DE3779763T2

DE3779763T2 - Unterwassersysteme und -vorrichtungen.

Info

Publication number: DE3779763T2
Application number: DE8787907125T
Authority: DE
Inventors: Ralph BARNES
Original assignee: MYRMIDON SUBSEA CONTROLS Ltd
Current assignee: MYRMIDON SUBSEA CONTROLS Ltd
Priority date: 1986-11-11
Filing date: 1987-11-05
Publication date: 1993-04-22
Anticipated expiration: 2007-11-06
Also published as: EP0332622A1; DE3779763D1; EP0332622B1; GB8626884D0; WO1988003596A1; NO883057L; NO883057D0; AU8159287A; BR8707873A

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf Unterwassersysteme und Vorrichtungen, und insbesondere auf solche Systeme und Vorrichtungen, die zur Steuerung und Überwachung der Offshore-Untersee-Produktion und Verteilung von Kohlenwasserstoff-Produkten in der Öl- und Gasindustrie eingesetzt werden.
Es sind auch unter der Bezeichnung "See" andere Gewässer, wie Seen und andere Wasserflächen, neben dem Meer und Ozeanen, zu verstehen.
Kohlenwasserstoff-Produkte, und hier insbesondere Öl und Gas, werden gegenwärtig oft von Lagerstätten unterhalb des Meeres-oder Seebodens ausgebeutet und die Produkte durch eine in den Grund zur Lagerstätte niedergebrachte Bohrung über den Bohrlochkopf gefördert. Die anfangs erforderlichen Arbeitsgänge, um die Kohlenwasserstoffe von einem Vorkommen zu gewinnen, sind als Bohr- und Komplettierungsarbeiten bekannt. Diese Arbeitsgänge beschränken sich nicht nur auf Bohrlöcher, die durch Bohren von einem festen Gestell aus vorgenommen werden. Die Bohrlöcher können auch durch Bohren durch eine Targetzone auf dem Meeresgrund in einer Position erstellt werden, welche entfernt von irgendeiner festen oder schwimmenden oberflächenlokalisierten Prozeßsteuerungs-Einrichtung ist.
Derartige Operationen müssen oft in beträchtlichen Tiefen unterhalb der Wasseroberfläche ausgeführt werden, z. B. einigen hundert Metern, und sind daher extrem komplex, langwierig, zeitaufwendig und kostspielig in der Ausführung. Diese Bohr- und Komplettierungsarbeiten schließen auch zahlreiche komplexe und schwierige Arbeitsgänge ein, nicht zuletzt sind dies der Einsatz und die Verbindung eines fernbetätigten lokalen Steuerungs- und Betriebsüberwachungssystems - Bohrlochkopf, wenn das Bohrloch in Betrieb genommen wird. Darüberhinaus sind zahlreiche Risiken und Schwierigkeiten mit den Verbindungen zur Energiezuführung, sowie den Steuer- und Überwachungssignalpfaden zum lokalen Steuerungssystem am Platz des Bohrloches gegeben. Die vorliegende Erfindung befaßt sich insbesondere mit den Problemen, die mit den vorerwähnten Aspekten der Unterwassergewinnung von Kohlenwasserstoff-Produkten zusammenhängen.
Wie zum Beispiel in der US-A-3,894,560 offenbart, kommt derzeit eine Type eines Steuerungs- und Überwachungssystems zur Steuerung und Überwachung der Funktionen an einem Unterwasserbohrloch unter Verwendung von hydraulisch betätigten Funktionssteuerventilen und hydraulischen, elektrischen oder elektronischen Überwachungseinrichtungen zum Einsatz, zusammengefaßt in einer Baueinheit und befestigt an einer Anordnung, die als Christmas-Tree bekannt ist, der normalerweise in eine Position über der Bohrlochkopf-Verrohrung vertikal abgesenkt und an dieser festgelegt wird. Die Steuerung und Überwachung der Christmas-Tree-Funktionen wird von einem Steuermodul-Paket übernommen, das am Christmas-Tree in Form eines Baukasten-Systems befestigt ist, und Steuerenergie wird dem Christmas-Tree über das Steuermodul-Paket von einer entfernten oder abgesetzten Station zugeführt. Die Fernbedienungs- und -überwachungsstation kann an Land sein oder, sehr oft, in Form einer festen oder schwimmenden für diesen Zweck gebauten Prozeßsteuerungs- und Überwachungsplattform ausgebildet sein, die am Meeresgrund verankert ist, und auf welche das Kohlenwasserstoff-Produkt vom Bohrloch mittels der Steuerung des Christmas-Trees zur Verarbeitung und/oder Verteilung gefördert und von welcher behandeltes Wasser oder Gas über das Bohrloch in die Speicherstruktur wieder eingepreßt wird, z. B. über Rohrleitungen oder auch andere Formen der Verteilung. Eine solches Terminal ist häufig in einem erheblichen Abstand, zum Beispiel mehreren Kilometern, von der Stelle des Christmas-Trees stationiert, und, abgesehen von der Rohrleitung für den Transport der verschiedenen Flüssigkeiten und/oder Gase, die sich zwischen beiden erstreckt, ist es erforderlich, auch Verbindungen für die Zuführung von Energie, generell hydraulischer und/oder elektrischer Energie, zum Christmas-Tree-Steuermodul-Paket und auch zur Übertragung von Steuersignalen und den Informationsaustausch zwischen dem Terminal und dem Unterwasser-System vorzusehen. Derartige Verbindungen werden derzeit durch Kabel hergestellt, die als Speise- oder Versorgungskabel bekannt sind, und die konstruktiv so aufgebaut sind, den Unterwasserbedingungen zu widerstehen und hydraulische und/oder elektrische Energie sowie Signale, erforderlich für den Betrieb und die Überwachung des Systems, zu übertragen. Eine Ausführungsform eines Unterwasser-Verbinders für die Verwendung als Schnittstelle zwischen einer Unterwasser- Rohrleitung und einem Einzelbojen-Verankerungssystem, wie es in "The Oil and Gas Journal", Volume 73, No. 44 vom November 1975, auf Seite 88 bis 92 offenbart ist. - B.C.Andrews et al.
Der Unterwasser-Christmas-Tree wird üblicherweise in seine Position von einem halbtauchenden Bohrgestell abgesenkt, welches auch für die Herstellung des Bohrloches eingesetzt werden kann. Aufgrund beträchtlicher Schwierigkeiten, die beim Aufbau auftreten, ist es allgemein nicht möglich, die Verbindungen zwischen der Rohrleitung, den Speisekabeln und dem Christmas-Tree und/oder Steuermodul-Paket an der Oberfläche herzustellen, ehe die Rohrleitung, der Christmas-Tree und/oder die Speisekabel in die See abgesenkt werden und es muß daher eine Anzahl dieser Verbindungen unter Wasser vorgenommen werden, was wiederum eine komplizierte, kostenintensive, als auch komplexe und zeitaufwendige Operation ist. Da zudem das Steuermodul-Paket an oder auf einer Seite des Christmas-Trees angeordnet ist, muß das einseitige Gewicht ein Gegengewicht an der gegenüberliegenden Seite des Christmas- Trees ausgeglichen werden, um diesem so eine stabile und aufrechte Lage während dessen vertikaler Absenkung vom Gestell und zur Verbindung mit der Bohrlochkopf-Verrohrung zu geben. Dies wiederum kann an sich unerwünscht das Gewicht als auch die Masse des Christmas-Trees wesentlich erhöhen, der abgesenkt und in seine Position über dem Bohrlochkopf manövriert werden muß,
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Mittel zur Überwindung oder Reduzierung einiger der Nachteile zu schaffen, die vorhergehend im Zusammenhang mit der Anordnung der Steuermodul-Baugruppe und der Herstellung der Verbindungen zum Christmas-Tree und/oder zur Steuermodul-Baugruppe aufgezählt wurden.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Unterwasser-Speisekabel für die Verwendung in Unterwasser-Operationen vorgesehen, das eine Steuerungs- und Monitor-Verbindung zu einer Prozeßsteuerung auf dem Meeresgrund über eine Steuermodul-Baugruppe ausbildet, wobei hier kennzeichnend die Steuermodul-Baugruppe ein Endterminal des Unterwasser-Speisekabels bildet, die auf dem Meeresgrund für den horizontalen Einschub und zur Herstellung der Verbindung zur Prozeßsteuerung eingesetzt ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bildet das Speisekabel die einzige Steuerungs-und Überwachungs-Verbindung, die zwischen dem entfernt vorgesehenen Terminal einerseits und der Unterwasser-Prozeßsteuerung, wie hier dem Christmas-Tree, andererseits notwendig ist.
Gemäß eines anderen Aspekts der Erfindung ist ein Unterwassersystem zur Steuerung der Unterwasser-Förderung oder Verteilung eines flüssigen und/oder gasförmigen Produkts von unterhalb des Meeresbodens vorgesehen, wobei das Produkt unter der Kontrolle einer auf dem Meeresgrund plazierten Prozeßsteuerung fortgeleitet oder gefördert und einem entfernt vorgesehenen Terminal zugeführt wird, und die eine Steuermodul-Baugruppe aufweist, welche mit dem Prozeßsteuerungssystem auf dem Meeresgrund physikalisch verbindbar ist, wobei diese Steuermodul- Baugruppe von dem abgesetzt vorgesehenen Terminal versorgt und angesteuert wird und der Steuerung und Überwachung der Funktionen der Prozeßsteuerung dient, und wobei kennzeichnend die Steuermodul-Baugruppe das Terminal eines Endes des Speisekabels bildet, das sich zwischen dem entfernt vorgehenden Terminal und der Prozeßsteuerung erstreckt, wobei das Speisekabel der Energieversorgung als auch der Übertragung von Informationen und Steuersignalen dient, und die Steuermodul-Baugruppe das einzige Energie- und Signalübertragungs-Bauteil ist, welches unter Wasser mit der Prozeßsteuerung physikalisch verbunden werden muß.
Die Prozeßsteuerung kann ein Prozeßsteuerungssystem sein, wie z. B. ein Christmas-Tree, wobei das flüssige oder gasförmige Kohlenwasserstoff-Produkt von einem Bohrlochkopf auf dem Meeresboden unter der Kontrolle von Ventilsystemen extrahiert wird, die in einem über und am Bohrlochkopf befestigten Christmas-Tree aufgenommen angeordnet sind, und dann über eine Rohrleitung zu einem entfernt vorgesehenen Terminal abgeführt wird, wobei der Christmas-Tree durch eine Steuermodul-Baugruppe gesteuert und überwacht wird, welche das Endterminal eines Speisekabels für die Zuführung von Energie vom und die Signalübertragung zum und vom entfernt oder abgesetzt vorgesehenen Terminal bildet, und wobei die Steuermodul-Baugruppe unter Wasser physisikalisch mit dem Christmas-Tree verbunden ist und somit die einzige Energie- und Signalpfad-Verbindung zwischen dem Christmas-Tree und dem entfernt vorgesehenen Terminal ausbildet. Dieser Christmas-Tree kann eine Einheit einer mehrteiligen Gruppe von Unterwasser-Christmas-Trees sein, und mehrere oder alle dieser Christmas-Trees können mit einer solchen Steuermodul-Baugruppe verbunden sein.
Entsprechend der derzeitigen Praxis erfordert ein Christmas-Tree per se eine Versorgung mit hydraulischer Energie oder Kraft für die Betätigung und Überwachung der zugeordneten hydraulisch betätigten Ventile, während der Steuermodul generell die Versorgung mit elektrischer Energie als auch Signal-Übertragungsleiter erfordert, die entweder elektrische Leitungen oder Glasfaserleiter sein können. In einem solchen Fall sieht die vorliegende Erfindung die Verwendung eines zusammengesetzten (nabelförmigen) Speisekabels vor, welches Hydraulik-Versorgungsleitungen als auch elektrische Energieversorgungsleitungen und Signalleiter oder auch Glasfasersignalleiter enthält.
Das Endterminal dieses Speisekabels besteht aus einem ölgefüllten, druckkompensierten Behälter, in welchem die hydraulischen Steuerventile als auch die elektrischen und/oder elektronischen Einrichtungen und Steuerungssysteme für die Steuerung und Überwachung der Funktionen, die von den hydraulischen Elementen des Christmas-Trees oder anderer Unterwasser-Prozeßsteuermodule ausgeführt werden, untergebracht sind. Der Behälter ist auf Kufen oder einem Schlittengerät, um so seine Bewegung über den Meeresgrund zu erleichtern. Zudem kann der Behälter selbstangetrieben und auch ferngesteuert sein.
Es ist auf diesem Gebiet bekannt, daß Führungselemente für die Einfluchtung und Feinjustierung des Ansatzes des Unterwasser-Endterminals mit Bezug zu dem Christmas-Tree oder anderen Unterwasser-Prozeßsteuermodulen vorgesehen sind, um so einen paßgenauen Anschluß zu dieser) herzustellen. Zudem sind Mittel für das Verspannen des die Steuermodul-Baugruppe umfassenden Endterminals am Christmas-Tree oder anderen Unterwasser-Prozeßsteuermodulen vorgesehen, wenn dann das Endterminal in die korrekte Position gebracht und fixiert ist.
Es können selbstverständlich auch Mittel für die manuelle oder roboterbewirkte Trennung des Speisekabels vom Endterminal, welches die die Steuermodul-Baugruppe umfaßt, vorgesehen werden.
Wenn gewünscht, können auch optische oder akustische Mittel, wie zum Beispiel Fernsehkameras oder akustische Sensoren, zur Unterstützung des Ausrichtens des Endterminals bei der Herstellung der Verbindung mit dem Christmas-Tree vorgesehen werden.
Es ist hierbei festzustellen, daß mit der Anordnung der vorliegenden Erfindung alle elektrischen und hydraulischen Verbindungen zwischen dem Speisekabel und Steuermodul an der Oberfläche vorgenommen werden können, wenn die Steuermodul-Baugruppe als Endterminal mit dem Speisekabel verbunden wird, und folglich ist damit die einzige unter Wasser vorzunehmende Verbindung die der Steuermodul-Baugruppe mit dem Christmas-Tree oder anderen Unterwasser-Prozeßsteuersystemen. Oft beschränkt sich die Energieübertragung zwischen Steuermodul-Baugruppe und dem Christmas-Tree oder einem anderen Unterwasser-Produktiossteuersystem lediglich auf Hydraulik, da die Ventile im Christmas-Tree oder andere Steuersysteme üblicherweise hydraulisch betätigt werden, wodurch es möglich ist, die Unterwasserverbindungen für elektrische Energie und elektrische oder Lichtleitfaser-Signalleiter während der Installierung der Einrichtung auf dem Meeresgrund vollständig zu eliminieren. Überdies wird hierin bei dem Unterwasser-Prozeßsteuerungssystem für einen Christmas-Tree die Steuermodul-Baugruppe durch das Endterminal des Speisekabels gebildet, und ist nicht mehr eine Anordnung, die am Christmas-Tree angebaut ist. Das eine Unbalance bei der Installierung hervorrufende Gewicht dieses Steuermoduls entfällt damit und folglich entfällt auch das ansonsten für den Ausgleich erforderliche Gegengewicht. Dies reduziert nicht nur wesentlich das Gewicht des Christmas-Trees mit den daraus sich ergebenden Vorteilen der einfacheren Handhabung beim Einbringen in die korrekte Position über den Bohrlochkopf, sondern, das reduzierte Gewicht erleichtert zudem wesentlich den Transfer zwischen dem Versorgungsschiff und dem Bohrlochgestell, von dem der Christmas-Tree auf den Bohrlochkopf abgesenkt wird.
Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand einiger Beispiele mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen näher beschrieben.
In den Zeichnungen zeigt hierzu:
Fig. 1 in einer einfachen schematischen Darstellung eine Installation für die Gewinnung von Öl oder Gas aus einem Bohrloch auf dem Meeresgrund und für die Zuführung des Produkts zu zu einem Terminal, gemäß der derzeitige Praxis;
Fig. 2 eine schematische Perspektivansicht einer Ausführungsform des Endterminals für ein Speisekabel, gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 eine schematische Schnittansicht entlang einer Schnittlinie durch einen hydraulischen Christmas-Tree-Anschluß, welcher in der vorliegenden Erfindung Verwendung finden kann;
Fig. 4a und 4b schematisch dargestellt zwei Anordnungen gemäß der vorliegenden Erfindung, für Mehrfach-Christmas-Trees auf einer gemeinsamen Platte, und
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform dieser Erfindung.
In den Zeichnungen zeigt die Fig. 1 schematisch eine bekannte Type einer Öl- (oder Gas-) Bohr- und Förderinstallation für die Ölgewinnung von unterhalb des Meeresbodens. Ein halbtauchendes Bohrgestell 1, verankert durch Kabel 1a das für das Niederbringen des Produktions-Bohrloches 2 verwendet wurde, wird auch zur Positionierung und Installierung eines Christmas-Trees 3 über den Kopf des Bohrloches eingesetzt, wenn, dann Öl aus diesem Bohrloch gefördert werden soll. Der Bohrlochkopf kann mehrere hundert Meter unter dem Meeresspiegel sein. Der Christmas-Tree kann zur Steuerung des Ölflusses vom Bohrloch oder zum Einpressen vorbehandelten Wassers in das Bohrloch gemäß der an sich bekannten Techniken verwendet werden und besteht im wesentlichen aus einer hydraulisch betätigbaren Steuerventil-Anordnung. Dieser Christmas-Tree selbst wird durch eine Steuermodul-Baugruppe 4 gesteuert und überwacht, die an einer Seite des Christmas- Trees angebaut ist, und deren Gewicht zum Ausgleich durch ein Gegengewicht 5 auf der anderen Seite kompensiert ist. Um sicherzustellen, daß der Christmas-Tree 3 beim Absenken vom Bohrgestell 1 stabil und in aufgerichteter Lage über den Bohrlochkopf abgesetzt werden kann. Das Öl vom Bohrloch 2 wird über eine mit Bezugsziffer 6 bezeichnete Rohrleitung zu einem abgesetzt und entfernt davon vorgesehenen Terminal 7 in Form einer festen oder schwimmenden Plattform geleitet, die am Meeresboden verankert ist, und deren Standort z. B. mehrere Kilometer von der Position des Bohrlochkopfes entfernt sein kann.
Für die Zuführung von Energie zum Christmas-Tree 3 und zur Steuermodul-Baugruppe 4 für die Steuerung dieser Anlage vom Terminal 7, sind zwei bewehrte Kabel oder Speisekabel U1 und U2 vorgesehen. Das Speisekabel U1 dient der Zuführung der Hydraulikkraft vom Terminal 7 für die Steuerung der Funktionen des Christmas-Trees 3 über die Steuermodul-Baugruppe 4, während das andere Speisekabel U2 dieser Steuermodul-Baugruppe 4 elektrische Energie zuführt und zudem die Überwachungsdaten und Steuersignale vom und zum Terminal 7 überträgt. Die Verbindungen T1, T2 zwischen den Speisekabeln und dem Christmas- Tree und dessen zugeordneten Steuermodul können aus den vorhergehend genannten Gründen nur unter Wasser vorgenommen werden, wenn der Christmas-Tree in seine Position über dem Bohrloch gebracht ist, und dies ist eine komplexe, zeitaufwendige und kostenintensive Operation. Wenn dann der Christmas-Tree in Position ist, verbunden mit dem Terminal und getestet, wird das Bohrgestell 1 entfernt.
Die vorliegende Erfindung sieht eine Anordnung vor, die in der Praxis ermöglicht, daß das Speisekabel U2 entfallen kann, wodurch dann auch der Steuermodul 4 und folglich das Gegengewicht 5 am Christmas-Tree entfällt. Um dies zu erreichen, ist gemäß der Erfindung der Steuermodul für den Christmas-Tree konstruktiv so ausgelegt, daß er das Endterminal eines Unterwasser-Speisekabels bildet, das in der horizontalen Lage mit dem Christmas-Tree am Meeresboden verbunden wird.
Die Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung mit einer das Anschluß- oder Endterminal an einem Speisekabel U4 bildenden Steuermodul-Baugruppe 10, die ausgelegt ist, Hydraulikkraft als auch elektrische Energie dem Steuermodul zuzuführen, und die auch elektrische und/oder Glasfaser-Signalleiter für die Übertragung von Steuerungsinformationen und Daten zwischen dem Steuermodul und der Plattform des Fernterminals einschließt. Die Steuermodul-Baugruppe 10 zum Zweck einer leichten Beweglichkeit auf dem Meeresboden auf Kufen 11 montiert, wobei diese Bewegung manuell, fernbetätigt oder durch Selbstantrieb erfolgen kann. Für den Christmas-Tree ist nur Hydraulikkraft notwendig, und diese wird direkt durch ein Anschlußteil 12 am Steuermodul 10 zugeführt, welches paßgenau mit einem komplementären Anschlußelement 13 am Christmas-Tree zusammenwirkt. Der Anschlußelement besteht aus einer Vielzahl Hydraulikverbindungen 14, und der Steuermodul 10 wird in die korrekte Lage für die paßgenau ausgerichtete Verbindung der Anschlußelemente 12, 13 mittels Führungszapfen 15 gebracht, welche in Führungsbohrungen 18 auf beiden Seiten des Anschlußelements 13 am Christmas-Tree eingreifen. Optische und/oder akustische Sensoren können am Steuermodul 10 vorgesehen sein, die anfangs der Unterstützung zur Herstellung der Verbindung dienen, jedoch ferner auch eingebaute Sensoren im Christmas-Tree, mit deren Hilfe die Prozeßfunktionen überwacht werden können. Wenn einmal die Verbindung hergestellt ist, kann diese mittels einer geeigneten Spannvorrichtung gesichert werden. Da die Verbindung 18 zwischen dem Speisekabel U4 und dem Steuermodul 10 an der Oberfläche hergestellt werden kann, ehe der Steuermodul auf den Meeresgrund abgesenkt wird, ist die einzige Verbindung, die auf dem Meeresgrund vorgenommen werden muß, die des Steuermoduls 10 mit dem Christmas-Tree.
Obwohl die Anordnung, auf einen Christmas-Tree bezogen, beschrieben wurden, der allein hydraulisch betrieben wird, ist es selbstverständlich auch möglich, elektrische Energie zusätzlich oder alternativ dem Christmas-Tree vom Steuermodul zuzuführen, wenn dies für den Betrieb und die Überwachung der Funktionen des Christmas-Trees für erforderlich gehalten wird.
Die Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform einer Hydraulikanschlußverbindung für den Christmas-Tree, die in der Durch- oder Ausführung dieser Erfindung verwendet werden kann. Das hier vorgesehene Verbindungselement besteht aus zwei komplementären generell zylindrischen Teilen 21 und 22 mit einem ringförmigen Spannteil 23. Teil 21 ist dem Steuermodul zugeordnet, und besteht aus einem Körper 24 mit einer rückgesetzten stirnseitigen Ausnehmung 25, innerhalb der eine Gruppe zylindrischer Hydraulik-Verbindungselemente 26 um einen mittig axial angeordneten und axial beweglichen Stößel oder Kolben 27 vorgesehen ist. Der dem Christmas-Tree zugeordnete komplementäre Teil 22 besteht aus einem Körper 28, dessen vorderes Ende 29 für den Eintritt in die Ausnehmung 25 im Teil 21 entsprechend geformt ist und komplementär ausgebildete Hydraulik-Verbindungselemente 30 aufweist, welche so angeordnet sind, fluchtend die Verbindungselemente 26 aufzunehmen und so die Hydraulikverbindungen herzustellen, wenn die zwei Teile 21, 22 der Kupplung in Eingriff miteinander kommen. Die Verbindungselemente 30 sind um eine axial ausgerichtete Bohrung oder Passage 31 gruppiert, in die das Führungsende des Stößels oder Kolbens 27 eingreift. Das offene Ende der Ausnehmung 25 ist während der Installierung-Phase durch eine Schutzabdeckung oder Platte 32, wie sie durch die gestrichelten Linien dargestellt ist, verschlossen. In dem Moment, wenn das Anschlußteil 21 in die unmittelbare Nähe des Anschlußteils 22 kommt, tritt der Stößel oder Kolben 27, hydraulisch oder elektrisch gesteuert, aus seine Ruhelage heraus und entfernt damit die Schutzabdeckung 32 für das Kuppeln das Kuppeln der beiden Teile, worauf sich Teil 21 auf Teil 22 hin bewegt, so daß das Ende des Stößels oder Kolbens 27 in die axiale Bohrung 31 eintritt. Dabei kommen die zwei Gruppen komplementär ausgebildeter Verbindungselemente 26,30 in Eingriff miteinander und stellen damit die Verbindungen der Hydraulik her. Das ringförmige Spannelement 23, welches jede geeignete beliebige Form haben kann, wird nun um die beiden Teile 21 und 22 aufgebracht, verspannt beide Teile miteinander und sichert somit die Hydraulikverbindung.
Die Fig. 4a zeigt eine Anordnung, in welcher bis zu acht Christmas- Trees C1 bis C8 aus einer Platte T1 montiert sind. Jeder einzelne der Christmas-Trees ist mit einem Speisekabel U verbunden, welches in einem zugeordneten Steuermodul CM endet, der als eine Prozeßsteuerungs- und Überwachungseinheit dient, und die einzige Energie- und Signalweg- Verbindung zwischen dem jeweiligen Christmas-Tree und einem Fernterminal bildet. Die Prozeß-Eingangs-/Ausgangsleitung dieser Anordnung ist mit F bezeichnet und ist mit dem verzweigten von der Platte T1 getragenen Leitungssystem über einen Hydraulik-Anschluß H verbunden.
Die Fig. 4b zeigt eine gegenüber der der Fig. 4a modifizierte Anordnung, in welcher nur zwei Speisekabel U5 und U6 zwischen dem Fernterminal und bis zu acht auf der Platte T1 angeordneten Christmas-Trees C1 bis C8 als Verbindung vorgesehen sind. Jedes dieser Speisekabel endet in einem Steuermodul CM1 oder CM2. Der Steuermodul 61 dient hier als Prozeßsteuerungs- und Überwachungseinheit für die Christmas-Trees C1 bis C4, und die Steuereinheit CM2 dient als Prozeßsteuerungs- und Überwachungseinheit für die Christmas-Trees C5 bis C8.
Die Fig. 5 zeigt schematisch eine Öl- oder Gas-Verteilung gemäß der vorliegenden Erfindung, in welcher die Steuermodule CM3 bzw. CM4 mit Produkt-Verteilungsventilen V1 und V2 in den Produkt-Rohrleitungen P1 und P2 angeordnet sind, die sich zwischen einem abgesetzten Fernterminal und einer weiteren Förder-oder Verteilungsstelle, zum Beispiel an Land, erstrecken. Der Steuermodul CM3, der das Ventil V1 steuert und überwacht, bildet das Endterminal des mit dem Fernterminal 40 verbundenen Speisekabels U7, während der andere Steuermodul CM4 das Endterminal des Speisekabels U8 bildet, welches mit einem nicht dargestellten zweiten Fernterminal verbunden ist. Beide dieser Steuermodule werden über das jeweilige Speisekabel zur Betätigung und Überwachung des zugeordneten Ventils mit Energie versorgt. Das Speisekabel führt auch der Steuermodul-Baugruppe elektrische Energie zu und dient zudem als wechselseitiger Signal-Übertragungsweg zwischen dem Modul und dem jeweiligen Fernterminal am anderen Ende des Speisekabels.

Claims

1. Unterwasser-Speisekabel für die Verwendung in Unterwasser-Operationen, das eine Steuerungs- und Monitor-Verbindung zu einer Prozeßsteuerung auf dem Meeresgrund über eine Steuermodul-Baugruppe ausbildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermodul-Baugruppe (10) ein Endterminal des Unterwasser-Speisekabels (U4) bildet, die auf dem Meeresgrund für den horizontalen Einschub und zur Herstellung der Verbindung zur Prozeßsteuerung (3) eingesetzt ist.

2. Unterwasser-Speisekabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Speisekabel (U4) die einzige Steuerungs- und Überwachungs-Verbindung zwischen einem entfernten Terminal und der Prozeßsteuerung (3) bildet, wenn das Unterwasser-Endterminal mit der Prozeßsteuerung (3) unter Wasser physikalisch verbunden ist.

3. Unterwassersystem zur Steuerung der Unterwasser-Förderung oder Verteilung eines flüssigen oder gasförmigen Produkts von unterhalb des Meeresbodens, wobei das Produkt unter der Kontrolle einer auf dem Meeresgrund plazierten Prozeßsteuerung fortgeleitet oder gefördert und einem entfernt vorgesehenen Terminal zugeführt wird, und die eine Steuermodul-Baugruppe aufweist, die mit der Prozeßsteuerung auf dem Meeresgrund physikalisch verbindbar ist, wobei diese Steuermodul-Baugruppe von dem abgesetzt vorgesehenen Terminal versorgt und gesteuert wird und der Steuerung und Überwachung der Funktionen der Prozeßsteuerung dient, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermodul-Baugruppe (10) das Terminal eines Endes des Speisekabels (U4) bildet, das sich zwischen dem entfernt vorgesehenen Terminal (7) und der Prozeßsteuerung (3) erstreckt, wobei das Speisekabel der Energieversorgung als auch der Übertragung von Informationen und Steuersignalen dient, und die Steuermodul-Baugruppe (10) das einzige Energie- und Signalübertragungs-Bauteil ist, das unter Wasser mit der Prozeßsteuerung (3) physikalisch zu verbinden ist.

4. Vorrichtung oder System nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Prozeßsteuerung ein Prozeßsteuerungssystem in Form eines Christmas-Trees (3) ist.

5. Vorrichtung oder System nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Prozeßsteuerung ein Produktverteilungs-Steuerventil (V1, V2) ist.

6. Unterwassersystem nach Anspruch 3, wobei das flüssige oder gasförmige Kohlenwasserstoff-Produkt von einem Bohrlochkopf auf dem Meeresboden unter der Kontrolle von Ventilsystemen extrahiert wird, die in einem über und am Bohrlochkopf befestigten Christmas-Tree aufgenommen sind, und dann über eine Rohrleitung zu einem entfernt abgesetzten Terminal (7) abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Christmas-Tree durch eine Steuermodul-Baugruppe (10) gesteuert und überwacht wird, welche mit dem Christmas-Tree unter Wasser physikalisch verbunden ist, und die die einzige Energie- und Signalpfad-Verbindung zwischen dem Christmas- Tree und dem entfernt abgesetzten Terminal bildet.

7. Vorrichtung oder System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die End-Steuermodul- Baugruppe (10) einen ölgefüllten druckkompensierten Behälter umfaßt, in welchem die hydraulischen Steuerventile als auch die elektrischen und/oder elektronischen Einrichtungen und Steuerungssysteme für die Steuerung und Überwachung der Funktionen der hydraulischen Anlagen der Unterwasser-Prozeßsteuerung (3) untergebracht sind.

8. Vorrichtung oder System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter auf Kufen (11) oder auf einem Schlittengerät montiert ist, um so seine Bewegung über den Meeresgrund erleichtern.

9. Vorrichtung oder System nach Anspruch 7, oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter selbstangetrieben und/oder ferngesteuert ist.

10. Vorrichtung oder System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Führungselemente (15) für die Einfluchtung des Aufbaus der Unterwasser-Endterminals (12, 13) der Steuermodul-Baugruppe (10) in Bezug zur Unterwasser-Prozeßsteuerung (3) zur Erleichterung des paßgenauen Verbindens mit dieser vorgesehen sind.

11. Vorrichtung oder System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß optische oder akustische Mittel (17) zur Unterstützung des Ausrichtens der Endterminals vorgesehen sind.

12. Vorrichtung oder System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (21, 22) für das miteinander Verbinden des die Steuermodul-Baugruppe bildenden Endterminals des Speisekabels mit der Unterwasser-Prozeßsteuerung vorgesehen sind, wenn diese in die korrekte Position geführt und in dieser festliegt.

13. Vorrichtung oder System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Speisekabel (U4) aus einer einer Kombination von Leitungen und Leitern besteht, wie Hydraulikleitungen als auch elektrische Leiter und/oder Lichtwellenleiter.

14. Vorrichtung oder System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einzige Verbindung, die unter Wasser zwischen den Endterminals der Steuermodul- Baugruppe (10) und der Prozeßsteuerung, zum Beispiel einem Christmas Tree (3), hergestellt werden muß, eine hydraulische Verbindung ist.

15. Unterwassersystem nach Anspruch 4 oder 6, oder einem der nachfolgenden von den Ansprüchen 4 oder 6 abhängigen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Vielzahl in einer Gruppe angeordneter Christmas Trees (C1 bis C8), wobei jeder dieser Christmas Trees durch eine Leitung oder Speisekabel (U) versorgt wird, endend in der Steuermodul-Baugruppe (CM), die die einzige Energie- und Signalpfad-Verbindung zwischen dem jeweiligen Christmas Tree und einem Fernterminal ist

16. Unterwassersystem nach Anspruch 4 oder 6, oder einem der nachfolgenden von den Ansprüchen 4 oder 6 abhängigen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Vielzahl Gruppen Christmas Trees (C1 bis C8), wobei jede Gruppe Christmas Trees von einer einzelnen Steuermodul-Baugruppe (CM1, CM2) gesteuert wird, die das Endterminal einer Leitung oder eines Speisekabels (U5, U6) bildet, welche bzw. welches die einzige Energie- und Signalpfad-Verbindung zwischen dieser Gruppe Christmas Trees und einem Fernterminal ist.

17. Unterwassersystem nach Anspruch 5 oder einem der nachfolgenden vom Anspruch 5 abhängigen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Öl- oder Gasverteilungs-Anordnung einschließend eine Vielzahl Produktverteilungs-Steuerventile (V1, V2) zur Steuerung der Gas- oder Ölverteilung, wobei eine Steuermodul-Baugruppe (CM3, CM4) mit jedem der Verteiler-Ventile zur Überwachung und Steuerung der Ventile verbunden ist, und die mit jeder Steuermodul-Baugruppe verbundene Leitung bzw. Speisekabel (U7, U8) mit einem Fernterminal verbunden ist.