DE1205924B

DE1205924B - Method and device for creating underwater deep boreholes near the coast

Info

Publication number: DE1205924B
Application number: DES83259A
Authority: DE
Inventors: Glenn Donnell Johnson; Bruce James Watkins
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1963-01-14
Filing date: 1963-01-14
Publication date: 1965-12-02

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Anlegen von Unterwasser-Tiefbohrungen in Küstennähe Die Erfindung bezieht sich auf das Anlegen von Tiefbohrungen zur Gewinnung von Öl und Gas, und sie betrifft insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung, die es ermöglichen, Tiefbohrungen in Küstennähe unter Wasser anzulegen, wobei der Bohrlochkopf auf dem Meeresboden oder in einer erheblichen Tiefe unter der Wasseroberfläche angeordnet ist.Method and device for creating underwater deep boreholes near the coast The invention relates to the creation of deep boreholes for extraction of oil and gas, and it relates in particular to a method and an apparatus which make it possible to create deep boreholes near the coast under water, whereby the Wellhead on the seabed or at a substantial depth below the surface of the water is arranged.

Um neue Ölfelder aufzufinden, werden seit einiger Zeit in zunehmendem Ausmaß Tiefbohrungen in Küstennähe unter Wasser angelegt. Gewöhnlich erstrecken sich in einer solchen Tiefbohrung die Verrohrungsstränge zusammen mit einem oder mehreren Rohrsträngen bis zu einem Punkt oberhalb der Wasseroberfläche, wo sie auf geeignete Weise verschlossen werden, wie es auch bei an Land angeleglegten Tiefbohrungen geschieht; hierbei wird der übliche Bohrlochkopf am oberen Ende der Verrohrung befestigt. Da der Meeresboden in der Nähe der Küste häufig steil abfällt, steht nur eine relativ schmale Zone des Meeresbodens zur Verfügung, bei der die Wassertiefe weniger als 90 m beträgt, und die wirtschaftlich mit Hilfe von Plattformen erschlossen werden kann" die Stützen aufweisen, welche sich bis zum Meeresboden erstrecken. Die übrigen unter Wasser liegenden Flächen in Küstennähe, bei denen die Wassertiefe größer ist als 90 m, insbesondere tiefe Becken, welche möglicherweise ebenso produktiv sind wie an Land vorhandene Becken, können nur dann wirtschaftlich erschlossen werden, wenn man Tiefbohrungen von schwimmenden Fahrzeugen aus anlegt, wobei man Verfahren und Vorrichtungen zum Fertigstellen von Unterwassertiefbohrungen anwendet, bei denen der Bohrlochkopf auf dem Meeresboden oder in dessen Nähe angeordnet ist.To find new oil fields have been increasing for some time Extent of deep boreholes underwater near the coast. Usually extend In such a deep borehole, the casing strings together with an or several strings of pipe to a point above the surface of the water where they point on be closed in a suitable manner, as is the case with onshore deep boreholes happens; the usual wellhead is attached to the upper end of the casing. Since the seabed often drops steeply near the coast, only one is relative narrow zone of the seabed available where the water depth is less than 90 m, and which can be accessed economically with the help of platforms may "have the supports that extend to the sea floor. The rest Underwater areas near the coast where the water depth is greater than 90m, especially deep pools, which may be just as productive like basins existing on land, can only be developed economically if when drilling deep boreholes from floating vehicles, using procedures and uses devices for completing underwater deep boreholes in which the wellhead is located on or near the seabed.

Die Erfindung befaßt sich somit mit der Schaffung von Verfahren und Vorrichtungen zum Anlegen von Tiefbohrungen zum Gewinnen von Öl und Gas von einem schwimmenden, jedoch vorzugsweise verankerten Bohrkahn aus; hierbei wird so vorgegangen, daß der Bohrlochkopf auf dem Meeresboden angeordnet wird, damit Schiffe mit großem Tiefgang gefahrlos über das Bohrloch hinwegfahren können; hierdurch wird die Gefahr von Ausbrüchen ausgeschaltet, die besteht, wenn Schiffe mit dem Bohrlochkopf oder einer den Bohrlochkopf tragenden Plattform kollidieren.The invention is thus concerned with providing methods and Devices for drilling deep wells to extract oil and gas from one floating, but preferably anchored, drill barge; the procedure here is as follows, that the wellhead is placed on the seabed, so that ships with large Be able to travel safely over the borehole; this increases the danger off of outbreaks that existed when ships hit the wellhead or collide with a platform supporting the wellhead.

Somit bietet die Erfindung gewisse Vorteile, denn sie ermöglicht es, eine Unterwassertiefbohrung von einem fernliegenden Punkt aus niederzubringen, fertigzustellen und instand zu halten, ohne daß die Hilfe von Tauchern in Anspruch genommen zu' werden braucht und ohne daß mit einer starren Konstruktion gearbeitet wird, die sich von dem Bohrloch zu einem Punkt oberhalb der Wasseroberfläche erstreckt.The invention thus offers certain advantages because it enables To drill an underwater deep borehole from a distant point, to complete and to maintain it without the help of divers' needs and without working with a rigid construction that extends from the borehole to a point above the surface of the water.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung umfaßt ein Verfahren zum Anlegen einer Unterwassertiefbohrung in Küstennähe von einer Plattform aus Maßnahmen, um ein Basisaggregat zusammenzubauen, die zur Oberfläche führende Verrohrung lösbar mit dem Basisaggregat zu verbinden, die zur Oberfläche führende Verrohrung an der Plattform aufzuhängen, einen Bohrstrang mit einem Meißel in der Verrohrung herabzulassen, im Meeresboden eine Bohrung von solchem Durchmesser und solcher Tiefe anzulegen, daß sie mindestens den unteren Teil des Basisaggregats aufnehmen kann, gleichzeitig das Basisaggregat zusammen mit der damit verbundenen Verrohrung in das Bohrloch hinein abzusenken und schließlich das Basisaggregat in die im Meeresboden angelegte Tiefbohrung einzuzementieren.According to one feature of the invention includes a method of donning an underwater deep borehole near the coast from a platform measures to assemble a basic unit, the piping leading to the surface detachable to connect to the base unit, the piping leading to the surface on the Suspend the platform, lower a drill string with a chisel in the casing, to drill a hole in the seabed of such a diameter and depth, that they can accommodate at least the lower part of the base unit, at the same time the base unit together with the associated casing in the borehole lower into it and finally the base unit into the one created in the seabed Cement the deep hole.

Die zur Oberfläche führende Verrohrung und das Basisaggregat werden zweckmäßig an ihren unteren Enden oder in deren Nähe miteinander verbunden, und diese Verbindungen werden nach dem Einzementieren des Basisaggregats gelöst.The piping leading to the surface and the base unit are suitably connected to one another at their lower ends or in their vicinity, and these connections are loosened after the base unit has been cemented in place.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung umfaßt eine Vorrichtung zum Niederbringen einer Unterwassertiefbohrung in Küstennähe von einer Plattform aus ein erstes rohrförmiges Bauteil, dessen unteres Ende von der Plattform aus in eine am Meeresboden angelegte Bohrung hinein abgesenkt werden kann, ein zweites rohrförmiges Bauteil, das in dem ersten rohrförmigen Bauteil konzentrisch mit diesem angeordnet ist, sowie lösbare Verbindungsmittel, welche das erste und das zweite rohrförmige Bauteil unterhalb deren oberen Enden miteinander verbinden, wobei oberhalb der Verbindungsmittel zwischen dem ersten und dem zweiten rohrförmigen Bauteil ein Ringraum vorhanden ist.According to a further feature of the invention comprises an apparatus for drilling an underwater deep borehole near the coast from a platform from a first tubular component whose lower end of the Platform can be lowered into a hole made on the seabed, a second tubular component that is concentric in the first tubular component is arranged with this, as well as releasable connecting means, which the first and connect the second tubular component to one another below their upper ends, wherein above the connecting means between the first and second tubular Component an annulus is available.

Eines der beiden rohrförmigen Bauteile kann nahe seinem oberen Ende nachgiebige Dichtungsmittel tragen, um den Ringraum zu verschließen. Diese nachgiebigen Dichtungsmittel bewirken vorzugsweise eine im wesentlichen vollständige Abdichtung und sind so angeordnet, daß sie gleitend an der Außenfläche des zweiten rohrförmigen Bauteils angreifen, wenn die Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten rohrförmigen Bauteil gelöst wird.One of the two tubular components can be near its upper end wear compliant sealants to seal the annulus. This yielding Sealants preferably effect a substantially complete seal and are arranged to slide on the outer surface of the second tubular Attack component when the connection between the first and the second tubular Component is released.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention is described below with reference to schematic drawings explained in more detail using an exemplary embodiment.

F i g. 1 zeigt schematisch einen schwimmenden Bohrkahn, der sich oberhalb der Bohrstelle befindet und der konzentrische Rohrstränge trägt; F i g. 2 ist eine schematische Seitenansicht des gemäß der Erfindung verwendeten Basisaggregats, von dem aus sich konzentrische Rohrstränge nach oben erstrecken, bei denen es sich um die gleichen Rohrstränge handelt, die sich in F i g. 1 nach unten erstrecken; F i g. 2A ist eine teilweise als Längsschnitt gezeichnete Seitenansicht des oberen Endes des Basisaggregats nach F i g. 2; F i g. 2 B ist eine teilweise als Längsschnitt gezeichnete Seitenansicht des unteren Endes des Basisaggregats nach F i g. 2 und zeigt die Verbindung zwischen dem Führungsschuh und dem unteren Ende der zur Oberfläche führenden Verrohrung; F i g. 3 ist eine schematische Darstellung des Basisaggregats nach F i g. 2, das in ein am Meeresboden angelegtes Bohrloch eingeführt und darin einzementiert worden ist, wobei sich der Bohrkahn oberhalb des Basisaggregats befindet; F i g. 4 ist eine schematische Darstellung des , Arbeitsgangs zum Absenken eines Bohrlochkopfes von einem Bohrkahn aus auf das obere Ende des in den Meeresboden eingebauten Basisaggregats; F i g. 5 zeigt schematisch die Anordnung der Geräte während der Durchführung der Tiefbohrarbeiten nach dem erfindungsgemäßen Verfahren; F i g. 6 ist eine Seitenansicht einer Handhabungsvorrichtung, die auf einem Bohrlochkopf nahe dem Meeresboden angeordnet ist, um Arbeitsgänge an dem Bohrlochkopf durchzuführen; F i g. 7 zeigt in einer Seitenansicht den Arbeitsgang zum Absenken eines Produktionskopfes und von Rohrleitungen zu einem Unterwasserbohrlochkopf, der sich vom Meeresboden aus nach oben erstreckt; F i g. 8 ist eine Seitenansicht eines fertigen Bohrlochkopfes nach der Erfindung, der auf dem Meeresboden angeordnet ist; F i g. 9 ist eine teilweise als Längsschnitt gezeichnete Seitenansicht des bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendeten Verrohrungskopfes.F i g. Fig. 1 shows schematically a floating driller standing above the drilling site is located and carrying concentric tubing strings; F i g. 2 is a schematic side view of the basic assembly used according to the invention, from FIG from which concentric pipe strings extend upwards, which are the same pipe strings that are shown in FIG. 1 extend downward; F. i g. Fig. 2A is a side view, partly in longitudinal section, of the upper one End of the basic unit according to FIG. 2; F i g. 2 B is a partially longitudinal section Drawn side view of the lower end of the base unit according to F i g. 2 and shows the connection between the guide shoe and the lower end of the to the surface leading piping; F i g. 3 is a schematic representation of the basic assembly according to FIG. 2, which is inserted and in a borehole made on the seabed has been cemented in with the drill located above the base assembly; F i g. 4 is a schematic illustration of the operation for lowering a Wellhead from a barge to the top of the in the seabed built-in basic unit; F i g. 5 schematically shows the arrangement of the devices while carrying out the deep drilling work according to the method according to the invention; F i g. Figure 6 is a side view of a handling device mounted on a wellhead located near the seabed for performing operations on the wellhead; F i g. 7 shows the operation for lowering a production head in a side view and from pipelines to a subsea wellhead extending from the ocean floor extends from upward; F i g. Figure 8 is a side view of a completed wellhead according to the invention, which is arranged on the seabed; F i g. 9 is a partial as a longitudinal section drawn side view of the device according to the invention the casing head used.

Gemäß F i g. 1 und 2 schwimmt ein Bohrkahn 11 von beliebiger geeigneter Konstruktion auf der Oberfläche eines Gewässers 12 und ist oberhalb der gewählten Bohrstelle am Meeresboden mit Seilen 14 und 15 verankert, die zu hier nicht gezeigten Ankern führen. Eine derartige Ausrüstung kann zum Anlegen einer Tiefbohrung in einer Wassertiefe zwischen etwa 30- und 450 m und mehr benutzt werden. Der Bohrkahn 11 ist mit einem geeigneten Bohrgerüst 16 versehen, das ein Seilsystem mit einem Unterblock 17, einer Winde 18 und einem Elevator 19 umfaßt. Ferner ist der Bohrkahn mit weiteren Hilfsgeräten ausgerüstet, die während des Niederbringens einer Tiefbohrung benötigt werden, z. B. mit einem Drehtisch 20, der auf dem Arbeitsdeck 21 angeordnet ist, einem Keiltopf 22 mit Abfangkeilen auf einem Unterdeck 23 usw. Der Elevator 19 dient normalerweise dazu, während der Bohrarbeiten einen Bohrstrang 24 oder einen Abschnitt der Mitnehmerstange am oberen Ende des Bohrstrangs aufzuhängen, während der Keiltopf 22 mit den Abfangkeilen die Aufgabe hat, einen Rohrstrang, z. B. den zur Oberfläche führenden Futterrohrstrang 25 gegen senkrechte Bewegungen relativ zum Bohrkahn festzulegen.According to FIG. 1 and 2, a drilling barge 11 of any suitable construction floats on the surface of a body of water 12 and is anchored above the selected drilling site on the sea floor with ropes 14 and 15, which lead to anchors, not shown here. Such equipment can be used to create a deep borehole in a water depth between about 30 and 450 m and more. The drilling barge 11 is provided with a suitable drilling rig 16 which comprises a cable system with a sub-block 17, a winch 18 and an elevator 19 . Furthermore, the drilling barge is equipped with other auxiliary devices that are required while a deep borehole is being drilled, e.g. B. with a turntable 20, which is arranged on the working deck 21 , a wedge head 22 with slips on a lower deck 23, etc. The elevator 19 is normally used to suspend a drill string 24 or a portion of the drive rod at the top of the drill string during drilling , while the wedge head 22 with the slips has the task of a pipe string, z. B. to fix the casing string 25 leading to the surface against vertical movements relative to the barge.

Während einiger der erfindungsgemäßen Arbeitsgänge bildet der Futterrohrstrang 25 eine durch das Seewasser führende Rohrleitung, mittels deren man Bohrschlamm in dem Ringraum zwischen der Verrohrung 25 und dem Bohrstrang 24 nach oben zirkulieren lassen kann. Das Bohrgerüst 16 ist oberhalb eines Bohrschlitzes oder einer Öffnung 26 angeordnet, die sich in der üblichen Weise senkrecht durch den Bohrkahn erstreckt. Bei der Benutzung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der Schlitz 26 im Bohrkahn entweder zentral angeordnet sein oder sich von einer Kante aus nach innen erstrecken. Jedoch ist es auch möglich, die Bohrarbeiten längs einer Seite des Bohrkahns durchzuführen, ohne einen Schlitz zu verwenden. Ferner sei bemerkt, daß es in manchen Fällen möglich ist, mit dem Verfahren und der Vorrichtung nach der Erfindung zu arbeiten, wenn entweder eine bleibend ortsfeste Plattform oder eine normalerweise schwimmende, jedoch zeitweilig ortsfest zu verankernde Plattform benutzt wird. Bei der folgenden Beschreibung der Erfindung wird jedoch angenommen, daß die Arbeiten zum Niederbringen und Fertigstellen einer Tiefbohrung von einem schwimmenden Kahn aus durchgeführt werden, der vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise verankert ist. In vielen Fällen kann man den schwimmenden Bohrkahn auf der Wasseroberfläche relativ genau in seiner Lage halten, wenn man zwei oder mehr Außenbordmotoren oder andere Bootsantriebsaggregate verwendet, die so angeordnet sind, daß sie einander entgegenwirken.During some of the operations of the present invention, the casing string forms 25 a pipeline leading through the lake water, by means of which drilling mud circulate upwardly in the annulus between the casing 25 and the drill string 24 can leave. The drill rig 16 is above a drilling slot or opening 26 which extends perpendicularly through the barge in the usual manner. When using the device according to the invention, the slot 26 in the drill can either centrally located or extending inward from an edge. However, it is also possible to carry out the drilling work along one side of the barge, without using a slot. It should also be noted that in some cases it is possible is to work with the method and the device according to the invention, if either a permanent stationary platform or a normally floating, but temporarily stationary to be anchored platform is used. In the following Description of the invention, however, it is assumed that the work to bring down and completing a deep hole from a floating barge which is preferably, but not necessarily, anchored. In many You can felling the floating drill on the surface of the water with relative accuracy hold in place when using two or more outboard motors or other boat propulsion units used, which are arranged so that they counteract each other.

Gemäß F i g. 2 umfaßt das Basisaggregat 30 einen Abschnitt eines Leitungsrohrs 31 von großem Durchmesser, der Durchmesser des Rohrs beträgt z. B. etwa 920 mm, und dieses Rohr ist z. B. durch Schweißen fest mit einem Leitungsrohr 32 von mittlerem Durchmesser und einem Leitungsrohr 33 von kleinem Durchmesser verbunden; ein Führungsschuh 34 ist mit dem unteren Ende des Leitungsrohrs 33 z. B. durch eine Gewindeverbindung verbunden. Zwar wurde soeben festgestellt, daß sich das Basisaggregat aus Leitungsrohren von unterschiedlichem Durchmesser zusammensetzt, doch sei bemerkt, daß man auch ein Leitungsrohr von gleichbleibendem Durchmesser verwenden kann. Derjenige Teil des Leitungsrohrs, welcher am Meeresboden in Berührung mit dem Erdreich tritt, 3. h. im vorliegenden Falle der Abschnitt 32, besitzt :ine große Wandstärke, damit er den während der Bohrarbeiten auftretenden Biegebeanspruchungen standhalten kann. Der obere Teil des Leitungsrohrs 31 hat vorzugsweise einen großen Durchmesser, damit er als Unterbau wirken kann, um den herum sich auf eine noch zu erläuternde Weise eine Handiabungsvorrichtung dreht. Der Bohrstrang 24 erstreckt sich nach unten durch das Leitungsrohr des Basisaggregats, und Schwerstangen 35 sind normalerweise am unteren Ende des Bohrstrangs oberhalb -ines Bohrmeißels 36 und eines Erweiterungswerkzeugs 37 befestigt.According to FIG. 2, the base assembly 30 comprises a section of conduit pipe 31 of large diameter, the diameter of the tube is e.g. B. about 920 mm, and this pipe is e.g. B. by welding firmly to a conduit 32 of medium Diameter and a conduit pipe 33 of small diameter connected; a guide shoe 34 is connected to the lower end of the pipe 33 z. B. by a threaded connection tied together. It has just been established that the basic unit consists of conduits composed of different diameters, but it should be noted that one too can use a conduit of constant diameter. The one Part of the conduit that comes into contact with the soil on the seabed, 3. h. in the present case, the section 32 has: a large wall thickness, so it can withstand the bending stresses that occur during drilling work. The upper part of the conduit pipe 31 preferably has a large diameter so that it can act as a substructure around which in a way to be explained a handheld device rotates. The drill string 24 extends downwardly the base unit conduit, and collars 35 are usually on lower end of the drill string above a drill bit 36 and an extension tool 37 attached.

Gemäß F i g. 2A erstreckt sich der mittlere Abschnitt des Leitungsrohrs 32 durch das den großen Durchmesser aufweisende Leitungsrohr 31 nach oben, und das obere Ende des Ringraums 40 zwischen den beiden Rohren ist durch beliebige geeignete Verschlußmitte141 verschlossen, die an ihrer inneren Wand eine Lippe oder Schulter 42 tragen, an welcher sich ein Abstreifring 43 aus Gummi abstützt. Ein Haltering 44 ist über dem Abstreifring 43 angeordnet, um diesen in Anlage an der Schulter 42 zu halten. Der Haltering 44 ist an den Verschlußmitteln 41 auf geeignete Weise, z. B. mittels einer Schraube 45, befestigt.According to FIG. 2A, the central portion of conduit 32 extends upwardly through large diameter conduit 31, and the upper end of annulus 40 between the two tubes is closed by any suitable closure means 141 having a lip or shoulder 42 on its inner wall; on which a scraper ring 43 made of rubber is supported. A retaining ring 44 is disposed over the wiper ring 43 to hold it in contact with the shoulder 42. The retaining ring 44 is on the closure means 41 in a suitable manner, for. B. by means of a screw 45 attached.

Der Innendurchmesser des Abstreifrings 43 aus Gummi ist etwas kleiner als der normale Außendurchmesser der zur Oberfläche führenden Verrohrung 25, so daß der Gummiring mit abdichtender Wirkung an dieser Verrohrung angreift und axiale Bewegungen der Verrohrung gegenüber dem Leitungsrohr 31 zuläßt.The inner diameter of the rubber wiper ring 43 is slightly smaller than the normal outside diameter of the tubing 25 leading to the surface, so that the rubber ring engages this piping with a sealing effect and is axial Movements of the piping relative to the line pipe 31 allows.

Während mit den Bohrarbeiten begonnen wird und vor dem Einzementieren des Basisaggregats 30 in das Bohrloch wird der Führungsschuh 34 am unteren Ende des Basisaggregats gemäß F i g. 2B lösbar mit dem unteren Ende der zur Oberfläche führenden Verrohrung 25 verbunden. Ein starres ausbohrbares Verschlußorgan 46 ist zwischen dem Führungsschuh 34 und einem am unteren Ende der Verrohrung 25 angebrachten Schuh 47 angeordnet. Das Verschlußorgan 46 besteht aus einem ausbohrbaren Material, vorzugsweise aus Zement oder einem plastischen oder weichen, leicht auszubohrenden Metall, und es kann gegebenenfalls mit Dichtungsringen 50 versehen sein. Die Innenfläche des Führungsschuhs 34 ist vorzugsweise mit einem Satz von Nuten 51 versehen, so daß das Verschlußorgan 46 in dem Schuh festgegossen werden kann und sich beim Aufbringen einer Kraft nicht axial verlagert. Zwischen dem Verschlußorgan 46 und dem Schuh 47 an der Verrohrung 25 ist eine geeignete Verbindung vorgesehen, z. B. ein Bajonettverschluß oder ein lösbares linksgängiges Gewinde 52. Zwar wurde davon gesprochen, das gemäß der Erfindung die Verrohrung 25 und das Führungsrohr 33 an ihren unteren Enden z. B. durch die Schuhe 34 und 47 mit dem Verschlußorgan 46 verbunden sind und daß es leichter ist, die unteren Enden der Verrohrung 25 und des Führungsrohrs 33 miteinander zu verbinden, doch sei bemerkt, daß diese Teile gegebenenfalls an einem beliebigen Punkte oberhalb ihrer unteren Enden miteinander verbunden werden können.While the drilling work is beginning and before the base unit 30 is cemented into the borehole, the guide shoe 34 at the lower end of the base unit according to FIG. 2B releasably connected to the lower end of the tubing 25 leading to the surface. A rigid, drillable closure member 46 is arranged between the guide shoe 34 and a shoe 47 attached to the lower end of the tubing 25. The closure member 46 consists of a drillable material, preferably cement or a plastic or soft metal that is easy to drill out, and it can optionally be provided with sealing rings 50. The inner surface of the guide shoe 34 is preferably provided with a set of grooves 51 so that the closure member 46 can be cast firmly in the shoe and does not move axially when a force is applied. A suitable connection is provided between the closure member 46 and the shoe 47 on the tubing 25, e.g. B. a bayonet lock or a releasable left-hand thread 52. Although it was mentioned that according to the invention, the tubing 25 and the guide tube 33 at their lower ends z. B. are connected by the shoes 34 and 47 to the closure member 46 and that it is easier to connect the lower ends of the tubing 25 and the guide tube 33 together, but it should be noted that these parts may be at any point above their lower ends can be connected to each other.

Vor dem Absenken irgendwelcher Teile des Basisaggregats in das Wasser und zum Meeresboden wird der unterste Abschnitt der zur Oberfläche führenden Verrohrung 25 in den untersten Abschnitt des Führungsrohrs eingeführt und der Schuh 47 der Verrohrung wird mit dem Verschlußorgan 46 verbunden. Danach fügt man nacheinander weitere Rohrabschnitte sowohl in die Verrohrung als auch in das Führungsrohr ein, bis das Basisaggregat 30 die gewünschte Länge erreicht hat. Das Basisaggregat 30 wird dann mit Hilfe des Verschlußorgans 46 auf dem unteren Ende der Verrohrung 25 abgestützt, wenn weitere Verrohrungsabschnitte an das obere Ende angesetzt werden, um die Verrohrung zum Meeresboden abzusenken. Vor dem Absenken des Basisaggregats zum Bohrloch bringt man eine Schlammleitung 53 mit einer abziehbaren Verbindung 54 an dem Führungsrohr 31 an, das in Strömungsverbindung mit dem Führungsrohr 32 steht, so daß man die Leitung 53 bei den späteren Bohrarbeiten zum Zurückleiten des Schlamms benutzen kann.Before any parts of the base unit are lowered into the water and to the seabed, the lowest section of the tubing 25 leading to the surface is inserted into the lowest section of the guide tube and the shoe 47 of the tubing is connected to the closure member 46. Thereafter, further pipe sections are inserted one after the other both in the piping and in the guide pipe until the base unit 30 has reached the desired length. The base assembly 30 is then supported with the aid of the closure member 46 on the lower end of the casing 25 when further casing sections are attached to the upper end in order to lower the casing to the seabed. Before lowering the base unit to the borehole, a mud line 53 with a removable connection 54 is attached to the guide tube 31 which is in fluid communication with the guide tube 32 so that the line 53 can be used to return the mud during later drilling operations.

Nachdem die genannten Teile in der in F i g. 1 und 2 gezeigten Weise zusammengebaut worden sind, dient der untere Abschnitt der zur Oberfläche führenden Verrohrung 25 zum Herablassen und Aufhängen des Basisaggregats, bis sich der Führungsschuh 34 nur noch in einem kleinen Abstand oberhalb des Meeresbodens 13 befindet. Dos obere Ende der Verrohrung 25 wird vom unteren Deck des Bohrfahrzeugs 11 aus durch den Keiltopf 22 mit den Abfangkeilen unterstützt. Um mit den Bohrarbeiten beginnen zu können, werden der Bohrmeißel 36, das Werkzeug 37 zum Erweitern des Bohrlochs, Schwerstange 35 und der Bohrstrang 24 in die Verrohrung 25 eingeführt und innerhalb derselben abgesenkt und in die in F i g. 2 gezeigte Lage gebracht. Gegebenenfalls kann man die Abschnitte 32 und 33 des Führungsrohrs mit Zentrierorganen 55 ausrüsten. Nunmehr wird der Bohrmeißel mit Hilfe des Bohrstrangs zum Meeresboden abgesenkt, und es wird mit dem Niederbringen der Tiefbohrung begonnen. Nachdem das Bohrloch 56 auf eine Tiefe von einigen Metern gebohrt worden ist (F i g. 2), läßt man das Basisaggregat mit der Verrohrung 25 etwas weiter herab, damit das untere Ende des Basisaggregats in das Bohrloch eintritt, um das Basisaggregat zu stabilisieren, während der verbleibende Teil des Bohrlochs für das Führungsrohr gebohrt wird. Das Loch für das Führungsrohr wird vorzugsweise derart gebohrt, daß man Seewasser als zirkulierende Flüssigkeit verwendet, die längs des Bohrstrangs 24 nach unten gepumpt wird und auf der Außenseite der Führungsrohrabschnitte 32 und 33 nach oben steigt.After the parts mentioned in the in F i g. 1 and 2 have been assembled, the lower section of the tubing 25 leading to the surface is used to lower and suspend the base unit until the guide shoe 34 is only a small distance above the seabed 13 . The upper end of the casing 25 is supported from the lower deck of the drilling vehicle 11 by the wedge head 22 with the slip wedges. In order to begin drilling, drill bit 36, borehole widening tool 37, drill collar 35, and drill string 24 are inserted into and lowered into casing 25 and lowered into the casing shown in FIG. 2 position shown. If necessary, the sections 32 and 33 of the guide tube can be equipped with centering members 55. The drill bit is now lowered to the sea floor with the aid of the drill string and the drilling of the deep borehole begins. After the borehole 56 has been drilled to a depth of several meters (FIG. 2), the base unit with casing 25 is lowered a little further so that the lower end of the base unit enters the borehole to stabilize the base unit. while the remainder of the borehole for the guide pipe is being drilled. The hole for the guide tube is preferably drilled using seawater as the circulating fluid which is pumped down the drill string 24 and rises outside of the guide tube sections 32 and 33.

Nach dem Bohren des Lochs für das Führungsrohr entfernt man den Bohrstrang 24 und den Bohrmeißel 36. Hierauf wird das Basisaggregat dadurch weiter abgesenkt, daß man an das obere Ende der Verrohrung 25 weitere Abschnitte ansetzt, bis das Basisaggregat 30 entweder am Boden des Bohrlochs durch den Führungsschuh 34 oder am oberen Ende des Bohrlochs durch den Abschnitt 31 von großem Durchmesser abgestützt wird.After drilling the hole for the guide tube, remove the drill string 24 and drill bit 36. The base assembly is then lowered further by adding more sections to the top of the casing 25 until the base assembly 30 is either at the bottom of the borehole through the Guide shoe 34 or is supported at the top of the borehole by the portion 31 of large diameter.

Gemäß F i g. 3 kann man die Arbeiten zum Einzementieren des Basisaggregats entweder durch den Bohrstrang 24 hindurch ausführen, bevor dieses Rohr entfernt wird, oder unter Benutzung der zur Oberfläche führenden Verrohrung 25; die Wahl zwischen diesen beiden Möglichkeiten richtet sich nach den jeweiligen Verhältnissen, und man verwendet eine sehr große Zementmenge, damit das Führungsrohr fest in den Meeresboden einzementiert wird. Das Führungsrohr bildet dann zusammen mit dem Basisaggregat den Hauptteil der Konstruktion, die den Bohrlochkopf gegen statische und dynamische Kräfte abstützt, welche während der nachfolgenden Arbeitsgänge auftreten können.According to FIG. 3 you can start the work on cementing the base unit either run through drill string 24 before removing this pipe or using the surface tubing 25; the vote between these two possibilities depends on the respective Conditions, and a very large amount of cement is used to make the guide tube is firmly cemented into the seabed. The guide tube then forms together with the base unit the main part of the construction that opposes the wellhead supports static and dynamic forces that occur during the subsequent operations may occur.

In F i g. 3 ist das Basisaggregat so in das Bohrloch einzementiert, daß die Mündung des Bohrlochs von einer Zementschicht 57 umgeben ist. Bevor mit weiteren Bohrarbeiten begonnen wird, löst man die Verrohrung 25 und den zugehörigen Schuh 47 von dem Schuh 34 des Führungsrohrs, indem man die Verrohrung 25 dreht, bis das linksgängige Gewinde 52 außer Eingriff mit dem linksgängigen Gewinde 52 des Verschlußorgans 46 kommt. Die Verrohrung 25 wird dann etwas gehoben, bis der Abstreifring 43 aus Gummi (F i g. 2 A) zwischen zwei Bunden 58 auf der Verrohrung 25 liegt, damit sich der Verrohrungsstrang 25 in dem Gummiring 43 axial längs einer Strecke verschieben kann, die gleich der Länge eines Verrohrungsabschnitts ist, welche gewöhnlich etwa 9 m beträgt. Bei der Verwendung des Abstreifrings 43 in der soeben beschriebenen Weise benötigt man weder eine Auftriebskammer noch ein mit der Verrohrung 25 verbundenes verschiebbares Gelenk. Bei der in F i g. 3 gezeigten Stellung ist die Verrohrung 25 an dem Keiltopf 22 aufgehängt. Am oberen Ende der Verrohrung 25 werden ein Verlängerungsstück 61 und eine Rückleitung für den Bohrschlamm angebracht. Nunmehr kann man die Bohrarbeiten wieder aufnehmen, wobei man in der üblichen Weise mit einer Bohrflüssigkeit arbeitet, die längs des Bohrstrangs 24 nach unten gepumpt wird und an einem Bohrmeißel 63 von kleinen Abmessungen austritt. Der Bohrschlamm strömt dann in dem Ringraum zwischen der Verrohrung 25 und dem Bohrstrang 24 nach oben zu der Leitungsverlängerung 61 und der Schlammleitung 62, von wo aus der Schlamm zu einem hier nicht gezeigten Absetzbecken auf dem Bohrkahn geleitet oder über Bord abgegeben wird. Beim Fortgang der Bohrarbeiten läßt man in der Verrohrung 25 einen Bohrstrang 24 mit dem kleinen Bohrmeißel 63 und einem Werkzeug 64 zum Erweitern des Bohrlochs herab. Dann werden die Bohrarbeiten fortgesetzt, und das Bohrloch wird so ausgebildet, daß es die zur Oberfläche führende Verrohrung 25 aufnehmen kann.In Fig. 3 the base unit is cemented into the borehole, that the mouth of the borehole is surrounded by a cement layer 57. Before with If further drilling work is started, the casing 25 and the associated ones are loosened Shoe 47 from shoe 34 of the guide tube by turning tubing 25, until the left-hand thread 52 disengages from the left-hand thread 52 of the closure member 46 comes. The piping 25 is then lifted slightly until the Wiper ring 43 made of rubber (FIG. 2A) between two collars 58 on the tubing 25 is so that the casing string 25 in the rubber ring 43 axially along a Can move a distance equal to the length of a casing section, which is usually about 9 m. When using the wiper ring 43 in the In the manner just described, you need neither a buoyancy chamber nor one with the tubing 25 connected displaceable joint. In the case of the in FIG. 3 shown In position, the piping 25 is suspended from the wedge head 22. At the top of the Tubing 25 becomes an extension piece 61 and a return line for the drilling mud appropriate. Now you can start drilling again, with one in the works in a conventional manner with a drilling fluid flowing along the drill string 24 is pumped down and emerges at a drill bit 63 of small dimensions. The drilling mud then flows in the annulus between the casing 25 and the drill string 24 up to the line extension 61 and mud line 62 from where the mud is directed to a sedimentation basin, not shown here, on the barge or delivered overboard. As the drilling work continues, it is left in the casing 25 a drill string 24 with the small drill bit 63 and a tool 64 for expanding of the borehole. Then drilling continues, and so does the well is designed to accommodate the tubing 25 leading to the surface can.

Die Tiefe des Bohrlochs ist während der Bohrarbeiten in jedem Zeitpunkt bekannt. Nachdem das Bohrloch für eine ausreichende Länge der Verrohrung 25 gebohrt worden ist, zieht man eine zur Oberfläche führende Verrohrung in das Bohrloch ein, indem man weitere Abschnitte am oberen Ende der Verrohrung ansetzt, bis sich der Verrohrungsschuh 34 in einem Abstand oberhalb seiner endgültig einzementierten Stellung befindet, der gleich dem Abstand zwischen dem unteren Deck 23 des Bohrkahns 11 und dem oberen Ende des Führungsrohrs 31 von großem Durchmesser ist. Gemäß F i g. 4 wird ein Bohrlochkopf 65 zum Durchführen von Tiefbohrarbeiten mit einer Führung 66 für eine Betätigungsvorrichtung und Preventern 67 und 68 z. B. durch eine Gewindeverbindung mit dem oberen Ende der Verrohrung 25 verbunden. Die Ausbruchsventile sind mit mehreren elektrischen oder hydraulischen Leitungen 70 sowie mit einer Drossel- und Totpumpleitung 71 versehen. Am oberen Ende des Preventers68 wird ein Verbindungsstück72 befestigt, mit dem man den Bohrrohrstrang24 verbinden kann, um das zusammengebaute Aggregat herabzulassen und es in seine Lage auf dem oberen Ende des Führungsrohrs 31 von großem Durchmesser zu bringen. Ein Führungsstück 73 am unteren Ende des Bohrlochkopfes trägt dazu bei, das Aggregat 65 zusammen mit der Führung 66 für die Betätigungsvorrichtung auf das obere Ende des Führungsrohrs 31 aufzusetzen, wie es in F i g. 5 gezeigt ist. Wenn der Bohrlochkopf 65 auf dem Führungsrohr 31 angeordnet ist und dadurch der Futterrohrstrang 25 in seiner endgültigen Lage ist, wird der Falterrohrstrang 25 einzementiert, indem man Zement durch das Bohrgestänge 24 nach unten pumpt, das gemäß F i g. 4 zum Absenken verwendet wurde, wobei der Zement auch durch die Verrohrung 25 strömt, um dann an der Außenseite der Verrohrung 25 nach oben zu steigen, bis gemäß F i g. 4 in der üblichen Weise eine Zementsäule zwischen dem Falterrohrstrang 25 und dem Bohrloch entstanden ist.The depth of the borehole is known at all times during the drilling operation. After the wellbore has been drilled for a sufficient length of casing 25, surface casing is drawn into the wellbore by adding more sections to the top of the casing until casing shoe 34 is a distance above its final cemented position which is equal to the distance between the lower deck 23 of the drilling barge 11 and the upper end of the guide tube 31 of large diameter. According to FIG. 4, a well head 65 for carrying out deep drilling work with a guide 66 for an actuating device and preventers 67 and 68 z. B. connected to the upper end of the tubing 25 by a threaded connection. The outbreak valves are provided with several electrical or hydraulic lines 70 and with a throttle and dead pump line 71 . A connector 72 is attached to the upper end of the preventer 68 to enable the drill pipe string 24 to be connected to lower the assembled unit and bring it into position on the upper end of the large diameter guide pipe 31. A guide piece 73 at the lower end of the wellhead helps to place the unit 65 together with the guide 66 for the actuating device on the upper end of the guide tube 31, as shown in FIG. 5 is shown. When the wellhead 65 is positioned on the guide pipe 31 and the casing string 25 is in its final position, the folder tubing string 25 is cemented in by pumping cement down through the drill pipe 24, which is shown in FIG. 4 was used for lowering, the cement also flowing through the casing 25 and then rising up the outside of the casing 25 until, as shown in FIG. 4 a cement column has arisen in the usual way between the folder pipe string 25 and the borehole.

Während des Einzementierens wird die im Bohrloch enthaltene Flüssigkeit außerhalb der Verrohrung 25 nach oben gedrückt und strömt durch die Schlarnmrückleitung 53. Nach der Beendigung des Einzementierens wird die Schlammleitung 53 von ihrem Anschluß 54 abgezogen.During cementing, the fluid contained in the borehole becomes pushed upward outside the piping 25 and flows through the Schlarnm return line 53. After the cementing is completed, the mud line 53 becomes its Terminal 54 removed.

Vor dem Einzementieren der Verrohrung 25 oder danach yvird ein Rohrstrang 75 von großem Durchmesser, der während der Bohrarbeiten als Steigeleitung dient, herabgelassen bzw. längs des Bohrrohrs 24 nach unten geführt. Das untere Ende der Steigeleitung 75 ist mit einem Preventer 76 versehen, der an seinem unteren Ende einen Führungsmantel 77 tragen kann. Außerdem kann die Steigeleitung 75 unmittelbar des Bohrkahns 11 mit einer aus- und einschiebbaren Verbindung 80 und gegebenenfalls mit einem als Schwimmer wirkenden Behälter 81 ausgerüstet sein. Außerdem trägt die Steigeleitung 75 am oberen Ende eine Leitungsverlängerung 61 und eine Rückleitung 62 zum Abführen von Bohrschlamm. An dem Preventer 76, der als flexibles Gelenk für die Steigeleitung 75 wirkt, werden vor dem Absenken der Steigeleitung die Steuerschläuche 82 angebracht. Sobald der Preventer 76 an dem für die Steigeleitung vorgesehenen Dorn 72 (F i g. 4) auf der Oberseite des Preventers 68 angreift, wird der Preventer 76 dadurch auf diesem Verbindungsstück 72 befestigt, daß man über einen der Steuerschläuche 82 ein Druckmittel zuführt. Statt einen Preventer 76 am unteren Ende Steigeleitung 75 zu verwenden und ein Bohrgestänge 24 zu benutzen, um den Bohrlochkopf 65 und die Preventer 67 und 68 mit dem oberen Ende des Führungsrohrs 31 zu verbinden, kann man den Preventer 76 fortlassen und das obere Ende des Preventers 68 mit dem unteren Ende der Steigeleitung 75 verbinden, die dann dazu dient, die Preventer 67 und 68 zusammen mit dem Bohrlochkopf 65 einzubauen.Before the casing 25 is cemented in or afterwards, a pipe string is used 75 of large diameter, which serves as a riser pipe during drilling, lowered or guided along the drill pipe 24 downwards. The lower end of the Riser line 75 is provided with a preventer 76 at its lower end a guide jacket 77 can carry. In addition, the riser 75 can be directly of the drilling barge 11 with an extendable and retractable connection 80 and optionally be equipped with a container 81 acting as a float. In addition, the Riser line 75 at the top has a line extension 61 and a return line 62 for discharging drilling mud. On the preventer 76, which acts as a flexible joint for the riser 75 acts, the control hoses are before the riser is lowered 82 attached. As soon as the preventer 76 at the one provided for the riser When mandrel 72 (FIG. 4) engages on top of preventer 68, the preventer becomes 76 thereby attached to this connector 72 that one of the control hoses 82 supplies a pressure medium. Instead of a preventer 76 at the lower end of the riser 75 to use and a drill pipe 24 to use the wellhead 65 and to connect the preventer 67 and 68 to the upper end of the guide tube 31, can omit the preventer 76 and the upper end of the preventer 68 with the lower Connect the end of the riser 75, which then serves to prevent the preventers 67 and 68 to be installed together with the wellhead 65.

Ein Bohrmeißel 83 von geeigneter Größe wird innerhalb des nach F i g. 5 zusammengebauten Aggregats an einem Bohrstrang 24 herabgelassen, woraufhin die Bohrarbeiten fortgesetzt werden, bis das Bohrloch eine solche Tiefe erreicht hat, daß ein Futterrohrstrang eingebaut werden soll. Vor dem Einbauen eines Futterrohrstranges in das Bohrloch werden das Bohrgestänge 24 und der Bohrmeißel 83 herausgezogen, und gemäß F i g. 6 wird auf die Führung 66 eine Unterwasser-Betätigungsvorrichtung 84 aufgesetzt. Die Vorrichtung 84 umfaßt ein Gehäuse 85, das mit Hilfe eines Seils 86 herabgelassen werden kann; dieses Gehäuse kann mit Hilfe von in Gehäusen 87 angeordneten Propellern im Wasser in die richtige Lage gebracht und mit Hilfe von zwei Rädern 90 an der Führung 66 so aufgehängt werden, daß sich die gesamte Vorrichtung längs der Führung bewegen kann, wobei zwei Führungsrollen 91 an der Außenfläche des Führungsrohrs 31 vor großem Durchmesser angreifen. Die Betätigungsvorrichtung 84 weist mindestens einen gemäß F i g. 6 vorzugsweise waagerecht angeordneten Arm 92 auf, der durch die Bedienungsperson von dem Bohrkahn 11 aus nach Bedarf ein- und ausgefahren, nach oben oder unten bewegt oder gedreht werden'kann. Im vorliegenden Falle ist der bewegliche Arm 92 mit einem Schraubenschlüssel 93 ausgerüstet, der an Schrauben 102 angreifen kann, welche in den Bohrlochkopf 65 eingebaut sind. Außerdem trägt die Betätigungsvorrichtung Scheinwerfer 95 und eine Fernsehkamera 96, die in allen Richtungen verstellbar sind. Die Fernsehkamera dient normalerweise dazu, die mit Hilfe des Schraubenschlüssels 93 auszuführenden Arbeiten zu beobachten oder den Schraubenschlüssel auf eine der Schrauben 102 auszurichten.A properly sized drill bit 83 is placed within the space shown in FIG. 5 assembled unit is lowered on a drill string 24, whereupon the drilling work continues until the borehole has reached such a depth that a casing string is to be installed. Prior to installing a casing string in the wellbore, the drill string 24 and drill bit 83 are withdrawn and shown in FIG. 6, an underwater actuating device 84 is placed on the guide 66. The device 84 comprises a housing 85 which can be lowered by means of a rope 86; this housing can be brought into the correct position in the water with the help of propellers arranged in housings 87 and suspended from the guide 66 with the help of two wheels 90 so that the entire device can move along the guide, with two guide rollers 91 on the Attack the outer surface of the guide tube 31 before a large diameter. The actuating device 84 has at least one according to FIG. 6 preferably horizontally arranged arm 92 , which can be moved in and out, moved up or down or rotated by the operator from the drilling barge 11 as required. In the present case, the movable arm 92 is equipped with a wrench 93 which can grip screws 102 which are installed in the wellhead 65. In addition, the actuator carries headlights 95 and a television camera 96, which are adjustable in all directions. The television camera is normally used to observe the work to be carried out with the aid of the wrench 93 or to align the wrench with one of the screws 102.

In F i g. 6 erkennt man einen Futterrohrstrang 97 nach dem Absenken in die gewünschte Stellung im Bohrloch; diese Verrohrung wird in dieser Lage einzementiert. Der Rohrstrang 97 wird mit Hilfe eines in F i g. 6 nicht gezeigten Bohrgestänges herabgelassen, das gemäß F i g. 9 in ein linksgängiges Gewinde 98 auf der Innenseite eines Hängers 100 für die Verrohrung eingeschraubt wird. Nach dem Absenken wird die Verrohrung 97 mit Hilfe der unteren Betätigungsschrauben 102 an einem Verrohrungskopf 101 verankert. Die Schrauben 102 werden mit Hilfe des Schraubenschlüssels 93 der Betätigungsvorrichtung 84 nach F i g. 6 festgezogen. Die Verrohrung 97 wird mit Hilfe eines bisher nicht gezeigten Zementierschuhes einzementiert, der am unteren Ende eines zum Zuführen von Zementrübe dienenden Rohrstrangs oder des Bohrgestänges angebracht und in bekannter Weise in das obere Ende der Verrohrung 97 eingeführt wird. Die Zementtrübe strömt durch den dafür vorgesehenen Rohrstrang nach unten, wobei die zurückströmende Flüssigkeit den Zementierschuh und die zum Drosseln bzw. Totpumpen dienende Leitung 71 des Preventers 67 nach oben durchströmt. Nach dem Einzementieren der Verrohrung wird das untere Ende des Bghrgestännges bzw. der Zementleitung aus dem linksgängigen Gewinde 98 des Hängers 100 herausgeschraubt, und der Rohrstrang wird vom Bohrkahn 11 aus nach oben herausgezogen. Nunmehr kann man in dem Bohrloch weitere Bohrarbeiten durchführen oder eine Steigrohrleitung einbauen. Wenn weitere Bohrarbeiten ausgeführt werden sollen, kann man gegebenenfalls eine hier nicht gezeigte Einrichtung zum Führen eines Werkzeugs und als Schutz für die Sitzfläche in den Hänger 100 einbauen, damit die betreffenden Werkzeuge geführt und die Sitzfläche 103 im Hänger 100 geschützt wird.In Fig. 6 shows a casing string 97 after it has been lowered into the desired position in the borehole; this piping is cemented in in this position. The pipe string 97 is carried out with the aid of a device shown in FIG. 6 lowered drill pipe, not shown, which according to F i g. 9 is screwed into a left-hand thread 98 on the inside of a hanger 100 for the piping. After lowering, the casing 97 is anchored to a casing head 101 with the aid of the lower actuating screws 102. The screws 102 are tightened with the aid of the wrench 93 of the actuating device 84 according to FIG. 6 tightened. The casing 97 is cemented in with the aid of a cementing shoe, not previously shown, which is attached to the lower end of a pipe string or drill rod used for feeding cement slurry and which is introduced into the upper end of the casing 97 in a known manner. The cement slurry flows down through the pipe string provided for this purpose, the liquid flowing back flowing through the cement shoe and the line 71 of the preventer 67, which is used for throttling or pumping, upwards. After the casing has been cemented in, the lower end of the pipe rod or the cement pipe is screwed out of the left-hand thread 98 of the hanger 100 , and the pipe string is pulled upwards from the drill barge 11. You can now carry out further drilling work in the borehole or install a riser pipe. If further drilling work is to be carried out, a device (not shown here) for guiding a tool and as protection for the seat can be installed in the hanger 100 so that the relevant tools are guided and the seat 103 is protected in the hanger 100.

Gemäß F i g. 9 umfaßt der während der Bohrarbeiten benutzte Bohrlochkopf das Aggregat 65, das sich an einer Sitzfläche 104 eines mittleren oder oberen Verrohrungskopfabschnitts 105 abstützt und an diesem Abschnitt mit Hilfe eines Satzes von oberen Halteschrauben 106 befestigt ist, von denen in F i g. 9 nur eine gezeigt ist. Der obere Verrohrungskopfabschnitt 105 stützt sich seinerseits an einer Sitzfläche 107 ab, die am oberen Ende des Verrohrungskopfes 101 auf dessen Außenseite vorgesehen ist, wobei ein Satz von unteren Halteschrauben 108 den Verrohrungskopfabschnitt 101 mit dem Abschnitt 105 verbindet. Der Verrohrungskopf 101 trägt einen Basis- oder Stützabschnitt 111, der mit dem Kopf 101 z. B. durch Schweißen fest verbunden ist. Der Basisabschnitt 111 kann sich seinerseits auf dem oberen Ende des Führungsrohrs 31 (F i g. 2) von großem Durchmesser abstützen. Zwar wird es gemäß der Erfindung vorgezogen, einen Bohrlochkopf mit einem oberen Abschnitt 105 und einem unteren Abschnitt 101 zu verwenden, an dem man das Aggregat 65 befestigen kann, doch liegt es auf der Hand, daß man die beiden Abschnitte 105 und 101 des Verrohrungskopfes auch als zusammenhängendes Bauteil ausbilden könnte; in diesem Falle könnte man die unteren Halteschrauben 108 fortlassen. Bei Unterwasser-Bohrlochköpfen kann es jedoch als Sicherheitsmaßnahme zweckmäßig sein, einen oberen Abschnitt 105 und einen unteren Abschnitt 101 vorzusehen, die durch die unteren Halteschrauben miteinander verbunden sind, wobei die Halteschrauben vorzugsweise aus einem legierten Kohlenstoffstahl oder einem anderen geeigneten Material bestehen, so daß man sie ausbohren kann, wenn sich die oberen Halteschrauben 106 infolge von Korrosion oder aus anderen Gründen festgesetzt haben, so daß man sie nicht mehr entfernen kann, um den Bohrkopf 65 oder den Produktionskopf zu lösen.According to FIG. 9, the wellhead used during drilling includes the assembly 65 which is supported on a seat 104 of a central or upper casing head section 105 and secured to that section by a set of upper retaining screws 106, one of which is shown in FIG. 9 only one is shown. The upper casing head section 105 is in turn supported on a seat surface 107 which is provided at the upper end of the casing head 101 on the outside thereof, a set of lower retaining screws 108 connecting the casing head section 101 to the section 105. The casing head 101 carries a base or support portion 111 which is connected to the head 101 e.g. B. is firmly connected by welding. The base portion 111 can in turn be supported on the upper end of the guide tube 31 (FIG. 2) of large diameter. While it is preferred in accordance with the invention to use a wellhead having an upper section 105 and a lower section 101 to which the assembly 65 can be attached, it is obvious that the two sections 105 and 101 of the casing head can also be used could be designed as a cohesive component; in this case the lower retaining screws 108 could be omitted. In the case of subsea wellheads, however, it may be useful as a safety measure to provide an upper section 105 and a lower section 101 which are connected to one another by the lower retaining screws, the retaining screws preferably being made of an alloyed carbon steel or other suitable material so that one it can drill out if the upper retaining screws 106 have seized due to corrosion or other reasons so that they can no longer be removed to loosen the drill head 65 or the production head.

In F i g. 9 erkennt man einen Hänger 112, der sich an der Sitzfläche 103 abstützt, welche im oberen Ende des Hängers 100 für die Futterrohrtour ausgebildet ist. An dem Hänger 112 ist ein Steigrohrstrang 115 aufgehängt, der in der zur Oberfläche führenden Verrohrung 25 konzentrisch mit dieser angeordnet ist. Die Außenfläche des Hängers 112 weist an seinem unteren Ende eine konische Sitzfläche 113 auf, in die Dichtungsmittel 114, z. B. geeignete Dichtungspackungen oder Dichtungsringe, eingebaut sind. Der Hänger 112 kann an seinem unteren Ende mit dem oberen Ende eines Steigrohrstrangs 115 verbunden werden, z. B. mittels einer Gewindeverbindung. Ein oder mehrere Strömungskanäle 116 erstrecken sich senkrecht durch den Hänger 112 und stellen eine Verbindung zwischen einem Ringraum 117 zwischen der Außenfläche des Steigrohrstrangs 115 und der Innenfläche der Verrohrung 97 und dem Raum oberhalb des Hängers 112 her.In Fig. 9 shows a hanger 112, which is supported on the seat surface 103 , which is formed in the upper end of the hanger 100 for the liner tour. A riser pipe string 115 is suspended from the hanger 112 and is arranged concentrically therewith in the tubing 25 leading to the surface. The outer surface of the hanger 112 has at its lower end a conical seat 113 into which sealing means 114, e.g. B. suitable packing or sealing rings are installed. The hanger 112 can be connected at its lower end to the upper end of a riser string 115, e.g. B. by means of a threaded connection. One or more flow channels 116 extend perpendicularly through the hanger 112 and establish a connection between an annulus 117 between the outer surface of the riser string 115 and the inner surface of the casing 97 and the space above the hanger 112.

Auf der Innenseite des Hängers 112 sind geeignete Mittel vorgesehen, z. B. ein linksgängiges Gewinde, mittels dessen der Hänger 112 am unteren Ende eines hier nicht gezeigten Rohrstrangs befestigt werden kann, um den Hänger und den daran aufgehängten Rohrstrang vom Bohrkahn 11 aus in das Bohrloch herabzulassen. Nachdem der Rohrstrang bis zum Anschlag herabgelassen worden ist, wird der Hänger 112 dadurch festgegelegt, daß ein oberer Satz von Schrauben 121 mit Hilfe des Schraubenschlüssels 93 der Betätigungsvorrichtung 84 festgezogen wird. Der Steigrohrstrang 115 wird zusammen mit geeigneten bekannten Mitteln herabgelassen, die verhindern, daß eine Verbindung zwischen der Formation und dem Rohr- oder Verrohrungsstrang entsteht. Vor dem Einbau des Rohrstrangs oder danach kann die Verrohrung des Bohrlochs auf beliebige bekannte Weise perforiert werden.Suitable means are provided on the inside of the hanger 112, e.g. B. a left-hand thread, by means of which the hanger 112 can be attached to the lower end of a pipe string, not shown here, in order to lower the hanger and the pipe string suspended on it from the driller 11 into the borehole. After the tubing has been lowered until it stops, the hanger 112 is locked in place by tightening an upper set of screws 121 using the wrench 93 of the actuator 84 . The tubing string 115 is lowered by any suitable known means to prevent communication between the formation and the tubing or casing string. Before or after the tubing is installed, the casing of the wellbore can be perforated in any known manner.

Nach dem Einbringen des Steigrohrstrangs 115 in das Bohrloch, und nachdem das Bohrloch zum Aufnehmen des Produktionskreuzes vorbereitet worden ist, benutzt man die Betätigungsvorrichtung 84, um die oberen Halteschrauben 106 zu lösen, durch welche der Bohrkopf 65 auf dem oberen Abschnitt 105 des Verrohrungskopfes festgehalten wird. Die beim Bohren verwendete Steigeleitung 75 und die zugehörigen Einrichtungen, nämlich die Anschlußvorrichtung 76, die Preventer 67 und 68 sowie der Bohrkopf 65, werden längs des Rohrstrangs, mittels dessen das Rohrgehänge herabgelassen wurde, durch das Wasser nach oben gezogen.After the tubing string 115 has been run into the wellbore, and after the borehole has been prepared for receiving the production cross, using the actuator 84 to loosen the upper retaining screws 106, through which the drill head 65 rests on the upper section 105 of the casing head is being held. The riser 75 and associated ones used in drilling Facilities, namely the connection device 76, the preventer 67 and 68 as well the drill head 65, are lowered along the pipe string, by means of which the pipe hanger was pulled up by the water.

Damit Öl aus dem Bohrloch gefördert werden kann, wird ein in F i g. 7 gezeigter Produktionskopf 122 längs eines Rohrstrangs 118 herabgelassen, der sich vom oberen Ende des Rohrstrangs innerhalb des Verrohrungskopfes nach oben zu dem Bohrkahn erstreckt. Bei dem Produktionskopf 122 gehen die beiden konzentrischen Rohrstränge, die sich längs des Bohrlochs erstrecken, vorzugsweise in zwei parallele Strömungskanäle über, in die Regelventile eingeschaltet sind. Der Produktionskopf ist mit Regelventilen 123 und 124 sowie seitlichen Auslaßventilen 125 und 126 ausgerüstet, mittels deren die Förderung durch die Leitungen 127 und 128 geregelt wird. Normalerweise benutzt man nur eine solche Leitung zum Abführen von Öl oder Gas aus der produktiven Zone. In manchen Fällen kann man jedoch mit zwei Leitungen arbeiten. Sobald sich die Förderung des Bohrlochs in einem solchen Ausmaß verringert hat, daß eine Eruptivförderung nicht mehr möglich ist, kann man die andere Leitung dazu benutzen, Gas in das Bohrloch einzuleiten, um ein Gas-Lift-Verfahren anzuwenden.So that oil can be produced from the borehole, a shown in FIG. 7, the production head 122 shown is lowered along a pipe string 118 which extends from the top of the tubing string within the casing head up to the Drilling barge extends. At the production head 122, the two are concentric Strings of tubing extending along the borehole, preferably in two parallel ones Flow channels over into which control valves are switched on. The production head is equipped with control valves 123 and 124 as well as side exhaust valves 125 and 126, by means of which the conveyance through the lines 127 and 128 is regulated. Normally one uses only such a line for the removal of oil or gas from the productive Zone. In some cases, however, you can work with two lines. As soon as production of the well has decreased to such an extent that ignitable production is no longer possible, the other line can be used to inject gas into the borehole initiate a gas lift procedure.

Der obere Teil des Produktionskopfes, der die Ventile 123 bis 126 umfaßt, kann auf beliebige geeignete Weise verschlossen werden, z. B. mit Hilfe eines Verschlußorgans 130, das mit dem unteren Ende eines Einbaurohrstrangs 131 lösbar verbunden ist, welcher dazu dient, den Produktionskopf längs des Einbaurohrstrangs 118 herabzulassen. Dieser Einbaurohrstrang 118 besteht aus einem Rohr von kleinem Durchmesser, und durch diesen Strang kann sich ein hier nicht gezeigter Draht oder ein Seil erstrecken; dieses Seil setzt sich aus Abschnitten zusammen, von denen jeder so lang ist wie jedes der Rohre; das untere Ende des Seils ist am untersten Gestängeverbinder am unteren Ende des Rohrstrangs jedes Abschnitts befestigt. Wenn der Einbaurohrstrang brechen sollte, würde somit das Seil ausreichen, um das Gewicht der Geräte aufzunehmen.The upper part of the production head, which has valves 123 to 126 may be closed in any suitable manner, e.g. B. with help a closure member 130, which is connected to the lower end of an installation pipe string 131 is releasably connected, which is used to run the production head along the installation pipe 118 lower. This installation pipe string 118 consists of a pipe of small size Diameter, and a wire (not shown here) or extend a rope; this rope is made up of sections of which each is as long as each of the pipes; the bottom of the rope is the lowest Pushrod connector attached to the lower end of the tubing string of each section. if Should the installation tubing break, the rope would be sufficient to withstand the weight of the devices.

Nachdem der Produktionskopf 122 auf den oberen Tei1105 des Verrohrungskopfes aufgesetzt worden ist, werden die in den Produktionskopf eingebauten Halteschrauben 132 mit Hilfe des Schraubenschlüssels 93 der Betätigungsvorrichtung 84 festgezogen.After the production head 122 has been placed on the upper part 1105 of the casing head, the retaining screws 132 built into the production head are tightened with the aid of the wrench 93 of the actuating device 84.

Gemäß F i g. 7 wird dann der Einbaurohrstrang 118 durch Drehen des Rohrstrangs von einem Hänger gelöst und dann mit Hilfe des an dem Verschlußorgan 130 befestigten Einbaustrangs 131 nach oben zu dem Bohrkahn gezogen. Dann läßt man innerhalb des Rohrstrangs 131 einen Verschluß 133 herab, der gemäß Fig. 8 mit abdichtender Wirkung in das obere Ende des Verschlußorgans 130 eingebaut wird. Durch das Verschlußorgan 130 erstrekken sich mindestens zwei konzentrische senkrechte Strömungskanäle, und am unteren Ende des äußeren Strömungskanals ist eine übertrittskammer vorgesehen, die über einen Strömungskanal in dem Steigrohrkopf in Verbindung mit dem Ringraum zwischen dem Rohrstrang und der Verrohrung des Bohrlochs steht.According to FIG. 7, the installation pipe string 118 is then detached from a hanger by rotating the pipe string and then pulled up to the drill barge with the aid of the installation string 131 fastened to the closure member 130. A closure 133 is then lowered within the pipe string 131 and is installed in the upper end of the closure member 130 with a sealing effect, as shown in FIG. At least two concentric vertical flow channels extend through the closure member 130, and an overflow chamber is provided at the lower end of the outer flow channel, which is in communication with the annular space between the tubing string and the casing of the borehole via a flow channel in the riser pipe head.

Nunmehr kann man gemäß F i g. 7 die Betätigungsvorrichtung 84 mit Hilfe eines Seils 86 von der Führung 66 abheben und die Vorrichtung heraufholen. Der Bohrlochkopf bleibt am Meeresboden zurück, und die beiden Leitungen 127 und 128 verlaufen von dem Steigrohrkopf aus nach unten und dann längs des Meeresbodens. Die Hauptventile 123, 123 a,124 und 124a sind normalerweise geschlossen, während die seitlichen Abzweigventile 125 und 126 vorzugsweise normalerweise offen sind. Alle diese Ventile werden mit Hilfe von Druckgas betätigt, das von einer geeigneten Quelle aus über eine der Leitungen 127 und 128 zugeführt wird. Während des normalen Betriebs werden die Hauptventile 123 und 123 a durch den Druck in der Hochdruckgasleitung 128 offengehaleten, während das Fördergut durch die Leitung 127 strömt.Now, according to FIG. 7 lift the actuating device 84 off the guide 66 with the aid of a rope 86 and retrieve the device. The wellhead remains on the seabed and the two lines 127 and 128 run down from the tubing head and then along the seabed. The main valves 123, 123 a, 124 and 124a are normally closed, while the side branch valves 125 and 126 are preferably normally open. All of these valves are operated by pressurized gas supplied from a suitable source via one of lines 127 and 128. During normal operation, the main valves 123 and 123 a are kept open by the pressure in the high-pressure gas line 128, while the conveyed material flows through the line 127.

Wenn es erforderlich wird, das Bohrloch zu öffnen und es für Werkzeuge zugänglich zu machen, wird die Betätigungsvorrichtung 87 gemäß F i g. 7 mit Hilfe des Seils 86 und eines hier nicht gezeigten Führungsseils herabgelassen, wobei das Führungsseil gemäß F i g. 8 mit Hilfe der Betätigungsvorrichtung am oberen Ende des Verschlußorgans 130 oder seines Verschlußstopfens 133 befestigt wird. Mit Hilfe dieses Führungsseils, das sich nach oben zu dem Bohrkahn 11 erstreckt, wird gemäß F i g. 5 eine Bohrsteigeleitung 75, die dem Rohrstrang 131 nach F i g. 7 ähnelt, herabgelassen und mit dem oberen Ende des Schmierdorns 130 verbunden. Die Steigeleitung, die zur Durchführung der erforderlichen Arbeiten an dem Bohrloch benutzt wird, kann einen erheblich kleineren Durchmesser haben als die während der Bohrarbeiten verwendete Steigeleitung. Nach dem Anbringen der Steigeleitung 75 am Verschlußorgan 130 kann man die Dornkappe mit Hilfe eines an einem Drahtseil herabgelassenen Werkzeugs oder eines am unteren Ende eines Rohrstrangs befestigten Fangwerkzeugs entfernen. Das obere Ende der Steigeleitung wird auf dem Bohrkahn mit geeigneten Mitteln versehen, damit es an eine Quelle für ein hydraulisches Druckmittel angeschlossen werden kann, so daß man das Druckmittel dem Steigeleitungsdorn zuführen kann, um die Regelventile 124 und 124 a zu öffnen. Nunmehr ist das Bohrloch vollständig mit dem Bohrkahn 11 verbunden, und es ist für an Drahtseilen herabzulassende Werkzeuge zugänglich, oder es könnte mit Bohrschlamm gefüllt werden, wenn umfangreichere Nacharbeiten vorgenommen werden sollen. Man kann da; Bohrloch auch über die flexiblen Leitungen 127 unc 128 mit zirkulierendem Schlamm füllen. Nachdem das Bohrloch gefüllt und verschlossen worden ist kann man den Steigrohrkopf und den Produktions kopf entfernen; zu diesem Zweck benutzt man der Schraubenschlüssel 93 der Betätigungsvorrichtung 84, um gemäß F i g. 8 die oberen Halteschrauben 132 zu lösen. Sollte es Schwierigkeiten machen, den Steigrohrkopf an dieser Stelle zu lösen, kann man die oberen Schrauben 121 und die unteren Halteschrauben 107 mit Hilfe der Betätigungsvorrichtung 84 lösen, woraufhin der Steigrohrkopf, der Produktionskopf 122 und der obere Teil des Verrohrungskopfes 105 entfernt werden können. Nach dem Entfernen des Produktionskopfes kann man die Steigeleitung und die Preventer erneut in die Mündung des Bohrlochs einbauen, wobei man die weiter oben beschriebenen Arbeitsgänge im umgekehrten Sinne durchführt. Man erkennt somit, daß es das erfindungsgemäße Verfahren in Verbindung mit der beschriebenen Anordnung ermöglicht, alle Teile des Bohrlochkopfes, die beschädigt werden könnten, auszubauen, instand zu setzen und erneut einzubauen, und zwar in jedem beliebigen Zeitpunkt während der Benutzungsdauer des Bohrlochs.When it becomes necessary to open the borehole and make it accessible to tools, the actuator 87 of FIG. 7 lowered with the aid of the rope 86 and a guide rope, not shown here, the guide rope according to FIG. 8 is attached to the upper end of the closure member 130 or its closure plug 133 with the aid of the actuating device. With the help of this guide rope, which extends upwards to the drill barge 11, according to FIG. 5, a drilling rig line 75 which connects to the pipe string 131 according to FIG. 7, lowered and connected to the upper end of the lubricating mandrel 130. The riser used to perform the required work on the borehole may be of a significantly smaller diameter than the riser used during drilling. After the riser 75 has been attached to the closure member 130, the mandrel cap can be removed with the aid of a tool lowered on a wire rope or a catching tool attached to the lower end of a pipe string. The upper end of the riser is provided on the drilling barge with suitable means so that it can be connected to a source for a hydraulic pressure medium, so that the pressure medium can be fed to the riser mandrel to open the control valves 124 and 124 a. The borehole is now fully connected to the barge 11 and is accessible to tools to be lowered on wire ropes, or it could be filled with drilling mud if more extensive rework is to be done. You can there; Fill the borehole with circulating mud also via the flexible lines 127 and 128. After the borehole has been filled and closed, the riser head and the production head can be removed; for this purpose, the wrench 93 of the actuating device 84 is used, as shown in FIG. 8 to loosen the upper retaining screws 132. Should it be difficult to loosen the tubing head at this point, the upper screws 121 and the lower retaining screws 107 can be loosened with the aid of the actuating device 84, after which the tubing head, the production head 122 and the upper part of the casing head 105 can be removed. After removing the production head, the riser and the preventer can be reinstalled in the mouth of the borehole, performing the operations described above in reverse. It can thus be seen that the method according to the invention in conjunction with the arrangement described enables all parts of the wellhead that could be damaged to be removed, repaired and reinstalled at any time during the useful life of the well.

Claims

Claims: 1. A method for creating an underwater deep borehole with a borehole standpipe for supporting a probe head lying below the water surface, characterized in that a casing string (25) with the borehole standpipe (30) connected to its lower section on a working platform (11) located above the water is suspended, a drill string (24) with chisels (36, 37) is brought down through the casing string (25) and an underwater borehole is drilled for receiving at least the greater part of the length of the standpipe (30) which is on the casing string (25) supported standpipe (30) is lowered by extending the top of the casing string (25) to the desired depth, and then cementing the standpipe (30) into the borehole using cement pushed down through the drill string (24) or casing string (25) and the connection (52) between casing string (25) and standpipe (30) is released.

2. The method according to claim 1, characterized in that the well is drilled deeper to accommodate the casing string (25) to the drill string (24) after cementing, and drilling mud through the drill string (24) down and through the annulus between the drill string (24) and the casing string (25), which is sealingly displaceable at the upper end of the standpipe (30) and leading to the surface, is guided upwards.

3. The method according to claim 2, characterized in that the casing string (25) is lowered into the wellbore drilled to a sufficient depth by first extending its upper end until the lower end (47) of the casing string is a distance above its final position which is equal to the distance between the working platform (11) and the upper end of the standpipe (30), the casing string (25) in this position a wellhead (65) is placed, then the casing string (25) with one at the top (72) of the wellhead coupled tubing string (24) is lowered further until the wellhead (65) rests on the upper end (31) of the stand pipe and the casing string (25) is in its final position and the casing string (25) in this layer is cemented in the borehole by means of cement pumped down through the tubing string (24) or the casing string ( 25), the drilling mud in the borehole through the annulus between the casing string (25) and the standpipe (30) and through a sludge return line (53) connected to this annulus to the working platform (11).

4. The method according to claim 3, characterized in that after cementing the casing string (25) the Mud return line (53) from the annulus between casing string (25) and standpipe (30) is released and the connection (54) of the Sclllammrückleitung (53) on this annulus is closed.

5. The method according to claim 3 or 4, characterized in that an underwater standpipe (75) leading to the surface of the water is attached to the wellhead (65 to 68) lowered to the standpipe (30).

6. The method according to claims 4 and 5, characterized in that the borehole with the drill string (24) continues to be drilled, the drilling mud from the borehole between the drill string (24) and the underwater standpipe (75) is guided upwards.

7. The method according to claim 5 or 6, characterized in that after completion of the drilling work, the underwater standpipe (75) and the upper part (67, 68) of the wellhead (65) from the casing string (25) carrying the lower part of the wellhead (65 ) are pulled up and a production head (122 ) is lowered by means of a tubing string (131) on the lower part of the wellhead (65). B.

Casing for use in the method according to one of Claims 1 to 7, characterized in that a detachable connection (46, 52) is provided between the borehole standpipe (30) and the casing string (25) arranged concentrically in this standpipe (30), Standpipe (30) is supported during its lowering into the first part of the borehole on the lowermost section of the casing string, and that a seal (50) is provided between the lowermost end of the standpipe (30) and the casing string (25).

9. Piping according to claim 8, characterized in that in the upper end of the standpipe (30) with the outer surface of the casing string (25) cooperating and axial relative movement between the two parts (25, 30) permitting seal (43) is arranged.

10. Piping according to claim 8 or 9, characterized in that the releasable connection of a with the standpipe (30) in fixed and with the casing string (25) in releasable connection (thread 52) standing body (46) is formed from drillable material .

11. Piping according to one of claims 8 to 10, characterized in that the lower seal (50) and the releasable connection (46) 52) between the lower end of the standpipe (30) and casing string (25) provided pipe shoes (34 or 47) are arranged.

12. Piping according to one of claims 1 to 11, characterized in that the upper portion (31) of the standpipe (30) has a detachable connection (54) for a drilling mud return line (53) is provided which forms the annular space between casing string (25) and Standpipe (30 ) connects to a working platform (11) located above the water.

13. Pipework according to one of claims 8 to 12, characterized in that the upper section (31) of the standpipe (30) is adapted to a receptacle (73) provided at the lowest part of a probe head (65) deflectable to the water bottom and at the end of a funnel-shaped widened receptacle (73) .

14. Working platform for carrying out work above a body of water on an underwater probe, in particular for carrying out the method according to one of claims 1 to 7, with a main working deck in which a turntable is set up, characterized in that an auxiliary working deck is below the main working deck (21) (23) is arranged, which is provided with a suspension device (22) for a pipe string (25) lying vertically below the turntable (20) of the main work deck.

15. Working platform according to claim 14, characterized in that the suspension device is formed by a wedge head (22) with interceptor wedges.