DE69400026T2 - Unterwasserbohrlochkopf. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft einen verbesserten Unterwasser-Bohrlochkopf, von welchem entweder der Förderrohrstrang oder der Aufsatz leicht und schnell aus ihrer Anordnung unter Wasser zurückgeholt, und diese als Ganzes, ohne lange Ausfall zeit, die normalerweise mit solchen Operationen verbunden ist, neu installiert werden können.
• Vor dieser Erfindung konnte die Entfernung entweder des Förderrohrstranges oder des Aufsatzes aus einem Unterwasserbohrloch nur durch Ausführung der bei der Installation vorgenommenen Schritte in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden. Dies erforderte einen beträchtlichen Aufwand an Ausrüstung für die Entfernung des Aufsatzes und für die Entfernung des Förderrohrstranges. Keines der aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren ermöglichte ein leichtes Entfernen des Aufsatzes.
• EP-A-0 572 732, die nach dem Prioritätstag der vorliegenden Anmeldung veröffentlicht wurde, und laut Artikel 54 (3) EPÜ, den Stand der Technik bildet, beschreibt einen verbesserten Bohrlochkopf, aus welchem der Förderrohrstrang und die Förderrohraufhängung zurückgeholt werden konnten, ohne den Aufsatz zu ziehen. Dieses Verfahren erforderte jedoch, daß der Förderrohrstrang vor dem Aufsatz gezogen werden mußte. Es sind keine Anordnungen oder Verfahren bekannt, mit welchen der Aufsatz entfernt werden kann, ohne zuerst den Förderrohrstrang zu entfernen, mit Ausnahme des Verfahrens, welches den Installationsprozeß umkehrt.
• Die vorliegende Erfindung betrifft einen verbesserten Unterwasser-Bohrlochkopf, bei dem Förderrohrstrang oder Aufsatz unabhängig voneinander schnell und leicht entfernt werden können. Die Anordnung umfaßt ein Bohrlochkopfgehäuse mit den Futterrohraufhängungen, die die gelandeten Futterrohr- Stränge im Gehäuse abstützen, einen Aufsatz, der mit dem oberen Ende des Bohrlochkopfgehäuses verbunden ist, eine obere Hilfsrohraufhängung, die in dem Aufsatz gelandet ist und eine Verbindung mit der Förderleitung hat, die radial aus dem Aufsatz austritt, einen rohrförmigen Körper, der sich von dort nach unten erstreckt, eine Ausrichtungslippe, die sich von dort nach unten erstreckt und eine Buchse, die sich um die Außenseite der Ausrichtungslippe und den rohrförmigen Körper nach unten erstreckt, und eine untere Rohraufhängung, die innerhalb der inneren Futterrohraufhängung gelandet ist und den Futterrohrstrang hält, der sich von dort nach unten erstreckt, sowie eine innere Aufnahme für einen Dichtungsstopfen und sämtliche anderen notwendigen Unterwasservorrichtungen. Zusammen mit den beiden Futterrohraufhängungen kann der Förderrohrstrang noch mit einem Stopfen abgedichtet werden, wenn der obere Hänger und der Aufsatz entfernt wurden. Zusätzlich kann mit dieser Struktur der gesamte Förderrohr- Strang einschließlich der beiden Rohraufhängungen schnell und leicht aus dem Bohrloch zurückgeholt sowie wieder in diesem angeordnet werden.
• Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Unterwasser-Bohrlochkopf nach den Kennzeichen des Anspruches 1 zu schaffen, bei welchem entweder der Förderrohrstrang oder der Aufsatz leicht und schnell entfernt werden können.
• Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren nach den Kennzeichen des Anspruches 5 zu schaffen, mit dem ein Aufsatz aus einer Unterwasserbohrung zurückgeholt werden kann, ohne den Produktions-Futterrohrstrang entfernen zu müssen.
• Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren nach den Kennzeichen des Anspruches 8 zu schaffen, mit dem der Förderrohrstrang und/oder der Produktions-Futterrohrstrang aus einer Unterwasserbohrung schnell und leicht mit nur einem Bohrlochschieber zurückgeholt werden können, ohne den Aufsatz entfernen zu müssen.
• Diese und andere Aufgaben und Vorteile werden im folgenden mit Bezugnahme auf die Zeichnungen dargelegt und erläutert. Die Zeichnungen zeigen:
• Figur 1 ist eine schematische Darstellung einer Unterwasser-Bohrlochkopfstruktur nach dein Stand der Technik, auf dem der Aufsatz und in dem der Förderrohrstrang installiert wurden.
• Figur 2 ist eine senkrechte Schnittansicht des Bohrlochkopfgehäuses mit einem verbesserten Aufsatz und einem darin installierten Förderrohrstrang.
• Figur 3 zeigt mehrere senkrechte Schnittansichten des Bohrlochkopfgehäuses mit einer über dem Förderrohrstrang und der Rohraufhängung installierten Schutzkappe. Figur 3A zeigt den oberen Abschnitt, Figur 3B den mittleren Abschnitt und Figur 3C den unteren Abschnitt der Struktur.
• Figur 4 ist eine Schnittansicht des Bohrlochkopfes mit einer darauf installierten Bohrlochkopf- Dichtungskappe.
• Wie in Figur 1 zu erkennen ist, umfaßt der Unterwasserbohrlochkopf nach dem Stand der Technik ein Gehäuse 10 mit einer darin gelandeten Futterrohraufhängung 12, die den Futterrohrstrang 14 abstützt, der sich von der Aufhängung 12 nach unten erstreckt. Der Aufsatz 16 ist in geeigneter Weise mit dem oberen Ende des Gehäuses 10 durch den fernbedienten Verbinder 17 angeschlossen und die Förderrohraufhängung 18 hat darin mit dem Förderrohrstrang 20 aufgesetzt und erstreckt sich von diesem nach unten. Das Aufnahmeteil 22 ist innerhalb des Aufsatzgehäuses 10 abgestützt, greift in die Futterrohraufhängung 12 ein und besitzt eine obere schräge Fläche 24, welche mit der unteren schrägen Fläche 26 am rohrförmigen Körper 28, der sich von der Rohraufhängung 18 nach unten erstreckt, zusammenwirkt, um die ordnungsgemäße Ausrichtung der Rohraufhängung 18 innerhalb des Aufsatzes 16 zu sichern, so daß die Öffnung 30 an der Seite der Rohraufhängung 18 mit der Öffnung 32 ausgerichtet ist, welche sich durch den Aufsatz 16 erstreckt und mit dem äußeren Förderanschluß 34 Verbindung hat, welcher vom Ventil 36 gesteuert wird. Die Isolierkappe 38 ist innerhalb des Aufsatzes 16 gelandet, der Stopfen 40 ist in der Aufhängung 18 unmittelbar über der Öffnung 30 gelandet und der Stopfen 42 ist in der Isolierkappe 38 gelandet, so daß die Produktion durch die Öffnungen 30 und 32 und durch die Verbindung 34 und das Ventil 36 herausgeleitet wird.
• Mit der Anordnung der Bauteile, wie sie in Figur 1 dargestellt ist, wird die Produktion durch den Rohrstrang 20 unter Steuerung des Ventiles 36 durchgeführt, und der Druck im Ringraum steht unter Kontrolle der Isolierkappe 38, welche innerhalb des Aufsatzes 16 abgedichtet ist. Um den Förder- Strang zu ziehen ist es nur erforderlich, einen geeigneten Bohrlochschieber auf das obere Ende des Aufsatzes 16 abzusenken und dort zu befestigen, und dann die Isolierkappe 38 und die Rohraufhängung 18 mit dem daran befestigten Rohrstrang 20 aus dem Bohrloch zu entfernen. Während dieser Operationen befindet sich das Bohrloch unter Kontrolle des Bohrlochschiebers. Weil die in Figur 1 dargestellte Unterwassereinrichtung keine separate, innerhalb des Bohrloches an einem Punkt unterhalb des Aufsatzes abgestützte Rohraufhängung aufweist, ist das Zurückholen des Aufsatzes aus der Unterwasserbohrung nur mit den umständlichen und komplizierten Verfahren des Standes der Technik möglich, bei welchem es notwendig ist, die Kontrolle des Bohrloches während dieser Operationen aufrecbt zu erhalten.
• Das Bohrlochkopfgehäuse 50, wie es in Figur 2 dargestellt ist, umfaßt die Futterrohraufhängungen 52 und 53, die darin mit den Futterrohrsträngen 54 und 55 aufgesetzt haben, und sich von den Aufhängungen 52 und 53 nach unten in das Bohrloch erstrecken. Die untere Rohraufhängung 56 hat innerhalb der Futterrohraufhängung 52 aufgesetzt und stützt den Rohrstrang 58 ab, welcher sich von dessen unterem Ende nach unten erstreckt. Das Aufsatzunterteil 60 hat auf dem oberen Ende des Gehäuses 50 aufgesetzt und ist mit dem Klemmteil 61 befestigt, und der Aufsatz 62 hat auf dein oberen Ende des Aufsatzunterteiles 60 aufgesetzt und ist mit dem Klemmteil 63 befestigt. Das Kleinmteil 61 ist ein fernbedientes Klemmteil, so daß es gelöst werden kann, wenn der Aufsatz 62 entfernt werden soll. Die obere Hilfsrohraufhängung 64 hat innerhalb des Aufsatzes 62, wie dargestellt, aufgesetzt und umfaßt den rohrförmigen Körper 66, der in dessen untere Öffnung eingeschraubt ist und die Buchse 88, die an der Außenseite von dessen unterem Ende befestigt ist, und einen Richtkeil 71 aufweist, der an dessen Außenfläche befestigt ist. Der rohrförmige Körper 66 erstreckt sich nach unten und dichtet innerhalb der unteren Rohraufhängung 56 ab. Der rohrförmige Ausrichtungskörper 72 ist innerhalb des Aufsatzunterteiles 60 angeordnet und umfaßt eine obere schräge Fläche 74, welche mit dein Keil 71 zusammenwirkt, um die obere Aufhängung 64 zu drehen, so daß die Öffnung 76 in der oberen Aufhängung 64 auf die Öffnung 78 im Aufsatz 62 ausgerichtet ist, wodurch ein Produktionsfluß vom Rohrstrang 58 ermöglicht wird und durch diesen in geeignete Förderleitungen 80 mit geeigneten (nicht dargestellten) Ventilsteuerungen fließt. Die Produktion kann beginnen, wenn die obere Kappe 82 innerhalb des oberen Endes des Aufsatzes 62 befestigt und abgedichtet ist und eine mittlere Bohrung aufweist, die mit der mittleren Bohrung der oberen Rohraufhängung 64 fluchtet, und eine Form hat, die es dem unteren Stopfen 84 ermöglicht, innerhalb der oberen Rohraufhängung 64 aufzusetzen und abzudichten, und es dem oberen Stopfen 86 ermöglicht, innerhalb der mittleren Bohrung der oberen Kappe 82 aufzusetzen und abzudichten. Die untere Rohraufhängung 56 umfaßt wahlweise einen elektrischen Verbinder 89 zur Anwendung in Verbindung mit einer elektrischen Bohrlocheinrichtung, z. B. einem Druckwandler. Eine Kupplung 92 für eine hydraulische Steuerleitung ist vorgesehen, um eine Verbindung zu einem im Bohrloch befindlichen Sicherheitsventil zu ermöglichen. Die Rohraufhängung 56 umfaßt auch einen (nicht dargestellten) Ausrichtungsbolzen, der etwa 90º von der Kupplung 92 der Steuerleitung angeordnet ist und senkrecht nach oben weist, um in das untere Ende der Aufhängungskappe 90 einzugreifen und eine gute axiale Ausrichtung der gesamten Anordnung zu sichern, wenn sie in den Bohrlochkopf zurückkehrt, nachdem sie entfernt wurde.
• Wenn es erforderlich ist, den Förderrohrstrang 58 zurückzuholen, kann jeder geeignete Bohrlochschieber am oberen Ende des Aufsatzes 62 installiert werden, um die Bohrung unter Kontrolle zu halten, und dann wird die obere Kappe 82 gelöst und durch den Bohrlochschieber zurückgeholt. Wenn die obere Kappe 82 entfernt ist, wird ein geeignetes Werkzeug eingesetzt, um die obere Rohraufhängung 64 einschließlich des rohrförmigen Körpers 66 und der Buchse 88 mit dem daran befestigten Ausrichtungskeil 71 zu ergreifen und zurückzuholen. Danach wird ein Werkzeug in Eingriff mit der unteren Rohraufhängung 56, an welcher der Rohrstrang 58 hängt, gebracht, und aus dem Bohrlochkopfgehäuse 50 zurückgezogen. Wenn der Förderrohrstrang und die Rohraufhängungen aus dem Bohrlochkopfgehäuse 50 entfernt sind, kann jede erforderliche Arbeit oder jeder Wechsel der Ausrüstung im Bohrloch durchgeführt werden, und danach werden der Futterrohrstrang und die Rohraufhängungen in Bohrlochkopfgehäuse 50 wieder gesetzt.
• Im Fall, daß es notwendig ist, den Aufsatz 62 aus dem Bohrlochkopf zu entfernen, ohne den Förderrohrstrang zurückzuziehen, wird ein geeigneter Bohrlochschieber am oberen Ende des Aufsatzes 62 angeschlossen. Wenn der Bohrlochschieber angeordnet ist, wird die obere Kappe 82 ergriffen und zurückgeholt. Dann wird die obere Rohraufhängung 64 mit dem oberen rohrförmigen Körper 66, der Buchse 88 und der daran befestigten Aufhängungskappe 90 ergriffen und zurückgeholt. Wie in Figur 4 dargestellt ist, wird eine geeignete Dichtungskappe 190 vor dem Bohrlochkopf innerhalb der unteren Rohraufhängung 56 befestigt, um den Förderrohrstrang und den Ringraum des Futterrohrstranges unter Kontrolle zu bringen. Falls notwendig, kann ein Drahtseilstopfen in die Drahtseilstopfenaufnahme 91 in der Förderbohrung der Rohraufhängung 56 eingesetzt werden. Das dichtet die Förderbohrung und den Ringraum ab. Wenn sich die Bohrung unter Kontrolle befindet, können der Bohrlochschieber und danach der Aufsatz 62 entfernt werden. Nachdem die vorgesehenen Operationen in der Bohrung bei entfernten Aufsatz 62 durchgeführt wurden, wird der Aufsatz 62 zurückgeführt und am oberen Ende des Aufsatzunterteiles 60 angeschlossen und danach wird der Bohrlochschieber am oberen Ende des Aufsatzes 62 angeschlossen. Die Dichtungskappe 190 des Bohrlochkopfes wird zurückgeholt, und dann werden die restlichen Teile der Produktionsausrüstung wieder installiert.
• Im Falle, daß sowohl der Aufsatz 62 als auch der Förderrohrstrang 58 zurückgeholt werden müssen, wird vorgeschlagen, den Rohrstrang 58 wie vorstehend erläutert zurückzuholen und einen geeigneten Stopfen in die innere Rohraufhängung einzusetzen, um die Bohrung zu verschließen, und danach können der Aufsatz 62 und der Aufsatz 60 durch ferngesteuertes Lösen des Klemmteiles 61 gelöst und zurückgewonnen und zur Oberfläche zurückgeholt werden. Es wird darauf hingewiesen, daß das Aufsatzunterteil 60 vorrangig nur in steuerleitungslosen Unterwasserverrohrungen eingesetzt wird, in denen es notwendig ist, den Aufsatz 62 über den nach oben gerichteten Trichter, der in typischer Weise über dem Bohrlochkopfgehäuse 50 angeordnet wird, anzuheben, und dadurch Raum für die Produktionsleitungen zu gewinnen. In einer typischen Verrohrung mit Steuerleitungen werden das Aufsatzunterteil 60 und das Klemmteil 63 nicht eingesetzt. Das untere Ende des Aufsatzes 62 ist dann etwas länger und direkt mit dem oberen Ende des Gehäuses 50 durch das Klemmteil 61 verbunden. Der rohrförmige Körper 66 und die Buchse 88 sind beide wesentlich kürzer.
• Aus dem vorstehenden ist zu ersehen, daß die vorliegende Erfindung einen verbesserten Unterwasserbohrlochkopf schafft, in welchem entweder die Förderausrüstung innerhalb der Bohrung sicher und schnell aus dem Aufsatz entfernt werden kann, bzw. die Förderausrüstung in der Bohrung verbleiben und der Aufsatz vom Bohrlochkopfgehäuse zurückgeholt werden kann. Die Wartung an der Bohrloch-Produktionsausrüstung oder dem Aufsatz kann am Meeresgrund unabhängig voneinander vorgenommen werden, ohne daß es notwendig ist, beide zurückzuholen.

Claims (10)

1. Unterwasserbohrlochkopf-Verrohrungssystem, gekennzeichnet durch

ein Bohrlochkopfgehäuse mit einer Innenbohrung, eine untere Rohraufhängung mit einem Förderrohrstrang, der sich von dieser nach unten erstreckt und in der Innenbohrung des Bohrlochkopfgehäuses abgestützt wird, eine obere Hilfsrohraufhängung mit einer durchgehenden Förderbohrung, wobei

die untere Rohraufhängung eine durchgehende, mittlere Förderbohrung mit einer darin befindlichen Drahtseil- Stopfenaufnahnie zum Aufnehnien eines Drahtseil-Stopfens aufweist, um die Förderbohrung unterhalb der oberen Rohraufhängung zu verschließen,

einen Aufsatz mit einer radialen Förderöffnung als Verbindung zu den Förderleitungen und den Förder-Steuereinrichtungen,

eine Einrichtung zum Verbinden des Aufsatzes mit dem Bohrlochkopfgehäuse,

eine Einrichtung zum Verbinden der Förderbohrungen der oberen Aufhängung mit denen der unteren Aufhängung,

eine Ausrichtungseinrichtung zur Ausrichtung der oberen Rohraufhängung in deren erforderliche Position innerhalb des Aufsatzes, um einen radialen Fluß von Förderfluid von der Förderbohrung der oberen Aufhängung durch den Aufsatz zu ermöglichen,

eine Einrichtung in der oberen Rohraufhängung oberhalb der radialen Öffnung, um einen oberen und einen unteren Bohrungsstopfen aufzunehmen, und

eine Einrichtung im Aufsatz zur Aufnahme einer oberen Kappe.

2. Unterwasserbohrlochkopf nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

Futterrohraufhängungen, die in der Innenbohrung des Bohrlochkopfgehäuses abgestützt sind, und

eine Einrichtung an der Innenseite der inneren Futterrohraufhängung zum Abstützen der unteren Rohraufhängung.

3. Unterwasserbohrlochkopf nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

eine radiale Öffnung in der oberen Aufhängung,

eine radiale Öffnung im Aufsatz,

wobei die Ausrichtungseinrichtung, die die Drehung der oberen Rohraufhängung im Aufsatz bewirkt, wenn sie darin abgesenkt wird, die radiale Öffnung in der oberen Rohraufhängung mit der radialen Öffnung im Aufsatz ausfluchtet.

4. Unterwasserbohrlochkopf nach Anspruch 1, dadurch gekernizeichnet, daß der Förderaufsatz und die Förderverrohrung einzeln, ohne Entfernung der jeweils anderen Baugruppe, entfernt werden können.

5. Verfahren zur Wartung von Unterwasserbohrungen unter Verwendung eines Bohrlochkopfgehäuses, eines Aufsatzes, der am oberen Ende des Bohrlochkopfgehäuses befestigt ist, einer unteren Förderrohraufhängung, die im Bohrlochkopfgehäuse gelandet ist, einer oberen Hilfsrohraufhängung, die im Aufsatz gelandet ist, und einer radialen Durchgangseinrichtung, die sich durch die obere Rohraufhängung und den Aufsatz erstreckt, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

Aufsetzen eines Bohrlochschiebers auf das obere Ende des Aufsatzes,

Entfernung der oberen Rohraufhängung aus dem Inneren des Aufsatzes,

Verschließen und Abdichten der durch die untere Rohraufhängung führenden Förderbohrung innerhalb der unteren Rohraufhängung,

Entfernung des Bohrlochschiebers vom Aufsatz und Entfernung des Aufsatzes vom Bohrlochkopfgehäuse.

6. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte:

Absenkung und Verbindung des Aufsatzes mit dem oberen Ende des Bohrlochkopfgehäuses,

Absenkung und Verbindung eines Bohrlochschiebers mit dem oberen Ende des Aufsatzes,

Rückholung des Verschluß- und Dichtungselementes aus der Förderbohrung,

Absenkung und Landung der oberen Aufhängung im Aufsatz unter Ausfluchtung der radialen Durchgangseinrichtung der oberen Aufhängung mit dem Aufsatz,

Verschießen der durch die obere Aufhängung hindurchgehenden Förderbohrung oberhalb der radialen Durchgangseinrichtung und

Rückholung des Bohrlochschiebers.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrlochschieber, der verwendet wird, um die Kontrolle über die Bohrung während der Entfernung und des Wiederaufsetzens des Aufsatzes aufrechtzuerhalten, ein Seilbahn-Bohrlochschieber sein kann.

8. Verfahren zur Wartung von Unterwasserbohrungen mit einem Bohrlochkopfgehäuse, einem Aufsatz, der mit dem oberen Ende des Bohrlochkopfgehäuses verbunden ist, einer unteren Förderrohraufhängung, die im Bohrlochkopfgehäuse gelandet ist, einer oberen Hilfsrohraufhängung, die im Aufsatz gelandet ist, und einer radialen Durchgangseinrichtung, die sich durch die obere Rohraufhängung und den Aufsatz erstreckt, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte:

Aufsetzen eines Bohrlochschiebers auf das obere Ende des Aufsatzes,

Entfernung der oberen Rohraufhängung aus dem Inneren des Aufsatzes und

Entfernung der unteren Rohraufhängung und des Rohrstranges aus dem Inneren des Bohrlochkopfgehäuses sowie Rückholung aus der Unterwasserbohrung.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufsatz eine Schutzkappe aufweist, die das obere Ende seiner Bohrung verschließt, und daß es den Schritt des Entfernens der Schutzkappe vom Aufsatz umfaßt.

10. Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte:

Absenkung und Landung der unteren Rohraufhängung mit dem sich nach unten erstreckenden Förderrohrstrang im Inneren des Bohrlochkopfgehäuses,

Absenkung und Landung der oberen Rohraufhängung mit einer Einrichtung zur Verbindung der Förderbohrungen der oberen und der unteren Rohraufhängung,

Einsetzen von Rohrstopfen in die obere Rohraufhängung, sowie Absenkung und Aufsetzen einer Schutzkappe auf das obere Ende des Aufsatzes.