DE102010026009A1

DE102010026009A1 - Verfahren zur Sicherung von See- oder Tiefseebohrungen bei der Förderung von Erdöl mittels Ölbohrplattformen oder Ölbohrschiffen und Verfahren zu Verhinderung oder Unterbindung eines Austritts von Erdöl in Ozeane, Seen und Gewässer bei Havarien, wie starken Stürmen, Zusammenstössen mit Schiffen, Flugzeugen oder Explosionen auf den Ölplattformen, welche eine Beschädigung der Öl-Förderleitung verursachen

Info

Publication number: DE102010026009A1
Application number: DE201010026009
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-06-29
Filing date: 2010-06-29
Publication date: 2011-12-29

Abstract

Die Erfindung beschreibt Verfahren zur Sicherung von See- oder Tiefseebohrungen bei der Förderung von Erdöl mittels Ölbohrplattformen oder Ölbohrschiffen und Verfahren zu Verhinderung oder Unterbindung eines Austritts von Erdöl in Ozeane, Seen und Gewässer bei Havarien, wie starken Stürmen, Zusammenstössen mit Schiffen, Flugzeugen oder Explosionen auf den Ölplattformen, welche eine Beschädigung der Öl-Förderleitung verursachen. Das Prinzip besteht darin, das bei einer Havarie und dem damit verbundenen Ölaustritt aus der Ölförderleitung oder dem Meeresboden am Bohrloch durch einen Riss an der Ölförderleitung oder einem Rausriss der Ölförderleitung aus dem Bohrloch eine Vereisung der unteren Rohrabschnitte der Ölförderleitung über dem Meersboden oder eine Vereisung des Bohrloches im Meeresboden bzw. des oberen Ölvorkommens mit verflüssigtem Kühlmittel, z. B. mit unter Druck verflüssigtem Kohlenstoffmonoxid, erfolgt. Es wird ein separates Versorgungsschiff mit Pumpen und Steuerungstechnik, welches über ein größeres Reservar oder einen Tank an verflüssigtem Kühlmittel verfügt, in sicherer Entfernung zur Ölbohrplattform fest im Meeresboden verankert. Danach werden an den unteren Bohrrohrstücken über dem Meeresboden Gefrierkonnektoren angebracht und im Meeresboden um das Bohrloch und im oberen Ölvorkommen werden Gefrierlanzen eingebracht. Die Gefrierkonnektoren und die Gefrierlanzen werden über separate Versorgungsleitungen mit dem Versorgungsschiff mit dem Kühlmittelreservar verbunden. Im Havariefall kann jeweils nach Schadensfall an der Ölförderleitung oder bei Rausriss der Ölförderleitung aus dem Ölvorkommen eine Vereisung der unteren Abschnitte der Ölförderleitung oder des Meeresbodens um die Bohrstelle und des oberen Ölvorkommens erfolgen, in dem mit höherem Druck je nach Tiefe der Bohrung oder des Ölvorkommens über das Versorgungsschiff flüssiges Kühlmittel in die Gefrierkonnektoren oder die Gefrierlanzen gepumpt wird. Durch Einfrieren der unteren Bohrrohrabschnitte, des Meeresbodens oder des oberen Ölvorkommens wird ein Einfrieren des Erdöls und somitder Ölfluss gestoppt bzw. ein Austreten von Erdöl in Gewässer kann verhindert werden und es können Reparaturen durchgeführt werden oder das Bohrloch kann versiegelt werden. Das Versorgungsschiff mit dem Kühlmittelreservar besitzt einen Konnektor, um über Schiffe, Hubschrauber oder Flugzeuge eine Dauerversorgung mit Flüssigkühlmittel bei längeren Reparaturen zu gewährleisten. Die Gefrierkonnektoren und die Gefrierlanzen können auch über einen Flüssigkühlmitteltank auf der Förderplattform versorgt werden, was aber bei Havarien wie Explosionen auf der Förderplattform eine zusätzliche Gefahr birgt. Es kann auch eine bestehende Ölförderleitung zur Gefrierlanze umfunktioniert werden, voraus gesetzt das Ölvorkommen ist über mehrere Förderleitungen mit der der Förderplattform verbunden. Das Verfahren kann auch für Erdgasförderungen im Meersboden oder in Gewässern genutzt werden.

Description

Die Erfindung beschreibt Verfahren zur Sicherung von See- oder Tiefseebohrungen bei der Förderung von Erdöl mittels Ölbohrplattformen oder Ölbohrschiffen und Verfahren zu Verhinderung oder Unterbindung eines Austritts von Erdöl in Ozeane, Seen und Gewässer bei Havarien, wie starken Stürmen, Zusammenstössen mit Schiffen, Flugzeugen oder Explosionen auf den Ölplattformen, welche eine Beschädigung der Öl-Förderleitung verursachen.
Grundlage der Erfindung:
Ziel der Erfindung ist es eine Gewinnung von Erdöl mit See- oder Tiefseebohrplattformen oder Schiffen weiterhin möglich zu machen und eine Vorbeugung und Behebung vor Havarien und Deren Folgen zu gewährleisten, welche austretendes Erdöl aus der Ölförderleitung oder des Ölvorkommens in die Gewässer in größerem Maße verhindern sollen. Solche Havarien können aus defekten von Technik, menschlichen Fehlern oder zufälligen Unfällen, wie Zusammenstössen mit Schiffen, Flugzeugen oder Explosionen auf den Ölplattformen entstehen, oder auch durch Naturgewalten wie starken Stürmen verursacht werden.
Beschreibung der Erfindung:
Ein einfacher Gedanke um ein Austreten von Erdöl in Gewässer und somit auch größere Umweltschäden bei Tiefseebohrungen zu vermeiden ist es, bestimmte Abschnitte der Bohrleitungen unterhalb eines Bohrleitungsrisses oder -Bruches [R] unter Wasser zu umfrieren oder eine Bodenvereisung um die Bohrleitungen des Bohrloches im Boden [O] vorzunehmen, siehe auch Bezugzeichenliste 1. Es wird eine Zufuhr von flüssigem Kühlmittel [F] mit sehr niedriger Temperatur, z. B. verflüssigtem Kohlenstoffdioxid (CO2) um die betroffenen Stücke [3] der Bohrleitungsrohre unterhalb des Rohrschadens [R] vorgenommen und das beschädigte Rohrleitungsstück oberhalb kann ersetzt werden, nach dem die darunter liegenden Rohrleitungsabschnitte vereist wurden. Es kann auch bei einem Rausriss der Bohrleitung [2] aus dem Bohrloch [E] eine Bodenvereisung in unterschiedlichen Tiefen im Meeresboden [B] mit einer oder mehreren speziellen Gefrierlanzen [5] oder Unterwassergefrierlanzen erfolgen, welche durch einbringen in den Seeboden später mit flüssigem Kühlmittel versorgt einen Austritt von Erdöl durch Vereisung der oberen Abschnitte des Erdöls im Vorkommen [O] verhindern. Vorraussetzung für diese Technik ist, das die eingesetzten Materialien von Bohrleitungen [2],[3] und [A] sowie Ventilen oder sonstige Materialien, wie Befestigungen, zu dieser Technik den enormen Temperaturschwankungen standhalten und keine Risse oder Porösitäten im Material bilden. Es wird flüssiges Kühlmittel oder Fluid [F] mit höherem Druck in die Gefrierlanzen [5] oder Unterwassergefrierlanzen und die angebrachten speziellen Gefrierkonnektoren [4] oder Unterwassergefrierkonnektoren gepumpt, und es kann eine Vereisung der unteren Rohrabschnitte [3] des Bohrrohres [2] und eine Bodenvereisung um das Bohrloch [E] im Meeresboden [B] sowie der oberen Abschnitte des Ölvorkommens [O] und des darin befindlichen Erdöls erfolgen. Eine genauere Beschreibung erfolgt nach 1 [1] bis 3 [3] laut Bezugszeichenliste 1. Laut 1 [1], ist eine Ölbohrplattform [1] auf der Wasseroberfläche [M] mit einer Bohrleitung [2] über die Gesamtlänge oder Tiefe [t] über den Meeresboden [B] über das Bohrloch [E] mit einem Ölvorkommen [O] im Meeresboden [B] verbunden. Nachdem das Bohrloch durch Teilabschnitte [A] und [3] des Steig- oder Bohrrohres [2] mit der Bohrinsel [1] verbunden wurde, werden an den unteren Teilstücken [3] mittig über die Länge von [3] Gefrierkonnektoren [4] angebracht, Deren Anzahl und Gestaltung von der Wassertiefe oder [t] und der Länge von [3] abhängen. Anfangsstücke [A], Dessen Länge und Anzahl auch von der Tiefe [t] des Ölvorkommens [O] im Meeresboden [B] abhängen, sind vor den Teilstücken [3] direkt ins Ölvorkommen [O] über [B] ohne Gefrierkonnektoren vorgeschalten. Des Weiteren werden jeweils Eine oder Mehrere Gefrierlanzen [5] um die Eintrittstelle einer Bohrung [E] im Meeresboden [B] neben [A] und im oberen Ölvorkommen [O] plaziert, Deren Anzahl auch von der Anzahl der Bohrleitungen [2] und der Größe des Ölvorkommens [O] abhängen. Es können jeweils mehrere Gefrierlanzen [5] an [A] bzw. um [E] und in [O] zu Einsatz kommen. Auch die Länge von [5] hängt von der Tiefe des Ölvorkommens [O] ab. Jetzt wird in einer sicheren Entfernung [e] zur Bohrinsel [1], z. B. 2000 Meter, ein schwimmender Flüssiggastank oder ein Versorgungsschiff [S] mit Flüssiggastank [FT] mit einer Verankerung [V] im Meeresboden [B], z. B. über ein stabiles rostfreies Stahlseil platziert, und im Meeresboden [B] verankert. Der Versorgungstank [S] oder das Versorgungsschiff verfügt über Pumpen und Steuerungstechnik, um das Sicherheitsszenario zu steuern. Die Gefrierkonnektoren [4] dienen dazu, um bei Versagen von mechanischen Ventilen in der Bohrleitung [2] oder den Teilstücken [3] eine Alternative zur Unterbrechung des Ölflusses zu bieten. Es wird nun über entsprechenden Druck, der von der Tiefe [t] abhängt, in die Steigleitungen [L1] und [L2], welche aus wasserdichtem kältebeständigem stabilen Kunststoffgewebe, Metall oder aufgesetzten Teilstück Metallrohren bestehen, einzeln in die Gefrierkonnektoren [4] und den Gefrierlanzen [5] separat von [S] über Pumpen Flüssiggas oder Fluid [F] eingepumpt. Die Gefrierkonnektoren [4] und die Gefrierlanzen [5] können je nach Schadensfall an den Steigrohren [A] oder einem Rausriss der Bohrleitung separat von [S] über Pumpen gespeist werden. Die Fluidleitungen [L1] und [L2] werden demzufolge getrennt von [S] gespeist und über Verteiler [6] in Tiefennähe von [4] und [5] an die einzelnen Gefrierkonnektoren [4] und Gefrierlanzen [5] verteilt. Es kann allerdings auch jede einzelne Fluid führende Leitung [L1] und [L2] zu [4] und [5] von [S] gespeist werden, was aber sehr viel längere Leitungswege zur Folge hätte. In einem Havariefall, z. B. bei Stürmen, wenn eine Öl führende Leitung [2] an [R] reist oder abgetrennt wird, können die untern Teilstücke [3] in das drin befindliche Erdöl über die Zufuhr von Flüssiggas oder Fluid [F] von [S] über [L1] an den Gefrierkonnektoren [4] eingefroren werden und das defekte Teilstück der Borrohres [2] über [3] am Riss [R] kann ersetzt werden. Danach kann der Ölförderbetrieb nach dem langsamen Auftauen von [3] wieder aufgenommen werden. Ist ein Rausriss des gesamten Ölsteigrohres [A] von [2] aus dem Meeresboden [B] am Bohreintritt [E] oder sogar dem Ölvorkommen [O] vorhanden, kommen die Gefrierlanzen [5] zum Einsalz, welche von [S] über [L2] und [6] mit Flüssiggas oder Fluid [F] versorgt werden. Es wird eine Bodenvereisung des Meeresbodens [B] um die Ölaustrittsstelle an [E] und [A] über dem Ölvorkommen [O] in [B] oder eine direkte Vereisung des Öls im Vorkommen [O] unter der Bohrstelle an [A] in [O] vorgenommen, und es kann nach Vereisung eine breitere Nachbohrung der vereisten Bohrstelle [E] mit Abtragen des Altmaterials und des alten Rohres [A] der vorherigen Steigleitung vorgenommen werden. Es werden je nach Verbreiterung der neuen Bohrung im Durchmesser entsprechend breitere Rohre oder Anfangsstücke [A] von [2] in die vereiste Bohrung eingesetzt. Die Temperatur oder Zufuhr von Fluid [F] über [5] während der Reparaturarbeiten sollte so geregelt werden, das kein Auftaueffekt ein Austritt von Erdöl bei Zubringen der neuen Ölleitung erschwert oder eine neue Havarie auftritt. Die Fluid Versorgungsleitungen [L1] und [L2] werden an der Verankerung [V] bis zur Tiefe der Verteilungen [6] zu [4] und [5] mit Befestigungen [SI] am Stahlseil oder der Verankerung [V] befestigt. Nach Einbringen neuer breiterer Anfangsstückes [A], kann ein Versorgungsaufbau mit Rohrteilstücken [3] zur Förderplattform beginnen. Es kann eines Rohradapter zum Einsatz kommen, welches die Breite der neuen Anfangsstücke [A] auf die Breite der alten Rohre [3] anpasst. Nach der Verbindung des neuen Steigrohres [2] mit der Förderplattform [1] sollte durch allmählich nachlassende Zufuhr von Fluid [F] an [4] oder [5] ein allmählicher Auftaueffekt einen größeren Pfropfeneffekt verhindern so das nach Abfangen von verunreinigtem Erdöl auf der Plattform [1] der normale Förderbetrieb wieder aufgenommen werden kann. Der Fluidtank oder das Versorgungsschiff [S] verfügt über einen Konnektor [C], um ein Nachtanken mit Flüssiggas [F] über Schiffe, Hubschrauber oder Flugzeuge zu ermöglichen, und somit eine längere benötige Versorgung mit Flüssiggas bei einem größerem Havariefall zu ermöglichen. Ein Gefrierkonnektor [4] laut 2 [2], besteht z. B. aus einem kälte- und bruchstabilen rostfreien Metallrohr oder Kunststoffrohr mit 50 Zentimetern Durchmesser, 1 Meter Länge und 5 Zentimetern Wandstärke, an welchem an der Endung am Versorgungsstück [VS] die Fluidleitung [L1] mechanisch stabil angebracht ist oder aufgebracht ist, z. B. über Verbundstücke, Gewindestücke oder Aufschrumpfung von [L1]. Der Gefrierkonnektor oder das Rohr [4] besitzt mindesten 4 Distanzstücke [D] über den Umfang von [4], welche es ermöglichen den Konnektor [4] mit einem Abstand über rostfreie Stahlstripes, Stahlseile oder sonstige mechanische Verbindungen oder Verschraubungen am jeweiligen Bohrrohrabschnitt [3] zu befestigen. Die Distanzstücke [D] können eine Länge von ca. einem Meter besitzen und sind jeweils um 90 Grad verschoben an der Rundung bei [H] an [4] angebracht. Die Distanzstücke [D] können aus rostfreiem Metall oder aus dem gleichen Material wie [4] bestehen und an [4] angeschweist oder über Bohrungen Verschraubt sein. Sie sollten mechanisch stabil und entsprechend in Größe und Durchmesser konzipiert sein um die Gefrierkonnektoren [4] an [3] auch bei stärkeren mechanischen Belastungen, wie Strömungen des Meerwassers, an den Rohrteilstücken [3] halten zu können. Es kann auch eine wasserdichte elektrische Heizspirale [H] am Ende von [D] angebracht werden, welche über eine wasserdichte elektrische Leitung von [S] versorgt wird, um ein Einfrieren des Ausgangs an [H] bei Dauerbetrieb zu verhindern. Eine rechteckige Rohrform mit 4 Distanzstücken an den Ecken von [H] von ist auch möglich, dazumal sich Distanzstücke [D] mit gleicher Länge anbieten, weil keine Anpassung der Länge von [D] auf die Rundung von [3] vorgenommen werden muss. In 2a [2a] ist in einer kleinen 3D Darstellung aufgezeigt, wie ein Gefrierkonnektor [4] mit 4 angeschweisten Distanztücken [D] an [3] über, z. B. mechanische Verschraubungen befestigt werden kann. Es können Gewindestücke an [3] aufgeschweist werden, welche dann [D] von [4] über Schrauben mit [3] verbinden. Es können aber auch andere Möglichkeiten genutzt werden, um [4] über [D] mit [3] mechanisch stabil zu verbinden, z. B. über rostfreie stabile Metallseile oder Stahlstripes. Eine Distanz von [4] nach [3] über [D] ist erforderlich, damit bei einem Austritt von Flüssigkühlmittel [F] von [4] um [3] keine Einfrierungen durch Wasser oder Kühlmittel stattfinden. Eine Gefrierlanze [4] laut 3 [3], besteht z. B. aus einem unten geschlossenen kälte- und bruchstabilen Kunststoff- oder Metallrohr aus einzelnen gleichförmig runden Rohteilen, welche nach einer Vorbohrung in [B] oder [O], je nach Tiefe des Ölvorkommens [O], hintereinander in Teilstücken [T1, T2 bis Tx] in das Vorbohrloch aufgeschoben wird. Es können aber Bohrrohre mit sich nach oben zu [VS] verbreiternder konischer Form in Teilstücken hintereinander aufgesetzt werden. Am Verbundstück [VS] wird die Fluidleitung [L2] mechanisch stabil angebracht oder aufgebracht. Die Gefrierlanze [5] weist an über die untere Länge an den unteren einzufrierenden Stellen in [T1] an [B] und [O] sowie an [A] und [E] eine Perforation [P] auf. Die Gefrierlanze [4] kann im obersten Teilstück [Tx] ein Überdruckventil [U] besitzen, um eine Druckbegrenzung zu eingeleitetem Fluid [F] voraus zusetzten und Überdrücke bei Verschmutzungen an [P] vorzubeugen. Die Gefrierlanze [5] kann ein Rückfluss Blockierungsventil [RB] im zweiten Teilstück [T2] besitzen, um rücklaufendes Erdöl zu [L2] zu blockieren. Das Ventil sollte in seine Funktion auch bei niedrigen Temperaturen bei Einsatz des Fluids [F] gewährleisten. Es kann aber auch eine bestehende Ölsteigleitung zur Bohrinsel für Sicherheitszecke abgespalten und als Gefrierschacht zu [S] umfunktioniert werden, so fern mehrere Ölsteigleitungen vorhanden sind. Als Materialien für [4] und [5] und können jegliche Metalle, wie z. B. Kupfer oder rostfreier Stahl, oder auch Kunststoffe genutzt werden, wenn diese mechanisch und Kältebeständig sind. Für die Fluidleitungen [L1] und [L1] können außer Metalle auch stabiler kältebeständiger Kunststoff oder Gummi sowie Gewebeschläuche zu Einsatz kommen. Es kann auch zur Wärmeisolierung eine Isolierschicht über Diesen übergebracht sein.
Es wird nun in einem Hauptszenario der genaue Funktionsablauf der Erfindung an Hand eines Beispiels erläutert. Ein Ölvorkommen, welches sich in 1000 Metern Tiefe [t] und ca. 50 Meter unter dem Meeresboden [B] befindet, wird mit 6 Teilstücken [A], 5 Teilstücken [3] und 89 Restteilstücken mit jeweils einer Länge von 10 Metern zu einer Ölsteigleitung [2] formiert und mit der Ölbohrplattform [1] verbunden, so das ein Ölförderbetrieb möglich ist. Jetzt wird ein Tankschiff [S] mit einem Flüssiggastank von 5'000'000 Litern Fassungsvermögen mit unter Druck verflüssigtem Kohlenstoffdioxid oder Kühlmittels [F] in einer ungefähren Entfernung [e] von 2000 Metern zur Bohrinsel [1] mit einem rostfreien Stahlseil [V] im Meeresboden [B] verankert. Auf dem Tankschiff befinden sich zu dem steuerbare Pumpen und Technik um die Fluidleitungen [L1] und [L2] getrennt zu steuern. Es werden jetzt jeweils 5 Gefrierkonnektoren [4] mit den Rohrteilstücken [3] unter Wasser mechanisch über [D] mit dem Tankschiff [S] über eine Steigleitung [L1] verbunden. Es kann eine elektrische Heizung [H] um [4] über eine wasserdichte Versorgungsleitung parallel an [L1] über [S] gesteuert werden. Es wird eine schmale Nebenbohrung um [E] und [A] getätigt und es wird die Spitze einer Gefrierlanze [5] mit 60 Metern Länge, 1 Meter Durchmesser und 6 Teilstücken a 10 Meter [T1 bis Tx bzw. T6] in einer Tiefe von 25 Metern unter [B] 5 Meter neben [A] plaziert. [T1] von [5] weist über die Rundung von [T1] 500 Perforationslöcher [P] mit 5 Zentimetern Durchmesser in den mittleren 2 Vierteln der Länge von [T1] auf. Am oberen Ende vom Teilstück [T2] kann im Inneren ein Rückflussblockierungsventil [RB] eingebracht sein sowie ein Überdruckventil [U] am oberen Ende vom Teilstück von [Tx]. Eine zweite Vorbohrung wird über [B] ins Ölvorkommen [O] vorgenommen, und es wird die Spitze einer Gefrierlanze [5] mit 100 Metern Länge, 1 Meter Durchmesser und 10 Teilstücken a 10 Metern Länge 20 Meter neben und 10 Meter unter dem ersten Rohrteilstück [A] im Ölvorkommen [O] platziert. Siehe auch 1 [1]. Die Wandstärke der Gefrierkonnektoren [4] und der Gefrierlanzen [5] hängt von der Wassertiefe und vom eingesetzten Material ab. Bei Einsatz von rostfreiem Stahl kann Sie hier 5 Zentimeter betragen. Die Gefrierlanzen [5] werden mit einem schrägen Winkel von 30 bis 45 Grad zu [2] in [B] und [O] plaziert. Nach Einbringen von den Gefrierlanzen [5] kann eine Verfestigung der Einbringung am Meeresboden [B] mit durch Druck eingeblasenem unter Wasser aushärtendem Beton um [5] an [B] erfolgen. Nun werden die 5 Gefrierkonnektoren [4] und die zwei Gefrierlanzen [5] mechanisch über [6] mit dem Tankschiff [S] über eine Steigleitung [L1] und [L2] verbunden und danach werden die zwei Steigleitungen [L1 und L2] über mechanische Befestigungen [SI] mit dem Verankerungsseil [V] zu [S] lose gesichert. Es werden jetzt durch Einblasen von Druckluft über [L1] von [S] die Gefrierkonnektoren [4] gereinigt und ein danach anhaltender beständiger Luftdruck von [S] sollte eindringende Verschmutzungen durch äußeres Meerwasser fernhalten. Es werden nun auch durch kurzes Einblasen von hoher Druckluft von [S] über [L2] die Perforationsröhren [P] der Gefrierlanzen [5] von Verschmutzungen durch Bohrungen und eindringenden Sand und Partikel vom Meeresboden gereinigt. Kommt es jetzt zu einer Havarie auf der Bohrinsel [1] oder einem Schaden oder Riss am Ölsteigrohr [2] kann vom Tankschiff [S] über [L1] eine Umfrierung der unteren Teilabschnitte [3] der Ölsteigleitung [2] vorgenommen werden, in dem Flüssigkühlmittel oder Fluid [F] mit hohem Druck über [L1] in die Gefrierkonnektoren [4] gepumpt wird. Da das aufsteigende Erdöl im inneren der Rohre [3] auch langsam zum gefrieren gebracht wird, tritt ein versiegen des Ölsstromes über [3] bzw. [2] zu [1] ein. Es kann nach Havariebeseitigung an [1] oder [2] durch Auftauen des gefrorenen Öls in [3] mit allmählicher Verringerung der Kühlmittelzufuhr [F] von [S] ein Fördebetrieb wieder aufgenommen werden. Eine Heizung [H] an [4] kann zum Einsatz kommen, um ein Einfrieren der Öffnung von [4] zu verhindern. Ein Pulsbetrieb mit Fluidschüben ist hier sinnvoll, um eine Einfrierung um die Rohteilstücke [3] zu verhindern, was bedeutet, das aller 1 bis 30 Sekunden ein Kältemittelschub mit hohem Druck aus [4] erfolgt um eine allmähliche Vermischung mit Wasser zu gewährleisten und somit ein Einfrieren des gesamten Wasserumfeldes zu verhindern. Ist bei einem Havariefall ein Rausriss der Ölsteigleitung [A] von [2] aus dem Meeresboden [B] um das Bohrloch [E] eingetreten, können jetzt über [L2] von [S] die Gefrierlanzen [5] über hohen Druck mit Flüssigkühlmittel angesteuert werden. Dies bewirkt ein Einfrieren des Bohrloches [E] und der oberen Schichten des Ölvorkommens [O] und somit ein versiegen des Ölstromes an [E]. Jetzt muss schnell gehandelt werden und durch eine neue verbreiterte Bohrung an [E] werden neue breitere Rohrstücke [A] an [E] eingebracht, welche dann mit Druck und unter Wasser härtendem Beton umspült werden um eine Umgebungsaushärtung um [A] und [E] im Meersboden [B] zu verursachen. Es kann auch eine größere Ausbohrung des Meersbodens an der Schadensstelle an [E] erfolgen und die Schadensstelle [E] mit unter Wasser härtendem Beton verschlossen werden. Wichtig ist bei Einsatz der Gefrierlanzen [5], das es zu keiner zu heftigen Zufuhr von Fluid [F] kommt und somit durch Kälteausdehnung eine Bodenhebung des Meeresbodens [B] verursacht wird, was noch größere Schäden durch Ölaustritt zur Folge hätte. Eine mäßige Zufuhr von Fluid [F] über [L2] kann eine allmähliche Vereisung hervorrufen und sollte keine Schäden durch einen aufplatzenden Meeresboden verursachen. Nach Beseitigung des Schadens an [E] kann durch allmählich nachlassender Zufuhr von Fluid [F] über [L2] von [S] der Ölförderbetrieb wieder aufgenommen werden. Es können je nach Größe des Ölvorkommens [O] auch mehrere Gefrierlanzen [5] um [E] und [A] oder in [O] eingesetzt werden oder wenn mehrere Ölsteigleitungen [2] zu [1] vorliegen. Es kann auch eine bestehende Ölförderleitung [2] zu [1], welche möglichst in der Mitte des Vorkommens [O] liegen sollte, zur Fluidvereisung des Erdöls in [O] zu [S] abgezweigt werden, voraus gesetzt es liegen mehrere Ölsteigleitungen vor. Je nach der Größe des Ölvorkommens [O] und des Öldrucks in den Steigleitungen [2] muss auch die Anzahl der Gefrierkonnektoren [4] an den Teilstücken [3] konzipiert werden. Wenn ein hoher Öldruck vorliegt, sollten möglicht viele Gefrierkonnektoren [4] an den unteren Teilstücken [3] angebracht sein. Es ist auch möglich nur Gefrierlanzen [5] einzusetzen um einer Havarie vorzubeugen, und z. B. bei Bedarf im Falle eines Versagens eines mechanischen Rohrventils in [2] die Gefrierkonnektoren nachträglich unter Wasser unter der Havariestelle an den entsprechenden Rohrteilstücken [3] anzubringen. Es können alle Ölbohrplattformen oder Ölbohrschiffe mit dem Verfahren nachträglich ausgestattet werden, um eine Sicherheit gegen austretendes Erdöl in die Gewässer zu gewährleisten. Da verflüssigtes Kohlenstoffdioxid bis ca. –31 Grad Celsius im flüssigen Zustand relativ geringe Temperaturschwankungen mit Wasser bis zu 0 Grad Celsius in der Tiefe am Meeresboden [B] verursacht, eignet es sich gut um Unterfrierungen unter Wasser zu steuern, dazumal es auch Umweltfreundlich auf den Einsatzrahmen gesehen ist und keine heftigen chemischen Reaktionen auslöst. Es können auch jegliche verflüssigten Gase oder Kühlmittel zum Prozess eingesetzt werden, die umweltfreundlich sind und keine zu heftigen chemischen Reaktionen mit Wasser oder Erdöl eingehen. Es können alle verflüssigten Gase, z. B. auch verflüssigter Stickstoff (N2), als Kühlmittel eingesetzt werden, was aber voraussetzt, das die Gase dosiert eingesetzt werden und keine zu heftige Reaktion auf Grund eines zu hohen Temperaturunterschiedes mit Wasser oder Erdöl eingehen und umweltfreundlich und schnell naturell abbaubar sind. Es können auch jegliche chemischen flüssigen Kühlmittel zur Einfrierung eingesetzt werden, wenn Diese auch die umweltfreundliche Abbaubarkeit gewährleisten. Des Weiteren besteht die Möglichkeit mit Gemischen von Oberflächen warmem Wasser und grobkörnigen Salzen, wie Ammoniumchlorid, Ammoniumnitrat, Kaliumchlorid, Natriumchlorid oder Deren Gemische, durch [4] von [S] über [L1] um [3] ins Meerwasser von [S] auszublasen, was durch die Lösung im Meerwasser und den Temperaturunterschied des Meerwassers in der Tiefe eine Abkühlung von über minus 30 Grad Celsius hervorrufen kann, um die Rohrteilstücke [3] und das darin befindliche Erdöl und Dessen Fluss über [2] nach [1] langsam durch Einfrieren zu stoppen. Der Einsatz von flüssigem Kühlmittel oder Gasen erfordert auf Grund des hohen Temperaturunterschiedes einen Dosierten Einsatz. Es können kurze Gefriermittelschübe durch die Gefrierkonnektoren [4] und die Gefrierlanzen [5] über [L1] und [L2] von den Pumpen in [S] im Abstand von 2 bis 30 Sekunden oder länger erfolgen, was aber vorsichtig eingesetzt werden sollte, um keine zu heftigen Reaktionen mit Wasser oder der Umgebung, den Materialien und dem Erdöl durch die Temperaturunterschiede von über 196 Grad Celsius hervorzurufen, z. B. bei flüssigem Stickstoff (N2).
Es ist somit mit dem geschilderten Verfahren möglich eine gesicherte Ausbeutung von Ölvorkommen die unter Wasser in größeren Tiefen liegen weiterhin zu gewährleisten und einen Austritt von Erdöl in großem Umfang in Ozeane und Gewässer und somit eine Ölpest zu verhindern. Das Verfahren kann auch für Erdgasförderungen mit Förderplattformen unter Wasser genutzt werden.

Claims

Verfahren zur Sicherung von See- oder Tiefseebohrungen bei der Förderung von Erdöl mittels Ölbohrplattformen oder Ölbohrschiffen, bestehend aus, – einer Ölförderplattform oder einem Ölbohrschiff [1], – einer oder mehreren Erdölförderleitungen [2], – mehreren unteren Ölbohrleitungstücken [A] im Meersboden, – mehreren unteren Ölbohrleitungstücken [3] mit mehreren – Unterwassergefrierkonnektoren [4] über dem Meeresboden [B], – einer oder mehreren Unterwassergefrierlanzen [5] im Meeresboden [B] und im Ölvorkommen [O], – einem Versorgungsschiff [S] mit Flüssigkühlmittel Reservar [FT] und Pumpen mit Steuerungstechnik, – einer Verankerung [V] für das Versorgungsschiff [S], – den separaten Versorgungsleitungen [L1] zu [4] und [L2] zu [5] mit Flüssigkühlmittel [F] vom Flüssigkühlmitteltank [FT] im Versorgungsschiff [S], – den Verteilerstellen [6] der Versorgungsleitungen [L1] und [L2] zu [4] und [5], – den Befestigungsstücken [SI] für [L1] und [L2] an [V], – einem Konnektor [C] an [S], dadurch gekennzeichnet dass, 1.1 die Ölförderplattform [1] über das Ölbohrrohr [2] mit den Teilrohrstücken [A] und [3] über das Bohrloch [E] und den Meersboden [B] mit dem Ölvorkommen [O] verbunden ist, 1.2 das Versorgungsschiff [S] mit Flüssigkühlmittel Reservar [FT] über eine sichere Entfernung [e] von der Förderplattform [1] platziert ist und im Meeresboden [B] sicher und fest über z. B. ein Stahlseil oder eine Verankerung [V] im Meeresboden [B] über die Tiefe [t] befestigt ist, 1.3 die Gefrierkonnektoren [4] an den Rohrteilstücken [3] befestigt werden, 1.4 die Gefrierlanzen [5] im Meeresboden [B] um das Bohrloch [E] und im oberen Ölvorkommen [O] um die Eintrittsstelle des Bohrrohres [A] platziert werden, 1.5 die Gefrierkonnektoren [4] und die Gefrierlanzen [5] im Havariefall über eine separate Versorgungsleitung [L1] und [L2] über die Verteilerstellen [6] vom Versorgungsschiff [S] mit Flüssigkühlmittel [F] versorgt werden und über die Befestigungen [SI] an [V] befestigt sind, 1.6 das Versorgungsschiff [S] einen Konnektor [C] besitzt worüber ein Nachtanken von Flüssiggas [F] über Schiffe, Hubschrauber oder Flugzeuge ermöglicht wird, 1.7 das Einpumpen von Flüssigkühlmittel [F] von [5] über [L1] und [L2] in [4] und [5] mit höherem Druck je nach Wassertiefe von [O] eine Vereisung des Erdöles in [O], [B] oder [3] hervorruft, eine Reparatur eines Rohrleitungsrisses [R] erfolgen kann und eine verbreiterte Nachbohrung in [E] einen neuen Rohrleitungsaufbau von [2] zu [1] ermöglicht oder eine Versiegelung des Bohrloches [E] erfolgen kann, 1.8 jegliche vorhandenen Ölförderplattformen oder Ölförderschiffe mit dieser Technik ausgestattet werden können, 1.9 auch eine Sicherung von Erdgasförderungen unter Wasser oder eine Tiefseeförderung von Erdgas mit dem Verfahren ermöglicht wird, 1.10 bei mehreren Ölförderleitungen [2] zur Ölbohrplattform [1] eine bestehende Förderleitung [2] als Gefrierlanze umfunktioniert werden kann, 1.11 ein Flüssiggas Reservar [FT] an Stelle auf [S] auch auf der Förderplattform [1] untergebracht werden kann, 1.12 jegliche verflüssigten Gase oder sonstige Flüssigkeiten als Kühlmittel [F] neben Kohlenstoffdioxid, z. B. flüssiger Stickstoff, als Kühlmittel [F] eingesetzt werden, wenn Diese umweltverträglich und natürlich abbaubar sind, 1.13 grobkörnige Salze zur Gefrierung von [4] und des darin befindlichen Erdöls, wie Ammoniumchlorid, Ammoniumnitrat, Kaliumchlorid, Natriumchlorid oder Deren Gemische mit Oberflächen warmem Wasser gemischt von [S] über [L1] mit höherem Druck durch [4] um [3] in [E] geblasen werden, 1.14 bei Verwendung von Flüssigkühlmittel [F] Gefriermittelschübe von [S] über [L1] und [L2] durch [4] und [5] mit einem Abstand von 2 bis 30 Sekunden oder länger erfolgen, besonders bei Einsatz von Flüssigkühlmittel [F], welches einen hohen Temperaturunterschied zum Meerwasser verursacht, wie z. B. flüssiger Stickstoff,
Unterwassergefrierkonnektor [4] laut Anspruch 1, bestehend aus, – einem runden auf die Tiefe [t] nach [3] in entsprechender Wandstärke gesehenen rohrförmigen oder rechteckigen stabilen kältebeständigen Metall oder Kunststoffmaterial, – einem Verbundstück [VS] zu [L1], – den Distanzstücken [D], – einer elektrischen Heizung [H], dadurch gekennzeichnet dass, 2.1 die Versorgungsleitung [L1] mechanisch stabil am Verbundstück [VS] mit [4] verbunden ist, 2.2 die Heizung [H] über eine separate wasserdichte Versorgungsleitung mit elektrischem Strom von [S] versorgt wird, 2.3 über die Distanzstücke [D], welche an [4] befestigt sind, eine mechanisch stabile Verbindung [G] zu [3] hergestellt wird und nach einpumpen von Flüssigkühlmittel [F] von [L1] über [S] eine Umfrierung von [3] erfolgt, was den Ölfluss über [3] stoppt, 2.4 die Heizung [H] dafür genutzt werden kann, um bei Dauerbetrieb oder längeren Reparaturen eine Vereisung durch Wasser um [3] und [4] zu verhindern,
Unterwassergefrierlanze [5] laut Anspruch 1, bestehend aus, – einem runden oder rechteckigen auf die Tiefe [t] nach [O] in entsprechender Wandstärke gesehenen rohrförmigen stabilen – kältebeständigen Metall oder Kunststoffmaterial, mit einem Teilstück oder mehreren Teilstücken [T1] bis [Tx], welche eine über die Länge von [5] gesehen gleichförmige Rundung oder eine nach unten zu [B] oder [O] abnehmend konische Form besitzen, – die Versorgungsleitung [L2] mechanisch stabil am Verbundstück [VS] mit [5] verbunden ist, – einer Perforation [P] im unteren Ende oder im Teilstück [T1], – einem Rückflussblockierungsventil [RB] hinter [P] oder im Teilstück [T2], – einem Überdruckventil [U] im oberen Teilstück oder in [Tx], dadurch gekennzeichnet dass, 3.1 die Versorgungsleitung [L2] mechanisch stabil an [VS] mit [5] verbunden ist, 3.2 die Unterwassergefrierlanze [5] durch Vorbohrung in [B] oder das Ölvorkommen [O] platziert wird und das eine Versiegelung nach Einbringen der Gefrierlanzen in [B] mit unter Wasser härtendem Beton erfolgt. 3.3 über die Perforation [P] und den Zufluss des Kühlmittels [F] von [L2] und [S] ein Einfrieren von [B] um [E] und somit des Erdöles in [3] oder in den oberen Schichten von [O] hervorruft, 3.4 das Rückflussblockierungsventil [RB] einen Ölrückfluss von [O] verhindert, 3.5 das Überdruckventil [U] bei eventuellen Verschmutzungen an [P] von [B] oder [O] einen Druckablass durch [U] von eingepumptem Kühlmittel [F] von [L2] und [S] gewährleistet, 3.6 die Gefrierlanze [5] auch ohne [RB] und [U] eingesetzt werden können.