DE102011001987A1

DE102011001987A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Einschließen eines Bohrlochs

Info

Publication number: DE102011001987A1
Application number: DE102011001987A
Authority: DE
Inventors: Paul Junk; Jürgen Meyer
Original assignee: KOSMEDI GmbH
Current assignee: KOSMEDI GmbH
Priority date: 2011-04-12
Filing date: 2011-04-12
Publication date: 2012-10-18
Also published as: WO2012140076A3; WO2012140076A2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einschließen mindestens eines in einem Grund (2) befindlichas Bohrloch (3) wird mit einem es umschließenden Gründungskörper (4) eingefasst, der in oder auf dem Grund (2) angeordnet wird. b) Ein Glockenelement (5, 5', 5'') wird in kraftübertragender Weise mit dem Gründungskörper (4) verbunden, so dass ein Innenbereich (17) des Glockenelements (5, 5', 5'') räumlich von einem Außenbereich abgetrennt wird. Um eine Installation einer solchen Vorrichtung schnell, sicher, kostengünstig und einfach durchzuführen, wird der folgende Verfahrensschritt ergänzend vorgeschlagen: c) Der Innenbereich (17) wird druckdicht von dem Außenbereich abgetrennt. Korrespondierend zu dem Verfahren wird eine Vorrichtung (1, 1', 1'') vorgeschlagen, mittels derer das erfindungsgemäße Verfahren besonders einfach durchführbar ist.

Description

Einleitung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einschließen mindestens eines in einem Grund befindlichen Bohrlochs umfassend folgende Schritte:

a) Das Bohrloch wird mit einem es umschließenden Gründungskörper eingefasst, der in oder auf dem Grund angeordnet wird.
b) Ein Glockenelement wird in kraftübertragender Weise mit dem Gründungskörper verbunden, so dass ein Innenbereich des Glockenelements räumlich von einem Außenbereich abgetrennt wird.

Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Einschließen mindestens eines in einem Grund befindlichen Bohrlochs, aufweisend einen das Bohrloch umschließenden, in oder auf dem Grund angeordneten Gründungskörper sowie ein Glockenelement, das in kraftübertragender Weise mit dem Gründungskörper verbunden ist, so dass ein Innenbereich der Vorrichtung von einem Außenbereich räumlich abtrennbar ist.
Stand der Technik
Aufgrund einer steigenden Nachfrage nach Energie und einer damit einhergehenden steigenden Nachfrage nach effizienten Energieträgern, hat sich das Interesse an Erdöl in der Vergangenheit stetig vergrößert. Als eine Folge dieser Entwicklung ist feststellbar, dass viele gut und einfach erreichbare Ölquellen bereits versiegt sind und entsprechend eine Notwendigkeit entstanden ist, schwer erreichbare und nur unter Inkaufnahme eines größeren Risikos betreibbare Ölquellen zu erschließen.
In der Vergangenheit ist es dabei bereits häufiger zu Unfällen gekommen, die teilweise Umweltkatastrophen nicht unerheblichen Ausmaßes nach sich gezogen haben. Ein besonderes Problem stellen unkontrolliert sprudelnde Ölquellen dar, die beispielsweise durch eine Beschädigung eines Bohrloches oder ähnliches auftreten können. Versagen in einem solchen Fall die üblichen Sicherheitsvorrichtungen, wie beispielsweise sich automatisch absperrende Sicherheitsventile und dergleichen, ist es oft schwierig, einen Ölfluss aus solchen Bohrlöchern entweder zu stoppen oder zumindest zu kontrollieren und zu steuern.
Eine Vorrichtung, um aus der Kontrolle geratene Bohrlöcher im Tiefseebereich zu versiegeln und unschädlich zu machen, ist in der Gebrauchsmusterschrift DE 20 2010 008 170 U1 offenbart. Diese stellt eine Glocke vor, welche an einer Unterseite eine Öffnung aufweist, um über ein Bohrloch gestülpt zu werden. Durch ein Verschließen einer weiteren, an einer Oberseite befindlichen Öffnung bildet sich aufgrund stetig aus dem beschädigten Bohrloch nachfließenden Öls in einem Innenbereich der Glocke ein Überdruck. Dieser wird im Folgenden so kanalisiert, dass er über einen Mechanismus eine Versieglung des schadhaften Bohrlochs zur Folge hat. Dieser Mechanismus nutzt den im Innenbereich der Glocke entstehenden Überdruck, um ein elastisches, um ein beschädigtes Förderrohr angeordnetes Ringelement aufzublähen und das Förderrohr schließlich zu versiegeln. Nachteilig bei der gezeigten Vorrichtung ist zu bewerten, dass die offenbarte Glocke lediglich mittels ihres Eigengewichts einem Überdruck in ihrem Innenbereich widerstehen kann und die Glocke aus einer vorgesehenen Stellung über dem Bohrloch bewegt werden kann, so lange ein Verklemmen der Glocke mit einem aus dem beschädigten Bohrloch hervorstehenden Förderrohr nicht stattgefunden hat. Ein solches Verklemmen wird in der DE 20 2010 009 170 U1 mittels des bereits erwähnten Mechanismus erreicht, der den Überdruck im Innenbereich der Glocke nutzt, um ein Klemmelement der Glocke gegen das Förderrohr zu pressen. Speziell für den Fall starker Strömungen in einem Gewässer ist eine sichere Platzierung einer solchen, lediglich über ihr Eigengewicht fixierten Vorrichtung nur schwierig zu erreichen.
Sich davon unterscheidend zeigt die US 2,532,341 eine Haube für unter Wasser angeordnete Bohrlöcher, welche vergleichbar zu einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art einen Gründungskörper auf einem Grund aufweist. Auf diesem Fundament verankert ist ein Schalungselement, welches an einer Oberseite eine nicht verschließbare Öffnung aufweist, durch welche Beton einfüllbar ist. Des Weiteren zeigt die Erfindung eine Kapsel, in dessen Innenbereich Installationen wie beispielsweise ein Ventil angeordnet sind, so dass ein Ölfluss aus dem Bohrloch kontrolliert abgeführt werden kann. Diese Kapsel ist ebenfalls mit dem Gründungskörper verbunden. Die gezeigte Haube ist jedoch dahingehend besonders nachteilig, als dass eine Installation kompliziert und aufwendig ist, da viele Kleinteile und Montageschritte durchzuführen sind, um ein gewünschtes Ergebnis zu erzielen. Im Falle eines Unfalls und einer damit einhergehenden Leckage eines Bohrlochs ist eine nachträgliche Abdichtung mittels der in der US 2,563,341 offenbarten Haube nicht durchführbar.
Aufgabe
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art dahingehend weiterzuentwickeln, dass sowohl eine präventive Installation der Vorrichtung als auch eine Installation der Vorrichtung im Falle eines Unfalls schnell, kostengünstig, einfach und sicher durchführbar ist.
Lösung
Die zugrunde liegende Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den folgenden Verfahrensschritt gelöst:

c) Der Innenbereich wird druckdicht von dem Außenbereich abgetrennt.

Eine druckdichte Abtrennung des Innenbereichs vom Außenbereich garantiert, dass kein Öl unkontrolliert aus dem Innenbereich austritt. Durch ein Anstauen aus dem Bohrloch strömenden Öls bildet sich ein Innendruck im Innenbereich des Glockenelements. Da diese allerdings fest, also in kraftübertragender Weise mit dem Gründungskörper verbunden ist, ist sie nicht frei beweglich, so dass sich ein Spaltbereich zwischen dem Glockenelement und dem Gründungskörper nicht unkontrolliert öffnen kann. Der Gründungskörper selbst wird, unabhängig davon, ob er auf dem Grund aufliegt oder in den Grund eingelassen ist, lediglich auf einer Oberseite mit dem Innendruck beaufschlagt, so dass er automatisch auf den Grund gedrückt wird. Sofern die Verbindung zwischen dem Glockenelement stark genug ausgeführt ist und eine Abdichtung des Innenbereiches dem Innendruck standhält, ist somit sichergestellt, dass ein Ölfluss in den Außenbereich, beispielsweise ins Meer, unterbunden ist.
Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass es besonders unkompliziert auszuführen ist. Die Anzahl der notwendigen Komponenten ist auf ein Minimum beschränkt, was eine zügige und kostengünstige Installation begünstigt und darüber hinaus wenig fehleranfällig ist.
Ein besonders vorteilhaftes Verfahren sieht ferner vor, dass der Gründungskörper mittels mindestens eines Verankerungselements, vorzugsweise mittels einer Mehrzahl von Verankerungselementen, in kraftübertragender Weise mit dem Grund verbunden wird.
Durch eine derartige Verbindung des Gründungskörpers mit dem Grund wird eine zusätzliche Lagestabilität der Vorrichtung geschaffen, welche beispielsweise im Bereich eines Einsatzes unter Wasser auch seitlichen Kräften widerstehen kann, welche zum Beispiel aus Strömungen resultieren können.
Eine kraftübertragende Verbindung zwischen dem Glockenelement und dem Gründungskörper ist besonders einfach, wenn das Glockenelement mittels mindestens eines Bolzens, vorzugsweise eines Schraubbolzens, vorzugsweise mittels einer Mehrzahl von Bolzen, mit dem Gründungskörper verbunden wird.
Solche Bolzen sollten bereits im Vorfeld mit dem Gründungskörper verbunden werden, so dass ein Verbinden des Glockenelements und des Gründungskörpers über vorgefertigte Bohrungen in dem Glockenelement umgesetzt werden kann. In einem solchen Fall müssen besagte Bohrungen lediglich auf die Bolzen des Gründungskörpers aufgesetzt werden, so dass ein Formschluss zwischen dem Glockenelement und dem Gründungskörper besonders einfach erzeugbar ist. Ein solcher Verfahrensschritt ist besonders schnell und einfach durchführbar.
Eine ferner vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass mindestens ein Medium zwischen dem Innenbereich und dem Außenbereich des Glockenelements über mindestens ein Leitungselement, das das Glockenelement durchdringt, geleitet wird.
Wenngleich eine Hauptaufgabe einer eingangs beschriebenen Vorrichtung darin besteht, ein. defektes Bohrloch abzudichten, so dass kein Öl aus dem Innenbereich des Glockenelements austreten kann, ist es doch besonders vorteilhaft, wenn unter Beibehaltung einer Abdichtfunktion weiterhin eine Möglichkeit besteht, – üblicherweise fließfähige – Medien mit dem Innenbereich des Glockenelements auszutauschen. Über Leitungselemente der vorstehend beschriebenen Art, ist es beispielsweise möglich, in dem Innenbereich des Glockenelements angestautes Öl an einen anderen Ort, beispielsweise ein Tankschiff oder dergleichen, zu leiten und so einen Innendruck im Innenbereich zu reduzieren. Neben der Möglichkeit eines Ableitens von Öl aus dem Innenbereich heraus ist es ebenso denkbar, dass Stoffe von dem Außenbereich aus in den Innenbereich geleitet werden sollen. Dies ist über beschriebene Leitungselemente ebenfalls möglich.
Zur Herstellung einer druckdichten Abtrennung von Innen- und Außenbereich, sollte primär ein Spaltbereich zwischen dem Glockenelement und dem Gründungskörper abgedichtet werden. Dies sollte vorzugsweise mittels eines pastösen oder elastomerartigen Dichtmittels erfolgen.
Dichtmittel dieser Art sind in vielerlei Varianten hinlänglich bekannt, so dass mit einem Umgang mit selbigen bereits viele Erfahrungen gesammelt werden konnten. Die Verwendung eines solchen Dichtmittels verspricht entsprechend ein geringes Risiko bei hoher Effizienz.
Für den Fall eines Einsatzes des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem unregelmäßigen Gelände, welches sich im Besonderen dadurch auszeichnet, keine plane Aufstandsfläche für einen Gründungskörper und/oder ein Glockenelement zu bieten, sollte ein Schalungselement, welches vorzugsweise ein Bestandteil des Gründungskörpers ist, mittels Lamellen auf dem Grund derart positioniert wird, dass eine Ausrichtungsebene des Schalungselements ungefähr horizontal orientiert ist.
Bei den Lamellen handelt es sich um einzelne, an dem Schalungselement angeordnete Elemente, die verschieblich an dem Schalungselement angeordnet sind. Wird das Schalungselement beispielsweise mittels eines Lastkrans über einem Grund ungefähr horizontal in einer schwebenden Stellung gehalten, können die Lamellen temporär gelöst und relativ zu dem Schalungselement bewegt werden, bis sie jeweils auf den Grund stoßen. Anschließend werden sie wieder mit dem Schalungselement in kraftübertragender Weise verbunden, so dass letzteres folglich auf den Lamellen steht, welche sich im Einzelnen an das jeweilig gegebene Relief des Grundes angepasst haben. Sobald das Schalungselement auf diese Weise in etwa in einer horizontalen Ausrichtung fixiert wurde, kann nachfolgend in einen Innenraum des Schalungselements, der mittels der Lamellen von einer Umgebung räumlich getrennt ist, beispielsweise Beton eingefüllt werden. Nach einer Aushärtung des Betons ist der Gründungskörper komplettiert und weist schlussendlich eine gewünschte horizontale Ausrichtung auf.
Auf diese Weise lässt sich eine größere Einheitlichkeit der Bedingungen schaffen, so dass eine Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines unvorhersehbaren Effektes beispielsweise aufgrund einer Schiefstellung des Gründungskörpers – und damit einhergehend des Glockenelements – minimiert werden kann. Eine meist angestrebte gerade Ausrichtung des Glockenelements begünstigt ferner sonstige Montagebedingungen wie beispielsweise ein Verbinden des Glockenelements mit dem Gründungskörper über Bolzen.
Alternativ zu einer Ausrichtung des Schalungselements mittels der Lamellen, ist es ebenso möglich, das Schalungselement mittels mindestens drei Nivellierelementen auf dem Grund derart zu positionieren, dass eine Ausrichtungsebene des Schalungselements ungefähr horizontal orientiert ist.
Dieser Verfahrensschritt sollte speziell dann verwendet werden, wenn im Vorfeld einer Aufständerung des Schalungselements auf dem Grund mittels der Lamellen es nicht oder nur sehr schwer möglich ist, eine in etwa horizontale Ausrichtung des Schalungselements zu erzeugen. Dies kann beispielsweise bei einem Einsatz unter Wasser der Fall sein, bei dem eine Strömung des Wassers es nicht erlaubt, das Schalungselement allein durch eine Aufhängung an einem Lastkran horizontal auszurichten. Eine statisch bestimmte Aufständerung des Schalungselements auf dem Grund mittels der Nivellierelemente hingegen, ermöglicht es dem Anwender das Schalungselement mittels unabhängiger Justierungen der Nivellierelemente präzise auszurichten. Ist dies erfolgt, funktioniert eine Fertigstellung des Gründungskörpers wie vorstehend bereits erläutert.
Eine Möglichkeit das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen besteht darin, den Gründungskörper auf oder in dem Grund zu installieren, bevor das Glockenelement mit dem Gründungskörper in kraftübertragender Weise verbunden wird.
Durch eine Abfolge der Verfahrensschritte zum Einschließen eines Bohrlochs in dieser Reihenfolge ist eine genaue Anpassung des Gründungskörpers an die jeweiligen örtlichen Gegebenheiten im Umfeld des jeweiligen Bohrloches beziehungsweise der jeweiligen Bohrlöcher möglich. So ist es beispielsweise mit einem aus Beton gefertigten Gründungskörper möglich, das beziehungsweise die jeweiligen Bohrlöcher passgenau einzufassen. Des Weiteren ist eine Anpassung des Gründungskörpers an das jeweilig gegebenen Relief des Grundes durch eine Installation des Gründungskörpers vor Ort besonders einfach erreichbar.
Alternativ ist es aber ebenso denkbar, den Gründungskörper mit dem Glockenelement in kraftübertragender Weise zu verbinden, bevor der Gründungskörper auf oder in dem Grund installiert wird.
Bei besonders einfachen Einsätzen, bei denen sehr gut beherrschbare Randbedingungen vorliegen, ist mittels dieser Verfahrensweise eine nahezu vollständige Vormontage des Gründungskörpers und des Glockenelements möglich. Ein Aufwand zum Einbau einer gesamten Vorrichtung kann somit auf ein Minimum reduziert werden.
Neben dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die zugrunde liegende Aufgabe ferner durch eine dahingehende Weiterentwicklung einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art gelöst, dass korrespondierende Kontaktflächen des Gründungskörpers einerseits und des Glockenelements andererseits druckdicht aneinander koppelbar oder gekoppelt sind.
Mittels einer solchen Vorrichtung ist ein druckdichtes Abtrennen des Innenbereichs des Glockenelements vom Außenbereich besonders einfach durchführbar. In einer druckdicht abgedichteten Vorrichtung dieser Art ist aus einem oder aus mehreren Bohrlöchern austretendes Öl in dem Innenbereich eingeschlossen. Dieser ist von dem Außenbereich folglich mindestens durch den Gründungskörper und das Glockenelement, gegebenenfalls durch den Grund, den Gründungskörper und das Glockenelement, abgetrennt, je nachdem, ob der Gründungskörper den Grund lokal um das Bohrloch herum vollständig bedeckt oder nicht.
Für eine besonders einfache und sichere Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, sollte der Gründungskörper der Vorrichtung über mindestens ein Verankerungselement, vorzugsweise über eine Mehrzahl von Verankerungselementen, mit dem Grund verbunden sein.
Ferner sollte das Glockenelement mittels mindestens eines Bolzens, vorzugsweise eines Schraubbolzens, vorzugsweise mittels einer Mehrzahl von Bolzen, mit dem Gründungskörper verbunden sein.
Vorzugsweise sollte die Vorrichtung außerdem so beschaffen sein, dass mindestens ein Medium zwischen dem Innenbereich und dem Außenbereich der Vorrichtung durch mindestens ein Leitungselement, das das Glockenelement durchdringt, leitbar ist.
Der erfindungsgemäße Verfahrensschritt des Leitens mindestens eines Mediums zwischen dem Innen- und dem Außenbereich ist mittels einer derart ausgestatteten Vorrichtung besonders einfach durchführbar.
Die Vorrichtung ist ebenfalls gemäß dem korrespondieren Verfahrensschritt besonders vorteilhaft ausgestaltet, sofern ein Spaltbereich zwischen den korrespondierenden Kontaktflächen mittels eines pastösen oder elastomerartigen Dichtmittels abgedichtet ist.
Um eine Anpassbarkeit der Ausrichtung des Glockenelements zu erreichen, sollte ein Schalungselement, welches ein Bestandteil des Gründungskörpers ist, mindestens drei Nivellierelemente aufweisen, mittels derer eine Ausrichtungsebene des Schalungselements ungefähr horizontal orientierbar ist.
Unter Zuhilfenahme eines derartigen Gründungskörpers ist eine Ausrichtung des Schalungselementes und demzufolge auch des auf dem Gründungskörper zu installierenden Glockenelements gemäß dem vorstehend bereits erläuterten Verfahren besonders einfach möglich, selbst unter schwierigen Randbedingungen wie beispielsweise Wasserströmungen oder starken Winden.
Alternativ zu Nivellierelementen kann es ausreichend sein, dass ein Schalungselement, welches ein Bestandteil des Gründungskörpers ist, mindestens eine Lamelle, vorzugsweise eine Mehrzahl von Lamellen, aufweist, die in eine Richtung ungefähr parallel zu einer Längsachse eines Bohrkanals des Bohrlochs relativ zu dem Schalungselement bewegbar gelagert ist.
Diese Lamellen sollten so ausgebildet sein, dass sie an dem Schalungselement in einer beliebigen Stellung fixiert werden können. Eine Ausrichtung des Schalungselements mittels solcher Lamellen ist bereits vorstehend im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert worden. Unter gutmütigen Randbedingungen ist eine Ausrichtung des Schalungselements ebenso präzise möglich, wie unter Verwendung der Nivellierstäbe.
Das Glockenelement ist dann besonders vorteilhaft, wenn es die Form einer Halbkugel aufweist.
Eine Halbkugel eignet sich optimal für einen Widerstand gegen einen Druck in dessen Innenbereich. Ferner begünstigt eine gleichmäßige Geometrie eines unteren Randes eines halbkugelförmigen Glockenelements ein einfache Aufstellung und Fixierung auf einem Gründungskörper.
Letzterer sollte vorzugsweise als Ringfundament ausgebildet sein.
Auf diese Weise kann ein Materialverbrauch für den Gründungskörper gleichermaßen mit einem Aufwand für einen Einbau desselben minimiert werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dann als besonders vorteilhaft zu beurteilen, wenn die korrespondierenden Kontaktflächen des Gründungskörpers einerseits und des Glockenelements andererseits jeweils das Bohrloch umschließen.
Unabhängig von Geometrien des Gründungskörpers und des Glockenelements ist eine druckdichte Abdichtung mittels solcher Kontaktflächen besonders einfach erreichbar.
Abschließend sieht eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung vor, dass das Glockenelement eine entfernbare Abdeckung aufweist, mit der ein Durchbruch in dem Glockenelement druckdicht verschließbar ist.
Durch eine entfernbare Abdeckung besteht für einen Anwender der erfindungsgemäßen Vorrichtung stets die Möglichkeit, Zugang zu dem Innenbereich des Glockenelements zu haben. Außerdem ist denkbar, dass ein Austausch einer Abdeckung vorgenommen werden soll, um Schäden oder dergleichen zu beseitigen. Für den Fall einer präventiven Einschließung eines Bohrloches unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, kann die Vorrichtung beispielsweise fast vollständig installiert werden, so dass für einen dichten Abschluss des Innenbereichs des Glockenelements lediglich besagtes Abdeckelement fehlt. Für den Fall eines Unfalls und einer darauf folgenden Leckage des Bohrlochs, wäre dies allein durch einen nachträglichen Einbau der entfernbaren Abdeckung abdichtbar. Der Vorteil bei einem solchen Vorgehen liegt in einem sehr geringen zeitlichen Aufwand, so dass eine drohende Umweltverschmutzung schnell und effektiv abwendbar ist.
Ausführungsbeispiele
Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen, die in den beiliegenden Figuren dargestellt sind, näher erläutert.
Es zeigt:
1: eine erfindungsgemäße Vorrichtung,
2: eine weitere erfindungsgemäße Vorrichtung,
3: wie 2, jedoch geschlossen,
4: eine weiter erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Bauzustand,
5: wie 4, jedoch in einem fertigen Zustand und
6a–6d: einen Ablauf einer Installation eines Gründungskörpers einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Eine in 1 dargestellte Vorrichtung 1 zum Einschließen eines in einem Grund 2 befindlichen Bohrlochs 3 weist einen Gründungskörper 4 in Form eines Ringfundaments auf, auf dem ein Glockenelement 5 in kraftübertragender Weise fixiert ist, welches eine Form einer Halbkugel aufweist. Für eine Verbindung des Gründungskörpers 4 und des Glockenelements 5 werden Schraubbolzen 6 verwendet, die durch einen Fußbereich 7 des Glockenelements 5 hindurch in den Gründungskörper 4 eingebracht sind. Mittels dieser Verbindung wird bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel unter Zuhilfenahme eines Dichtmittels erreicht, dass ein Spaltbereich 16 zwischen Kontaktflächen des Glockenelements 5 und des Gründungskörpers 4 druckdicht miteinander verbunden ist. Das Glockenelement 5 umschließt entsprechend einen Innenbereich 17 der Vorrichtung 1. Aus dem Bohrloch 3 austretendes Öl – welches anhand von Pfeilen 8 in 1 dargestellt ist – ist auf diese Weise sicher in dem. Innenbereich 17 der Vorrichtung 1 eingeschlossen. Aufgrund des ständig nachströmenden Öls baut sich im Innenbereich 17 ein Innendruck auf. Das Glockenelement 5, der Gründungskörper 4 und die Schraubbolzen 6 sind daher entsprechend einer zu erwartenden Druckbelastung auszulegen. Ferner ist das eingesetzte Dichtmittel entsprechend der zu erwartenden Belastung gewählt. Die in 1 dargestellte Vorrichtung 1 ist sowohl unter Wasser – beispielsweise im Tiefseebereich – als auch über Wasser einsetzbar.
Eine weitere erfindungsgemäße Vorrichtung 1' ist in 2 abgebildet. Sie unterscheidet sich von der Vorrichtung 1 lediglich durch einen Durchbruch 9 in einem Glockenelement 5', welches statt eines Glockenelements 5 verwendet wird. Der Durchbruch 9 in dem Glockenelement 5' ist mittels einer in 2 nicht dargestellten Abdeckung 10 druckdicht verschließbar. Unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1' ist es folglich möglich, bereits präventiv den Gründungskörper 4 und das Glockenelement 5' zu bauen und auf dem Grund 2 zu installieren und im Falle eines Unfalls, welcher mit einer Beschädigung des Bohrlochs 3 einhergeht, lediglich die Abdeckung 10 auf den Durchbruch 9 des Glockenelements 5' zu setzen und mit diesem in kraftübertragender Weise zu verbinden. Auf diese Weise ist es sehr einfach möglich, im Falle eines Unfalls sehr zügig zu reagieren und eventuelle drohende Umweltschäden effektiv und zielgerichtet abzuwenden. Zum Zweck einer Verbindung der Abdeckung 10 mit dem Glockenelement 5' ist ebenfalls ein Einsatz von Schraubbolzen 6 denkbar. Dabei ist es besonders wichtig, dass die Verbindung beider Teile einem in dem Innenbereich 17 der Vorrichtung 1' ansteigenden Innendruck des aus dem Bohrloch 3 austretenden Öls widerstehen kann. Eine mittels der Abdeckung 10 verschlossene Vorrichtung 1' ist in 3 abgebildet. Ist der Durchbruch 9 verschlossen, schließt das Glockenelement 5' vergleichbar zur Vorrichtung 1 den Innenbereich 17 druckdicht ein.
Eine in 4 in einer Ansicht abgebildete weitere erfindungsgemäße Vorrichtung 1'' befindet sich in einem Bauzustand. Der Grund 2, auf dem die Vorrichtung 1'' aufgestellt werden soll, weist ein stark ausgeprägtes Relief auf, so dass keine ebene Aufstandsfläche für die Vorrichtung 1'' zur Verfügung steht. Unebenheiten einer solchen Art können mittels des Gründungskörpers 4 ausgeglichen werden. Zu einem in 4 dargestellten Zeitpunkt ist dieser allerdings noch nicht eingebracht. Stattdessen steht ein auf einem Schalungselement 21 befestigtes Glockenelement 5'' der Vorrichtung 1'' mittels Lamellen 11 auf dem Grund 2. Diese Lamellen 11 sind so mit dem Schalungselement 21 verbunden, dass sie relativ zu diesem bewegbar und fixierbar sind. Um einen Zustand zu erreichen, wie er in 4 abgebildet ist, sollte vorerst das Glockenelement 5'' gemeinsam mit dem Schalungselement 21 in einer schwebenden Position in einer gewissen Höhe über dem Grund 2 positioniert sein. Die Lamellen 11 sollten sich dabei in einer Ausgangsstellung befinden, in der sich eine untere Stirnfläche 12 der Lamellen 11 in etwa auf einer Höhe einer Ausrichtungsebene 24 des Schalungselements 21 befindet. Im Folgenden wird eine Fixierung der Lamellen 11 gelöst, so dass diese relativ zu dem Schalungselement 21 in eine gemäß 4 ungefähr senkrechte Richtung auf den Grund 2 bewegbar sind. Umso mehr Lamellen 11 an dem Schalungselement 21 angeordnet sind, desto feiner und genauer lässt sich bei diesem Schritt das Relief des Grundes 2 durch die Lamellen 11 annähern. Sobald die Stirnflächen 12 der Lamellen 11 auf dem Grund 2 aufstehen, werden Befestigungselemente 18 an dem Schalungselement 21 wieder aktiviert, so dass eine weitere Relativverschiebung zwischen den Lamellen 11 und dem Schalungselement 21 unterbunden ist. Das Glockenelement 5'' kann folglich gemeinsam mit dem Schalungselement 21 allein durch die Lamellen 11 auf dem Grund 2 stehen und gleichzeitig eine gewünschte Ausrichtung beibehalten. Bei dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist diese Ausrichtung des Glockenelements 5'' in etwa so, dass eine Mittelachse 13 des Glockenelements 5'' senkrecht orientiert ist beziehungsweise die Ausrichtungsebene 24 in etwa horizontal ausgerichtet ist. Die Lamellen 11 dienen im Folgenden als ein Bestandteil des Schalungselements 21, welches wiederum einen Bestandteil des Gründungskörpers 4 darstellt. Im skizzierten Ausführungsbeispiel wird dieser durch einen Beton gebildet, der mittels einer Versorgungsleitung 14 in das Schalungselement 21 eingebracht werden kann. Nach einem Aushärten des Betons ist der Gründungskörper 4 fertig gestellt.
Die Vorrichtung 1'' ist in einem fertigen Zustand in einem Schnitt in 5 dargestellt. Die Lamellen 11, die jeweils mittels der Befestigungselemente 18 an dem Schalungselement 21 befestigt sind, stehen wie zuvor im Bauzustand auf dem Grund 2 auf. Der über die Versorgungsleitung 14 in einen Teil eines Innenbereichs 15 des Schalungselements 21 geleitete Beton ist erhärtet und bildet gemeinsam mit dem Schalungselement 21 und den damit verbundenen Lamellen 11 den Gründungskörper 4. Im dargestellten Beispiel ist das Bohrloch 3 nicht beschädigt. Das Glockenelement 5'' ist mittels Schraubenbolzen 6 an das Schalungselement 21 in kraftübertragender Weise angeschlossen. Eine Verbindung des Glockenelements 5'' und des Schalungselements 21 beziehungsweise des Gründungskörpers 4 ist druckdicht ausgeführt, indem in den Spaltbereich 16 zwischen dem Gründungskörper 4 und dem Glockenelement 5'' ein Dichtmittel eingebracht ist. Das Glockenelement 5'' schließt wiederum den Innenraum 17 ein. Ferner besitzt es eine Abdeckung 10', die von einem Rohr 19 durchstoßen ist, welches an das Bohrloch 3 angeschlossen ist und somit im Vergleich zur Abdeckung 10, wie sie beispielsweise in 3 abgebildet ist, eine Öffnung aufweist. Im dargestellten Beispiel ist das Bohrloch 3 nicht beschädigt. Die Abdeckung 10' ist in kraftübertragender Weise mit dem Glockenelement 5'' mittels Schraubbolzen verbunden. Im Falle eines Unfalls, der mit einer Beschädigung des Bohrlochs 3 und/oder des Rohres 19 einhergeht, ist die Abdeckung 10' einfach durch eine Abdeckung 10 ohne Öffnung austauschbar. Das Bohrloch 3 ist somit zügig und einfach verschließbar.
Eine in einzelnen Schritten dargelegte Erläuterung eines Verfahrensteils zur Installation der Vorrichtung 1'' unter Verwendung von Nivellierstäben 20 ist nachfolgend unter Zuhilfenahme der 6a bis 6d dargelegt. In dem gezeigten Beispiel wird eine Installation der Vorrichtung 1'' unter Wasser vorgenommen, wobei das Glockenelement 5'' erst nach einer vollständigen Installation des Gründungskörpers 4 vorgenommen wird.
In einer ersten Position wird dabei lediglich ein Schalungselement 21, welches hier ein integraler Bestandteil des Gründungskörpers 4 ist, von einem auf dem Wasser schwimmenden Lastkran 22 an einem Lastseil 23 gegen eine Schwerkraft gehalten. Aufgrund einer Wasserströmung im Wasser ist es nicht möglich, das Schalungselement 21 allein mittels des Lastkrans 22 in einer ruhigen Stellung zu halten und es mittels der Lamellen 11 derart auf dem Grund 2 zu positionieren, dass die Ausrichtungsebene 24 des Schalungselements 21 ungefähr horizontal orientiert ist. Um zu starke Schwankungen des Schalungselements 21 zu vermeiden, weist es vielmehr eine Sinklast 25 auf, welche zusätzlich zu einem Eigengewicht des Schalungselements 21 eine Masse bereitstellt, die große Pendelwege des Schalungselements 21 zu unterbinden hilft. Um eine permanent ruhige Stellung des Schalungselements 21 zu erzeugen, kommen drei Nivellierstäbe 20 zum Einsatz, mittels derer sich das Schalungselement statisch bestimmt auf dem Grund 2 lagern lässt.
In der in 6a dargestellten Stellung sind diese Nivellierstäbe 20 ebenso wie die Lamellen 11 noch in einer Ausgangsstellung. Nach einem Absenken der Nivellierstäbe 20 befindet sich das Schalungselement 21 in einer in 6b dargestellten, fixierten Position. Die Nivellierstäbe 20 sind derartig beschaffen, dass sie entlang ihrer Längsachse in ihrer Länge verändert werden können. Mittels unabhängiger Veränderungen der Länge der einzelnen Nivellierstäbe 20 kann somit eine Orientierung der Ausrichtungsebene 24 des Schalungselements 21 in. etwa horizontal ausgerichtet werden. Diese Orientierung kann dabei beispielsweise mittels einer Libelle oder ähnlichem kontrolliert werden. Ist die Ausrichtungsebene 24 korrekt orientiert, werden die Nivellierstäbe 20 fixiert, so dass ihre Länge konstant gehalten wird. Das Schalungselement 21 steht nun fest auf dem Grund 2 und neigt aufgrund seiner statisch bestimmten Lagerung mittels der drei Nivellierstäbe 20 nicht zum Kippen oder zu sonstigen Bewegungen. Entsprechend können nachfolgend – wie aus 6c deutlich wird – die Lamellen 11, die an dem Schalungselement 21 angeordnet sind, gelöst und auf den Grund 2 abgelassen werden, bevor sie wieder an dem Schalungselement 21 fixiert werden. Wie bereits zuvor beschrieben, schließen die Lamellen 11, sofern sie vollständig auf den Grund 2 abgelassen sind, zusammen mit dem Schalungselement 21 den Innenbereich 15 ein, in den nachfolgend beispielsweise Beton geleitet werden kann. Ein Förderrohr für den Beton kann beispielsweise mittels des Lastseils 23 zu dem Schalungselement 21 geführt werden. Der vollständig fertig gestellte Gründungskörper 4 entsteht schließlich durch eine Aushärtung des Betons. Das Schalungselement 21 verbleibt als Teil des Gründungskörpers 4 und somit der Vorrichtung 1'' auf dem Grund 2. Ein fertiger Zustand des Gründungskörpers 4 ist in 6d skizziert. Eine Installation eines Glockenelements 5'' auf den Gründungskörper 4 beispielsweise mittels Schraubbolzen 6 ist nachfolgend ohne Weiteres möglich.
Bezugszeichenliste

1, 1', 1'': Vorrichtung
2: Grund
3: Bohrloch
4: Gründungskörper
5, 5', 5'': Glockenelement
6: Schraubbolzen
7: Fußbereich
8: Pfeile
9: Durchbruch
10, 10': Abdeckung
11: Lamelle
12: Stirnfläche
13: Mittelachse
14: Versorgungsleitung
15: Innenbereich
16: Spaltbereich
17: Innenbereich
18: Befestigungselement
19: Rohr
20: Nivellierstab
21: Schalungselement
22: Lastkran
23: Lastseil
24: Ausrichtungsebene
25: Sinklast

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202010008170 U1 [0005]
DE 202010009170 U1 [0005]
US 2532341 [0006]
US 2563341 [0006]

Claims

Verfahren zum Einschließen mindestens eines in einem Grund (2) befindlichen Bohrlochs (3) umfassend folgende Schritte: a) Das Bohrloch (3) wird mit einem es umschließenden Gründungskörper (4) eingefasst, der in oder auf dem Grund (2) angeordnet wird. b) Ein Glockenelement (5, 5', 5'') wird in kraftübertragender Weise mit dem Gründungskörper (4) verbunden, so dass ein Innenbereich (17) des Glockenelements (5, 5', 5'') räumlich von einem Außenbereich abgetrennt wird, gekennzeichnet durch den folgenden Verfahrensschritt: c) Der Innenbereich (17) wird druckdicht von dem Außenbereich abgetrennt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gründungskörper (4) mittels mindestens eines Verankerungselements, vorzugsweise mittels einer Mehrzahl von Verankerungselementen, in kraftübertragender Weise mit dem Grund (2) verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Glockenelement (5, 5', 5'') mittels mindestens eines Bolzens, vorzugsweise eines Schraubbolzens (6), vorzugsweise mittels einer Mehrzahl von Bolzen, mit dem Gründungskörper (4) verbunden wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Medium zwischen dem Innenbereich (17) und dem Außenbereich des Glockenelements (5, 5', 5'') über mindestens ein Leitungselement (14), das das Glockenelement (5, 5', 5'') durchdringt, geleitet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spaltbereich (16) zwischen dem Gründungskörper (4) und dem Glockenelement (5, 5', 5'') mittels eines pastösen oder elastomerartigen Dichtmittels abgedichtet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schalungselement (21), welches vorzugsweise ein Bestandteil des Gründungskörpers (4) ist, mittels Lamellen (11) auf dem Grund (2) derart positioniert wird, dass eine Ausrichtungsebene (24) des Schalungselements (21) ungefähr horizontal orientiert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schalungselement (21), welches vorzugsweise ein Bestandteil des Gründungskörpers (4) ist, mittels mindestens drei Nivellierelementen (20) auf dem Grund (2) derart positioniert wird, dass eine Ausrichtungsebene (24) des Schalungselements (21) ungefähr horizontal orientiert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Gründungskörper (4) auf oder in dem Grund (2) installiert wird, bevor das Glockenelement (5, 5', 5'') mit dem Gründungskörper (4) in kraftübertragender Weise verbunden wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Gründungskörper (4) mit dem Glockenelement (5, 5', 5'') in kraftübertragender Weise verbunden wird, bevor der Gründungskörper (4) auf oder in dem Grund (2) installiert wird.
Vorrichtung (1, 1', 1'') zum Einschließen mindestens eines in einem Grund (2) befindlichen Bohrlochs (3), aufweisend einen das Bohrloch (3) umschließenden, in oder auf dem Grund (2) angeordneten Gründungskörper (4) sowie elf Glockenelement (5, 5', 5''), das in kraftübertragender Weise mit dem Gründungskörper (4) verbunden ist, so dass ein Innenbereich (17) der Vorrichtung (1, 1', 1'') von einem Außenbereich räumlich abtrennbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass korrespondierende Kontaktflächen des Gründungskörpers (4) einerseits und des Glockenelements (5, 5', 5'') andererseits druckdicht aneinander koppelbar oder gekoppelt sind.
Vorrichtung (1, 1', 1'') nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Gründungskörper (4) über mindestens ein Verankerungselement, vorzugsweise über eine Mehrzahl von Verankerungselementen, mit dem Grund (2) verbunden ist.
Vorrichtung (1, 1', 1'') nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Glockenelement (5, 5', 5'') mittels mindestens eines Bolzens, vorzugsweise eines Schraubbolzens (6), vorzugsweise mittels einer Mehrzahl von Bolzen, mit dem Gründungskörper (4) verbunden ist.
Vorrichtung (1, 1', 1'') nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Medium zwischen dem Innenbereich (17) und dem Außenbereich der Vorrichtung (1, 1', 1'') durch mindestens ein Leitungselement (14), das das Glockenelement (5, 5', 5'') durchdringt, leitbar ist.
Vorrichtung (1, 1', 1'') nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spaltbereich (16) zwischen den korrespondierenden Kontaktflächen mittels eines pastösen oder elastomerartigen Dichtmittels abgedichtet ist.
Vorrichtung (1, 1', 1'') nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schalungselement (21), welches ein Bestandteil des Gründungskörpers (4) ist, mindestens drei Nivellierelemente (20) aufweist, mittels derer eine Ausrichtungsebene (24) des Schalungselements (21) ungefähr horizontal orientierbar ist.
Vorrichtung (1, 1', 1'') nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schalungselement (21), welches ein Bestandteil des Gründungskörpers (4) ist, mindestens eine Lamelle (11), vorzugsweise eine Mehrzahl von Lamellen (11), aufweist, die in eine Richtung ungefähr parallel zu einer Längsachse eines Bohrkanals des Bohrlochs (3) relativ zu dem Schalungselement (21) bewegbar gelagert ist.
Vorrichtung (1, 1', 1'') nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Glockenelement (5, 5', 5'') eine Form einer Halbkugel aufweist.
Vorrichtung (1, 1', 1'') nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Gründungskörper (4) ein Ringfundament ist.
Vorrichtung (1, 1', 1'') nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die korrespondierenden Kontaktflächen des Gründungskörpers (4) einerseits und des Glockenelements (5, 5', 5'') andererseits jeweils das Bohrloch (3) umschließen.
Vorrichtung (1, 1', 1'') nach einem der Ansprüche 10 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Glockenelement (5, 5', 5'') eine entfernbare Abdeckung (10) aufweist, mit der ein Durchbruch (9) in dem Glockenelement (5, 5', 5'') druckdicht verschließbar ist.