DE2252781A1 - Unterwasserbohrvorrichtung - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

DIPL-INe. DR. IUR. DIPL.-IN6.

VOLKER BUSSE DIETRJCH BUSSE

4S Osnabrück, den 26. Oktober 1972

MOSERSTRASSE 2O/24·

Vetco Offshore Industries, Inc.
250 West Star.2ey Avenue,
Ventura, California 93001, USA

Unterwasserbohrvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Unterwasserbohrvorrichtung mit einer einem Bohrlochskopfgehäuse an der"Gewässersohle zugeordneten Absperreinrichtung, einer Plattform an der Wasseroberfläche, einer sich zwischen der Plattform und dem Bohrlochskopfgehäuse erstreckenden Rohrverbindung und einer im Bohrlochskopfgehäuse angeordneten Rohrhängevorfichtung für zumindest einen einen Strö mungsweg für ein Fördermedium bildenden Röhrstrang»

Bei derartigen, den Anlegen und Fertigstellen von öl-Gasbohrungen dienenden Unterwasserbohrvorrichtungen können von Zeit zu Zeit auftretende Unfälle einen Brand verursachen oder dazu führen, daß sich beträchtliche Mengen öl bzw. des zu fördernden Strömungsmediums in das Wasser ergießen. Zum Bekämpfen derartiger Verluste des Fördermediums und daraus entstehender Schäden werden Absperreinrichtungen in die Verrohrungen bzw. Förder-

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rohre des Bohrlochs unterhalb der Gewässersohle eingebaut, die sich beim Auftreten eines Schadens an den an der Wasseroberfläche gelegenen Einrichtungen automatisch schließen. Derartige Unterwasser-Absperreinrichtungen werden im allgemeinen durch den Druck eines Druckmediums offen gehalten, das durch sich von der Plattform in das Bohrloch erstreckende Steuerleitungen zugeführt wird. Die Verwendung dieser Absperreinrichtungen ist. aufgrund des Umstands, daß sie häufig unzuverlässig und im Bedarfsfall unwirksam sind, problematisch. ■

Eine zuverlässigere Absperreinrichtung an der Gewässersohle besteht aus einem herkömmlichen Christbaum. Der Christbaum wird unter Wasser an den üblichen Unterwasserbohrlochskopf angeschlos·* sen und enthält Absperrventile mit einer Betätigungseinrichtung, durch die die Absperrventile selbsttätig im Notfall oder nach Belieben geschlossen werden können. Diese Unterwasserchristbäume können jedoch nicht innerhalb des Bohrlochs bzw. einer Verlängerung des Bohrlochskopfgehäuses installiert werden und sind daher der Umgebung unter Wasser ausgesetzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Unterwasserbohrvorrichtung mit einer Unterwasser-Absperreinrichtung zu schaffen, die durch die übliche, sich zwischen dem Unterwasserbohrlochskopf und der Plattform erstreckende Rohrverbindung an ihre Einsatzstell unter Wasser gebracht werden kann, mit Sicherheit betriebsbereit, störungsunanfällig sowie durch den Druclc eines Strömungsmittels betätigbar ist.

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Erfindungsgemäß wird dies bei einer Unterwasserbohrvorrichtung der eingangs angegebenen Art erreicht durch eine auf der Rohrhängevorrichtung absetzbare, innerhalb der Rohrverbindung angeordnete Absperreinriehtung und eine sich von der Absperreinrichtung zur Plattform erstreckende Anschlußeinrichtung, wobei die Absperreinrichtung einen eine Strömungsverbindung zwischen dem Rohrstrang für das Fördermedium und der*Anschlußeinrichtung herstellenden Kanal, einen zwischen einer den¹ Kanal offenhaltenden Stellung und einer den Kanal schließenden Stellung hin-und herbeweglichen Ventilschieber, eine durch ein Druckmedium gesteuerte Betätigungseinrichtung zum Halten des Ventilschiebers

in der Offenstellung und eine den Ventilschieber bei Abfall des Steuerdrucks des Druckmediums in die Schließstellung überführende Einrichtung aufweist.

Vorzugsweise weist die Betätigungseinrichtung einen mit dem Ven-' tilschieber zusammenwirkenden, in einem Kolbenhubraum hin- und herverschiebbaren Betätigungskolben und die den Ventilschieber

in die Schließstellung überführende Einrichtung eine auf die Bewegung des Betätigungskolbens beim Verschieben des Ventilschiebers aus der Schließstellung in die Offenstellung ansprechende Energiespeichereinrichtung für eine Rückführung des Ventilschiebers aus der Offen- in die Schließstellung auf. Zur Bewegung des Ventilschiebers kann ferner eine Zusatzeinrichtung als Unterstützung für die Eiiergiespeichereinrichtung vorgesehen sein. Wenn die das Ventil offenhaltende Kraft, d.h» der Drück des Drückmediums, z,B. der des Pbrdermediums nachläßt, erfolgt schnell

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und zuverlässig ein Schließen des bzw. der Ventilschieber. Dieser Druckabfall kann infolge eines Unfalls selbsttätig eintreten oder vorsätzlich herbeigeführt werden. Durch die nach der Erfindung vorgesehene Ausgestaltung und Betätigung wird die Einrichtung sehr kompakt, so daß ein massiver Ventilblock verwendet werden kann, der in die übliche 20"-Rohrverbindung paßt, die sich Von der herkömmlichen Rohrhängevorrichtung zur Plattform an der Wasseroberfläche erstreckt.

Die Absperrventile der Absperreinrichtung sind nach der Erfindung einem Ventilgehäuse untergebracht, das an einer Verbindungseinrichtung befestigbar ist, die durch die Rohrverbindung abgesenkt und auf der üblichen Unterwasser-Rohrhängevorrichtung abgesetzt und festgelegt werden kann.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Verbindungseinrichtung, an der die Unterwasser-Absperreinrichtung bzWt der Chris baum angeschlossen ist, in der Rohrhängevorrichtung angebracht und in der Weise damit verriegelt, daß eine Abdichtung zwischen den verschiedenen Ringräumen zwischen der äußeren Verrohrung und den weiteren kleineren, sich in das Bohrloch erstreckenden Verrohrungs- oder Förderrohrsträngen bewirkt wird. Sollen verschieden! Rohrringräume zur Feststellung dort auftretender Druckinderungen überwacht werden, kann die Verbindungseinrichtung mit Kanälen versehen werden. An diese Kanäle können Leitungen angeschlossen werden, die nach oben zur Plattform geführt sind. In eineiji derartigen

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Pall ist es vorteilhaft, ein Zwischenstück bzw. einen Adapter zu verwenden, der die Abdichtung der verschiedenen Ringräume bewirkt, und Ventile in den zu überwachenden Kanälen vorzusehen, die geschlossen sind, bis sich die Verbindungseinrichtung und die Absperreinrichtung in ihrer Betriebsstellung in der Rohrhängeyorrichtung· befinden.

Unabhängig davon, ob das Zwischenstück verwendet wird oder nicht, können in weiterer-Ausgestaltung der Erfindung die Absperreinrichtung und die Verbindungseinrichtung in die Rohrhängevorrichtung an einer Anschlußeinrichtung abgesenkt werden, die innerhalb der äußeren Rohrverbindung einen inneren Rohrstrang bildet.

ι Der innere Rohrstrang verbindet auch die Absperreinrichtung mit der Plattform und dient außerdem zur unterbringung verschiedener Verbindungsleitungen, die von den Kanälen der Absperreinrichtung und somit von den verschiedenen Rohrsträngen des Bohrlochs zur Plattform führen.

Die Anschlußeinrichtung, mit der die Absperreinrichtung und die Verbindungseinrichtung durch die äußere Rohrverbindung irr Eingriff mit der Rohrhängevorrichtung gebracht werden, ist in weitere Ausgestaltung der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß sie aus mehreren Rohrabschnitten zusammengesetzt ist, jeder Rohrabschnitt an seinem einen Ende einen Ansatz und an seinem anderen Ende eine Muffe zur Verbindung der Rohrabschnitte sowie ein äußeres und ein inneres Rohrstück zur Aufnahme von Fördermedium aus dem Bohrloch

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bei geöffnetem Kanal der Absperreinrichtung aufweist und daß das innere Rohrstück an einem Ende einen Rohranschluß und am anderen Ende eine Rohrmuffe zur Verbindung der Rohrstücke von miteinander verbundenen Rohrabschnitten besitzt. Durch die Verwendung einer derartigen Anschlußeinrichtung wird die Vervollständigung der Verbindungsleitungen zwischen der Unterwasserabsperreinrichtung und der Plattform wesentlich erleichtert.

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Weitere Merkmale j Vorteile und Verwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, in der Ausführungsbeispiele des Gegenstands der Erfindung näher veranschaulicht sind. In der Zeichnung zeigen:

Fig..1 eine Ansicht einer typischen Unterwasser-Bohrplattform mit einer Rohrverbindung zwischen dem üblichen Christbaum auf der Plattform und dem Unterwasserbohrlochskopf

Fig. 2a einen Vertikalschnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1 bis 2d

mit einigen in Seitenansicht dargestellten Teilen¹ zur

Veranschaulichung des Unterwasserchristbaums im Bohr-' ■ lochskopf, wobei die Fig. 2b bis .2d fortlaufende Verlängerungen der Fig. 2a nach unten sind,

Fig. 3 einen Horizontalschnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 2a₃ Fig. 4 ' einen Horizontalschnitt nach der Linie l|—1 der Fig. 2a, wobei sich das Absperrventil in geöffnetem Zustand befindet, ·

Fig. 5 einen Horizontalschnitt nach der Linie 5-5 der Fig. 2b₃ Fig. 6 einen dm wesentlichen der Fig. 2c entsprechenden Vertifc schnitt, jedoch m$t einer abgeänderten, in'die Rohr-r hänge-vorrichtung abgesetzten Verbindungseinrichtung,

Fig. 7 eine Draufsicht auf eine Steigtbhrverbindung für die Rohrverlängerung vom Bohrlochskopf zur Plattform, und

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- 8 Pig. 8 einen Vertikalschnitt nach der Linie 8-8 der Pig. 7.

Wie die Zeichnung zeigt (vgl. zunächst Fig. 1), ruht eine Plattform P auf Stützen L, die sich durch das Gewässer art dessen Sohle M in den Grund erstrecken. Von der Plattform P aus ist ein Bohrlach W gebohrt und ein äußerer Verrohrungsstrang C in dais Bohrloch W eingesetzt worden. Wie an späterer Stelle beschrieben wird, siryl innere Verrohrungsstränge vom Gehäuse 10 des Bohrlochskopfes abgestützt. Eine Verrohrungs- oder Führungsrohrverlängerung 11 erstreckt sich vom Bohrlochskopfgehäuse 10 nach oben zu einem Christbaum 12, durch den die Strömung erbohrter Strömungsmedien mittels der üblichen Christbaumventile in bekannter Weise gesteuert wird. Die gesamten Vorgänge des Bohrens, des Ausbaus des Bohrlochs und der Förderung erfolgen durch die Rohrverbindung 11, das Bohrlochskopfgehäuse 10 und den äußeren Verrohrungsstrang C. Diese Vorgänge schließen das Einbringen nachfolgender innerer Verrohrungsstränge in Bohrlochbereiche kleineren Durchmessers, das Zementieren der inneren Verrohrungsstränge im Bohrloch, ein Perforieren· der Verrohrung und die Behandlung und Untersuchung der Formationen und die Förderung aus einem oder mehreren Bohrlochzonen ein.

Wie die Fig. 2a bis 2d zeigen, ist die Rohrverbindung 11 bei 13 mit einem Kupplungsstück 14 verschraubt, das eine auf dem oberen Ende des Gehäuses 10 aufliegende radiale Schulter 15 und eine sich nach unten in dan obere Ende des Gehäuses 10 erstreckende Schürze 16 aufweist, die bei 17 innen mit dem oberen Ende des Gehäuses 10

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verschraubt ist. Zwischen der Schürze 16 des Kupplungsstücks und dem Gehäuse 10 befindet sich ein Dichtungsring 18. Der äußere Verrohrungsstrang C ist bei 19 mit dem unteren Ende des Gehäuses 10 verschraubt.

Das Gehäuse 10 stützt einen Rohrhänger 20 für einen ersten inneren Verrohrungsstrang Cl-ab, der sich abwärts durch den äußeren Verrohrungsstrang C in das Bohrloch erstreckt. Der Rohrhänger 20 weist ein Gehäuse 21 auf, mit dessen unterem Ende der Verrohrungsstrang Cl über das Gewinde 22 verbunden ist. Ein geteilter, federnder Ring 23 3& um das Gehäuse 21 angeordnet und in Längsrichtung zwischen auf dem Gehäuse aufgeschraubten oberen und unteren Halteringen 24,25 gehalten. Im Bereich der Halteringe 24 und 25 ist das Gehäuse 21 bei 26 und 27 längsgeschlitzt, damit das Strömungsmedium aus dem Bohrloch nach oben durch den Zement verdrängt werden kann, wenn der Verrohrungsstrang Cl durch Zementierung festgelegt wird. An seinem äußeren Umfang besitzt der geteilte Ring 23 eine Umfangsnut 28 zwischen einem nach unten und außen geneigten oberen Absat'z 29 und einem unteren, ebenfalls nach unten und außen geneigten Absatz 30. Das Gehäuse 10 besitzt innen einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Plansch, der einen oberen nach außen und oben geneigten Ansatz 31 aufweist, oberhalb dessen sich eine Umfangsnut 32 und unterhalb dessen sich eine Umfangsnut 33 erstrecken. Die Nuten 32 und 33 nehmen Bereiche 34 und 35 d'es geteilten Rings 23 auf, wenn das Gehäuse in eine Stellung abgesenkt ist, in der der Ring 23 expandiert,

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so-daß dessen Absatz 29 am Ansatz 31 des Gehäuses 10 in Eingriff kommt, um auf diese Weise den Verrohrungsstrang Cl im Bohrloch zu halten. Das äußere Profil des geteilten Ringes 23 ist so ausgebildet, daß seine Bereiche ~$k und 35 mit einander gegenüberliegenden Teilen der Rohrverbindung 11, des Kupplungsstücks 14 und des Gehäuses 10 in Eingriff gelangen und eine Aufweitung des Rings verhindern, wenn er nicht in die Nuten 32 und 33 gelangen kann.

Wie es bei Rohrhängern allgemein bekannt ist, besitzt das Gehäuse 21 an seinem oberen Ende eine Bohrung 36 mit einem inneren Linksgewinde 37 zur Aufnahme eines mit einem entsprechenden Gewinde versehenen Teils eines LaufWerkzeugs (nicht dargestellt), so daß der Verrohrungsstrang Cl und der Rohrhänger 20 in das Gehäuse 10 in die dargestellte Stellung abgesenkt werden können und das Laufwerkzeug sodann entfernt werden kann. Entsprechend dem Bohrfortschritt werden nacheinander kleinere Verrohrungsstränge in gleicher Weise eingefahren und im Bohrloch zementiert. So hält entsprechend der zeichnerischen Darstellung ein Rohrhänger 40 einen zweiten inneren Verrohrungsstrang C2 innerhalb des Gehäuses' 21 des Rohrhängers 20. Der Rohrhänger ¹IO besitzt einen aufweitbaren, expansiblen Ring kl, der, ähnlich dem im vorstehenden beschriebenen Ring 23, mit einem Ansatz Ί2 des Gehäuses 21 in Eingriff gelangt, wenn der Rohrhänger 40 durch ein mit dem oberen mit Innengewinde versehenen Ende desselben in Eingriff befindliches Laufwerkzeug abgesenkt wird.

Ein dritter innerer Verrohrungsstrang C3 wird von einem inneren

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Rohrhänger 43 gehalten, der wie: die oben beschriebenen Rohr- ·· hänger einen aufweitbaren, federnden Ring 44 aufweist, der mit dem Ansatz 45 des Rohrhangers 40 in Eingriff gebracht werden kann. Der sich nach oben erstreckende Bereich 46 des Rohrhängers 43 besitzt das übliche Innengewinde 4? zur Aufnahme eines Laufwerk-zeugs (nicht dargestellt), mittels dessen der innere Verrohrungsstrang C3 und der Kohrhänger 43 in das Bohrloch eingefahren werden können. Nach Herausnahme dieses LaufWerkzeugs und Fertigstellung der üblichen Zementier-, Perforier- und Prüfarbeiten jird · ein Förderrohrhänger 48 mit einem Gehäuse 49 in der Rohrhänger 43 eingefahren. Das Gehäuse 49 besitzt ein Außengewinde 50, das mit dem Innengewinde 47 am oberejn Bereich 46 des Röhrhängers 43 zusammenwirkt. Auf dem oberen Ende des Bereichs des Rohrhängers 43 ruht eine äußere Schulter 51 des Gehäuses Zwischen dem Bereich 46 und dem Gehäuse 49 ist eine geeignete Dichtung 52 vorgesehen. An seinem oberen Ende besitzt das Gehäuse· 49 ein Innengewinde 53 zur Aufnahme eines nicht dargestellten LaufWerkzeugs. Innerhalb des Gehäuses 49 befindet sich ein Gehäuse 54 eines inneren-Förderrohrhängers mit einem inner-·' halb des oberen Bereiches größeren Durchmessers des Gehäuses 49 angeordneten oberen Abschnitt 55. Ein Bereich 56 geringeren Durchmessers des inneren Gehäuses. 54 ist innerhalb des unteren Bereiches geringeren Durchmessers des Gehäuses 49 angeordnet.

Am unteren Ende des inneren Gehäuftes 54, das Über das untere Ende des äußeren Gehäuses 49 hinaus verlängert- int, befindet sich eine Büchse 57 größeren Durchmessers, die bei 58 auf das

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untere Ende des inneren Gehäuses 54 aufgeschraubt fet. Die Büchse 57 besitzt eine untere Absatzfläche bzw. eine nach außen ragende Schulter 59, die auf einer Schulter 60 innerhalb des Bereiches 46 des Rohrhängers 43 aufliegt.

Bekanntlich können derartige Rohrhänger eine Anzahl von Rohrsträngen abstützen, die Strömungskanäle für die verschiedenen fördernden Bohrlochzonen bilden und in unterschiedlicher Weise einfahrbar sind. Gemäß der Darstellung in Fig. 2c ist ein Förderrohrstrang Tl an seinem oberen Ende 6l in eine Gewindebohrung den inneren Gehäuses 54 eingeschraubt und stellt eine Verbindung von einer Bohrlochzone zu einem sich in Längsrichtung durch das Ge-. häuse 5¹* erstreckenden Strömungskanal 62 her. Der Förderrohrstrang Tl ist auf diese Weise in den Verrohrungsstrang C3 am Rohr hänger 48 eingelassen. Zusätzlich hält der Rohrhänger 48 einen zweiten Förderrohrstrang T2. Dieser zweite Förderrohrstrang T2 ist an seinem oberen Ende 63 in das untere Ende eines rohrförmiger Domes 64 eingeschraubt, der eine nach außen vorspringende Schulter 65 aufweist und damit auf einer inneren Schulter* 66 in einer sich in Längsrichtung durch das innere Gehäuse 54 erstreckenden Bohrung /absetzbar- ist. Somit ist der Ford err ohr st rang T2 ebenfalls im Verrohrungsstrang C3 angeordnet und stellt eine Verbindung zwischen einer zweiten Bohrlochzone und einem sich in Längsrichtung durch die Hängevorrichtung erstreckenden Strömungskanal 68 her. Der Dorn 64 ist im inneren Gehäuse 54 mittels eines geteil? ten, aufweitbaren, federnden Ringes 69 festsetzbar. Der Ring 69

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wird in einer Umfangsnut 70·des Dorns SH über der Schulter 65 und unter einem mit Außengewinde versehenen, der Aufnahme eines nicht dargestellten LaufWerkzeugs dienenden Hals 71 gehalten. In bekannter Weise halten die Laufwerkzeuge den Ring 69 in einem anfänglich zusammengedrückten Zustand in der Nut 70. Wenn jedoch das Laufwerkzeug, nachdem der Dorn"64 auf der Schulter abgesetzt worden ist, entfernt wird, wird der Ring 69 freigegeben und weitet sich auf, so daß er die dargestellte Verriegelungsstellung einnimmt. * -

Zur Schaffung einer Abdichtung zwischen dem inneren Gehäuse 54 und dem äußeren Gehäuse 49 der Röhrhänger ist zwischen diesen beiden Teilen ein Dichtungsring 72 angeordnet. Ein weiterer Dichtungsring 73 ist zwischen dem Dorn 64 und dem Gehäuse 54 in der Bohrung 67 vorgesehen. Somit strömen die Strömungsmedien in den jeweiligen Förderrohrsträngen Tl und T2 lediglich durch die Strömungskanäle 62 und 68. Strömungsmittel aus einer dritten Bohrlochzone innerhalb des Verrohrungsstranges C3 fließen durch einen weiteren Strömungskanal 74 durch den Förderrohrhänger 48 (vgl. Fig. 5), wie es bei Unterwasserbohreinrichtungen zur Förderung von Strömungsmedien aus drei Zonen in drei getrennten Strömungswegen allgemein bekannt ist.

Die soweit beschriebene Ausgestaltung des Bohrlochskopfes ist bekannt und dient zur Darstellung der Umgebung in der die erfindungsgemäße Unterwasserabsperreinrichtung anwendbar ist.

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Diese Unterwasserabsperreinrichtung weist ein Zwischenstück 75 auf durch das eine Abdichtung der verschiedenen Ringräume zwischen Verrohrungshängern und den entsprechenden Verrohrungen C, Cl, C 2 und C3 herbeigeführt wird. Das Zwischenstück 75schafft außerdem einen Sitz für ein oberes Verbindungsstück 76, das in das Bohrlochskopfgehäuse 10 herabgelassen werden kann und die Strömungskanäle im Bohrbchskopf mit entsprechenden Kanälen der Unterwasserabsperreinrichtung 77 und einer Anschlußeinriehtung 78 zur Verbindung der Absperreinrichtung und ihrer Kanäle mit dem Christbaum 12 auf der Plattform verbindet.

Das Zwischenstück 75 besteht aus einem Ringkörper 80 mit einer unteren äußeren Schulter 81, die auf dem oberen Ende des Gehäuses 21 des äußeren Verrohrungshängers 20 aufliegt. Vom Boden des Ring körpers 80 erstreckt sich ein ringförmiger äußerer Dichtungs- und Ankerflansch 82 nach unten, der einen an der Innenfläche 36 des oberen Endes des Gehäuses 21 liegenden Dichtungsring 83 aufweist. Der Plansch 82 besitzt ein mit dem Gewinde 37 des Gehäuses 21 zusammenwirkendes Außengewinde 84. An seinem oberen Ende hat der Ringkörper 80 einen mit einem Außengewinde 86' versehenen Hals 85 zur Aufnahme eines nicht dargestellten LaufWerkzeugs, durch das der Ringkörper 80 durch die Rohrverbindung 11 abgesenkt und in das obere Ende des Gehäuses 21 eingeschraubt werden kann. Das Laufwerkzeug wird entfernt, wenn der Ringkörper 80 an seiner Schulper 81 mit dem Gehäuse 21 fest in Eingriff ist.

Zur Erzielung der Abdichtung zwischen dem Bohrlochskopfgehäuse 10

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und dem Außenumfang des Ringkörpers 80 ist ein Packer vorgesehen, der aus einem um eine äußere zylindrische Wandung 88 des Ringkörpers 8b unterhalb einer nach unten weisenden Schulter 89 gelegten elastischen Packerring 87 besteht. Ein Stellring 90 ist mit einem aufrechtstehenden Ringflansch 91 versehen, der die Wandung 88 umgibt und sich gegenüber der Schulter 89 befindet. Der Stellring 90"erstreckt sich um einen zylindrischen Abschnitt des Ringkörpers 80 und ist auf diesem Abschnitt in axialer Richtung verschieblich. Der zylindrische Abschnitt 92 besitzt eine nach außen offene Nut 93 zur Aufnahme des inneren Umfangs eines geteilten Halterings 9k, der durch Aufweitung nach außen in eine innere Nut 95 des Stellrings 90 bei dessen Aufschieben über das untere Ende des zylindrischen Abschnitts 92 gelangt, indem der Haltering 9k dann in die Nut 93 einrastet, um ein Abfallen des Stellringes 90 von dem zylindrischen Teil 92 zu verhindern. Wenn der Stellring 90 am oberen Ende des Gehäuses 21 anliegt, wird er in Abzug auf den Ringkörper 80 nach oben gedruckt, so daß der

ring . "

elastische Packer/ 87 zur Herbeiführung der Abdichtwirkung zwischen der zylindrischen Wandung ·88 öes Ringkörpers 80 und der gegenüberliegenden inneren Wandung des Bohrlochskopfgehäuses axial und radial verformt wird.

Der Ringkörper 80 besitzt- eine zentrale Bohrung 96 zur Aufnahme des oberen Ehdbereiches kS des Rohrhängers ^3, wobei zwischen dem Ringkörper 80 und dem "Bereich k6 geeignete Dichtungsringe 97,98 vorgesehen sind. Vom Ringkörper 80 ragt, vom Dichtungs- und Ankerflansch 82 in radialer Richtung nach innen mit Abstand angeordnet.

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eine Dichtungsschürze 98a nach unten, die sich in den oberen Bereich des Rohrhängers 40 erstreckt. Zwischen der Dichtungsschürze 98a und der gegenüberliegenden Wandung des Rohrhänger» 40 ist ein weiterer Dichtungsring 99 angeordnet. Auf diese Weise schafft das Zwischenstück Einrichtungen zur Abdichtung des Bohrlochskopfgehäuses 10 und der drei Rohrhänger 20,40 und 43» die die verschiedenen Ringräume zwischen dem Bohrlochskopfgehäuse und den Rohrhängern absperren.

In der vorliegenden Ausführungsform besitzt der Ringkörper 80 einen Kanal 100, der von einem Ringraum 101 zwischen dem äußeren Verrohrungsstrang C und dem ersten inneren Verrphrungsstrang Cl zu einer Ventilkammer 102 im Ringkörper 80 führt. Ein Kanal führt vom Ringraum 104 zwischen dem Verrohrungsstrang Cl und dem zweiten inneren Verrohrungsstrang C2 zu einer weiteren Ventilkammer 104a im Ringkörper 80. Ein weiterer Kanal 105 führt vom Ring raum 106 zwischen dem Verrohrungsstrang C2 und dem inneren Verrohrungsstrang C3 zu einer weiteren Ventilkammer 107 im Ringkörper 80. In den entsprechenden Ventilkammern 102,104a und 107 befinden sich normalerweise geschlossene Rückschlagventile 108, 109 bzw. 110. Jedes Ventil 108,109 und 110 besitzt ein Ventilstößel 111, der durch eine Feder 112 in eine normalerweise geschlossene Stellung gedrückt wird, so daß, wenn sich das Verbindungsstück 76 nicht, wie gezeigt, in Position befindet, die Ventil 108, 109 und 110 eine Verbindung zwischen den verschiedenen Ringräumen unterhalb der Abdichtungsvorrichtung bzw. des Ringkörpers 80 und der Rohrverbindung 11 oberhalb des Ringkörpers 80 ver-

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hindern, wie an späterer Stelle beschrieben wird. In einem derartigen Fall können außerdem Rohrstopfen (nicht dargestellt) zum Abschließen der Verbindung durch Förderrohrhänger 48 ziwschen den fördernden Bohrlochzonen und der Rohrverbindung 11 verwendet werden. Die normalerweise geschlossenen Ventile 108, 109 und 110 ermöglichen eine Druckprüfung, nachdem der Ringkörper 80 in das Bohr lochskopfgehäuse 10 eingesetzt worden ist und bevor das Laufwerkzeug vom Hals 85 abgenommen wird. ■

Das Verbindungsstück 76 besteht aus einem ringförmigen länglichen Körper 120, der auf das obere Ende des Halses 85 des Ringkörpers 80 aufgesetzt wird. Zu diesem Zweck besitzt der-Verbindungskörper 120 einen Auflageflansch 121 an einer bei 123 an den ■Verbindungskörper 120 angeschraubten Büchse 122. Von der Büchse 122 ragt ein äußerer ringförmiger Flansch 124 nach oben, der in Bezug auf die Außenwandung 125 des Verbindungskörpers 120 nach außen versetzt ist, um zwischen sich und der Wandung 125 einen Keilring 126 aufzunehmen. Zwischen dem Keilring 126 und einer unteren vorspringenden Schulter 127ctes Verbandungskörpers 120 befindet sich ein normalerweise zusammengedrückter federnder Sperring 128,oder es können in bekannter Weise Sperrklauen verwendet werden. Der Keilring 126 besitzt eine obere geneigte Fläche 129, die mit einer unteren geneigten Fläche 130 des Sperrings 128 zusammenwirkt und eine Ausweitung des Sperrings 128 nach außen bei einer Aufwärtsbewegung des Keilrings 126 bewirkt. Zur Durchführung der Aufwärtsbewegung des Keilrings 126 enthält die Büchse 122 eine Anzahl in

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winkelförmigem Abstand angeordneter Schubstangen 131. Die Schubstangen 131 besitzen in Bohrungen der Büchse 122 auf- und abbewegbare verdickte obere Enden 132 und verdünnte untere Enden 133, die sich normalerweise durch Bohrungen kleineren Durchmessers in der Büchse 122 erstrecken, um am oberen Ende des Halses 85 des Ringkörpers 80 zur Anlage zu kommen, wenn das Verbindungsstück 76 an seinen Platz abgesenkt wird. Durch die Berührung der unteren Enden 133 der Schubstangen 131 mit dem Hals 85 werden die Schubstangen 131 nach oben geschoben. Dadurch wird der Keilring 126 ebenfalls nach oben geschoben und der Sperring 128 nach a^ußen gedrückt. Beim Einsetzen des Verbindungsstückes ist, wie an späterer Stelle beschrieben wird, die Schraubverbindung 17 zwischen dem Kupplungsstück 14 und dem Bohrlochskopfgehäuse 10 normalerweise nicht fest angezogen, so daß eine oder mehrere Drehungen der Rohrverbindung 11 erforderlich sind, um das Kupplungsstück 14 am Bohrlochskopfgehäuse 10 zur Anlage zu bringen, wie be 15 dargestellt. Wenn jedoch das Verbindungsstück 76 eingesetzt und der Sperring 128, wie soeben beschrieben, nach außen gedrückt worden ist, wird die Rohrverbindung 11 gedreht, damit die Schraub Verbindung 17 endgültig festgezogen wird und das untere Ende 17a der Kupplungsschürze 16 in eine Kerbe 176a im oberen» äußeren Teil des Sperrings 128 gelangt. Hierdurch wird das Verbindungsstück 76 zwangläufig an einer Aufwärtsbewegung gehindert, bis die Schraubverbindung 17 gelöst wird, so daß der Sperring 128 zurückgezogen werden kann.

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Der Verbindungskörper 120-des Verbindungsstücks 76 weist ein unteres zylindrisches Endstück 134 geringeren Durchmessers auf, das sich, wenn der Verbindungskörper 120 eingesetzt ist, nach unten in den Ringraum zwischen der Außenwand des oberen Halsbereiches 46 des Rohrhängers 43 und einer gegenüberliegenden zylindrischen Wandung 135 einer ersten Senkbohrung im Ringkörper 80 erstreckt. Das Endstück 134 des Verbindungskörpers 120 trägt einen inneren Dichtungsring I36 und einen äußeren Dichtungsring 137, die an den gegenüberliegenden Wandungen des Bereiches 46 des Rohrhängers und des Ringkörpers 80 anliegen und mit dem darunterliegenden Dichtungsring 97 zusammenwirken, um das Strömungsmedium auf einen Ringraum 138 zu begrenzen. In den Ringraum 1.38 gelangt das Strömungsmedium aus dem Ringraum IO6 durch das Rückschlagventil 110, wenn dieses durch Anlage der unteren Endfläche 134a des zylindrischen Endstücks 134 des Verbindungskörpers 120 am Ventilstößel offen ist. Der Verbindungskörper 120 besitzt einen zylin drischen Zwischenbereich 139 größeren Durchmessers, der in eine zweite größere Senkbohrung l40 des Ringkörpers 80 paßt. Der Zwischenbereich 139 besitzt einen Dichtungsring l4l in der Senkboh- ' rung 140, der im Verein mit dem darunterliegenden Dichtungsring 137 das Strömungsmedium auf einen zwischen dem Ringkörper 80 und dem Verbindungskörper 120 gebildeten Kingraum 142 begrenzt. Das ■ Strömungsmedium gelangt in den Ringraum 142 durch das Rückschlagventil 109 aus dem Ringraum 104 zwischen den Verrohrungssträngen Ci und C2, wenn, wie gezeigt, der Ringkörper 80 eingesetzt ist und die untere Endfläche 139a des Zwischenbereich.es I39 den Stößel des Ventils 109 berührt. Über dem Zwischenbereich 139 besitzt der

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Verbindungskörper 120 einen weiteren zylindrischen Bereich größeren Durchmessers mit einem am Hals 85 des Ringkörpers 80 anliegenden Dichtungsring Ik^, der mit dem Dichtungsring I¹Jl des Zwischenbereichs 139 zusammenwirkt, um das Strömungsmedium auf einen Ringraum 1^5 zu begrenzen. Das Strömungsmedium gelangt zum Ringraum 1^5 aus dem Ringraum 106 zwischen den Verrohrungsstränger C2 und C3> wenn die untere Endfläche 1^3a des Bereiches 1^3 am Stößel des Ventils 108 anliegt.

In Längsrichtung des Verbindungskörpers 120 erstrecken sich Kanält 138a, 1^23 und 145a, die von den Ringräumen 138, a«i2bzw. 1^5 ausgehen, so daß, wie an späterer Stelle beschrieben wird, der Druck in den verschiedenen Ringräumen 101, 10Ί und IO6 an der Plattform zur Peststellung von Druckänderungen in den Ringräumen überwacht werden kann.

An seinem oberen Ende besitzt der Verbindungskörper 120 einen Be~ festigungsflansch 150, mit dem ein unterer Befestigungsflansch 151 der Unterwasserabsperreinrichtung 77 durch eine Anzahl auf dem Umfang verteilter Schrauben 152 verschraubt Bt. Die obere Wandung 153 des Verbindungskörpers 120 besitzt eine ringförmige, nach oben offene Nut 15¹*, und die gegenüberliegende untere Fläche 155 des Flansches 151 besitzt eine gegenüberliegende, nach unten offene Ringnut 156. In die Nuten 15Ί und 156 ist ein Dichtungsring 157 eingelegt, um den mittleren Bereich der Verbindung zwischen der Absperreinrichtung 77 und dem Verbindungsstück 76 abzudichten.

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ORIGINAL INSPECTED

Innerhalb des vom Dichtungsring 157 abgeschlossenen Bereichs ist ein Adapter zur Herstellung einer Verbindung zwischen den Strömungskanälen 62, 68 und 74 des Förderrohrhängers 48 und den entsprechenden sich aufwärts durch die Absperreinrichtung 77 erstreckenden Kanälen 62a, 68a und 74a vorgesehen. Zu diesem Zweck werden Adapterrohre, von denen zwei in _;den Fig. 2b und 2c mit l6ü bzw. l6l bezeichnet sind, verwendet, die die Berührungsebene zwischen der Absperreinrichtung 77 und dem Verbindungsstück 76 überbrücken. ., -

Das Adapterrohr I60 ist in eine Gewindebohrung l62 im Ende 15O des Verbindungskörpers 120 eingeschraubt und besitzt ein sich in eine Bohrung 164 im Ende 151 der Absperreinrichtung 77 erstrekkendes Endstück I63, das die Berührungsebene der Endflächen 153 und 155 überbrückt. Am Endstück I63 des Adapterrohrs I60 angeordnete Dichtungsringe I65 und l65a bewirken eine Abdichtung geger über den jeweiligen Bohrungen 162 und 164. Das Adapterrohr I60 besitzt'eine untere Verlängerung I66 mit einem äußeren Dichtungsring 167, der in eine erweiterte Bohrung 168 des inneren Gehäuses 54 eingreift, die eine Verlängerung des Strömungskanals 62 darstellt. _m ■■ ~ . .

Das Adapterrohr I61 ist in eine Gewindebohrung 167a im Ende 150 des Verbindungskörpers 120 eingeschraubt und besitzt ein Endstück l68a, das sich in eine Bohrung I69 im Ende 151 der Absperreinrichtung 77 erstreckt und,die Berührungsebene der Endflächen und 155 überbrückt. Dichtungsringe 170 und I7I am Endstück l68a

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des Adapterrohrs l6l bewirken eine Abdichtung gegenüber den jeweiligen Bohrungen l67a und I69. Das Adapterrohr Ιοί besitzt eine untere Verlängerung 172, die gleitend in den oberen Bereich 55 des Rohrhängergehäuses 5¹* eingefügt werden kann. Ein Dichtungsring 17^ in einer Bohrung 173 der Verlängerung 172 kommt außen am oberen Ende des Halses 71 des Förderrohrdorns 6Ί zur Anlage, während eine erweiterte Endbohrung 175 in der Verlängerung 172 das Gewinde des Halses 71 aufnimmt, .

Es bedarf offensichtlich keiner näheren Erläuterung dazu, daß ein dem Adapterrohr I60 entsprechendes Adapterrohr zur Herstellung einer Verbindung zwischen dem Strömungskanal Τ** im Rohrhängergehäuse 5*1 und dem Kanal 7**a in der Absperreinrichtung 77 verwendet wird.

Ferner sind Einrichtungen für den Strömungsmitteldurchgang an den Endflächen 153 und 155 für die Kanäle 138a_; 142a und .115a vorgesehen, die sich, wie oben erwähnt, durch den Verbindungskörper 120 ausgehend von den jeweiligen, zwischen dem Verbindungskörper 120 und dem Ringkörper 80 gebildeten Ringräumen 1'38, 1Ί2 und 1^5» erstrecken. Wie aus.Pig. 2b ersichtlich ist, ist ein Strömungsmitteldurchgang zwischen dem Kanal Iil5a und einem Kanal I¹JSb im Plansch 151 der Absperreinrichtung 77 durch eine Verbindungshülse 1^50 geschaffen. Die Verbindungshülse lM5c weist Dichtungsringe 145d und 1^5e auf, die an miteinander fluchtenden Bohrungen 1^5f und 1^5g im Befestigungsflansch 150 bzw. 151 anliegen. Der Kanal 115b steht mit einem Kanal 176 in Verbindung, der in eine im

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l-l

Befestigungsflansch 151 vorgesehene Bohrung 177 führt. In der Bohrung 177 befindet sich ein Endverschluß 178 einer Leitung 179,. die einen Längskanal 18O besitzt, der an seinem oberen Ende in einenveiteren, sich in Längsrichtung durch die Absperreinrichtung 77 erstreckenden Kanal 181 übergeht. Der Endverschluß 178 der Leitung 179 weist geeignete in der Bohrung 177 liegende Dichtungsringe 182 und 183 auf. Zwar ist nur eine Leitung 179 dargestellt, jedoch sind gleichartige Verbindungen zwischen den anderen Kanälen 138a und 1^2a vorgesehen, wodurch das Strömungsmedium Zugang zu den beiden anderen Kanälen 184 und 1$5 der Absperreinrichtung 77 (vgl. Fig. ¹O hat. Die Kanäle l8*J und I85 erstrecken sich parallel zum Kanal I8I durch die Absperreinrichtung 77 und. sind an ihren oberen Enden bei I86 mit geeigneten Leitungen 1.8la, 18-¹Ia und l8'5a entsprechend der Darstellung in Fig. 2a verbunden. Die Leitungen I8la,l84a und 185a sind innerhalb der Rohrverbindung U zur Plattform an der Wasseroberfläche geführt.

Die an der Gewässersohle liegende Absperreinrichturig 77 weist· ein langgestrecktes Gehäuse 190 .auf, durch das sich die Kanäle 62a 68a und 7^a, ausgehend von cen Adapterrohren I60 und iß! (Fig. 2b und ¹I), in Längsrichtung erstrecken. Mehrere Absperrventile 191, von denen eines in Fig. h im Detail dargestellt ist., sind mit gegenseitigem senkrechtem Abstand im Ventilgehäuse I90 angeordnet. Das jeweilige Absperrventil I9I dient dazu, eine Strömung durch einen der Kanäle 62a, 68a oder 7*< zu lassen oder zu verhindern.

Dar, Absperrventil 191 enthält einen länglichen Raum 193, der vom

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ORIGfNAL INSPECTED

- 2H _

Kanal 68a geschnitten wird und in dem ein Ventilschieber od. dgl. zwischen der in Pig. H dargestellten Stellung, in der der Kanal 195 des Schiebers mit dem Kanal 68a des Verbindungskörpers 120 fluchtet, und einer entgegengesetzten Stellung, in der der geschlossene Abschnitt des Schiebers den durch den Verbindungskörper 120 führenden Kanal 68a schließt, hin- und herbeweglich ist. Eine Betätigungseinrichtung für das Absperrventil hält den Ventilschieber normalerweise in der dargestellten Stellung, so daß die Strömungsmedien durch den betreffenden Kanal des Verbindungskörpers nach oben strömen können. Jedoch wird der Ventilschieber in einem Notfall, beispielsweise bei einer Beschädigung der Plattform oder einem Druckverlust des Fördermedium!= in die entgegengerichtete Schließstellung verschoben; Eu diesem Zweck wird der Ventilschieber 19^l\ durch eine auf den Strömungsmitteldruck ansprechende Betätigungseinrichtung 196 in die offene Stellung gebracht. Durch die Bewegung des Ventilschiebers 19^ in die offene Stellung wird das Strömungsmedium aus der Betätigungsvorrichtung 196 zu einer Kolben-Zylinder-Einheit 197 verdrängt, durch die der Ventilschieber in die Schließstellung zurückbewegt . werden kann, wenn der den Schieber in der offenen Stellung haltende Druck des Strömungsmediums abfällt.

Im einzelnen besteht die Betätigungseinrichtung 196 aus einem Zylinder I98 mit einem Hubraum 199» in dbm ein Kolben 200 hin- und herverschiebbar angeordnet ist. Eine an das eine Ende des Ventil Schiebers 19^ angeschlossene Stange 201 ist durch einen Zylinderkopf 202 mit einem die Stange 201 abdichtenden Dichtungsring 201a

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hin- und herbewegbar und bei 203 mit dem Kolben 200 verbunden, so daß der Kolben, .die Stange und' der Schieber als eine Einheit beweglich sind. Eine Zylinderkopfdichtung 202a verhindert eine Verbindung zwischen Jem Raum 193 und dem Hubraum 199. Der Zylinder 198 wird in einer seitlich offenen Bohrung 204 des Gehäuses 190 durch einen geteilten, mit Innengewinde versehenen Ring 205 gehalten, der in einer Ringnut 206 sitzt und einen Durchgang 207 zwischen den Zylinderdichtungen 206a und 2O6b für den Fluß des Strömungsmediums in den und aus dem. Zylinder I98 an der Außenseite des Kolbens 200 bildet. Der Durchgang 207 ist in geeigneter Weise mit einer Einlaßleitung 207a (Pig. 3) verbunden, die zur Plattform zwecks Anschluß an eine Steuerdruckquelle führt, wie es beim Betrieb der bekannten Bohrlochventile üblich ist. Das Gehäuse besitzt weitere Kanäle 207b und 207c, um das Steuermedium den anderen Absperrventilen 191 zu- und von diesen abzuführen. Horizontal versetzt zur Betätigungseinrichtung $6 weist die Kolben-Zylinder-Einheit 197 eine Bohrung bzw. einen Kolbenhubraum 208 mit einem zusammengesetzten Kopf 209, auf-, der im Kolbenhubraum 208 durch'einen geteilten Sicherungsring 210 gehalten ist. Ein inneres Kopfteil 209a besitzt einen Dichtungsring 209b im Kolbenhubraum Auf einen Schaft 2O9d ist ein Kopfhalteteil 209c aufgeschraubt. Der innere Kopfteil 209a und das Halteteil 209c können somit lösbar mit dem Sicherungsring 210 in Eingriff gebracht werden. Der Kopf 209 besitzt eine geeignete Füllöffnung 211 mit einem ein Rückströmen verhindernden Ventil 212. Ein Kanal 213 stellt eine Verbindung zwischen dem Kolbenhubraum 208 und dem Kolbenhubraum an der Innenseite des Kolbens 200 her. Um das Hydrauliksystem.beim

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Fül-len zu entlüften, besitzt das Gehäuse 190 einen Entlüftungskanal 190a, der,mit dem Kolbenhubraum 199 zwischen dem Kolben und dem Kopf 202 in Verbindung steht.

Im Kolbenhubraum 208 ist ein Kolben 211 mit einer Stange 215 hinunü herverschiebbar angeordnet, die in einer an der Basis eines Federraums 217 anliegenden Federbüchse bzw. Führung 216 hin- und herbeweglich ist. Im Federraum 217 befindet sich eine Anzahl Schraubendruckfedern 218, die normalerweise den Kolben 21¹I zum Kopf 209 hindrücken. Wenn jedoch Druckmedium durch den Kanal zum Kolbenhubraum 199 strömt und den Kolben 200 und den Ventil- ^ schieber 194, wie gezeigt, in die offene Stellung bewegt, wird das Strömungsmedium vom Kolben 200 aus dem Kolbenhubraum 199 durch den Kanal 213 in den Kolbenhubraum 208 verdrängt und bewegt den Kolben 214 in die entgegengesetzte Richtung, in der die Federn 218 zusammengedrückt werden. Solange der Strömungsmitteldruck im kolbenhubraum 199 aufrechterhalten wird und die Federn 218 überwindet, bleibt der Ventilschieber 194 in der offenen Stellung. Wenn jedoch aus irgendeinem Grund der Strömungsmitteldruck im Kolbenhubraum 199 abgefallen ist, drücken die Federn 218 den Kolben in die Normalstellung, so daß das Strömungsmedium durch den Kanal 213 zurück in den Kolbenhubraum 199 gedrängt und der Ventilschiebe in seine Schließstellung bewegt wird.

Vorzugsweise enthält die Absperreinrichtung eine Zusatzeinrichtung durch die als Vorsichtsmaßnahme dagegen, daß das Ventil unabsichtlich geöffnet bleibt, zwangläufig sichergestellt wird, daß

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der Ventilschieber 194 bei abgefallenem Druck im Kolbenhubraum 199 in die Schließstellung gelangt. In der im Vorstehenden beschriebenen Ausführungsform ist das Gehäuse I90 mit einem zusätzlichen Druckmittelkanal 220 ausgestattet, der mit dem Feuerraum 217 hinter dem Kolben 214. in Verbindung steht. Ein durch den Kanal 220 eingeführtes Druckmittel kann durch geeignete Kanäle 221 in der Kolbenführung bzw. Federbuchse 21'6 strömen, um die Kraft der Federn 218, die bestrebt sind, das Strömungsmittel aus dem Kolbenhubraum 208 in den Kolbenhubraum 199 zur Bewegung des Ventil— Schiebers in die Schließstellung zu verdrängen, zu unterstützen.

Als,weitere Sicherheitsmaßnahme kann das Ventil'selbst dann zwangläufig geschlossen werden, wenn in beiden Kolbenhubräumen 208 und 199 Druckmittelverluste auftreten. Zu diesem Zweck ist das Gehäuse 190 bei 222 zur Aufnahme eines Zylinders 223 aufgebohrt, der im wesentlichen dem Zylinder I98 entspricht. Im Hubraum 224 des Zylinders 223 ist ein an einer Stange 226 gehaltener Kolben 225 hin- und her-verschiebbar angeordnet. Die Stange 226 erstreckt sich durch·einen Dichtungsring 226a in einen Zylinderkopf 227 und wirkt mit dem anliegenden Ende des Ventilschiebers 194 zusammen. Eine Zylinderkopfdichtung 227a verhindert eine Verbindung zwischen dem Hubraum 224 und dem Raum 193· Ein Druckmedium kann dem Hubraum 224 von der Plattform über einen Kanal 228 zugeführt werden, der im Zylinder 223 und im Befestigungsring 229 zwischen den Zylinderdichtungen 229a und 229b in der Bohrung 222 vorgesehen ist Somit kann der Ventilschieber 194 gegebenenfalls zwangläufig in die Schließstellung bewegt werden.

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ORIGINAL INSPECTED

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Aus Vorstehendem ergibt sich, daß das Gehäuse 190 und der Verbindungskörper 120 in miteinander verbundenem Zustand gemeinsam in der Rohrverbindung 11 abgelassen werden können, wenn die Förderrohrstränge Tl und T2 im Bohrloch aufgehängt sind und der Ringkörper 80 abgesetzt und mit dem Rohrhänger 20 verbunden ist. Eine Art des Absenkens des mit dem Verbindungskörper zu einer Einheit verbundenen Gehäuses der Absperreinrichtung und der Herstellung der Verbindung zwischen den Kanälen 62a, 68a und 7^a des Gehäuses 190 und dem Christbaum 12 ist in den Fig. 2a und 3 dargestellt. Wie diese Figuren zeigen, besitzt das Gehäuse 190 an seine η oberen Ende einen Hals 230, an den ein Rohrstrang 231 bei 232_ange schraubt ist. Dieser Rohrstrang stellt einen Teil der oben erwähnten Anschlußeinrichtung 78 da, die die Verbindung zwischen der Plattform und dem Bohrlochskopf herstellt. Innerhalb des Rohrstrangs 231 sind mit den Kanälen 62a,68a und 7¹Ia der Absperreinrichtung verbundene Verbindungsleitungen bzw, Rohrstränge 233,234 und 235 zur Führung des Fördermediums aus dem Bohrloch zur Plattform vorgesehen. Die Rohrstränge 233, 23¹I und 235 werden fortschreitend gebildet und durch die Verbindungsleitung 11 abgesenkt, um in das Gehäuse 190 eingesetzt und damit vei*sehraubt zu werden, wfe bei 62b und 68b. gezeigt ist. An der Plattform sind die Rohrstränge 233, 23I und 235 mit dem Christbaum 12 verbunden, so daß die Bohrlochförderung durch den üblichen Christbaum über Wasser gesteuert wird und die Absperreinrichtung in eine» Notfall wirksam wird, der aus einem Verlust an auf die jeweiligen Betätigungseinrichtungen dor Absperrventile 191 wirkendem Strömungsmitteldruck resultieren kann. In diesem Zusammenhang sei noch erwähnt,

daß Drucksteuerleitungen und Überwachungsleitungen eingefahren werden, wenn die Absperreinrichtung auf die Anschlußeinrichtung 78 abgesenkt viird.

Eine abgewandelte Ausführungsform ist in Fig. 6 gezeigt, in der de Ringkörper 80 entfällt und das Verbindungsstück 76 Einrichtungen zur Erzielung einer Abdichtung zwischen den verschiedenen Ringräumen 101, 104 und 106 aufweist. In der Darstellung gemäß Pig. 6 sind die Rohrhänger 20, 40 und 43 und der Förderrohrhänger 48 die gleichen wie die oben beschriebenen. In dieser Ausführungsform besitzt jedoch der Verbindungskörper 280 einen nach unten weisenden ringförmigen Flansch 282 mit einem Dichtungsring 283, der an der zylindrischen Fläche 36 im oberen Ende des Gehäuses 21 anliegt. Zusätzlich besitzt der Verbindungskörper 280 einen inneren nach unten weisenden Flansch 298 mit einem äußeren Dichtungsring 299j der mit ,dem oberen Ende des Rohrhängers 40 in Eingriff steht. Der Verbindungskörper 280 trägt ferner Zwischendichtungsringe 297 und 298, die mit der Außenfläche des Rohrhängers 43 in Eingriff stehen. Somit bewirkt der Verbin'dungskörper 28O und nicht ein . Zwischenstück, wie der oben beschriebene Ringkörper 80, die erforderliche Abdichtung zwischen den Gehäuseringräumen. Falls der Gehäuseringraumdruck überwacht werden soll, weist der Verbindungskörper 280 außerdem Kanäle 300, 30 3 und 305 auf, die sich in Längsrichtung durch den Verbindungskörper erstrecken und mit dem Gehäuse 190 der Absperreinrichtung verbunden werden können, wie es oben bezüglich der Strömungsmittelüberwachungskanäle der ersten Au führungsform beschrieben worden ist. Jedoch sind bei dem Ausfüh-

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rungsbeispiel nach Pig. 6 keine normalerweise geschlossenen Ventile, wie die Ventile 108, 109'und 110, die eine Druckprüfung der abgedichteten Gehäuseringräume gestatten, vorhanden.

An den Verbindungskörper 280 ist außen bei 323 ein Sperringhalter 322 angeschraubt. In diesem Fall werden der äußere elastischen Packerring 287 und sein Betätigungsring 290 vom Sperringhalter 322 getragen. Eine äußere Nut 293 im Sperringhalter 322 nimmt den geteilten Ring 29^ auf, um den auf dem oberen Ende des Gehäuses 21 aufsitzenden Betätigungsring 290 am Sperringhalter 322 für eine Ausdehnung des Packerring's 287 in axialer Richtung beweglich zu halten.

Bei dieser Ausführungsform kann eich der Sperring 328 federnd innerhalb einer Ringnut 325 erweitern, die zwischen dem oberer. Ende des Sperringhalters 322 und einer nach unten weisenden Schulter 327 des Verbindungskörpers 280 liegt. Das äußere Profil des Sperrings 328 weist eine Ringnut ¹IQO und einen nach unten weisenden Absatz ¹JOl sowie einen oberen Absatz Ί02 auf. Aufgrund dieses" Profils erweitert sich der Sperring 328 beim Absenken durch das Kupplungsstück Hj nach außen, wenn er sich gegenüber dem Gegenprofil des Bohrlochskopfgehäuse 10 befindet, welches die nach innen und oben geneigte obere Fläche Ί03 einer ringförmigen Rippe ΊΟΊ aufweist. Wie im Falle der oben beschriebenen Ausführungsform wird das Kupplungsstück I¹J angezogen, nachdem der VerbindungskÖrp 280 aufgesetzt worden ist, so daß durch das endgültige Drehen des Kupplungsstücks l'l im Gewinde 17 das untere Ende des Kupplungs-

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stück Ik in Eingriff mitJdem-oberen Absatz *102 des Sperrings 328 gelangt. Zu dem beschriebenen Zweck können auch andere Sperranordnungen bekannter Art verwendet vier den.

In den Fig. 7 und 8'ist eine abgewandelte Anschlußeinrichtung /dar· gestellt. Hierbei besteht die Anschlußeinrichtung aus einer Anzahl von Steigrohrabschnitten 500, die so ausgebildet sind, daß jeder Steigrohrabschnitt "an seinem Ende mit einem weiteren Steigrohrabschnitt zur Herstellung sämtlicher Rohrstränge, einschließlich des äußeren Rohrstranges 531 und der verschiedenen inneren Rohrstränge, wie der Verbindungsleitungen bzw. Rohrstränge 533, 53¹J und 535, verbunden werden kann. Jeder Steigrohrabschnitt besitzt an seinem unteren Ende eine nach unten offene Muffe 5-01, die entweder auf dem nach oben ragenden Hals 230 des Gehäuses der Absperreinrichtung aufsitzt oder sich an.einen weiteren Sfc.eigrohrabschnitt anschließt, wie im Nachfolgenden beschrieben wird. Die Muffe 50.1 besitzt innen einen Dichtungsring 502, der mit der äußeren zylindrischen Wandung 503 des Halses 230 oberhalb eines nach außen abgeschrägten Abschnitts 503a in Eingriff steht* Die Schürze 50k der Büchse 501 besitzt eine innere Ringnut 505, in der ein geteilter, federnder Sicherungsring 506 mit einer nach' oben und innen geneigten Wandung 507 und einer nach unten und innen geneigten oberen Wandung 508 angeordnet ist. Der Sicherungsring 506 ist über dem oberen Ende des Halses 230 aufweitbar und gelangt in Eingriff mit einer entsprechend geformten Nut 5O9, die sieh in UmFangsrichtung um die äußere Wandung des Halses 230 unter halb des abgeschrägten Abschnitts 503a erstreckt * Um die Muffe

501 verteilt ist eine geeignete Anzahl federbelasteter Druckstößel 510 angeordnet, deren innere Enden sich in die Nut 505 erstrecken und am äußeren Umfang des Sicherungsrings 506 stillegen, um ihn nach innen zu drücken. Zusätzlich besitzt die Muffe 501 eine geeignete Anzahl von bei 512 mit Gewinde versehenen Augen 511 zur Aufnahme einer radial beweglichen, auf den Sicherungsring einwirkenden Schraube 513, deren inneres Ende an einem Druckstück 51'< anliegt. Die Schraube 513 kann durch Ansetzen eines geeigneten Drehwerkzeugs am Kopfstück 515 gedreht werden, so daß der Sicherunds ring 506 zwangläufig in die Nut 509 gedrückt wird. Derartige Sicherungsverbindungen sind bekannt.

Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das obere Ende des Halses 230 mit Fassungen 516 zur Aufnahme der unteren Enden von Rohranschlüssen 517 versehen, die an den Wandungen der Büchsen 516 anliegende Dichtungsringe 518 aufweisen. Der Rohrstrang 531 ist bei 519 mit der Muffe 501 verschweißt oder auf andere Weise daran befestigt, und die inneren Rohrstränge 533, 53Ί und 535 sind bei mit den Rohranschlüssen 517 verschweißt oder auf andere Weise damit verbunden. Der Rohrstrang 531 und die jeweiligen Rohrstränge 533, 53^ und 535 können eine beliebige geeignete Länge aufweisen, damit bequem zu handhabende Steigrohrabschnitte 500 vorliegen.

An seinem oberen Ende besitzt der Rohrstrang 531 einen Rohransatz 521, der bei 52? mit dem Rohrstrang verschweißt oder auf andere Weise daran befestigt ist. Der Rohransatz 521 besitzt Sockel 523 nit nach oben weisenden Schultern 5?4 zur Aufnahme der Rohrmuffen

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525, an die jeweils einer der Rohrstränge 533»■ 53¹· und 535 bei \ 526'angeschweißt oder auf andere \ieise &Stfftit Mey\y>YiYiWk Yat. Iw einer Ausnehmung 52? im oberen Bereich des Rohransatzes 521 ist eine kreisförmige Halteplatte 528 mittels Schrauben 529 befestigt. Die Halteplatte 528 besitzt Öffnungen 530 für die oberen Enden der Rohrmuffen 525. Mit der Halteplatte 528 in Eingriff befindliche Umfangsrippen 531a an den Rohrmuffen 525.halten diese an ihrem Platz auf den Schultern 524.

Das Außenprofil, des Rohransatzes 521 entspricht dem Innenprofil der oben beschriebenen Muffe 501, so daß ohne weiteres ein Steigrohrabschnitt 500 mit einem entsprechenden Steigrohrabschnitt durch Einsetzen eines Rohransatzes 521 in eine Muffe 501 verbunden werden kann. Hierbei besitzt der Rohransatz 521 außen eine nach außen offene Ringnut 5^0 zur Aufnahme des Sicherungsringes 506 einer bei der Verbindung der Steigrohrabschnitte 5GO zum· Einsatz kommenden weiteren Muffe 501. Oberhalb der Ringnut 5¹IO weist der- Rohransatz 521 einen dem Abschnitt 503a des Halses 230 entsprechenden abgeschrägten Abschnitt 5¹Il auf, über dem sich ein zylindrischer Abschnitt 5^2 befindet, an dem 'die Abdichtung durch den Dichtungsring.502 einer Muffe 501 erfolgt. Unterhalb'der Ringnut 5^0 besitzt der Rohransatz 521 einen weiteren zylindrischen Abschnitt 5^3 mit einem an einer Gegenfläche der Muffe 501 zur Anlage kommenden Dichtungsring

Die Steigrohrabschnitte 500 müssen ausgerichtet werden, damit die

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Rohranschlüsse 517 eines-Abschnitts in die Rohrmuffen 525 eines weiteren Abschnitts steckend eingreifen, wenn die Abschnitte miteinander verbunden werden. Zu diesem Zweck ist der Rohransatz 521 mit einem radial nach außen ragenden Vorsprung 5^5 versehen, der in einen sich in Längsrichtung in einer Seite der Schürze 504 der Muffe 501 erstreckenden Schlitz 5^6 einrasten kann. In allen anderen Stellungen stößt der Vorsprung 5^5 an der nach unten und außen abgeschrägten unteren Flächen 5**7 der Muffe 501 an, so daß der Rohransatz 521 und die Muffe 501 nicht eher teleskopartig miteinander in Eingriff gelangen können, bis sie vorschriftsmäßig ausgerichtet sind und der Vorsprung 5^5 mit dem Schlitz 5^6 fluchtet, wodurch dann auch die Rohranschlüsse 517 mit den Rohrmuffen 525 fluchten.

Bei Verwendung der Verlängerungen gemäß den Fig. 7 und 8 können aufeinanderfolgende Steigrohrabschnitte 500 mühelos miteinander verbunden werden, wodurch es sich erübrigt, die verschiedenen Rohrstränge getrennt zusammenzusetzen. Die Verwendung der Steigrohrabschnitte 500 erleichtert ,auch im Bedarfsfall das Zurückholen der unter Wasser befindlichen Einrichtungen.- Aus Vorstehendem ergibt sich ferner, daß auch die erforderlichen Überwachungsleitungen, Steuerdruckleitungen und anderen erforderlichen pruckleitungen bequem in den Abschnitten 500 untergebracht werden können. Schließlich erleichtern die Rohransätze 521 die Verbindung der Anschlußeinrichtung 78 mit dem Christbaum 12.

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_ 35 - -j

Die Absperreinrichtung 77 ist selbstverständlich auch in anderen, Strömungsmedien führenden Rohrsystemen als den oben beschriebenen mit Vorteil verwendbar, wenn es gilt, eine Leitung in einem Notfall oder bei Bedarf rasch und zuverlässig abzusperren.

3 (j 9 H 1 9 / (J 7 6 7

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Unterwasserbohrvorrichtung, mit einer einem Bohrlochskopfgehäuse an der Gewässersohle zugeordneten Absperreinrichtung, einer Plattform an der Wasseroberfläche, einer sich zwischen der Plattform und dem Bohrlochskopfgehäuse erstreckenden Rohrverbindung und einer+Bohrlochskopfgehäuse angeordneten Rohrhängevorrichtung für zumindest einen einen Strömungsweg für ein Fördermedium bildenden Rohrstrang, gekennzeichnet durch eine auf der ,Rohrhängevorrichtung (20,¹JO,H3) absetzbare, innerhalb der Rohrverbindung (11) angeordnete Absperreinrichtung (77) und eine Sich von der Absperreinrichtung zur Plattform (P) erstreckende Anschlußeinrichtung (78), wobei die Absperreinrichtung einen eine Strömungsverbindung zwischen dem Rohrstrang (z.B. T2) für das Fördermedium und der Anschlußeinrichtung (78) herstellenden Kanal (68a), einen zwischen einer den Kanal (68a) offenhaltenden Stellung und einer den Kanal (68a) schließenden Stellung hin- und herbeweglichen Ventilschieber (19*0, eine durch ein Druckmedium gesteuerte Betätigungseinrichtung (196) zum Halten des Ventilschiebers in der Offenstellung und eine den Ventilschieber bei Abfall des Steuerdrucks des Druckmediums in die Schließstellung überfführende Einrichtung (197) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß be mehreren Rohrsträngen (C,C1,C2,C3,T1,T2) für Fördermedien aus mehreren Bohrlochzonen die Anschlußeinrichtung (78) mehrere Leitungen (233 bis 235) aufweist und die Absperreinrichtung (77)

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mehrere Kanäle (62a,68a,74a) zur Strömungsverbindung und je einen Ventilschieber (19¹O zum öffnen 'und Schließen der Kanäle (62a, 68a, 7¹Ia) enthält. '

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (196) einen mit dem Ventilschieber (194) zusammenwirkenden, in einem Kolbenhubraum (199) hin- und herverschiebbaren Betätigungskolben (200) und die den Ventilschieber in die Schließstellung überführende Einrichtung (197) eine auf die Bewegung des Betätigungskolbens beim Verschieben des Ventilschiebers (194) aus der Schließstellung in die Offenstellung ansprechende Energiespeichereinrichtung (214 bis 218) für eine Rückführung des Ventilschiebers aus der Offen:- in die Schließ Stellung aufweist.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Ventilschieber (194) in die Schließstellung überführende Einrichtung (197) einen in einem Kolbenhubraum (208) hin- und herverschiebbären, normalerweise von der Energiespeichereinrichtung (218) in eine Richtung gedrängten Arbeitskolben (214) aufweist, die Kolbenhubräume (199, 208) über einen jeweils auf einer Seite der Kolben (200,214) mündenden Kanal (213) verbunden sind, ein Druckmittel die Kolbenhubräume (200,214) und den Kanal (213) füllt und bei Bewegung des Betätigungskolbens (200) durch den Steuerdruck des Druckmediums für ein öffnen des Ventilschiebers (194) den Arbeitskolben (214) in die andere Richtung unter Speicherung von Energie

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in der Energiespeichereinrichtung (2l8) bewegt, aus der die gespeicherte Energie bei Abfall des Steuerdrucks des Druckmediums den Arbeitskolben entgegengesetzt und damit den Ventilschieber in Schließstellung zurückbewegt.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis ^, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bewegung des Ventilschiebers (19*0 in die Schließstellung eine Zusatzeinrichtung vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzeinrichtung eine Zuführung eines Druckmediums zum Kolbenhubraum (208) des Arbeitskolbens (214) für eine Unterstützun der Energiespeichereinrichtung (21Ί bis 218) aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzeinrichtung einen in einem Kolbenhubraum (22¹O hin- und herverschiebbaren, mit dem Ventilschieber (19¹I) zu dessen Bewegung in Schließstellung zusammenwirkenden Kolben (225) und eine Einrichtung (228) zur Zuführung .von Druckmedium zum Kolbenhubraum (22Ό aufweist. ·'.,.,·

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrhängevorrichtung (20,l\Q,*»3) Rohrhänger zum Abstützen mehrerer Verrohrungsstränge (C,C1,C2,C3) im Bohrloch mit einem Ringraum (101,10¹1,106) zwischen benachbarten Verrohrungssträngen (C,C1,C2,C3) sowie einen Rohrhänger für zumindest einen Förderrohrstrang (Tl) im Verrohrungsstrang (C3) auf-

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weist und daß mit dem Ringraum (101,104,106) in Verbindung stehen de und zur Plattform (P) verlängerbare Kanäle zur Überwachung des Drucks im Ringraum (101,104,106) vorgesehen sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch Rückschlagventile (108,109,110) in den Kanälen zur Druckprüfung der Ririgräume (101,104,106) in Schließstellung der; Ventile und zur überwachung des Drucks in den Ringräumen (101,104,106) in Offenstellung dieser Ventile.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Absperreinrichtung (77) und der Rohrhänge->orrichtung (20^40,43) eine Verbindungseinrichtung (75»76) angeordnet ist,+eine bei ihrem Absenken mit der Absperreinrichtung (77) durch die Rohrverbindung (11) auf die Rohrhängevorrichtung mit dieser in Eingriff gelangende Sperreinrichtung (128) aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10; dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtung (75>76) eine Abdichtung für die Ringräume zwischen Verrohrungs- und Förderrohrsträngen bildet sowie Verbindungskanäle (62,68,74) entsprechend denen, in der Absperreinrichtüng (77) umfaßüund die Verbindungseinrichtung und die Absperreinrichtüng (77) in den Ringraum (106) mündende Drucküberwachungskanäle (145,179,181) aufweisen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9 und 11, dadurch gekennzeichnet +die

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daß die Rückschlagventile (108,109,110) die Drucküberviachungskanäle (145,179,181) beim Absenken der Verbindungseinrichtung (75,76) auf die Rohrhängevorrichtung (2Ο,ΊΟ,ίΐ3) schließen und erst öffnen, wenn die Verbindungseinrichtung auf der Rohrhängevorrichtung (20,¹JO₅O) abgesetzt ist.

13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtung ein Zwischenstück (75) aufweist, das mit einem der Rohrhängergehäuse (21) der Rohrhängevorrichtung (20,40,43) verbindbar ist und sich in die Räume zwischen dem Bohrlochskopfgehäuse (10) und den Rohrhängergehäusen(21,41,44) der Rohrhängevorrichtung mündende Kanäle mit den darin angeordneten Rückschlagventi3en(108,lQ9|110) enthält, daß die Verbindungseinrichtung ferner ein oberes Verbindungsstück (76) umfaßt, welches bei seinem mit der Absperreinrichtung (77) erfolgenden Absenken durch die Rohrverbindung (11) irait dem Zwischenstück (75) in Eingriff überführbar ist, daß das, obere Verbindungsstück (76), das innerste Rohrhängergehäuse (4$) und das Zwischenstück (75) miteinander bei Eingriff des oberen Verbindungsstücks (76) mit dem Zwischenstück (75) Zwischenräume bilden, die Zwischenräume mit Kanälen im Zwischenstück (75) bei Öffnen der Rückschlagventile (108,109,110) in Verbindung stehen^ daß dem oberen Verbindungsstück (76) und den Rückschlagventilen Einrichtungen zum öffnen der Ventile bei Eingriff des oberen Verbindungsstücks (76) im Zwischenstück (7 5) vorgesehen sind und daß sich im oberen Verbindungsstück (76) mit den Zwischenräumen in Verbindung stehende Kanäle (l45a) befinden, die zur Plattform (P) für

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eine Drucküberwachung der Zwischenräume verlängerbar sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Verbindunsstück (76) und das Bohrlochskopfgehäuse (10) zusammenwirkende Sperreinrichtungen zum Halten des oberen Verbindungsstücks (76) in Eingriff mit dem Zwischenstück (75) aufweisen. . "

15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 14, dadurch, gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtung (75,76) einen Ringkörper (80) aufweist, der mit den Rohrhängergehäusen (21,41,44) der Rohrhängevorrichtung (2P,40,43) beim Absenken des Ringkörpers (80)und der Absperreinrichtüng (77) in das Bohrlochskopfgehäuse (10) in Eingriff gelangt und der Ringkörper (80) Und das Bohrlochskopfgehäuse (10) miteinander in Eingriff überführbare Sperreinrichtungen aufweisen, die den Ringkörper (80) in seinem Eingriff mit den· Rohrhängergehäusen halten.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper (80) mit den Zwischenräumen zwischen dem Bohrlochs kopfgehäuse (10) und den Rohrhängergehäusen (21,41,44) in Verbindung stehende Drucküberwachungskanäle für eine der überwachung des in diesen Zwischenräumen herrschenden Druckes von der Plattform aus enthält.

17. Vorrichtung nach einem oder mehreren·der Ansprüche 1 bis l6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußeinrichtung (78) aus

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mehreren Rohrabschnitten (500) zusammengesetzt ist, jeder Rohrabschnitt (500) an seinem einen Ende einen Ansatz (521) und an seinem anderen Ende eine Muffe (501) zur Verbindung der Rohrabschnitte (500) sowie ein äußeres (531) und ein inneres .Rohrstück (53¹O zur Aufnahme von Fördermedium aus dem Bohrloch bei geöffnetem Kanal (68a) der Absperreinrichtung (77) aufweist und daß das innere Rohrstück (53¹I) an einem Ende einen Rohranschluß (517) und am anderen Ende eine Rohrmuffe (525) zur Verbindung der Rohrstücke (53¹O von miteinander verbundenen Rohrabschnitten(500) besitzt'.

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