DE1281974B - Verfahren und Vorrichtung zur Ortung einer Unterwasserbohrung und zum Heransteuern eines mit Antriebseinheiten versehenen Ausruestungstraegers an die Unterwasserbohrung - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Ortung einer Unterwasserbohrung und zum Heransteuern eines mit Antriebseinheiten versehenen Ausruestungstraegers an die Unterwasserbohrung

Info

Publication number
DE1281974B
DE1281974B DET31022A DET0031022A DE1281974B DE 1281974 B DE1281974 B DE 1281974B DE T31022 A DET31022 A DE T31022A DE T0031022 A DET0031022 A DE T0031022A DE 1281974 B DE1281974 B DE 1281974B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
receiver
ultrasonic
equipment carrier
sound
underwater
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.)
Withdrawn
Application number
DET31022A
Other languages
English (en)
Inventor
Fontaine Catesby Armistead
Peter Leonard Paull
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.)
Texaco Development Corp
Original Assignee
Texaco Development Corp
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 Texaco Development Corp filed Critical Texaco Development Corp
Publication of DE1281974B publication Critical patent/DE1281974B/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/0206—Control of position or course in two dimensions specially adapted to water vehicles
    • G05D1/0208—Control of position or course in two dimensions specially adapted to water vehicles dynamic anchoring
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B41/00—Equipment or details not covered by groups E21B15/00 - E21B40/00
    • E21B41/0007—Equipment or details not covered by groups E21B15/00 - E21B40/00 for underwater installations
    • E21B41/0014—Underwater well locating or reentry systems
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/12—Underwater drilling
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S1/00—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith
    • G01S1/72—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S1/00—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith
    • G01S1/72—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • G01S1/76—Systems for determining direction or position line
    • G01S1/766—Conical-scan beam beacons transmitting signals which indicate at a mobile receiver any displacement of the receiver from the conical-scan axis

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. α.:
E21b
Deutsche EL: S a - 7/12
Nummer: 1281974
Äktenzelehen; P 12 81 9748-24 (T 31022)
Anmeldetäg: 28. April 1966
Auslegetag: 7. November 1968
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ortung einer Unterwasserbohrung und zum Heransteuern eines nut Antriebseinheiten versehenen Ausrüstungsträgers an die Unterwasserbohrung von einem auf der Meeresoberfläche befindlichen Schiff mit auf einem unter Wasser befindlichen Bohrlochkopf angebrachten Ultraschansendern, von welchen Schallwellen senkrecht nach oben in Richtung der Wasseroberfläche ausgesendet und von auf dem absenkbäreh Aüsrüstüngsträger angebrachten Empfängern aufgefangen werden.
Es sind Vorrichtungen bekannt, um mit Hilfe eines Ausrüstungsträgers Werkzeuge u. dgl. in ein unter Wasser befindliches Bohrloch einzuführen. Bei Leit- und Führungsvorrichtungen der genannten Art wird mittels einer Bohrlochlökalisierungsvorrichtung die Lage des Bohrlochkopfes festgestellt, wonach mit Hilfe von fernsteuerbaren Antriebsorganen die nötigen Lagekorrekturen durchgeführt werden. Das steuerbare Absenken des Ausrüstungsträgers besteht aus einer ständig sich Wiederholenden Auswertung der empfangenen, zur Lokalisierung dienenden Signale und aus einer daran sich anschließenden Betätigung der Antriebsorgäne.
Führungs- und Leitvorrichtungen dieser Art weisen jedoch den Nachteil auf, daß bei grober See, starker Strömung und bei großer Tiefe Schwierigkeiten beim Lokalisieren des Unter WäSser befindlichen Bohrlochkopfes auftreten. Das Einsteuern des Ausrüstungsträgers ist bei starker Strömung sehr erschwert, wenn nicht unmöglich«
Demgegenüber liegt die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, um einen mit Antriebseinheiten versehenen Aüsrüstüngsträger selbsttätig sich einsteuernd auf den unter Wasser befindlichen Bohrlochkopf abzusenken.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß mittels der auf dem Aüsrüstüngsträger angebrachten Empfänger deren Mittelpunktabweichung von den senkrecht nach oben in Richtung der Wasseroberfläche ausgesendeten Schallwellen nach Maßgabe der Stärke der empfangenen Impulse abgetastet wird und daß automatisch diesen Empfangsgrößen zugeordnete Steüerungsimpulse an die auf dem Ausrüstungsträger angebrachten Antriebseinheiten zugeleitet Werden, um die Läge des Ausrüstungsträgers so zu körrigieren, daß die Empfänger Senkrecht über den auf dem Bohrlochkopf angebrachten Ultraschallsendern zu liegen kommen»
Zwecküiäßigerweise wird das Ansteuern des Aüsrüstuiigsträgers stufenweise so durchgeführt, daß Mit-
Verfahren und Vorrichtung zur Ortung einer
Unterwasserbohrung und zum Heränsteueffi eines mit Antriebseinheiten versehenen
Ausrüstungstragers an die Unterwasserbohrung
Anmelder:
Texaco Development Corporation,
New York, N, Y. (V. St. A.)
Vertreter:
Dipl.-Ing. M. Licht, Dr. R. Schmidt,
Dipl.-Wirtsch .-Ing. A. Häüsmaiiü
und Dipl.-Phys. S. Herrmann, Patentanwälte,
8000 München 2, Theresienstr. 33
Als Erfinder benannt:
Fontaine Catesby Armistead, Därien, Conn.;
Peter Leonard Pauli, Weston, Conn. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. ν. Amerika vom 29. April 1965 (451955)
tels eines am Unter Wasser befindlichen Bohrlochkopf angeordneten Ultraschallsenders zuerst niederfrequente Ultraschallwellen in Richtung der Meeresoberfläche ausgesendet werden, daß ein auf demAüsrüstungsträger angeordneter Empfänger ein der Schallintensität entsprechendes elektrisches Signal der dem Empfänger zugeordneten Antriebseinheit zuleitet, um das den Ausrüstungsträger haltende Schiff so lange zu manövrieren, bis ein Maximalwert des elektrischen Signals aufgenommen wirds däß daraufhin der Frequenzbereich des Ultraschallsenders geändert wird, um hochfrequente Ultraschällwellen zu erzeugen, daß gleichzeitig ein weiterer, am unter Wasser befindlichen Bohrlochkopf angeordneter Ultraschallsender zur Erzeugung hochfrequenter Ultraschallwellen, die direkt auf die Meeresoberfläche gerichtet sind, erregt wird, däß der erste Empfänger auf die vom Ultrasehallsender ausgesendeten hochfrequenten Ultraschallwellen anspricht und daß der Aüsrüstüngsträger um die senkrechte Achse des Empfängers so lange gedreht wird5 bis sich der auf dem Aüsrüstüngsträger angeordnete zweite Empfänger auf die von dem zweiten Ultraschallsender aus-
809 630/458
3 -■ ■ ■ 4
gesendeten hochfrequenten Ultraschallwellen ein- mit den Leitungen 29 und 32 in einem Mehrlitzen-
steuert, um in dieser Lage vom Ausrüstungsträger kabel 36, welches sich zwischen dem unter Wasser
Bohrwerkzeug in das Bohrloch einführen zu können. befindlichen Bohrlochoberteil und der Boje 31 er-
Um Empfänger und Ultraschallsender genau über- streckt, geführt. Auf der Boje befindet sich ein elek-
einander ausrichten und damit Werkzeug in das 5 irischer Anschluß, welcher das Mehrlitzenkabel 36
Bohrloch einführen zu können, ist die Empfangs- mit einem weiteren Mehrlitzenkabel 41 verbindet,
und Antriebseinheit so aufgebaut, daß jeder Empfän- Das Mehrlitzenkabel 41 erstreckt sich zwischen der
ger in gleichem Abstand voneinander befindliche, auf Boje 31 und dem Bohrschiff 11, so daß eine Verbin-
einem gemeinsamen Kreis angeordnete Wandler auf- dung zur Steuerkonsole 30 und zur Stromquelle 72
weist und daß die Wandler je einer radial zum Emp- 10 hergestellt ist.
fänger ausgerichteten motorischen Antriebseinheit Der Durchmesser der Ultraschallsender 27 und 28 zugeordnet sind. Es zeigt ist im Bereich von etwa 25 cm. Sie arbeiten etwa im F i g. 1 eine Ansicht des Bohrschiffes und der Vor- Bereich von 1 MHz. Durch diese Kombination von richtung zum-selbsttätigen Ansteuern und Einführen Sendergröße und Frequenz wird ein stark gebündelder Ausrüstung in die unter Wasser befindliche Boh- 15 ter Schall erzeugt. Das bedeutet, daß schrnalwinklige rung, Schallbündel erzeugt werden, welche direkt von dem Fig. 2 eine Draufsicht eines der Schallempfänger unter Wasser befindlichen Bohrlochoberteil in Richmit den zugehörigen Antriebseinheiten, tung der Meeresoberfläche gerichtet werden. Vom Fig. 3 eine schematische Ansicht des Schallemp- Bohrschiff 11 wird, wie in Fig. 1 zu sehen ist, mit fängers, wobei die Linien gleicher Schallintensität des 20 Hilfe eines Derrick-Kranes 43 ein Leitrohr 42 in das Schallbündels auf dem Empfängergehäuse dargestellt Meer abgesenkt. Es sollte erwähnt werden, daß die sind, wenn dieses zum Schallbündel zentriert ist, Ausrüstung, welche in die Bohrung eingeführt wird, Fig. 4 eine schematische Ansicht eines Schallemp- nicht notwendigerweise eines Leitrohres bedarf und fängers entsprechend Fig.3, wobei jedoch die Linien daß ein Bohrstrang oder ein Log für die Entnahme gleicher Schallintensität auf dem Empfängergehäuse 25 von Bohrproben durch die Schalleitvorrichtung didargestellt sind, wenn sich dieses vom Mittelpunkt rekt in das Bohrlochoberteil eingeführt werden kann, des Schallbündels in der gezeigten Richtung ent- Am unteren Ende des Leitrohres 42 befindet sich fernthat, ein Ausrüstungsträger 46. Dieser Ausrüstungsträger F ig. 5 eine schematische Ansicht der in der Steuer- 46 kann im wesentlichen den Ausführungsformen konsole von F i g. 1 dargestellten Frequenzschaltvor- 30 entsprechen, welche beim Bohren in tiefem Wasser richtung für die Ultraschallerzeugung. verwendet werden, mit Ausnahme baulicher Unterin Fig. 1 der Zeichnungen ist ein Bohrschiff 11 schiede an den seitlichen Enden, da auf die nordargestellt, welches mit Hilfe von Ankertrossen 12 malerweise verwendeten Führungsleitungen verzichtet und 13 direkt über: der Bohrung 16 verankert ist. wurde und der Träger in Verbindung mit Ultraschall-Der im Meeresgrund -14 befindliche Bohrlochoberteil 35 führungen gehalten wird.
ist um die Bohrung 16 angeordnet; eine den Bohr- Der Ausrüstungsträger 46 ist mit Empfängern 47 lochoberteil tragende großflächige Grundplatte 21 in und 48 an seinen beiden Enden ausgestattet. Diese Form eines Zementblockes liegt auf dem Meeres- Empfangsbehälter 47 und 48 stehen zentriert zu den grand 14 auf, so daß ein Absinken des Bohrloch- Schallbündeln, welche von den Ultraschallsendern 27 Oberteils in den Schlamm bzw. in den Schlick ver- 40 und 28 erzeugt werden. Die Ausrüstung, welche zur mieden wird. Die Grundplatte 21 des Bohrlochober- Unterwasserbohrung herabgelassen werden soll, ist teils besitzt eine Öffnung 22, welche mit der Bohrung zwischen den Empfängern 47 und 48 am Ausin Verbindung steht. Ein Führungskörper 23 der rüstungsträger 46 angeordnet. Diese Lage entspricht Grundplatte 21 erstreckt sich von der Öffnung 22 in der des trichterförmigen Führungskörpers 23 in be--Richtung der Meeresoberfläche. Der Führungskörper 45 zug auf die Ultraschallsender 27 und 28. Wenn sich weist trichterförmige; Gestalt auf, um das Einführen die Empfänger 47 und 48 direkt im Mittelpunkt ihrer von Werkzeug in die Bohrung zu erleichtern. zugehörigen Schallbündel befinden, ist der' Aus-Auf der Grundplatte 21 befinden sich Ultraschall- rüstungsträger 46 in seiner Lage ausgerichtet, d. h., sender 27 und 28. Diese können den bekannten Aus- daß die von dem Ausrüstungsträger 46 gehaltene führungsformen von Umwandlern für Ultraschall ent- 50 Ausrüstung senkrecht mit dem rohrförmigen Fühsprechen, z.B. den magnetostriktiven oder den piezo- rungskörper 23 der Unterwasserbohrung fluchtet, so elektrischen Ausführungsformen. Die Ultraschau- daß die Ausrüstung eingeführt, werden kann,
sender 27 und 28 sind einander gegenüberliegend je- Wie aus F i g. 2 hervorgeht, ist jeweils ein Empweils in gleichem Abstand zum Führungskörper auf fänger 47 bzw. 48 mit je drei. Wandlern 51, 52 und der Grundplatte 21 angebracht. Die Ultraschallsen- 55 53 bestückt. Diese befinden sich in gleichem Abstand der 27 und 28 können, obwohl sie in der dargestell- voneinander auf einem gemeinsamen Kreis, welcher ten Ausführungsform gleichen Abstand vom Füh- zum Empfänger 47 oder 48 konzentrisch angeordnet rungskörper 23 aufweisen, von diesem verschieden ist. Da die Empfänger 47 und 48 einander genau entgroße Abstände einnehmen, d. h. auf verschieden sprechen, wird nur einer dargestellt und beschrieben, großen Radialabständen angebracht sein. Die Erre- 60 Jeder der Wandler 51, 52 und 53 steht mit einer gung des Ultraschallsenders 27 erfolgt über die elek- . Antriebseinheit 56, 57 und 58 in Verbindung. Die irischen Leitungen 29 und 32. Eine Leitung dient für "Antriebseinheiten bestehen aus einem Motor 61 mit die relativ hochfrequente Ultraschallerregung des einer Schiffsschraube 62. Motor und Schiffsschraube Senders 27, während die andere Leitung für die re- befinden sich in einem Gehäuse, welches radial nach lativ niederfrequente Ultraschallerregung geeignet ist, 65 außen gerichtet und unterhalb des Empfangsbehälwie sie im Verlauf der Beschreibung noch dargestellt ters angeordnet ist. Die motorgetriebene Schifiswird. Die Erregung des Ultraschallsenders 28 ge- schraube 62 übt eine Kraft auf den Empfänger aus, schieht über eine. Leitung 34. Die Leitung 34 wird welche radial zu diesem gerichtet ist, so daß der
I 281
Empfänger bezüglich des Schallbündels ausgerichtet werden kann. Die Wandler 51, 52 und 53 können herkömmlichen Ausführungsformen entsprechen, wie sie unter Wasser verwendet werden. Die Schallempfänger sollten im Frequenzbereich der Schallsender arbeiten, z. B. im Bereich von 1 MHz. Die Motoren 61 sind synchrongeschaltet, wie sie bei herkömmlichen Servo-Systemen verwendet werden. Die Umdrehungsgeschwindigkeit dieser Motoren entspricht dem elektrischen Eingangswert. Strom wird den Motoren 61 und den Wandlern 51, 52 und 53 (F i g. 2) durch ein Kabel 71 zugeführt, welches zur Stromquelle 72 auf dem Bohrschiff 11 führt (F i g. 1). Eine Leitung 73 (F i g. 2) wird von jedem der Wandler 51, 52 und 53, welche zu den Motoren 61 führen, gespeist; die Leitung leitet das elektrische Steuersignal der den Schall aufnehmenden Wandler. Man kann erkennen, daß jeder der den Schall aufnehmenden Wandler und die dazugehörige Antriebseinheit in Form eines Servo-Kreises miteinander verbunden sind. Zv/ischen den Wandlern und den zugehörigen Antriebseinheiten kann eine Verstärkung notwendig sein. Die Verstärker 51a, 52 & und 53 c, welche mit den schallaufnehmenden Wandlern 51, 52 und 53 in Verbindung stehen, sind im Empfängergehäuse angeordnet.
Während des Betriebes erzeugen die auf einem Empfänger angeordneten Wandler elektrische Signale gleicher Stärke, wenn das Empfängergehäuse zentrisch zum Schallbündel liegt. Dies wird in F i g. 3 durch die gleiche Länge der Pfeile 81,82 und 83 dargestellt, welche sich in der Mitte der drei Wandler befinden. Das elektrische Signal wird dem Motor 61 der zugehörigen Antriebseinheit zugeleitet; an dieser Einheit dreht sich die zugehörige Schiffsschraube mit entsprechender Drehgeschwindigkeit, wodurch eine Zentrierkraft auf das Empfängergehäuse ausgeübt wird. Da jedes der elektrischen Signale gleich ist, entsprechen sich auch die von den dreiAntriebseinheiten erzeugten Vortriebe, und folglich bleibt der Empfänger zentriert zum Schallbündel stehen. Die Kreislinien 86 in F i g. 3 zeigen Linien gleicher Schallstärke des Schallbündels. Man kann erkennen, daß die Linien in Richtung des Empfängergehäusemittelpunktes dicker sind. Dadurch wird angezeigt, daß die Intensität in Richtung des Mittelpunktes ansteigt und im Mittelpunkt des Schallbündels selbst am größten ist.
In F i g. 4 werden dieselben Kreislinien 86 gleicher Schallintensität in einer Lage dargestellt, in welcher sich das Empfängergehäuse aus dem Mittelpunkt des Schallbündels entfernt hat. Wie man sehen kann, ist der Wandler 53 des Empfängers in Richtung des Schallbündelmittelpunktes verschoben worden; folglich ist auch der Pfeil 83 des Wandlers 53 länger als der entsprechende Pfeil in Fig. 3. Die Intensität des Schallbündels ist bei diesem den Schall empfangenden Wandler wesentlich größer, da die Schallintensität im Mittelpunkt des Schallbündels am größten ist, wie bereits erwähnt wurde. Entsprechend wurde die Länge des Pfeiles im Wandler 52, verglichen mit der Pfeillänge in Fig. 3, gekürzt. Dasselbe trifft für den Pfeil 81 des Wandlers 51 zu. Das von dem Wandler 53 erzeugte stärkere elektrische Signal vergrößert entsprechend die Umdrehungsgeschwindigkeit der Schiffsschraube 62 des Motors 61 in der Antriebseinheit 58 (F i g. 2). Eine entsprechend größere Zentrierkraft wird von der Antriebseinheit 58 auf das Empfängergehäuse ausgeübt; sie ist darauf gerichtet, den Empfänger in den Mittelpunkt des Schallbündels zu schieben. Die abgeschwächten elektrischen Signale der Umwandler 51 und 52 bewirken eine Verringerung in der Umlaufgeschwindigkeit der Schiffsschrauben 62 der Antriebseinheiten 56 und 57.
Der dargestellte Ultraschallsender 27 dient zur Einsteuerung auf den unter Wasser befindlichen Bohrlochoberteil. Es können dabei alle Bauarten von Schallsendern verwendet werden. Wie in F i g. 5 dargestellt ist, wird der Ultraschallsender 27 bei Betätigung des Schalters 75 erregt. Wenn dieser mit dem niederfrequenten Ultraschallschwingungserreger 63 verbunden ist, wird die Verbindung mit der Stromquelle 72 hergestellt. Der Ultraschallsender 27 wird dadurch erregt, so daß er ein relativ niederfrequentes Ultraschallbündel aussendet, welches senkrecht zur Meeresoberfläche gerichtet ist. Wenn der Schalter 75 mit dem hochfrequenten Ultraschallschwingungserreger 64 in Verbindung steht, werden sowohl der Ultraschallsender 27 als auch der Ultraschallsender 28 erregt; sie senden daraufhin hochfrequente Ultraschallbündel in Richtung der Meeresoberfläche. Der dem Ultraschallsender 27 zugewandte Empfänger 47 spricht auf das niederfrequente Ultraschallbündel an und erfaßt angenähert den Mittelpunkt des Bündels.
Die Ortung des Bohrlochoberteils kann außer durch relativ hochfrequente Ultraschallsender auch durch einen einzelnen, in der Nähe des Bohrloches befindlichen, relativ niederfrequenten Ultraschallsender geschehen. Wenn ein einzelner Ultraschallsender zur Aussendung des niederfrequenten Ultraschallbündels verwendet wird, können die Empfänger, welche' den relativ hochfrequenten Ultraschallsendern zugeordnet sind, als Anzeigevorrichtung für das relativ niederfrequente Schallbündel verwendet werden. Es kann auch eine getrennte Empfangsvorrichtung Verwendung finden.
Die verhältnismäßig niederfrequenten Ultraschallwellen breiten sich im Wasser in einem weiten Winkelbereich aus. So hat dieses Bündel an der Oberfläche des Meeres einen Durchmesser, welcher von der Größe des Ultraschallsenders, der Sendefrequenz und der Lagetiefe des Senders abhängt. Diese Faktoren bestimmen auch die Intensität der Schallwelle. Bei einem Schallsender mit einem Durchmesser von 25 cm wird bei einer Frequenz von 100 kHz ein Schallbündel in einem Kreis von 18,3 m auf die Oberfläche des Meeres ausgestrahlt, wenn die Schallquelle in einer Tiefe von 91,5 m liegt. Weitere Hinweise auf die Auswirkungen der Frequenz, der Tiefe und der Intensität werden im Verlauf der Beschreibung in Tafeln dargestellt.
Um den unter Wasser befindlichen Bohrlochkopf zu orten, muß das Bohrschiff 11 an der Boje 31, welche am Bohrloch durch eine Ankertrosse 33 verankert ist, festgemacht werden. Beim Arbeiten in tiefen Gewässern unterliegt die Boje jedoch beträchtlicher Abdrift, weshalb die Boje nicht angibt, ob sich das Bohrloch direkt darunter befindet. Über die Boje 31 wird die elektrische Verbindung zwischen dem Bohrschiff und den Schallsendern am unter Wasser befindlichen Bohrlochkopf hergestellt. Der benutzte Schallsender, wie z. B. die relativ niederfrequente Schallquelle, d. h. der Ultraschallsender 27, wird durch den Schalter 75 auf dem Bohrschiff eingeschaltet, so daß ein relativ niederfrequentes Ultraschallbündel erzeugt und in Richtung auf die Meeresoberfläche ausgesendet wird. Das Bohrschiff wird so
lange manövriert, bis ein Maximum von empfangener Intensität anzeigt* daß der Mittelpunkt oder nahezu der Mittelpunkt des Schällbündels vom Empfänger 47 angezeigt wuf de. Der Ultraschallsender 27 wird nun auf hochfrequenten Betrieb geschaltet. Das hochfre- S quente Schallbündel liegt nun im Empfangsbereich des Empfängers 47, welcher sich mit Hilfe der Antriebseinheit auf das Sähallbündel einsteuert. Der Ultraschallsender 28 wird gleichzeitig mit dem ÜltraschäUsenäer 27, welcher hochfrequente Schallbündel aussendet, eingeschaltet, Der Ausrüstüngsträger 46 wird um die Achse des von dem Ultraschallsender 27 ausgesendeten Sdhallbündels gedreht, bis der Empfänger 48 anspricht und sich auf das vom Ultraschallsender 28 erzeugte Schallbündel einsteuert. An diesem Punkt ist das Bohrschiff genau ausgerichtet, so daß das vom Ausrüstüngsträger 46 getragene Leitrohr 42 abgesenkt und automatisch in Richtung des trichterförmigen Führungskörpers 23 geleitet werden kann.
Es hat sich herausgestellt, daß bei einem kreis- und kölbenförmigea Schallsender des Radius R der HaIbwjnkeli4 des Schallkegels, innerhalb dessen nahezu der gesamte Schall mit Geschwindigkeit V und der Frequenz P erzeugt wird, durch folgende Formel gegeben ist:
Sin A = 0,61
F'R
So würden bei einem im Wasser befindlichen Schall-Sender mit einem Radius von 12,7 cm und einer Schallgeschwindigkeit von 1,524 ·108 m/sec die folgenden Werte für den Halbwinkel A gefunden:
35
Schwingungen pröSökunde A rd.
10*
IO5
10a
107		 49,5° oder 0,86
4,4° oder 0,076
0,4° oder 0,0076
0,04° oder 0,00076
Wie bereits erwähnt würde, ändert sich die Schall· dämpfung mit der Frequenzs wie durch die folgende Tafel dargelegt ist. In dieser Tafel sind die Entfernungen ίηϊ Meereswasser mit D10 wiedergegeben, bei denen jeweils die Intensität auf ein Zehntel absinkt;
45
Schwingungen pro Sekunde DlQ
m
10*
IQS
106
10?		 SO 480
457
76
1,16
50
S5
EntSpreehMd erzeugt ein Schallsender mit einem Durchmesser voü 25,4 em, welcher in einer Tiefe v'oü 91,44 m. angebracht ist, bei einer Frequenz von MHz einen HälbkegelWinkel von 0,4°. Dieser Win- 60 kel streut das Bündel an def Oberfläche über eine Gesamtlänge von nur 3,05 rn aus", während die Dichte der Schalleüergie sowohl durch die Dämpfung als äueh durch die geometrische Streuung auf 0,2 °/o der pro 929 ein2 ausgesendeten Gesamteneigie absinkt. 6g Bei einer Frequenz von 100 kHz beträgt der halbe KggeMihkel 4,4°5 und die Schallenergie wird über eine Gesamtlänge von 18,3 m ausgestreut. Die Dichte der Schallenergie an der Oberfläche des Meeres be= trägt 0äÖ2 °/e pro 929 Cm2.
Es wurde somit eine Vorrichtung geschaffen, mit welcher der unter Wasser befindliche Bohrlochoberteil geortet werden kann und mit welcher eine Aus* rüstung bzw, eiü Werkzeug direkt hinabgelassen und in die Bohrung eingeführt werden kann. Die Vor= richtung kompensiert automatisch die durGh Meeresströmungen hervorgerufenen Driftbewegungens da der Ausrüstungsträger mit Hilfe der Sehallbündel; Welche ihrer Natur nach strömungsfrei sind, eingesteuert wird.

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Ortung einer Unterwasserbohrung und zum Heransteuern eines mit Anttiebseinheiten versehenen Ausrüstungsträgers an die Unterwasserbohrung von einem auf der Meeresoberfläche befindlichen Schiff mit auf einem unter Wasser befindlichen Bohrlochkopf angebrachten Ultraschallsendern, von welchen Schallwellen senkrecht nach oben in Richtung der Wasseroberfläche ausgesendet und von auf dem äbsenkbaren Ausrüstüngsträger angebrachten Empfängern aufgefangen werden^ dadurch gekennzeichnet, daß mittels der auf dem Ausrüstungsträger angebrachten Empfänger deren Mittelpunktabweichung von den senkrecht nach oben in Richtung der Wasseroberfläche ausgesendeten Schallwellen nach Maßgabe der Stärke der empfangenen Impulse abgetastet wird und daß automatisch diesen Empfangsgrößen zugeordnete Steuerungsimpülse an die auf dem Ausrüstüngsträger angebrachten Antriebseinheiten zugeleitet werden, um die Lage des Ausrüstungsträgers so zu korrigieren, daß die Empfänger senkrecht über den auf dem Bohrlochkopf angebrachten Ultra= schällsendern zu liegen kommen!
2. Verfahren zur Ortung einer Unterwasserbohrung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines am unter Wasser befindlichen Bohrlochkopf angeordneten Ultraschailsenders zuerst niederfrequente Ultraschallwellen in Richtung der Meeresoberfläche ausgesendet werden, däß ein auf dem Ausrüstüngsträger ange= ördneter Empfänger ein der Schallintensität entsprechendes elektrisches Signal der dem Empfänger zugeordneten Antriebseinheit zuleitet, um das den Ausrüstüngsträger haltende ,Schiff so lange zu manövrierenä bis ein Maximalwert des elektrischen Signals aufgenommen wird, daß dar= aufhin der Frequenzbereich des Ultraschallsenders geändert wird* Um hochfrequent© Ultraschall= wellen zu erzeugen, daß gleichzeitig ein weiterer, am unter Wasser befindlichen Bohrlochkopf angeordneter UltrasGhallsender zurErzeugung hoch= frequenter Ultraschallwellen, die direkt auf die Meeresoberfläche gerichtet sind5 erregt wird, daß der erste Empfänger auf die vom Ultraschallsender ausgesendeten hochfrequenten Ultraschall· wellen anspricht und daß der Ausrüstüngsträger um die senkrechte Achse des Empfängers so lange gedreht wird, bis sich der auf dem Ausrüstungsträger angeordnete, zweite Empfänger auf die von dem zweiten Ultraschallsender ausgesendeten hochfrequenten Ultraschallwellen einsteuert5 um in dieser Lage vom Ausrüstüngsträger Bohrwerk= zeug hl das Bohrloch einführen zu können.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2 mit auf dem unter Wasser befindlichen Bohrlochkopf angebrachten Ultraschallsendern und auf dem absenkbaren Ausrüstungsträger angebrachten Empfängern, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Empfänger (47,48) in gleichem Abstand voneinander befindliche, auf einem gemeinsamen Kreis
10
angeordnete Wandler (51, 52, 53) aufweist und daß die Wandler je einer radial zum Empfänger ausgerichteten motorischen Antriebseinheit (56, 57, 58) zugeordnet sind.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 1178 026.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
809 630/458 10.68 © Bundesdruckerei Berlin
DET31022A 1965-04-29 1966-04-28 Verfahren und Vorrichtung zur Ortung einer Unterwasserbohrung und zum Heransteuern eines mit Antriebseinheiten versehenen Ausruestungstraegers an die Unterwasserbohrung Withdrawn DE1281974B (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US451955A US3336572A (en) 1965-04-29 1965-04-29 Sonic means and method for locating and introducing equipment into a submarine well
NL676711098A NL148708B (nl) 1965-04-29 1967-08-11 Inrichting voor het naar een onderwaterput geleiden van apparatuur.
US66036867A 1967-08-14 1967-08-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1281974B true DE1281974B (de) 1968-11-07

Family

ID=27351415

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DET31022A Withdrawn DE1281974B (de) 1965-04-29 1966-04-28 Verfahren und Vorrichtung zur Ortung einer Unterwasserbohrung und zum Heransteuern eines mit Antriebseinheiten versehenen Ausruestungstraegers an die Unterwasserbohrung
DE1756698A Expired DE1756698C3 (de) 1965-04-29 1968-06-28 Vorrichtungen zum Positionieren eines Schiffes

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1756698A Expired DE1756698C3 (de) 1965-04-29 1968-06-28 Vorrichtungen zum Positionieren eines Schiffes

Country Status (5)

Country Link
US (1) US3336572A (de)
DE (2) DE1281974B (de)
GB (2) GB1122243A (de)
NL (2) NL148708B (de)
NO (1) NO129244B (de)

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3413946A (en) * 1966-08-31 1968-12-03 Mobil Oil Corp Spar buoy vessel
US3444509A (en) * 1967-07-03 1969-05-13 Gen Dynamics Corp Sonar system
US3458853A (en) * 1967-08-08 1969-07-29 Eg & G Inc Underwater guidance method and apparatus
US3497869A (en) * 1968-09-09 1970-02-24 Pan American Petroleum Corp Electrical system for signaling between a floating vessel and a subsea well
US3602301A (en) * 1969-08-27 1971-08-31 Transworld Drilling Co Underwater borehole servicing system
FR2143533B1 (de) * 1971-06-28 1974-03-08 Subsea Equipment Ass Ltd
US3867712A (en) * 1972-06-28 1975-02-18 Honeywell Inc Adaptive filter
US3948522A (en) * 1973-04-04 1976-04-06 Industrial Patent Development Corporation Projectile simulation
US4025895A (en) * 1975-09-18 1977-05-24 Sante Fe International Corporation Navigation system for maneuvering a structure about a submerged object
DE2543293C3 (de) * 1975-09-27 1978-03-16 Thyssen Industrie Ag, 4300 Essen Unterwasser-Bohreinrichtung
JPS5373761A (en) * 1976-12-09 1978-06-30 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd Device for detecting swinging angle of suspended load
FR2384101A1 (fr) * 1977-03-18 1978-10-13 Seal Participants Holdings Procede de positionnement et de raccordement de conduits d'un bloc porteur aux conduits d'un bloc fixe et moyen de mise en oeuvre du procede
US4234047A (en) * 1977-10-14 1980-11-18 Texaco Inc. Disconnectable riser for deep water operation
US4190120A (en) * 1977-11-18 1980-02-26 Regan Offshore International, Inc. Moveable guide structure for a sub-sea drilling template
FR2441881A1 (fr) * 1978-11-17 1980-06-13 Sotraplex Procede et dispositif pour le reperage en position d'un engin autonome mobile sur une structure immergee
DE2933032C2 (de) * 1979-08-16 1985-03-14 Edgar 8510 Fürth Rathsburg Auffangvorrichtung für aus Unterwasser-Bohrlöchern unkontrolliert austretendes Erdöl
US4308600A (en) * 1980-04-15 1981-12-29 Sotraplex S.A. Method and apparatus for determining the position of a mobile apparatus on an immersed structure
US4547163A (en) * 1980-06-03 1985-10-15 Licentia Patent-Verwaltungs-G.M.B.H. Oil transfer apparatus
DE3024791A1 (de) * 1980-06-30 1982-01-21 Takenaka Komuten Co. Ltd., Osaka Vorrichtung zur behandlung von minderwertigem unterboden
GB2184236B (en) * 1981-07-27 1987-11-18 Gec Avionics Surveillance sonar for torpedo detection and guidance
FR2517068B1 (fr) * 1981-11-24 1985-10-11 Inst Francais Du Petrole Methode et dispositif pour mettre dans une position relative determinee deux elements immerges dans un milieu liquide conducteur
GB2117948A (en) * 1982-03-22 1983-10-19 Ml Aviation Co Ltd Initiation of devices by high- frequency sound waves
US4980871A (en) * 1989-08-22 1990-12-25 Visionary Products, Inc. Ultrasonic tracking system
US5231483A (en) * 1990-09-05 1993-07-27 Visionary Products, Inc. Smart tracking system
US5320175A (en) * 1993-01-29 1994-06-14 Shell Oil Company Subsea wellhead connections
AU2000273232A1 (en) * 2000-08-29 2002-03-13 Francois Bernard An apparatus and a device for driving an object by vibration or impact
GB2371509B (en) * 2001-01-24 2004-01-28 Weatherford Lamb Joint detection system
NO20030773L (no) * 2003-02-18 2004-08-19 Remora Tech As Anordning ved havbasert lasting og lossing av skip
USH2163H1 (en) * 2003-12-18 2006-08-01 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Guided thrust maneuvered shipboard crane
GB2429730B (en) * 2005-09-01 2007-11-28 Malcolm Duell Damping device
NO323151B1 (no) * 2005-11-25 2007-01-08 V Tech As Fremgangsmate og anordning for a posisjonere en krafttang ved en rorskjot
EP2196622A1 (de) * 2008-12-12 2010-06-16 Welltec A/S Unterwasserbohrlocheingriffsmodul
US9354343B2 (en) 2009-03-09 2016-05-31 Ion Geophysical Corporation Declination compensation for seismic survey
US9535182B2 (en) 2009-03-09 2017-01-03 Ion Geophysical Corporation Marine seismic surveying with towed components below water surface
US9389328B2 (en) 2009-03-09 2016-07-12 Ion Geophysical Corporation Marine seismic surveying with towed components below water's surface
US8593905B2 (en) * 2009-03-09 2013-11-26 Ion Geophysical Corporation Marine seismic surveying in icy or obstructed waters
WO2012149080A2 (en) * 2011-04-27 2012-11-01 Bp Corporation North America Inc. Marine subsea riser systems and methods

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2545179A (en) * 1948-04-07 1951-03-13 Standard Oil Co Submarine marker with sonic signal generators
US3160850A (en) * 1960-12-27 1964-12-08 Honeywell Inc Underwater locating apparatus
US3215202A (en) * 1961-10-10 1965-11-02 Richfield Oil Corp Off-shore drilling and production apparatus
US3222634A (en) * 1962-07-27 1965-12-07 Shell Oil Co Underwater locating device

Also Published As

Publication number Publication date
GB1182758A (en) 1970-03-04
DE1756698A1 (de) 1970-04-30
DE1756698C3 (de) 1975-08-28
NO129244B (de) 1974-03-18
NL6711098A (de) 1969-02-13
NL6809245A (de) 1969-02-18
US3336572A (en) 1967-08-15
GB1122243A (en) 1968-07-31
NL148709B (nl) 1976-02-16
NL148708B (nl) 1976-02-16
DE1756698B2 (de) 1975-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1281974B (de) Verfahren und Vorrichtung zur Ortung einer Unterwasserbohrung und zum Heransteuern eines mit Antriebseinheiten versehenen Ausruestungstraegers an die Unterwasserbohrung
EP1827965B1 (de) Einrichtung und verfahren zum tracken eines unterwasserfahrzeugs
DE2516095C3 (de) Einrichtung zur Erforschung und Überwachung des Meeresgrundes mit Hilfe von Unterwassergeräten
DE1238413B (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer von der Senkrechten abweichenden Hilfsbohrung
DE3300230A1 (de) Verfahren zur akustischen fernmessung zur bestimmung der relativen lage eines getauchten gegenstandes, bezogen auf ein fahrzeug und vorrichtung zu seiner durchfuehrung
EP2794393A1 (de) Einrichtung und verfahren zum einholen eines unbemannten unterwasserfahrzeugs
EP3234640A1 (de) Verfahren zur ortung eines objekts unter wasser
EP0877262B1 (de) Schleppkörper für Sonarsystem
DE2639476A1 (de) Verfahren zum fuehren einer unterwasseranordnung
DE3019848A1 (de) Stroemungsmesser zum messen von meeresstroemungen in grosser tiefe und in realzeit
EP3356220B1 (de) Verfahren zum einholen eines unterwasserfahrzeuges begleitfahrzeug und fahrzeugkombination
WO2021244863A2 (de) Tiefenvariables schleppsonar sowie verfahren zum betreiben
DE102018003402A1 (de) Bohrkopf für Erdbohrungen, Bohrvorrichtung für Erdbohrungen aufweisend den Bohrkopf, Verfahren zum Erfassen von Obiekten während einer Erdbohrung und Verwendung eines Empfängers zum Empfangen eines Funk-Signals in einem Bohrkopf zum Erdbohren
DE102005012900B3 (de) Verfahren und Vorrichtung zur von einer Unterwassereinheit aus geführten visuellen und elektronischen Beobachtung
DE1261785B (de) Verfahren und Vorrichtung zum Echoloten mit Unterwasserschall
DE2108561C3 (de) Vorrichtung zur Durchführung ozeanographischer und meteorologischer Messungen in Schelfgebieten
DE3117203A1 (de) "unterwasser-kupplungseinheit"
DE2644754A1 (de) Unterwasser-horchanlage
EP3098916A1 (de) Vorrichtung zum einbringen eines objektes, insbesondere eines kabels, in einen gewässergrund
DE2320734B2 (de) Unterwasserfahrzeug fuer arbeiten auf dem meeresboden
DE1265005B (de) Verfahren und Vorrichtung zur Unterwasserschallortung von unterseeischen Zielkoerpern
DE2347775C3 (de) Einrichtung zur Positionierung von zwei sich bewegenden Wasser-Fahrzeugen
DE3617704A1 (de) Verfahren zur uebertragung von daten in bohrgestaengen und anordnung zur durchfuehrung des verfahrens
DE1558993C3 (de) Verfahren und Vorrichtungen zur akustischen Bestimmung von Grenzflächen
DE102014113183A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Bergen eines autonomen Unterwasserfahrzeugs

Legal Events

Date Code Title Description
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
EHJ Ceased/non-payment of the annual fee