DE2144570C3 - Plattform für Tiefbohr- und Produktionsarbeiten sowie Verfahren zum Führen von Standrohren entlang der Plattform - Google Patents
Plattform für Tiefbohr- und Produktionsarbeiten sowie Verfahren zum Führen von Standrohren entlang der PlattformInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Plattform für Tiefbohr- 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 zunehmendem 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
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 Tiefbohrungen während des Bohrvorgangs gegenüber
der zentralen Achse der Rohrleitungen 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 Tiefboh rungen in bereits bestehende und von derselben
Plattform aus angelegte Tiefbohrungen eingebohrt 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 Führungsteü 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
Schlantmgrenze 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 dann 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 Leitrohrführungen aufweist, die an der Rahmenkonstruktion
befestigt sind, so auszubilden, daß sich Standrohre mit einer größeren Reichweite anbringen
lassen, ohne daß auf eine gute Abstützung 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 erfindungsgemäß 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 iu
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 ausgeführt werden
können, so daß der Plattform eine entsprechend große Reichweite zukommt Dabei kann die Abstützung des
Standrohrs innerhalb der Rahmenkonstruktion in Jo 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 *o
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
erläutert.
F i g. 1 z.iigt in einer Seitenansicht eine erfindungsgemäße,
sich am Boden eines Gewässers abstützende Plattformkonstruktion mit erfindungsgemäßen Rohrführungen,
F i g. 2 ist eine perspektivische Darstellung der Plattformkonstruktion nach F i g. 1, welche die Rohrführungen
zeigt, die durch die Rahmenkonstruktion der Plattform unterstützt und gemäß der Erfindung zur
Krümmung der Rohrstränge passend ausgebildet sind, <>o
F i g. 3 veranschaulicht in einer teilweise schematisch gezeichneten Seitenansicht die Vorteile der Benutzung
einer erfindungsgemäßen Plattformkonstruktion gegenüber Plattformen bekannter Art mit Bohrtürmen, deren
Achsen senkrech· ''erlaufen. »>r>
Gemäß F i g. 1 und 2 stützt sich eine insgesamt mit 10
bezeichnete Plattformkj.istruktion am Boden 11 eines
Gewässers 12 ab. Die Konstruktion 10 umfaßt eine 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. I 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 P'pftformkonstruktion
10 senkrecht nach unten und sind dann in der gewünschten, aus Fig. 1 und 2 ersichtlichen Weise
gleichmäßig nach unten und außen gekrümmt
Zwar zeigen F i g. 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 F i g. 2 können die Führungen 25 als Ringe oder dergleichen ausgebildet und an der
Rahmenkonstruktion 15 der Plattform an mehreren gegeneinander versetzten Punkten befestigt seih. Die
Führungen 25 dienen dazu, die Rohrs'ränge zu führen und zu unterstützen. Die Rohrstränge können vorgebogen
sein und/oder während des Einführens in die zugehörigen Safe von etwas gegeneinander versetzten
Führungen 25 elastisch gebogen werden. Die vorgeformten oder plastisch gebogenen Rohrstränge können
dazu dienen, einen sich zunehmend vergrößernden Winkel unterhalb der untersten Führungen 25 vorzusehen,
die im allgemeinen an der Schlammgrenze oder dem Gewässerboden 11 angeordnet sind. Man kann die
üblichen Verfahren zum Bohren, Spülen, Vortreiben usw. oder eine beliebige Kombination dieser Verfahren
anwenden, um die Rohrstränge so einzubauen, daß sie
sich durch den Boden 11 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 Verbindüngen zu einem unterirdischen Speicher herzustellen,
dem wertvolle Produkte entnommen werden sollen, oder in die Antriebsflude für sekundäre Gewinnungsprozesse eingespritzt werden sollen.
Fig. 3 zeigt eine Tiefbohrung 26, die unter Benutzung
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 Hilfe von Richtkeilen im Meeresboden 11 in der gewünschten Weise abgelenkt worden ist. Beide
Rohrstränge werden in Verbindung mit einem nicht dargestellten Bohrturm mit senkrechter Achse benutzt,
der auf u'ci Piiiiiforrn i3 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 F i g. 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 ivplrhp vnn r\pr P\atitr\rm\ir\nt:trttlttir\n in inc
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. Infolgedessoi 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 F i g. 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 F i g. 3 durch das Bohrloch 26 zugänglich gemacht worden ist. (Der dem Rohrstrang 22 zugeordnete
Bohrlochkopf ist in F i g. 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 nut 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 Standrohrfuhrungen
innerhalb der Plattformkonstruktion 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 ,ii 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
• το L· riimmlon Qi ar»rli"/*\nr^n rV4»nilt 7PH 1ΙΓΠ ηΠ Κ Γ- 11ΠΓ1
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
Claims (1)
- Patentansprüche:1, Plattform für Tiefbohr- und Produkttonsarbeiten, 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 istZ Plattform nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, daß die Standrohrführungen (25) innerhalb des von der Rahmenkonstruktion (15) umschlösse- iä nen Bereichs zwischen deren oberem und unterem Ende angeordnet sind.3. Plattform nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Standrohrführungec (25) derart angeordnet sind, daß der obere Teil des Standrohrsiranges 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 aufweist5. Verfahren zum Führen von Standrohren für Rohrleitungen entlang einer auf dem Boden eines Gewässers abgesetzten, aus einer Rahmenkonstruktion bestehenden Plattform, bei dem die Standrohre Jo zwischen dem oberen und unteren Ende der Rahmenkonstruktion entlang von Standrohrführungen festgelegt werden, dadurcii gekennzeichnet, daß die Standrohrführungefc derart angebracht werden, daß mindestens ein Standrohr ü /er mindestens einen Teil seiner Länge gekrümmt und über seine ganze Länge knickfrei gelagert ist6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Standrohr im vorgebogenen Zustand in die Standrohrführungen eingebaut wird, -»o
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1974
- 1974-08-22 ES ES1971200818U patent/ES200818Y/es not_active Expired
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