DE202010009172U1

DE202010009172U1 - Vorrichtuzng, die eine Ölbohrung abdichten soll

Info

Publication number: DE202010009172U1
Application number: DE201020009172
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-06-17
Filing date: 2010-06-17
Publication date: 2010-12-02
Anticipated expiration: 2020-06-18

Abstract

Vorrichtung, die eine Ölbohrung abdichten soll,
dadurch gekennzeichnet,
dass sie eine wasserdichte Überstülpung ist, die
– sackartig oder mützenförmig gebaut ist,
– aus reißfestem biegbares Material oder Gewebe-Material aus reisfeste Fasern besteht, vorzugsweise Kevlar-Fasern,
– mit einer Öffnung, die groß genug ist, um über einem offenen Rohr einer Ölbohrung überstülpt zu werden, versehen ist,
– einen schweren stabilen Ring, der in die Öffnung eingebaut ist, oder dessen Rand bildet, aufweist,
– mit einem Verengungsmechanismus/Schließmechanismus ausgestattet ist, der in dem Hals der Überstülpung eingebaut ist, der die Öffnung verkleinern oder schließen kann, der aus mindestens einen aufblasbaren oder mit einer Flüssigkeit befüllbaren ringförmigen oder hohlzylinderförmigen entfaltbaren oder dehnbaren Kammer oder Blasebalg besteht,
– eine Hochdruckleitung und einen Hochdruckerzeuger aufweist, der mit dem Verengungsmechanismus/Schließmechanismus gekoppelt ist,
– mit Ösen oder andere Haltevorrichtungen, vorzugsweise in dem stabilen Ring eingebaut, durch die die Überstülpung...

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und Verfahren, mit dem man Öl-Bohrungen sowohl unter Wasser, als auch auf dem Land zuverlässig schließen kann.
Mit dem Bevölkerungszuwachs steigt der Bedarf nach Energie und Rohstoffen. Insbesondere die Öl-Quellen werden immer wichtiger. Auf dem Meeresboden sind sehr grosse Ölmengen vorhanden, die durch Bohrplattformen befördert werden.
Durch den Öl-Bohr-Plattformen oder wie man diese anders auch Bohrinsel nennt, werden Bohrungen in den Tiefen durchgeführt, wobei das Öl aus den Meeresboden an die Oberfläche befördert wird. Das Öl wird dann entweder durch lange Pipelines oder durch Tankerschiffe abtransportiert. Es kann allerdings, wie das jüngste Beispiel zeigt, zu Unfällen und zu Austreten des Öls kommen. In dem Fall vor dem Golf von Mexico, ist eine Plattform in Brand geraten und danach gesunken. Das Bohrloch wurde nicht wie vorgesehen verschlossen, sondern blieb offen und dutzende millionen Liter von Öl strömten täglich ungehindert ins Meereswasser.
Um das Bohrloch zu schließen, gibt es zahlreiche Methoden und Verfahren. In der Regel werden Sicherheitsventile eingebaut, die in der Lage sind, sich selbst zu schließen, wenn zu einem Unfall kommen sollte. Falls dennoch das Ventil offen bleibt, wird versucht eine Art Glocke drüber zu stülpen, die das Austreten des Öls verhindern soll. In dem Golf von Mexico wurden zwei Versuche unternommen, die sprudelnde Quelle mit Glocken zu schließen. Allerdings ohne Erfolg. Man hat auch versucht mit Chemikalien das Öl unschädlich zu machen, aber bei solchen gewaltigen Mengen an Öl, hat das leider kaum einen sichtbaren Effekt. Auch ein sog. Top-Kill Verfahren, wobei das Bohrloch mit Schlamm und Zusätze (Golfbälle, Reifenteile und weitere Gegenstände) befüllt wird, zeigte leider keinen Effekt.
Es werden zahlreiche Schutzmechanismen beschrieben, allerdings letztendlich ist der Faktor Mensch auch mit zu berücksichtigen.
Die Anmeldung DE 000004126540A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Löschung und Abdichtung einer brennenden Ölquelle, mit der man eine brennende Ölquelle, dessen Quellkopf beschädigt wurde, abdichten kann. Hier werden eine Ring-Formation und eine geschmolzene Metalllegierung verwendet, die den Quellkopf umfasst und dann erstarrt wird.
Die Anmeldung EP000000603181A1 beschreibt ebenso ein System zum Löschen einer Ölquelle, die unter hohen Druck steht. Hier werden Zementierungsverfahren beschrieben.
Die Anmeldung EP000000115463A2 beschreibt ein Verfahren, wobei durch Zementschlammzusammensetzungen, der Fluss in die Ölquelle kontrolliert wird.
Die Anmeldungen US 18 57 788 , US 18 30 061 , SU 15 02 811 A1 beschreiben ebenso Methoden, die für diese Zwecke verwendet werden.
All diese Verfahren eignen sich allerdings nicht für Ölbohrungen, die sich tief unter dem Meereswasser befinden.
Der in den Schutzansprüchen 1 bis 26 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine zuverlässiges Verfahren und eine passende Vorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, jede beliebige Ölquelle, bzw. Öl-Bohrung zuverlässig zu schließen.
Dieses Problem wird mit den in den Schutzansprüchen 1 bis 26 aufgeführten Merkmalen gelöst.
Vorteile der Erfindung sind:

– Sehr schnelle Einsatzbereitschaft,
– zuverlässiges und schnelles Schließen einer Bohrung nahezu unabhängig von dem Durchmesser der Bohrung
– sehr günstiges Verfahren und Vorrichtung

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der 1 bis 4 erläutert.
Es zeigen:
1 eine einfache Variante der Vorrichtung, ausgestattet ist,
2 die Wirkung des Schließmechanismus,
3 den Aufbau des Schliess-Systems
4 eine Vorrichtung, wobei die Überstülpung mit einem Zusatzrohr versehen ist,
Die Erfindung ist eine zuverlässige Lösung, die eine außer Kontrolle geratene Ölbohrung schließen kann.
Die Vorrichtung (1 und 2) besteht aus einer Überstülpung 1, die nicht aus einem festen Material, sondern vielmehr ein Sack aus einem Gewebe ist. Das Gewebe ist sehr reißfest und mit Kevlar-Fasern verstärkt. Eine Gummibeschichtung kann die Innenwand wasserdicht machen. Ein Metall-Ring 2 oder Sockel, der die Rand der Öffnung 3 bildet, verleiht ihm Stabilität und verhindert dass der Sack in sich zusammenfaltet, wenn man ihn über die Bohrung überstülpen möchte. Außerdem kann der Ring aus einem massiven schweren Material bestehen, sodass er den Sack richtig stark nach unten zieht, wenn er über die Bohrung überstülpt wird. Der Ring sollte schon einige Tonnen wiegen, weil er so höhere Stabilität der Vorrichtung verleiht. Der Sack sollte lang genug gebaut sein, sodass er die Ölbohrung 4 komplett umstülpen soll, ohne das seine Decke, die oben sich befindet, die Öffnung der Ölbohrung berührt, wenn der Ring den Meeresboden erreicht hat. Wenn der Sack überstülpt wird, dann wird natürlich der Sack in kürzeste Zeit mit Öl gefüllt. Das Öl fließt dann nach unten und hebt den Ring ein bisschen hoch oder wenn der Ring massiv und schwer genug gebaut ist, bohrt den Boden unter dem Ring durch und fließt weiter ins Wasser. In dem Zeitpunkt wird der Verengungsmechanismus eingeschaltet, der den Halsbereich 5 des Sackes, der sich nach unten zeigt, verengt. Das ist ein zweiter Ring der aus einer Metall-Hülle 10 in Form eines Hohlzylinders, dessen Innenseite offen ist, und ein hohlzylinderförmiges oder Schlauchförmiges Druckkammer 6, der elastisch gebaut ist, der mit einer Flüssigkeit mit Hochdruck und blitzschnell gefüllt wird. Die Druckkammer ist in der Metall-Hülle für mehr Stabilität eingebaut und sieht fast wie ein Rettungsring aus. Die Druckkammer ist dehnbar, bzw. entfaltbar. Der Hochdruck, der in diese Kammer nachdem die Flüssigkeit eingepumpt wird, herrscht, muss höher als der Druck des Öls, sein, um eine vollständige Schließung zu erreichen. Deswegen muss diese Druckkammer ebenso mit Kevlarfasern verstärkt werden, sonst platzt sie und die ganze Sache wird umsonst. Man muss diesen Schließmechanismus wie eine frühere Fahrzeugreifen vorstellen: Die Metallhülle hier sieht ähnlich wie der Reifen aus und der Druckkammer wie der Schlauch, der innen steckt. Das Bohrlochrohr ist dann vergleichbar mit einem Fahrzeug-Felgen, der umschlossen wird. Allerdings hier herrschen Druckkräfte die mehrere Tausend Bar erreichen können und deshalb werden die Materialien sehr stabil gebaut. Der Schließmechanismus faltet den Sack an dem Halsbereich zusammen und drückt ihn gegen die Außenwand des Rohres in die Ölbohrung und schließt somit die Bohrung. Die Kevlar-Fasser halten extrem hohe Druckkräfte aus und vor allem sind die Überstülpung und die Druckkammer nicht gerade dünn gebaut.
3 zeigt ebenso eine Variante, wobei der Schließmechanismus nicht außen, sondern im inneren der Überstülpung sich befindet. Eine Druckkammer 6 in Form eines Fahrzeugreifens wird durch eine Hochdruckflüssigkeit 13 durch einem Hochdruck-/Pump-System 11 (über eine Hochdruckleitung 12 gekoppelt) aufgebläht und sich zwischen der Innen-Wand der Überstülpung und der Außenwand des Rohres (Öl-Bohrung) sich ausdehnen. Die Metall-Hülle 10 ist mit dem Sack innen verbunden. Ein Metall-Hohlzylinder 8, der außen an der Stelle, wo die Metall-Hülle innen sich befindet, eingebaut ist, verleiht der Vorrichtung Stabilität. Dadurch kann der Schließmechanismus seine Kraft voll auf das Umschließen des Rohres abgeben. Die Kontaktfläche der Druckkammer ist mit einem Gummi-Schicht 14 oder massiven Gummi-Körper überzogen.
Eine Variante aus der 4 ist eine Überstülpung die allerdings an beiden Enden offen ist. Das ist vielmehr eine art Glocke oder Hohlzylinder aus Gewebe mit Kevlar-Fasern verstärkt, der über das Endrohr eine außer Kontrolle geratene Öl-Bohrung gestülpt wird. Oben ist sie mit einem absperrbaren Rohr 7 ausgestattet. Die Überstülpung 1 ist länger als das Rohr 4 in die Bohrung und ebenfalls am unteren Ende mit einem schweren Ring 2ausgestattet. Der Verengungsmechanismus, der im unteren Bereich eingebaut ist, wird zuerst aktiviert. Dadurch wird die aufblasbare Druckkammer 6 in Ringformation mit Hochdruck-Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser aus der Umgebung, über ein Hochdruck-Pumpsystem voll gepumpt, sodass er die untere Öffnung vollständig um das Endrohr fest schließt. Der schwere Ring dient als Stabilisator auch für den Schließmechanismus. Er unterstützt ihn, indem er eine Ausdehnung nach außen verhindert. Man kann eine Art Sieb in die Bohr-Öffnung fest einbauen, der die Überstülpung von eventuell harten Partikeln schützen soll. Danach kann man das Rohr oben über die Absperrung schließen und dann eine Öl-Leitung anschließen. Wenn man ein Rohr in die obere Öffnung installiert, dann kann man sogar das Öl mit Hilfe von Leitungen bis zu dem Tankerschiff hineinpumpen.
Dieses Verfahren hat den Vorteil, weil man damit relativ schonend, gefahrlos ein defektes Ventil in die Bohrung, geschlossen werden kann. Sie ist flexibel und kann das Ventil oder Endrohr auch beim Versagen nicht beschädigen. Sie umschließt sanft, wobei die Kraft sehr homogen doch sehr fest auf der ganzen Oberfläche des Endrohrs oder Ventils der Bohrung in dem Schließbereich übertragen wird, und erlaubt zudem dass ein eingebautes Rohr am anderen Ende der Überstülpung beweglich bleibt. Das Ventil oder Endrohr wird großflächig umschlossen. Anders als bei Überstülpungen aus festem Material, besteht hier keine Gefahr, dass die Kraft punktuell oder in kleinen Bereichen übertragen wird.
Allerdings muss das Ventil oder ein Stück Rohr noch aussen übriggeblieben sein. Wenn die Bohrung überhaupt nicht richtig ausgebaut ist und kein Rohr außerhalb des Bodens herausragt, ist das Verfahren ungeeignet.
Bezugszeichenliste

1: Überstülpung
2: Metall-Ring
3: Öffnung
4: Ölbohrung
5: Halsbereich
6: Druckkammer
7: Absperrbares Rohr
8: Metall-Hohlzylinder
9: Metall-Scheiben
10: Metall-Hülle
11: Hochdruck-/Pump-System
12: Hochdruckleitung
13: Hochdruckflüssigkeit
14: Gummi-Schicht
15: Abfluss-Rohr
16: Ventil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 000004126540 A1 [0006]
- EP 000000603181 A1 [0007]
- EP 000000115463 A2 [0008]
- US 1857788 [0009]
- US 1830061 [0009]
- SU 1502811 A1 [0009]

Claims

Vorrichtung, die eine Ölbohrung abdichten soll, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine wasserdichte Überstülpung ist, die – sackartig oder mützenförmig gebaut ist, – aus reißfestem biegbares Material oder Gewebe-Material aus reisfeste Fasern besteht, vorzugsweise Kevlar-Fasern, – mit einer Öffnung, die groß genug ist, um über einem offenen Rohr einer Ölbohrung überstülpt zu werden, versehen ist, – einen schweren stabilen Ring, der in die Öffnung eingebaut ist, oder dessen Rand bildet, aufweist, – mit einem Verengungsmechanismus/Schließmechanismus ausgestattet ist, der in dem Hals der Überstülpung eingebaut ist, der die Öffnung verkleinern oder schließen kann, der aus mindestens einen aufblasbaren oder mit einer Flüssigkeit befüllbaren ringförmigen oder hohlzylinderförmigen entfaltbaren oder dehnbaren Kammer oder Blasebalg besteht, – eine Hochdruckleitung und einen Hochdruckerzeuger aufweist, der mit dem Verengungsmechanismus/Schließmechanismus gekoppelt ist, – mit Ösen oder andere Haltevorrichtungen, vorzugsweise in dem stabilen Ring eingebaut, durch die die Überstülpung über die Ölbohrung gezogen wird, ausgestattet ist.
Vorrichtung, die eine Ölbohrung schließen soll, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine wasserdichte Überstülpung ist, die – hohlzylinderförmig gebaut ist, – aus reißfestem biegbaren Material oder Gewebe-Material aus reisfeste Fasern besteht, vorzugsweise Kevlar-Fasern, – mit zwei Öffnungen, wobei mindestens eine davon groß genug ist, um über einem offenen Rohr einer Ölbohrung überstülpt zu werden, versehen ist, – mindestens einen schweren stabilen Ring, der mindestens in die Öffnung, die über ein Restrohrstück oder Ventil einer Öl-Bohrung eingestülpt wird, eingebaut ist, oder dessen Rand bildet, versehen ist, – mit je einem Verengungsmechanismus/Schließmechanismus ausgestattet ist, der in den beiden Halse der Überstülpung eingebaut sind, der die Öffnungen verkleinern oder schließen können, der aus mindestens einen aufblasbaren oder mit einer Flüssigkeit befüllbaren ringförmigen oder hohlzylinderförmigen entfaltbaren oder dehnbaren Kammer/Blasebalg besteht, – eine Hochdruckleitung und einen Hochdruckerzeuger aufweist, der mit den Verengungsmechanismus/Schließmechanismus gekoppelt ist, – mit Ösen oder andere Haltevorrichtungen, vorzugsweise in dem stabilen Ring eingebaut, durch die die Überstülpung über die Ölbohrung gezogen wird, ausgestattet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der Stelle wo sich die entfaltbare Kammer oder der Balg eingebaut ist, ein Hohlzylinder aus einem stabilen Material, in die Aussen- oder Innen-Wand der Überstülpung als Verstärkung eingebaut ist.
Vorrichtung nach einen der vorhergehenden Schutzansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlzylinder eine Schutzhülle aus Metall oder einer Legierung besteht.
Vorrichtung nach einen der vorhergehenden Schutzansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließmechanismus ähnlich wie ein Fahrzeugreifen mit einem Innenschlauch gebaut ist, wobei der Reifen die Schutzhülle und der Schlauch die verstärkte Druckkammer darstellen soll.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verengungsmechanismus/Schließmechanismus statt aus dem aufblasbaren Ring, aus einer mechanischen Schelle besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verengungsmechanismus/Schließmechanismus aus mindestens einem Seil oder Schnur besteht.
Vorrichtung nach einen der vorhergehenden Schutzansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verengungsmechanismus/Schließmechanismus mit einen elektrischen Antrieb ausgestattet ist.
Vorrichtung nach einen der vorhergehenden Schutzansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verengungsmechanismus/Schließmechanismus mit einen hydraulischen Antrieb ausgestattet ist.
Vorrichtung nach einen der vorhergehenden Schutzansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verengungsmechanismus/Schließmechanismus mit einen Explosionsantrieb, der über eingebaute kleine Zündstoff-/Sprengstoffmenge angetrieben wird, ausgestattet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Zündstoff/Sprengstoff ähnlich wie das der Airbags ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Zündstoff ein Gasgemisch aus Wasserstoff und Sauerstoff ist.
Vorrichtung nach einen der vorhergehenden Schutzansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit eine Gummibeschichtung, die zumindest in der Innenwand angebracht ist, versehen ist.
Vorrichtung nach einen der vorhergehenden Schutzansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei Öffnungen aufweist und wie ein Hohlzylinder gebaut ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass beide Öffnung mit je einem Verengungsmechanismus/Schließmechanismus ausgestattet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Öffnung, wenn sie senkrecht angeordnet ist, mit einem Rohr gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr eine Koppel-Vorrichtung, über die sie mit anderen Rohren gekoppelt werden kann, aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr mit einem Schließventil ausgestattet ist.
Vorrichtung nach einen der vorhergehenden Schutzansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit Drucksensoren ausgestattet ist.
Vorrichtung nach einen der vorhergehenden Schutzansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit Videokamera ausgestattet ist.
Vorrichtung nach einen der vorhergehenden Schutzansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einer Beleuchtung ausgestattet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtung infrarot oder optischer natur ist.
Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtung vorzugsweise aus LED-s besteht.
Vorrichtung nach einen der vorhergehenden Schutzansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einem Mikrofon, der in einer wasserdichten Kapsel sich befindet, ausgestattet ist.
Vorrichtung nach einen der vorhergehenden Schutzansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit Daten- und/oder Stromleitungen ausgestattet ist.
Vorrichtung nach einen der vorhergehenden Schutzansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Überstülpung mit mindestens einen eigenen Antrieb, der aus einem Antriebsmotor oder Antriebsdüsen besteht, ausgestattet ist.