DE1279577B

DE1279577B - Einrichtung zum Ausfuehren von Arbeiten in einem Bohrloch ohne Bohrturm

Info

Publication number: DE1279577B
Application number: DEC37744A
Authority: DE
Inventors: Robert V Cross
Original assignee: Chevron Research and Technology Co
Current assignee: Chevron USA Inc
Priority date: 1964-12-24
Filing date: 1965-12-22
Publication date: 1968-10-10
Also published as: US3313346A; GB1107493A; FR1461032A

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Ausführen von Arbeiten an einem Bohrloch ohne Verwendung eines Bohrturmes über dem Eruptionskreuz und unabhängig von der relativen Höhe des Eruptionskreuzes und einer Arbeitsplattform, welche

a) eine bewegbare Arbcitsplattform, die in die Nähe des Eruptionskreuzes bewegbar ist,

b) eine Rohreinführungsvorrichtung auf dem Eruptionskreuz,

c) eine auf der Arbeitsplattform aufgestellte Trommel für einen Rohrstrang,

d) eine auf die Trommel aufgewickelte fortlaufende Länge eines Rohrstranges,

e) eine Vorrichtung, die dem Rohrstrang über eine drehbare Verbindung an der Nabe der Trommel eine Flüssigkeit zuführt,

f) eine nahe am Umfang der Trommel angeordnete Vorrichtung zum Biegen des Rohrstranges,

g) eine Antriebsvorrichtung für die Rohrbiegeeinrichtung, die eine abgewickelte Länge des Rohrstranges zu einem Bogen formt, der von der Trommel aus zu der über dem Eruptionskreuz angeordneten RohreinführungsVorrichtung auf diese axial ausgerichtet verläuft, und

h) eine Vorrichtung zum Abwickeln des Rohrstrangs von der Trommel unabhängig von der Geschwindigkeit, mit der der Rohrstrang von der Rohre in führungsvorrichtung in das Erup-tionskreuz eingeführt wird,

aufweist.

Gemäß der Erfindung ist diese Einrichtung gekennzeichnet durch eine Fühleinrichtung zum Beeinflussen der Geschwindigkeit beim Abwickeln des Rohrstranges von der Trommel durch die Abwickeleinrichtung, und zwar im Verhältnis zur Einführungsgeschwindigkeit des Rohrstranges in das Eruptionskreuz in einer Richtung und in einem Ausmaß, das erforderlich ist, um bei dem genannten Bogen eine vorherbestimmte Krümmung aufrechtzuerhalten. Die Fühleinrichtung spricht auf die Lage des Rohrstranges in dem genannten Bogen an, wenn dieser in der vorherbestimmten Krümmung verläuft.

Es ist bekannt, getrennte Antriebe für die Trommel und für die Einführungsvorrichtung vorzusehen.

Es ist auch bekannt, eine Rohrleitung oder einen Rohrstrang fortlaufend auf eine Trommel aufzuwickeln und die Trommel auf einer bewegbaren Plattform aufzustellen.

Es ist ferner bekannt, in ein Bohrloch eine fort-

. laufende Produktionsleitung abzusenken, die in das Bohrloch bis zur gewünschten Tiefe hineinhängen kann und dann abgeschnitten wird. Eine fortlaufende Rohrleitung wurde ferner zum Tragen einer Bohrturbine und eines Bohrmeißels am unteren Ende eines

Bohrgestänges benutzt. Es wurde ferner vorgeschlagen, eine solche Einrichtung zum Auswaschen, Ansäuern oder für eine andere Behandlung des Bohrloches zu benutzen. Bei den bisher bekannten Einrichtungen dieser Art mußten Führungsmittel vor-

gesehen werden, die den Bogen zwischen der Einlaßvorrichtung und der Abspultrommel formten und aufrechterhielten. Bei von einander getrennten Einrichtungen mußte die Trommel in bezug auf die Einlaßvorrichtung so angeordnet werden, daß in der Aus-

Wirkung ein direkter Antrieb von der Abspultromme! über das Schlauchführungsmittel zur Einlaßvorrichtung besteht. Anderenfalls mußte die Einlaßvorrichtung mit dem Trommelantrieb synchronisiert werden. Diese Antriebsverbindung erfordert ferner, daß die

Trommel und die Einlaßvorrichtung direkt nebeneinander, vorzugsweise auf einer gemeinsamen Basis und damit auf derselben Höhe angeordnet werden. Bei Betrieb im Ktistenvorland werden die Strömungsleitungen üblicherweise mit dem oberen Teil

des Bohrloches mittels eines Eruptionskreuzes verbunden, das auf einer Produktionsplattform angebracht ist. Zu diesen Plattformen führen häufig mehrere Bohrlöcher, während es andererseits auch üblich ist, für jedes Bohrloch eine kleine einzelne Plattform zu verwenden. Im letztgenannten Fall ist im allgemeinen um das Bohrloch herum genügend Platz vorhanden, der eine normale Überwachung des Bohrloches ermöglicht. Um an einer solchen Stelle ein Bohrloch zu warten, wird herkömmlicherweise zur Produktionsplattform ein Arbeitsboot gefahren, das einen Bohrturm trägt, mit dem 9 bis 18 m Rohr auf einmal gehandhabt werden können. Da die Höhe des Eruptionskreuzes sich mit der Art des Bohrloches verändert sowie mit der Anzahl der Produk-tionsintcrvallc und mit den Druckbedingungen im Bohrloch, so ist es erwünscht, daß der Bohrturm in der Höhe verstellbar ist und daß die Plattform frei von Hindernissen ist, so daß der Bohrturm über dem Bohrloch aufgestellt werden kann. Dies erfordert natürlich, daß die Plattform so gebaut wird, daß sie ohne Schwierigkeiten zugänglich ist, wenn das Bohrloch gewartet werden muß. Ferner müssen beim Aufbau der Plattform Höhenunterschiede zwischen der Arbeitsfläche und der Produktionsplaltform berücksichtigt werden. Im besonderen kann bei ungünstigem Seegang und Gezeiten, z. B. in den offenen Gewässern des Golfs von Mexico oder im Pazifischen Ozean, die Durchführung von Arbeiten im Bohrloch schwierig oder unmöglich werden. Bei Arbeiten vom Festland aus ist das Eruptionskreuz oftmals nicht zugänglich, oder die Produktionsplattform sowie deren Erdbasis kann nicht imstande sein, einen Auslegerkran zu tragen. In diesen Fällen kann das Bohrloch mit der herkömmlichen Ausrüstung nicht behandelt werden.

Aus den vorstehend angeführten Gründen war es bisher schwierig, die bekannten Formen von fortlaufenden Rohrsträngen zu verwenden, da bei diesen eine Zwischenabstützung erforderlich ist, die nahe am Eruptionskreuz und der Rohrwindc angeordnet werden muß und von einem begrenzten Höhenunterschied zwischen diesen abhängig ist, wobei ferner der Platz um das Eruptionskreuz herum zugänglich sein muß.

Nach der Erfindung wurden diese Schwierigkeiten weilgehend beseitigt durch die Erkenntnis, daß die Rohreinführungsvorrichtung und die Trommel und deren Lagerung voneinander getrennt werden können und daß Höhenunterschiede oder ein schwieriger seitlicher Zugang zum Eruptionskreuz dadurch überwunden werden können, daß ein fortlaufender Rohr-strang hergestellt wird, der unbehindert in Form eines Bogens zwischen der Abspultrommc! und der Rohreinlaßvorrichtung am Eruptionskreuz verläuft. Die Geschwindigkeit, mit der der Rohrstrang von der Trommel abgewickelt wird, wird dann unabhängig von der Geschwindigkeit, mit der der Rohrstrang eingeführt wird, so festgesetzt, daß bei dem Bogen zwischen der Trommel und der Rohreinlaßvorrichtung eine Krümmung innerhalb vorherbestimmter Grenzen aufrechterhalten wird. Durch diese Geschwindigkeitsregulierung zwecks Aufrechtcrhaltung des genannten Bogens wird eine Schlei fenbüdung oder ein Strecken des Rohrstrances vermieden, so daß Arbeiten an Bohrlöchern durchgeführt werden können, die sonst nur schwer zugänglich sind.

Nach der Erfindung wird der Umstand ausgenutzt, daß die Stabilisierung des unbehinderten Bogens da- i durch unterstützt wird, daß das ursprünglich runde Rohr sich anfangs zu einem etwas ovalen Querschnitt verformt Diese Verformung erfolgt beim Auf- und Abwinden des Rohrstranges auf die und von der Trommel. Diese Form wird erzeugt durch eine geringe Streckung des Außenradius und ein geringes Zusammenpressen des Innenradius des Rohrstranges, wenn dieser in Form einer Lage auf die Trommel aufgewickelt wird. Der ovale Querschnitt erhöht die seitliche Stabilität des Rohrstranges, so daß der frei hochstehende Bogen über eine längere Strecke hinweg in der Querrichtung steifer ist. Bei dem Rohrstrang kann daher ein vorherbestimmter Bogen aufrechterhalten werden, unabhängig von den relativen Höhen der Zuführungsstelle an der Einlaßvorrichtung über dem Bohrloch und der Ausgangsstellc des den Rohrstrang verformenden Elementes an der Trommel.

Die Aufrechterhaltung eines Bogens innerhalb vorherbestimmter Grenzen ist insofern besonders vorteilhaft, als die Zuführung des Rohrstranges von der Trommel zur Einlaßvorrichtung unabhängig von den ßelastungsschwankungen an der Einlaßvorrichtung kontrollierbar ist, während sehr große Längen von z.B. 4500m eines Rohrstranges mit einem Durchmesser von 25,4 mm in ein Bohrloch gegen einen Arbeitsdruck von beispielsweise 15 bis 20 kg/cm* eingeführt werden. Bei einem solchen Bohrloch muß der Rohrstrang zuerst gegen den Bohrlochdruck eingeführt werden. Zu diesem Zweck wird auf den Rohrstrang von der Einlaßvorrichtung eine starke nach unten gerichtete Kraft ausgeübt. Nach dem Einführen einer ausreichenden Länge von beispielsweise 900 oder 1200 m wird der Druck im Bohrloch von dem Gewicht des Rohrstranges im wesentlichen ausgeglichen. Werden weitere Längen eingelassen, so übersteigt jedoch das Gewicht des Rohrstranges die zum Einführen in das Bohrloch erforderliche Kraft, so daß die Einlaß Vorrichtung tatsächlich als Bremse wirken muß. Beim Hinausziehen des Rohrstranges aus dem Bohrloch erfolgt dieser Antrieb und die Ab-bremsung im umgekehrten Sinn. Mit Hilfe einer auf den frei hochstehenden Bogen des Rohrstranges zwischen der Einlaß Vorrichtung und der Trommel ansprechenden Steuereinrichtung nach der Erfindung kann die Zuführung des Rohrstranges zur Einlaßvorrichtung und das Abwickeln von der Trommel im wesentlichen unabhängig von dieser in weiten Grenzen schwankenden Belastung reguliert werden.

Die Erfindung wird nunmehr ausführlich beschrieben. In den Zeichnungen ist

F i g. 1 eine schaubildliche Darstellung einer selbsttätigen Bogensteuerungscinrichtung für die Arbeit an einem Bohrloch mit einer kleinen Produktionsplattform und mit einem an einer schwer zugänglichen Stelle befindlichen Eruptionskreuz,

F i g. 2 eine zum Teil als Schnitt gezeichnete Bogen fühleinhcit, die an der Rohrbiegevorrichtung und an der Rohrantriebseinrichtung nach der Fig. 1 angebracht ist, die der Rohrtrommel beständig den Rohrstrang zuführt und von dieser abführt,

F i g. 3 eine Draufsicht auf die Rohrbiege- und Rohrantriebseinrichtung nach der Fig. 2,

F i g. 4 eine schaubildliche Darstellung einer anderen Ausführung einer Einrichtung zum Durchführen von Arbeiten an einem Bohrloch, die von einem Boot zu einem Unterwasserbohrloch befördert wird, wobei die Rohrtromme! um eine senkrechte Achse drehbar angeordnet ist,

F i g. 5 ein Querschnitt durch einen Teil der in der Fig. 5 dargestellten Rohrtrommel, wobei die Ein-

richtung zum lagenweisen Aufwickeln des Rohrstranges auf die Trommel dargestellt ist,

F i g. 6 eine Ansicht, von der Linie 6-6 in der Fig. 5 aus in Pfeilrichtung gesehen,

F i g. 7 ein Ausschnitt aus einem vergrößert gezeichneten Querschnitt durch den unteren Teil der Fi g. 5, der die Vorrichtung zeigt, die die lagenweisc Anordnung des Rohrstranges auf der Trommel aufrechterhält,

F i g. 8 ein Schaltplan für eine selbsttätige Bogen-kontrolleinrichtung, die zusammen mit den in den Fig. 1 und 4 dargestellten Anlagen verwendet werden kann und die die hydraulische Pumpeneinheit für den Betrieb der Rohrcinlaßvorrichtung und der Antriebseinrichlungcn für die Trommel steuert.

Die F i g. 1 zeigt ein Eruptionskreuz 10, das auf einer kleinen Produktionsplattform 12 über einem Bohrloch 14 angeordnet ist, das an einer verhältnismäßig unzugänglichen Stelle gebohrt worden ist. Die Unzugänglichkeit eines solchen Bohrloches kann wie folgt erläutert werden. Im Golfküstengebiet der Vereinigten Staaten werden viele Bohrlöcher in den Bayou- oder Sumpfgegenden gebohrt, wobei bis zur Bohrlochstelle ein Kanal ausgebaggert wird. Eine solche Bohrstelle ist häufig nur vom Wasser aus zugänglich, nicht jedoch über einen Weg oder eine Straße, so daß die Betriebsausrüstung zum Bohrloch mit Hilfe eines Bootes oder eines Wasserfahrzeuges befördert werden muß. Die Fig. 1 zeigt eine solche Bohrstelle mit einem als Erddamm 16 dargestellten Arbeitsplatz, der sich in der Nähe des Bohrloches 14 jedoch nicht direkt an diesem befindet. Die Rohrstrangtrommel 40 und die zugehörige Kraftquelle z. B. in Form einer hydraulischen Pumpe 42 können jedoch genügend nahe an der Plattform 12 aufgestellt werden, so daß der Rohrstrang 30 über dem Eruptionskreuz 10 einen freistehenden Bogen bilden kann. Eine Zwischenabstülzung oder ein Antrieb ist offenbar nicht durchführbar, da das Eruptionskreuz 10 sich auf einer kleinen Produktionsplattform befindet, die häufig nur so groß ist, daß sie das Eruptionskreuz und den Strömungsregutator oder eine Pumpcncin-richtung tragen kann. Die Plattform weist im allgemeinen nur einige wenige Gänge für die Arbeiter auf.

Vor der Erfindung war es allgemein üblich, bei genügend Raum und bei Zugänglichkeit, ein Boot oder ein Wasserfahrzeug mit einem Kran oder Bohrturm bis zum Bohrloch zu fahren. Nach der Erfindung wird ein solches Wasserfahrzeug nicht benötigt, da zum Aufstellen der Einlaßvorrichtung für den Rohrstrang 18 direkt über dem Bohrloch 10 nur ein Kettenhebezeug od. dgl. erforderlich ist. Die Rohreinlaßvorrichtung 18 bildet als solche keinen Teil der Erfindung, da solche Vorrichtungen im Handel erhältlich sind. Die Aufgabe einer solchen Vorrichtung besteht darin, den Rohrstrang 30 in das Eruptionskreuz 10 gegen die Belastung mit Hilfe von zwei endlosen Führungsmitteln 20 und 22 hineinzutreiben, die von den hydraulischen Motoren 24 bzw. 26 angetrieben werden. Die Führungsmittel 20 und 22 greifen an der Seite des Rohrstranges 30 knapp über dem Eruptionskreuz 10 an und verankern das eine Ende des frei emporragenden Bogens des von der Trommel 40 abgehenden Rohrstranges 30. Die Führungsmittel 20 und 22 weisen genügend Reibung auf und greifen an den Seiten des Rohrstranges 30 fest genug an. um den Rohrstrang in den oberen Teil des Eruptionskreuzes gegen den Druck im Bohrloch hineinzustoßen zu können. Wie hercits erwähnt, ist die Funktion der Einlaßvorrichtung 18 eine andere, je nachdem, ob der Rohrstrang in das Bohrloch eingeführt oder aus diesem herausgezogen wird, und je nachdem, ob hierbei ein Zug oder ein Druck ausgeübt wird.

Wie in der Fig. 1 dargestellt, kann die am Rahmenwerk 34 angebrachte Roh reinlaß Vorrichtung mit Hilfe der verstellbaren Füße 35 und 37 auf der Arbeitsplattform 12 aufgestellt werden. Erwünschtermaßen wird hierbei das Gewicht und der nach unten gerichtete Schub der Rohreinlaßvorrichtung in erster Linie auf die Plattform 12 übertragen und nicht auf das Eruptionskreuz 10, mit dem die Einlaßvorrichtung betriebsmäßig in Verbindung steht. In einigen Fällen, in denen das Eruptionskreuz 10 in an sich bekannter Weise in einem Gehäuse im Bohrloch 14 angeordnet ist, kann die Rohreinlaßvorrichtung 18 so aufgestellt werden, daß das Gewicht und der nach unten gerichtete Schub direkt auf dem Eruptionskreuz 10 und dem abstützenden Gehäuse lastet.

Zum Aufrechterhalten des freistehenden Bogens mit dem richtigen Krümmungsgrad zwischen dem Eruptionskreuz 10 und der Trommel 40 ist es erwünscht, den Rohrstrang 30 mit der größten erreichbaren Geschwindigkeit in das Bohrloch einzulassen oder aus diesen herauszuziehen. Diese Geschwindigkeit verändert sich natürlich mit der Menge des Rohrstranges, die sich tatsächlich im Bohrloch befindet. Unter der Annahme, daß auf der Trommel 40 4500 m Rohrstrang zum Einführen in das Bohrloch zur Verfügung stehen und daß im Bohrloch ein Betriebsdruck von einigen hundert Kilogramm pro Quadratzentimeter herrscht, so müssen offenbar die

. ersten 300 m oder mehr von der Einlaßvorrichtung 18 in das Bohrloch 14 hineingetrieben werden. Gleicht das Gewicht des Rohrstranges im Bohrloch den in diesem herrschenden Druck im wesentlichen aus, so ist die Einlaßvorrichtung 18 im wesentlichen

unbelastet. Werden weitere Rohrlängen eingelassen, so muß die Einlaßvorrichtung 18 den Rohrstrang abbremsen oder zurückhalten. Beim Herausziehen des Rohrstranges spielen sich die Vorgänge in der umgekehrten Reihenfolge ab, nämlich beim Heraus-

; ziehen des Rohrstranges von der tiefsten Stelle des Bohrlochs muß die größte Kraft ausgeübt werden, welche sich fortlaufend vermindert bis zu dem Punkt, an dem der Druck im Bohrloch und das Gewicht des Rohrstranges einander ungefähr ausgleichen. Danach

wirkt die Einlaßvorrichtung als Bremse.

Aus dem Vorstehenden ist zu ersehen, daß es schwierig ist, die Einlaßgeschwindigkeit konstant zu halten wegen der in weiten Grenzen schwankenden Belastung der hydraulischen Antriebsmotoren 24 und

26, die über zwei Leitungen 36 und 38 mit der hydraulischen Pumpeneinheit 42 in Verbindung stehen. Bei dieser schwankenden Belastung ist es für das Arbeiten der Einrichtung nach der Erfindung wichtig, bei dem Rohrstrang 30 den vorherbestimmten Bogen

auf rech tzuhalten, so daß der Rohrstrang innerhalb der gewünschten Grenzen der Beanspruchung und Verformung bei der Aufrechterhaltung des Bogens zwischen der Trommel 40 und der Einlaßvorrichtung 18 wirken kann, ohne daß für diesen Zweck Füh-

rungen vorgesehen werden müssen. Es ist weiterhin erwünscht, im wesentlichen unabhängig von den Geschwindigkeiten, mit denen der Rohrstrang von der Einlaßvorrichtung 18 in das Eruptionskreuz 10 hineinbefördert oder aus diesem herausbefördert wird, die Trommel 40 und die Einlaßvorrichtung 18 so zu steuern, daß der gewünschte Bogen aufrechterhalten wird.

Nach der F i g. 1, in der eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist, ist eine als Ganzes mit SO bezeichnete Bogenmeßcinrichtung oberhalb der Rohreinlaßvorrichtung 18 angeordnet, derart, daß der Rohrstrang 30 die Meßeinrichtung nahe an der Einlaßvorrichtung 18 durchläuft. Diese Meßeinrichtung wird später ausführlich beschrieben. Ihre Aufgabe besteht darin, an dieser Stelle die Richtung und das Ausmaß der Abweichung des Rohrstranges 30 von der Form des vorausbestimraten Bogens zu messen. Eine ähnliche Einrichtung 60 zum Ermitteln der Form des Bogens des Rohrstranges 30 ist über der Trommel 40 nahe an der Rohrbiege- und Lagen-wickeleinrichtung 70 angeordnet. Die Einheiten 50 und 60 bestimmen über den Regulator 80 an der hydraulischen Pumpeneinheit 42 die Menge der Flüssigkeit, die zu den Antriebselementen für die Rohreinlaßvorrichtung 18 und die Trommel 40 strömt. Bei der vorliegenden Ausführungsfonn wjrd die Geschwindigkeit der Abführung von der Trommel 40 durch den Antrieb des hydraulischen Motors 72 an der Rohrbiege- und Lagenwickeleinrichtung 70 bestimmt. Nachdem einmal der ordnungsgemäße Bogen zwischen der Trommel 40 und dem oberen Teil der Einlaßvorrichtung 18 erzeugt worden ist, ist es offenbar erwünscht, die Geschwindigkeit des Antriebs bei der Einlaßvorrichtung 18 durch die Motoren 24 und 26 im wesentlichen gleich der Geschwindigkeit zu halten, mit der der Motor 72 den Rohrstrang 30 auf die Trommel 40 aufwickelt oder von dieser abwickelt.

Der Aufbau der Antriebseinheit 70 für den Rohrstrang ist am besten aus den F i g. 2 und 3 zu ersehen. Ein hydraulischer Motor 72 betreibt eine als Ganzes mit 74 bezeichnete Kettenzahnradanordnung. Von Kettenzahnrädern 73 A werden mit Hilfe der Kette 73 B vier Antriebsräder 75 angetrieben, die reibend am Rohrstrang 30 anliegen. Die Kette 73 B kann von Hand mit Hilfe der Stellschraube 73 C gespannt werden, die die Kette zwischen dem Lcerlauf-zahnrad 73 D und dem Antriebszahnrad 73 E straif-zieht. Die Antriebsräder 75 wickeln den Rohrstrang 30 auf die Trommel 40 auf oder von dieser ab, welcher Rohrstrang von den Klemmrädern 76 über die Elastizitätsgrenze hinaus gebogen wird, so daß er dauerhaft verformt bleibt. Beim Aufwickeln auf die Trommel wird der Rohrstrang 30 gekrümmt, beim Verlassen der Trommel dagegen geradegereckt.

Wie in der Fig. 2 dargestellt, wird der Rohrstrajjg 30 durch Biegen mit der gewünschten Krümmung verschen von den Rädern 76, die in bezug auf die durch die Antriebsräder 75 führende Beweguogsbahn versetzt angeordnet sind, während der Rohrstrang beim Abwickeln von der Trommel 40 beim Durchlaufen der Räder 75 im wesentlichen geradegerichtet wird. Der Grad der Krümmung kann natürlich durch Bewegen der Räder 76 nach oben oder nach unten in bezug auf die Lagerplattcn 78 durch Drehen des Handrades 79 bestimmt werden, wobei das Lagerglied 77 für die Räder 76 bewegt wird.

Aus der Fig. 3 ist am besten der Antrieb für die fcohrbiegeeinrichtung an der Außenseite der Trommel 10 zu ersehen, wobei der Rohrstrang lagenweise auf lie Trommel 40 aufgewickelt wird. Nach der Dar-

Stellung sind die Lagerplatten 78 für die Antriebsräder 75 und die Formgebungsräder 76 an einem als Ganzes mit 82 bezeichneten Schlitten angebracht, der mit Hilfe der Rollen 83 auf einem Querträger 84 be-i wegbar gelagert ist. Wie am besten aus der F i g. 1 zu ersehen ist, wird die ganze Anordnung von zwei Armen 90 getragen, die am Tragrahmen für die Trommel 40 verschwenkbar angebracht sind. Die Arme 90 bilden mit der Senkrechten einen Winkel, wodurch die Aufrechterhaltung des gewünschten Bogens beim Rohrstrang unterstützt wird. Die Stützen 94 zwischen den Armen 90 und dem Rahmen 92 werden vorzugsweise verstellbar ausgebildet, so daß der Winkel des Bogens in bezug auf die Waage-. rechte an der Trommel verändert werden bann.

Das Aufwickeln des Rohrstranges 30 auf die Trommel 40 ist natürlich mit deren Drehung synchronisiert Die Geschwindigkeit des Schlittens oder Wagens 82 auf dem Träger 84 ist etwas veränderlich i je nach dem Radius der Außenseile der Trommel 40 und der Anzahl der auf dieser zu einer gegebenen Zeit ruhenden Lagen. Es hat sich für die Praxis als befriedigend erwiesen, wenn der Wagen von Hand mit Hilfe einer Antriebs Vorrichtung bewegt wird, die , aus einer am Wagen 82 mittels eines Stiftes 86 befestigten Kette 85 und einem Kettenzahnrad 85 A besteht. Die Kette 88 bildet zusammen mit dem Zahnrad 89, mit der Kette 87 und dem Kettenzahnrad 87,4 ein Untersetzungsgetriebe. Die Kette 88 kann von Hand betätigt werden. Wenn gewünscht, kann die Kette 88 natürlich mit dem Antrieb für die Trommel 40 verbunden und veränderbar synchronisiert werden, wie später noch beschrieben wird. Die Drehung der Trommel 40 kann ferner mit dem Antrieb des Motors 72 synchronisiert werden, wenn dieser den Rohrstrang von der Trommel abwickelt oder auf diese aufwickelt.

In der Praxis kann der Antrieb der Trommel 40 durch ein auf den Trommelrand einwirkendes Reibrad 93 erfolgen, das von einem Motor 93 A angetrieben wird, der vorzugsweise jedoch nicht mit Notwendigkeit hydraulisch betrieben wird. Der Motor 93,4 kann von Hand unabhängig vom Motor 72 reguliert werden oder auch mit diesem synchronisiert sein, wenn jede Lage des Rohrstranges auf die Trommel 40 aufgewickelt oder von dieser abgewickelt wird. Da der Durchmesser der Trommel 40 im allgemeinen 450 bis 600 cm beträgt, so kann die erforderliche Kraft mit verhältnismäßiger Leichtigkeit am Umfang der Trommel ausgeübt werden, selbst wenn zum Biegen des Rohrstranges und zum Festhalten verhältnismäßig starke Kräfte erforderlich sind.

In der F i g. 2 ist auf der linken Seite eine geeignete Einrichtung zum Ermitteln einer Abweichung von dem vorherbestimmten gewünschten Winke! mit der Waagerechten bei dem Rohrstrang 30 an der Ab-gangsstclle an der Trommel 40 dargestellt. Wird der unabgestützte Bogen in einer gewünschten Form für eine besondere Art der Ausrüstung in bezug auf ein Bohrloch erzeugt, so ist der Horizontalwinkel des Rohrstranges beim Verlassen der gcraderichtenden Einrichtung an der Trommel einer der Parameter der besonderen Form des Bogens.

Nach der Darstellung weist die Einheit 60 zwei die Ablenkung ermittelten Rollen 61 auf, die quer zur Bewegungsrichtung des Rohrstranges bewegbar sind. Die Rollen weisen eine ausreichende Bewegungsfreiheil in der Ouerrichtung auf, so daß «ine Abweichung von der gewünschten Stellung des Rohrstranges 30 für eine vorherbestimmte Bogcnform zu einer entsprechenden Bewegung beider Rollen 61 führt. Bei der vorliegenden Aus füll rungsform sind die Rollen 61 auf Wellen 62 drehbar gelagert, die von den Gliedern 63 getragen werden, die ihrerseits mit je einem Kernglied 64 (F i g. 8) mechanisch verbunden sind, von denen jedes Kernglied zwischen zwei Induktionswicklungen 65 und 66 angeordnet ist. Auf jeden Kern 64 wirkt eine Feder 67 ein mit der Folge, daß die Rollen 61 gegen den Rohrstrang 30 gedrückt werden und seitlichen Abweichungen von dem vorherbestimmten Winkel folgen. Bei einer Bewegung der Lagerglieder 63 für die Rollen 61, auf Grund einer Änderung des Winkels bei dem Rohrstrang 30, führen die Kerne 64 eine Bewegung aus, bei der in den Induktionswicklungen unterschiedliche elektrische Signale erzeugt werden.

Wie am besten aus der Fig. 8 zu ersehen ist, wird durch die Bewegung des Kerns 64 der Stromfluß in den Wicklungen 65 und 66 geändert, wobei die Drehzahl des hydraulischen Antricbsmotors 72 über den Regler 80 (Fig. I) verändert wird. Die Wicklungen 66 der beiden Einheiten werden vorzugsweise an eine Wechselstromquelle angeschlossen. In den gegenüberliegenden Wicklungen wird eine Abweichungsspannung erzeugt, die von der Richtung und dem Ausmaß der Versetzung der Kerne 64 aus einer Normal-stellung in bezug auf die Wicklungen abhängt. Das Abweichungssignal kann mit Hilfe von zwei Dioden 68 erzeugt werden, die je mit einem Anschluß der Wicklungen und mit einer Wechselstrombezugs-signalquelle über zwei parallele Kreise verbunden sind, von denen jeder Kreis aus einem Kondensator 269 und einem Widerstand 169 in Parallelschaltung besteht. Die Abweichungsspannung wird dann zu einem Verstärker 170 geleitet, und der der Richtung und dem Ausmaß der Unbalanz entsprechende Strom wird dann der Steuerwicklung 171 des Motors 172 zugeführt. Der Motor 172 stellt dann seinerseits das Ventil 173 ein, das mit dem Regulator in an sich bekannter Weise verbunden ist, wobei die Drehzahl des hydraulischen Antriebsmotors 72 erhöht oder vermindert wird. Vom Motor 72 wird dann über den mechanischen Antrieb für den Rohrstrang 30 eine Rückleitungsschleifc geschlossen, die die Geschwindigkeit erhöht oder vermindert, mit der der Rohrstrang von der Trommel 40 abgewickelt oder auf diese aufgewickelt wird, wodurch die Abweichung von dem gewünschten Winke! an der Fühleinheit 60 korrigiert wird.

Eine ähnliche Krümmungs- oder Winkelfühleinheit ist über der Roh rein laß Vorrichtung vorgesehen und in den Fig. 1 und 4 als Fühleinheit50 dargestellt. Es können auch andere geeignete, die Ablenkung ermittelnde Einrichtungen, entweder pneumatische, hydraulische oder elektrische Einrichtungen zum Regulieren der winkelmäßigen Ablenkung benutzt werden, die der Rohrstrang 30 in bezug auf den oberen Teil der Einlaßeinheit 18 oder in bezug auf die Rohrbiege- und Lagenwickeleinriehtung 70 an der Trommel 40 erfährt

Die Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Ausstattung zum Durchführen von Arbeilen in < einem Bohrloch, das sich in ungeschütztem Küstenvorland befindet. Diese Einrichtung kann ferner an Orten verwendet werden, bei denen der Raum in der Senkrechten begrenzt ist, die die Trommel auf einer senkrechten Achse drehbar gelagert ist. Die Fig.4 zeigt im besonderen durch das Wasserfahrzeug 100 die Anpassungsfähigkeit der Erfindung an verschiedene Umgebungen. Nach der Darstellung ist die das Eruptionskreuz tragende Plattform 120 verhältnismäßig hoch und hoch über dem Wasserspiegel gelegen, so daß in einem ungeschützten Küstenvorland die Wellen nicht über die Plattform hinwegrollen. Wegen dieser sich mit den Gezeiten und dem Seegang verändernden Höhe wäre es schwierig, eine auf einem Wasserfahrzeug 100 gelagerte Trommel genügend nahe an das Eruptionskreuz heranzuführen, so daß der Rohrstrang von der Trommel aus direkt in das Bohrloch eingeführt werden könnte, wobei Zwischen-abstützungen für den Rohrstrang erforderlich wären. Jedoch ist nach der Erfindung eine so weitgehende Annäherung und eine unveränderliche relative Höhenlage zwischen der Trommel 140 und dem Eruptionskreuz 110 nicht erforderlich. Durch Verwendung eines frei hochstehenden Bogens des Rohrstranges nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und durch die Ermittlung der Krümmung des Bogens beim Eintritt in die Einlaß Vorrichtung 18 über dem

. Eruptionskreuz 110 bestimmt die Fühleinheit 50 die Menge, in der Flüssigkeit den Motoren 24 und 26 von der Pumpeneinheit 42 zugeführt wird. Zugleich wird von der Fühleinheit 60 der Winkel des Rohrstranges 30 nach Verlassen der Rohrbiege- und

Lagenwickclcinrichtung 70 an der Trommel 140 gemessen. Obwohl die Krümmung des Rohrstranges 30 beim Verlauf von der Trommel 140 zum oberen Teil der Einlaßvorrichtung 18 komplizierter ist als bei der Ausführungsform nach der Fig. 1, so ist die Ein-

. richtung imstande- einen solchen vorherbestimmten Bogen innerhalb einer geeigneten Toleranz und im wesentlichen unabhängig von Schwankungen der Geschwindigkeit aufrechtzuerhalten, mit der der Rohrstrang am Eruptionskreuz eingelassen oder heraus-

gezogen oder auf die Trommel aufgewickelt oder von dieser abgewickelt wird.

In den Fig. 5, 6 und 7 ist eine Einrichtung dargestellt, die bei einer Lagerung der Trommel nach der Fig. 4 von Nutzen ist, wobei der Rohrstrang30

beim Aufwickeln auf die Trommel oder beim Abwickeln von dieser lagenweise festgehalten wird. Wird der Rohrstrang 30 auf die Trommel aufgewickelt oder von dieser von unten nach oben abgewickelt, so müssen die Windungen der übrigen Lagen in bezug

auf die anderen Lagen an der ordnungsgemäßen Stelle festgehalten werden. Wie am besten aus der F i g. 7 zu ersehen ist, sind für diesen Zweck mehrere Fingerglieder 130 vorgesehen, die als federbeauf-schlagte Becher 132 ausgestaltet sind, welche Becher

auf ein Innenrohr 134 aufgeschoben sind. Die Feder 136 gestattet eine Längsverschiebung des Außen-rohrcs 132, wenn die Rolle 138 am Ende eines jeden Fingers 130 an einer Windung des Rohrstranges 30 entlanggleitet. An einer Trageinheit 142 sind mehrere

waagerecht gelegene Rohre 134 der Fingergliedcr 130 senkrecht zueinander angebracht. Diese Einheit kann ihrerseits unter Druck gesetzt werden, so daß die Einheit 142 zusammen mit den Fingcrgliedern 130 immer radial nach innen gegen die einzelnen Windungen des Rohrstranges 30 auf der Trommel 140 gedrückt wird. Wie in den Fig. 5 und 6 und im besonderen aus der Fig. 7 zu ersehen ist, kann das Tragglicd 142 durch hydraulischen Druck vorgeschoben werden, da es als hydraulischer Zylinder auf einem als Kolben ausgebildeten Glied 146 gleitbar gelagert ist. Die innen gelegene Kolbenstange 148, die an dem einen Ende an einem relativ ortsfesten Tragglied 150 befestigt ist, ist mit Einlaß- und Auslaßkanälen 149 für eine Flüssigkeit versehen, die den Zylinder 146 in bezug auf die Kolbenstange 148 und den Kolbenkopf 147 bewegt.

Wie bereits bemerkt, ist das Verfahren nach der Erfindung nicht auf die dargestellte Ausführung der Rohrcinlaßvorrichtung 18 beschränkt. Es kann auch am Eruptionskreuz eine hydraulische Ramme mit zwei Gleitbacken verwendet werden, die nacheinander den Rohrstrang einklemmen und freisetzen. Mit einer solchen Anordnung kann eine gegebene Rohrlänge von beispielsweise 3,0 oder 4,5 m absatzweise in das Bohrloch eingeschoben werden. Bei einer solchen Einrichtung wird das Rohr von einem zweiten Satz Gleit- oder Klemmbacken erfaßt, hincin-gedrückt und dann festgehalten, während der erste Satz Klemmbacken zurückgezogen wird und eine folgende Rohrlänge zum Eintreiben erfaßt. Die festhaltenden Klemmbacken werden dann freigesetzt, wenn die Ramme in der nächsten Arbeitsfolge betrieben wird. Bei dieser Einrichtung wird der Bogen des Rohrstranges 30 zwischen der Trommel 40 und der Rohreinführungsvorrichtung so gestaltet, daß am Eruptionskreuz ein genügend langes Rohrstück im wesentlichen senkrecht steht, an dem die Klemmbacken entlanggleiten können, und der Trommelantrieb kann von Hand oder selbsttätig so gesteuert werden, daß die Krümmung des Bogcns innerhalb sicherer Grenzen einer zulässigen Durchbiegung des Rohrstranges aufrechterhalten wird, wenn der Rohrstrang schrittweise in das Bohrloch eingetrieben wird.

Wie in der F i g. 1 dargestellt, steht der Rohrstrang 30 an der Trommel 40 mit einer Quelle 160 einer Behandlungsflüssigkeit in Verbindung. Das Ende des Rohrstranges 30 ist mittels einer Drehkupplung 162 mit einer Rohrleitung 164 verbunden, die ihrerseits über ein Ventil 166 mit dem Sumpf 160 in Verbindung steht, der die Behandlungsflüssigkeit über die Einlaßleitung 168 empfängt Eine von der hydraulischen Einheit 42 über den Pumpen regulator 174 angetriebene Pumpe 170 kann benutzt werden, um die Behandlungsflüssigkeit aus dem Sumpf unter einem bestimmten Druck in den Rohrstrang 30 und damit in das Bohrloch zu drücken. Die Behandlungsflüssigkeit kann in das Bohrloch geleitet werden, während der Rohrstrang in das Bohrloch eingeführt oder aus diesem herausgezogen wird, oder das Ende des Rohrstranges kann bis zu einer vorherbestimmten Stelle im Bohrloch hinabgelassen werden, um dort auf eine gewählte Formation einzuwirken oder auf gewählte Teile der Auskleidung, des Produktionsrohres oder auf eine andere Einrichtung in einem fertiggestellten Bohrloch.

Das Verfahren kann von einer Bedienungsperson durchgeführt werden, die ein Anzeigegerät beobachtet, das an den Rohrstrang 30 am oberen Teil der Einführungsvorrichtung angebracht ist, und den Winkel des Bohrrohrcs ablesen, wenn dieses die Rohrbiege- und Lagenwickeleinrichtung an der Trommel verläßt, und danach von Hand die betreffenden hydraulischen Einheiten vorzugsweise durch Steuer-organc einstellt, die nebeneinander an einer Tafel angebracht sind, um an diesen Stellen vorherbestimmte Winkel zur Beeinflussung des frei hochstehenden Bogens des Rohrstranges aufrechtzuerhalten, der nach der F i g. 1 von der Trommel 40 oder nach der F i g. 4 i von der Trommel 140 abgeht und zum oberen Teil der Einführungsvorrichtung 18 verläuft. Durch sorgfältige Steuerung mindestens einer der hydraulischen Pumpeneinheiten kann der frei emporragende Bogen innerhalb einer gewünschten Toleranz aufrechterhalten werden, so daß der Rohrstrang 30 keine Schleife bildet oder gestreckt wird, wenn er ohne Zwischen-abstützung zwischen der Trommel und der Einführungsvorrichtung am Eruptionskreuz hin- und herbefördert wird.

Claims

1. Einrichtung zum Ausführen von Arbeiten in einem Bohrloch ohne Verwendung eines Bohrturmes über dem Eruptionskreuz und unabhängig von der relativen Höhe des Eruptionskreuzes und einer Arbeitsplattform, welche

a) eine bewegbare Arbeitsplattform, die in die Nähe des Eruptionskreuzes bewegbar ist,

b) eine Rohreinführungsvorrichtung auf dem Eruptionskreuz,

c) eine auf der Arbeitsplattform aufgestellte Trommel für einen Rohrstrang,

d) eine auf die Trommel aufgewickelte fortlaufende Länge eines Rohrstranges,

f) eine nahe am Umfang der Trommel angeordnete Vorrichtung zum Biegen des Rohrstranges, g) eine Antriebsvorrichtung für die Rohrbiegeeinrichtung, die eine abgewinkelte I-änge des Rohrstranges zu einem Bogen formt, der von der Trommel aus zu der über dem Eruptionskreuz angeordneten RohreinführungsVorrichtung auf diese axial ausgerichtet verläuft, und

h) eine Vorrichtung zum Abwickeln des Rohrstranges von der Trommel unabhängig von der Geschwindigkeit, mit der der Rohrstrang von der Rohreinführungsvorrichtung in das Eruptionskreuz eingeführt wird,

aufweist, gekennzeichnetdurch eine Fühleinrichtung zum Beeinflussen der Geschwindigkeit des Abwickeins des Rohrstranges von der Trommel durch die Abwickeleinrichtung im Verhältnis zur Einfuhrungsgeschwindigkeit des Rohrstranges in das Eruptionskreuz in einer Richtung und in einem Ausmaß, das erforderlich ist, um bei dem Bogen eine vorherbestimmte Krümmung aufrechtzuerhalten, wobei die Fühleinrichtung auf die Lage des Rohrstranges in dem Bogen anspricht, wenn dieser in der vorherbestimmten Krümmung verläuft.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Klemmräder vorgesehen sind, die eine Anfangsverformung des Rohrquerschnitts von der ursnrünclich runden in eine ovale Form bewirken.