DE2952399C2

DE2952399C2 - Auffangtrichter für Unterwasserbohrlöcher

Info

Publication number: DE2952399C2
Application number: DE2952399A
Authority: DE
Inventors: Helmut 5000 Köln Esser
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-12-24
Filing date: 1979-12-24
Publication date: 1982-10-14
Also published as: DE2952399A1

Description

und kontrolliert absenken.

Während des Absenkens des Auffangtrichters kann das unter der trichterförmigen Haube befindliche Wasser bzw. öl durch den Rohrstutzen hinaus nach oben entweichen. Beim Transport des AuPangtrichters an der Wasseroberfläche kann der Rohrstutzen dagegen abgedichtet sein, so daß sich unter der Haube eine Luftblase bildet, die zur Schwimmfähigkeit des Auffangtrichters beiträgt

Um das unter Wasser endende deffekte Förderrohr eng zu umschließen, kann an der Innenseite des Rohrstutzens ein aufblasbarer ringförmiger Balg vorgesehen sein, der in aufgeweitetem Zustand den Ringraum zwischen einem von unten her in die Haube eingeführten Rohrende und der Wand des Rohrstutzens im wesentlichen abdichtend ausfüllt Durch Aufblasen des Balges erfolgt eine schnelle und sichere Abdichtung des Rohres unterhalb der Austrittsstelle des Öles, so daß das gesamte austretende öl praktisch übergangslos in den Rohrstutzen eingeleitet wird, der seinerseits an ein nach oben führendes Rohr oder einen Schlauch angeschlossen ist Die trichterförmige Ausbildung der Haube bewirkt daß die Haube sich beim Absenken automatisch über dem vom Grund aufragenden Rohrende zentriert, so daß das Rohrende selbsttätig seinen Weg in den Rohrstutzen hineii. findet Wichtig ist nur, daß die Haube im Bereich des Rohrendes abgesenkt wird. Das Einführen des Rohrendes in den Rohrstutzen der Haube erfolgt dann von selbst Die Höhe der Haube braucht auch nicht auf die Länge des vom Grund abstehenden Rohrendes abgestimmt zu sein, so daß die Haube nicht notwendigerweise auf dem Grund aufsetzen muß.

Der aufblasbare Balg ermöglicht eine Anpassung an Rohre mit unterschiedlichen Weiten, so daß der Durchmesser des Rohrstutzens nicht eigens auf die Weite des betreffenden Rohres abgestimmt werden muß.

Vorzugsweise ist unterhalb des Balges ein nach innen über den flachliegenden Balg überstehender fester Kragen vorgesehen. Der Kragen verhindert, daß das von unten her in den Rohrstutzen eingeführte Rohrende den Balg beschädigt Er kann Öffnungen für den Durchtritt von Gasen aufweisen. Dies ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn in den Bereich unterhalb des Balges mindestens eine Druckluft-Gasleitung in den Trichter mündet Die Gasleitung, die zu einem Schiff oder einer Bohrinsel führt kann dazu dienen, ein Gas, z.B. Stickstoff, unter die trichterförmige Haube zu leiten, um unter der Haube Feuer zu ersticken, während die Haube auf der Wasseroberfläche über das Bohrloch gefahren wird. Beim Absenken der Haube entweicht das Gas durch die öffnungen des Kragens und durch den Rohrstutzen hindurch nach oben. Wenn der Rohrstutzen sich über das Rohrende schiebt und damit für das Entweichen von Gas nicht mehr zur Verfügung steht, kann in der letzten Phase des Aufschiebens des Rohrstutzens auf das Rohrende das Gas durch die genannte Leitung entweichen bzw. von außen abgesaugt werden.

Vorzugsweise ist die Haube von einem trichterförmigen Mantel umgeben, dessen Durchmesser mindestens in einem Teilbereich der Haube nach unten hin stärker zunimmt als der Haubendurchmesser, wobei die Querschnittsfläche des Hohlraums sich nach unten erweitert Durch diese Haubenform entsteht ein Auftriebskörper mit tiefliegendem Auftriebsschwer-Dunkt, wodurch die Stabilisierung verbessert wird. Der Durchmesser des Mantels kann sich in der Nähe des unteren Endes verjüngen. Auf diese Weise entsteht ein Ring mit nach unten spitz zulaufendem Querschnitt wobei der Innendurchmesser am unteren Ende der s Haube möglichst groß wird, wodurch das Einfangen des Rohrendes erleichtert wird.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist der Hohlraum zwischen Haube und Mantel durch radiale Trennwände in Kammern unterteilt Diese Kammern

ίο .können durch Ballastzugabe und Bailastabnahme separat gesteuert werden, so daß die Lage des Trichters balanciert werden kann. Zweckmäßigerweise ist jede der Kammern an eine eigene Förderleitung angeschlossen. Durch die Förderleitungen kann Ballast in Form von Wasser, Sand o. dgl. in die Kammern hineingeleitet und auch wieder aus den Kammern herausgesaugt werden. Um das Heraussaugen von Ballast aus den Kammern zu ermöglichen, reicht die Förderleitung jeweils bis in die Nähe des Bodens einer Kammer.

In der Nähe des oberen Endes einer jeden Kammer kann eine Entlüftung in diese einmünden. Die Entlüftung dient einmal zum Ablassen der in der Kammer befindlichen Luft beim Einführen von Ballast in die Kammer und zum anderen als auch zum Einleiten von Preßluft in die Kammer, wenn das Ballastmaterial aus der Kammer entleert werden soll.

Bei einer speziellen Ausführungsform der Erfindung ist für jede Kammer eine separate Förderleitung und für mehrere Kammern gemeinsam eine Entlüftung vorge sehen.

Die Förderleitungen und die Entlüftungs- bzw. Gasleitungen können in Form eines Leitungsbündels separat zur Wasseroberfläche geführt werden, wo sie auf einem Schiff, einer Bohrinsel o. dgL an Druck- bzw. Ballast-Tanks angeschlossen sind. Die Steuerung der Ballast-Druckluft-Gaseinleitung in die Kammern erfolgt durch Ventile an dem Schiff oder der Bohrinsel.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen schematischen Längsschnitt durch den Auffangtrichter mit einem Rohrende, über das der Trichter geschoben ist

F i g. 2 eine schematische Darstellung des Schwimm-

transportes des Auffangtrichters über das Bohrloch und F i g. 3 in verkleinertem Maßstab eine Draufsicht des Auffangtrichters.

Der dargestellte Auffangtrichter iO weist eine Haube

11 auf, die sich nach unten tricherförmig erweitert und so deren oberes Ende in einen zylindrischen Rohrstutzen

12 einmündet Das untere (weite) Ende 13 der Haube 11 ist im vorliegenden Fall ebenfalls zylindrisch. Die Haube U ist von einem Mantel 14 umgeben, der nach unten hin ebenfalls trichterförmig erweitert ist und der an seinem unteren Ende über eine Bodenwand 15 mit der Haube 11 verbunden ist so daß der Mantel 14 und die Haube 11 einen ringförmigen Hohlraum 16 einschließen. Wie Fig.3 zeigt, ist der Hohlraum 16 durch radiale Trennwände 17 in einzelne Kammern (im vorliegenden

Fall sechs Kammern) unterteilt.

Der Querschnitt des Hohlraumes 16 verringert sich zum oberen Ende hin, wobei sich ebenfalls der Durchmesser dieses Hohlraumes nach oben verringert. Der trichterförmige Mantel 14 geht an seinem oberen Ende in ein zylindrisches Rohrstück 17 über, das den Rohrstutzen 12 eng umgibt und diesen verstärkt. Das Rohrstück 17 kann an dem Rohrstutzen 12 beispielsweise durch Niete angebracht sein.

An das obere Ende des Rohrstutzens 12 und des Rohrstückes 17 schließt sich ein weiteres Rohr 18 an, das bis zum Versorgungsschiff oder zur Bohrinsel o. dgl. führt. Das untere Ende des Rohres 18 ist abdichtend mit dem Rohrstutzen 12 verbunden. Die Verbindung erfolgt durch Flansche 19 und 20 des Rohrstutzens 12 und des Rohres 18. Die Flansche 19 und 20 sind gegeneinander gelegt und sie schließen das obere Ende eines doppelwandigen ringförmigen Balges 21 ein. Das untere Ende des Balges 21 ist gegen die Oberseite einer Lochplatte 22 gelegt, welche schräg nach innen von der trichterförmigen Haube 11 absteht Auf der konischen Lochplatte 22 ist das untere Ende des Balges 21 mit einem umlaufenden Ring 24 befestigt

Die Lochplatte 22 steht nach innen hin über den Balg 21 vor, wenn dieser sich flach gegen die Innenwand des Rohrstutzens 12 legt. Auf diese Weise wird der Balg 21 gegen Beschädigungen beim Überschieben über das Rohrende 23 geschützt Der Balg 21 ist über eine Druckluftleitung 26 mit dem Versorgungsschiff verbunden. Eine weitere Druckluft-Gasleitung 25 führt am oberen Ende der Haube in das Innere der Haube hinein, und zwar in den Bereich oberhalb der ringförmigen Lochplatte 22. Eine dritte Gasleitung kann unterhalb der Lochplatte 22 in die Haube hineinführen. Die Druckluft-Gasleitungen, von denen die Leitungen 25, 26 in der Zeichnung sichtbar sind, sind schraubenförmig um das Rohr 18 herumgewickelt und zu dem Versorgungsschiff geführt, von wo sie getrennt steuerbar sind.

Jede der Kammern des Hohlraumes 16 ist auf ihrer Außenseite mit einem Stutzen 27 versehen, der an eine Förderleitung 28 angeschlossen ist Sämtliche Förderleitungen (im vorliegenden Falle sechs) sind zu einem Leitungsbündel zusammengefaßt das zu einem Schiff oder einer Bohrinsel o. dgl. führt

Oberhalb der Anschlußstutzen 27 weisen die Kammern des Hohlraumes 16 jeweils einen weiteren Anschlußstutzen 29 auf. Die Anschlußstutzen 29 sind durch eine Ringleitung 31 miteinander verbunden, die über eine ebenfalls in dem Leitungsbündel enthaltene Druckluftleitung 30 mit dem Versorgungsschiff oder einer Bohrinsel o. dgl. verbunden ist

Von den Anschlußstutzen 27 ragen, wie F i g. 1 zeigt die verlängerten Förderleitungen 28 bis in die Nähe des Bodens des Hohlraumes 16. Wenn durch die Förderleitungen 28 hindurch Ballast in den Hohlraum 16 eingelassen wird, so füllt sich der Hohlraum 16, wobei die verdrängte Luft durch die Ringleitung 31 und die Leitung 30 abgeführt wird. Da die Kammern des Hohlraumes 16 an unterschiedliche Förderleitungen 28 so angeschlossen sind, können die einzelnen Kammern such unterschiedlich gefüllt werden, wodurch es möglich ist, den Auffangtrichter 10 horizontal auszurichten oder gesteuert schrägzustellen.

Soll das Ballastmedium aus dem Hohlraum 16 entfernt werden, dann wird Druckluft durch die Leitung 30 und die Anschlußstutzen 29 geleitet, wodurch das Ballastmedium durch die Anschlußstutzen 27 und die Förderleitungen 28 hindurch wieder zum Versorgungsschiff transportiert wird.

Gemäß F i g. 1 verringert sich der Durchmesser der Außenwand des Mantels 14 von einer Stelle maximalen Durchmessern von außen nach unten hin, so daß eine ringförmige Schrägfläche 32 entsteht. Das untere Ende des Trichters könnte auch beispielsweise die Kontur 33 haben, die in F i g. 1 gestrichelt dargestellt ist oder die strichpunktiert gezeichnete Kontur 34.

Wenn der Auffangtrichter 10 zu seiner Einsatzstelle gebracht werden soll, wird der Hohlraum 16 mit Luft gefüllt, so daß der Rettungstrichter schwimmt Zusätzlich kann das obere Ende des Rohrstutzens 12 verschlossen werden, so daß Luft im Inneren der Haube 11 ebenfalls eingeschlossen ist und zur Schwimmfähigkeit beiträgt. Der Trichter wird auf diese Weise an die Einsatzstelle geschleppt Dabei kann es vorkommen, daß er durch brennendes Öl hindurchbewegt werden muß. Wenn brennendes öl in das Innere der Haube 11 gelangt kann durch die Druckluft-Gasleitung 25 hindurch Stickstoff in das Innere des Trichters geleitet werden, wodurch das Feuer erstickt wird. Wenn der Auffangtrichter 10 die Position oberhalb des Rohrendes 23 erreicht hat aus dem das öl ausströmt wird er durch gesteuertes Einführen von Ballast in die Kammern des Hohlraumes 16 abgesenkt wobei das Rohrende 23 von der Schrägfläche der trichterförmigen Haube 11 automatisch in das Innere des Rohrstutzens 12 eingeführt wird. Während des Absenkens entweicht das Wasser bzw. öl zunächst durch den Rohrstutzen 12 bzw. das Rohr 18 hindurch nach oben. Wenn das Rohrende 23 den Durchgang des Rohrstutzens 12 im wesentlichen versperrt kann beim weiteren Absenken durch die Druckluft-Gasleitung 25 hindurch eine Absaugung erfolgen, so daß das weitere Aufschieben des Rohrstutzens auf das Rohrende möglich ist Wenn der Auffangtrichter sich relativ zu dem Rohrende 23 in der in F i g. 1 dargestellten Position befindet wird der ringförmige Balg 21 aufgeblasen. Dieser stützt sich an der Innenwand des Rohrstutzens 12 ab und drückt gegen die Wand des Rohrendes 23. Auf diese Weise wird das Rohrende 23 eng umschlossen und das austretende öl gelangt sämtlich in das Rohr 18, welches auf einem Versorgungsschiff oder einer Bohrinsel o. dgl. endet, von wo es ordnungsgemäß abgeleitet werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

L Auffangtrichter für aus Unterwasserbohrlöchern unkontrolliert austretendes Erdöl und/oder Erdgas, mit mindestens einer Einlaß- und mindestens einer Auslaßöffnung für Ballast und einer sich nach unten erweiternden trichterförmigen Haube, die an ihrem oberen Ende in einen Rohrstutzen ausmündet, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube

(11) als Hohlkörper ausgebildet und mit der Einlaßsowie der Auslaßöffnung für den Ballast versehen ist
2. Trichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenseite des Rohrstutzens

(12) ein aufblasbarer, ringförmiger Balg (21) vorgesehen ist, der in aufgeweitetem Zustand den Ringraum zwischen einem von unten her in die Haube (11) eingeführten Rohrende (23) und der Wand des Rohrstutzens (12) im wesentlichen abdichtend ausfüllt
3. Trichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Balges (21) ein nach innen über den flachliegenden Balg überstehender fester Kragen (22) vorgesehen ist
4. Trichter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß der Kragen (22) öffnungen für den Durchtritt von Gasen aufweist
5. Trichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Bereich unterhalb des Balges (21) mindestens eine Druckluft-Gasleitung (25) in den Trichter mündet
6. Trichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß der Balg (21) ein doppelwandiger Zylinder ist, dessen Enden an dem Rohrstutzen (12) bzw. dem überstehenden Kragen (22) eingespannt sind.
7. Trichter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube (11) von einem trichterförmigen Mantel (14) umgeben ist dessen Durchmesser mindestens in einem Teilbereich der Haube (U) nach unten hin stärker zunimmt als der Haubendurchmesser, wobei die Querschnittsfläche des Hohlraumes (16) sich nach unten erweitert
8. Trichter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Mantels (14) sich in der Nähe des unteren Endes verjüngt.
9. Trichter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum zwischen Haube (U) und Mantel (14) durch radiale Trennwände (17) in Kammern unterteilt ist.
10. Trichter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet daß jede der Kammern an eine Förderleitung (28) angeschlossen ist.
11. Trichter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet daß die Förderleitung (28) bis in die Nähe des Bodens der Kammer reicht
12. Trichter nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckluftleitung (30, 31) in der Nähe des oberen Endes einer jeden Kammer in diese über Anschlußstutzen (29) einmündet.
13. Trichter nach den Ansprüchenil und 12, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Kammer eine separate Förderleitung (28) und für mehrere Kammern gemeinsam eine einzige Druckluftleitung (30,31) vorgesehen sind.

Die Erfindung betrifft einen Auffangtrichter für aus Unterwasserbohrlöchern unkontrolliert austretendes Erdöl und/oder Erdgas, mit mindestens einer Einlaß- und mindestens einer Auslaßöifnung für Ballast und einer sich nach unten erweiternden trichterförmigen Haube, die an ihrem oberen Ende in einen Rohrstutzen ausmündet

Wenn Unterwasser-Ölbohrungen dadurch außer Kontrolle geraten, daß das Förderrohr unter Wasser bricht oder reißt oder wenn seitlich aus dem Förderrohr öl austritt ist es außerordentlich schwierig, das ausströmende öl unter Kontrolle zu bekommen. Erfahrungen haben gezeigt daß es Wochen und Monate dauern kann, bis das Bohrloch abgedichtet ist Ein bekannter Auffangtrichter der eingangs genannten Art (US-PS 3548 605) weist Schwimmkörper auf, die es erl&uben, ihn von einem Schiff an der Wasseroberfläche bis über ein Bohrloch zu ziehen. Danach werden die Schwimmkörper mit Ballast gefüllt so daß der Trichter sich über das Bohrloch senkt Der Trichter setzt mit dem Rand seiner Haube auf dem Meeresboden auf, und das aus dem Bohrloch entweichende öl wird aus dem Innern des Trichters durch eine auffaltbare Schlauchkonstruktion zur Wasseroberfläche geleitet Die Schwimmkörper bestehen aus Rohren, die den Rand der Haube des Auffangtrichters umgeben. Diese Rohre sind über Schlauchleitungen, die Ventils enthalten, mit Ballastflüssigkeit füllbar. Auf dem Meeresboden wird die Haube mit vertikal ausfahrbaren Ständern befestigt, die von den am Haubenrand angeordneten Rohren aus absenkbar sind. Da das Volumen der längs des unteren Randes der Haube angebrachten Ballaströhre begrenzt ist ist die Masse des Auffangtrichters selbst bei gefüllten Ballastrohren relativ klein. Damit besteht die Gefahr, daß der Auffangtrichter beim Niederbringen von dem Bohrloch abgetrieben wird und insbesondere von dem Druck des austretenden Öles fortgeschoben wird.

Ferner ist ein Auffangtrichter bekannt (US-PS 36 74 150), dessen Haube doppelwandig und somit als Hohlkörper ausgebildet ist Dieser Auffangtrichter wird in entleertem Zustand über die Öl-Austrittsstelle gebracht so daß er das austretende öl auffängt Die untere Haubenwand weist an ihrer höchsten Stelle öffnungen auf, durch die das öl in das Innere des Auffangtrichters gelangt Ein derartiger Auffangtrichter ist ein Behälter zum Sammeln und zur Aufnahme des Öles, er ist jedoch nicht zur Abdichtung der Austrittsstelle des Öles geeignet

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Auffangtrichter der eingangs genannten Art zu schaffen, der einen großen, der Trichterform angepaßten Ballastraum aufweist, und somit sicherer über der Austrittsstelle des Öles plaziert werden kann, um das austretende Öl abzuführen und die Austrittsstelle abzudichten.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Haube als Hohlkörper ausgebildet und mit der Einlaß- sowie der Auslaßöffnung für den Ballast versehen ist

Dadurch, daß die Haube des Auffangtrichters als Hohlkörper ausgebildet ist, dient die Haube selbst als Ballastraum, der beim Transport des Auffangtrichters an der Wasseroberfläche ganz oder zum Teil mit Luft gefüllt werden kann und der beim Absenken des Auffangtrichters für das Auffüllen mit Ballast zur Verfügung steht um der Haube eine große Masse zu geben. Eine derartige Haube wird von Unterwasserströmungen wenig beeinflußt und läßt sich somit langsam