DE1974607U - Vorrichtung zum bohren eines bohrloches im meeresboden. - Google Patents

Description

_fAT_ENUNWA_LT^RA·⁵⁵⁰137*26.9.6/

DIPL-ING.

HELMUT GÖRTZ

6 Frankfurt am Main 70 Schneckenhofsfr. 27 - Tel. 6i 7079

C 11 3o3/5a GbM 22. August 1967

Gz./Be

Chevron Research Company, Delaware / USA

Vorrichtung zum Bohren eines Bohrloches im Meeresboden

Die vorliegende Erfindung "betrifft eine Vorrichtung zum Bohren eines Bohrloches im Meeresboden von einer an der Oberfläche des Wassers angeordneten Plattform aus, und betrifft insbesondere eine Führungseinrichtung mit lösbaren Führungsarmen zum Halten eines Bohrstranges sowie zum Zusammenwirken mit betriebswirksam angeschlossenen Führungskabeln, um den Rohrstrang und jedes an ihm angebrachte Bohrwerkzeug von einem Schiff zu einer vorbestimmten Stelle am Meeresgrund zu führen.

In Unlängst vergangenen Jahren ist viel Bohrarbeit an küstennahen Stellen ausgeführt worden: Im Golf von Mexico, vor der Californischen Küste, sowie an anderen Stellen. Die Tiefe des Wassers oberhalb des Bodens ist nicht länger der bestimmende Faktor für die Ausführbarkeit des Bohrens. Bohren von schwimmenden Plattformen aus ist bereits in sehr tiefen Gewässern verwirklicht worden. Wenn aber ein Bohrloch gebohrt wird, ist es notwendig, den Bohrstrang vom Bohrloch von Zeit zu Zeit zu entfernen. Dies bietet wiederum ein Problem des Wiedereinsetzens des Bohrstranges in das Bohrloch dar, wenn es zum Wasser zurückgeführt wird.

Eine bisher hierfür angeregte Lösung zur Führung des Bohrstranges zurück zu einem Bohrloch sieht die Verwendung von Führungskabeln und Führungsarmen vor. Wie in der einschlägigen Technik gut bekannt ist, sind Führungskabel biegsame Gebilde, die sich von einer Unterwasserbohrlochstelle zu einem Bohrfahrzeug oder Plattform an der Oberfläche des Wassers parallel erstrecken,. FUhrungs-

-2-

— 2 —

arme sind dabei das Gerät, das an den Führungsgebilden gleitend angeordnet ist und den Bohrstrang im Abstand zu den biegsamen Führungskabein hält. Die Führungsarme sind mit einem Kragen fest verbunden, welcher den Bohrstrang nahe dem Bohrmeißel oder dergleichen gleitend aufnimmt. Die Pührungsarme wandern mit dem Bohrmeißel und dem Bohrstrang zusammen ins Wasser, indem sie längs der Führungskabel gleitend bewegt werden, um hierdurch den Bohrmeißel sowie den Bohrstrang zum Bohrloch zu führen, um sie dort hineinzutragen.

Pührungsarme bisher bekannter Art sind mit Hilfe eines Kragens festen Durchmessers mit dem Bohrstrang verbunden. Die Pührungsarme und der Kragen bestehen dabei aus einem Stück. Da der verbindende Kragen der Pührungsarme der bekannten Ausbildung einen festen Durchmesser hat, ist er auf die Anwendung bei einem Rohr nur eines Durchmessers beschränkt. Dies heißt, daß der feste Kragen der bekannten Vorrichtungen betriebswirksam nur eine Rohrgröße hält. Palis nun aber gewünscht wird, einen Rohrstrang abweichenden Durchmessers in das Wasser einzuführen, wird ein anderer Satz von Führungsarmen erforderlich, der einen Kragen passender Größe hat, um das Rohr betriebswirksam zu halten. Auf diese Weise war bisher für jede Rohrgröße ein spezieller Satz von Führungsarmen erforderlieh.

In vielen Fällen ist es, wie weiter gefunden wurde, erwünscht, die Führungsarme aus der unmittelbaren Nachbarschaft der Bohrlochstelle zu entfernen, nachdem sie ihren Arbeitszweck der Führung des Bohrstranges zum Bohrloch gedient haben. Die bisherige Praxis war hierbei, die Führungsarme zu entfernen, indem Rückführkabel mit den Führungsarmen verbunden werden. Die Pührungsarme werden zur Oberfläche dadurch heraufgezogen, indem sie längs der Pühnngskabel rutschen, während der Führungsarmkragen den Bohrrohr-

-3-

_ 3 —

strang gleitend, he rauf "bewegt wird. Dies erwies sich aber aus einer Reihe von Gründen als unbefriedigend. Beispielsweise ist es oft nötig, eine Anlage größeren Durchmessers zu haben als der am Rohrstrang angebrachte Rohrstrang hat; hierbei ist es nämlich schwierig oder unmöglich, den Führungsarmkragen hinter diese Anlage gleitend zu lassen. A^sserdem ist es oft unerwünscht, daß der Führungsarmkragen den Bohrstrang fest hält. Dies bedingt nämlich mindestens Schwierigkeiten, wenn der Führungsarmkragen den Bohrstrang gleitend herauf wegbewegt wird.

Es ist daher ein besonderes Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Führung eines Rohrstranges zu einer unter Wasser befindlichen Bohrung zu schaffen, wobei die Vorrichtung für die verschiedensten Rohrgrößen brauchbar ist und das Bohrrohr während des Hindurchgangs durch das Wasser hindurch hält und dann dieses Rohr freigibt, nachdem es in das Bohrloch eingetreten ist, so daß die Vorrichtung bequem und rasch vom Bohrstrang und der Bohrstelle entfernt werden kann, ohne daß hierfür Taucher erforderlich sind.

Allgemein gesagt, wird mit der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung geschaffen, um einen Bohrstrang oder einen gleichartigen Rohrstrang lösbar sicher zu halten und diese Stränge längs mindestens eines Paares biegsamer Führungskabel oder dergleichen zu einer vorbestimmten Unterwasserstelle zu führen. Mindestens ein Paar trennbarer Führungsarmteile sind hierbei so auagebildet, daß sie sich längs der Führungskabel gleitend bewegen lassen. An jedem Führungsarmteil sind Mittel vorgesehen, die mit ihm so zusammenarbeiten, daß ein Rohr lösbar ergriffen wird. Diese mit dem Armteil zusammenarbeitenden Mittel sind derart wirksam,daß sie Rohre der verschiedensten Durchmesser ergreifen können. Ein Betätigungsmittel zum Lösen der Führungsarmteile von dem Rohr wird

-4-

an den Führungsarnrfceilen betriebswirksam angeordnet. Ein Betriebsmittel zum Bedienen dieser Betätigungsmittel ist ebenfalls vorgesehen und bewirkt, daß die Führungsarmteile vom Bohrrohr freigegeben werden, nachdem das untere Ende des Bohrrohres in das Bohrloch eingeführt worden ist. Ferner ist ein den Führungsarm zurückbringendes Mittel vorhanden, um die Führungsarmteile von der Bohrlochstelle wegzubewegen, nachdem sie vom Bohrrohr freigesetzt worden sind.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der neuen Erfindung ergeben sich aus den beiliegenden Darstellungen von Ausführungsbeispielen sowie aus der folgenden Beschreibung.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Aufriß, mit einem Teil in vergrößertem Maßstabe zwecks deutlicherer Darstellung, einer Ausführungsform der zusammengebauten Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 einen teilweise geschnittenen Aufriß, welcher äie Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung wiedergibt, nachdem die Betätigungsmittel bedient worden sind, um die Führungsarmteile abzutrennen,

Fig. 3 einen Aufriß, der eine bevorzugte A-usführungsform der zusammengebauten Vorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung veranschaulicht,

Fig, 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 3>

Fig. 5 eine vergrößerte Ansicht eines Teiles der in Fig. 3 veranschaulichten Vorrichtung, mit Merkmalen der bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung in vergrößerter Darstellung,

-5-

Pig. 6 einen Schnitt nach, der Linie 6-6 der Fig. 5»

Pig. 7 einen Aufriß, "bei dem Teile zwecks deutlicherer Darstellung weggekrochen sind, und der eine abgewandelte A_usführungsform der Torrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wiedergibt,

Pig. 8 einen Teilschnitt, bei dem ebenfalls Teile zwecks deutlicherer Darstellung weggebrochen sind, nach der Linie 8-8 der Pig. 7, und

Pig. 9 einen Schnitt nach der Linie 9-9 der Pig. 7.

Die Zeichnung, insbesondere Pig. 1, zeigen ein Bohrloch 1o, mit dem in einer Unterwasserbodenformation 75 gerade begonnen worden ist. Im Bohrloch 1o ist ein G-ehäuserohr 42 angeordnet und, wie mit Bezugsziffer 11 bezeichnet ist, an seinen Platz festhaftend, z.B. durch Zementierung eingesetzt. Ein Führungskabelankermittel 12 ist mit Bezug auf das G-ehäuserohr 42 fest angeordnet. Dieses Ankermittel 12 besitzt wiederum Mittel 13 und 14, um ein Paar im Abstand zueinander befindlicher Führungskabel 64 und 65 gelenkig anzuschlieSen. Wie Pig. 1 weiter zeigt, bestehen das G-ehäuserohr 42 und die Ankermittel aus einem Stück, doch leuchtet ein, daß sich auch andere Arten einer festen Anordnung dieser Ankermittel mit Bezug auf das Gehäuse und das Bohrloch anwenden lassen. Ein nach oben auseinanderlaufender Trichter 15 ist mit dem oberen Ende des G-ehäuses 42 fest verbunden und hilft beim Führen des Bohrstranges und jedes an ihm angebrachten Bohrwerkzeugs in das Innere des G-ehäuses 42 mit.

Ein Bohrwerkzeug, z.B. ein Bohrmeißel 54 ist mittels eines Kragens 51 mit dem unteren Ende eines Rohrstrangs 52 betriebswirksam verbunden. Der Bohrmeißel 54 wird von einem Bohrfahrzeug 2o aus auf

-6-

das Ende des Bohrstranges 52 abgesenkt und längs der Führungskabel 64 und 65 zum Gehäuse 42 im Bohrloch 1o geführt. Der Bohrstrang wird durch das Wasser hindurch und dann in das Loch hineinbewegt; dies erfolgt mit Hilfe von auf dem Bohrfahrzeug 2o befindlichen Rohrschüssen, die an den Rohrstrang angesetzt werden, worauf der ganze Bohrstrang 52 mit Hilfe zweckentsprechender Mittel, wie z.B. einem Bohrgerüst 46 und Ilaschenzug 5o zum Ende des neu angesetzten Schusses heruntergesenkt wird.

Die Führungskabel 64 und 65 sind vorzugsweise biegsam und erstrecken sich von den Kabelankermitteln 12 zu einem Betätigungsanschluß im Bohrfahrzeug 2o. Das Fahrzeug 2o wird im Wasser annähernd vertikal zum Bohrloch 1o vorgesehen. Ankerkabel 44 und 45 dienen dazu, das Fahrzeug 2o an dieser Stelle zu halten. Die Kabel 64 und 65 wirken mit den Führungsarmteilen zusammen, die allgemein mit 60 und 61 bezeichnet sind, um den verhältnismäßig biegsamen Rohrstrang in die Öffnung des Gehäuses 42 hineinzuführen.

Die Führungsarmteile 60 und 61 haben allgemein mit 22 und 24 bezeichnete Mittel, die mit ihnen so zusammenwirken, daß der Bohrstrang 52 lösbar ergriffen wird. Die verhältnismäßig starren Führungsarmteile 60 und 61 halten den Bohrstrang in vorbestimmter Lage zwischen den Führungskabeln. Das Bohrwerkzeug am Ende des Bohrstranges 52 wird demgemäss in das Gehäuse 42 hineingeführt, indem die führungsarme gleitend längs der Führungskabel bewegt werden. Die miteinander zusammenwirkenden Mittel, um den Bohrstrang lösbar zu ergreifen, werden auf dem Bohrfahrzeug um das Bohrrohr herum lösbar angeschlossen, um dieses Rohr sicher zu halten. Ein Betätigungsmittel zum Freigeben der miteinander zusammenwirkenden Mittel vom Bohrrohr ist an den Führungsarmen betriebswirksam angeordnet. Ein Bedienungsmittel zum Bedienen der Betätigungsmittel bewirkt, daß die Führungsarmteile vom Bohrstrang freigegeben wer-

-7-

den, nachdem das Bohrwerkzeug in das G&häuse eingetreten ist.

Aus Fig. 2 in Verbindung mit Fig. 1 sind weiter die Führungsarme 61 und 6o nach der vorliegenden Erfindung ersichtlich, nachdem das Bohrwerkzeug mittels eines Bohrstranges 52 in das Bohrloch 1o eingeführt worden ist. Wie einleuchtet, haben die miteinander zusammenwirkenden, allgemein mit 22 und 24 bezeichneten Mittel der Führungsarmteile 6o und 61 ihren Griff am Bohrstrang 52 gelöst und den Führungsarmen gestattet, sich vom Bohrstrang 52 abzusondern und frei von diesem herabzufallen. Die Führungsarmteile 6o und 61 sind zum Zwecke des Entfernens von der Bohrstelle mit Hilfe von Kabeln 71 und 73 mit einem Kabel 7o verbunden. Das Kabel 7o läuft zum Bohrfahrzeug 2o; die Führungsarme 6o und 61 können zum Fahrzeug 2o zurückgeführt werden, indem das Kabel 7o angezogen wird. Auf diese Weise lassen sich die Führungsarmteile zum Bohrfahrzeug zurückführen, ohne dass Gefahr besteht, daß sie sich am Bohrstrang aufhängen. Es leuchtet weiter ein, daß, falls erwünscht, jedes Führungsarmteil sich gesondert mittels eines eigenen einzelnen Kabels mit dem Fahrzeug verbinden läßt. Auf diese Weise kann jedes Führungsarmteil unabhängig von dem anderen Führungsarmteil zum Bohrfahrzeug zurückgeführt werden.

Die Figuren 3 und 4, die einen Schnitt 4-4 der Figur 3 wiedergeben, zeigen die Mittel zum lösbaren Anschließen der Führungsarme am Rohr sowie die Betätigungsmittel zum Lösen der Führungsarme von dem Rohr in deutlicherer Darstellung. Eine Rohrlänge 52 wird mit Hilfe zweckentsprechender, wie z.B. ein Paar V-förmiger Platten 83 und 84 lösbar gehalten. Die V-Platten 83 und 84 sind an den rohrförmigen Platten und Teilen 91 "baw. 92 fest angeordnet. Beispielsweise ist die V-Platte 83 am rohrförmigen Teil 91 fest angeordnet. Spannteile 93 und 94 tragen zur Steifigkeit der Verbindung zwischen der V-Platte 83 und dem rohrförmigen T_Ril 91 bei. In gleicher Weise ist die V-Platte 84 am rohrförmigen Teil 92 fest angeordnet und mittels der Spannteile 95 verspannt.

-8-

Die rohrförmigen Teile 91 und 92 können die Führungsarmteile 61 bzw. 6o gleitend aufnehmen. Beispielsweise nimmt das rohrförmige Teil 91 das Führungsarmteil 61 gleitend auf. Das Führungsarmteil 61 ist axial zum rohrförmigen Teil 91 teleskopartig erstreckbar. TJm die zwei Teile in gewünschter Stellung zu halten, ist ein Verriegelungsmittel vorgesehen. Beispielsweise ist eine Reihe von Löchern 98 und 198 in gewählten Zwischenräumen in die Führungsarmteile 61 und 6o eingebührt. Die Löcher in jedem Führungsarmteil können dabei konzentrisch zu einem Loch in jedem der rohrförmigen T-^iIe 91 und 92 der Führungsarmvorrichtung angeordnet sein und Bolzen 99 und 199 aufnehmen, die durch die Löcher in den Teilen 91 und 92 hindurchgehen. Auf diese Weise ist die wirksame Breite der Führungsarmteile 61 und 6o nach der vorliegenden Erfindung leicht einstellbar, so dass die Torrichtung für die verschiedensten Breiten der im Abstand zueinander befindlichen Führungskabel und für die verschiedensten Rohrdurchmesser benutzt werden kann.

Ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung zur Führung eines Röhrstranges, einschließlich eines an diesem angebrachten Bohrwerkzeugs längs eines Führungsmittels, wobei die Vorrichtung für den Gebrauch bei Rohren dienen kann, deren Größe verhältnismäßig kleine Produktionsrohrgebilde bis verhältnismäßig große Gehäuse oder dergl. umfaßt. Die Größe der Durchmesser des Rohres, das mit einer einzigen Aueführungsform der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung verarbeitet werden kann, kann in weitem Bereich schwanken. Beispielsweise lassen sich Rohre von etwa 1 ο cm Durchmesser bis etwa 4o oder mehr Qja Durchmesser ohne weiteres und einfach mit einer einzigen Ausführungsform der erfindungsgemäß aufgebauten Vorrichtung verarbeiten. Wie aus der Beschreibung weiter unten genauer hervorgeht, sind die miteinander zusammenwirkenden Mittel, die mit den Führungsarmteilen betriebswirksam verbunden sind, so ausgebildet, daß sie ein Rohr stark unterschiedlicher Größe sicher verarbeiten können. Die Führungsarmteile sind für den Gebrauch bei Rohren mannigfaltigster

-9-

/to

Größe innerhalb derselben "biegsamen Führung§käbel einstellbar und ohne weiteres anpaßbar; öes weiteren lassen sich die Fühungsarmteile ohne weiteres für den Gebrauch bei Rohren verschiedenster Größe innerhalb verschiedenster Kombinationen von im Abstand zueinander befindlichen biegsamen Führungsakbeln ausbilden und einrichten.

Die Ftihrungsarmteile 61 uni 60 werden mit Hilfe der miteinander zusammenwirkenden Mittel 23 und 24 an einem Rohr 52 lösbar angeschlossen. Jedes Führungsarmteil ist eine gesonderte Ganzheit. Dies ist aus der gestrichelten Darstellung der Figur 3 deutlich zu entnehmen, wo die F-ührungsarmteile 6o und 61 sowie die miteinander zusammenwirkenden Mittel 22 und 24 dargestellt sind, nachdem sie vom Rohr gelöst worden sind. Gesonderte Führungsarmteile haben gegenüber herkömmlichen einteiligen Führungsarmen einen ausgeprägten Vorteil, wenn die Führungsarmteile an einem Rohrschuß angebracht werden. Die gesonderten Führungsarmteile nach der vorliegenden Erfindung werden am Bohrfahrzeug einfacher und bequemer gehandhabt. Ferner werden die Führungsarmteile am Rohr ras&b. und bequem angeordnet.

Eine bevorzugte Ausführungsform von Mitteln, die miteinander zuzusammenwirken, um den Führungsarmteil 61 und den Führungsarmteil 60 um ein Rohr herum lösbar anzuschließen, wird nunmehr im folgenden näher geschildert. Die fest angeordnete V-Platte jedes Fühungsarmteiles ist gegen ein Rohr 52 gestellt. Die Y-Platte 83 und 84 sind entgegengesetzt zueinander gegen die äußere Oberfläche des Rohres 52 gestellt. Biegsame Glieder, wie z.B. Ketten 89 und 189 dienen der lösbaren Anbringung und Sicherung der V-Platten in ihrer Stellung gegen das Rohr.

Die Führungsarmteile 61 und 60 nach der vorliegenden Erfindung werden mit Hilfe von miteinander zusammenwirkenden Mitteln, die mit den Führungsarmteilen 60 und 61 betriebswirksam verbunden sind, mit einem Rohrstrang lösbar verbunden. Die trennbaren Führungsarm-

-To-

- 1ο -

teile 6ο und 61 sind unter entgegengesetzten Stellungen am Rohr 52 angeordnet, während die biegsamen Glieder 89 und 189 um das Rohr 52 herum erstreckt und mit den Führungsarmteilen lösbar verbunden werden, um das Rohr zwischen diesen Teilen zu halten. Ein Mittel zum lösbaren Anschließen der biegsamen Glieder 89 und 189 um das Ruhr 52 herum weist eine Welle 86 auf, die am rohrförmigen Teil 92 gelenkig angeordnet ist. Die Welle 86 besitzt Enden 25 und 26, die mit einem Glied der Ketten 89 und 189 zusammenwirken und dieses halten können, wenn die Welle in die in den Figuren 3 und 4 veranschaulichte Stellung gebracht wird.

Beide Enden 25 und 26 der Welle 86 sind in gleicher Weise ausgebildet; die Figuren 5 und 6 zeigen ein Ende der Welle 86. Die folgende Schilderung bringt Einzelheiten. Die Enden 25 und 26 der Welle 86 sind nach unten gebogen und so ausgerichtet, dass sie den Ketten 89 und 189 einen drehbaren Hebelarm geben. Ein Armteil 87 ist an der Welle 86 fest angeordnet. Das Armteil 87 ist mittels einer Sperrklinke 88 in aufrechter Stellung gesichert. Wird das Armteil 87 in dieser Stellung gesichert, wirken die Enden 25 und 26 der Welle 86 mit einem Glied der Ketten 89 und 189 zusammen. An jedem Ende 25 und 26 der Welle 86 ist eine Schulter 191 vorgesehen, um die Ketten an den Enden der Welle in einer Stellung zu halten, derart, daß die Mittellinie des Kettenzuges 77 von der Mittellinie 78 der Welle 86 abgesetzt ist, um für die Ketten einen drehbaren Hebelarm zu verwirklichen. Dies bedeutet, dass die Schulter gewährleistet, daß die Berührungsstelle der Ketten und der Welle 86 von der Längsmittellinie der Welle 86 abliegt. Sind die Ketten mit den Enden der Welle auf diese Weise verbunden sowie unter Spannung gesetzt, bleiben sie solange angehakt, wie die Welle nicht in Drehung versetzt wird. Deswegen bleiben die Ketten, solange wie der Armteil 87 mittels der Klinke 88 in Stellung gehalten wird, mit den Enden der Welle in Zusammenwirkung. Ist die Klinke 88 angehoben, um das Armteil 87 freizugeben, wie es in Fig. 5 gestrichelt veranschaulicht ist, wird die Welle 86 mittels der

-11-

- 11 -

Ketten im Lager 192 in eine Freistellung gedreht, wie es in !ig. 5 ebenfalls gestrichelt zu sehen ist. Die Ketten werden dann von Enden 25 und 26 der Welle 86 freigegeben, während sich die M-rungsarmteile 6o und 61 von dem Bohrrohr trennen können.

Wie aus den Figuren 3 und 4 weiter hervorgeht, werden die anderen Enden der Ketten 89 und 189 dicht um das Rohr herum gezogen und so angeschlossen, daß sie unter Spannung gehalten werden. Beispiels· weise wird ein einstellbares Yerriegelungsmittel 1o5 und 2o5> das auf den Schienenteilen 1o6 und 2o6 gleitend gelagert ist, vorgesehen, um die biegsamen Ketten 89 und 189 mit dem Führungsarmteil 61 betriebswirksam zu verbinden.. Zweckentsprechende Hüten 122 und 123 in jedem Verriegelungsmittel 1o5 und 2o5 nehmen ein Glied jeder Kette auf und sichern dieses. Die Schienenteile 1o6 und 2o6 sin« am rohrförmigen Teil 91 sowie an der V-Platte 83 feat angeordnet. Die Wellen 1o7 und 2o7 sind an jedem Verriegelungsmittel 1o5 bzw. 2o5 angeordnet und erstrecken sich durch fest angeordneten Stirnplatten 116 und 117 hindurch. Die Wellen haben die Muttern 11 ο und 111 zusammenwirkende Gewindeabschnitte. Werden diese Muttern angezogen oder gelöst, bewegen sich die gleitend angeordneten Verriegelungsmittel 1o5 und 2o5 längs der Schienenteile 1o6 und 2o6. Auf diese Weise dient eine kleine Einstellung dem Anziehen oder Lösen der Ketten. Federn 114 und 115 zwischen den Muttern 11o und 111 und den Stirnplatten 117 und 116 halten die Ketten 89 und 189 unter Spannung.

Nachdem die Führungsarme an dem Rohr, wie oben beschrieben,, lösbar angeschlossen sind, werden dem Rohrstrang zusätzliche Rohrschüsse angesetzt und das Bohrwerkzeug in das Wasser herabgesenkt sowie mit Hilfe der Führungsarme und Führungskabel zu einer vorbestimmten Unterwasserstellung geführt, die z.B. ein gohr 1o3 sein kann, das einen grösseren Durchmesser als das Rohr 52 hat. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ferner ein Betätigungsmittel zum Lösen der lösbar angeschlossenen Führungsarme vorgesehen. Das Betätigungs-

-12-

- 12 -

mittel wird mit Hilfe eines Bedienungsmittels an der Unterwasserstelle "bedient. Das Betätigungsmittel bewirkt, daß sich die Führungsarme voneinander sowie vom Bohrrohr trennen.

Die Figuren 3, 4,5 und 6 zeigen, wie auch bereits oben geschrieben, einen sich vorstreckenden Armteil 87, der an der Welle 86 für gemeinsame Drehung mit dieser fest angeordnet ist. Das Armteil 87 wird mittels des Klinkenorganes 88 gefangen, wenn die Enden 25 und 26 der gelenkig angeordneten Welle 86 in betriebswirksamer Stellung sind, um mit den Gliedern der Ketten 89 und 189 zusammenzuwirken. Das Verriegelungsarmteil 87 hält die Welle in dieser Stellung trotz des Bestrebens dieser Welle, zu rotieren, wegen der durch die Ketten 89 und 189 auf die Welle 86 ausgeübten Kraft lösbar fest. Die Klinke 88 ist mit einer Stange 1o2 für gemeinsame Bewegung mit dieser festverbunden. Die Stange 1o2 ist wiederum mittels zweckentsprechender Gelenkverbindung 13o mit dem Hebelglied 1oo verbunden. Dieses Hebelglied ist am Rohrteil 92 gelenkig gelagert. Auf diese Weise wird eine auf das Hebelglied 1oo ausgeübte, aufwärtsgerichtete Kraft auf die Stange 1o2 übertragen und bewirkt, daß sich das Terriegelungsteil 88 aufwärts bewegt und den sich vorerstreckenden Armteil 87 freigibt. Die mittels der Ketten 89 und 189 auf die Welle 86 über den Rotationshebelarm ausgeübte Kraft bewirkt, daß sich die Welle in die in Figur 5 gestrichelt veranschaulichte Stellung dreht, während die Ketten 89 und 189 von den Enden der Welle abfallen.

Eine vorstreckbare Schlagstange 12ο ist am Hebeglied 1oo gleitend gelagert. Ein Bolzen 121 mit einer betriebswirksam angebrachten Mutter, der sich von der Schlagstange 12o und durch die Mut 124 im Hebelglied 1oo hindurcherstreckt, gestattet eine begrenzte Hin- und Herbewegung zwischen der Schlagstange 12o und dem Glied 1oo, wenn die Mutter lose ist. Die Schlagstange 12o kann mit Bezug auf das Hebelglied 1oo in gewünschter Stellung gehalten werden, indem eine Mutter auf dem Ende des Bolzens 121 festgezogen

-13-

- 13 -

wird. Deshalb läßt sich, ohne Rücksicht auf den Durchmesser des in Verarbeitung befindlichen Rohres, die Schlagstange zu einer nahen Berührungsstellung zum Rohr vorstrecken und in dieser Stellung halten, indem die Mutter auf dem Bolzen 121 festgezogen wird. Auf diese Weise wird gewährleistet, daß der Hebelarm 1oo sowie die vorerstreckte Schlagstange das Rohr 1o3 am Boden des Bohrloches berühren und demgemäß die Klinke 88 freigeben, selbst wenn das Rohrrohr 52 und das Rohr 1o3 an der Bohrung nicht koaxial zueinander verlaufen. Die oben geschilderten Betätigungsmittel bewirken eine Freigabe der Ketten, wenn sie mit Hilfe eines Bedienungsmittels betätigt werden. Eine zweckentsprechende Ausführungsform von Fernbedienungsmitteln ist das Rohr 1o3, in welches das Bohrrohr 52 hineinbewegt wird. Wie aus Figur 3 gestrichelt hervorgeht, schlägt das größere Rohr 1o3 das Hebelglied 1oo oder die Schlagstange 12o und bewirkt hierdurch eine Aufwärtsbewegung der Stange 1o2, welche die Klinke 88- entriegelt, um das sich vorstreckende Armteil 87 freizugeben. Die Welle 86 wird dann gedreht, um die Ketten 89 und 189 freizugeben. Die Zweiführungsarmteile 6o fallen dann frei vom Rohr in eine in Figur 3 gestrichelt veranschaulichte Stellung.

Es ist erwünscht, daß die Führungsarme mit abwärts gerichteten Mitteln zum Zusammenwirken mit dem Führungskabel ausgestattet sind. Diese Mittel sind so ausgebildet, daß sie längs der biegsamen Führungskabel frei gleiten sowohl, wenn die Führungsarmteile in verhältnismäßig horizontaler Stellung sind, während sie am Bohrrohr fest angebracht sind, als auch, wenn die Führungsarmteile in herunterhängender Stellung sind, nachdem sie von dem Bohrrohr freigegeber sind. Eine zweckentsprechende Ausführungsform von herabhängenden, mit dem Führungskabel zusammenwirkenden Mitteln ist den Figuren 3 und 4 zu entnehmen. Abwärts gerichtete U-förmige Kanäle 8o und 82 sind an den Führungsarmteilen 61 und 6o fest angeordnet. Das offene Ende der U-förmigen Kanäle ist mit Hilfe zweckentsprechender Mittel, wie z.B. Bolzen 81 und 85, um die Führungskabel herum geschlossen.

-H-

-H-

Eine gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaute wahlweise Ausfuhr ungs form der Vorrichtung ist den Figuren 7, 8 und 9 zu entnehmen. Diese andere Ausführungsform weist mindestens ein Paar trennbarer Führungsarmglieder 15o und 151 sowie Mittel zum lösbaren Anschließen eines Rohres zwischen diesen Führungsarmgliedern auf. Wie besonders aus Figur 7 hervorgeht, ist ein Rohr mittels eines Paares trennbarer Führungsarmglieder 15o und 151 mit Hilfe zweckentsprechender Mittel, wie z.B. Y-Platten 153 und sowie einem umschließenden biegsamen Mittel, sowie z.B. eine Kette 158 lösbar gehalten. Die biegsamen Mittel 158 werden um die V-Platten mit Hilfe zweckentsprechender Mittel, wie z.B. ein Federgelenkmittel 157 unter Spannung gehalten. Das Federgelenk wird über ein Spannorgan 156 eines Führungsarmes 15o betriebswirksam angeschlossen. Spannkörper 159 und I6o stützen die Y-Platte 153, während Spannkörper 164, 165, 193 und 194 die V-Platte 154 stützen.

Wie den Figuren 8, 9 zusammen mit Figur 7 zu entnehmen ist, stehen die anderen Enden des biegsamen Gliedes 158, das einleuchtenderweise ein Kabel sein kann, obwohl eine Kette zu bevorzugen ist, mit den abwärtsgerichteten Enden 161 und 162 einer Welle 163 in Züsammenwirkung. Die Welle 163 ist über Spannkörper 164 und gelenkig gelagert. Die Spannkcrper sind am rohrförmigen Teil 166 fest angeordnet, welches den Führungsarm 151 gleitend aufnimmt. Die Länge der Führungsarme 151 und 15o ist mit Hilfe zweckentsprechender, im Abstand zueinander angeordneter Löcher 168 einstellbar, die mit einem Bolzen 17o und einem Zapfen 171 zusammenwirken, um die Führungsarme in einer erwünschten Stellung zu den rohrförmigen Teilen zu verriegeln.

Das biegsame Glied 158 steht mit den abwärts gerichteten Enden 161 und 162 so in Zusammenwirkung und wird ferner so gehalten,

■15-

daß ein drehbarer Hebelarm für das biegsame Glied mit Bezug auf die Welle 163 geschaffen wird. Diese Welle wird so in Stellung gehalten, daß sie mit einem Gliedstück des biegsamen Gliedes 158 an jedem Ende 161 und 162 der Welle 163 zusammenwirkt und dieses Gliedstück hält, indem ein vorspringender Arm 172 der Welle unter einer Klinke 173 verriegelt wird. Die Klinke 173 ist auf einer Stange 174 für gemeinsame Bewegung mit ihr fest angeordnet.

Die Stange 174 ist ihrerseits mittels zweckentsprechender Belenkverbindung mit einer vorstreckbaren Schlagstange 175 verbunden. Die Schlagstange 175 hat einTesleskopteil 176, das so erstreckbar ist, dass es mit einem Bohrrohr oder Mantelrohr verschiedenster Größe zusammenwirken kann. Die Schlagstange 175 ist parallel zum Führungsarm und mit begrenzter Bewegung zum rohrförmigen Seil 166 angeordnet. Beispielsweise ist ein Paar Rohre 178 und 179 am rohrförmigen Teil 166 fest angeordnet. Ein Paar Ohren 18o und 181 sind auf der Schlagstange 175 fest angebracht. Die jeweiligen Ohren werden dann mit Hilfe zweckentsprechender Mittel, wie z.B.

Bolzen 183 und 184 gelenkig miteinander gelagert. Auf diese Weise wird, wenn die vorstreckbare Schlagstange 175 ein Rohr, wie z.B. das Bohrrohr 169 und 177 berührt, die Schlagstange aufwärts getrieben, wobei sie die Klinke 173 lüftet. Die von dem Federgelenkmittel 157 über den drehbaren Hebelarm ausgeübte, von den abwärtsgerichteten Enden der Welle 163 hervorgerufene Kraft bewirkt, daß sich die Welle dreht, und gestattet, daß die Gelenkstücke des biegsamen Gliedes von den Enden 161 und 162 der Welle 163 weggleiten. Die Führungsarme trennen sich dann und können gesondert zur Oberfläche zurückgeführt werden.

Obwohl die Anwendung von mindestens einem Paar Führungsmittel zum Zusammenwirken mit den Führungsarmen zur Führung des Rohrstranges zu einem Bohrloch vorzuziehen ist, leuchtet ein, dass das Verfahren sowie die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung nicht auf

-16-

- 16

den Gebrauch, von zwei oder mehr Führungsmitteln "beschränkt ist. Es erhellt, daß ein einziges Führungsmittel für das Zusammenwirken mit der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung "benutzt werden kann, um einen Rohrstrang zwischen einem Bohrfahrzeug und einer Unterwasserbohrstelle zu führen. Beispielsweise entspricht es, gemäß der Figur 7» der vorliegenden Erfindung, den Führungsarm 15o von der Vorrichtung wegzunehmen und nur den Führungsarm 151 zu "benutzen. Ein V-Plattenteil 153, ein biegsames Glied 158 sowie das Federgelenkmittel 157 wirken dann mit der Vorrichtung am Führungsarmteil 151 80 zusammen, daß der Rohrstrang 155 mit dem Führungsarmmittel betriebswirksam lösbar verbunden wird. Das Führungsmittel 151 wird, wie weiter oben geschildert, vom Rohrstrang gelöst. Die damit in Zusammenwirkung stehende V-Platte 153 ist mit Hilfe zweckentsprechender Mittel, wie z.B. die in Figur 7 veranschaulichten Augenbolzen 222 und'223 sowie das Kabel 224 für Rückkehr zur Oberfläche mit dem einzigen Führungsarm 151 verbunden. Der einzige Führungsarm wirkt mit dem einzigen Führungsmittel zusammen, um den Rohrstrang zur vorbestimmten Stelle zu führen. Es leuchtet ein, dass die Führungsmittel, ob sie ein einziges Kabel oder zwei oder mehr Kabel sind, aus Kabeln oder einem Rohr oder sonstigen zweckentsprechenden Mitteln bestehen, ohne daß hierdurch der Sinne und Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung verlassen wird.

Unter gewissen Bedingungen ist es erwünscht, die Betätigungsmittel vom Bodenfahrzeug aus zu bedienen, damit die Führungsarmteile den Rohrstrang freigeben. Ein zweckentsprechendes Mittel für die Bedienung der Betätigungsmittel von der Oberfläche aus ist ein Augenbolzen 1965 der an der Klinke 173 fest angeordnet ist. Ein Ende eines Seils oder Kabels 197 ist mit dem Augenbolzen 196 verbunden, während das andere Ende im Bohrfahrzeug festgehalten wird. Ist es erwünscht, die Führungsarme vom Rohr freizugeben, wird das Seil angezogen, um die Klinke 173 zu lösen und zu bewirken, daß sich die

■17-

-17-

Führungsarme trennen, wie es oben bereits geschildert worden ist.

Es leuchtet ein, daß sich noch weitere Abwandlungen und Ausgesstaltungen der vorliegenden Erfindung ermöglichen lassen, als sie dargestellt und beschrieben worden sind, ohne daß hierdurch Sinn und Geltungsbereich der Erfindung verlassen wird. Die Erfindung soll sämtliche Äquivalente innerhalb des Umfangs beiliegender Ansprüche umfassen.

Claims (17)

KA.S50137.2B. C 11 3o3/5a Gbm 22. August 1967 ClievrorL Research. Comp. G-z./Be. Schutzansprüche

1. Führungsvorrichtung zum Abwärtsführen des von ihr umgriffenen Bohrwerkzeug-Rohrstranges längs mindestens eines zwischen Schiff und Meeresboden zu verankenrden Führungsseiles oder dergl., dadurch gekennzeichnet, daß sie vom Rohrstrang (52) lösbar ist und mit diesem im gelösten Zustand außer Eingriff tritt.

2. Führungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Kupplung (22, 24) aufweist, die den Rohrstrang (52) im Führungszustand festgeklemmt hält und die zur Freigabe des Rohrstrangs in mehrere Kupplungsteile (22, 24) zerlegbar ist.

3t Führungsvorrichtung nach Ansprüchen 1 - 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie in jeder beliebigen Höhenlage vom Schiff aus lösbar ist.

4. Führungsvorrichtung nach. Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie über ein Seil (197) vom Schiff aus mechanisch in den geöffneten Zustand Uberführbar ist.

5. Führungsvorrichtung nach Ansprüchen 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß sie selbsttätig durch Angriff am Meeresboden bzw. der das bzw. die Führungsseile (64, 65) haltenden Verankerung (12) lösbar ist.

6. Führungsvorrichtung nach Ansprüchen 2-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsteile (22, 24) am Rohrstrang (52) haltende Klemmkraft nach Lösen einer Sperre (87, 88, 172, 173) die Kupplungsteile in die Offenstellung überführt.

—2—

7. Führungsvorrichtung nach Ansprüchen 2-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsteile (22, 24) mittels eines "biegsamen Zugorgans (89, 189) unter Einklemmung des Rohrstranges (52) lösbar miteinander verspannt sind.

8. Führungsvorrichtung nach Ansprüchen 2-7, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Kupplungsteil eine Y-förmige Lagerplatte (83, 84) aufweist.

9. Führungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2-8, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Kupplungsteile (22) die Enden zweiter Ketten (89, 189) befestigt sind, deren andere Enden lösbar an einer am anderen Kupplungsteile (24) vorgesehenen Halterung (86, 25, 26) angebracht sind.

10. Führungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (86, 25, 26) beweglich gelagert ist, die Kettenende zur Montage der Führungsvorrichtung an dem Rohrstrang in der Lösestellung der Halterung an ihr anhängbar sind, und die Ketten durch Bewegen der Halterung in die Arbeitsstellung spannbar sind.

11. Führungsvorrichtung nach Anspruch 1o, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (86, 87) gegen die Wirkung der Spannkraft der Ketten (89, 189) mittels einer Sperre (88, 173) in der A_rbeitsstellung gehalten wird.

12. Führungsvorrichtung nach Ansprüchen 9-11, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung aus einer Stange (86, 163) mit gekröpften Enden (25, 26, 161, 162) und einem mittleren Betätigungshebel (87, 172) besteht und um eine quer zu den gespannten Ketten liegende Achse drehbar gelagert ist, wobei

-3-

sich, die Enden (25, 26; 161, 162) in der Arbeitsstellung der Stange aus der durch, die Drehachse der Stange und die Endenbefestigungen des anderen Kupplungsteils gehenden Ebene und von den Ketten wegerstrecken.

13. Führungsvorrichtung nach Ansprüchen 6 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungshebel (87; 172) von der Sperre (88, 173) in der Arbeitsstellung der Halterung festgehalten wird.

14. Führungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperre als das Ende des Betätigungshebels ergreifende Klinke ausgebildet ist.

15. Führungsvorrichtung nach Ansprüchen 3-5 und Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Sperrklinke (88; 173) ein zum Schiff zu führendes Zugseil (197) und/oder ein schwenkbar oder verschiebbar gelagertes und beim Aufsetzen auf dem Meeresboden bewegtes Betätigungsorgan (loo, 12o; 175, 176) verbunden ist.

16. Führungsvorrichtung nach Ansprüchen 2-15, dadurch gekennaeichnet, daß mindestens ein Kupplungsteil an einem an dem Führungsseil (64; 65) sowohl in der etwa horizontalen Arbeitsstellung als auch in der nach unten abgeklappten Außerbetriebsstellung bewegbar geführten und an einem Zugorgan (71; 73) hängenden Arm (6o; 61) angebracht ist, während das oder die anderen Kupplungsteile eine Verbindung (224) mit diesem Kupplungsteil oder dessei Zugorgan (71, 7o bzw. 73, 7o) haben bzw. an eigenen Zugorganen hängen.

17. Führungsvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsteil auf dem Arm (6o; 61) in verschiedenen Abständen vom Führungsseil anbringbar ist.