DE1212017B - Steuersystem zur Fernbedienung eines Unterwasser-Bohrlochkopfes - Google Patents

Steuersystem zur Fernbedienung eines Unterwasser-Bohrlochkopfes

Info

Publication number
DE1212017B
DE1212017B DES83080A DES0083080A DE1212017B DE 1212017 B DE1212017 B DE 1212017B DE S83080 A DES83080 A DE S83080A DE S0083080 A DES0083080 A DE S0083080A DE 1212017 B DE1212017 B DE 1212017B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
control system
lines
wellhead
housing
coupling members
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DES83080A
Other languages
English (en)
Inventor
Carl Wayne Lafitte
John Albert Haeber
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shell Internationale Research Maatschappij BV
Original Assignee
Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shell Internationale Research Maatschappij BV filed Critical Shell Internationale Research Maatschappij BV
Publication of DE1212017B publication Critical patent/DE1212017B/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/02Surface sealing or packing
    • E21B33/03Well heads; Setting-up thereof
    • E21B33/035Well heads; Setting-up thereof specially adapted for underwater installations
    • E21B33/0355Control systems, e.g. hydraulic, pneumatic, electric, acoustic, for submerged well heads

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Description

  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (9)

  1. Patentansprüche: 1. Steuersystem zur Fernbedienung eines Unterwasser-Bohrlochkopfes 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, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungssystem Kupplungsorgane (49; 76; 116, 129; 152, 159) umfaßt, die mit zusammenarbeitenden Dichtungsflächen (70, 78; 121, 128; 153, 158) versehen sind, wobei an jeder dieser Dichtungsflächen mehrere Leitungen des Leitungssystems enden, derart, daß bei gekuppelten Kupplungsorganen die Leitungen (65 bis 68;119,120,123, 124;154,155, 156), welche an der einen Dichtungsfläche (70;121, 153) enden, mit den Leitungen (91, 92;130,131;157,163,164) in Verbindung stehen, welche an der mit dieser Dichtungsfläche zusammenarbeitenden Dichtungsfläche (78;128;158) enden.
  2. 2. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsorgane (49, 76) durch Fernsteuerung (82 bis 89) gekuppelt und voneinander gelöst werden können.
  3. 3. Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine elektrisch. getriebene Pumpe (96), die über Flüssigkeitsleitungen (95, 94, 91, 92, 65, 66,111,112, 50 bis 55) mit mindestens einem Bedienungsorgan (40 bis 45) des Bohrlochkopfes in Verbindung steht, und in den Flüssigkeitsleitungen angeordnete Steuerventile (93,100 bis 106) zum Steuern der Flüssigkeitsströmung durch diese Leitungen.
  4. 4. Steuersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (96) und die Steuerventile (93,100 bis 106) in oder auf einem oder demselben der Kupplungsorgane (76) angeordnet sind.
  5. 5. Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, da= durch gekennzeichnet, daß die an den Dichtungsflächen (153, 158) der Kupplungsorgane (152, 159) endenden Leitungen durch elektrische Kabel gebildet werden, die mit an den Dichtungsflächen angeordneten Kontakten (154 bis 157, 163, 164) verbunden sind.
  6. 6. Steuersystem nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammenarbeitenden Dichtungsflächen durch die Wand (78, 128, 158) einer Bohrung in einem der Kupplungsorgane (76, 129, 159) und die Außenseite (70, 121, 153) eines Dorns (58, 118, 153) des anderen Kupplungsorgans (49, 116, 152) gebildet werden.
  7. 7. Steuersystem nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer der Dichtungsflächen (70, 128) eine verschiebbare Hülse (59, 134) angeordnet ist. B.
  8. Steuersystem nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Dichtungsflächen Abdichtungsringe (71, 122) angeordnet sind, derart, daß bei jedem der Kupplungsorgane (49, 76;116,129;152,159) in den Raum zwischen zwei benachbarten Abdichtungsringen nur eine der Leitungen mündet.
  9. 9. Steuersystem nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Kupplungsorgane (49, 129, 159, 180) auf dem Bohrlochkopf angeordnet ist, eine senkrechte Dichtungsfläche hat und das andere Kupplungsorgan (76,116, 152, 181) ein- und ausschiebbar aufnehmen und unterstützen kann.
DES83080A 1961-12-28 1962-12-27 Steuersystem zur Fernbedienung eines Unterwasser-Bohrlochkopfes Pending DE1212017B (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US1212017XA 1961-12-28 1961-12-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1212017B true DE1212017B (de) 1966-03-10

Family

ID=22395197

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DES83080A Pending DE1212017B (de) 1961-12-28 1962-12-27 Steuersystem zur Fernbedienung eines Unterwasser-Bohrlochkopfes

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE1212017B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2579291A1 (fr) * 1985-03-22 1986-09-26 Alsthom Atlantique Dispositif de raccordement etanche de deux troncons d'un conduit de fluide

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2579291A1 (fr) * 1985-03-22 1986-09-26 Alsthom Atlantique Dispositif de raccordement etanche de deux troncons d'un conduit de fluide
EP0196557A1 (de) * 1985-03-22 1986-10-08 Alsthom Abdichtbare Kupplungsvorrichtung für zwei Fluidleiter
US4679824A (en) * 1985-03-22 1987-07-14 Alsthom Fluid-tight coupling for two sections of a fluid line

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1933115C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden von Transportleitungen mit Unterwasseranlagen
DE2023924A1 (de) Vorrichtung zum gleichzeitigen Anschließen mehrerer Leitungen an eine Unterwasseranlage
DE1925959A1 (de) Anschlussvorrichtung fuer eine Unterwasser-Bohrlochkopfbaugruppe
DE2514911C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Anschließen eines Unterwasser-Bohrlochs an eine Produktionsleitung
DE3121951A1 (de) Rohrstrang, insbesondere pruefstrang, in einem bohrloch
DE1483790A1 (de) Einrichtung zum Anschliessen einer Rohrleitung an eine Unterwasseranlage
DE1926001A1 (de) Vorrichtung zum Herstellen einer Verbindung zwischen einem Unterwasser-Produktionsbohrlochkopf und einem darueber schwimmenden Fahrzeug
DE1811265A1 (de) Vorrichtung zum Ausfuehren von Arbeiten an einem Unterwasser-Bohrlochkopf
DE3121834A1 (de) Geraet zum zufuehren hydraulischen druckmittels zu einem in einem bohrloch angeordneten geraet
DE1925913A1 (de) Vorrichtung zum Herstellen einer Verbindung zwischen einem Wasserfahrzeug od.dgl. und einer Unterwasser-Bohrlochkopfbaugruppe
DE3606082C2 (de)
DE2201064A1 (de) Anschlussvorrichtung fuer Leitungen an einen Bohrlochkopf von Unterwasserbohrungen
DE2000364A1 (de) Wartungsvorrichtung fuer Unterwasserbohrloecher
DE2629030B2 (de) Vorrichtung zum Verbinden von aufeinanderfolgenden Teilen einer Rohrleitung
DE2514909A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum anschliessen einer unterseeischen zentralstation an eine gruppe von unterseeischen bohrlochkoepfen und abflussleitungen
DE2031301A1 (de) Gerat zur Wartung des unteren Teils von Bohrlochern
DE1953733A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Unterwasserbohrungen
DE2640657A1 (de) Verschiebevorrichtung
DE1226057B (de) Anschlussaggregat fuer Tiefbohrungen
DE2556276C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen und Einrichten mindestens einer Unterwasserbohrung
DE2803613A1 (de) Adapter zur ausrichtung von zwei dicht zu verbindenden elementen
DE1926137A1 (de) Verfahren zum Zurueckholen mindestens eines Teils einer Unterwasser-Produktionsbohrlochkopfbaugruppe zur Wasseroberflaeche
DE1240486B (de) Unterwasserbohrlochkopf
DE1212017B (de) Steuersystem zur Fernbedienung eines Unterwasser-Bohrlochkopfes
DE202010009170U1 (de) Vorrichtung, die eine Ölbohrung versiegeln soll