DE1558994B1

DE1558994B1 - Verfahren fuer das Arbeiten an Unterwasserbohrloechern sowie Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens

Info

Publication number: DE1558994B1
Application number: DE19671558994
Authority: DE
Inventors: Fowler John Hyde; Herd David Paul
Original assignee: Rockwell Manufacturing Co
Current assignee: Smith International Inc
Priority date: 1966-08-15
Filing date: 1967-07-28
Publication date: 1971-12-09
Also published as: US3421580A; GB1190589A; NL6711226A; NL158582B

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren für das Arbei- nen, ohne daß sie von ihren Sitzen abgehoben werten an Unterwasserbohrlöchern, bei welchem sich der den müssen.

Bohrlochanschluß anfangs unter und anschließend Zum zeitweisen Stillegen der Bohrung kann nach

über dem Wasserspiegel befindet und bei dem ein einer vorteilhaften Verfahrensweise das Hauptfüh-Unterwasser-Bohrlochkopf, ein in den Meeresboden 5 rungsrohr mit dem Anschlußkopf entfernt und daeingelassenes Standrohr sowie ein am Unterwasser- nach eine Bohrlochkappe an dem Unterwasser-Bohr-Bohrlochkopf angebrachtes, über den Meeresspiegel lochkopf befestigt werden.

hinausreichendes Führungsrohr mit Anschluß ver- Für die Wiederinbetriebnahme der zeitweise stillwendet werden. Die Erfindung betrifft weiterhin eine gelegten Bohrung kann in der Weise verfahren wer-Unterwasser-Hängevorrichtung zur Durchführung io den, daß die Bohrlochkappe entfernt wird und die des Verfahrens mit Hangern und Rohranschlüssen an zusätzlichen Führungsrohre wieder installiert werderen unteren Enden sowie Abstützeinrichtungen den, worauf ein Futterrohrkopf sowie eine Steuerauf deren Außenseite zur Abstützung auf einem einrichtung und daraufhin ein Steigrohrkopf sowie umgebenden Element, ferner mit Einrichtungen an eine Überwasser-Dichtungspackung installiert werdiesen Hängern, die ein Fluid von unten nach oben 15 den und ferner die Steigrohrfahrt eingebracht und über den Hänger strömen lassen. ein Überwasser-Produktionskreuz angeordnet wird.

Aus der deutschen Patentschrift 1119 801 ist es Eine andere Verfahrensweise besteht darin, daß

bekannt, Arbeiten an Unterwasser-Bohrlöchern zeit- nach dem Abnehmen der Bohrlochkappe ein weilig über und zeitweilig unter Wasser durchzufüh- Unterwasser-Steigrohrkopf installiert, die Steigren. Dabei können Ventile, Abzapfleitungen usw. 20 rohrfahrt eingebracht und eine Dichtungspackung zeitweise in den Bereich oberhalb des Wasserspiegels angeordnet wird, worauf ein Unterwasser-Produkverlegt werden, wo sie besser zugänglich sind. Ferner tionskreuz installiert und die Bohrung zur Produkist es aus der Erdöl-Zeitschrift, 80. Jg., Okt. 1964, tion gebracht wird.

bekannt, bei der Unterwasserkomplettierung einer Eine weitere vorteilhafte Verfahrensweise besteht

Sonde ein Führungsrohr zu verwenden. Diese be- 25 darin, daß ein Unterwasser-Steigrohrkopf installiert, kannte Verfahrenstechnik wurde bisher aber noch die Steigrohrfahrt eingebracht und eine Dichrungsnicht bei Zementier- und sonstigen Komplettierungs- packung angeordnet wird, worauf das Hauptfüharbeiten angewendet, da hierbei verschiedene Schwie- rungsrohr und der daran befestigte Anschlußkopf rigkeiten auftreten. Es ergeben sich beispielsweise entfernt und schließlich ein Unterwasser-Produk-Probleme hinsichtlich Aufhänge- und Druckbean- 30 tionskreuz installiert und die Bohrung zur Produkspruchungen, bezüglich einer geeigneten Ausbildung tion gebracht wird.

der für die Zementierung erforderlichen Zirkulation, Zur Durchführung derartiger Verfahren wird nach

der unter Wasser liegenden Abdichtungen und des der Erfindung eine Unterwasserbohrloch-Hängevor-Schutzes offener Verrohrungs- und Ausrüstungsteile richtung mit Hängern und Rohranschlüssen an deren unter Wasser sowie bezüglich der Ausbildung leicht 35 unteren Enden sowie Abstützeinrichtungen auf deren herzustellender und störungsfrei arbeitender Ver- Außenseite zur Abstützung auf einem umgebenden bindungen und Anschlüsse, die an entlegener Stelle Element, ferner mit Einrichtungen an diesen Hänunter Wasser hegen. gern verwendet, die ein Fluid von unten nach oben

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein über den Hänger strömen lassen. Diese Vorrichtung Verfahren der eingangs beschriebenen Art sowie eine 40 zeichnet sich im wesentlichen dadurch aus, daß am Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens so oberen Ende eines jeden Hängers eine abdichtende auszubilden, daß diese Schwierigkeiten überwunden Verriegelungsverbindung vorgesehen ist, die in Umwerden, übliche Einrichtungen verwendet werden fangsrichtung angeordnete Zahnsegmente am Hänger können und sich die Möglichkeit ergibt, eine Sonde aufweist, die aus Reihen steigungsfreier Zähne beüber oder unter Wasser zu komplettieren oder auch 45 stehen und abwechselnd zwischen glatten Wandfür eine spätere Uberwasser- oder Unterwasser- abschnitten angeordnet sind, komplettierung zeitweise stillzulegen. Aus der USA.-Patentschrift 3 179 448 ist es be-

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung verfah- kannt, Absetzschultern und Abstandhalter an einem rensmäßig im wesentlichen dadurch gelöst, daß nach Hänger vorzusehen. Ferner beschreibt die USA.-dem Einbringen des Unterwasser-Bohrlochkopfes 50 Patentschrift 3 171674 Hänger, die mit einem und des ersten Standrohres ein Hauptführungsrohr üblichen Gewinde versehen sind, so daß die Verbinauf den Unterwasser-Bohrlochkopf aufgesetzt wird dung durch mehrere Umdrehungen in einer Richtung und die Bohr- sowie Zementierarbeiten über den gelöst werden muß. Bei der erfindungsgemäßen Ausoberhalb des Meeresspiegels angeordneten Anschluß- bildung mit steigungsfreien Zahnabschnitten kann die kopf unter Verwendung weiterer Mantelrohre mit 55 Verbindung mit weniger als einer halben Drehung perforierten Hängern und im Hauptführungsrohr außer Eingriff gebracht werden, und außerdem kann verlegter zusätzlicher Führungsrohre durchgeführt die Verbindung durch Verdrehen in der gleichen werden, nach deren Abschluß die Abdichtung der Richtung sowohl eingerastet als auch wieder gelöst Hänger erfolgt. werden, wodurch ein unbeabsichtigtes Lösen anderer

Diese Verfahrensweise ermöglicht die Verwen- 60 Verbindungen, die gegebenenfalls durch Verdrehen dung üblicher Uberwasser-Preventer und anderer in der entgegengesetzten Richtung zustande gekom-Steuereinrichtungen sowie die Komplettierung der men sind, verhindert wird. Ferner wird durch diese Sonde über oder unter Wasser. Die Mantelrohre Ausgestaltung erreicht, daß die Verbindung im einwerden mittels Fluidzirkulation durch die in den gerasteten Zustand ebenso stabil wie eine Schraub-Hängern ausgebildeten Durchlässe zementiert. In 65 verbindung ist.

den Ringräumen zwischen den Hängern können Weitere vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestal-

dann später Dichtungspackungen eingesetzt werden, tungen einer derartigen Vorrichtung sind in den wodurch die Mantelrohre zementiert werden kön- Unteransprüchen beschrieben.

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Beispielsweise Ausführungsformen nach der Erfin- zusammengehalten. Die Nabenteile weisen Flansche dung werden nachfolgend an Hand der Zeichnungen 22 a, 2Aa auf, die auf der Rückseite konische Ringnäher erläutert. Es zeigt flächen haben, die an konischen Innenflächen der

F i g. 1 zur Erläuterung in einer Seitenansicht eine im Querschnitt U-förmigen, unterteilten Klemmuffe

Bohrplattform mit Führungs- und Standrohr, 5 25 anliegen. Die Klemmuffe 25 kann beispielsweise

F i g. 2 in einer Schnittansicht die Anordnung der mittels Schraubbolzen 25 α zusammengehalten wer-

Hänger im Unterwasser-Bohrlochkopf, den. Zwischen den Flanschen 22 a, 24 α ist eine

F i g. 3 gleichfalls in einer Schnittansicht ein abge- Dichtung in Form eines O-Ringes 26 angeordnet,

dichtetes und geschlossenes Bohrloch, und außerdem ist an dem Flansch 22 a ein auf der

F i g. 4 in einer teilweise aufgeschnittenen Ansicht io Außenseite konischer Ringsteg 27 vorgesehen, der

den Unterwasser-Bohrlochkopf mit einer Bohrloch- sich mit der Konusfläche gegen eine entsprechend

kappe für zeitweise Stillegung des geschlossenen konische Fläche 28 einer ringförmigen Ausnehmung

Bohrloches, am Flansch 24 α legt. Eine auf dem Innenumfang des

F i g. 5 eine Anordnung für den Anschluß einer Nabenteiles 24 ausgebildete Schulter bildet eine

Pumpe, ₁₅ Stützfläche 29.

Fig. 6 im einzelnen einen Hänger mit steigungs- Nach dem Einbringen des Standrohres20 wird

freien Zahnsegmenten, eine Bohrung für ein 56-cm-Mantelrohr 30 nieder-

F i g. 7 einen Schnitt längs der Linie 7-7 in F i g. 6, gebracht, aufgerieben und das Mantelrohr 30 ein-

F i g. 8 eine abgeänderte Ausführungsform eines gesetzt und zementiert. Dieses Mantelrohr wird im

Hängers, 20 Bohrlochkopf 21 auf dieser Stützfläche 29 aufgehängt,

F i g. 9 einen Schnitt längs der Linie 9-9 in F i g, 8, in dem auf dieser Stützfläche Stützlappen 34 zur Anlage

F i g. 10 im einzelnen eine Rasteinrichtung, kommen, die auf dem Außenumfang eines Hängers

Fig. 11 einen Schnitt längs der Linie 11-11 in 32 ausgebildet sind. Das obere Ende des Hängers32

Fig. 10, ist über eine gegendruckfreie Verbindung mit einem

F i g. 12 in einer Schnittansicht eine Ausführungs- 25 ein Abdichtungselement bildenden Verbindungsform einer Abdichtung für eine erfindungsgemäß stück 33 mit einem weiteren Führungsrohr 31 verausgebildete Unterwasserbohrloch-Hängevorrichtung bunden. Dieses Führungsrohr 31 erstreckt sich nach in einem Schnitt längs der Linie 12-12 der Fig. 13, oben und wird an einen entsprechenden Verroh-

Fig. 13 die Vorrichtung nach Fig. 12 in einer rungskopf angeschlossen, der in an sich bekannter

Draufsicht, 30 Weise für den Anschluß eines üblichen Preventers

Fig. 14 teilweise im Schnitt ein Werkzeug zum dient. Die Dichtung am Verrohrungskopf und der

Einsetzen und Herausziehen der im Bohrlochkopf Preventer können dabei geprüft werden,

angeordneten Elemente, Die F i g. 6 und 7 zeigen den Hänger 32 mit dem

Fig. 15 eine Einzelheit der Vorrichtung nach Verbindungsstück33 im einzelnen. Der Hänger32

F i g. 14 im Eingriff mit einer Abdichtung, 35 wird üblicherweise als einstückiges Gußstück mit

Fig. 16 eine Ausführungsform eines Werk- einer zylindrischen Außenfläche und einer eben-

zeugs zum Einführen in Eingriff mit einer Abdich- solchen Durchgangsöffnung hergestellt. Nahe dem

tungseinrichtung zwischen zwei Hängern in einer unteren Ende sind in regelmäßigen Abständen die

Schnittansicht längs der Linie 16-16 der Fig. 17, radial vorspringenden Stützlappen34 angeordnet, die

Fig. 17 einen Schnitt längs der Linie 17-17 der 40 zwischen sich Durchlässe36 freilassen, die durch

Fig. 16, Ausnehmungen36a in der Wandung des Hängers 32

Fig. 18 eine Einzelheit der Vorrichtung nach nach innen erweitert sind, wie durch gestrichelte

F i g. 8 in einem senkrechten Schnitt. Linien angedeutet ist. Auf der Unterseite sind diese

Fig. 19 das Werkzeug nach Fig. 14 zur Stützlappen mit einer abgeschrägten Fläche 35 verHälfte im Schnitt längs der Linie 19-19 der Fig. 14 45 sehen, die mit der abgeschrägten Schulterfläche29 und zur Hälfte in der Draufsicht. des Nabenteiles 24 (F i g. 2) in Eingriff tritt. Am

In F i g. 1 ist schematisch eine Bohrplattform 11 unteren Ende des Hängers 32 ist ein Innengewinde 37

mit einem Bohrgerüst 10 dargestellt. Im Meeresboden zur Befestigung des Mantelrohres vorgesehen. Daran

ist ein Standrohr 20 eingelassen, an dessen über der nach oben anschließend ist eine nach innen vor-

Schlammlinie 13 liegendem Ende ein Unterwasser- 50 springende, oben abgeschrägte Stützschulter 38 aus-

Bohrlochkopf 21 angeordnet ist, an dem ein Haupt- gebildet, oberhalb der sich der Innendurchmesser des

führungsrohr 23 angeschlossen ist. Dieses erstreckt Hängers 32 vergrößert, damit ein weiterer Hänger 52

sich über den Wasserspiegel 12 und endigt oben in (Fig.2) mittels der Stützlappen abgestützt werden

einem Anschlußkopf 14, der einen herkömmlichen kann.

Bohrlochkopf 15 trägt. 55 Auf der Innenseite des oberen Endes am Hänger

Im folgenden wird im wesentlichen in Verbindung 32 und auf der Außenseite des Verbindungsstückes

mit dem Unterwasser-Bohrlochkopf 21 eine Anord- 33 sind für die Verbindung Zahnsegmente oder

nung mit 5 konzentrischen Rohren von beispielsweise Rippen 40 bzw. 41 in einer Umfangslänge von etwas

78, 56, 35 und 18 cm Durchmesser als Ausführungs- weniger als 30° ausgebildet. Die einander gegenüber-

beispiel beschrieben. 60 liegenden Flächen 40 α dieser Zähne, die im Quer-

Das Standrohr 20 von 78 cm Durchmesser ist über schnitt nach Art eines Trapezgewindes ausgebildet den Bohrlochkopf 21 mit dem Hauptführungsrohr 23 sind, jedoch keine Steigung aufweisen, treten nach verbunden. Wie F i g. 2 zeigt, besteht der Bohrloch- Art einer Verzahnung miteinander in Eingriff. Vorkopf 21 aus einem oberen Nabenteil 22, das am zugsweise sind hierbei die oberen Flanken der Zähne Hauptführungsrohr 23 beispielsweise angeschweißt 65 40 am Hänger 32 und in entsprechender Weise die ist. Ein unteres Nabenteil 24 ist in entsprechender unteren Flanken der Zähne am Verbindungsstück 33 Weise mit dem Standrohr 20 verbunden. Die beiden abgeschrägt. Der unterste Zahn 42 bzw. die ent-Nabenteile 22, 24 werden durch eine Klemmuffe 25 sprechende Zahnlücke 43 ist doppelt so breit wie die

übrigen ausgebildet. Hierdurch wird das richtige Ein- dicht gegen den Hänger 52. Zur Abdichtung sind in setzen erleichtert. Die Verbindung kann durch ge- diesem Bereich zwei O-Ringe 243, 244 vorgesehen, ringe Verdrehung hergestellt und durch eine weitere Zwischen diesen O-Ringen ist das Verbindungsstück Verdrehung in der gleichen Richtung wieder gelöst 53 bei 245 (Fig. 18) konisch gestaltet, damit eine werden. 5 entsprechend konische Fläche 246 am Hänger 52 Zur zusätzlichen Abdichtung zwischen dem Hän- dichtend zur Anlage kommt. Am oberen Ende des ger32 und dem Verbindungsstück 33 kann ein Hängers 52 sind mehrere, vorzugsweise sechs An-O-Ring 45 oberhalb der Zähne 40 eingesetzt wer- schlage 249 ausgebildet, die mit Keilen 250 in Nuten den. Zur Verhinderung einer Relatiwerdrehung zwi- 251 am Rand des Verbindungsstückes 53 angeordnet sehen dem Hänger 32 und dem Verbindungsstück 33 io sind und sich nach unten erstrecken, so daß sie zwiist zwischen diesen beiden Teilen ein Abscherstift 44 sehen den Anschlägen 249 liegen. ■
vorgesehen. Zum Lösen des Verbindungsstückes 33 Normalerweise wird das Verbindungsstück 53 mit braucht lediglich das Führungsrohr 31 verdreht zu dem Hänger 52 verbunden, bevor dieser in den Bohrwerden, wodurch der Abscherstift 44 abgeschert lochkopf eingebracht wird. Durch die abgeschrägten wird und die Zähne außer Eingriff treten. Die ent- 15 Flanken der Zähne wird eine dichte Anlage der sprechende Drehbewegung des Verbindungsstückes schrägen Schultern erreicht. Zur Sicherung wird da-33 relativ zum Hänger 32 wird durch einen An- nach ein Abscherstift 254 (F i g. 2) eingesetzt,
schlag 46 gestoppt, der am einen Ende einer Nut 47 Anschließend wird in ähnlicher Weise das Manam oberen Ende des Hängers 32 zum Anliegen telrohr 70 mit dem Hänger 72 und dem Verbinkommt. Am Innengewinde 49 des Verbindungs- 20 dungsstück 73 sowie dem Führungsrohr 71 eingesetzt. Stückes 33 wird dann das Führungsrohr 31 befestigt. Der Hänger 72 ist mit dem Hänger 52 nach Fig. 8 Nach dem Einbringen der 56-cm-Rohrfahrt wird identisch, abgesehen davon, daß der Stützring 55 eine 35-cm-Bohrung für das Mantelrohr 50 nieder- durch Rastklinken 80 ersetzt ist, die in den Fig. 10 gebracht, das dann zementiert wird. Die Fig. 2 zeigt und 11 im einzelnen dargestellt sind. Die Rastklinken in der eingebauten Stellung einen Hänger 52, ein 25 bestehen aus Riegelsegmenten 18, einer Segmentnut gegendruckfreies Verbindungsstück 53 und ein wei- 82, Führungen 83, einem Haltering 84 und Druckteres Führungsrohr 51, das sich nach oben erstreckt federn 85. Die Segmentnut 82 ist am äußeren Umfang und in üblicher Weise (nicht dargestellt) abgedichtet des Hängers 72 ausgebildet. Die Führungen 83 beist. stehen aus Stangen 86, die mittels Schrauben 87 an Wie aus den F i g. 8 und 9 ersichtlich ist, hat der 30 den Riegelsegmenten 81 festsitzen. Die Enden dieser Hänger 52 etwa im mittleren Abschnitt einen wesent- Stangen 86 gleiten in Führungsnuten 88, die in radialich größeren Außendurchmesser mit einer ent- lef Richtung in der oberen und unteren Seitenwand sprechend dickeren Wandstärke. In diesem Bereich der Segmentnut 82 ausgebildet sind. Die Klinkenform sind Kanäle 61 ausgebildet, die sich über den Um- ist so gewählt, daß diese Rastklinken nicht in fang verteilt in Längsrichtung durch die Wandung 35 irgendeine Ausnehmung eingerückt werden können, erstrecken, so daß sie einen weiteren Hänger 72 Beim Absenken des Hängers 72 in den Hänger 52 (F i g. 2) umgehen, der in diesem Hänger 52 aufge- greifen diese Riegelsegmente 81 automatisch in die hängt ist. Im mittleren Bereich ist der Hänger 52 auf entsprechenden Ausnehmungen 54 ein und stützen der Innenseite mit einer Rasteinrichtung 54 in Form die an ihnen hängende Last ab. . ■ .
von zwei Umfangsnuten versehen, die mit Rast- 40 Zum Lösen dieser Verbindung braucht lediglich klinken 80 zusammenwirken, um den Hänger 72 und der Hänger 72 angehoben zu werden, so daß die das daran befestigte Mantelrohr 70 (F i g. 2) abzu- Riegelsegmente 81 auf Grund ihrer oberen abgestützen. schrägten Flächen und der entsprechenden Flächen In diesem Falle ist am unteren Ende des Hängers der Ausnehmungen 54 radial nach innen gedrückt 52 ein Stützring 55 angeschweißt. In gleichmäßig 45 werden. Danach kommen die unteren Enden der über den Umfang verteilten Abständen sind durch Stangen 86 an dem Haltering 84 zum Anliegen, der diesen Stützring 55 hindurch Verbindungskanäle 55 α diese Rastklinken in der Nut 82 hält. Das Verbinausgebildet. Auf der Unterseite ist der Stützring ab- dungsstück 73 ist wie das Verbindungsstück 53 ausgeschrägt, so daß er sich an der Schulter 38 des gebildet.

Hängers 32 (Fig. 2) abstützen kann. Die Verbin- 50 Als nächster Schritt wird nach dem Niederbringen dungskanäle 55 α ergeben Fluiddurchlässe zwischen einer entsprechenden Bohrung das Mantelrohr 90 den Hängern 32 und 52. Mit 57 ist ein Innengewinde mit dem Hänger 92 und dem Verbindungsstück 93 in zum Anschließen des Mantelrohres 50 bezeichnet. den Bohrlochkopf eingebracht. Hieran wird das Am oberen Ende des Hängers 52 sind auf der In- Führungsrohr 91 angeschlossen, worauf die Zemennenseite Zahnsegmente 58 ausgebildet, die mit Zahn- 55 tierung vorgenommen wird. Der Hänger 92 ist gleich Segmenten auf der Außenseite des Verbindungs- dem Hänger 72 mit der Ausnahme, daß keine Stückes 53 in Eingriff treten und eine bajonettver- Durchlässe auf der Innenseite erforderlich sind, weil schlußartige Verriegelung ergeben, die ähnlich der es sich hier um die letzte Rohrfahrt handelt,
in Verbindung mit dem Hänger 32 beschriebenen ist. Die Sonde kann schnell komplettiert, zeitweise Die Zahnsegmente 241 entsprechen den Zähnen bzw. 60 stillgesetzt oder auch ganz stillgelegt werden. Wenn Zahnlücken 41 am Hänger 32. Der unterste Zahn die Komplettierung schnell durchgeführt werden soll, 252,253 ist gleichfalls etwa doppelt so dick wie die ist die nächste Maßnahme, an der Oberfläche den übrigen. 26-cm-Preventer zu entfernen, eine Abdichtung anzu-In einem beträchtlichen Abstand unter diesen bringen und einen Verrohrungskopf anzuschließen, Zähnen ist am Hänger 52 eine nach innen vor- 65 der mit einer entsprechenden Bodenabdichtung verstehende Stützschulter 242 ausgebildet. Zwischen sehen ist, und diesen zu prüfen. Danach wird ein dieser Schulter 242 und den Zähnen der Verriege- 16-cm-Preventer eingesetzt und geprüft, ein Rohrlungseinrichtung legt sich das Verbindungsstück 53 strang perforiert, abgedichtet und ein Druckventil

eingesetzt. Der Preventer wird dann entfernt, ein 201a der Welle 212 befestigt ist. Mit 206 ist ein

Produktionskreuz eingesetzt und geprüft und das Sicherungsstift bezeichnet. Ferner sind an der Welle

Bohrgestänge eingebracht. Derartige Maßnahmen weitere Querbohrungen 201 δ, 201c usw. vorgesehen,

sind an sich bekannt. so daß die Pflockeinrichtung in verschiedenen Höhen

Soll die Sonde zeitweise stillgelegt werden, so 5 angeordnet werden kann.

werden zunächst alle Perforationen abgepreßt und Die Eingriffseinrichtung 220 besteht aus einem

ein oder mehrere Brückenpflocks eingesetzt, einge- unteren Teil 221, einem Gleitring 222, einem Lager

stellt und in dem 18-cm-Rohrstrang in herkömm- 223 und einer Kappe 224. Auf der Außenseite vor-

licher Weise geprüft. Hierauf wird der 16-cm-Pre- stehende Zähne 225 bilden einen Außendurchmesser,

venter mit dem Verrohrungskopf und der Abdich- io der etwas kleiner ist als der Durchmesser der Um-

tung abgenommen. Das Führungsrohr91 mit dem fangsnutll2a in der Abdichtung 100 (Fig. 12,13).

Verbindungsstück 93 wird dann um etwa 30° im Bei 226 ist eine Stützschulter ausgebildet, auf der der

Uhrzeigersinn verdreht, wobei der Abscherstift 44 Gleitring 222 mit vier beabstandeten, vorstehenden

abgeschert wird. Die Drehbewegung wird durch An- Segmentabschnitten 227 aufliegt. Mit 228 und 230

schlage 46, 47 (F i g. 6) gestoppt. Das Führungsrohr 15 sind Schrauben bezeichnet. 229 sind bogenförmige

91 kann angehoben und vom Verbindungsstück ge- Nuten im Flanschabschnitt231. Eine Nut232 (Fig.

trennt werden. In ähnlicher Weise wird mit dem 15) nimmt einen mittels Schrauben 234 am Gleitring

Führungsrohr 71 verfahren. In diesem Fall wird eine 222 befestigten Keil 233 auf, der in eine in der Ab-

Dichtungspackung oder Abdichtung 100 eingesetzt, dichtung 100 ausgebildete Nut 113 eingreift (Fig. in dem sie an einem entsprechenden Werkzeug be- 20 12).

festigt und in den Hänger 72 eingefahren wird. Die Fig. 16 und 17 erläutern das Einsetzen des

Diese Abdichtung 100, die in den Fig. 12 und 13 Werkzeugs in die Abdichtung 100. Beim Lösen wird

im einzelnen dargestellt ist, besteht aus zwei Haupt- ein Abscherstift235 (Fig. 14) abgeschert, wobei die

teilen, einem oberen Teil 120, der zur Verriegelung Schraube 230 in der Nut 229 als Anschlag für die

dient, und einem unteren Teil 130, der die eigent- 25 Drehbewegung dient. Zum Herausnehmen der Ab-

liche Dichtung aufweist. Diese beiden Teile 120,130 dichtung 100 wird in die Bohrungen 236 (F i g. 14)

können relativ zueinander verdreht werden. Auf dem wiederum ein Scherstift 235 eingesetzt.

Außenumfang des oberen Teils 120 sind in Abstän- Zum zeitweisen Stillegen der Sonde wird das

den von 30° Zähne 103 und dazwischen glatte Zy- Führungsrohr 51 mit dem Verbindungsstück 53 ent-

linderflächen ausgebildet. Ferner ist ein Absatz 102 30 fernt, worauf eine Abdichtung 140 (F i g. 3, 4) in den

vorgesehen, auf dem ein Ring 101 aufliegt, der mit Ringraum zwischen den Hängern 52 und 72 in der

radial nach außen vorstehenden, in Winkelabständen gleichen Weise eingesetzt wird wie die Abdichtung

von 60 ° voneinander angeordneten Zapfen 101 a 100. Dieser Zustand ist in F i g. 3 dargestellt. An-

versehen ist. Dieser Ring 101 wird durch Stift- schließend wird das Führungsrohr 31 mit dem Ver-

schrauben 101 b gehalten, die in eine Ringnut 101c 35 bindungsstück 33 nach Abscheren des Stiftes 44 ab-

eingreifen. Auf der Innenseite des oberen Teils 120 genommen. Hierauf wird eine Bohrlochkappe 160

sind längsverlaufende Nuten 112 für das Einsetzen (Fig.4) mit entsprechender Verriegelung auf dem

eines Werkzeugs über 45° ausgebildet, die sich mit Hänger 32 befestigt. In der Bohrlochkappe ist ein

einer Umf angsnut 112 α kreuzen. Ferner ist am Ober- Rückschlagventil 163 angebracht. Mit 161 sind Zähne

teil ein O-Ring 104 und eine Ausnehmung 113 für 40 bezeichnet, die den Zahnsegmenten 40 entsprechen,

einen am Werkzeug angebrachten Keil vorgesehen. Ein O-Ring 162 bildet eine druckfeste Abdichtung.

Der untere Teil 130 besteht aus zwei Halteringen Beim Verdrehen der Bohrlochkappe 160 in die End-106,108 und einem Dichtungsring 107, beispielsweise stellung bilden Keile 164, die in Ausnehmungen 47 aus Gummi, der mittels Schrauben 109 zwischen die- eingreifen, einen Anschlag. Die Nut 164 a bildet sen beiden Halteringen eingespannt wird. Er soll da- 45 durch¹ Einsetzen eines weiteren Keiles eine Sicherung bei sowohl auf der Außen- wie auch auf der Innen- gegen unbeabsichtigtes Verdrehen durch einen Tauseite abdichten. eher.

In den Fig. 14 und 19 ist das Werkzeug im einzel- Eine weitere Maßnahme ist, das Hauptführungsnen dargestellt. Es besteht aus einer Führungsein- rohr 23 mit dem Nabenteil 22 abzunehmen. Durch richtung 205, einer Pflockeinrichtung 204 und einer 50 einen Taucher werden die Schraubbolzen 25 a der Eingriffseinrichtung 220. Die Führungseinrichtung Kiemmuffe 25 gelöst, worauf nach Entfernen des besteht aus Stahlrippen 205 α, die radial von einer Hauptführungsrohres 23 ein Dichtring 165 mit O-Rin-Welle 205 b vorstehen. Der äußere Durchmesser ist gen 166 und 167 eingesetzt wird. Zur metallischen etwas kleiner als der Innendurchmesser des innen- Abdichtung liegt die konische Abschrägung 168 an liegenden Hängers 92 (Fig. 3). Diese Führungsein- 55 dem entsprechenden Flächenabschnitt28 des unterichtung 205 bringt beim Einführen in den Hänger 92 ren Nabenteils 24 an, wie F i g. 4 zeigt. Wenn die das Werkzeug sowie die Abdichtung 100 vertikal und Sonde wieder in Betrieb genommen werden soll, horizontal in die richtige Lage. Die Werkzeugwelle kann auf Grund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung 212 ist mit einem Gewinde 213 versehen. Eine Prüf- die Komplettierung unter oder über Wasser durchbohrung 214 ist radial durch die Welle geführt. Zwi- 60 geführt werden. Bei der Unterwasserkomplettierung sehen der Pflockeinrichtung 204, die mit leichtem wird die Abdichtung 100 durch einen Unterwasser-Spiel in den Hänger 92 paßt, und der Werkzeugwelle Verrohrungskopf 170 ersetzt, wie er in F i g. 5 dar-212 bildet ein O-Ring 207 eine Abdichtung. Eine gestellt ist. Gleichzeitig wird die Abdichtung 140 weitere Abdichtung bildet der beweglich angeord- durch eine Abdichtung 140 a ersetzt. Die Verriegenete Ring 202 mit dem Haltering 203 und den 65 lung des Verrohrungskopfes erfolgt durch Zahn-O-Ringen 208,209 und 210. Der Haltering ist mittels segmente 171. Unterhalb der Zahnsegmente ist eine Schrauben 211 an der Pflockeinrichtung befestigt, Abdichtung 172 entsprechend dem unteren Teil 130 die mittels eines Bolzens 201 in einer Querbohrung der Abdichtung 100 (F i g. 12) teleskopartig und

durch Kugellager drehbar eingesetzt. 173, 174 sind Abstützschultern. F i g. 5 stellt eine bevorzugte Ausführungsform eines Unterwasser-Steigrohrkopfes dar, auf dem ein Unterwasser-Produktionskreuz installiert werden kann.

Zum Komplettieren der Sonde über Wasser wird die Bohrlochkappe 160 abgenommen, wobei vorher der Druck im Bohrloch durch das Rückschlagventil 163 geprüft wird. Nach Entfernen der Abdichtungen werden die zusätzlichen Führungsrohre mit den Verbindungsstücken, wieder installiert. Die weiteren Arbeiten folgen.in umgekehrter Reihenfolge wie bei der Stillegung der Sonde. Über dem Meeresspiegel wird ein üblicher Standard-Bohrlochkopf angebracht, mit der Ausnahme, daß nur Abdichtungen erforderlich sind und keine Hänger. Gegebenenfalls können auch nur einige Führungsrohre wieder eingesetzt werden. In an sich bekannter Weise kann ein Überwasser-Produktionskreuz installiert werden.

Zum ständigen Stillegen der Sonde werden im wesentlichen die gleichen Arbeiten wie beim zeitweisen Stillegen durchgeführt, jedoch werden keine Abdichten eingesetzt. Vor dem Abnehmen des Hauptführungsrohres werden alle Rohre zugepflockt und abgeschnitten oder unter der Schlammlinie ausgeblasen. Das Hauptführungsrohr kann dann mit dem Unterwasser-Bohrlochkopf sowie den darin aufgehängten Hängern herausgezogen werden.

Durch die Erfindung wird ein vielseitiges Kornplettierungsverfahren geschaffen, mit dem über oder unter Wasser an abgelegener, schwer zugänglicher Stelle schnell und leicht Arbeiten für die Komplettierung oder die völlige oder zeitweise Stillegung der Sonde durch mechanische Mittel durchgeführt werden können. Durch die Ausgestaltung der Hänger in Verbindung mit zusätzlichen Führungsrohren ist eine ständige Fluidzirkulation möglich.

Claims

Patentansprüche 40

1. Verfahren für das Arbeiten an Unterwasserbohrlöchern, bei welchem sich der Bohrlochanschluß anfangs unter und anschließend über dem Wasserspiegel befindet und bei dem ein Unterwasser-Bohrlochkopf, ein in den Meeresboden eingelassenes Standrohr sowie ein am Unterwasser-Bohrlochkopf angebrachtes, über den Meeresspiegel 'hinausreichendes Führungsrohr mit Anschluß verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einbringen des Unterwasser-Bohrlochkopfes und des ersten Standrohres ein Hauptführungsrohr auf den Unterwasser-Bohrlochkopf aufgesetzt wird und die Bohr- sowie Zementierarbeiten über den oberhalb des Meeresspiegels angeordneten Anschlußkopf unter Verwendung weiterer Mantelrohre mit perforierten Hängern und im Hauptführungsrohr "verlegter zusätzlicher Führungsrohre durchgeführt werden, nach deren Abschluß die Abdichtung der Hänger erfolgt. ^o

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptführungsrohr mit dem Anschlußkop£_;entfernt und danach zum zeitweisen Stillegen der-Bohrung eine Bohrlochkappe an dem Unterwasser-Bohrlochkopf befestigt §5 wird. "■"?-"

3. Verfahren-nach Anspruch 2, dadurch ge-, kennzeichnet, daß;? die- Bohrlochkappe" entfernt wird und die zusätzlichen Führungsrohre wieder installiert werden, daß danach ein Futterrohrkopf sowie eine Steuereinrichtung und daraufhin ein Steigrohrkopf sowie eine Uberwasser-Dichtungspackung installiert werden, daß ferner die Steigrohrfahrt eingebracht und ein Überwasser-Produktionskreuz angeordnet wird.

4. Verfahren nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Abnehmen der Bohrlochkappe ein Unterwasser-Steigrohrkopf installiert wird, die Steigrohrfahrt eingebracht und eine Dichtungspackung angeordnet wird, worauf ein Unterwasser-Prodüktionskreuz installiert und die Bohrung zur Produktion gebracht wird.

5. Verfahren nach Anspruch!, dadurch gekennzeichnet, daß ein Unterwasser-Steigrohrkopf installiert,, die Steigrohrfahrt eingebracht und eine Dichtungspackung angeordnet wird, worauf das Hauptführungsrohr und der daran befestigte Anschlußkopf entfernt und schließlich ein Unterwasser-Produktionskreuz installiert und die Bohrung zur Produktion gebracht wird.

6. Unterwasserbohrloch-Hängevorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit Hängern und Rohranschlüssen an deren unteren Enden sowie Abstützeinrichtungen auf deren Außenseite zur Abstützung auf einem umgebenden Element, ferner mit Einrichtungen an diesen Hängern, die ein Fluid von unten nach oben über den Hänger strömen lassen, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Ende eines jeden Hängers (32, 52,72,92) eine abdichtende Verriegelüngsverbindung vorgesehen ist, die in Umfangsrichtung angeordnete Zährisegmente (41, 241) am Hänger aufweist, die aus Reihen steigungsfreier Zähne bestehen und abwechselnd zwischen glatten Wandabschnitten angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an den Hängern (32, 52, 72, 92) mittels der Zahnsegmente (41,241) rohrförmige, abdichtende Verbindungsstücke (33, 53, 73, 93) befestigt sind und auf deren Innenseite am oberen Abschnitt ein Gewinde ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Zahnsegmente (41,241) gebildeten Verriegelungsverbindungen in der Eingriffsstellung durch Abscherstifte (44, 254) gesichert und an den Verbindungsstücken (33, 53,73, 93) ineinandergreifende Anschlageinrichtungen (46, 47, 249, 250) so angebracht sind, daß nach Abscheren der Abscherstifte eine begrenzte Relativbewegung der Verbindungsstücke zu den Hängern (92,52,32) zwischen der Eingriffs- und der Außereingriffsstellung möglich ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abdichtung auf der Außenseite des Verbindungsstücks (53) unterhalb der Zahnsegmente (241) eine konische Fläche (245) und an der Innenseite des Hängers (52) eine mit dieser Fläche (245) zusammenwirkende konische Fläche angeordnet und zwischen dem Abdichtungselement und dem Hänger O-Ringe (243, 244) vorgesehen sind.

10." Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützeinrich- ;. tung".aus mehreren über den Umfang des Hängers

(32,52) verteilten, vorspringenden Stützlappen (34) besteht.

11. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützeinrichtung aus radial beweglichen Rastklinken (80) besteht.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützeinrichtung (54) für die Rastklinken (80) auf der Innenseite des Hängers (52, 72) angeordnet ist und in der dahinterliegenden Wandung des Hängers Kanäle (61) ausgebildet sind, die oberhalb und unterhalb der Abstützeinrichtung (54) auf der Innenseite des Hängers münden.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die radial beweglichen Rastklinken aus mehreren Riegelsegmenten (81) bestehen, die radial beweglich in einer längs des Umfangs verlaufenden Segmentnut (82) angeordnet und durch Federn (85) abgestützt sind, wobei die Außenflächen dieser Riegelsegmente entsprechend den damit zusammenwirkenden Abstützflächen auf der Innenseite des umgebenden Hängers (52, 72) gestaltet sind.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Hänger (32,52,72,92) einen Unterwasser-Bohrlochkopf (21) bilden, der mit einem Hauptführungsrohr (23) verbunden ist, wobei die konzentrisch angeordneten Hänger unter Bildung dazwischenliegender ringförmiger Hohlräume abgestützt sind, in denen Abdichtungen (100, 140) eingesetzt sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Unterwasser-Bohrlochkopf (21) oder auf einem der Hänger eine Bohrlochkappe (160) angebracht ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem Hänger ein Produktionskreuz verbunden ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch

gekennzeichnet, daß die Abdichtungen (100,140) in senkrechter bzw. Längsrichtung verbindbar ausgebildet sind.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterwasser-Bohrlochkopf (21) aus einem oberen und einem unteren Nabenteil (22, 24) von zylindrischer Form besteht und einen zylindrischen Durchlaß aufweist, wobei das obere Nabenteil (22) an seinem unteren Ende einen Flansch (22 α} und das untere Nabenteil (24) an seiner Innenseite eine Ringschulter (29) und an seinem oberen Ende einen Flansch 24 ω) aufweist, daß ferner zur Verbindung der beiden Nabenteile eine Kiemmuffe (25) vorgesehen ist und zur Abdichtung eine konische Schulter (28) auf der Innenseite des oberen Endes des unteren Nabenteiles (24) und ein damit zusammenwirkender, nach unten gerichteter, konischer Ringsteg (27) am unteren Ende des oberen Nabenteils (22) ausgebildet sowie ein elastischer Dichtungsring (26) zwischen den Stirnflächen der Flansche (22 a, 24 a) der Nabenteile (22, 24) angeordnet sind, und daß schließlich am unteren Ende des unteren Nabenteils (24) und am oberen Ende des oberen Nabenteils (22) Rohrverbindungseinrichtungen vorgesehen sind.

19. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtungen (100) aus einem Befestigungsteil (120) zu deren lösbarer Befestigung an einem Stützglied und einem rohrförmigen Abdichtungsteil (130) bestehen, das drehbar mit dem Befestigungsteil (120) verbunden ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsteil (120) auf der Außenseite über den Umfang verteilt sich in Längsrichtung erstreckende Reihen steigungsfreier bogenförmiger Zähne (103) mit dazwischenliegenden glatten Umfangsflächen aufweist.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen