DE2144570B2

DE2144570B2 - Plattform für Tiefbohr- und Produktionsarbeiten sowie Verfahren zum Führen von Standrohren entlang der Plattform

Info

Publication number: DE2144570B2
Application number: DE2144570A
Authority: DE
Inventors: Peter Kenner Arnold; Francis Patrick New Orleans Dunn; Peter William New Orleans Marshall
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1970-09-08
Filing date: 1971-09-06
Publication date: 1980-07-24
Also published as: FR2107299A5; NL171181C; DE2144570A1; US3687204A; GB1360101A; CA953519A; NL7112219A; NL171181B; ES200818Y; ES200818U; NO132766B; JPS5529235B1; DE2144570C3; OA03787A; NO132766C

Description

Die Erfindung betrifft eine Plattform für Tiefbohr- ^4I> und Produktionsarbeiten, die auf dem Boden eines Gewässers absetzbar ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Führen von Standrohren entlang der auf dem Boden eines Gewässers abgesetzten Plattform.

Um neue ölfelder aufzufinden, werden in zunehmen- ^r>" dem Maße Tiefbohrarbeiten in küstennahen Gewässern durchgeführt. Dazu wird eine Plattform mit einer Rahmenkonstruktion auf dem Gewässerboden abgesetzt, und mehrere gerade Rohrleitungen, die sich von der Plattform aus nach unten zu einem unter dem '^Λ Meeresboden liegenden Punkt erstrecken, bilden Führungen und Unterstützungen, die bei Tiefbohrungen benutzt werden, die in die Bodenformationen eindringen. Um die seitliche Reichweite der Tiefbohrungen gegenüber der Plattform zu vergrößern, werden die ^hf) Tiefbohrungen während des Bohrvorgangs gegenüber der zentralen Achse der Rohtleitungen abgelenkt. Auf diese Weise läßt sich bei relativ seichtem Niveau im Gewässerboden nur eine geringe seitliche Ablenkung jeder Tiefbohrung gegenüber der Plattform erzielen. ^ wobei eine erhöhte Gefahr besteht, daß neue Tiefbohrungen in bep'.ts bestehende und von derselben riäutuilll dtis

ι !Cu"",,,linger. v.;..₆v.,.,....

werden.

Es ist bekannt, die seitliche Reichweite bei relativ seichtem Niveau unterhalb des Gewässerbodens mit einem Führungsrohr zu vergrößern, das ein unter dem Gewässerboden angeordnetes Führungsteil mit einer der Anzahl der einzubringenden Bohrlöchern entsprechenden Zahl von Ablenkflächen für den Bohrmeißel aufweist (US-PS 19 00 163). Auf diese Weise kann eine nur sehr begrenzte Anzahl von Bohrlöchern von einer einzigen Plattform aus gebohrt werden.

Es ist auch bereits bekannt, zur Vergrößerung der seitlichen Reichweite gerade Standrohre vorzusehen, die nicht senkrecht verlaufen, sondern zur Senkrechten geneigt angeordnet sind. Diese Standrohre erstrecken sich jedoch seitlich über den Umfang der Rahmenkonstruktion der Plattform hinaus in einer beträchtlichen Höhe oberhalb der Schlammlinie (beispielsweise 30 bis 45 m bei einer Wassertiefe von 75 m). Dabei sind in nachteiliger Weise lange Standrohrabschnitte nicht unterstützt, soweit nicht besondere Standrohrführungen außerhalb der Rahmenkonstruktion vorgesehen werden, die jedoch kompliziert und aufwendig sind. Wenn ferner die Standrohre Bestandteile des Fundaments der Rahmenkonstruktion bilden und seitlichen Bewegungen einen Widerstand entgegensetzen, erhöhen sich die Kosten der mit Auslegern versehenen Rahmenkonstruktion beträchtlich.

Es ist auch bereits bekannt, geneigte gerade Standrohre zu verwenden, deren oberhalb der Schlammgrenze verlaufender Abschnitt innerhalb der Rahmenkonstruktion der Plattform angeordnet ist. Dafür muß der Standrohrkopf außermittig an einer Seite der Plattform angeordnet werden, und das Standrohr wird an der entgegengesetzten Seite von der Rahmenkonstruktion nahe der Schlammgrenze unterstützt. Hier muß mit Schrägbohrvorrichtungen gearbeitet werden, und dazu ist ein großer Teil der über dem Wasserspiegel angeordneten Plattform erforderlich, da die oberen Enden der Standrohre bzw. die Bohrlochköpfe mit vergleichsweise großem Abstand zueinander angeordnet sind.

Schließlich ist auch eine Unterwasser-Plattform bekannt, die mit seitlich nach außen gekrümmten rohrförmigen Beinen auf dem Gewässerboden abgestützt ist, durch die hindurch kurze Verankerungslöcher in den Boden gebohrt werden, die dinn zur Verankerung der Plattform auszementiert werden (US-PS 30 04 613).

Somit liegen die Nachteile beim Stand der Technik darin, daß Standrohrführungen außerhalb der Rahmenkonstruktion der Plattform vorgesehen werden müssen, daß möglicherweise Schwierigkeiten beim Anordnen der Standrohre gegenüber dem Fundament der Plattform auftreten, daß die Bohrlochköpfe nicht zentral angeordnet werden können, daß sich nicht die gewünschte seitliche Reichweite von einer Plattform aus erzielen läßt und daß nicht die üblichen bzw. einfachen Bohrvorrichtungen verwendet werden können. Diese Nachteile machen sich insbesondere bei einer Wassertiefe über 60 m bemerkbar.

Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Plattform für Tiefbohr- und Produktionsarbeiten, die auf dem Boden eines Gewässers absetzbar ist und eine Rahmenkonstruktion sowie Stand oder l.eitrohrführungen aufweist, die an der Rahmenkonstruktion befestigt sind, so auszubilden daß sich Standrohre mit einer größeren Reichweite anbringen '.3sser! ohne dsß 3üf eine "Ut⁰ Abstützen" der

Standrohre verzichtet werden muß oder Führungen außerhalb der Rahmenkonstruktion vorzusehen sind, und ohne daß auf der Plattform vorzunehmenden Arbeiten durch die Standrohre erschwert sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsget.iäß dadurch gelöst, daß die Standrohrführungen derart an der Rahmenkonstruktion angebracht sind, daß mindestens ein Standrohr über mindestens einen Teil seiner Länge gekrümmt und über seine gesamte Länge knickfrei geführt ist

Ferner soll erfindungsgemäß auch ein Verfahren zum in Führen von Standrohren für Rohrleitungen entlang einer auf dem Boden des Gewässers abgesetzten, aus einer Rahmenkonstruktion bestehenden Plattform, bei dem die Standrohre zwischen dem oberen und unteren Ende der Rahmenkonstruktion entlang von Standrohrführungen festgelegt werden, so durchgeführt werden, daß entsprechend der vorstehenden Aufgabenstellung eine große Reichweite ohne Inkaufnahme der geschilderten Nachteile erzielt wird. Dieses wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Standrohrführungen derart angebracht werden, daß mindestens ein Standrohr über mindestens einen Teil einer Länge gekrümmt und über seine ganze Länge knickfrei gelagert ist.

Es ist ersichtlich, daß durch die Krümmung der Standrohre bereits über dem Gewässerboden bzw. innerhalb der Rahmenkonstruktion vergleichsweise stark divergierende Tiefbohrungen ausgeführ: werden können, so daß der Plattform eine entsprechend große Reichweite zukommt. Dabei kann die Abstützung des Standrohrs innerhalb der Rahmenkonstruktion in m> einfacher Weise mittels der vorgesehenen Standrohrführungen erfolgen. Die Standrohre können gegebenenfalls in großer Anzahl vorgesehen und nach beliebigem Muster in Anpassung an die zu erschließenden unterirdischen Formationen angeordnet werden. Die )"> oberen Enden der Standrohre können im Bereich der Arbeitsplattform mit geringem Abstand zueinander angeordnet werden, so daß mit einfachen Bohrvorrichtungen herkömmlicher Art gearbeitet werden kann und die Arbeitsplattform keine übermäßigen Abmessungen -to aufweisen muß. Da die verschiedenen Standrohre bereits an der Oberseite des Gewässerbodens infolge ihrer Krümmung erhöhte Abstände voneinander aufweisen, ist auch die Gefahr eines versehentlichen Anbohrens bereits angelegter Tiefbohrungen erheblich ■*'> verringert.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung näher ^Γ> <· erläutert.

F i g. 1 zeigt in einer Seitenansicht eine erfindungsgemäße, sich am Boden eines Gewässers abstützende Plattformkonstruktion mit erfindungsgemäßen Rohrführungen, '>^r>

Fig.2 ist eine perspektivische Darstellung der Plattformkonstruktion nach Fig. !,welchedie Rohrführungen zeigt, die durch die Rahmenkonstruktion der Plattform unterstützt und gemäß der Erfindung zur Krümmung der Rohrstränge passend ausgebildet sind, w

Fig.3 veranschaulicht in einer teilweise schematisch gezeichneten Seitenansicht die Vorteile der Benutzung einer erfindungsgemäßen Plattformkonstruktion gegenüber Plattformen bekannter Art mit Bohrtürmen, deren Achsen senkrecht verlaufen. *>^Γ)

Gemäß F i g. I Uno 2 stützt sich eine insgesamt mit 10 bezeichnete Platltorinkonstruktion am Boden 11 eines

allgemein waagerechte Arbeitsplattform 13, die über der Wasseroberfläche 14 durch eine Rahmenkonstruktion 15 unterstützt ist, welche mehrere Füße 16 umfaßt, die durch ein Netzwerk aus Verstrebungen 17 miteinander verbunden sind. Die unteren Enden der Füße 16 ragen in den Gewässerboden 11 hinein, in dem sie mit Hilfe von Pfählen 18 verankert sind. Auf der Arbeitsplattform 13 können Vorrichtungen bekannter Art, z. B. nicht dargestellte Bohrtürme, Hebewerke, Motoren usw., angeordnet werden.

Gemäß der Erfindung erstrecken sich mehrere Tiefbohrungen zugeordnete Rohrstränge von der Plattform 13 aus nach unten innerhalb der Rahmenkonstruktion 15 zum Boden 11 des Gewässers 12. Als Beispiel zeigen F i g. 1 und 2 sechs Rohrstränge 19 bis 24. Der Rohrstrang 22, der in F i g. 1 nicht sichtbar ist, erstreckt sich von der Plattform 13 aus längs der Rahmenkonstruktion 15 im wesentlichen senkrecht nach unten. Die Rohrstränge 19, 20, 21, 23 und 24 verlaufen zuerst gegenüber der Plattformkonstruktion 10 senkrecht nach unten und sind dann in der gewünschten, aus F i g. 1 und 2 ersichtlichen Weise gleichmäßig nach unten und außen gekrümmt.

Zwar zeigen Fig. 1 und 2 nur sechs sich von der Plattform 13 aus nach unten erstreckende Rohrstränge, doch ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich, eine noch größere Zahl solcher Rohrstränge vorzusehen und sie gegenüber der Plattformkonstruktion 10 so anzuordnen, daß sich eine optimale seitliche Reichweite in den gewünschten Richtungen von der Plattformkonstruktion aus ergibt.

Die Krümmung der Rohrstränge 19, 20, 21, 23 und 24 kann konstant oder unterschiedlich sein, doch weisen die Rohrstränge in jedem Fall eine glatte bzw. zügig gekrümmte Innenfläche auf, die sich über die ganze Länge der Rohrstränge erstreckt, so daß es möglich ist, insgesamt größere Krümmungen vorzusehen, als es normalerweise möglich ist, wenn ein Bohrloch in den Gewässerboden 11 gebohrt wird. Auf diese Weise wird frühzeitig ein großer Abweichungswinkel zwischen der Senkrechten und den Rohrsträngen erzielt, so daß sich die seitliche Erstreckung der Rohrstränge vergrößert, und gleichzeitig ist es möglich, normale Senkrechtbohrverfahren anzuwenden, da die oberen Enden der gekrümmten Rohrstränge senkrecht verlaufen.

Die Rohrstränge sind gemäß F i g. 2 längs der Plattformkonstruktion 10 in Abständen durch Rohrstrangführungen 25 unterstützt, die mit der Rahmenkonstruktion 15 der Plattform verbunden und der Krümmung der Rohrstränge angepaßt sind. Die Führungen 25 sind in F i g. 1 der Deutlichkeit halber nicht dargestellt. Gemäß Fig.2 können die Führungen 25 als Ringe oder dergleichen ausgebildet und an der Rahmenkonstruktion 15 der Plattform an mehreren gegeneinander versetzten Punkten befestigt sein. Die Führungen 25 dienen dazu, die Rohrstränge zu führen und zu unterstützen. Die Rohrstränge können vorgebogen sein und/oder während des Einführens in die zugehörigen Sätze von etwas gegeneinander versetzten Führungen 25 elastisch gebogen werden. Die vorgeformten oder plastisch gebogenen Rohrstränge können d?zu dienen, einen sich zunehmend vergrößernden Winkel unterhalb der untersten Führungen 25 vorzusehen, die im allgemeinen an der Schlammgrenie oder dem Gewässerboden 11 angeordnet sind. Man kann die üblichen Verfahren zum Bohren, Spülen, Vortreiben usw. oder eine beliebige Kombination dieser Verfahren

sich durch den Boden Il des Gewässers erstrecken. Außerdem bildet der gekrümmte Rohrstrang eine zusammenhängende Unterstützung für Verrohrungen und Rohrleitungen, die auf bekannte Weise in Bohrlöchern angeordnet werden können, um Verbin- ^ düngen zu einem unterirdischen Speicher herzustellen, dem wertvolle Produkte entnommen werden sollen, oder in die Antriebsflude für sekundäre Gewinnungsprozesse eingespritzt werden sollen.

F i g. 3 zeigt eine Tiefbohrung 26, die unter Benutzung |₀ eines nach der Erfindung gekrümmten Rohrstrangs angelegt worden und einer anderen Tiefbohrung 27 benachbart ist, welche mit Hilfe eines »geraden« senkrechten Rohrstrangs bekannter Art gebohrt und mit Hälfe von Richtkeilen im Meeresboden !! in der \j gewünschten Weise abgelenkt worden ist. Beide Rohrstränge werden in Verbindung mit einem nicht dargestellten Bohrturm mit senkrechter Achse benutzt, der auf der Plattform 13 angeordnet ist. Wie aus F i g. 3 ersichtlich, ist die seitliche Reichweite des gekrümmten Rohrstrangs größer als diejenige des »geraden« Rohrstrangs.

Die erfindungsgemäß angeordneten Standrohrführungen sind insbesondere zur Verwendung in Fällen geeignet, bei denen eine große Wassertiefe von z. B. mehr als 70 m vorhanden ist, und bei denen sich der Raum, zu dem eine Verbindung hergestellt werden soll, in einer geringen Tiefe von z.B. höchstens 1500m befindet. Wenn man die erfindungsgemäße Lösung mit den bis jetzt gebräuchlichen Maßnahmen vergleicht, mittels welcher z. B. der »gerade« senkrechte Rohrstrang nach F i g. 3 bis zu einer Eindringtiefe von 45 m vorgetrieben worden ist, wie es in Fig.3 durch die Neveaulinie L angedeutet ist, wobei das Bohrloch 27 von diesem Niveau aus in waagerechter Richtung abgelenkt worden ist, erkennt man, daß die Verwendung eines gekrümmten Rohrstrangs, wie er zum Niederbringen des Bohrlochs 26 benutzt wird, und der eine mäßige Krümmung von z. B. 6° auf je 30 m aufweist, nahezu zu einer Verdoppelung der Fläche führt, die mit Hilfe von Bohrlöchern, z. B. des Bohrlochs 26, erreicht werden kann, welche von der Plattformkonstruktion 10 aus gebohrt werden. Gegebenenfalls kann man eine stärkere Krümmung der Bohrstränge von z. B. bis zu 9° je 30 m Länge wählen.

Beim Anlegen von Tiefbohrungen unter Anwendung der erfindungsgemäßen Standrohr-Führung ist es somit nicht erforderlich, einen Bohrturm mit geneigter Achse vorzusehen, da die Tiefbohrungen mit Hilfe normaler Bohrtürme mit senkrechter Achse gebohrt werden können. Infolgedessen benötigt man auf der Plattform 13 keine zusätzliche Deckfläche zum Versetzen und Betätigen eines Bohrturms mit geneigter Achse, und es ist nicht erforderlich, die Plattform 13 auf besondere Weise auszubilden, um die Benutzung eines Bohrturmes mit geneigter Achse zu ermöglichen. Schließlich kann man gemäß Fig. 1 Bohrlochköpfe 27 bis 31 in Verbindung mit den Rohrsträngen 19, 20, 21, 23 und 24 benutzen, um Fluide aus der Formation zu gewinnen, die gemäß Fig.3 durch das Bohrloch 26 zugänglich gemacht worden ist (Der dem Rohrstrang 22 zugeordnete Bohrlochkopf ist in Fig. 1 nicht sichtbar). Die genannten Bohrlochköpfe können in der Mitte der Plattform 13 auf der Konstruktion 10 zu einer Baugruppe vereinigt werden, bei der die Abstände zwischen den Bohrlochköpfen die gleichen sind, wie sie erforderlich sind, wenn einer Formation Fluide mit Hilfe »gerader« senkrechter Rohrstränge entnommen werden sollen.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß es möglich ist, die gekrümmten Rohrstränge bzw. Standoder Leitrohre je nach der Wassertiefe so auszubilden, daß ihre Reichweite diejenige der bekannten geneigten Rohrstränge nahezu erreicht oder sogar überschreitet, ohne daß sich die Nachteile der bekannten Standrohre ergeben, da die erfindungsgemäßen Standrohrführungen innerhalb der Plattformkonstrukticn angeordnet werden können. Hierbei ist es möglich, die Bohrlochköpfe in der Mitte der Plattform 13 anzuordnen, und die Standrohre so zu verlegen, daß sie sich jeweils in der gewünschten Richtung erstrecken. Ferner können die gekrümmten Standrohre eingebaut werden, woraufhin es möglich ist, Tiefbohrungen mit Hilfe eines Bohrturms mit senkrechter Achse und unter Anwendung bekannter Verfahren niederzubringen. Bei großer Wassertiefe und bei einer geringen Tiefe der zu erschließenden Formation unter dem Meeresboden kann man die gekrümmten Standrohre einbauen und benutzen, ohne die Konstruktion der Plattform oder die Arbeitweise im Vergleich zu dem bei geraden senkrechten Standrohren üblichen Vorgehen in einem erheblichen Ausmaß abzuändern. Die nach der Erfindung gekrümmten Stand- oder Leitrohre können in Kombination mit geraden senkrechten Standrohren verwendet werden, um die Zahl der Tiefbohrungen erheblich zu vergrößern, die von einer einzigen Plattformkonstruktion aus angelegt werden können.

Natürlich beschränkt sich die Benutzung der erfindungsgemäßen Plattformkonstruktion nicht auf die Verwendung als Unterstützung für das Zubehör von Ölquellen oder beim Anlegen von Tiefbohrungen zum Erschließen von Öllagerstätten. Mit gleich guten Ergebnissen kann man die Konstruktion mit den gekrümmten Standrohren benutzen, um Bohr- und Produktionsarbeiten bei Lagerstätten anderer Art durchzuführen, wenn z. B. Gas oder Wasser gewonnen werden soll, oder bei Formationen, die andere wertvolle feste Stoffe wie Schwefel, Salze oder Erze enthalten.

Zwar sind die Standrohrführungen 25 in F i g. 2 als ringförmige Bauteile dargestellt, doch sei bemerkt, daß sich die Erfindung nicht auf diese besondere Ausführungsform der Führungen beschränkt, und daß man beliebige andere für den erwähnten Zweck geeignete Führungen verwenden könnte. Beispielsweise können die Führungen als gekrümmte Rohrabschnitte ausgebildet sein, die an der Rahmenkonstruktion 15 der Plattform befestigt sind, die die Füße 16 und die Streben 17 umfaßt

Weiterhin kann man Standrohrführungen entsprechend der Erfindung in die Plattform 13 einbauen, die durch die Rahmenkonstruktion 15 der in Küstennähe auf dem Meeresboden angeordneten Konstruktion 10 unterstützt ist

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Plattform für Tiefbohr- und Produktionsarbeiten, die auf dem Boden eines Gewässers absetzbar ist und eine Rahmenkonstruktion sowie Stand- oder Leitrohrführungen aufweist, die an der Rahmenkonstruktion befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Standrohrführungen (25) derart an der Rahmenkonstruktion (15) angebracht sind, daß mindestens ein Standrohr (19 bis 24) über mindestens einen Teil seiner Länge gekrümmt und über seine gesamte Länge knickfrei geführt ist

2. Plattform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Standrohrführungen (25) innerhalb des von der Rahmenkonstruktion (15) umschlössenen Bereichs zwischen deren oberem und unterem Ende angeordnet sind.

3. Plattform nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Standrohrführungen (25) derart angeordnet sind, daß der obere Teil des Standrohrstranges senkrecht geführt ist.

4. Plattform nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Standrohrführungen (25) derart angeordnet sind, daß das Standrohr (19 bis 24) eine Krümmung von bis zu 9° je 30 m Länge aufweist.

5. Verfahren zum Führen von Standrohren für Rohrleitungen entlang einer auf dem Boden eines Gewässers abgesetzten, aus einer Rahmenkonstruktion bestehenden Plattform, bei dem die Standrohre > <> zwischen dem oberen und unteren Ende der Rahmenkonstruktion entlang von Standrohrführungen festgelegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Standrohrführungen derart angebracht werden, daß mindestens ein Standrohr über mindestens einen 1 > Teil seiner Länge gekrümmt und über seine ganze Länge knickfrei gelagert ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Standrohr im vorgebogenen Zustand in die Standrohrführungen eingebaut wird. ■·<>