DE102018007743B4

DE102018007743B4 - Device and method for reducing water pollution from damaged oil and / or gas wells

Info

Publication number: DE102018007743B4
Application number: DE102018007743.9A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-09-26
Filing date: 2018-09-26
Publication date: 2021-11-11
Anticipated expiration: 2038-09-27
Also published as: DE102018007743A1

Abstract

Vorrichtung zur Reduzierung der Gewässerverschmutzung durch havarierte Oel- und/oder Gasbohrungen in den Gewässern unter Verwendung eines flexiblen Schlauches (5) mit mindestens einem Auftriebskörper (7), wobei durch den Schlauch (5) eine Verbindung zwischen einem Austrittstutzen (3) der Bohrleitung (2) in ein Förderrohr (4) und einem Tank (8) auf der Gewässeroberfläche herstellbar ist zum Abpumpen des Unterwasser austretenden Gases und/oder Oels (8), wobei der Schlauch (5) den Austrittsstutzen (3) aus der Bohrleitung (2) in das Förderrohr (4) umringt und im oder auf dem Gewässerboden (1) verankert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch (5) räumlich komprimiert mindestens am kopfseitigen Ende mit dem mindestens einen Auftriebskörper (7) ausgerüstet ist, der oder die mit so viel Gas befüllbar sind, dass der oder die Auftriebskörper (7) den Kopf des Schlauches (5) unter Ummantelung des Austrittsstutzens (3) und des Förderrohres (4) durch den Schlauch (5) bei Auflösung der Komprimiertheit des Schlauches (5) bis an die Gewässeroberfläche befördern und der Schlauch (5) kopfseitig über einen Anschluss an den Tank (8) oder ein vorgeschaltetes Gerät verfügt.Device for reducing water pollution from damaged oil and / or gas wells in the water using a flexible hose (5) with at least one buoyancy body (7), the hose (5) providing a connection between an outlet nozzle (3) of the drilling line ( 2) can be produced in a delivery pipe (4) and a tank (8) on the surface of the water for pumping out the gas and / or oil (8) escaping underwater, the hose (5) connecting the outlet nozzle (3) from the drilling line (2) encircled in the delivery pipe (4) and anchored in or on the bottom of the water (1), characterized in that the hose (5) is spatially compressed at least at the head end with the at least one buoyancy body (7) equipped with the so a lot of gas can be filled, that the buoyancy body (7) passes the head of the hose (5) while sheathing the outlet nozzle (3) and the delivery pipe (4) through the hose (5) when the compression is released ity of the hose (5) to the surface of the water and the hose (5) at the head end has a connection to the tank (8) or an upstream device.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Reduzierung des Gas- und/oder Oelaustritts bei Havarien an Erdoel- oder Erdgasbohrungen in einem Gewässer.The invention relates to a device and a method for reducing the gas and / or oil leakage in the event of accidents on oil or natural gas wells in a body of water.

Aus der DE 20 2010 009 507 U1 ist eine Vorrichtung zum Abdichten von havarierten Austrittstutzen bekannt, bei der ein Rohrstutzen in den Austrittsstutzen eingeschoben wird. Der Rohrstutzen weist seinerseits einen Mantelring mit einem flexiblen Schlauch auf, über den das aus dem Austrittsstutzen austretende Gas oder Oel ableitbar oder abpumpbar ist. Der Schlauch bzw. Mantelring ist gegenüber dem Austrittsstutzen abgedichtet und beschwert, so dass das aus dem Austrittsstutzen austretende Gas und/oder Oel diese nicht wegdrücken können.From the DE 20 2010 009 507 U1 a device for sealing damaged outlet stubs is known, in which a pipe stub is pushed into the outlet stub. The pipe socket in turn has a jacket ring with a flexible hose, via which the gas or oil emerging from the outlet socket can be diverted or pumped off. The hose or jacket ring is sealed and weighted with respect to the outlet stub, so that the gas and / or oil exiting from the outlet stub cannot push them away.

Voraussetzung für den Einsatz der Vorrichtung ist, dass der Austrittsstutzen frei ist, nicht mehr mit einem Förderrohr oder einem Förderrohrstück, welches im Havariefall entstehen kann, verbunden ist, denn die Vorrichtung wird durch Absenken auf den Austrittsstutzen aufgesetzt.The prerequisite for using the device is that the outlet nozzle is free and no longer connected to a conveyor pipe or a conveyor pipe section, which can arise in the event of an accident, because the device is placed on the outlet nozzle by lowering it.

Aus der DE 10 2010 049 224 A1 ist eine weitere Einrichtung zum Auffangen und Ableiten von aus einem Gewässergrund austretenden Flüssigkeit oder eines Gases bekannt, die aus flexiblen Schlauchabschnitten so zusammensetzbar ist, dass sie in der Länge der Gewässertiefe an der entsprechenden Stelle genügt. Die Positionierung der Abschnitte erfolgt durch Auf- bzw. Abtriebskörper, wobei das gewässergrundseitige Schlauchende mit dem Gewässergrund verankert sein kann. Der Nachteil dieser Einrichtung besteht in der Zeitdauer für die Positionierung, so dass bei größeren Tiefen nicht unerhebliche Mengen an Flüssigkeiten oder Gasen bereits in das Gewässer gelangen.From the DE 10 2010 049 224 A1 Another device is known for collecting and discharging liquid or a gas emerging from a water bed, which can be assembled from flexible hose sections in such a way that the length of the water depth is sufficient at the corresponding point. The positioning of the sections is carried out by means of buoyancy and driven bodies, whereby the end of the hose on the water bed side can be anchored to the water bed. The disadvantage of this device is the length of time it takes for positioning, so that at greater depths not inconsiderable amounts of liquids or gases get into the body of water.

Aufgabe der Erfindung ist es, mittels einer Havarievorrichtung dafür zu sorgen, dass im Falle einer Havarie am Bohrlochaustrittsstutzen oder auch an der Förderrohrleitung möglichst wenig Gas und/oder Oel in das Gewässer austritt.The object of the invention is to use an emergency device to ensure that in the event of an accident at the borehole outlet nozzle or also at the delivery pipeline, as little gas and / or oil as possible escapes into the water.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Vorrichtungsanspruches 1 und des Verfahrensanspruches 14. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved with the features of device claim 1 and method claim 14. Advantageous embodiments are the subject of the subclaims.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Reduzierung der Gewässerverschmutzung durch havarierte Oel- und/oder Gasbohrungen in den Gewässern unter Verwendung eines flexiblen Schlauches mit mindestens einem Auftriebskörper, wobei durch den Schlauch eine Verbindung zwischen einem Austrittstutzen der Bohrleitung in ein Förderrohr und einem Tank auf der Gewässeroberfläche herstellbar ist zum Abpumpen des Unterwasser austretenden Gases und/oder Oels, wobei der Schlauch (5) den Austrittsstutzen aus der Bohrleitung in das Förderrohr umringt und im oder auf dem Gewässerboden verankert ist, sieht vor, dass der Schlauch räumlich komprimiert mindestens am kopfseitigen Ende mit dem mindestens einen Auftriebskörper ausgerüstet ist, der oder die mit so viel Gas befüllbar sind, dass der oder die Auftriebskörper den Kopf des Schlauches unter Ummantelung des Austrittsstutzens und des Förderrohres durch den Schlauch bei Auflösung der Komprimiertheit des Schlauches bis an die Gewässeroberfläche befördern und der Schlauch kopfseitig über einen Anschluss an den Tank oder ein vorgeschaltetes Gerät verfügt.The device according to the invention for reducing water pollution from damaged oil and / or gas wells in the water using a flexible hose with at least one buoyancy body, the hose being able to establish a connection between an outlet nozzle of the drilling line in a delivery pipe and a tank on the surface of the water for pumping out the gas and / or oil escaping underwater, whereby the hose (5) surrounds the outlet nozzle from the drilling line in the delivery pipe and is anchored in or on the bottom of the water, provides that the hose is spatially compressed at least at the head end with the at least a float is equipped that can be filled with so much gas that the float (s) convey the head of the hose, sheathing the outlet nozzle and the delivery pipe through the hose, when the hose is compressed, and up to the surface of the water the hose has a connection to the tank or an upstream device at the head end.

So wird sowohl aus dem havarierten Austrittsstutzen als auch aus dem havarierten Förderrohr austretendes Gas und/oder Oel sicher eingefangen.In this way, gas and / or oil emerging from the damaged outlet connection as well as from the damaged delivery pipe is safely captured.

Dabei wird die Verankerung des Schlauches bevorzugt durch einen den Austrittsstutzen beabstandeten ringförmig umgebenden Fundamentkörper vorgenommen. In oder auf diesem Fundamentkörper befindet sich dann eine ringförmige Aufnahme für den komprimierten Schlauch, wobei die Aufnahme mit einer entfernbaren Abdeckung versehen sein sollte. Der Einsatz der Vorrichtung erfolgt in folgenden wesentlichen Schritten:

Nach dem Feststellen des Austritts von Gas und/oder Oel aus dem havarierten Austrittsstutzen und/oder dem Förderrohr z.B. über eine Sensorik erfolgt das Entfernen der Abdeckung über der ringförmigen Aufnahme für den komprimierten Schlauch. Dann werden der oder die Auftriebskörper mit Druckgas aus einem Druckbehälter befüllt, so dass sich der Schlauch unter Beibehaltung der abgedichteten Fixierung in der ringförmigen Aufnahme durch Auftrieb in Richtung Gewässeroberfläche bewegt, wobei das Förderrohr und der Austrittsstutzen beabstandet ummantelt werden.

In this case, the anchoring of the hose is preferably carried out by means of a foundation body which is spaced apart in the form of a ring and surrounds the outlet connection. In or on this foundation body there is then an annular receptacle for the compressed hose, which receptacle should be provided with a removable cover. The device is used in the following essential steps:

After the leakage of gas and / or oil from the damaged outlet connection and / or the delivery pipe has been determined, for example via a sensor system, the cover over the annular receptacle for the compressed hose is removed. Then the buoyancy body or bodies are filled with compressed gas from a pressure vessel, so that the tube moves in the direction of the water surface while maintaining the sealed fixation in the ring-shaped receptacle, the conveying pipe and the outlet nozzle being encased at a distance.

Hat der Schlauch mit seinem kopfseitigen Ende die Oberfläche des Gewässers erreicht, erfolgt das Andocken des kopfseitigen Endes des Schlauches am Tank oder an dem vorgeschalteten Gerät. Das aus der havarierten Bohrung ausgetretene Oel wird im Tank gesammelt und dann abtransportiert.Once the hose has reached the surface of the water with its head end, the head end of the hose is docked to the tank or to the upstream device. The oil that escapes from the damaged bore is collected in the tank and then transported away.

Als vorgeschaltetes Gerät kommt z. B. eine Pumpe zum Einsatz.As an upstream device z. B. a pump is used.

Sollte der Eigendruck des Gases und/oder Oels nicht ausreichen, um den Schlauch zügig zu passieren, kann der Transport durch eine Pumpe im Tank oder im vorgeschalteten Gerät beschleunigt werden.If the internal pressure of the gas and / or oil is not sufficient to pass the hose quickly, the transport can be accelerated by a pump in the tank or in the upstream device.

So wird verhindert, dass sich im Schlauch zu viel Oel sammelt und der Schlauch möglicherweise reißt.This prevents too much oil from collecting in the hose and possibly tearing the hose.

Ist der Austrittsdruck des Gases und/oder Oels aus der havarierten Bohrung groß genug, kann dieser zur Beschleunigung des Auftriebes mit genutzt werden, indem der Oel- und/oder Gasdruck auf im Schlauch angeordnete, in das Schlauchinnere weisende, Klappen wirkt.If the exit pressure of the gas and / or oil from the damaged bore is large enough, it can be used to accelerate the buoyancy by the fact that the oil and / or gas pressure acts on flaps arranged in the hose and pointing into the hose interior.

Diese elastischen Klappen haben neben einer Auftriebsbeschleunigung die Aufgabe, einen Abstand der Schlauchwand vom Förderrohr zu garantieren, um Beschädigungen des Schlauches oder auch ein Verfangen am Förderrohr zu verhindern.In addition to accelerating buoyancy, these elastic flaps have the task of guaranteeing a distance between the hose wall and the conveying pipe in order to prevent damage to the hose or being caught on the conveying pipe.

Zur Untersetzung des Auftriebs kann ebenfalls eine Winde mit einem oder mehreren Kabeln genutzt werden, wobei die Kabel bei der Montage der Havarievorrichtung bereits mindestens mit dem kopfseitigen Ende des komprimierten Schlauches verbunden werden und im Gewässer verbleiben. Über derartige Kabel kann auch ein Anheben des Schlauches fußseitig vorgenommen werden, um z. B. Reparaturrobotern Zugang zu den Abstellventilen der Austrittsstutzen zu verschaffen. Die abgedichtete Fixierung des fußseitigen Schlauchendes in der Aufnahme wird dazu gelöst.A winch with one or more cables can also be used to reduce the buoyancy, whereby the cables are already connected to at least the head end of the compressed hose during the assembly of the emergency device and remain in the water. Such a cable can also be used to lift the hose on the foot side in order to, for. B. To provide repair robots with access to the shut-off valves of the outlet nozzles. The sealed fixation of the hose end on the foot side in the receptacle is released for this purpose.

Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass der Schlauch bezogen auf seine Längsausdehnung über mehrere Auftriebskörper verfügt, die bevorzugt drucktechnisch miteinander gekoppelt sind.A further embodiment of the device according to the invention provides that the hose has several buoyancy bodies in relation to its longitudinal extent, which are preferably coupled to one another by pressure technology.

Vorgesehen ist auch, dass der Schlauch mindestens in einem Abschnitt, oder auch über die ganze Länge doppelwandig ausgebildet ist und dieser Abschnitt die Funktion eines Auftriebskörpers hat, indem er mit Gas befüllbar ist.It is also provided that the hose is double-walled at least in one section or also over the entire length and that this section has the function of a buoyant body in that it can be filled with gas.

Das Gas zum Befüllen des oder der Auftriebskörper ist bevorzugt Luft oder ein nichtexplosives Schutzgas.The gas for filling the buoyancy body or bodies is preferably air or a non-explosive protective gas.

Das Komprimieren des Schlauches wird bevorzugt durch Faltung vorgenommen.The hose is preferably compressed by folding.

Die Erfindung soll anhand der Zeichnung erläutert werden. Es zeigen:

1 den Schlauch mit direktem Anschluss an einen Tank,
2 den Schlauch mit einem Diffusor im Bereich des Austrittsstutzens und
3 einen entfalteten Schlauch.

The invention will be explained with reference to the drawing. Show it:

1 the hose with direct connection to a tank,
2 the hose with a diffuser in the area of the outlet nozzle and
3 an unfolded tube.

Die 1 bis 3 zeigen eine havarierte Bohrleitung 2 im Gewässerboden 1, wo Gas und Oel aus dem Austrittsstutzen 3 austritt. Damit dieses nicht in das Gewässer gelangt, wurde aus der Aufnahme des Fundamentkörpers 6 der komprimierte Schlauch 5 mittels Auftriebes entfaltet und ummantelt das Förderrohr 4.the 1 until 3 show a damaged drilling pipe 2 in the bottom of the water 1 where gas and oil from the outlet nozzle 3 exit. So that this does not get into the water, the mounting of the foundation body was made 6th the compressed hose 5 by means of buoyancy unfolds and encases the delivery pipe 4th .

Die Auftriebskörper 7 sind über die Länge des Schlauches 5 verteilt angeordnet. Sie können drucktechnisch miteinander gekoppelt sein, so dass sie aus einem Druckbehälter 12 versorgbar sind oder sie werden einzeln mit Druckgas vollgepumpt.The floats 7th are across the length of the hose 5 arranged distributed. They can be coupled with one another in terms of printing technology, so that they consist of a pressure vessel 12th can be supplied or they are individually pumped full of pressurized gas.

Der Schlauch 5 ist mit seinem kopfseitigen Ende direkt an den Tank 8 bzw. einer Pumpe angeordnet.The hose 5 is with its head end directly to the tank 8th or a pump arranged.

Ferner wird es als vorteilhaft angesehen, wenn im näheren Bereich des Austrittsstutzens ein Diffusor angeordnet ist, der das Oel in kleine Volumina teilt, um das Aufsteigen und Abpumpen zu erleichtern.Furthermore, it is considered to be advantageous if a diffuser is arranged in the closer area of the outlet connection, which diffuser divides the oil into small volumes in order to facilitate ascending and pumping out.

Der Schlauch 5 selbst besteht bevorzugt aus einem textilen säureresistenten und reißfesten Material z. B. unter Verwendung von Kohlefasern. Im Schlauch 5 sind in den Schlauch 5 weisende Klappen 10 angeordnet, die dazu dienen, den Auftrieb zu beschleunigen, in dem auf sie der Oel- und Gasdruck des austretenden Gases und/oder Oels wirkt und die einen Abstand der Schlauchwand zum Förderrohr 4 gewährleisten, um Beschädigungen der Schlauchwand vorzubeugen.The hose 5 itself is preferably made of a textile acid-resistant and tear-resistant material z. B. using carbon fibers. In the hose 5 are in the hose 5 pointing flaps 10 arranged, which serve to accelerate the buoyancy in which the oil and gas pressure of the exiting gas and / or oil acts on them and the distance between the hose wall and the delivery pipe 4th to prevent damage to the hose wall.

2 zeigt im Schlauch zusätzlich einen Diffusor 10, der für kleine Volumina des ausgetretenen und aufsteigenden Oels sorgt. 2 shows a diffuser in the hose 10 which ensures small volumes of the leaked and rising oil.

In 3 wird ein entfalteter Schlauch gezeigt, der im komprimierten Zustand zick-zack-förmig in der Aufnahme des Fundamentkörpers 6 angeordnet ist.In 3 an unfolded hose is shown, which in the compressed state zigzag in the receptacle of the foundation body 6th is arranged.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: GewässerbodenBottom of water
22: BohrleitungDrilling pipe
33: AustrittstutzenOutlet nozzle
44th: FörderrohrDelivery pipe
55: Schlauchhose
66th: FundamentkörperFoundation body
77th: AuftriebskörperFloats
88th: Tanktank
99: Gas/OelGas / oil
1010: Gas/OeldiffusorGas / oil diffuser
1111: KlappenSucceed
1212th: Druckbehälterpressure vessel

Claims

Device for reducing water pollution from damaged oil and / or gas wells in the water using a flexible hose (5) with at least one buoyancy body (7), the hose (5) providing a connection between an outlet nozzle (3) of the drilling line ( 2) can be produced in a delivery pipe (4) and a tank (8) on the surface of the water for pumping out the gas and / or oil (8) escaping underwater, the hose (5) connecting the outlet nozzle (3) from the drilling line (2) encircled in the delivery pipe (4) and anchored in or on the bottom of the water (1), characterized in that the hose (5) is spatially compressed at least at the head end with the at least one buoyancy body (7) equipped with the so a lot of gas can be filled, that the buoyancy body (7) the head of the hose (5) while sheathing the outlet nozzle (3) and the delivery pipe (4) through the hose (5) when the compression is released transport the hose (5) to the surface of the water and the hose (5) has a connection to the tank (8) or an upstream device at the head end.

Device according to Claim 1 , characterized in that the hose (5) is anchored by a foundation body (6) which surrounds the outlet nozzle (3) in a ring shape.

Device according to Claim 2 , characterized in that the foundation body (6) has an annular receptacle for the compressed hose (5) or an annular receptacle is arranged on the foundation body (6), the bottom end of the hose (5) being sealed with the annular receptacle is connected and the annular receptacle has a removable cover.

Device according to Claim 3 , characterized in that the seal between the hose (5) and the receptacle can be released to a limited extent in order to allow access to the outlet connection (3).

Device according to one of the Claims 2 until 4th , characterized in that in or on the foundation body (6) a gas-filled or fillable pressure vessel (12) is arranged, which is connected to the at least one buoyancy body (7), the compressed gas supply to the buoyancy body (7) being controllable.

Device according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that the hose (5), based on its longitudinal extent, has several buoyancy bodies (7) which are preferably coupled to one another by pressure technology.

Device according to one of the Claims 1 until 6th , characterized in that the hose (5) is double-walled at least in one section and this section has the function of a float (7) in that it can be filled with gas.

Device according to one of the Claims 1 until 7th , characterized in that the hose (5) is compressed by folding.

Device according to one of the Claims 1 until 8th , characterized in that the inner wall of the hose (5) has elastic flaps (10) pointing into the hose (5).

Device according to one of the Claims 1 until 9 , characterized in that the hose (5) consists of a textile acid and tear-resistant material, preferably using carbon fibers.

Device according to one of the Claims 1 until 10 , characterized in that the upstream device in front of the tank (8) is a pump.

Device according to one of the Claims 1 until 11 , characterized in that a diffuser (10) is arranged in the area above the outlet connection (3) in the hose (5).

Device according to one of the Claims 1 until 12th , characterized in that the gas for filling the buoyancy body (s) (7) is air or a non-explosive protective gas.

Method for reducing water pollution caused by a damaged oil and / or gas well in the waters using the device according to one of the Claims 1 until 12th with the following process steps: - Detecting the escape of gas and / or oil from the damaged outlet connection (3) and / or the damaged delivery pipe (4) - Removal of the cover over the annular receptacle for the compressed hose (5) - Filling of the floats ( 7) with pressurized gas from a pressure vessel (12) - movement of the hose (5) while maintaining the sealed fixation in the ring-shaped receptacle by buoyancy in the direction of the water surface, the conveying pipe (4) and the outlet nozzle (3) being encased - docking of the head-side End of the hose (5) on the tank (8) or on an upstream pump - Collect the oil in the tank (8) and transport it away.

Procedure according to Claim 14 , characterized in that the pressure of the escaped gas and / or oil is used to accelerate the buoyancy in that the flaps (10) located in the hose (5) protrude into the hose (5).

Procedure according to Claim 14 or 15th , characterized in that the escaping oil is broken down into small volumes.