device is fastened therein. As a result, a weighting body can also be used multiple times.

Erfindungsgemäß ist der Beschwerungskörper aus einem Material mit höherem spezifischen Gewicht als das spezifische Gewicht von Wasser ausgebildet. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Material des Beschwerungskörpers ein spezifisches Gewicht auf, das wenigstens zweimal so groß ist wie das spezifische Gewicht von Wasser. Dies erlaubt eine kompakte Realisierung der Verschließeinrichtung, insbesondere des Beschwerungskörpers, wodurch die Verschließeinrichtung insgesamt relativ kostengünstig herstellbar ist. Vorteilhaft ist die Verschließeinrichtung hierdurch in Folge ihrer Kompaktheit gut transportabel.According to the invention, the weighting body is made of a material of higher specific gravity than the specific gravity of water. According to an advantageous development of the invention, the material of the weighting body has a specific weight which is at least twice as great as the specific gravity of water. This allows a compact realization of the closing device, in particular of the weighting body, as a result of which the closing device is altogether relatively inexpensive to produce. Advantageously, the closing device is thus easily transportable due to their compactness.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Beschwerungskörper aus Stahlbeton hergestellt. Die Verwendung von Stahlbeton erlaubt ein einfaches und kostengünstiges Herstellen der Verschließeinrichtung. Der Stahlbeton hat vorteilhaft auch ein so hohes spezifisches Gewicht, dass eine sehr effektive Herstellung eines Beschwerungskörpers möglich wird. Hierdurch ist ein Einführen der Verschließeinrichtung in das Unterwasser-Bohrloch erleichtert. Vorteilhaft kann der Beschwerungskörper hierbei aus Beton gegossen werden, wobei eine Stahlarmierung eingegossen wird. Die Stahlarmierung kann beispielsweise in Form eines Gitters oder eines Geflechts ausgebildet sein. Zusätzlich oder alternativ kann die Armierung auch in Form von Stahlstangen ausgebildet sein.According to an advantageous embodiment of the invention, the weighting body is made of reinforced concrete. The use of reinforced concrete allows a simple and cost-effective production of the closing device. The reinforced concrete advantageously also has such a high specific weight that a very effective production of a weighting body becomes possible. This facilitates insertion of the closing device into the underwater borehole. Advantageously, the weighting body can be cast from concrete, with a Stahlarmierung is poured. The steel reinforcement can be designed, for example, in the form of a grid or a mesh. Additionally or alternatively, the reinforcement can also be designed in the form of steel rods.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Balg eine Wanddicke z. B. im Bereich von 1 cm bis 5 cm auf. Die Wanddicke wird nach den jeweiligen Bedürfnissen festgelegt, insbesondere nach dem maximal vorzusehenden Innendruck in der Fluidkammer.According to an advantageous embodiment of the invention, the bellows has a wall thickness z. B. in the range of 1 cm to 5 cm. The wall thickness is determined according to the respective needs, in particular according to the maximum internal pressure to be provided in the fluid chamber.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Beschwerungskörper in dem Balg angeordnet. Der Beschwerungskörper kann ganz oder teilweise in dem Balg angeordnet sein. Dies erlaubt eine kompakte Unterbringung des Beschwerungskörpers, so dass die gesamte Verschließeinrichtung kompakt hergestellt werden kann.According to an advantageous embodiment of the invention, the weighting body is arranged in the bellows. The weighting body can be arranged wholly or partly in the bellows. This allows a compact accommodation of the weighting body, so that the entire closing device can be made compact.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Beschwerungskörper einen länglichen Zentralkörper aus einem Material mit höherem spezifischem Gewicht als Wasser auf. Der Balg umgibt den Zentralkörper in radialer Richtung vollständig und erstreckt sich zumindest über einen Teil der Längserstreckung des Zentralkörpers. Hierbei ist der Balg abgedichtet mit dem Zentralkörper verbunden. In dem Balg oder zwischen dem Balg und dem Zentralkörper ist wenigstens eine Fluidkammer zur Aufnahme des Hydraulikfluids vorgesehen. Die Anordnung eines länglichen Zentralkörpers sozusagen innerhalb des Balgs bzw. zumindest größtenteils umgeben von dem Balg erlaubt eine besonders kompakte und an die Erfordernisse zum Verschließen eines Unterwasser-Bohrlochs angepasste Formgebung der Verschließeinrichtung. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Zentralkörper aus einem im Wesentlichen unelastischen Material gefertigt, z. B. aus Stahlbeton. Der Zentralkörper kann z. B. eine im Wesentlichen zylindrische Form haben.According to an advantageous embodiment of the invention, the weighting body on an elongated central body made of a material having a higher specific gravity than water. The bellows completely surrounds the central body in the radial direction and extends at least over part of the longitudinal extent of the central body. Here, the bellows is sealed connected to the central body. At least one fluid chamber for receiving the hydraulic fluid is provided in the bellows or between the bellows and the central body. The arrangement of an elongated central body, so to speak within the bellows or at least largely surrounded by the bellows allows a particularly compact and adapted to the requirements for closing an underwater wellbore shape of the closing device. According to an advantageous embodiment of the invention, the central body is made of a substantially inelastic material, for. B. made of reinforced concrete. The central body may, for. B. have a substantially cylindrical shape.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Hydraulikfluid-Zuführanschluss über wenigstens einen in dem Zentralkörper verlaufenden Hydraulikfluidkanal mit der Fluidkammer verbunden. Dies erlaubt eine vorteilhafte Zuführung des Hydraulikfluids von dem Hydraulikfluid-Zuführanschluss in die Fluidkammer, wobei der Hydraulikfluidkanal durch den Zentralkörper geschützt ist. Vorteilhaft kann der Hydraulikfluidkanal in Form eines Hydraulikrohrs oder -schlauchs ausgebildet sein. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann der Hydraulikfluidkanal ein Rückschlagventil aufweisen, über das ein unerwünschtes Ausströmen des in die Fluidkammer eingeleiteten Hydraulikfluids verhindert wird.According to an advantageous development of the invention, the hydraulic fluid supply port is connected to the fluid chamber via at least one hydraulic fluid channel running in the central body. This allows advantageous supply of the hydraulic fluid from the hydraulic fluid supply port into the fluid chamber, the hydraulic fluid passage being protected by the central body. Advantageously, the hydraulic fluid channel can be designed in the form of a hydraulic tube or hose. According to an advantageous development of the invention, the hydraulic fluid channel may have a check valve, via which an undesired outflow of the hydraulic fluid introduced into the fluid chamber is prevented.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Wand des Balgs zumindest in einem ihrer Endbereiche in dem Material des Zentralkörpers eingebettet. Dies erlaubt eine vorteilhafte und kostengünstige Herstellung der Verschließeinrichtung, wobei auf einfache Weise eine sichere Abdichtung zwischen dem Balg und dem Zentralkörper gebildet wird. Zugleich wird zwischen dem Zentralkörper und dem Balg eine konzentrisch um den Zentralkörper ausgebildete Fluidkammer gebildet. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung verläuft der Hydraulikfluidkanal in dem Zentralkörper durch denjenigen Bereich hindurch, in dem die Wand des Balgs in das Material des Zentralkörpers eingebettet ist.According to an advantageous development of the invention, the wall of the bellows is embedded in the material of the central body at least in one of its end regions. This allows an advantageous and cost-effective production of the closing device, wherein a secure seal between the bellows and the central body is formed in a simple manner. At the same time, a fluid chamber formed concentrically around the central body is formed between the central body and the bellows. In an advantageous embodiment of the invention, the hydraulic fluid passage in the central body passes through that region in which the wall of the bellows is embedded in the material of the central body.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist in den Zentralkörper wenigstens ein elektrisches oder elektronisches Bauteil eingebettet. Vorteilhaft kann insbesondere ein elektrischer Sensor und/oder ein elektronisches Datenerfassungs- oder Steuergerät eingebettet sein. So kann beispielsweise eine Anordnung aus einem Drucksensor, der an der Oberfläche des Zentralkörpers druckseitig mit der Fluidkammer gekoppelt ist, mit einer elektronischen Datenerfassungs- und Datenübertragungsvorrichtung gekoppelt sein. Die Datenerfassungsvorrichtung nimmt die von dem Drucksensor abgegebenen Druckdaten des Hydraulikfluids auf und überträgt diese, z. B. über eine Funkschnittstelle, zu einem externen Empfänger, der z. B. in einem U-Boot, einem Tauchroboter oder auf einem Schiff angeordnet sein kann. Hierdurch ist eine präzise Einstellung des erforderlichen Hydraulikdrucks in der Fluidkammer möglich. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird der Druck in der Fluidkammer automatisch durch ein Steuergerät in Abhängigkeit von einem von einem Drucksensor erfassten Fluiddruck derart eingestellt, z. B. durch Steuerung eines im Bereich des Hydraulikfluid-Zuführanschlusses angeordneten Magnetventils, dass die Verschließeinrichtung einen ausreichenden Fluiddruck dafür aufweist, dass die Verschließeinrichtung in Folge des von dem Balg auf die Wand des Unterwasser-Bohrlochs ausgeübten Kraft gehalten wird.According to an advantageous development of the invention, at least one electrical or electronic component is embedded in the central body. Advantageously, in particular an electrical sensor and / or an electronic data acquisition or control device can be embedded. Thus, for example, an arrangement of a pressure sensor, which is coupled to the surface of the central body on the pressure side with the fluid chamber, be coupled to an electronic data acquisition and data transmission device. The data acquisition device receives the output from the pressure sensor pressure data of the hydraulic fluid and transmits this, z. B. via a radio interface, to an external receiver, the z. B. in a submarine, a diving robot or on a ship can be arranged. As a result, a precise adjustment of the required hydraulic pressure in the fluid chamber is possible. According to an advantageous embodiment of the invention, the pressure in the fluid chamber is automatically adjusted by a control unit in response to a detected by a pressure sensor fluid pressure such. By controlling a solenoid valve located in the area of the hydraulic fluid supply port, that the capping means has sufficient fluid pressure to hold the occlusion device in response to the force exerted by the bellows on the wall of the underwater wellbore.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist an dem dem Halteelement abgewandten Ende der Verschließeinrichtung ein stangenförmiger Fortsatz zur Zentrierung der Verschließeinrichtung in dem Unterwasser-Bohrloch angeordnet. Der stangenförmige Fortsatz kann in unterschiedlichen Formgebungen ausgebildet sein, z. B. zylindrisch oder konisch, oder eine Kombination solcher Formen aufweisen. Durch den stangenförmigen Fortsatz, der beim Einführen der Verschließeinrichtung in das Unterwasser-Bohrloch in Richtung des Bohrlochs, d. h. nach unten, weist, ist eine verbesserte Zentrierung und damit ein einfacheres Treffen des Bohrlochs und Einführen der Verschließeinrichtung möglich.According to an advantageous development of the invention, a rod-shaped projection for centering the closing device in the underwater borehole is arranged on the end of the closing device facing away from the holding element. The rod-shaped extension may be formed in different shapes, z. As cylindrical or conical, or a combination of such forms. By the rod-shaped extension, the insertion of the closing in the underwater wellbore in the direction of the borehole, d. H. pointing down, an improved centering and thus a simpler meeting of the borehole and insertion of the closing device is possible.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Außenwand des Balgs eine haifischhautähnliche Struktur auf. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Struktur mit Rillen und/oder Zacken versehen, die beispielsweise in die Außenwand eingefräst werden können. Durch das Vorsehen einer haifischhautähnlichen Struktur der Außenwand kann die Verschließeinrichtung hydrodynamischer gestaltet werden und weist einen verringerten Strömungswiderstand auf.According to an advantageous development of the invention, the outer wall of the bellows has a sharkskin-like structure. According to an advantageous embodiment of the invention, the structure is provided with grooves and / or serrations, which can be milled, for example, in the outer wall. By providing a sharkskin-like structure of the outer wall, the closing device can be made hydrodynamic and has a reduced flow resistance.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist innerhalb der Wand des Balgs ein netz- oder gitterartiges Geflecht aus einem Material geringerer Elastizität als das Balgmaterial eingearbeitet. Das Geflecht erstreckt sich wenigstens über einen Teil der Wand. Das Geflecht kann insbesondere als Metallnetz oder Metallgitter ausgebildet sein. Dies hat den Vorteil, dass der Balg mechanisch stabiler ausgebildet werden kann und damit für höhere Hydraulikfluid-Drücke ausgelegt werden kann. Insbesondere ist hierdurch eine Materialeinsparung des Materials des Balgs möglich. So kann bei Verwendung von Gummi als Material der Balg beispielsweise statt mit einer Wandstärke von 5 cm mit einer Wandstärke von nur 3 cm hergestellt werden. Dies erlaubt vorteilhaft eine kostengünstigere Herstellung der erfindungsgemäßen Verschließeinrichtung.According to an advantageous embodiment of the invention, a mesh or mesh-like mesh made of a material of lower elasticity than the bellows material is incorporated within the wall of the bellows. The braid extends at least over part of the wall. The mesh may be formed in particular as a metal mesh or metal mesh. This has the advantage that the bellows can be made mechanically more stable and thus can be designed for higher hydraulic fluid pressures. In particular, this material saving the material of the bellows is possible. Thus, when using rubber as the material of the bellows, for example, instead of a wall thickness of 5 cm with a wall thickness of only 3 cm can be produced. This advantageously allows a more cost-effective production of the closing device according to the invention.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Verschließeinrichtung an dem dem Halteelement abgewandeten Ende einen Umgebungserfassungssensor auf, der dazu eingerichtet ist, Informationen aus der Umgebung der Verschließeinrichtung unterhalb der Verschließeinrichtung zu erfassen.According to an advantageous embodiment of the invention, the closing device on the end facing away from the holding element on an environment detection sensor which is adapted to detect information from the environment of the closing device below the closing device.

Die Erfindung betrifft ferner einen Balg, der eingerichtet ist zur Verwendung für eine Verschließeinrichtung der zuvor beschriebenen Art.The invention further relates to a bellows adapted for use in a closing device of the type described above.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Verschließen eines Unterwasser-Bohrlochs mit den Schritten:

a) Einführen einer Verschließeinrichtung der zuvor beschriebenen Art in ein Unterwasser-Bohrloch,
b) Befüllen der Fluidkammer über den Hydraulikfluid-Zuführanschluss mit einem Hydraulikfluid, bis ein gewünschter Druck in der Fluidkammer eingestellt ist,
c) Verschließen des Hydraulikfluid-Zuführanschlusses und Entfernen von an dem Halteelement befestigten Vorrichtungen sowie Entfernen eines Zuführschlauchs für das Hydraulikfluid.

Furthermore, the invention relates to a method for closing an underwater borehole with the steps:

a) introducing a closure device of the type described above into an underwater well,
b) filling the fluid chamber with hydraulic fluid via the hydraulic fluid supply port until a desired pressure is set in the fluid chamber,
c) closing the hydraulic fluid supply port and removing attached to the holding member devices and removing a supply hose for the hydraulic fluid.

Das Einführen der Verschließeinrichtung kann beispielsweise über einen Tauchroboter oder ein Schiff durchgeführt werden. Vor dem Einführen der Verschließeinrichtung wird vorteilhaft das Unterwasser-Bohrloch entsprechend aufbereitet, z. B. indem im Falle eines abgerissenen Rohrs die Rissstelle geglättet und begradigt wird. Gegebenenfalls ist auch ein defektes Ventil eines Rohrs zuvor abzutrennen. Nach dem Verschließen des Hydraulikfluid-Zuführanschlusses werden die nicht mehr erforderlichen Elemente entfernt, wie z. B. an dem Halteelement befestigte Vorrichtungen sowie ein Zuführschlauch für das Hydraulikfluid. Sofern ein wieder verwendbarer Beschwerungskörper eingesetzt wird, wird auch dieser entfernt.The introduction of the closing device can be carried out for example via a diving robot or a ship. Before inserting the closing device advantageously the underwater well is treated accordingly, z. B. in the case of a torn pipe, the crack site is smoothed and straightened. If necessary, a defective valve of a pipe must be separated beforehand. After closing the hydraulic fluid supply port, the unnecessary elements are removed, such. B. attached to the holding member devices and a supply hose for the hydraulic fluid. If a reusable weighting body is used, this is also removed.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird der Druck in der Fluidkammer soweit erhöht, dass das Unterwasser-Bohrloch abgedichtet verschlossen ist und die Verschließeinrichtung in Folge des von dem Balg auf die Wand des Unterwasser-Bohrlochs ausgeübten Kraft gehalten wird. Weitere Halteelemente sind daher nicht erforderlich.According to an advantageous embodiment of the invention, the pressure in the fluid chamber is increased so far that the underwater well is sealed sealed and the closing device as a result of the bellows on the wall of the underwater Borehole applied force is maintained. Further holding elements are therefore not required.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Fluidkammer der Verschließeinrichtung vor oder bei dem Versenken der Verschließeinrichtung in das Wasser bereits mit einer gewissen Menge Hydraulikfluid befüllt, so dass die Fluidkammer ungefähr auf Atmosphären-Druckniveau ist. Hierdurch wird eventuell in der Fluidkammer 4 vorhandene Luft entfernt, ohne den Balg bereits unerwünscht aufzuweiten.According to an advantageous development of the invention, the fluid chamber of the closing device is already filled with a certain amount of hydraulic fluid before or during the sinking of the closing device into the water so that the fluid chamber is at approximately the atmospheric pressure level. This will eventually be in the fluid chamber 4 Existing air removed without the bellows already undesirable widen.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Fluidkammer der Verschließeinrichtung während des Absenkens der Verschließeinrichtung im Wasser in Abhängigkeit von der jeweils erreichten Wassertiefe weiter mit Hydraulikfluid befüllt. Vorteilhaft erfolgt die Befüllung derart, dass der beim Absenken im Wasser ansteigende Außendruck durch das Hydraulikfluid kompensiert wird. Dies hat den Vorteil, dass die äußere Form der Verschließeinrichtung, insbesondere des Balgs, auch während des Absenkens im Wasser erhalten bleibt. Diese Vorgehensweise ist insbesondere vorteilhaft bei Verschließeinrichtungen ohne Zentralkörper, z. B. den nachfolgend anhand der 1 bis 3 beschriebenen Ausführungsformen der Verschließeinrichtung.According to an advantageous development of the invention, the fluid chamber of the closing device is filled with hydraulic fluid during the lowering of the closing device in the water as a function of the respectively achieved depth of water. Advantageously, the filling takes place in such a way that the external pressure, which increases during lowering in the water, is compensated by the hydraulic fluid. This has the advantage that the outer shape of the closing device, in particular of the bellows, is maintained even during the lowering in the water. This procedure is particularly advantageous in closure devices without central body, z. B. the following with reference to 1 to 3 described embodiments of the closing device.

Die Erfindung betrifft ferner ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung einer Verschließeinrichtung der zuvor beschriebenen Art mit den Schritten:

a) Fertigen eines Teilabschnitts des Zentralkörpers,
b) Anordnen des Teilabschnitts des Zentralkörpers in dem Balg, wobei die Wand des Balgs zumindest in einem ihrer Endbereiche mit einer Stirnfläche des Teilabschnitts des Zentralkörpers überlappt,
c) Fertigen des vollständigen Zentralkörpers durch Anordnen weiteren Materials, aus dem der Zentralkörper hergestellt ist, an der Stirnfläche, so dass die Wand des Balgs zumindest in einem ihrer Endbereiche in dem Material des Zentralkörpers eingebettet ist.

The invention further relates to an advantageous method for producing a closing device of the type described above with the steps:

a) finishing a section of the central body,
b) arranging the subsection of the central body in the bellows, wherein the wall of the bellows overlaps at least in one of its end regions with an end face of the subsection of the central body,
c) manufacturing the complete central body by arranging further material of which the central body is made, on the end face, so that the wall of the bellows is embedded in the material of the central body at least in one of its end regions.

Vorteilhaft sind in diese Herstellungsschritte auch die Schritte des Integrierens des Hydraulikfluidkanals sowie der ggf. in dem Zentralkörper vorgesehenen elektrischen und elektronischen Bauteile vorgesehen.The steps of integrating the hydraulic fluid channel as well as the electrical and electronic components possibly provided in the central body are also advantageously provided in these production steps.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Verwendung von Zeichnungen näher erläutert.The invention will be explained in more detail by means of embodiments using drawings.

Es zeigenShow it

1 bis 7 – verschiedene Ausführungsformen einer Verschließeinrichtung und 1 to 7 - Various embodiments of a closing and

8 – eine Ausführungsform eines Zentralkörpers einer Verschließeinrichtung und 8th - An embodiment of a central body of a closing and

9 bis 11 – die Anbringung einer Verschließeinrichtung in einem Unterwasser-Bohrloch. 9 to 11 - The attachment of a closing device in an underwater well.

In den Figuren werden gleiche Bezugszeichen für einander entsprechende Elemente verwendet.In the figures, like reference numerals are used for corresponding elements.

Die 1 zeigt eine erste Ausführungsform der Verschließeinrichtung 1 mit einem in geschnittener Darstellung wiedergegebenen Balg 3, der z. B. aus Gummi besteht. Der Balg 3 hat eine im Wesentlichen zylindrische Form mit abgerundet ausgebildeten Endbereichen. Die abgerundeten Endbereiche können auch mit größeren Radien ausgebildet sein als abgebildet oder insgesamt halbkreisförmig ausgebildet sein. Möglich ist es auch, den Balg 3 kugelförmig oder mit ovalem Querschnitt, ähnliche einer Ellipse, auszubilden. Der Balg 3 ist vorteilhaft entlang einer Längsachse L rotationssymmetrisch ausgebildet. In dem Balg 3 ist eine Fluidkammer 4 gebildet. Innerhalb der Fluidkammer 4 sind Beschwerungskörper 2 angeordnet, z. B. Steine oder spezielle Formkörper aus einem relativ schweren und dennoch preisgünstigen Material, z. B. aus Beton. In der Wand des Balgs 3 ist ein die Wand durchdringender Hydraulikfluid-Zuführanschluss 5 vorgesehen. Über den Hydraulikfluid-Zuführanschluss 5 kann die Fluidkammer 4 von außen mit dem Hydraulikfluid befüllt werden. Der Hydraulikfluid-Zuführanschluss kann beispielsweise mit einem aufschraubbaren Stopfen oder mit einer in dem Hydraulikfluid-Zuführanschluss angeordneten Ventileinrichtung verschließbar sein.The 1 shows a first embodiment of the closing device 1 with a reproduced in cut representation bellows 3 , the z. B. made of rubber. The bellows 3 has a substantially cylindrical shape with rounded end portions. The rounded end portions may also be formed with larger radii than shown or formed in a generally semicircular shape. It is also possible, the bellows 3 spherical or with an oval cross-section, similar to an ellipse. The bellows 3 is advantageously formed rotationally symmetrical along a longitudinal axis L. In the bellows 3 is a fluid chamber 4 educated. Inside the fluid chamber 4 are weighting bodies 2 arranged, z. As stones or special moldings of a relatively heavy and yet inexpensive material, eg. B. concrete. In the wall of the bellows 3 is a wall penetrating hydraulic fluid supply port 5 intended. Via the hydraulic fluid supply port 5 can the fluid chamber 4 be filled from the outside with the hydraulic fluid. The hydraulic fluid supply port can be closed, for example, with a screw-on stopper or with a valve device arranged in the hydraulic fluid supply port.

Die Verschließeinrichtung 1 weist ein Halteelement 6 auf, das z. B. eine bogenförmige bzw. bügelförmige Form haben kann. Das Halteelement 6 ist mit dem Balg 3 fest verbunden, z. B. durch eine von oben auf den Balg 3 aufgesetzte Halteplatte 10 und eine im Inneren des Balgs 3 vorgesehene Konterplatte 11. Die Halteplatte 10 und die Konterplatte 11 sind beispielsweise durch Schrauben miteinander verbunden. An das Halteelement 6 kann beispielsweise ein Seil oder eine Stange angeschlossen werden, die dazu dient, die Verschließeinrichtung 1 zum Unterwasser-Bohrloch zu transportieren und darin präzise einzuführen. Der Balg 3 kann im Bereich der Halteplatte 10 eine Einfüllöffnung für die Beschwerungskörper 2 aufweisen.The closing device 1 has a retaining element 6 on, the z. B. may have an arcuate or bow-shaped shape. The holding element 6 is with the bellows 3 firmly connected, z. B. by a top of the bellows 3 attached holding plate 10 and one inside the bellows 3 provided counter plate 11 , The holding plate 10 and the counter plate 11 are connected to each other, for example by screws. To the holding element 6 For example, a rope or a rod can be connected, which serves the closing device 1 to transport underwater well and introduce it precisely. The bellows 3 can in the area of the retaining plate 10 a filling opening for the weighting bodies 2 exhibit.

Die 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Verschließeinrichtung 1. Im Unterschied zu der Ausführungsform gemäß 1 ist hier ein an der Unterseite der Verschließeinrichtung 1 außerhalb des Balgs 3 angeordneter Beschwerungskörper 2 vorgesehen, der über ein stangenartiges Befestigungselement 21 mit dem Balg 3 verbunden ist. Zur Aufnahme der Haltekräfte kann in dem Balg 3 noch eine Gegenplatte 20 vorgesehen sein, die mit dem Befestigungselement 21 verbunden ist.The 2 shows a second embodiment of the closing device 1 , Unlike the embodiment according to 1 Here is one at the bottom of the closing device 1 outside the bellows 3 arranged weighting body 2 provided, which via a rod-like fastener 21 with the bellows 3 connected is. To accommodate the holding forces can in the bellows 3 still a counterplate 20 be provided with the fastener 21 connected is.

Die 3 zeigt eine dritte Ausführungsform der Verschließeinrichtung 1. Im Vergleich zu der 1 ist gemäß 3 ein außerhalb des Balgs 3 angeordneter Beschwerungskörper 2 vorgesehen, der oberhalb des Balgs 3 angeordnet ist. Der Beschwerungskörper 2 ist über eine Befestigungsstange 30 mit der Halteplatte 10 und über die bereits erwähnte Verschraubung mit der Konterplatte 11 verbunden. Hierbei ist das Halteelement 6 zugleich an der Oberseite des Beschwerungskörpers 2 angeordnet. Der Beschwerungskörper 2 ist in Schnittdarstellung wiedergegeben. Die Haltestange 30 ist vorteilhaft mit einem Außengewinde versehen. Entsprechend weist der Beschwerungskörper 2 ein dementsprechendes Innengewinde auf. Hierdurch ist der Beschwerungskörper 2 lösbar mit den übrigen Teilen der Verschließeinrichtung 1 verbindbar. Dies hat den Vorteil, dass die Verschließeinrichtung 1 in einem Unterwasser-Bohrloch eingesetzt werden kann und, nach ihrer Verankerung in dem Unterwasser-Bohrloch durch Einfüllen des Hydraulikfluids, der Beschwerungskörper 2 durch Drehen an dem Halteelement 6 von der Haltestange 30 losgeschraubt werden kann und somit von der Verschließeinrichtung 1 entfernt werden kann.The 3 shows a third embodiment of the closing device 1 , Compared to the 1 is according to 3 one outside the bellows 3 arranged weighting body 2 provided, which is above the bellows 3 is arranged. The weighting body 2 is over a mounting rod 30 with the retaining plate 10 and about the already mentioned screwing with the counter plate 11 connected. Here is the holding element 6 at the same time at the top of the weighting body 2 arranged. The weighting body 2 is shown in section. The handrail 30 is advantageously provided with an external thread. Accordingly, the weighting body 2 a corresponding internal thread. This is the weighting body 2 detachable with the remaining parts of the closing device 1 connectable. This has the advantage that the closing device 1 can be used in an underwater well and, after being anchored in the subsea well by filling the hydraulic fluid, the weighting body 2 by turning on the holding element 6 from the handrail 30 can be unscrewed and thus of the closing device 1 can be removed.

Die 4 zeigt eine vierte Ausführungsform der Verschließeinrichtung 1, wobei hier als Beschwerungskörper 2 ein Zentralkörper 7 vorgesehen ist, der zumindest teilweise innerhalb des Balgs 3 und teilweise außerhalb des Balgs 3 angeordnet ist. Wie erkennbar ist, weist der Balg 3 an seiner Oberseite waagerecht verlaufende Endbereiche 40 auf, die in das Material des Zentralkörpers 7 eingebettet sind. Die Endbereiche 40 enden in einem ringförmigen Wulst 41, der ebenfalls in das Material des Zentralkörpers 7 eingebettet ist und für einen sicheren Halt des Balgs 3 in dem Material des Zentralkörpers 7 auch bei hohem Innendruck in der Fluidkammer 4 sorgt. Der Zentralkörper 7 ist ebenfalls in Schnittdarstellung wiedergegeben. Der Zentralkörper 7 ist vorteilhaft aus Stahlbeton gefertigt.The 4 shows a fourth embodiment of the closing device 1 , here as a weighting body 2 a central body 7 is provided, at least partially within the bellows 3 and partly outside the bellows 3 is arranged. As can be seen, the bellows 3 on its upper side horizontally extending end portions 40 on that in the material of the central body 7 are embedded. The end areas 40 end in an annular bead 41 also in the material of the central body 7 is embedded and for a secure hold of the bellows 3 in the material of the central body 7 even at high internal pressure in the fluid chamber 4 provides. The central body 7 is also shown in section. The central body 7 is advantageously made of reinforced concrete.

Die in 4 dargestellte Verschließeinrichtung 1 kann z. B. wie folgt hergestellt werden. Zunächst ist eine erste Gussform für den Zentralkörper 7 herzustellen. In der ersten Gussform werden dann die Stahlarmierungen für die Herstellung des Zentralkörpers in Stahlbeton-Technik eingesetzt. Weiterhin werden alle in dem Zentralkörper 7 ggf. vorzusehenden Elemente in die erste Gussform eingesetzt, wie z. B. die nachfolgend noch anhand der 8 beschriebenen, in dem Zentralkörper 7 angeordneten Elemente. Sodann wird ein Teilabschnitt des Zentralkörpers hergestellt, indem Beton soweit in die erste Gussform gegossen wird, bis der in 4 dargestellte Abschnitt 42 hergestellt ist. Sodann wird der entstandene Teilabschnitt 42 des Zentralkörpers nach Aushärtung des Betons aus der ersten Gussform entnommen und der Balg 3 über den Teilabschnitt 42 hinübergezogen, so dass der Wulst 41 in einer durch die erste Gussform erzeugten Nut in dem Teilabschnitt 42 anliegt. Sodann wird die Einheit aus dem Teilabschnitt 42 und dem Balg 3 in eine zweite Gussform eingesetzt. In der zweiten Gussform wird Beton eingeführt, bis der obere Abschnitt 43 des Zentralkörpers 7 hergestellt ist. Vor dem Aushärten des Betons wird noch das Halteelement 6 in dem Material des Zentralkörpers 7 verankert. Schließlich wird die fertige Verschließeinrichtung 1 aus der zweiten Gussform entnommen und kann verwendet werden.In the 4 Shuttering device shown 1 can z. B. be prepared as follows. First, a first mold for the central body 7 manufacture. In the first mold then the steel reinforcements are used for the production of the central body in reinforced concrete technology. Furthermore, all in the central body 7 possibly to be provided elements in the first mold used, such. B. the following still using the 8th described in the central body 7 arranged elements. Then, a portion of the central body is made by pouring concrete as far as in the first mold until the in 4 shown section 42 is made. Then the resulting section 42 of the central body removed after curing of the concrete from the first mold and the bellows 3 about the subsection 42 pulled over so that the bead 41 in a groove formed by the first mold in the section 42 is applied. Then, the unit of the subsection 42 and the bellows 3 used in a second mold. In the second mold concrete is introduced until the upper section 43 of the central body 7 is made. Before curing the concrete is still the holding element 6 in the material of the central body 7 anchored. Finally, the finished closing device 1 taken from the second mold and can be used.

Alternativ kann das Halteelement 6 auch über ein in dem Zentralkörper 7 vorgesehenes Gewinde daran befestigt werden.Alternatively, the retaining element 6 also over one in the central body 7 provided thread attached thereto.

Die 5 zeigt eine fünfte Ausführungsform der Verschließeinrichtung 1. Die Ausführungsform gemäß 5 entspricht der Ausführungsform gemäß 4, wobei in dem Balg 3 zusätzlich ein netz- oder gitterartiges Geflecht 60 angeordnet ist, über das der Balg 3 zusätzlich stabilisiert wird. Das Geflecht 60 wird vorteilhaft bei der Herstellung des Balgs 3 in dessen Material, z. B. das Gummi, eingearbeitet.The 5 shows a fifth embodiment of the closing device 1 , The embodiment according to 5 corresponds to the embodiment according to 4 , wherein in the bellows 3 In addition, a network or grid-like mesh 60 is arranged over which the bellows 3 additionally stabilized. The braid 60 becomes advantageous in the manufacture of the bellows 3 in its material, for. As the rubber incorporated.

Die 6 zeigt eine sechste Ausführungsform der Verschließeinrichtung 1. Im Vergleich zu der Ausführungsform gemäß 4 ist gemäß 6 der Balg auch in dem unteren Endabschnitt, d. h. auf der dem Halteelement 6 abgewandten Seite des Zentralkörpers 7, in vergleichbarer Weise wie in dem oberen Endabschnitt 40, 41 in das Material des Zentralkörpers 7 eingebettet. Hierbei sind Endabschnitte 50 sowie ein ringförmiger Wulst 51 in dem Material des Zentralkörpers 7 eingebettet. Die Herstellung der Einbettung des unteren Endabschnitts 50, 51 in den Zentralkörper kann in vergleichbarer Weise durch abschnittsweises Gießen des Zentralkörpers 7, ähnlich wie zuvor für die Ausführungsform gemäß 4 beschrieben, erfolgen.The 6 shows a sixth embodiment of the closing device 1 , Compared to the embodiment according to 4 is according to 6 the bellows in the lower end portion, ie on the holding element 6 opposite side of the central body 7 in a similar way as in the upper end section 40 . 41 in the material of the central body 7 embedded. These are end sections 50 and an annular bead 51 in the material of the central body 7 embedded. The preparation of the embedding of the lower end section 50 . 51 in the central body can in a comparable manner by section casting of the central body 7 , similar to previously for the embodiment according to 4 described, done.

Die 7 zeigt eine siebte Ausführungsform der Verschließeinrichtung 1. Im Vergleich zur 6 ist gemäß 7 zusätzlich ein stangenförmiger Fortsatz 9 vorgesehen, der beispielsweise aus Stahl oder einem anderen Metall hergestellt sein kann. Der stangenförmige Fortsatz 9 kann auch aus anderen Materialien mit hoher Stabilität gefertigt werden. Gemäß 7 ist der stangenförmige Fortsatz 9 in den Zentralkörper 7 eingegossen. Der stangenförmige Fortsatz 9, der gemäß 7 beispielhaft mit einer konischen Kontur dargestellt ist, kann auch andere geeignete Formen aufweisen. Der stangenförmige Fortsatz 9 dient zur Zentrierung der Verschließeinrichtung bei deren Positionierung in dem Unterwasser-Bohrloch.The 7 shows a seventh embodiment of the closing device 1 , In comparison to 6 is according to 7 in addition a rod-shaped extension 9 provided, which may be made of steel or another metal, for example. The rod-shaped extension 9 can also be made of other materials with high stability. According to 7 is the rod-shaped extension 9 in the central body 7 cast. The rod-shaped extension 9 which according to 7 is shown by way of example with a conical contour, may also have other suitable shapes. The rod-shaped extension 9 serves to center the closing device during its positioning in the underwater borehole.

Der stangeförmige Fortsatz 9 kann auch bei den Ausführungsformen gemäß den 1 bis 6 vorgesehen sein. In den Fällen der Ausführungsformen gemäß den 1 bis 5 ist der stangenförmige Fortsatz 9 dann mit der Unterseite des Balgs 3 verbunden, z. B. über eine Gegenplatte 20 in ähnlicher Weise wie anhand der 2 für den Beschwerungskörper 2 dargestellt. The rod-shaped extension 9 can also in the embodiments according to the 1 to 6 be provided. In the cases of the embodiments according to the 1 to 5 is the rod-shaped extension 9 then with the bottom of the bellows 3 connected, z. B. via a counter plate 20 in a similar way as based on the 2 for the weighting body 2 shown.

Der in den 4 bis 7 dargestellte Zentralkörper 7 ist in Schnittdarstellung wiedergegeben. Zu deutlicheren Darstellung der Erfindung wurde in diesen Figuren für den Zentralkörper 7 die bei Schnittdarstellung ansonsten übliche Schraffur fortgelassen.The in the 4 to 7 illustrated central body 7 is shown in section. For a clearer presentation of the invention was in these figures for the central body 7 the otherwise usual hatching omitted in sectional view.

Die 8 zeigt eine weitere Ausführungsform des Zentralkörpers 7 in Schnittdarstellung. Gemäß 8 ist in dem Zentralkörper 7 ein erster Hydraulikfluidkanal 71 und ein damit verbundener zweiter Hydraulikfluidkanal 72 angeordnet. Die Hydraulikfluidkanäle können beispielsweise als Rohre oder Schläuche ausgebildet sein. Der zweite Hydraulikfluidkanal 72 endet mit entsprechenden Öffnungen an der Außenseite des Zentralkörpers 7 und steht somit, bei Anordnung des Zentralkörpers 7 in dem Balg 3, mit der Fluidkammer 4 in Verbindung. Der erste Hydraulikfluidkanal 71 ist mit dem zweiten Hydraulikfluidkanal 72 verbunden und endet in einem Hydraulikfluid-Zuführanschluss 5, der an der Oberseite des Zentralkörpers 7 angeordnet ist. Über den Hydraulikfluid-Zuführanschluss 5, den ersten Hydraulikfluidkanal 71 und den zweiten Hydraulikfluidkanal 72 kann eine Befüllung der Fluidkammer 4 mit Hydraulikfluid erfolgen.The 8th shows a further embodiment of the central body 7 in section. According to 8th is in the central body 7 a first hydraulic fluid channel 71 and a second hydraulic fluid passage connected thereto 72 arranged. The hydraulic fluid ducts may be formed, for example, as pipes or hoses. The second hydraulic fluid channel 72 ends with corresponding openings on the outside of the central body 7 and thus stands, with the arrangement of the central body 7 in the bellows 3 , with the fluid chamber 4 in connection. The first hydraulic fluid channel 71 is with the second hydraulic fluid channel 72 connected and terminates in a hydraulic fluid supply port 5 which is at the top of the central body 7 is arranged. Via the hydraulic fluid supply port 5 , the first hydraulic fluid channel 71 and the second hydraulic fluid passage 72 may be a filling of the fluid chamber 4 done with hydraulic fluid.

Der Hydraulikfluid-Zuführanschluss 5 kann mit einem integrierten Ventil zum Verschließen des Hydraulikfluid-Zuführanschlusses 5 ausgestattet sein, z. B. mit einem in der 8 dargestellten Rückschlagventil 70. Das Rückschlagventil 70 bzw. eine andere geeignete Ventileinrichtung kann auch in den Ausführungsformen der 1 bis 7 in dem jeweiligen Hydraulikfluid-Zuführanschluss 5 vorgesehen sein.The hydraulic fluid supply port 5 can with an integrated valve for closing the hydraulic fluid supply port 5 be equipped, for. B. with a in the 8th illustrated check valve 70 , The check valve 70 or another suitable valve device can also be used in the embodiments of 1 to 7 in the respective hydraulic fluid supply port 5 be provided.

Des Weiteren kann ein Entlüftungskanal in den Hydraulikfluid-Zuführanschluss 5 integriert sein. Der Entlüftungskanal dient zur Evakuierung der Luft in der Fluidkammer 4. Alternativ kann auch an anderer Stelle des Balgs 3 oder des Zentralkörpers 7 ein verschließbarer Entlüftungsanschluss vorgesehen sein. Der Entlüftungsanschluss bzw. der Entlüftungskanal wird nach der Evakuierung der Luft in der Fluidkammer 4 verschlossen. Dies kann z. B. noch vor dem Absenken der Verschließeinrichtung 1 in das Wasser erfolgen. Zudem kann die Entlüftung auch durch den Schlauch erfolgen, durch den das Hydraulikfluid in die Fluidkammer 4 eingefüllt wird.Furthermore, a vent passage into the hydraulic fluid supply port 5 be integrated. The vent channel serves to evacuate the air in the fluid chamber 4 , Alternatively, elsewhere on the bellows 3 or the central body 7 be provided a closable vent port. The vent port or bleed passage becomes after the evacuation of the air in the fluid chamber 4 locked. This can be z. B. even before lowering the closing device 1 into the water. In addition, the venting can also be done through the hose, through which the hydraulic fluid in the fluid chamber 4 is filled.

In dem Zentralkörper 7 gemäß 8 sind zudem elektrische und elektronische Bauteile 80, 81, 82, 83 vorgesehen und zumindest teilweise in das Material des Zentralkörpers 7 eingebettet. Beispielhaft dargestellt ist ein Drucksensor 80, der mit einer Druckerfassungsöffnung in die Fluidkammer 4 mündet. Der Drucksensor 80 ist über eine elektrische Leitung mit einer Signalerfassungseinrichtung 81 verbunden. Die Signalerfassungseinrichtung 81 wertet die Signale des Drucksensors 80 aus und gibt die ausgewerteten Signale über eine Funkschnittstelle 82 aus. Auf diesem Wege kann drahtlos aus der Entfernung der Druck in der Fluidkammer 4 überwacht werden.In the central body 7 according to 8th are also electrical and electronic components 80 . 81 . 82 . 83 provided and at least partially in the material of the central body 7 embedded. Illustrated by way of example is a pressure sensor 80 connected to a pressure sensing port in the fluid chamber 4 empties. The pressure sensor 80 is via an electrical line with a signal detection device 81 connected. The signal detection device 81 evaluates the signals of the pressure sensor 80 and outputs the evaluated signals via a radio interface 82 out. In this way can wirelessly from a distance the pressure in the fluid chamber 4 be monitored.

Dargestellt ist ferner als elektronisches Bauteil ein Umgebungserfassungssensor 83, der z. B. als Kamera oder Ultraschallsensor ausgebildet sein kann. Mittels des Umgebungserfassungssensors 83, der über eine elektrische Leitung ebenfalls mit der Signalerfassungseinrichtung 81 verbunden ist, können Umgebungsinformationen aus einem Bereich unterhalb der Verschließeinrichtung erfasst werden. Die von dem Umgebungserfassungssensor 83 erfassten Informationen können über die Funkschnittstelle 82 an eine entfernte Steuereinrichtung, z. B. in einem Tauchroboter, übertragen werden. Auf diesem Wege kann drahtlos aus der Entfernung durch Auswertung der Informationen von dem Umgebungserfassungssensor 83 die genaue Positionierung der Verschließeinrichtung 1 in Bezug auf das Unterwasser-Bohrloch 90 vereinfacht und verbessert werden.Also shown as an electronic component is an environment detection sensor 83 , the z. B. may be formed as a camera or ultrasonic sensor. By means of the environmental detection sensor 83 , which via an electrical line also with the signal detection device 81 environment information can be detected from an area below the closing device. The of the environment detection sensor 83 Information collected can be transmitted via the radio interface 82 to a remote control device, e.g. B. in a diving robot, transferred. In this way, you can wirelessly remotely by evaluating the information from the environment detection sensor 83 the exact positioning of the closing device 1 in terms of the underwater borehole 90 simplified and improved.

Wie erkennbar ist, sind die in den vorherigen Ausführungsbeispielen genannten Elemente wie die unterschiedlichen Arten der Beschwerungskörper 2 mit beliebigen Ausführungsbeispielen kombinierbar. Insbesondere können auch unterschiedliche Arten von Beschwerungskörpern 2 kombiniert in einer Verschließeinrichtung 1 verwendet werden.As can be seen, the elements mentioned in the previous embodiments are like the different types of weighting bodies 2 combinable with any desired embodiments. In particular, different types of weighting bodies can also be used 2 combined in a closing device 1 be used.

Die Länge des Balgs 3 bzw. des Zentralkörpers 7 in Richtung der Längsachse L kann z. B. 3 m betragen.The length of the bellows 3 or the central body 7 in the direction of the longitudinal axis L can z. B. 3 m.

Vorteilhaft kann an der Oberseite der Verschließeinrichtung, im Bereich des Halteelements 6, zusätzlich eine leitwerkartige Anordnung angebracht sein, die beim Herablassen der Verschließeinrichtung 1 im Wasser für eine hydrodynamisch gute Führung und Stabilisierung der Richtung sorgt.Advantageously, at the top of the closing device, in the region of the holding element 6 , In addition, a framework-like arrangement to be attached, which when lowering the closing device 1 provides hydrodynamically good guidance and stabilization of direction in the water.

Die 9 zeigt die Einbringung einer Verschließeinrichtung 1 in ein Unterwasser-Bohrloch 90. Dargestellt ist eine Meeresoberfläche 95, ein Meeresboden 96, ein Unterwasser-Bohrloch 90, ein Tauchroboter 93 und ein auf der Wasseroberfläche 95 befindliches Schiff 94.The 9 shows the introduction of a closing device 1 in an underwater borehole 90 , Shown is a sea surface 95 , a seabed 96 , an underwater borehole 90 , a diving robot 93 and one on the water surface 95 located ship 94 ,

Die Verschließeinrichtung 1 ist über ein Trageelement 91, z. B. ein Seil, eine Stange oder eine Kette, mit dem Tauchroboter 93 verbunden. Das Trageelement 91 ist an dem Halteelement 6 befestigt, z. B. mit einem fernsteuerbar zu öffnenden Haken. Des Weiteren ist der Tauchroboter 93 über einen Hydraulikschlauch 92 mit dem Hydraulikfluid-Zuführanschluss 5 verbunden. The closing device 1 is about a carrying element 91 , z. As a rope, a rod or a chain, with the diving robot 93 connected. The carrying element 91 is on the retaining element 6 attached, z. B. with a remotely controllable hook. Furthermore, the diving robot 93 via a hydraulic hose 92 with the hydraulic fluid supply port 5 connected.

Der Tauchroboter 93 senkt nun, nach entsprechender Vorbereitung der Austrittsstelle des Unterwasser-Bohrlochs 90 aus dem Meeresboden 96, die Verschließeinrichtung 1 in das Unterwasser-Bohrloch 90 soweit ab, dass die Verschließeinrichtung 1 zumindest größtenteils darin eingeführt ist. Sodann befüllt der Tauchroboter 93 über den Hydraulikschlauch 92 die Fluidkammer 4 mit Hydraulikfluid. Nach Erreichen eines ausreichend hohen Drucks in der Fluidkammer 4 wird durch eine fernsteuerbar zu öffnende Kupplung der Hydraulikschlauch 92 sowie über einen fernsteuerbar zu öffnenden Haltehaken das Trageelement 91 von der Verschließeinrichtung 1 abgekoppelt. Das Unterwasser-Bohrloch ist dann abgedichtet verschlossen.The diving robot 93 lowers now, after appropriate preparation of the exit point of the underwater well 90 from the seabed 96 , the closing device 1 into the underwater borehole 90 so far from that the closing device 1 at least for the most part introduced therein. Then the diving robot fills 93 over the hydraulic hose 92 the fluid chamber 4 with hydraulic fluid. After reaching a sufficiently high pressure in the fluid chamber 4 is made by a remote controllable clutch to open the hydraulic hose 92 and via a remotely controlled to be opened retaining hook the support element 91 from the closing device 1 decoupled. The underwater well is then sealed sealed.

Der Tauchroboter 93 kann beispielsweise von dem Schiff 94 ferngesteuert werden. Alternativ kann die Verschließeinrichtung 1 auch ohne Tauchroboter 93 in dem Unterwasser-Bohrloch eingebracht werden, und zwar direkt von dem Schiff 94. Alternativ kann die Verschließeinrichtung 1 von einem bemannten U-Boot eingebracht werden.The diving robot 93 for example, from the ship 94 be remotely controlled. Alternatively, the closing device 1 also without diving robot 93 be introduced into the underwater well, directly from the ship 94 , Alternatively, the closing device 1 be introduced by a manned submarine.

Die 10 zeigt eine Verschließeinrichtung 1 in einem Unterwasser-Bohrloch 90. Wie erkennbar ist, ist zumindest der Balg 3 der Verschließeinrichtung 1 von der Wand 100 des Unterwasser-Bohrlochs 90 umgeben. Die 10 zeigt die Verschließeinrichtung 1 in einem Zustand, in dem noch kein wesentlicher Überdruck in der Fluidkammer 4 aufgebaut ist. Die 11 zeigt die gleiche Verschließeinrichtung 1 wie in 10 dargestellt, jedoch mit einem entsprechend hohen Druck in der Fluidkammer 4. Wie erkennbar ist, weitet sich der Balg 3 in radialer Richtung bezüglich der Längsachse L auf, so dass dieser mit der Wand 100 in Kontakt kommt und daran anliegt. Bei entsprechend hohem Druck in der Fluidkammer 4, z. B. in der Größenordnung von 500 bar, wird die Verschließeinrichtung 1 derart in dem Unterwasser-Bohrloch 90 eingequetscht, dass sie auch ohne zusätzliche Halteelemente darin fest verankert ist.The 10 shows a closing device 1 in an underwater borehole 90 , As can be seen, at least the bellows 3 the closing device 1 from the wall 100 of the underwater borehole 90 surround. The 10 shows the closing device 1 in a condition in which there is still no significant overpressure in the fluid chamber 4 is constructed. The 11 shows the same closing device 1 as in 10 shown, but with a correspondingly high pressure in the fluid chamber 4 , As can be seen, the bellows expands 3 in the radial direction with respect to the longitudinal axis L, so that this with the wall 100 comes in contact and is attached to it. At a correspondingly high pressure in the fluid chamber 4 , z. B. on the order of 500 bar, the closing device 1 like that in the underwater well 90 squeezed that it is firmly anchored therein without additional retaining elements.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 8235582 U1 [0003]

Claims

Closing device ( 1 ) for closing and sealing a sub-water well ( 90 ) with at least one weighting body ( 2 ) of a material of higher specific gravity than water, with at least one bellows made of rubber or a rubbery material ( 3 ), which is connected to the weighting body, characterized in that in the bellows ( 3 ) or between the bellows ( 3 ) and the weighting body ( 2 ) at least one adapted to receive hydraulic fluid and filled with the hydraulic fluid fluid chamber ( 4 ) is provided, wherein the bellows ( 3 ) as a result of filling with the hydraulic fluid at least in the radial direction is volume enlargeable, and the closing device ( 1 ) at least one hydraulic fluid supply port ( 5 ), via the hydraulic fluid into the fluid chamber ( 4 ), and the closing device ( 1 ) at least one retaining element ( 6 ), which is used for the transport and for the insertion of the closing device ( 1 ) into an underwater well ( 90 ) is trained.

Closing device ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the bellows ( 3 ) has a substantially cylindrical shape.

Closing device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the weighting body ( 2 ) is made of reinforced concrete.

Closing device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the weighting body ( 2 ) in the bellows ( 3 ) is arranged.

Closing device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the weighting body ( 2 ) at least one elongate central body ( 7 ) of a material of higher specific gravity than water, the bellows ( 3 ) the central body ( 7 ) completely surrounds in the radial direction and at least over a part of the longitudinal extent of the central body ( 7 ), wherein the bellows ( 3 ) sealed with the central body ( 7 ), and wherein in the bellows ( 3 ) or between the bellows ( 3 ) and the central body ( 7 ) at least one fluid chamber ( 4 ) is provided.

Closing device ( 1 ) according to claim 5, characterized in that the hydraulic fluid supply port ( 5 ) over at least one in the central body ( 7 ) extending hydraulic fluid channel ( 8th ) with the fluid chamber ( 4 ) connected is.

Closing device ( 1 ) according to claim 5 or 6, characterized in that the wall of the bellows ( 3 ) at least in one of its end regions ( 40 . 41 . 50 . 51 ) in the material of the central body ( 7 ) is embedded.

Closing device ( 1 ) according to one of claims 5 to 7, characterized in that in the central body ( 7 ) at least one electrical or electronic component ( 80 . 81 . 82 ), in particular an electrical sensor ( 80 ) and / or an electronic data acquisition or control device ( 81 . 82 ).

Closing device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that on the holding element ( 6 ) facing away from the closing device ( 1 ) a rod-shaped extension ( 9 ) for centering the closing device ( 1 ) in the underwater well ( 90 ) is arranged.

Closing device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the outer wall of the bellows ( 3 ) has a sharkskin-like structure.

Closing device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that inside the wall of the bellows ( 3 ) a mesh or grid-like mesh ( 60 ) is incorporated from a material of lower elasticity than the bellows material, which extends at least over part of the wall, in particular a metal net or metal mesh.

Bellow ( 3 ) which is adapted for use for a closing device ( 1 ) according to any one of the preceding claims.

Method for closing an underwater borehole ( 90 ) comprising the steps of: a) introducing a closure device ( 1 ) according to any one of the preceding claims in an underwater well ( 90 ), b) filling the fluid chamber ( 4 ) via the hydraulic fluid supply port ( 5 ) with a hydraulic fluid until a desired pressure in the fluid chamber ( 4 ), c) closing the hydraulic fluid supply port ( 5 ) and removing on the holding element ( 6 ) attached devices ( 91 ) and removing a delivery tube ( 92 ) for the hydraulic fluid.

Method according to claim 13, characterized in that the pressure in the fluid chamber ( 4 ) to the extent that the underwater well ( 90 ) is sealed and the closing device ( 1 ) as a result of the bellows ( 3 ) on the Wall ( 100 ) of the underwater well ( 90 ) force is maintained.

Method for producing a closing device ( 1 ) according to one of the preceding claims, comprising the steps of: a) producing a subsection ( 42 ) of the central body ( 7 ), b) arranging the subsection ( 42 ) of the central body ( 7 ) in the bellows ( 3 ), wherein the wall of the bellows ( 3 ) at least in one of its end regions ( 40 . 41 . 50 . 51 ) with an end face of the subsection ( 42 ) of the central body ( 7 ) overlaps, c) make the complete central body ( 7 ) by arranging further material from which the central body ( 7 ) is made, at the end face, so that the wall of the bellows at least in one of its end regions ( 40 . 41 . 50 . 51 ) in the material of the central body ( 7 ) is embedded.