DE2005960A1

DE2005960A1 - Anlage einer Gruppe von Unterwasser-Bohrlöchern

Info

Publication number: DE2005960A1
Application number: DE19702005960
Authority: DE
Inventors: Folker Hans Mountain View; Hopkins John Wentworth Sratoga; Calif. Weiss (V.St.A.)
Original assignee: Lockheed Aircraft Corp
Current assignee: Lockheed Martin Corp
Priority date: 1969-02-10
Filing date: 1970-02-10
Publication date: 1970-09-10
Also published as: FR2030399A7; AU1115070A; NL7001891A; BE745665A; US3601189A; GB1271356A

Description

Lockheed Aircraft Corporation, Burbank, Calif / USA

Anlage einer Gruppe von Unterwasser-Bohrlöchern

Die Erfindung betrifft Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Unterwasser-BohrIoehergruppen.

Die Anlage und Unterhaltung von Öl-Bohrlöchern auf dem Grunde des Meeres ist mit zunehmender Wassertiefe zunehmend schwieriger. Wenn der Überbau eines Bohrloches· von. einem taucher auf dem Grund des Meeres fertiggestellt oder überholt wird, Ist die wassertiefe, in der das Bohrloch angebracht werden kann» durch die Tiefe, in der dr'Iaucher arbeiten kann, beschränkt. Wenn das Bohrloch auf dem Meeres-

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boden durch Fernsteuerung von der Oberfläche fert:ggestellt wird, nimmt mit zunehmender Wassertiefe (Abstand von der Meeresoberfläche zum Bohrloch) das Zusammenpassen und -bauen der Überbauteile des Bohrlochs zu. Und wenn der Überbau des Bohrlochs an der überfläche fertiggestellt wird, vergrößern größere Wassertiefen die Komplexität und die ^:-'osten der Rohranlage und der dazugehörigen !■ ons trust ion, die zum Halten des Bohrlochüberbaus gebraudrfc wird.

Die vorliegende Erfindung lehrt, wie ü!-Bohrlöcher auf dem Meeresboden angelegt und unterhalten werden können, die || einteilig mit der Aufzugsplattform ausgebildet sind und die über größeren Wassertiefen schwimmen, als denjenigen die nach den derzeitigen Verfahren für die Produktion von Kohlenwasserstoff als zugängig erachtet v/erden.

Erfindungsgemäß wird eine luftdichte rs-apsel über die Gruppen von Bohrlöchern auf dem Meeresboden angebracht. Dann wird von der Wasseroberfläche in einem dichtgemachten Transportaufzug Personal in die luftdichte ''apsel transportiert. Durch dieses Personal kann das Bohrloch in der luftdichten Kabine innerhalb der Kapsel in großen Tiefen unter der Wasseroberfläche fertiggestellt werden.

• Fachleute wissen, daß im Verlaufe der ivohlenwasser-

stoffproduktion eine Anzahl von Arbeiten in der Umgebung der Bohrlöcher und vor Leitung der Produkte in eine Rohrleitung oder Vorratsanlage nötig sind. Bei Ölfeldern, die in einer Entfernung von der Küste liegen, befinden sich die Anlagen für diese Arbeiten, wie z.B. Separatoren, Pumpen, Kompressoren, Behandlungs- und Speicheranlagen und dergleichen auf Plattformen. Bei seichtem Wasser sind diese Platt-

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formen feste, vom Meeresboden getragene Konstruktionen· Bei tiefem Wasser ist es dagegen angebracht, eine schwimmende Plattform zu verwenden, die auf dem Meeresboden durch sichjallgemein vertikal erstreckende Verspannungselemente verankert ist. ,^

Die vorliegende Erfindung lehrt, wie die Plattform dadurch zu verankern ist, daß die plattform mit dem Mantel einer Anzahl von Bohrlöchern verbunden wird, so daß die Bohrlöcher selbst als Anker dienen, ohne daß zusätzliche Pfahle oder Schäfte benötigt wären und auf diese Weise eine Gruppe von Bohrlöchern so anzubringen, daß ein zweckmäßiger und leistungsfähiger Betrieb einer großen Anzahl von Bohrlöchern von einer einzigen Plattform vorgenommen werden kann. .

Erfindungsgemäß wird dies erreicht durch eine Vielzahl von Bohrlöchern, deren obere Enden in geringen Abständen nebeneinander liegend eine Gruppe bilden und mit Rohren ausgestattet sind, welche sich nach unten in den Meeresboden erstrecken, Verbindungselemente, welche die in einer Gruppe zusammengefaßten oberen Enden der Bohrlöcher miteinander verbinden, eine schwimmende Plattform an der Wasseroberfläche, und Halte'e lerne nt e, welche mit der schwimmenden Plattform und den Verbindungselementen verbunden sind und dadurch bewerkstelligen, daß die Rohre als Anker f ür die Plattform dienen.

Die Technik, wie die als Verspannung dienende mittlere Rohrführung und das Bohrgerüst bei der Anläge von Bohrlöchera verwendet werden, und die Art und Weise, in der diese Teile für die fertige Konstruktion verwendet werden, stellen weitere, besondere Ziele der Erfindung dar.

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Weitere Einzelheiten der Erfindung sollen anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert und beschrieben werden, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen ist.

Fig. 1 bis ^ sind bildliche Darstellungen, die verschiedene Arbeitsstufen der Anlage und des Betriebs einer erfindungsgemäßen Ausführungsform für eine Gruppe von Bohrlöchern zeigen.

. Fig. 5 ist ein vertikaler Schnitt durch eine luftdichte Überbau-Jvammer; und

Fig. 6 ist eine Unteransicht, und zwar nach den Linien 6-6 in Fig. 5 in der mit den Pfeilen angegebenen Richtung.

Bei der erfindungsgemäßen Anlage einer Gruppe von Unterwasserbohrlöchern arbeiten die Überbauten der Bohrlöcher und die Plattform als eine zusammenhängende Anlage.

:^s Der erste Schritt zum Aufbau der Anlage ist das

Bohren eines Loches in der gewünschten Gegend. Ein Senkechacht von ausreichendem /Durchmesser und ausreichender ^ Länge, um ein Führungsrohr 13 in geeigneter Weise zu halten, ψ wird dann in die Bohrung eingesetzt und in der üblichen Weise an Ort und Stelle einzementiert.

In Fig. 1 sind Bohrloch und Senksch%ht jeweils mit den Bezugszahlen 11 und 10 bezeichnet.

Ein Bohrgerüst 12 bildet eine zusammenhängende Einheit mit dem Senkschacht 11 und dem Führungsrohr 13 und ist

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im Meeresboden durch Einzementieren des Senkschachtes 11 (siehe Fig. 1, 2, 3, 5) an Ort und Stelle befestigt.

In Fig. 1 ist die auf einer Plattform 1.6 der herkömmlichen halb eintauchbaren Konstruktion angebrachte"Bohranlage "14 gezeigt.

Wie am besten in den Fig, 5 und 6 .zu sehen is~t, gehören zu dem Gerüst 12 eine Anzahl von Scheiben 19 und Rohren 21. Die Rohre 21 sind, wie am besten in Fig. 6 zu sehen ist, in einem Kreis um das mittlere Rohr 13, und zwar alle mit dem gleichen Radius und im gleichen Abstand voneinander angeordnet. Auf dem Gerüst sind auf diese Art und Weise die oberen Enden der Bohrlöcher in einer Gruppe eng nebeneinander festgehalten. Die Bohrlöcher selbst können schräg gebohrt sein, um sich von der Gruppe des oberen Endes in beträchtlichen Abständen seitlich zu erstrecken.

Der Innendurchmesser .der ,Hohre 21 ist groß genug, um die Leitrohre 22 und Mäntel 23 der Bohrlöcher aufzunehmen und zu halten, die durch diese Rohre 21 gebohrt werden.

Das mittlere Rohr 13 übt verschiedene Funktionen beim Vorgang des Anlegens der erfindungsgemäßen Gruppe von Unterwasserbohrlöchern aus und bildet einen wichtigen und bleibenden Teil der Konstruktion nach fertiggestellter Anlage.

Das Bohrgerüst 12 hat auch mehrfache Funktionen, sowohl beim Anlegen der Bohrlöcher als auch als iVunktioneller Teil der konstruktion bei fertiggestellter Anlage.

Das Bohren der einzelnen Bohrlöcher durch die Rohre wird (wie in Fig. 2 gezeigt), durch Einstellen eines Bohr-

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Werkzeuges 27 auf die Rohre 21 und nachfolgende, derReihe nach ringsum das mittlere Rohr 13 durchgeführte Arbeiten bewerkstelligt, wobei letztgenanntes Rohr als Führung dient.

Während des Bohrens und nachdem der Senkschacht 11 und das Bohrgerüst 12 an Ort und Stelle einzementiert sind, wird das führungsrohr und Verspannungselement 13 gespannt, nicht nur, um zu verhindern, daß es zusammenfällt, sondern noch mehr, um zum Verankern und Positionieren des schwimmenden Bohrschiffes über der Stelle beizutragen.

Nachdem alle Bohrlöcher gebohrt und verdeckt sind, wird eine luftdichte -tvapsel 28 an dem Führungsrohr 13 herabgelassen. Die luftdichte kapsel 28 ist um das Führungsrohr und Verspannungselement 13 und das Bohrgerüst 12 angeordnet und luftdicht an beiden befestigt. Danach wird alles Wasser aus dem Inneren der kapsel gepumpt, und zwar durch eine in einem Personaltransportelement 31 transportierten Anlage, so daß die Kapsel eine luftdichte Kammer über den einzelnen Bohrlöchern bildet. Durch die mittlere Rohrleitung 13 kann frische Luft in die hammer eingeführt werden.

'//ie in Fig. 5 am besten gezeigt ist, enthält die Kapsel 28 eine Anzahl von ü'insteigluken 29, welche auf die einzelnen Bohrlöcher ausgerichtet sind, um einen vertikalen Zugang zum überprüfen der Bohrlöcher zu erleichtern.

Eine wasserdichte -fersonentransportkabine 31 greift dichtend in die k'insteigluken ein und gestattet das Transportieren von Personal von de.r Meeresoberfläche in das Innere der Kapsel 28. Wie in Fig. 3 gezeigt, dient das mittlere Rohr 13 als Führung bei der vertikalen Bewegung dieser Transportkabine 31·

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Arbeitspersonal betritt das Innere der Kapsel 28, um die Bohrlöcher fertigzustellen, in denen sie die Steigrohrköpfe 32, die Abflußleitungen 33 und anderes notwendiges Gerät- einbauen. . .

Wie in Fig. 5 gezeigt, werden die Abfluß leitungen 33 ' durch das Innere des Führungsrohres 13 zur Meeresoberfläche geführt. ■■■-'--'-'...'■ ;

Die Produktion .der einzelnen Bohrlöcher kann auch zu einem gemeinsamen Leitungsrohr zusammengeführt werden. Die Art und Weise, wie die mittlere Rohrleitung 13 als Anker für die Aufzugsplattform dient (Fig. 4), ist ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung und wird nachstehend beschrieben. -■"■-■■-"■

Wie am besten in Fig. 5 zu sehen ist, bildet das Gerüst 12 eine Verbindung zwischen dem Rohr 13 und den Rohren 22 und 23 der einzelnen Bohrlöcher, und zwar in einer Weise, daß ,jeder nach oben gerichteten Zugwirkung auf das Rohr 13 durch das Gewicht der Rohre 22 und 23 und ebenfalls durch die zwischen dem Bohrlochmantel und dem Boden bestehende Querverbindung begegnet wird. Das mittlere Rohr 13 ist auf diese Weise in seiner Lage festgehalten und gegen jede Aufwärtsbewegung gesichert. 'Wenn dann das mittlere Rohr 13 entweder direkt durch das Plattformdeck oder durch die Schwimmtanks 1? mit der Aufzugsplattform 16 verbunden wird, wie in Fig.4 dargestellt, bildet das Rohr 13 eine sehr wirksame Verankerung für die Plattform.

.Eine Vielzahl zusammenhängender Gruppen von. Bohrlöchern sind mit einer einzigen Plattform verbunden. In Fig.

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sind vier mit der Aufzugsplattform 18 verbundene zusammenhängende Gruppen gezeigt.

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Claims

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Patentansprüche

1· Unterwasserbohranlage, g e k e η η ze ~i c h η e t durch eine Vielzahl von Bohrlöchern, deren obere Bnden in geringen Abständen nebeneinander liegend eine -Iruppe bilden und mit Rohren (21) ausgestattet sind, welche sich nach unten in den Meeresboden erstrecken, Verbindungselemente (12), welche die in einer Gruppe zusammengefaßten ■ oberen ^nden der -Bohrlöcher miteinander verbinden, eine schwimmende -flattform (16) an der Wasseroberfläche, -und nalteelemente (13)> welche mit der schwimmenden Plattform und den Verbindungselementen verbunden sind und dadurch bewerkstelligen, daß die Kohre als Anker für die Plattform dienen.
2. Unterwasserbohranlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Überbauten für die Bohrlöcher auf dem Meeresboden und eine luftdichte kapsel (28), welche sich über den überbauten erstreckt und eine luftdichte -'.ammer über denselben vorsieht.
3. ünterwasserbohranlage nach Anspruch 2, g e -

k e η η ζ e i c h η e t durch eine '-!'ransportkabine ("31) für das Arbeitspersonal, welche mit der luftdichten kapsel (28) verbindbar ist, um den Transport des Personals mittels der i'ransportkabine in die kapsel zu ermöglichen und ein Element zum Auf- und Abbewegen der 'l'ransportkabine zwischen //asseroberflache und luftdichter Kapsel.
4. Unterwasserbohranlage nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , daß das Verbindungs element (13) mit einem Bohrgerüst, (.12) versehen ist, durch

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welches die obere Endposition jeden Bohrlochs festgelegt ist, und weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die luftdichte Kapsel (28) mit genau auf die oberen Endpositionen der Bohrlöcher ausgerichteten Einsteigluken (29) versehen ist.
5. Unterwasserbohranlage nach Anspruch ^, dadurch gekennzeichnet , daß sich am Bohrgerüst (12)

ein mittleres Rohr (13) und weiterhin eine Anzahl von Bohrlöchern (21) befinden, welche um das mittlere Rohr (13) um den gleichen Radius entfernt und in gleichen Abständen in einem Kreisbogen angeordnet sind, und dadurch, daß das mitt- ψ lere Rohr sowohl als Führung zum -festlegen des Bohrgerüsts und der Löcher beim Bohren von letzteren und nach fertigstellung der Bohranlage außerdem als Halteelement derselben dient.
6. Unterwasserbohranlage nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß sich die Abflußleitungen (33) durch das Innere der mittleren Rohrleitung (13) von

■ den überbauten der Bohrlöcher zu der Plattform (16) erstrekken.
7. Verfahren zum Anlegen einer Gruppe von Unterwasser- ^ bohrlöchern, gekennze ichnet durch Aufstellen eines Bohrgerüsts auf dem Meeresboden, Bohren von einer Gruppe von Bohrlöchern.im Meeresboden nach dem Anordnungsplan des Bohrgerüsts, Herablassen einer luftdichten Kapsel über die in Gruppen vorgesehenen Bohrlöcher und Abpumpen des Wassers aus dem Inneren der Kapsel, um eine luftdichte Kammer über den Bohrlöchern herzustellen, Transportieren von Arbeitspersonal von der Wasseroberfläche in das Innere der kapsel, und Fertigstellen der Bohrlöcher durch

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vom Arbeitspersonal in der lüftdichten Kammer der Kapsel unternommene Arbeiten. ■ -
8. - Verfahren nach Anspruch 7, ge k e η η ζ e ic h net durch Errichten eines mittleren Rohres durch die Kapsel bis zur Wasseroberfläche und Bohren aller-Bohrlöcher mit gleichem Radius um das mittlere Rohr und in gleichen Abständen auf einem Kreisumfang, so daß das Bohren der Bohrlöcher um das mittlere Rohr.genau einteilbar ist, indem das Bohrwerkzeug nach und nach um eine feststehende Anzahl von Graden /von Bohrloch zu Bohrloch gedreht wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, g e k e η η ζ e i c h η e t durch Befestigen einer schwimmenden Aufzugsplattform am Ende des mittleren Rohres an der Wasseroberfläche und Anlegen von Abflußleitungen von den Bohrlöchern zu der Plattform.

to. Verfahren nach Anspruch 9» gekennzeichnet durch Zusammenspannen der Plattform mit den Bohrlöchern durch Verbinden des unteren Endes des mittleren Rohres mit den Bohrlochrohren, so daß die Bohrlochrohre als Anker für cie Plattform dienen. .

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