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Die vorliegende Erfindung betrifft
Leitungsschutzbaugruppen für
flexible Leitungen, die längs einer
Produktionskolonne in unterseeischen Erdölbohrlöchern und dergleichen verlaufen.
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Die Komplettierung eines Erdölbohrlochs wird
typischerweise durch Absenken eines Produktionsrohrs zu einer auf
dem Meeresgrund befindlichen Ausbruchsicherung und weiter hinunter
durch die Ausbruchssicherung zur Lagerstätte ausgeführt. Die Ausbruchsicherung
schließt,
neben anderen Dingen, mehrere Rohrstößel mit elastischen Ventilelementen ein.
Aufeinanderfolgende Längen
Produktionsrohr, zusammengeschraubt, um eine Bohrlochbahn zu bilden,
werden in Vertikalrichtung durch die Ausbruchsicherung, nach unten
abgesenkt. Dadurch wird zwischen dem Produktionsrohr und dem Ventilelement ein
Ringraum gebildet. Flexible elektrische und hydraulische Leitungen
verlaufen in Längsrichtung längs der
Seite des Produktionsrohrs und nach unten zu angeschlossenen Werkzeugen
oder Meßgeräten unten
im Bohrloch (das ein Produktions-, ein Einpreß- oder ein Beobachtungsbohrloch
sein kann).
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Es ist allgemein notwendig, die Leitungen
am Produktionsrohr zu befestigen. Im Prinzip kann dies durch einfache
in geeigneten Abständen
längs des Produktionsrohrs
angeordnete, Schellen oder Bänder
ausgeführt
werden. Es kann jedoch wünschenswert
sein, kompliziertere Befestigungsmittel bereitzustellen. So beschreibt
US 2 858 093 (Knoll/Maihak AG) eine Schutzvorrichtung oder Schelle,
die aus einer Kappe besteht, die einen freigelegten Abschnitt der
Leitung umhüllt,
bei dem die Leitung über
eine Verbreiterung, wie beispielsweise, eine Verbindung, im Rohrstrang
geht, die Vorrichtung wird durch Klammern am Rohrstrang befestigt.
US 4 004 326 (Beavers/Borg
Warner) beschreibt eine Manschette, in Längsrichtung in zwei Teile geteilt,
die um einen Rohrstrang geschraubt werden, in einer der Außenwände der
Manschette gibt es eine Aussparung, in der die Leitung sicher festgeklemmt
wird.
US 5 667 009 (Moore)
betrifft die Isolierung von stromführenden Leitungen, wenn sie
durch einen Bohrochkopf geführt
werden.
US 4 337 969 legt
eine Leitungsschutzbaugruppe für
flexible Leitungen offen, die längs
eines Strangs verläuft,
der mit einem Bohrloch verbunden wird, wobei die Baugruppe ein Kernrohr mit
einem Gewindeanschluß an
jedem Ende zum Anschluß an
ein Rohr einschließt.
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Während
Verfahren wie beispielsweise einer Druckprobe des Ringraums wird
das Ventilelement im Rohrstößel unter
Druck gesetzt, mit dem Ergebnis, daß es ausgedehnt wird und das
Produktionsrohr umhüllt,
und nur wenn das Produktionsrohr vollständig umhüllt wird, kann die Druckprobe
ausgeführt werden.
Es gibt daher eine Gefahr von Kompressionsbeschädigung der längs des
Produktionsrohrs vorbeifühenden
Leitungsbahnen. Die oben beschriebenen Leitungsbefestigungen gewährleisten
entweder keinen Schutz für
die Leitungen oder verhindern, daß das Ventilelement eine druckdichte
Abdichtung gegen das Produktionsrohr bildet.
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Das Ziel der Erfindung ist es, ein
Mittel zum wirksamen Schützen
von Leitungen an einem Produktionsrohr während einer solchen Druckprobe
bereitzustellen.
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Nach der Erfindung wird eine Leitungsschutzbaugruppe
für flexible
elektrische und/oder hydraulische Leitungen bereitgestellt, die
längs einer Produktionskolonne
verlaufen, die durch eine auf dem Meeresgrund befindliche Ausbruchsicherung mit
einem Bohrloch verbunden wird, wobei die Ausbruchsicherung einen
Rohrstößel mit
einem elastischen Ventilelement einschließt, das sich, wenn es unter
Druck gesetzt wird, ausdehnt, um die Produktionskolonne zu umhüllen, dadurch
gekennzeichnet, daß die
Schutzbaugruppe folgendes umfaßt:
ein
Kernrohr mit einem Gewindeanschluß an jedem Ende, zum Anschluß an die
Produktionskolonne,
eine Manschette um das Kernrohr und mit
einem oberen und einem unteren Endverschlußelement, geschweißt an das
Kernrohr, wobei jedes Endverschlußelement wenigstens ein Leitungsloch
mit einer druckdichten Kupplung zum Koppeln an eine Leitung einschließt, und
wenigstens
ein Verbindungsrohr, das durch den in Längsrichtung verlaufenden ringförmigen Raum
verläuft,
der zwischen dem Kernrohr und der Schutzmanschette gebildet wird,
und ein Paar von Leitungslöchern,
eins in jedem Endelement, verbindet.
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Bei der bevorzugten Anordnung umhüllt der manschettenförmige Körper eine
zugeordnete Länge einer
Kernröhre
oder eines Kernrohrs, das an das Produktionsrohr angeschlossen wird
und einen Teil desselben bildet, wobei so in dem Bereich, in dem das
Durchführen
einer Druckprobe erforderlich ist, ein ringförmiger Raum erzeugt wird. Dieser
Ringspalt wird mit Hilfe von Endelementen mit zugeordneten Stütz- und
Schutzträgern
auf eine druckdichte Weise verschlossen. Mehrere Verbindungsrohranschlüsse werden
wie erforderlich durch diesen Ringspalt geführt, der sich zwischen dem
zwei Endelementen erstreckt. Durch die Endelemente werden Anschlußdurchgänge bereitgestellt,
wobei die Verbindungsrohre von innerhalb des Ringspalts an dieselben
angeschlossen werden und derart, daß hydraulische Leitungen an
dieselben angeschlossen werden können
und elektrische Leitungen durch dieselben geführt werden können, in
beiden Fällen
auf eine druckdichte Weise. Um ein Zusammendrücken des manschettenförmigen Körpers, wenn
er mechanischen Kräften
vom Ventilelement des Rohrstößels ausgesetzt
wird, zu verhindern, wird innerhalb desselben eine Zahl von Stützringen
angebracht, mit einer entsprechenden Zahl von Löchern, entsprechend den Rohranschlüssen. Dadurch
werden die Leitungsanschlüsse
in Längsrichtung
durch die Verbindungsrohre gegen eine Kompressionsbeschädigung gesichert.
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Es wird nun eine Ausbruchsicherung
einschließlich
einer Schutzmanschette nach der Erfindung als Beispiel beschrieben,
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen:
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1 und 2 eine Ausbruchsicherung zeigen,
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3 eine
Testsituation zeigt,
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4,
in Schnitt- und Seitenansicht, eine Schutzmanschette zeigt und
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5 die
Anschlüsse
an derselben zeigt.
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1 zeigt
eine Ausbruchsicherung 1, die sich auf dem Meeresgrund 2 unter
einer geplanten beweglichen Bohranlage befindet. Die Ausbruchsicherung 1 hat
durch eine Steigleitung 3 eine hydraulische Verbindung
zum Schiff an der Oberfläche
(der Bohranlage). Die eigentliche Ausbruchsicherung 1 schließt, neben
anderen Dingen, mehrere Rohrstößel 4 ein.
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2 zeigt
einen Teilabschnitt der Ausbruchsicherung 1 mit einem Rohrstößel 4 und
seinem elastischen Ventilelement 5. Ein Produktionsrohr 6 wird
durch die Ausbruchsicherung 1 abgesenkt. An diesem Produktionsrohr
hängen
in Längsrichtung eine
oder mehrere elektrische oder hydraulische Leitungen 7,
diese Leitungen werden mit Werkzeugen oder Meßgeräten unten im. Produktions-,
Einpreßoder
Beobachtungsbohrloch verbunden. Der Innendurchmesser des Ventilelements 5 ist
größer als
der Durchmesser des Produktionsrohrs 6, was zu einem ringförmigen Raum 8 zwischen
dem Ventilelement 5 und dem Produktionsrohr 6 führt.
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Fig. 3 zeigt
eine typische Testsituation. Wenn die Produktionskolonne 6 mit
an den Seiten dieses Rohrs hängenden
hydraulischen oder elektrischen Leitungen 7 in das Bohrloch
abgesenkt ist, wird der Rohrstößel 4 geschlossen.
Dies wird zum Beispiel getan, um eine Druckprobe des ringförmigen Raums 8 gegen
den Innenraum des Produktionsrohrs 6 durchzuführen. Der
Rohrstößel 4 wird
durch Schließen
des Elements 5 des an seiner Rückseite unter Druck gesetzten
Ventils 4 um das Produktionsrohr 6 geschlossen.
Dieses Unter-Druck-Setzen bewirkt, daß das Ventilelement 5 nach
innen ausgedehnt wird und das Produktionsrohr 6 umhüllt. Wenn
das Produktionsrohr 6 vollständig durch das Absperrelement 5 umhüllt wird,
kann zum Beispiel eine Druckprobe des ringförmigen Raums 8 durchgeführt werden. Nachdem
diese Druckprüfung
abgeschlossen worden ist, wird der Hydraulikdruck im Schließventil 4 erleichtert,
was ein vollständiges
Herausziehen des Ventilelements 5 in seine Startposition
ermöglcht.
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4 zeigt
eine Schutzmanschette 10 um ein Kernrohr 9, das
tatsächlich
eine Länge
Produktionsrohr ist, die an jedem Ende einen Gewindeanschluß zum Anschließen derselben
an die Produktionskolonne 6 hat. Mit Hilfe geeigneter Endelemente 11 wird
die Schutzmanschette 10, zum Beispiel durch Schweißverbindungen 12, 13,
am Kernrohr angebracht. An jedem der Endelemente 11 können mehrere
Stütz-
und Schutzträger 14 angebracht
werden.
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Es werden ein oder mehrere kleinere
Durchdringungs- oder Verbindungsrohre oder -röhren 16 bereitgestellt, die
durch den durch das Kernrohr 9 und die Schutzmanschette 10 gebildeten
ringförmigen
Raum 15 gehen. Diese Rohre werden an Leitungslöchern in
den Endelementen 11, 11 befestigt. Im einzelnen
gibt es an jedem Ende der kleineren Rohre 16 einen Anschluß 17,
der zum Beispiel mit einem Gewinde versehen werden kann, was einen druckdichten
Anschluß zum
Führen
von hydraulischen oder elektrischen Leitungen durch die kleineren
Rohre 16 ermöglicht.
Im ringförmigen
Raum 15 können
ein oder mehrere Stützringe 18 angebracht werden,
um ein Zusammendrücken
des äußeren Rohrs
zu verhindern, wenn es mechanischen Kräften in Horizontalrichtung,
einschließlich
derjenigen vom Absperrelement 5 des Rohrstößels 4,
ausgesetzt wird.
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5 zeigt
die Schutzmanschette 10 hinuntergeführt über eine Ausbruchsicherung 1,
bei welcher der Rohrstößel 4 aktiviert
ist und das Ventilelement 5 gegen die Außenseite
der Schutzmanschette 10 drückt. Außerdem wird die elektrische
Leitung 7 gezeigt, die an das Produktionsrohr 6 anstößt und die durch
eines der Verbindungsrohre 16 der Schutzmanschette 10 geführt wird.
Außerdem
wird eine Kupplungsspleißstelle 19 der
Leitung oberhalb der Schutzmanschette 10 gezeigt.
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Eine Druckprobe wird daher wie folgt
verlaufen: An die elektrischen und/oder hydraulischen Leitungen 7 angeschlossene
Sensoren und/oder Werkzeuge werden aufeinanderfolgend längs von
Produktionsrohrlängen 6 angebracht,
die verbunden werden, um eine Produktionskolonne zu bilden. An einem
vorher gewählten
Punkt auf der Produktionskolonne 6 wird die Leitung von
der Trommel abgeschnitten, während
die Schutzmanschette 10 um den Kernrohrteil 9 angebracht
wird. Das Leitungsende vom Bohrloch nach oben wird längs des
Produktionsrohrs 6 durch eine Standard-Anschlußkupplung 17 und weiter
durch eines der Verbindungsrohre 16 in der Schutzmanschette 10 geführt. Die
Anschlußkupplung
wird am unteren Teil des Verbindungsrohrs 16 und anschließend an
der eigentlichen Leitung 7 befestigt.
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Danach wird eine Standard-Anschlußkupplung 17 über das
Leitungsende 7 geführt,
das aus dem Verbindungsrohr 16 vorsteht, woraufhin die
Anschlußkupplung
17 zuerst am oberen Ende des Verbindungsrohrs 16 und anschließend an
der eigentlichen Leitung 7 befestigt wird. In jedem der
unbenutzten Leitungslöcher
in dem Endelementen 11 der Manschette 10 werden
Blindstopfen angebracht. Das Leitungsende 7, das nun aus
dem Verbindungsrohr 16 vorsteht, wird mit der verbleibenden
Leitung 7 auf der Trommel verbunden. Eine neue Länge Produktionsrohr 6 wird
danach an die Schutzmanschette 10 angeschlossen, wobei
der Kernrohrteil 9 an derselben angebracht wird. Der fortlaufende
Anschluß von neuen
Längen
Produktionsrohr 6 im Bohrloch wird von einer entsprechenden
Leitung 7 gefolgt.
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Wenn der Punkt erreicht ist, an dem
der ringförmige
Raum geprüft
werden muß,
wird das Absperrventil 4 aktiviert und aktiviert so das
Ventilelement 4 um die Außenseite der Schutzmanschette 10. Die
Tatsache, daß die
Leitungen 7 durch jeweilige Verbindungsrohre 16 in
der Schutzmanschette 10 gehen, schützt die Leitungen davor, mechanischen Kräften und
daraus folgender Kompressionsbeschädigung ausgesetzt zu werden.