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Steuersystem zur Fernbedienung eines Unterwasser-Bohrlochkopfes Die
Erfindung betrifft ein Steuersystem zur Fernbetätigung verschiedener Ausrüstungsteile
eines Unterwasser-Bohrlochkopfes, wie z. B. Anschlußstücke, Preventer, Schieberventile
usw.
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Es ist bereits bekannt, einen am Meeresboden angeordneten Bohrlochkopf
von einem entfernten Punkt oberhalb der Wasseroberfläche aus zu bedienen. Dabei
sind die entsprechenden Ausrüstungsteile entweder für eine hydraulische, pneumatische
oder elektrische Betätigung eingerichtet, und es sind zugehörige hydraulische, pneumatische
oder elektrische Verbindungsleitungen vorgesehen, die sich von den Ausrüstungsteilen
bzw. vom Bohrlochkopf aus einzeln oder zusammengefaßt zur Bedienungsstation erstrecken,
die beispielsweise auf einer schwimmenden Plattform oder an der Meeresküste eingerichtet
ist. Bei dieser Fernbedienungsanordnung erstrecken sich also ständig Bedienungsleitungen
vom Bohrlochkopf zur Meeresoberfläche. Darin ist jedoch ein Nachteil der bekannten
Fernsteuerung zu sehen, denn es besteht die Gefahr, daß die Verbindungs-bzw. Bedienungsleitungen
zerrissen werden, wonach der Bohrlochkopf unzugänglich ist und aufgegeben werden
muß, sofern nicht mit Hilfe von Tauchern die Verbindungen wieder hergestellt werden,
was jedoch insbesondere bei größeren Wassertiefen auf erhebliche Schwierigkeiten
stößt. Zu einem Abreißen der Verbindungsleitungen kann es kommen, wenn beispielsweise
die Verankerung einer Plattform, zu der die Verbindungsleitungen geführt sind, nachgibt
und die Plattform durch Wind und Wellenkräfte abgetrieben wird, oder, insbesondere
in Küstennähe, infolge Beschädigungen durch Wasserfahrzeuge od. dgl.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesem Nachteil abzuhelfen
und die Gefahr auszuschließen, daß es zu einer endgültigen Unterbrechung der zum
Bohrlochkopf führenden Bedienungsleitungen kommt und die Tiefbohrung infolgedessen
aufgegeben werden muß. Dazu ist gemäß der Erfindung ein Steuersystem vorgesehen,
das entweder das bekannte Fernbedienungssystem mit durchgehenden Verbindungsleitungen
ersetzt oder zusätzlich neben die bekannte Fernbedienung tritt, um im Notfall die
Steuerung oder Schaltung der Ausrüstungsteile des Unterwasserbohrlochkopfes zu übernehmen.
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Dieses Steuersystem zur Fernbedienung eines Unterwasserbohrlochkopfes
oder einer sonstigen Unterwasseranlage mit einem Leitungssystem zum übertragen von
Signalen zu dem Bohrlochkopf von einem entfernten Punkt aus zur direkten oder indirekten
Bedienung des Bohrlochkopfes ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß
das Leitungssystem Kupplungsorgane umfaßt, die mit zusammenarbeitenden Dichtungsflächen
versehen sind, wobei an jeder dieser Dichtungsflächen mehrere Leitungen des Leitungssystems
enden, derart, daß bei gekuppelten Kupplungsorganen die Leitungen, welche an der
einen Dichtungsfläche enden, mit den Leitungen in Verbindung stehen, welche an der
mit dieser Dichtungsfläche zusammenarbeitenden Dichtungsfläche enden.
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Bei dieser Ausbildung ist es nicht notwendig, daß sich die einzelnen
Bedienungsleitungen ständig vom Bohrlochkopf aus zur Bedienungsstation erstrecken.
Vielmehr können die zweckmäßigerweise zu einer Sammelleitung zusammengefaßten Bedienungsleitungen
an der Kupplungsstelle unterbrochen und das von der Kupplungsstelle zur Bedienungsstation
führende Leitungsteil eingeholt und damit der Gefahr von Beschädigungen entzogen
sein. Im Bedarfsfall wird dieses Leitungsteil herabgelassen und sein Kupplungsteil
auf das zugehörige, im Meer verbliebene Kupplungsteil ausgerichtet und mit diesem
fest verbunden, so daß jetzt die Bedienung des Bohrlochkopfes von der oberhalb des
Wasserspiegels gelegenen
Bedienungsstation aus vorgenommen werden
kann.
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Zweckmäßigerweise ist die Kupplungsstelle nahe dem Bohrlochkopf angeordnet,
so daß sich der ständig unter Wasser verbleibende Leitungs- und Kupplungsteil im
geschützten Bereich nahe dem Meeresboden befindet. Dieser Kupplungsteil ist zweckmäßigerweise
mit dem Bohrlochkopf fest verbunden, damit der herabgelassene Kupplungsteil besser
auf ihn ausgerichtet werden kann.
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Insbesondere bei der Anordnung der Kupplungsstelle nahe dem Meeresboden
und in größerer Wassertiefe ist es von Vorteil, wenn der Kupplungsvorgang selbst
gleichfalls fernsteuerbar ist, so daß alle durchzuführenden Arbeiten von der Wasseroberfläche
aus vorgenommen bzw. gesteuert werden können.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen
an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
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F i g.1 zeigt schematisch in einer Seitenansicht einen auf der Meeresoberfläche
schwimmenden Bohrkahn, der sich oberhalb einer am Meeresboden angeordneten Bohrlochkopfausrüstung
befindet, die in vergrößertem Maßstab dargestellt ist; F i g. 2 ist ein Längsschnitt
durch eine Form eines einsteckbaren Bauteils eines sekundären Steuersystems, das
fest mit der Ausrüstung einer Unterwasser-Tiefbohrung verbunden werden kann; F i
g. 3 zeigt im Längsschnitt und teilweise in einer Seitenansicht eine Ausbildungsform
eines hydraulisch zu betätigenden selbständigen Aufnahmeteils des sekundären Steuersystems
nach der Erfindung; F i g. 4 zeigt in einem teilweise als Seitenansicht gezeichneten
Längsschnitt das einschiebbare Organ und das Aufnahmeorgan nach F i g. 2 bzw. 3
im ineinandergeschobenen Zustand; F i g. 5 ist ein in größerem Maßstab gezeichneter
Querschnitt längs der Linie 5-5 in F i g. 4; F i g. 6 ist eine teilweise als Längsschnitt
gezeichnete Seitenansicht einer weiteren Ausbildungsform eines Teils des sekundären
Steuersystems nach der Erfindung; F i g. 7 zeigt die Anordnung nach F i g. 6 im
Grundriß; F i g. 8 zeigt im Längsschnitt eine weitere Ausbildungsform eines Aufnahmeorgans,
das einen Teil des sekundären Steuersystems bildet, welcher das Aggregat nach F
i g. 6 aufnehmen kann; F i g. 9 ist eine teilweise als Längsschnitt gezeichnete
Seitenansicht einer Ausbildungsform eines elektrisch zu betätigenden sekundären
Steuersystems nach der Erfindung; ' F i g. 10 ist ein Querschnitt längs der Linie
10-10 in F i g. 9; F i g.11 zeigt in größerem Maßstab im Längsschnitt einen Teil
einer Verschlußvorrichtung zum Fernhalten von Seewasser aus der Aufnahmebohrung
der erfindungsgemäßen sekundären Steuereinrichtung; F i g.12 ist eine Seitenansicht
eines auf dem Meeresboden angeordneten Produktionskopfes einer Tiefbohrung.
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In F i g.1 erkennt man eine Bohrplattform oder einen Kahn 11, der
auf der Wasseroberfläche 12 schwimmt und oberhalb der gewählten Bohrstelle am Meeresboden
13 mittels hier nicht gezeigter Anker und der Ankerseile 14,15 verankert ist. Eine
derartige Ausrüstung kann bei Bohrarbeiten in Wassertiefen zwischen etwa 30 und
450 m benutzt werden. Der Bohrkahn ist mit einem geeigneten Bohrgerüst 16 und anderen
während der Bohrarbeiten benötigten Hilfseinrichtungen versehen. Das Bohrgerüst
befindet sich oberhalb einer Öffnung 18, die sich in der üblichen Weise senkrecht
durch den Kahn erstreckt. Beim Gebrauch der erfindungsgemäßen Einrichtung kann die
Öffnung 18 entweder in der Mitte des Kahnes oder seitlich versetzt angeordnet sein.
Jedoch kann man Bohrarbeiten auch ohne Benutzung einer Öffnung an einer Seitenwand
des Kahns vorbei durchführen. Ferner kann man die erfindungsgemäße Einrichtung beim
Niederbringen einer Tiefbohrung von jeder anderen geeigneten Basis aus benutzen,
z. B. bei einer Bohrinsel mit sich bis zum Meeresboden erstreckenden einziehbaren
Füßen oder bei einer auf dem Meeresboden fest verankerten Plattform.
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Gemäß F i g.1 umfaßt ein typischer Bohrlochkopf eine Grundplatte 21,
die auf dem Meeresboden 13 angeordnet ist und fest mit einem Standrohr oder einer
Bohrlochverrohrung 22 von großem Durchmesser verbunden ist, die sich nach unten
in das Bohrloch erstreckt, das vorher angelegt und mit der vorzugsweise einzementierten
Verrohrung ausgerüstet wurde. Somit ist die Grundplatte 21 am Meeresboden fest verankert,
so daß sie zwei oder mehr aufrecht stehende Führungssäulen 23 und 24 tragen kann,
die zum Aufnehmen und Führen von Führungsarmen 25, 26 und 25 a, 26 a dienen,
welche auf senkrecht verlaufenden Führungsseilen 27 und 28 verschiebbar sind. Die
unteren Enden der Führungsseile sind an der-Basiskonstruktion 21 innerhalb der Führungssäulen
23 und 24 verankert und erstrecken sich nach oben durch das Wasser zum Bohrkahn
11, wo sie vorzugsweise mit Halteeinrichtungen 31 und 32 zum Aufbringen einer konstanten
Spannung verbunden sind.
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In der Mitte der Grundplatte 21 ist an deren Oberseite ein Bohrlochkopf
33 angeordnet und an der Grundplatte oder an dem Standrohr 22 befestigt. Ferner
ist der Bohrlochkopf mit einer Zementier-oder Rückleitung 36 versehen, die mit einer
schnell lösbaren Kupplung 37 und einem Regelventil 38 ausgerüstet ist.
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Gemäß F i g.1 sind die Führungsarme 25 und 26 mit einem Anschlußstück
40 verbunden, das hydraulisch oder elektrisch betätigt werden kann, um es mit dem
oberen Ende des Verrohrungskopfes 33 zu verbinden. Während der Tiefbohrarbeiten
kann man einen oder mehrere Preventer gleichachsig mit dem Anschlußstück
40 oberhalb desselben anordnen. Gemäß F i g.1 sind fünf Preventer
41, 42, 43, 44 und 45 fest miteinander verbunden und bilden zusammen mit
dem Anschlußstück 40 ein Aggregat, das auf geeignete Weise auf den Verrohrungskopf
33 herabgelassen werden kann. Vorzugsweise bringt man die Preventer 41 bis 45 zusammen
mit dem Anschlußstück 40 dadurch zum oberen Ende des Bohrlochs,. daß man diese Teile
-vom Kahn 11 aus längs eines Führungsrohrstrangs 46 herabgleiten läßt; hierbei
wird der Preventer 45 mit dem unteren Ende des Führungsrohrstrangs 46 durch eine
geeignete Kupplung 47 verbunden, die dem Anschlußstück 40 ähneln kann.
Während der Bohrarbeiten wird der Führungsrohrstrang 46 gewöhnlich durch einen Rohrstrang
von großem Durchmesser ersetzt.
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Die verschiedenen Teile des Bohrlochkopfes, z. B. das Anschlußstück
40 und die Preventer 41 bis 45,
können hydraulisch,
pneumatisch oder elektrisch zu betätigen sein, doch werden sie vorzugsweise hydraulisch
betätigt. Bei der Verwendung hydraulisch betätigter Teile 40 bis 45 müssen sich
mindestens eine und vorzugsweise zwei hydraulische Schlauchleitungen vom Bohrlochkopf
zum Bohrkahn 11 an der Wasseroberfläche erstrecken. Gewöhnlich verwendet map_ bei
jedem Aggregat zwei hydraulische Schläuche, um ein Druckmittel zuzuführen und so
das betreffende Aggregat zu befestigen bzw. zu lösen, d. h. um es in beiden Richtungen
zu betätigen. Für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung sei angenommen, daß die
hydraulischen Schläuche zwischen den Teilen des Bohrlochkopfes und dem Kahn 11 abgerissen
worden sind, da der Kahn durch Wind und Wellen von seiner Verankerung losgerissen
wurde. Diese die Teile des Bohrlochkopfes mit dem Kahn verbindenden Schläuche bilden
das primäre Steuersystem der Bohrlochausrüstung.
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Zusätzlich zu dem primären Steuersystem für die Aggregate 38 und 40
bis 45 ist der Bohrlochkopf gemäß F i g. 1. mit einem Teil eines sekundären Steuersystems
ausgerüstet, das bei der gezeigten Ausbildungsform ein aufrecht stehendes zylindrisches
Organ 49 umfaßt, welches mit den Teilen 40, 41, 42,
43, 44 und 45 des
Bohrlochkopfes durch geeignete Leitungen, und zwar im vorliegenden Fall durch hydraulische
Druckschläuche 50 bis 55, verbunden ist. Zwar sind die Schläuche 50 bis
55 als einfache Schläuche dargestellt, doch handelt es sich vorzugsweise
um Schlauchpaare, so daß jedes Aggregat in beiden Richtungen betätigt werden kann.
Das zylindrische Organ kann mit dem durch die Preventer gebildeten Aggregat an einem
beliebigen Punkt durch einen Tragarm 56 verbunden sein. Vorzugsweise ordnet man
das Organ 49 zwischen den Führungssäulen 23 und 24 an, doch ist dies nicht unbedingt
erforderlich.
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Gemäß F i g. 2 umfaßt das zylindrische Organ 49 einen zentralen Dornkörper
58, auf dem eine Hülse 59 axial verschiebbar ist. Die Hülse 59 wird gemäß F i g.
2 durch eine Druckfeder 60 normalerweise in ihrer oberen Stellung gehalten. Die
Feder 60 stützt sich an einem Flansch 61 auf der Außenseite der Hülse ab, während
das andere Ende der Feder an einem Flansch 62 anliegt, der an der Innenwand eines
zylindrischen Federgehäuses 63 befestigt ist.
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Der zentrale Dornkörper 58 ist mit mehreren Strömungskanälen 65 und
66 versehen, von denen in F i g. 2 nur zwei vollständig dargestellt sind, während
zwei weitere Strömungskanäle 67 und 68 nur teilweise angedeutet sind. Gemäß F i
g. 5 ist der zentrale Dornkörper im vorliegenden Fall mit 14 getrennten Längskanälen
versehen. Gemäß F i g. 2 bildet der obere Teil der Außenwand 70 eine Dichtungsfläche,
die mit geeigneten Dichtungen versehen ist, z. B. mit Dichtungsringen 71, die teilweise
in Ringnuten 72 an der Außenseite des Dorns 58 liegen. Das eine Ende jedes der Strömungskanäle
65, 66 endet im unteren Teil des Dorns 58, während die oberen Enden der Kanäle so
an der Dichtungsfläche 70 münden, daß jede Mündung zwischen zwei Dichtungsringen
71 liegt. Somit kann keine Verbindung zwischen zwei benachbarten Kanälen entstehen,
wenn über die Dichtungsfläche 70 ein rohrförmiges Organ geschoben wird, das mit
der Innenseite an den Dichtungen 71 anliegt. Gegebenenfalls kann die verschiebbare
Hülse 59 mit einem Keil 73 versehen sein, der sich in einer Keilnut 74 senkrecht
bewegen kann, um jede Drehung der Hülse 59 auf dem Dorn 58 zu verhindern.
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Das zylindrische Organ 49 nach F i g. 2 bildet den einschiebbaren
Teil des sekundären Steuersystems nach der Erfindung und kann in ein Aufnahmeteil
eingeführt werden, das gemäß F i g. 3 ein zylindrisches Gehäuse 76 umfaßt, bei dem
sich eine zentrale Bohrung 77 vom unteren Ende aus nach oben erstreckt. Das Gehäuse
76 besitzt eine innere Wand 78 und eine äußere Wand 79; eine Leitung 80 erstreckt
sich nahe dem oberen Ende der Bohrung 77 durch beide Wände, so daß jedes in der
Bohrung 77 enthaltene Strömungsmittel aus dem Gehäuse 76 verdrängt werden kann,
wenn das Gehäuse von oben auf das zylindrische Organ 49 am Bohrlochkopf aufaeschoben
wird.
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Das untere Ende des Gehäuses 76 trägt ein Anschlußaggregat 82 zum
Befestigen des Gehäuses 76 am zentralen Dorn 58 des zylindrischen Organs 49. Das
gezeigte Anschlußaggregat ist mit nach innen ausfahrbaren Verriegelungsklauen od.
dgl. versehen, die in F i g. 3 bei 83 angedeutet sind und in die Bohrung 77 des
Gehäuses 76 gedrückt werden können, wenn ein Druckmittel über eine Leitung 84 zur
Oberseite eines Kolbens 85 geleitet wird, um den Kolben nach unten zu treiben, so
daß seine Nockenfläche 86 die Klauen oder Backen nach innen drückt. Die Backen 83
sitzen dann gemäß F i g. 2 in ringförmigen Verriegelungsnuten 87 an der Dichtungsfläche
70 des zentralen Dorns 58 unterhalb sämtlicher radial verlaufender Strömungskanäle
65 und 66. Wenn das Anschlußaggregat gemäß F i g. 3 entriegelt ist, kann es verriegelt
werden, indem man ein Druckmittel über die Leitung 84 zuführt, um den Kolben 85
nach unten zu treiben, damit die Verriegelungsbacken 83 aus dem Gehäuse 76 ausgeschoben
werden können, wenn das Gehäuse auf das Organ 49 aufgesetzt worden ist. Das Anschlußaggregat
82 ist vorzugsweise selbstsichernd ausgebildet, d. h., beim Versagen der
Druckmittelzufuhr drückt eine sich an der Unterseite des Kolbens 85 abstützende
Feder 89 den Kolben nach oben in seine Entriegelungsstellung.
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Zwischen den Wänden 78 und 79 des Gehäuses 76 sind mehrere Leitungspaare,
z. B. gemäß F i g. 3 die Leitungen 91 und 92, angeordnet, von denen jede entweder
mit geeigneten Ventilen versehen oder an ein Vierwegeventi193 angeschlossen ist,
dem ein Druckmittel über die Leitung 94 zugeführt werden kann, die an den Auslaß
95 einer Pumpe 96 angeschlossen ist. Gemäß F i g. 5 steht die andere Öffnung 97
des Ventils 93 in Verbindung mit dem Raum 98 zwischen der inneren Wand 78 und der
äußeren Wand 79 des Gehäuses 76; dieser Raum dient als Druckmittelvorratsbehälter.
An Stelle eines Vierwegeventils könnte man jeweils zwei Dreiwegeventile oder vier
einfache Ventile verwenden.
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Es sei bemerkt, daß es sich bei den Elementen 100 bis 104 in F i g.
5 und bei den Elementen 105 und 106 in F i g. 3 um gleichartige elektrisch zu betätigende
Vierwegeventile handelt, wie sie von der Firma Republic Manufacturing Co., Cleveland,
Ohio, USA., unter der Bezeichnung »Lo-Torq<c hergestellt werden, und daß diese
Ventile in hydraulische Leitungen eingeschaltet sind, von denen jede eine Verbindung
zwischen einer Öffnung eines Ventils und dem Auslaß 95 der Pumpe 96 herstellt, während
eine andere Öffnung jedes Ventils mit dem Vorratsbehälter
in Verbindung
steht; die beiden übrigen öffnungen jedes Ventils können wahlweise mit den Kanälen
oder Leitungen verbunden werden, die sich durch die innere Wand 78 des Gehäuses
76 erstrecken, damit das Druckmittel in einer Richtung strömen kann. Wenn ein Ventil
in eine zweite Stellung gebracht wird, werden die beiden letzteren öffnungen mit
Leitungen im Gehäuse 76 verbunden, um die Strömungsrichtung in den Leitungen umzukehren.
Die Pumpe 96 wird durch einen Elektromotor 108 im Gehäuse 76 angetrieben, der mit
der Pumpe durch eine Welle 109 verbunden ist. Die Stromzufuhr zu dem Motor 108 erfolgt
über ein elektrisches Kabel 110, das mehrere Adern enthält und jedes der elektrisch
zu betätigenden Vierwegeventile 93 usw. mit geeigneten Steuerschaltungen auf dem
Kahn 11 an der Wasseroberfläche verbindet. Das Kabel kann auch zum Aufnehmen einer
Last geeignet sein und auf der Außenseite eine Panzerung tragen oder einen zentralen
Kern zum Aufnehmen der Last aufweisen. Der Auslaß 95 der Pumpe 96 kann mit einem
Druckmeßgerät und einer Schalteinrichtung versehen sein, mittels deren die Pumpe
eingeschaltet wird, wenn der Druck unter einen bestimmten Wert absinkt.
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F i g. 4 zeigt das Gehäuse 76 in seiner Betriebsstellung auf dem Dorn
58 des zylindrischen Organs 49. Beim Aufschieben des Gehäuses auf das zylindrische
Organ berührte die Unterkante des Anschlußaggregats 82 am Gehäuse 76 die Oberseite
des Flansches 61 am oberen Ende der verschiebbaren Hülse 59, wobei die Hülse nach
unten geschoben und die Feder 60 zusammengedrückt wurde, während sich der Dorn 58
in der Bohrung 77 des Gehäuses 76 nach oben bewegte; hierbei wurde das in der Bohrung
enthaltene Strömungsmittel über die Leitung 80 verdrängt. Bei der Betriebsstellung
des Gehäuses 76 nach F i g. 4 steht jeder der Kanäle in dem Dorn 58, z. B. die Kanäle
65 und 66, in Verbindung mit zugehörigen Kanälen 91 und 92 im Gehäuse 76. Wenn die
unteren Enden der Kanäle 65 und 66 mit zwei flexiblen Leitungen 111 und 112 verbunden
sind, die gemäß F i g. 2 zu einem hydraulischen Druckschlauch 50 vereinigt sind,
kann man das Anschlußstück 40 nach F i g.1 mit dem Bohrlochkopf verriegeln bzw.
es vom Bohrlochkopf lösen, indem man ein Druckmittel über den einen oder anderen
Schlauch zuführt. Zu diesem Zweck werden auf dem Kahn 11
geeignete Schalter
betätigt, um das elektrisch arbeitende Ventil 93 so zu verstellen, daß die hydraulische
Pumpe 96 das Druckmittel zu dem Anschlußstück 40 fördert, um es zu betätigen. Wenn
die beiden Teile des erfindungsgemäßen sekundären Steuersystems gemäß F i g. 4 miteinander
verbunden sind, werden die Verriegelungsbacken 83 in die Verriegelungsnuten auf
der Außenseite des zentralen Dorns 58 gedrückt, wenn der Kolben 85 seine tiefste
Stellung einnimmt. Aus Gründen der Deutlichkeit sind die Leitungen 84 und 88 (F
i g. 3) zum Betätigen des Kolbens 85 des Anschlußstücks 82 in F i g. 4 nicht dargestellt.
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Eine weitere Ausbildungsform eines Gehäuses 116 ist in F i g. 6 gezeigt;
das Gehäuse 116 entspricht im Inneren dem Gehäuse 76 nach F i g. 3 und 4, abgesehen
davon, daß es nicht mit der zentralen Bohrung 77 nach F i g. 3 versehen ist, die
sich vom unteren Ende des Gehäuses nach oben erstreckt, sondern mit einem nach unten
ragenden Dorn 118 von gleicher Konstruktion wie der zentrale Dorn 58 nach F i g.
2; der Dorn 118 ist mit mehreren Strömungskanälen 119 und 120 versehen, die sich
in der Längsrichtung durch den Dorn erstrecken und dann unter 90° abgewinkelt sind,
so daß sie an der Außenfläche 121 des Dorns jeweils zwischen zwei Dichtungsringen
122 münden. Weitere Auslaßöffnungen sind in F i g. 6 bei 123 und 124 angedeutet.
Bei dem Gehäuse 116 nach F i g. 6 kann das Anschlußaggregat 125 am unteren Ende
des Gehäuses von ähnlicher Konstruktion sein wie das Anschlußaggregat 82 nach F
i g. 3, und es kann ebenfalls durch einen Kolben betätigt werden, abgesehen davon,
daß sich die Verriegelungsbacken 126 nach außen bewegen müssen, um gemäß F i g.
8 in Verriegelungsnuten 127 auf der Innenfläche 128 eines rohrförmigen Organs 129
einzugreifen, das an Stelle des zylindrischen Organs 49 auf dem Tragstück 56 nach
F i g.1 angeordnet ist und dem gleichen Zweck dient. Mit anderen Worten, das rohrförmige
Organ 129 wird mit mehreren Strömungskanälen 130 und 131 versehen, die sich durch
seine Wand erstrecken und an Druckschläuche 132 und 133 angeschlossen sind; diese
können zu Schlauchpaaren vereinigt sein und jeweils zu einem der Aggregate des Bohrlochkopfes
führen, die durch das Zuführen des Druckmittels verstellt werden sollen. Bei der
Anordnung nach F i g. 8 ist die Innenwand oder Dichtungsfläche 128 des rohrförmigen
Organs 129 normalerweise durch eine verschiebbare Hülse 134 geschützt, die einen
Flansch 135 trägt, an dem eine Druckfeder 136 angreift, während sich das untere
Ende der Feder an einem Flansch 137 am unteren Ende des rohrförmigen Organs 129
abstützt.
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Wenn der Dorn 118 des Gehäuses 116 in das rohrförmige Organ 129 eingeführt
wird, schiebt das untere Ende des Dorns 118 die Hülse 134 nach unten, so daß das
untere Ende der Hülse aus dem rohrförmigen Organ herausragt, während die Austrittsöffnungen
123,124,119 und 120 des Dorns 118 mit den zugehörigen Öffnungen 130,131 usw. des
rohrförmigen Organs 129 verbunden werden.
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Um das Gehäuse 76 oder 116 auf das zugehörige Organ 49 bzw. 129 aufzuschieben,
ist das Gehäuse 116 gemäß F i g. 6 mit zwei oder mehr Führungsarmen 140 und 141
versehen, die an ihren Enden Führungskegel 142 und 143 tragen, welche gemäß F i
g. 1 längs der Führungsseile 27 und 28 nach unten gleiten und in die Führungsrohre
23 und 24 eintreten können, um das Gehäuse oberhalb des Organs 49 am Bohrlochkopf
genau auf dieses Organ auszurichten. Es sei bemerkt, daß die Führungsarme 140 und
141 bei der gezeigten Anordnung verschieden lang sein müssen, da das zylindrische
Organ 49 der Führungssäule 24 näher benachbart ist als der Führungssäule 23. Man
kann jede andere geeignete Führungsvorrichtung oder Rahmenkonstruktion benutzen,
um das Gehäuse abzusenken, es in Fluchtung mit dem Organ 49 zu bringen und es auf
dieses aufzuschieben. Alternativ könnte man das Gehäuse 76 oder 116 mit Hilfe einer
beliebigen geeigneten Unterwasser-Handhabungsvorrichtung absenken. Während des Absenkens
des Gehäuses 76 zum Bohrlochkopf auf dem Meeresboden kann die Bohrung 77 gegebenenfalls
mit Fett gefüllt sein, um das Seewasser fernzuhalten. Beim Aufschieben des Gehäuses
76 auf den zentralen Dorn 58 wird dieses Fett über das obere Ende der Bohrung 77
und die Leitung 80 abgeführt. Alternativ kann das untere Ende der Bohrung 77 gemäß
F i g. 11 mit einem Stopfen 145 versehen sein, der Dichtungsringe 146 und 147 trägt;
um
das dl oder Fett in der Bohrung 77 zurückzuhalten. Der Stopfen 145 kann durch geeignete
Fallen oder Riegel 148 und 149 in seiner Lage gehalten werden, an denen Druckfedern
150 und 151 angrc_:::i, damit die Riegel zurückgeschoben werden k:;i=r=r@:, v7--ri
die Spitze des zentralen Dorns 58 an ihnen angreift.
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Das sekundäre Steuersystem nach der Erfindung ermöglicht es, erneut
eine Verbindung mit den Aggregaten eines Bohrlochkopfes am Meeresboden herzustellen,
nachdem die Verbindung über das primäre Steuersystem aus irgendeinem Grund verlorengegangen
ist. Nach dem Verlust der Kontrolle über den Bohrlochkopf wird das erfindungsgemäße
Geh;use auf sein Gestell aufgesetzt und von dem Kahn 11 aus gemäß F i g. 1 in Fluchtung
mit dem Organ 49 auf dem Bohrlochkopf gebracht. Da das Gehäuse 76 ein selbständiges
Aggregat mit einer eigenen Pumpe, Ventilen, einem Motor und Rohrleitungen ist, kann
man die Kontrolle über die Teile des Bohrlochkopfes wieder herstellen, indem man
das erfindungsgemäße sekundäre Steuersystem von der Wasseroberfläche aus so betätigt,
daß die erforderlichen Signale über das Kabel 110 übertragen werden, damit die gev.@änschten
Ventile in dem Gehäuse betätigt werden, so daß das Druckmittel zu den betreffenden
Aggregaten gepumpt werden kann, um sie in der gewünschten Richtung zu betätigen.
Es sei bemerkt, daß man das erfindungsgemäße Steuersystem auch als primäres Steuersystem
für die Teile eines Bohrlochkopfes benutzen kann; hierbei erübrigt sich die Verwendung
von vielen hundert Metern an Hochdruckschläuchen, die leicht beschädigt werden und
mit denen insbesondere bei schwerer See nur unter großen Schwierigkeiten umzugehen
ist. Bei der Verwendung als primäres Steuersystem kann man das System nach der Erfindung
zusammen mit dem Bohrlochkopf auf dem Kahn montieren, wobei das Gehäuse 76 schon
beim Absenken der Teile zum Meeresboden auf den Dorn 58 aufgesetzt ist. Alternativ
könnte man das Gehäuse 76 in einem späteren Zeitpunkt aufsetzen. Zwar zeigt F i
g. 1 flexible Leitungen 50 bis 55, die bei ihrer frei zugänglichen Anordnung leicht
beschädigt werden können, doch sei bemerkt, daß es sich normalerweise um starre
Rohrleitungen aus Metall handelt, die in geringem Abstand von den Aggregaten angeordnet
sind. Zwar wurde das erfindungsgemäße sekundäre Steuersystem bezüglich seiner Verwendung
bei einer Unterwasser-Tiefbohrung beschrieben, doch könnte man es auch bei anderen
Unterwasseranlagen benutzen, z. B. bei Anlagen zum Umschlagen oder Lagern von Öl
bei Behältern, die sich auf dem Meeresboden oder mindestens in einer gewissen Tiefe
unter der Wasseroberfläche befinden.
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Zwar wurde das sekundäre Steuersystem nach der Erfindung in seiner
bevorzugten Ausbildungsform beschrieben, d. h. als hydraulisch betätigte Vorrichtung
zum Steuern hydraulisch arbeitender Teile eines Bohrlochkopfes, doch könnte man
die Vorrichtung leicht auch so ausbilden, daß sie mit elektrisch zu betätigenden
Aggregaten zusammenarbeiten kann. Gemäß F i g. 9 und 10 verwendet man in diesem
Fall ein Gehäuse 152 mit einem nach unten ragenden Dorn 1.53, der mit hier
nicht gezeigten Anschlußmitteln ähnlich dem Anschlußaggregat 125 auf dem Dorn
118 des Gehäuses 116 nach F i g. 6 versehen sein kann. Statt mit hydraulischen
L7bertragungsmitteln in Form von Druckleitungen versehen zu sein, ist der Dorn 153
nach F i g. 9 mit elektrischen Leitungen ausgerüstet, in die an Stelle der Ventile
elektrische Relais eingeschaltet sind, ferner sind elektrische Kontakte 154, 155
und 156 vorgesehen. Jeder Kontakt, z. B. der Kontakt 154, ist so angeordnet, daß
er an einem leitenden Ring 157 auf der Innenfälche eines isolierenden Teils 158
eines rohrförmigen Organs 159 angreifen kann, welch letzteres dem rohrförmigen Organ
129 nach F i g. 8 ähnelt. Von jedem der leitfähigen Ringe 157 geht eine elektrische
Zuleitung aus, die sich durch die Wand des rohrförmigen Organs 159 erstreckt und
z. B. zu einem hier nicht bezeigten Elektromotor eines elektrisch zu betätigenden
Aggregats führt. In der Praxis würde es sich um die gleichen Aggregate handeln wie
in F i g. 1. Wenn zur Betätigung des Preventers 41 (F i g. 1) ein Dreiphasenmotor
dient, benutzt man drei Sätze von Leitungen 161, 160 und 162, die von den leitenden
Ringen 157, 163 und 164 ausgehen, zum Steuern des Motors. Weitere Paare oder Sätze
von Kontakten und Kontaktringen an dem Dorn 153 bzw. dem rohrförrai:gen Organ 159
dienen zum Steuern weiterer Aggregate des Bohrlochkopfes.
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Wenn der Druck an verschiedenen Punkten in dem Bohrlochkopf gemessen
werden soll, kann man den Dorn 58 und das Gehäuse 76 mit einem oder mehreren sich
deckenden Kanälen ähnlich den Kanälen 65 und 91 versehen, die eine Verbindung zwischen
de: Zone im Bohrlochkopf, in welcher der Druck gemessen werden soll, und einem in
dem Gehäuse 76 angeordnetei Druckübertrager Tierstellen, mittels dessen ein Drucksignal
über das Kabel 110 zur Wasseroberfläche übermittelt werden kann.
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Eine Anwendbarkeit des erfindungsgemäßen Steuersystems als primäres
oder sekundäres Steuersystem ist ferner bei einem Unterwasser-Produktions-1=opf
gegeben, der normalerweise z. B. ein kraftbetätigtes Hauptsteuerventil, Swabventile,
Bohrlochkopfverschlüsse, Produktionsleitungsanschlüsse usw. umfaßt. F i g. 12 zeigt
schematisch einen Unterwasser-Produktionskopf mit einem Futterrohrstrang 170, einem
Steigrohrstrang 171, einem kraftbetätigten Bohrlochverschluß 172 einem kraftbetätigten
Hauptventil 173, einem kraftbetätigten Swabventil 174, einem kraftbetätigten Leitungsanschlußstück
175 in einer Leitung 176, einem kraftbetätigten Regelventil 177, einem Bohrlochverschlußstopfen
179 sowie einem zentralen Dorn 180 und einem Gehäuse 181 ähnlich dem beschriebenen
Dorn 58 bzw. dem Gehäuse 76. Die kraftbetätigten Aggregate 172, 173,174,175 und
177 des Produktionskopfes sind durch Steuerleitungen in der bezüglich des Dorns
58 beschriebenen Weise mit der Basis des zentralen Dorns 180 verbunden. Das aus
dem Gehäuse 181 austretende Steuerkabel 182 liegt auf dem Meeresboden und
erstreckt sich zur Küste oder zu einer Steuerstation, und zwar zusammen mit der
Förderleitung 176. Das Gehäuse 181 kann zusammen mit dem Bohrlochkopf abgesenkt
oder nachträglich auf den Dorn 180 aufgesetzt werden, nachdem der Bohrlochkopf auf
dem Meeresboden angeordnet worden ist. Ein neues Gehäuse 181 kann jederzeit eingebaut
werden.