DE3543321A1 - Tiefbohranlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Tiefbohranlage für den Einsatz an Land mit einem Bohrturm, einer Arbeitsbühne und einem Hebewerk.

Bei Tiefbohranlagen für den Einsatz an Land werden herkömm­ licherweise um den Bohrturm herum die verschiedenen Vorrich­ tungen gruppiert. In der Regel ist ein Gestängelager auf der Vorderseite des Bohrturmes, eine Tankanlage auf der rechten Seite des Bohrturms, d. h. auf der vom Bohrmeister abgewandten Seite, und eine Maschinenanlage hinter dem Bohr­ turm, gegenüber dem Gestängelager angeordnet. Der Platzbe­ darf hierfür beträgt ca. 3000 bis 4000 m². Hinzu kommt noch eine diese Fläche umschließende Umfahrt.

Um das Eindringen von Öl oder Chemikalien in den Untergrund zu verhindern, muß die ganze Fläche durch Asphalt oder Beton befestigt werden. Ist die Bohrung nicht fündig, muß die gesamte Befestigung wieder abgeräumt und das Arenal in den ursprünglichen Zustand zurückversetzt werden. Ist die Bohrung fündig, so ist der befestigte Bohrplatz meistens für die Förderphase zu groß und wird daher teilweise wieder abgeräumt.

Die immer strenger werdenden Lärmschutzauflagen führen da­ zu, daß Schallwände aufgestellt, nachträglich Verkleidungen um einzelne Aggregate gebaut oder die Aggregate in Lärm­ schutzcontainern untergebracht werden. Diese nachträglichen Einzelmaßnahmen sind unverhältnismäßig teuer, führen zu un­ befriedigenden Ergebnissen, verlängern die Umbauzeiten der Bohranlage und schaffen oft zusätzliche Probleme wie bei­ spielsweise eine nachteilige Beeinflussung der Kühlung der Motoren.

Die immer dichter werdende Besiedelung, strenger werdenden Umweltschutzauflagen und auch landschaftsbedingte Umstände, wie beispielsweise Berge und Moore führen dazu, daß es immer schwieriger und teurer wird Bohrplätze in der notwen­ digen Größe zu finden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Tief­ bohranlage zu schaffen, die mit einem möglichst geringen Platzbedarf auskommt, ohne daß dabei, trotz Einhaltung der behördlichen Auflagen, wie beispielsweise Explosionsschutz­ zonen und Lärmschutzbestimmungen, die Funktion und Sicher­ heit beeinträchtigt werden. Ferner sollte sich die Tiefbohr­ anlage leicht nach Abtäufen einer Bohrung zur nächsten Bohrung über kurze Entfernungen umsetzen lassen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einer Tiefbohranlage der eingangs erwähnten Art die Elemen­ te und Aggregate der Anlage in tragenden Strukturen in mehreren Ebenen übereinander angeordnet sind und eine Bohr­ plattform mit Bohrturm, Arbeitsbühne und Gestängelager bil­ den, die auf mindestens zwei im Boden mit Abstand vonein­ ander eingelassenen Streifenfundamenten ruht. Infolge der Anordnung in mehreren Ebenen übereinander ergibt sich eine platzsparende Bauweise und läßt sich die Bohrvorrichtung als Einheit schnell und einfach über kurze Entfernungen umsetzen.

Vorzugsweise sind die Tanks als Container ausgebildet, min­ destens ein Teil der Aggregate und Elemente in Containern angeordnet und die Container in Quer- und Längsrichtung übereinander gestapelt. Des weiteren kann über jeweils ei­ nen Teil der Container jeweils eine die Arbeitsbühne bzw. das Gestängelager bildende Deckenkonstruktion gelegt sein, und die Container können auf den Streifenfundamenten ruhen. Auf diese Weise lassen sich die Lärmschutzvorschriften von vornherein optimal erfüllen, ohne daß nachträgliche Verklei­ dungen und Umbaumaßnahmen erforderlich sind. Die Container bilden dabei die tragenden Strukturen der Anlage, die sich leicht durch Übereinanderstapeln auf- und abbauen lassen und durch gegenseitige Verankerung eine den vom Bohrbetrieb ausgehenden Beanspruchungen standhaltende Einheit bilden; sie lassen sich zudem als solche mit geringem Aufwand umsetzen. Gegebenenfalls kann zwischen den Containern und den Streifenfundamenten ein Schubrahmen angeordnet sein, an dem Hydraulik-Kolben-Zylinder-Einheiten angreifen, die den Verschub auf den Streifenfundamenten bewirken.

Die gegenüber dem Gestängelager erhöht angeordnete Arbeits­ bühne ruht vorzugsweise auf einem Unterbau aus parallelen, aufeinandergestellten, auf den Streifenfundamenten mit Ab­ stand voneinander aufliegenden Containern, die quer zu den Streifenfundamenten, vorzugsweise jedoch in Richtung der Streifenfundamente angeordnet sind und von der die Arbeits­ bühne bildenden Deckenkonstruktion überbrückt werden.

Auf diese Weise entsteht zwischen den Containern unterhalb der Arbeitsbühne ein Arbeitsraum, in dem sich das Bohrloch mit einem Bohrlochabschluß befindet.

Die den Arbeitsbühnenunterbau bildenden Container dienen vorzugsweise als Kühlwassertanks für eine Band- und Zusatz­ bremse des Hebewerks, während in den darüberliegenden Con­ tainern Schüttelsiebe, Zyklonabscheider, Gasabscheider, Hochdruckschieber und dergleichen angeordnet sein können.

Normalerweise befindet sich das Hebewerk auf der Arbeits­ bühne, jedoch ist bei der erfindungsgemäßen Tiefbohranlage eine besonders raumsparende und lärmgeschützte Anordnung möglich, wenn das Hebewerk, ohne die Gefahr einer Beschädi­ gung in einem schalldichten Gehäuse unter der Arbeitsbühne hängend angeordnet ist. Auf diese Weise ergibt sich zudem ein erheblicher Platzgewinn auf der Arbeitsbühne.

Zum Schutz gegen Bodenverunreinigungen befindet sich im Bereich unterhalb der Arbeitsbühne zwischen den Streifen­ fundamenten eine wannenartige Betonplatte. Diese Betonplat­ te reicht aus, um ein Eindringen von Öl und Chemikalien in den Boden zu verhindern und ist sehr viel kleiner als die bei üblichen Tiefbohranlagen erforderliche Befestigung.

Die erfindungsgemäße Tiefbohranlage erfordert einen Platz­ bedarf von weniger als 1000 m², wovon die Betonplatte wie­ derum nur einen Bruchteil in Anspruch nimmt, während der Platzbedarf bei einer üblichen Tiefbohranlage bei 3000 bis 4000 m² liegt, der vollständig befestigt sein muß.

Infolge der aufeinandergestellten Container des Arbeitsbüh­ nenunterbaus ist der Raum unterhalb der Arbeitsbühne auf zwei Seiten geschlossen. Die anderen beiden Seiten können in weiterer Ausgestaltung der Erfindung durch bewegliche Wände, beispielsweise große Tore oder Zeltplanen verschlos­ sen sein, um einen weiteren Lärmschutz zu gewährleisten, bzw. den Bohrlochaufbau vor einem Einfrieren zu schützen.

Das Gestängelager ruht erfindungsgemäß auf einem Unterbau aus parallelen, nebeneinander angeordneten, mit ihren Enden auf den Streifenfundamenten aufliegenden, sowie zumindest bereichsweise auf diesen Containern quer aufliegenden Con­ tainern, wobei die unteren Container vorzugsweise als Re­ servetanks sowie zur Aufnahme von Pumpen- und Stromrichter­ sätzen dienen, während die oberen Container die Generator­ sätze aufnehmen.

Die Container für die Generatorsätze sind vorzugsweise mit schallschluckenden Außenwänden und ohne Seitenwände zwi­ schen aneinanderstoßenden Containern, einen durchgehenden Maschinenraum bildend, versehen, so daß einerseits die Lärm­ schutzbestimmungen bezüglich des nach außen dringenden Lärms erfüllt sind und andererseits ein Maschinenraum ge­ schaffen wird, der die Bedienung und Wartung der Generator­ sätze erleichtert.

Die Anordnung der den Arbeitsbühnenunterbau bildenden Con­ tainer gestattet es, unterhalb der das Gestängelager bil­ denden Deckenkonstruktion einen Freiraum vorzusehen, der mit einem Blechboden zum Lagern von Spülmaterial und für eine Spülmischeinrichtung auf den unteren Containern ausge­ stattet ist. Das Spülmaterial ist hierdurch geschützt gela­ gert, und es können keine Chemikalien in den Untergrund eindringen. Eine besondere Abdichtung zum Schutz des Bodens in diesem Bereich ist somit nicht erforderlich.

Um möglichst schmale, mit geringem Aufwand herstellbare, je­ doch ausreichend tragfähige Streifenfundamente benutzen zu können, sollten zumindest im Bereich des Arbeitsbühnenunter­ baus mindestens vier parallele Streifenfundamente angeord­ net sein, von denen je zwei und zwei einen solchen Abstand voneinander besitzen, daß die in Richtung der Streifenfunda­ mente angeordneten Container des Arbeitsbühnenunterbaus auf je zwei Streifenfundamenten aufliegen. Um außerhalb der Bohrplattform keinen zusätzlichen Platz für die Mastmontage zu benötigen, ist der Bohrturm vorzugsweise als Klappteles­ kopmast ausgebildet. Um sich auf der das Gestängelager bildenden Deckenkonstruktion sammelndes Regenwasser und vor allem die unter Umständen aus dem Bohrgestänge heraus­ fließenden, mit Chemikalien und Öl belasteten Flüssigkeiten vom Untergrund fernzuhalten, sollte die das Gestängelager bildende Deckenkonstruktion erfindungsgemäß mit einer Drai­ nage versehen sein, mit Hilfe derer ein kontrolliertes Ab­ leiten der Flüssigkeiten gewährleistet ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeich­ nung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläu­ tert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1: eine schematische, perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Tiefbohranlage

Fig. 2: eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Tiefbohr­ anlage

Fig. 3: eine Draufsicht der erfindungsgemäßen Tiefbohran­ lage in Richtung I in Fig. 2

Fig. 4: eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Tief­ bohranlage entsprechend der Linie II-II in Fig. 2

Fig. 5: eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Tief­ bohranlage entsprechend der Linie III-III in Fig. 2

Fig. 6: eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Tiefbohr­ anlage entsprechend der Linie IV-IV in Fig. 2 und

Fig. 7: eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Tiefbohran­ lage entsprechend der Linie V-V in Fig. 2.

Die Tiefbohranlage weist einen als Klappteleskopmast ausge­ bildeten Bohrturm 1 auf. Der im einzelnen nicht dargestell­ te Mastunterteil wird mittels eines Krans in senkrechter Stellung auf einer Arbeitsbühne montiert. Der ebenfalls im einzelnen nicht dargestellte Mastoberteil wird waagerecht auf einem Gestängelager 12 zusammengebaut, in das Mastunter­ teil eingefahren und dann mit einem Hebewerk 21, 22 in eine senkrechte Stellung geklappt sowie anschließend telesko­ piert.

Der Bohrturm 1 und die Arbeitsbühne 14 ruhen auf einem Un­ terbau, der aus Containern 5, 6, 17, 24, 26 besteht. Die Container 5, 6, 17, 24 und 26 sind übereinandergestapelt und ruhen auf den im Boden eingelassenen Streifenfundamen­ ten 7. Je zwei und zwei Streifenfundamente 7 sind nahebeian­ der parallel angeordnet, so daß die Container 5, 24 in Richtung dieser Streifenfundamente 7 und diese überbrückend auf ihnen ruhen.

Die Container 5, 6, 17, 24, 26 und die Arbeitsbühne 14 sind fest untereinander verbunden, um die auf den Bohrturm 1 wirkenden Querkräfte aufzufangen. Die Container 5 dienen als Kühlwassertanks für das Kühlen einer Band- und Zusatz­ bremse des aus einer Haupttrommel 21 und einer Schlemmseil­ trommel 22 bestehenden Hebewerks. Im Container 6 befindet sich ein Kompressoraggregat, während der Container 17 als Spülaufbereitungsmodul A und der Container 26 als Spülaufbe­ reitungsmodul B dient. Es handelt sich hierbei um Zyklonab­ scheider für Feines, Siebe, beispielsweise Schüttelsiebe, zum Abscheiden des Groben aus der Spülflüssigkeit, Gasab­ scheider sowie gegebenenfalls Hochdruckschieber zum kontrol­ lierten Ablassen von unter Druck stehenden Gasen im Bohr­ loch. Der Container 24 bildet den Aktivtank.

Auf der Arbeitsbühne 14 sind seitlich vom Bohrturm 1 eine Bohrmeisterkaue 2, ein Magazin und ein Meßraum 16 angeord­ net. Der Bereich dazwischen sowie der Raum zwischen den Containern 5, 6, 17, 24, 26 ist mit einer Wind- und/oder Lärmverkleidung 3 in Gestalt von großen Toren oder Zeltpla­ nen versehen, so daß dieser Bereich wettergeschützt ist und die Arbeitsgeräusche nach außen abgedämmt sind.

Das Bohrgestänge wird in bekannter Weise durch einen Dreh­ tisch 20 in Drehung versetzt und durch den Bohrlochab­ schluß 27 hindurch in den Boden geführt. Im Bereich des Bohrlochs befindet sich zwischen den Streifenfundamenten 7 eine wannenartige Betonplatte 30, die verhindert, daß aus dem Bohrloch austretende Flüssigkeiten den Boden verunreini­ gen.

Auf der einen Seite der Streifenfundamente 7 befindet sich parallel dazu ein Hilfsfundament a, auf dem ein als Bohr­ kleinbehälter dienender Container 19 ruht. Auf der Decke des Containers 19 ist eine Plattform für Zentrifugen 18 angeordnet. Eine Materialrutsche 4 führt von der Arbeitsbüh­ ne 14 zum Boden.

Unterhalb der Arbeitsbühne 14 zwischen dem Container 5, 6, 17, 24, 26 befinden sich noch schmale Montagebühnen 25, von denen aus der Preventer genannte Bohrlochabschluß mon­ tiert wird.

Die Tiefbohranlage weist weiterhin das Gestängelager 12 auf, das tiefer liegt als die Arbeitsbühne 14. Das Gestänge­ lager 12 ist mit einem Unterbau versehen, der aus quer über die Streifenfundamente 7 gelegten Containern 8, 9 und 10 so­ wie aus quer über die Container 9, 10 gelegten Containern 11 besteht. Auf diesem Unterbau befindet sich eine das Gestängelager 12 bildende Deckenkonstruktion. Die Contai­ ner 8 dienen als Reservetanks, während die Container 9 Pum­ penaggregate und der Container 10 Stromrichteraggregate auf­ nehmen. Die Container 11 bilden einen durchgehenden Ma­ schinenraum, da die Zwischenwände der aneinander grenzenden Container entfernt sind. Zusätzlich ist der Maschinenraum nach außen lärmgeschützt, da die Außenwände als Lärmschutz­ wände ausgebildet sind.

Oberhalb der Container 8 ergibt sich auf diese Weise ein Freiraum 15, der als Spülmateriallager und zur Aufnahme einer Spülmischeinrichtung benutzt wird. Das Spülmaterial ist so wettergeschützt gelagert. Um zu vermeiden, daß Chemi­ kalien in den Untergrund eindringen, sind die Container 8 mit einem Blechboden 31 abgedeckt, so daß eine Befestigung des Bodens in diesem Bereich nicht erforderlich ist.

Senkrecht zu den Containern 9 und 10, d. h. in Richtung der Streifenfundamente 7 ist noch ein Saugtank 23 angeordnet.

Die Deckenkonstruktion des Gestängelagers 12 ist mit einer Drainage 32 versehen, so daß Regenwasser und sonstige Flüs­ sigkeiten, die beispielsweise aus dem Bohrgestänge aus­ fließen, gesammelt und kontrolliert abgeleitet werden. Dies ist eine weitere Maßnahme, um das Eindringen von schädli­ chen Flüssigkeiten in den Untergrund zu vermeiden.

Während in Fig. 3 das aus der Haupttrommel 21 und der Schlemmseiltrommel 22 bestehende Hebewerk als auf der Ar­ beitsbühne 14 angeordnet dargestellt ist, kann das Hebewerk mit seinem Antrieb auch in einem weiteren Container 28 ange­ ordnet sein, der unter der Arbeitsbühne 14 aufgehängt ist. Dies führt zu einer weiteren Platzersparnis, erleichtert das Arbeiten auf der Arbeitsbühne 14 und vermindert eine Lärmbelästigung des Bedienungspersonals und der Umgebung, wenn der Container 28 als Schallschluckgehäuse ausgebildet ist.

Um für das Verschieben der Tiefbohranlage auf den Streifen­ fundamenten eine verbesserte Angriffsmöglichkeit für nicht dargestellte Hydraulik-Kolben-Zylinder-Einheiten zu bieten, kann ein Schubrahmen 29 zwischen den Streifenfundamenten 7 und den Containern 5, 24, 19, 8, 9, 10 und 23 angeordnet sein, der als Schlitten für die ganze Anlage dient.

Mit der erfindungsgemäßen Tiefbohranlage ergeben sich zu­ sammengefaßt ein verminderter Platzbedarf und dadurch gerin­ gere Kosten für die Bohrplatzanpachtung, die Bohrplatzbefe­ stigung, für Umweltschutzmaßnahmen, für Rekultivierung so­ wie vor allem geringe Fundamentkosten.

Des weiteren ergibt sich mit einfachen Mitteln ein besserer Wetterschutz für das Bohrpersonal und die Maschinen sowie ein erhöhter Lärmschutz für Bohrpersonal und die Umgebung.

Die ganze Tiefbohranlage kann für Reihenbohrungen bei ent­ sprechender Länge der Streifenfundamente leicht verschoben werden.

Claims (17)

1. Tiefbohranlage für den Einsatz an Land mit einem Bohr­ turm, einer Arbeitsbühne und einem Hebewerk, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente und Aggregate der Anlage in tragenden Strukturen (5, 6, 8, 9, 10, 11, 17, 24, 26) in mehreren Ebenen übereinander angeordnet sind und eine Bohrplattform mit dem Bohrturm (1), einer Arbeitsbühne (14) und einem Gestängelager (12) bilden, die auf mindestens zwei im Boden mit Abstand voneinander eingelassenen Streifenfundamenten 7 ruht.

2. Tiefbohranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Tanks (5, 8, 19, 23, 24) als Container ausgebildet, mindestens ein Teil der Aggregate und Elemente in Containern (6, 9, 10, 11, 17, 26) angeord­ net und die Container in Quer- und Längsrichtung gesta­ pelt sind, über jeweils einen Teil der Container je­ weils eine die Arbeitsbühne (14) bzw. das Gestängela­ ger (12) bildende Deckenkonstruktion gelegt ist und die Container (5, 8, 19, 23, 24; 9, 10,) auf den Streifenfundamenten (7) ruhen.

3. Tiefbohranlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Container (5, 6, 8, 9, 10, 11, 17, 19, 23, 24) fest miteinander verbunden sind.

4. Tiefbohranlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Container (5, 6, 8, 9, 10, 19, 23, 24) auf einem, auf den Streifenfundamenten (7) ruhen­ den Schubrahmen (29) angeordnet sind.

5. Tiefbohranlage nach Anspruch 2, 3 oder 4, gekennzeich­ net durch einen Arbeitsbühnenunterbau aus parallelen, aufeinandergestellten, auf den Streifenfundamenten (7) mit Abstand voneinander aufliegenden Containern (5, 6, 17, 24, 26).

6. Tiefbohranlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Container (5, 6, 17, 24, 26) in Richtung der Streifenfundamente (7) angeordnet sind und von der die Arbeitsbühne (14) bildenden Deckenkonstruktion überbrückt werden.

7. Tiefbohranlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die unteren Container (5) als Kühlwassertanks für eine Band- und Zusatzbremse des Hebewerks (21, 22) bzw. als Aktivtank (24) ausgebildet und in den darüber­ liegenden Containern (6, 17, 26) Schüttelsiebe, Zyklon­ abscheider, Gasabscheider und Hochdruckschieber ange­ ordnet sind.

8. Tiefbohranlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Hebewerk (21, 22) in einem schalldichten Gehäuse (28) unter der Ar­ beitsbühne (14) hängend angeordnet ist.

9. Tiefbohranlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine im Bereich unter­ halb der Arbeitsbühne (14) zwischen den Streifenfunda­ menten (7) angeordnete, wannenartig ausgebildete Beton­ platte.

10. Tiefbohranlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 9, gekennzeichnet durch den Raum unterhalb der Arbeitsbühne (14) zwischen den Containern (5, 6, 17, 24, 26) abschließende bewegliche Wände (3).

11. Tiefbohranlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch einen Gestängelager­ unterbau aus parallelen, nebeneinander gestellten, mit ihren Enden auf den Streifenfundamenten (7) aufliegen­ den sowie zumindest bereichsweise auf diesen Contai­ nern quer aufliegenden Containern (8, 9, 10, 11).

12. Tiefbohranlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß die unteren Container (8, 9, 10) als Reserve­ tanks sowie zur Aufnahme von Pumpen- und Stromrich­ tersätzen und die oberen Container (11) zur Aufnahme von Generatorsätzen ausgebildet sind.

13. Tiefbohranlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, daß die Container (11) für die Generatorsätze mit schallschluckenden Außenwänden und ohne Seitenwände zwischen aneinanderstoßenden Containern (11) einen durchgehenden Maschinenraum bildend versehen sind.

14. Tiefbohranlage nach Anspruch 12 und 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich im Bereich zwischen dem Unterbau (8, 9, 10) und den Containern (11) für die Generator­ sätze unterhalb der das Gestängelager (12) bildenden Deckenkonstruktion ein Freiraum (15) mit einem Blechbo­ den auf den unteren Containern (8, 9, 10) zum Lagern von Spülmaterial und für eine Spülmischeinrichtung be­ findet.

15. Tiefbohranlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß sich zumindest im Bereich des Arbeitsbühnenunterbaus (5, 6, 17, 24, 26) mindestens vier parallele Streifenfundamente (7) befinden, von denen je zwei und zwei einen solchen Abstand voneinander aufweisen, daß die in Richtung der Streifenfundamente (7) angeordneten Container (5, 24) auf je zwei Streifenfundamenten (7) aufliegen.

16. Tiefbohranlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrturm (1) als Klappteleskopmast ausgebildet ist.

17. Tiefbohranlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die das Gestänge­ lager (12) bildende Deckenkonstruktion mit einer Drainage (32) für ein kontrolliertes Ableiten der sich darauf sammelnden Flüssigkeiten versehen ist.