EP0900319A1 - Verfahren und vorrichtung zum abtrennen von im boden verankerten rohren oder pfeilern - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum abtrennen von im boden verankerten rohren oder pfeilern

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EP0900319A1
EP0900319A1 EP97925854A EP97925854A EP0900319A1 EP 0900319 A1 EP0900319 A1 EP 0900319A1 EP 97925854 A EP97925854 A EP 97925854A EP 97925854 A EP97925854 A EP 97925854A EP 0900319 A1 EP0900319 A1 EP 0900319A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pipe
tube
cutting
cutting unit
separation
Prior art date
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Granted
Application number
EP97925854A
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English (en)
French (fr)
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EP0900319B1 (de
Inventor
Peter Heinrichs
Fritz Tibussek
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Mhwirth GmbH
Original Assignee
Wirth Maschinen und Bohrgeraete Fabrik GmbH
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Publication date
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Publication of EP0900319A1 publication Critical patent/EP0900319A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0900319B1 publication Critical patent/EP0900319B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B29/00—Cutting or destroying pipes, packers, plugs or wire lines, located in boreholes or wells, e.g. cutting of damaged pipes, of windows; Deforming of pipes in boreholes or wells; Reconditioning of well casings while in the ground
    • E21B29/12—Cutting or destroying pipes, packers, plugs or wire lines, located in boreholes or wells, e.g. cutting of damaged pipes, of windows; Deforming of pipes in boreholes or wells; Reconditioning of well casings while in the ground specially adapted for underwater installations
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B29/00—Cutting or destroying pipes, packers, plugs or wire lines, located in boreholes or wells, e.g. cutting of damaged pipes, of windows; Deforming of pipes in boreholes or wells; Reconditioning of well casings while in the ground
    • E21B29/002—Cutting, e.g. milling, a pipe with a cutter rotating along the circumference of the pipe
    • E21B29/005—Cutting, e.g. milling, a pipe with a cutter rotating along the circumference of the pipe with a radially-expansible cutter rotating inside the pipe, e.g. for cutting an annular window

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for cutting upright pipes anchored with their lower end in the ground, in particular support legs of an offshore oil drilling or production platform, according to the preambles of claims 1 and 4, respectively.
  • the support legs are only embedded in the seabed, for example rammed in, and hold due to the friction in the seabed. If this is not enough, the alternative is to insert the sunken foot of the support legs underwater concrete or the like, which possibly emerges partially from the lower end of the pipe in the surrounding seabed and, after hardening, forms an artificially created foundation anchored in the seabed, to the anchoring effect of which the effect of the weight of the concrete is added fills the lower part of the respective pipe up to a certain height.
  • the object of the invention is to provide a device and a method with which pipes of great length and large diameter such as the pillars of offshore production platforms, despite materials in the pipes, such as soil or concrete, can be obtained quickly and therefore economically even under the Seabed can be separated.
  • a cutting unit is used for this purpose, which is inserted through the upper open end of the support leg and lowered into the separating point therein, the material in the tube being drilled out as far as the separating point when the cutting unit is lowered.
  • An embodiment of the method according to claim 2 is particularly advantageous, in which a cutting unit is brought into effect with a cutting tool on the inner circumference of the pipe and the pipe is cut progressively in a circumferential direction from the inside to the outside.
  • a cutting separation process is quick, since thick chips are removed from the relatively soft structural steel of the tube and a groove with a high groove in the narrow separation zone extending in the circumferential direction Feed and high removal rate can be introduced until the entire material cross section is severed. Since the separation takes place from the inside, it does not matter where the separation point is located with respect to the seabed; the function of the process is not influenced by the external conditions.
  • the The weight of the tube is expedient according to claim 3, which can be done in a manner yet to be described by supporting the parts of the support structure on adjacent still-standing support legs.
  • a device which is characterized in that a rotatably drivable drilling tool head is arranged under the cutting unit, by means of which material such as seabed or concrete or the like located in the lower region of the pipe. can be drilled out, for example, over the inner cross section of the pipe to the point of separation or a little further.
  • the diameter of the bore corresponds at least to that of the cutting unit. This has the effect that the cutting unit can be lowered to the severing location. The lowering movement is not hindered by the cutting tool.
  • the cutting assembly according to claim 2 comprises at least one radially movable cutting tool that can be pressed against the inner circumference of the tube by means of a power drive, the engagement point of which can be progressively displaced in the circumferential direction in a plane substantially perpendicular to the tube axis.
  • the cutting tool is only extended radially after reaching the separation point and is then cut through the pipe by cutting through the wall. strength continuous inner circumferential groove against its inner circumference.
  • the cutting unit comprises a plurality of cutting tools distributed symmetrically around the pipe axis, which come into effect at the same time in the same cutting groove.
  • the power drive is designed as a fluid-operated piston / cylinder unit.
  • an embodiment according to claim 10 is advantageous.
  • the effect of this is that the air that rises above the platform signals the complete severing of the pipe, so that the cutting process can be stopped immediately afterwards, thereby preventing the cutting tools from rubbing against the edges of the separating groove and in the outside of the pipe increased wear or even breakage of the seabed.
  • a cleaning device which cleans the working area of the cutting tools from residues of the adhering material before the cutting tools attack.
  • the cleaning device can e.g. comprise a brush-like arrangement of cleaning elements.
  • a support device is provided which intercepts the weight of the tube during the separation process.
  • the support device can comprise an approximately identical length of the support tube which can be inserted into an adjacent already separated tube and which is located at the lower end in the tube on the sea floor or the tube foundation formed by the underwater concrete attaches and can be connected at the upper end to the separated tube, which can be done in the manner described in claim 14 by a hydraulically clamped cone clamp connection.
  • the separated pipe is held up with the adjacent platform parts, so that the pipe in which the cutting unit is currently working is not so heavily loaded.
  • Figure 1 is a perspective view of a support structure with a lifting platform lifted therefrom;
  • FIG. 2 schematically shows a side view of a support structure
  • FIG. 3 schematically, in side view, partly in section, a device according to the invention with a first embodiment of the cutting unit in a tube forming a support leg;
  • FIG. 4 shows an enlarged detail from FIG. 3
  • FIG. 5 shows an alternative embodiment of the cutting unit with linear guidance of the cutting tools
  • 6 and 7 are schematic representations upcoming cutting principles
  • FIG. 8 schematically shows an embodiment in which the cutting unit and the drilling tool head are arranged on a drilling rod
  • FIG. 9 shows a side view of the drilling tool head from FIG. 6 on an enlarged scale
  • Fig. 10 is a view of the drilling tool head from Fig. 9 from below and
  • FIG. 11 schematically shows a support device attached in an already cut support leg.
  • FIG. 1 shows an oil drilling or production platform 100 which is already separated into its main components and which comprises an actual platform 1 which, in the assembled state, is supported on a support structure designated overall by 2. All of the equipment normally arranged on platform 1, such as drilling equipment, accommodation, etc., has already been dismantled and is no longer shown in the drawing.
  • crane ships 5 are used which have cranes 6, the lifting height of which can be 200 m and more above sea level.
  • the actual platform 1 already hangs on the cranes 6 after being detached from the support structure 2.
  • the support structure 2 in Fig. 1 only the part located above sea level 10 (Fig. 2) is drawn, which can be 30 to 40 m high.
  • the support structure 2 is designed as a tower or trestle-like scaffold with support legs 3 and truss-like cross struts 4 and is anchored under the water surface in the sea floor by means of its support legs 3 reaching down into the water (indicated by dash-dotted lines).
  • the water can be over 100 m deep, and each support leg 3 can be embedded, for example rammed, into the sea floor by a comparable distance.
  • the support legs 3 are therefore very long. They consist of large tubes 13 of 1 to 2 m in diameter and considerable wall thicknesses of 30 to 50 now.
  • the number of support legs 3 depends on the structure of the support structure 2.
  • Fig. 2 illustrates the dismantling situation of a support structure 2, which differs somewhat in construction from Fig. 1.
  • the upper parts 3 ′ of the support legs 3 are cut off at the separation point 8 and still belong to the actual platform 1, which is lifted from the support structure 2 by the cranes 6 according to FIG. 1.
  • the support structure 2 protrudes above sea level 10 and extends down a distance corresponding to the water depth to the sea floor 11.
  • the support legs 3 extend deep into the sea floor 11 and can be found at their lower ends by means of pressed-in underwater concrete or the like Seabed 11 can be anchored.
  • a separating device which can be lowered into the interior of the respective tube 13 and comes into contact with the inner circumference thereof, which is denoted as a whole by 50 in FIG. 3 and which comprises a cutting unit designated as a whole by 40, to which a drive device 30 is assigned.
  • a drilling tool head 60 is provided at the lower end of the linkage 14, the construction and mode of operation of which will be described with reference to FIGS. 9 and 10.
  • a rotary drive 16 can be used, as is known from the prior art for driving a drill head of an air lifting and drilling device. It is therefore possible to use existing drive devices which only need to have modifications if necessary.
  • the linkage 14 extends within the tube 13 to be separated beyond its upper end, so that it is above the upper end of the tube 13 by means of a turntable 18 by means of a toothed gear attached to the circumference of the linkage ⁇ can be driven from the outside.
  • flushing head 17 At the upper open end of the rod 14 there is a so-called flushing head 17, through which material loosened in the drilling operation at the bottom of an earth borehole is flushed through the inner cross section of the rod 14 in the direction of arrow 14A into the line 15 using the air-lifting method.
  • the functioning of the flushing head 17 and the air lifting method are known from the prior art and will not be explained in more detail here.
  • a rotary connection head, designated 19, via which compressed air for the air lifting method and a further fluid medium (air or a hydraulic fluid), even at high pressures, into one or more feed lines 20 extending in or to the linkage 14 parallel to the latter or 22 can be introduced.
  • FIG. 4 shows an enlarged view of the cutting unit 40 from FIG. 3, which is arranged in a rotationally fixed manner at the lower end of the linkage 14.
  • the supply line 20 for compressed air and the supply line 22 for compressed air or a hydraulic fluid are indicated in the linkage 14. shown.
  • the linkage 14 With the compressed air, material released during drilling at the bottom of the bore can be conveyed to the surface through the flushing channel 21 formed in the interior of the rod assembly in the direction of arrow 14A.
  • the linkage 14 is connected via flange connections
  • the cutting unit 40 comprises a central part 41, in the interior of which the rinsing channel 21 is formed and whose outer dimension in the exemplary embodiment is only about one third of the inner diameter of the tube 13, so that an annular space 42 remains.
  • the cutting unit 40 comprises three pivotable cutting tools 24 distributed symmetrically over the circumference of the linkage 14. Each cutting tool
  • 24 has its own power drive 34 which is assigned only to it and which can consist of a fluid-operated piston / cylinder unit.
  • the fluid can be compressed air, the pressure of which is limited, or a hydraulic fluid with which higher pressures and thus actuation forces of the power drive 34 can be achieved.
  • the compressed air or the hydraulic fluid are supplied via the feed line 22, so that the individual cutting tools 24 are actuated synchronously and with the same forces. It goes without saying that a separate feed line can also be provided for each power drive 34.
  • the cutting tools 24 with their power drives are arranged in the annular space 42.
  • the power drives 34 are actuated with compressed air, then one in between the working volume of at least one cylinder and the interior of the linkage 14 can be Drawing, not shown, may be provided, which is designed such that it is opened when the piston of this power drive 34 is in its end position corresponding to the extended position of the cutting tool 24 assigned to it.
  • This measure has the effect that air rising in the linkage 14, which can be observed, for example, on the flushing head 17, signals the complete severing of the pipe.
  • the cutting process can then be stopped immediately, thereby preventing the cutting tools from wearing out prematurely due to unnecessary friction at the edges of the cutting groove or even being destroyed by penetration into the seabed outside the pipe.
  • Each cutting tool 24 consists of an elongated base body 25, at one end of which a cutting plate 26 is attached.
  • the cutting inserts 26 are designed as inserts consisting of material suitable for heavy machining.
  • the base body 25 is supported at its end facing away from the cutting plate 26 on a pivot pin 28 arranged horizontally to a circle around the axis A on the outer circumference of the central part 41.
  • a link 29 connected to the power drive, by means of which the cutting tool 24, when the link 29 moves upward, by pivoting around the pivot pin 28 pointing downward from a dash-dotted line in FIG.
  • Transport position 24 ' can be shifted radially outwards until the cutting plate 26 comes into contact with the inner circumference of the tube 13 and the tube 13 at the separation point 9 from the inside to the outside to form a progressing from the inside outwards, perpendicular to the axis A.
  • Level extending cut groove 45 is cut by cutting.
  • the power drive 34 is designed as a piston unit / cylinder unit which is arranged in the space 42 on the outer circumference of the central part parallel to the axis A. net and the piston rod 32 is motionally connected to the handlebar 29 via a slide 33 guided on the central part 41.
  • the cylinder of the piston / cylinder unit is in its fully extended position (further below than shown), so that the cutting tool 24 is aligned essentially along the axis A (position 24 ') and is free of the tube 13 is.
  • the piston of the piston / cylinder unit In order to press the cutting plate 26 against the inner circumference of the tube 13, the piston of the piston / cylinder unit is moved upward via the feed line 22 and the base body 25 of the cutting tool 24 is pivoted radially outward.
  • the contact pressure of the cutting plate 26 against the inner wall of the pipe can be adjusted to influence the cutting result via the pressure of the compressed air or hydraulic fluid supplied through the supply line 22.
  • the piston is moved downward and the cutting tool 24 is pushed back into its starting position 24 ', so that the cutting unit 40 can be pulled upward out of the separated tube 13.
  • the swiveling of the cutting tool 24 towards the inner tube wall or the actuation of the piston / cylinder unit can take place in a variety of ways known to the person skilled in the art. If there are several supply lines 22, the piston 32 can also be pressurized alternately in both directions, the Ruckstellmome ⁇ t can be effected via springs and the like.
  • the base body of the cutting tool can also be moved linearly.
  • 5 shows a cutting unit 140 with linear guidance of the base body 125 of the cutting tool 124 radial to the axis A of the cutting unit 140 or of the tube 13, the linear guides being formed in a tool guide body 131 which is arranged at the lower end of a central part 141 which has a flange 143 at the upper end for connection to the linkage 14.
  • the basic body 125 of the cutting unit Tools 124 can be displaced in radial guide channels 123 of the tool guide body 131. In the left half of FIG. 5, the cutting tool 124 is shown in the extended state, in the right half in the retracted state.
  • one leg 127 of a toggle lever is articulated and extends up to the knee joint 133, while the other leg 128 of the toggle lever is articulated centrally from the knee joint 133 close to the tube axis A.
  • one end engages an articulated rod 129 extending along the axis A, the other end of which is connected to the power drive 134 via a joint pin 132.
  • the piston / cylinder unit has pistons 135 formed on the central part 141.
  • the cylinder of the piston / cylinder unit is designed as a sliding cylinder 138 surrounding the piston 135, the end disks 138A, 138B of which slide on the cylindrical outer circumference 142 of the central part 141 on both sides of the piston 135 projecting radially therefrom and with the piston 135 Form pressure chambers 136, 137, which can be acted upon with either compressed air or hydraulic fluid.
  • the upper compressed air container 136 can be located at the upper end channel 136 'extending to the interior of the rod 114 may be provided, the mouth of which is released into the upper pressure chamber 136 when the sliding cylinder 138 is in its upper end position which limits the extended position of the cutting tools 124. Air rising inside the linkage 114 then again signals the end of the separation process.
  • a cutting unit 40, 140 which can be rotated about the axis A in the tube 13 has cutting inserts 26, 126 which can be displaced radially out of the cutting unit 40, 140 and carry out a rotary movement along the inner circumference of the tube 13 only about the axis A.
  • the cutting inserts 26, 126 act like internal parting steels.
  • FIG. 7 shows an alternative embodiment in which a cutting unit 240 can be rotated about the axis A, but does not carry cutting inserts which can be extended radially, but instead carries cutting tools 224 which can be rotated on a tool carrier 231 and which on the edge of the cutting unit gats about the axis A parallel axes B are rotatable and come milling on the inner circumference of the tube 13 to attack.
  • the cutting tools 224 therefore rotate both about the axis A and about the axis B. They can be designed in the manner of a side milling cutter.
  • FIG. 8 shows the separation device 50 as a whole with a cutting unit 40 according to FIGS. 3 and 4 which can be rotated on the linkage 14.
  • the linkage consists of a plurality of rod elements 14 'which are inserted in shots at coupling points 14 ′′ and extends from above into the tube 13, of which only the uppermost part is shown in FIG. 8.
  • stabilizers 35 are arranged at axial distances from one another, which bear against the inner wall of the tube 13 and in which the linkage 14 is mounted and can rotate freely.
  • a switching valve 47 is installed in the linkage 14 between two stabilizers 35, with which, for example, the reversal of direction of the radial pivoting movement of the cutting tools 24 can be controlled.
  • a stabilizing rod or heavy rod 49 can be installed in the rod 14 as the bottom rod.
  • the cutting unit 40 is arranged at the lower end of the linkage 14.
  • the respective predetermined separation point 9 can only be reached if the tube 13 is free up to there.
  • the tube 13 is filled to a certain height with seabed or underwater concrete, which can be located above the separation point 9.
  • FIGS. 9 and 10 there is a drilling tool head 60 fastened underneath, which can be seen in FIGS. 3, 4 and 8 below the cutting unit 40 there and is shown enlarged in FIGS. 9 and 10. It is the task of the drilling tool head 60 to drill out material located in the pipe within the lower section of the pipe 13 to be cut down to below the separation point 9 so that the cutting unit 40 can reach the separation point 9 provided.
  • the air lifting method briefly indicated with reference to FIGS. 3 and 4 is used.
  • the device acts like a conventional earth drill; the cutting unit 40 is in this case functionless when the cutting tools are retracted. It is only put into operation after drilling has been completed.
  • the pipes 13 are thus cut off using existing drilling units and technology, the cutting unit 40 only having to be inserted between the drilling tool head 60 and the rod 14 and provided with feed lines.
  • the suction opening 48 is used for the air lifting process and is connected to the inner cross section of the linkage 14 (not shown).
  • a cleaning device with radially extendable brush-like or scratch-like cleaning elements 44 can be provided on the drilling tool head 60, by means of which the adhering concrete is removed down to the metal of the tube 13 before the cutting tools 24, 124 are brought into effect.
  • FIG. 11 shows a support device 70 with which the weight of the relevant pipe 13 itself, adjacent pipes 13 that have already been cut off, and thus still remaining structures of the platform, can be absorbed on a pipe 13 that is to be cut off.
  • a tube 13 which is adjacent to the support leg which is currently being worked and which has already been cut off at the separation point 9.
  • an additional support tube 80 is somewhat small in the cut tube 13 ⁇ ren diameter, the length of which exceeds the length of the tube 13 and which consequently projects beyond the upper end of the tube 13 and the remnants 63 of the platform still connected therewith.
  • the tube 13 is filled at the bottom with underwater concrete 61 up to an upper boundary surface 65.
  • the lower end 80 ′ of the support tube 80 sits on this boundary surface 65.
  • a conical clamping connection 62 is arranged in the space between the support tube 60 and the inner circumference of the tube 13, which can be clamped hydraulically.
  • a hydraulic lifting cylinder 64 is provided on the part of the support tube 80 protruding from the tube 13, which acts on the rest 63 of the platform. When the lifting device 64 is actuated, the remainder 63 is pulled up on the support tube 80. The upper part of the tube 13 is taken along. A defined distance is established between the attachment of the lifting cylinder 64 and the top of the rest 63 of the platform, which distance is to be maintained during the entire separation process of the other support legs. A gap is created at the separation point 9.
  • a permanent tension between the support tube and the tube 13 is now achieved via the cone-tensioning connection 62, so that the pressure in the lifting cylinder is constantly maintained 64 no longer arrives.
  • the pipes already cut off adjacent to the pipe 13 to be cut off and the residues 63 of the platform connected therewith are securely held up in this way, so that the entire structure does not collapse at the separation point 9 of the pipe 13 being processed. Without the support device, the cutting inserts 26, 126 could become jammed in the inner circumferential groove 45 (FIG. 4) formed at the point of separation 9 when the remaining wall cross section of the tube 13 is no longer able to cope with the load.

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Abstract

Zum Abtrennen von aufrechten, mit ihrem unteren Ende im Boden verankerten Rohren (13) größerer Länge und größeren Durchmessers, insbesondere von Stützbeinen (3) einer Off-Shore-Ölbohr- oder -förderplattform (100), wird ein Schneidaggregat in das Rohr (13) bis zu einer Trennstelle (9) hin abgesenkt. Das Schneidaggregat (40) wirkt über den Umfang fortschreitend von innen gegen den Innenumfang des Rohres (13) und durchtrennt das Rohr (13) spanabhebend. Dem Schneidaggregat (40) ist, in Absenkrichtung gesehen, ein Bohrwerkzeugkopf (60) vorgelagert, der dem Ausbohren des Rohres von in diesem befindlichen Material, wie Meeresboden oder Beton, dient.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Abtrennen von im Boden verankerten Rohren oder Pfeilern
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Ver¬ fahren zum Abtrennen von aufrechten, mit ihrem unteren Ende im Boden verankerten Rohren, insbesondere von Stütz¬ beinen einer Offshore-Ölbohr- oder -förderplattform, nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 bzw. 4.
Um die zahlreichen Erdölvorkommen abzuoauen, werden seit geraumer Zeit nicht nur vom Land zugängliche Olfel- der, sondern auch die unter dem Meeresboden bzw. unter anderen Gewässern liegenden sogenannten Offshore-Felder angebonrt. Solche Bohrungen werden in unterschiedlichen Wassertiefen und zum Teil weitab von der Küste abgeteuft. Grundsätzlich wird, was die Ausbildung oberhalb der Was¬ seroberfläche betrifft, der gleiche Bohrturm wie an Land eingesetzt, nur eben auf einer oberhalb der Wasserober¬ fläche angeordneten Förderplattform. Die Art der Abstüt- zung der Förderplattform auf dem Meeresboden ist zum Teil abhängig von der Wassertiefe. Die meisten Offshore-Ölför- derplattformen sind mittels durch Großrohre gebildeter Stützbeine im Meeresboden verankert.
Je nach Beschaffenheit des Meeresbodens sind die Stützbeine nur in den Meeresboden eingelassen, z.B. einge¬ rammt und halten durch die Reibung im Meeresgrund. Wenn dies nicht ausreicht, besteht die Alternative darin, in den eingelassenen Fuß der Stützbeine Unterwasserbeton oder dergleichen einzubringen, der gegebenenfalls teilweise aus dem unteren Ende des Rohres in dem umgebenden Meeresboden austritt und nach dem Aushärten ein künstlich angelegtes im Meeresboden verankertes Fundament bildet, zu dessen Verankerungswirkung die Wirkung des Gewichts des Betons hinzutritt, der den unteren Teil des jeweiligen Rohres bis zu einer bestimmten Höhe ausfüllt. Die Förderplattformen erhalten durch diese Maßnahmen auch in problematischem Untergrund eine Standfestigkeit, die sie den hohen Bean¬ spruchungen in hoher See widerstehen läßt.
Die ersten dieser Plattformen wurden in der Nordsee vor etwa 20 bis 25 Jahren in Betrieb genommen; sie werden mittlerweile nicht mehr benötigt, da die mit ihnen ange¬ bohrten Ölfeider abgebaut sind. Sie können nicht einfach stehengelassen werden, weil sie eine Gefahr für die Schiffahrt darstellen.
Es besteht daher ein Bedarf an einem Verfahren und an Vorrichtungen, mit denen die Ölförderplattformen aus den Meeren nach Ablauf ihrer Nutzungszeit beseitigt werden können. Während das Beseitigen der Aufbauten der Plattform und der Plattform selbst prinzipiell dem der auf dem Land eingesetzten Olbohrtürme ähnlich ist, treten bei den in zum Teil tiefem und bewegtem Wasser befindlichen Stützkon¬ struktionen oder Plattformen erhebliche Probleme auf. Die Stützbeine müssen ebenfalls entfernt werden, dürfen aber aus den erwähnten Gründen nicht einfach in Höhe oder dicht unterhalb der Meeresoberfläche abgeschnitten werden, son¬ dern es verlangen Vorschriften der einschlägigen Behörden, daß die Stützbeine ein Stück unterhalb des Meeresbodens abgetrennt werden.
Aus der DE-PS 671 660 ist eine Vorrichtung zum Durch¬ trennen von in Tiefbohrlöchern eingelassenen Rohren be¬ kannt, deren Schneidwerkzeug mittels eines Gestänges in das Rohr bis zur Trennstelle hinabgelassen wird. Das Schneidwerkzeug wird an der Innenwand des Rohres angesetzt und durchtrennt es von innen nach außen. Zur Durchtrennung von Stützbeinen der genannten Plattformen eignet sich diese Vorrichtung nicht, da sich die Trennstelle stets in einem Bereich der Stützbeine be¬ findet, der mit Meeresboden, Beton o.a. gefüllt ist und somit ein Absinken der Trennstelle nicht möglich ist.
Es wurde daher versucht, mit Tauchmannschaften und geeignetem Equipment zum Meeresboden abzutauchen und dort die Stützbeine mittels eines von außen um das Stützbein gelegten, in seiner Längsrichtung angetriebenen Diamant¬ drahtes abzuschneiden. Dies ist wegen der großen Wanddicke der Rohre ein langwieriges und für die Tauchmannschaften auch nicht ungefährliches Verfahren.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, mit dem Rohre großer Länge und großen Durchmessers wie die Stützpfeiler von Offshore- 01förderplattformen trotz in den Rohren befindlichen Mate¬ rials wie Boden oder Beton schnell und damit wirtschaft¬ lich auch unter dem Meeresboden abgetrennt werden können.
Diese Aufgabe wird in ihrem verfahrensmäßigen Aspekt durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemaß wird dazu ein Schneidaggregat ver¬ wendet, das durch das obere offene Ende des Stützbeines in dieses eingesetzt und in diesem zur Trennstelle abgesenkt wird, wobei beim Absenken des Schneidaggregats das im Rohr befindliche Material bis zur Trennstelle aufgebohrt wird. Durch diese Maßnahme wird erzielt, daß das Aufbohren und Durchtrennen in einem Arbeitsgang und damit besonders schnell und wirtschaftlich durchgeführt werden kann.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausgestaltung des Verfahrens gemäß Anspruch 2, bei der ein Schneidaggregat mit einem spanabhebenden Werkzeug am Innenumfang des Roh¬ res zur Wirkung gebracht und das Rohr in Umfangsrichtung fortschreitend von innen nach außen spanabhebend durch¬ trennt. Ein spanabhebendes Trennverfahren ist schnell, da auf diese Weise von dem relativ weichen Baustahl des Roh¬ res dicke Späne abgenommen und in der schmalen in Uπtfangs- richtung sich erstreckenden Trennzone eine Nut mit hohem Vorschub und hoher Abtragsleistung bis zur Durchtrennung des gesamten Materialquerschnitts eingebracht werden kön¬ nen. Da die Durchtrennung von innen erfolgt, spielt es keine Rolle, wo die Trennstelle bezüglich des Meeresbodens gelegen ist; das Verfahren wird in seiner Funktion durch die außen vorliegenden Verhältnisse nicht beeinflußt.
Um zu verhindern, daß das Gewicht der Stützbeine und der damit gegebenenfalls noch verbundenen sonstigen Kon¬ struktionsteile zu einem Absacken eines gerade im Abtren¬ nen befindlichen Rohres führt, was das Schneidwerkzeug einklemmen und zu einem Schaden an dem Schneidaggregat führen könnte, ist ein Abfangen des Gewichtes des Rohres gemäß Anspruch 3 zweckmäßig, was in einer noch zu be¬ schreibenden Weise durch Abstützen der Teile der Stützkon¬ struktion an benachbarten noch stehenden Stützbeinen ge¬ schehen kann.
Die Aufgabe wird in ihrem apparativen Aspekt durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 4 gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß unter dem Schneidaggregat ein drehbar antreibbarer Bohrwerkzeugkopf angeordnet ist, mittels dessen im unteren Bereich des Rohres befindliches Material wie Meeresboden oder Beton o.a. etwa über dem Innenquerschnitt des Rohres bis zur Trennstelle bzw. noch etwas darüber hinaus ausgebohrt werden kann. Der Durch¬ messer der Bohrung entspricht wenigstens demjenigen des Schneidaggregats. Hierdurch wird bewirkt, daß das Schneid¬ aggregat zum Abtrennort absenkbar ist. Dabei wird die Absenkbewegung durch das Schneidwerkzeug nicht behindert.
Vorzugsweise umfaßt das Schneidaggregat gemäß An¬ spruch 2 mindestens ein radial bewegliches, mit Hilfe eines Kraftantriebs gegen den Innenumfang des Rohres an¬ drückbares spanendes Schneidwerkzeug, dessen Angriffsstel¬ le in einer zur Rohrachse im wesentlichen senkrechten Ebene in Umfangsrichtung fortschreitend verlagerbar ist. Das Schneidwerkzeug erst nach Erreichen der Trennstelle radial ausgefahren und zum spanenden Durchtrennen des Rohres mittels Erzeugung einer schließlich durch die Wand- stärke durchgehenden Innenumfangsnut gegen dessen Innen¬ umfang angestellt.
Um den eigentlichen Trennvorgang zu beschleunigen, empfiehlt sich eine Ausgestaltung der Vorrichtung gemäß Anspruch 6, bei der das Schneidaggregat mehrere symme¬ trisch um die Rohrachse verteilte Schneidwerkzeuge umfaßt, die gleichzeitig in der gleichen Trennut zur Wirkung kom¬ men.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform gemäß Anspruch 7 ist der Kraftantrieb als fluidbetriebene Kolben/Zylin¬ dereinheit ausgebildet.
Diese kann gemäß Anspruch 8 mit Hydraulikflüssigkeit oder gemäß Anspruch 9 mit Druckkraft betreibbar sein.
Im letzteren Fall ist eine Ausgestaltung gemäß An¬ spruch 10 vorteilhaft. Diese bewirkt, daß durch das hohle Gestänge aufsteigende Luft oberhalb der Plattform das vollständige Durchtrennen des Rohres signalisiert, somit kann der Schneidvorgang sofort hiernach gestoppt werden, wodurch verhindert wird, daß durch Reibung der Schneid¬ werkzeuge an den Rändern der Trennut und im außerhalb des Rohres befindlichen Meeresgrund ein erhöhter Verschleiß oder gar Bruch derselben auftritt.
Bei der Bohrung zum Erreichen der Trennstelle wird es häufig nicht möglich sein, den in dem Rohr befindlichen Unterwasserbeton exakt bis zum Innenumfang des Rohres auszubohren. Dies trifft insbesondere zu, wenn das Rohr nicht mehr ganz rund ist. Es bleibt also an der Innenwan¬ dung des Rohres unter Umständen eine Schicht Beton stehen, die die Schneidwerkzeuge bei ihrer anschließend einsetzen¬ den Tätigkeit gefährden könnte.
Um dies zu vermeiden empfiehlt sich eine Reinigungs¬ vorrichtung nach Anspruch 11, die den Arbeitsbereich der Schneidwerkzeuge von Resten des anhaftenden Materials vor dem Angriff der Schneidwerkzeuge säubert. Die Reinigungs¬ vorrichtung kann z.B. eine bürstenartige Anordnung von Reinigungselementen umfassen.
Da die Stützbeine der in Rede stehenden Offshore-Ölbohr- oder -förderplattformen erhebliche Gewichte aufweisen und unter Umständen auch noch von verbliebenen Teilen der eigentlichen Plattform und der fachwerkartigen Ausstrebun¬ gen belastet sind, kann es vorkommen, daß das Stützbein an der Trennstelle während des Trennvorgangs axial zusammen¬ sackt und die Schneidwerkzeuge dadurch eingeklemmt werden.
Es wird daher gemäß Anspruch 12 vorgeschlagen, daß eine Stützeinrichtung vorgesehen ist, die das Gewicht des Rohres bei dem Abtrennvorgang abfängt.
Die Stützeinrichtung kann gemäß einer Ausgestaltung nach Anspruch 13 ein in ein benachbartes bereits abge¬ trenntes Rohr einsetzbares, etwa gleiche Länge aufweisen¬ des Stützrohr umfassen, welches sich am unteren Ende in dem Rohr auf dem Meeresboden bzw. die durch den Unterwas¬ serbeton gebildete Rohrgründung aufsetzt und am oberen Ende mit dem abgetrennten Rohr verbindbar ist, was in der in Anspruch 14 beschriebenen Weise durch eine hydraulisch verspannbare Konusspannverbindung geschehen kann. Auf diese Weise wird das abgetrennte Rohr mit den benachbarten Plattformteilen hochgehalten, so daß das Rohr, in welchem das Schneidaggregat gerade arbeitet, nicht so stark bela¬ stet ist.
Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 perspektivisch eine Stützkonstruktion mit davon abgehobener Förderplattform;
Fig. 2 schematisch eine Seitenansicht einer Stützkon¬ struktion;
Fig. 3 schematisch in Seitenansicht, teilweise ge¬ schnitten, eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer ersten Ausführungsform des Schneidaggregats in einem ein Stützbein bildenden Rohr;
Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 3;
Fig. 5 eine alternative Ausführungsform des Schneid¬ aggregats mit linearer Führung der Schneidwerkzeuge;
Fig. 6 und 7 schematische Darstellungen in Betracht kommender Schneidprinzipien;
Fig. 8 schematisch eine Ausführungsform bei der das Schneidaggregat und der Bohrwerkzeugkopf an einem Bohr¬ gestänge angeordnet sind;
Fig. 9 eine Seitenansicht des Bohrwerkzeugkopfes aus Fig. 6 in vergrößertem Maßstab;
Fig. 10 eine Ansicht des Bohrwerkzeugkopfes aus Fig. 9 von unten sowie
Fig. 11 schematisch eine in einem bereits abgeschnit¬ tenen Stützbein angebrachte Stützvorrichtung.
In der Fig. 1 ist eine bereits in ihre Hauptbestand¬ teile getrennte Ölbohr- oder -förderplattform 100 gezeigt, die eine eigentliche Plattform 1 umfaßt, die im montierten Zustand auf einer insgesamt mit 2 bezeichneten Stützkon¬ struktion abgestützt ist. Die gesamte normalerweise auf der Plattform 1 angeordnete Ausrüstung wie Bohrvorrich¬ tung, Unterkünfte usw. ist bereits demontiert und in der Zeichnung nicht mehr wiedergegeben. Zur Montage und Demon¬ tage der Ölbohr- oder -förderplattformen 100 und/oder der Stützkonstruktionen 2 werden Kranschiffe 5 eingesetzt, die Kräne 6 aufweisen, deren Hubhöhe über dem Meeresspiegel 200 m und mehr betragen kann. In der dargestellten Phase hängt die eigentliche Plattform 1 nach dem Lösen von der Stützkonstruktion 2 bereits an den Kränen 6.
Von der Stützkonstruktion 2 ist in Fig. 1 nur der oberhalb des Meeresspiegels 10 (Fig. 2) befindliche Teil gezeichnet, der 30 bis 40 m hoch sein kann. Die Stützkon¬ struktion 2 ist als türm- oder bockartiges Gerüst mit Stützbeinen 3 und fachwerkartigen Querverstrebungen 4 ausgebildet und mittels ihrer nach unten in das Wasser hineinreichenden (strichpunktiert angedeutet) Stützbeinen 3 unter der Wasseroberfläche im Meeresboden verankert. Das Wasser kann über 100 m tief sein, und es kann jedes Stütz¬ bein 3 um eine vergleichbare Strecke in den Meeresboden eingelassen, z.B. eingerammt sein. Die Stützbeine 3 sind also sehr lang. Sie bestehen aus großen Rohren 13 von 1 bis 2 m Durchmesser und erheblicher Wandstärken von 30 bis 50 nun. Die Anzahl der Stützbeine 3 ist von dem Aufbau der Stützkonstruktion 2 abhängig.
Fig. 2 verdeutlicht die Demontagesituation einer Stützkonstruktion 2, die konstruktiv etwas von Fig. 1 abweicht. Die oberen Teile 3' der Stützbeine 3 werden an der Trennstelle 8 abgeschnitten und gehören noch zu der eigentlichen Plattform 1, die gemäß Fig. 1 von den Kränen 6 von der Stützkonstruktion 2 abgehoben wird. Die Stütz¬ konstruktion 2 ragt über den Meeresspiegel 10 hinaus und erstreckt sich um eine der Wassertiefe entsprechende Strecke nach unten bis zum Meeresboden 11. Die Stützbeine 3 reichen tief in den Meeresboden 11 hinein und können an ihren unteren Enden durch eingepreßten Unterwasserbeton oder dergleichen fundamentartig im Meeresboden 11 veran¬ kert sein. Bei der Aufgabe einer Ölbohr- oder -förder¬ plattform 100 wird verlangt, daß die Stützbeine 3 an in einem Abstand 7 von einigen Metern unter dem Meeresboden 11 liegenden Trennstellen 9 von ihren tief in den Meeres¬ boden 11 hineinreichenden unteren Enden 12 an Trennstellen 9 abgetrennt werden. Während die Abtrennung an den Trenn¬ stellen 8 aufgrund der guten Zugänglichkeit keine Probleme bereitet, liegen die Trennstellen 9 unterhalb der Wasser¬ oberfläche 10 und innerhalb des Meeresbodens 11 und sind entsprechend schlecht zu erreichen.
Aus diesem Grund ist eine in das Innere des jeweili¬ gen Rohres 13 absenkbare und an dessen Innenumfang zum Angriff kommende, in Fig. 3 als Ganzes mit 50 bezeichnete Abtrennvorrichtung vorgesehen, die ein als Ganzes mit 40 bezeichnetes Schneidaggregat umfaßt, dem eine Antriebsein¬ richtung 30 zugeordnet ist. In Absenkrichtung gesehen dem Schneidaggregat 40 vorgelagert ist am unteren Ende des Gestänges 14 ein Bohrwerkzeugkopf 60 vorgesehen, dessen Aufbau und Funktionsweise anhand von Fig. 9 und 10 be¬ schrieben werden wird.
In der oberen Hälfte der Fig. 3 ist eine solche am oberen Ende des abzutrennenden Rohres 13 angeordnete An¬ triebseinrichtung 30 gezeigt, die Teil einer üblichen Lufthebe-Bohreinrichtung ist und ein nach unten in das Rohr 13 hineinreichendes hohles Gestänge 14 drehend an¬ treibt, in dessen unterem Bereich das Schneidaggregat 40 drehfest angebracht ist, dessen Aufbau und Funktion weiter unten noch erläutert werden wird.
In der Antriebsvorrichtung 30 kann ein Drehantrieb 16 verwendet werden, wie er zum Antrieb eines Bohrkopfes einer Lufthebe-Bohreinrichtung aus dem Stand der Technik bekannt ist. Es können also vorhandene Antriebsvorrich¬ tungen verwendet werden, die nur im Bedarfsfall Modifika¬ tionen aufweisen müssen. Zum Antreiben des Schneidaggre¬ gats 40 und des Bohrwekzeugkopfes 60 erstreckt sich das Gestänge 14 innerhalb des abzutrennenden Rohres 13 bis über dessen oberes Ende hinaus, so daß es oberhalb des oberen Endes des Rohres 13 mittels eines Drehtischs 18 mittels eines am Umfang des Gestänges angebrachten Zahnra¬ des von außen angetrieben werden kann.
Am oberen offenen Ende des Gestänges 14 ist ein soge¬ nannter Spülkopf 17 angeordnet, durch den im Bohrbetrieb am Boden einer Erdbohrung gelöstes Material durch den Innenquerschnitt des Gestänges 14 hindurch in Richtung des Pfeiles 14A nach dem Lufthebeverfahren in die Leitung 15 ausgespült wird. Die Funktionsweise des Spülkopfes 17 und des Lufthebeverfahrens sind aus dem Stand der Technik bekannt und sollen hier nicht näher erläutert werden. Unterhalb des Spülkopfes 17 ist ein mit 19 bezeichneter Drehanschlußkopf angeordnet, über den Druckluft für das Lufthebeverfahren und ein weiteres fluides Medium (Luft oder eine Hydraulikflüssigkeit) auch bei hohen Drücken in eine oder mehrere sich im bzw. zum Gestänge 14 parallel zu diesem erstreckende Zuleitungen 20 bzw. 22 einbringbar ist.
Die Fig. 4 zeigt eine vergrößerte Ansicht des am unteren Ende des Gestänges 14 drehfest angeordneten Schneidaggregats 40 aus Fig. 3. Innerhalb des Gestänges 14 sind andeutungsweise die Zuleitung 20 für Druckluft und die Zuleitung 22 für Druckluft oder eine Hydraulikflüssig- keit gezeigt. Mit der Druckluft kann beim Bohren am Boden der Bohrung gelöstes Material durch den im Inneren des Gestänges ausgebildeten Spülkanal 21 im Sinne des Pfeiles 14A zur Oberfläche gefördert werden. Um das Schneidaggregat 40 innerhalb des abzutrennenden Rohres 13 abzusenken, wird das Gestänge 14 über Flanschverbindungen
23 (siehe auch Fig. 6) schußweise nach unten verlängert, bis das Schneidaggregat 40 auf die Höhe der Trennstelle 9 abgesenkt ist. Das zum Zerspanen erforderliche Drehmoment (Drehbewegung) wird über den Drehtisch 18 und das Gestänge 14 in das Schneidaggregat 40 eingeleitet, d.h. es wird das gesamte Gestänge 14 mitsamt dem Schneidaggregat 40 inner¬ halb des Rohres 13 um dessen Achse A gedreht. Das Schneid¬ aggregat 40 umfaßt ein Zentralteil 41, in dessen Innerem der Spülkanal 21 ausgebildet ist und dessen Außendimension in dem Ausführungsbeispiel nur etwa ein Drittel des Innen¬ durchmessers des Rohres 13 beträgt, so daß ein ringförmi¬ ger Zwischenraum 42 verbleibt.
Im gezeigten Beispiel umfaßt das Schneidaggregat 40 drei symmetrisch über den Umfang des Gestänges 14 verteil¬ te schwenkbare Schneidwerkzeuge 24. Jedes Schneidwerkzeug
24 weist in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3,4 und 8 einen eigenen nur ihm zugeordneten Kraftantrieb 34 auf, der aus einer fluidbetriebenen Kolben/Zylindereinheit bestehen kann. Das Fluid kann Druckluft sein, deren Druck aber beschränkt ist, oder ein Hydraulikfluid, mit dem größere Drücke und damit Betätigungskräfte des Kraftan¬ triebs 34 erzielbar sind. Die Druckluft oder das Hydrau¬ likfluid werden über die Zuleitung 22 zugeführt, so daß die einzelnen Schneidwerkzeuge 24 synchron und mit glei- cnen Kräften betätigt werden. Es versteht sich, daß auch für jeden Kraftantrieb 34 eine eigene Zuleitung vorhanden sein kann. Die Schneidwerkzeuge 24 mit ihren Kraftantrie¬ ben sind in dem ringförmigen Zwischenraum 42 angeordnet.
Werden die Kraftantriebe 34 mit Druckluft betätigt, so kann zwischen den Arbeitsvolumen mindestens eines Zy¬ linders und dem Inneren des Gestänges 14 eine in der Zeichnung nicht dargestellte Verbindung vorgesehen sein, die derart ausgestaltet ist, daß sie geöffnet wird, wenn sich der Kolben dieses Kraftantriebs 34 in seiner der ausgefahrenen Stellung des ihm zugeordneten Schneidwerk¬ zeugs 24 entsprechenden Endstellung befindet. Durch diese Maßnahme wird bewirkt, daß in dem Gestänge 14 aufsteigende Luft, die beispielsweise am Spülkopf 17 beobachtet werden kann, die vollständige Durchtrennung des Rohres signali¬ siert. Der Trennvorgang kann dann sofort gestoppt werden, wodurch verhindert wird, daß die Schneidwerkzeuge durch unnötige Reibung an den Rändern der Trennut vorzeitig verschleißen oder gar durch Eindringen in den außerhalb des Rohres anstehenden Meeresboden zerstört werden.
Jedes Schneidwerkzeug 24 besteht aus einem länglichen Grundkörper 25, an dessen einem Ende eine Schneidplatte 26 befestigt ist. Die Schneidplatten 26 sind als aus für Schwerzerspanung geeignetem Material bestehende Wendeplat¬ ten ausgebildet. Der Grundkörper 25 ist an seinem der Schneidplatte 26 abgewandten Ende auf einem am Außenumfang des Zentralteils 41 angeordneten horizontal zu einem Kreis um die Achse A tangentiaien Schwenkzapfen 28 gelagert. Zwischen dem Schwenkzapfen 28 und der Schneidplatte 26 greift ein mit dem Kraftantrieb verbundener Lenker 29 an, mittels dessen das Schneidwerkzeug 24 bei einer Aufwärts¬ bewegung des Lenkers 29 durch Schwenken um den Schwenkzapfen 28 aus einer in Fig. 4 strichpunktiert ange¬ deuteten nach unten weisenden Transportstellung 24' radial nach außen verlagert werden kann, bis die Schneidplatte 26 am Innenumfang des Rohres 13 zum Angriff kommt und das Rohr 13 an der Trennstelle 9 von innen nach außen unter Bildung einer von innen nach außen fortschreitenden, sich in einer zur Achse A senkrechten Ebene erstreckenden Trennut 45 spanend durchgeschnitten wird.
In der in den Fig. 3,4 und 8 gezeigten Ausführungs- form ist der Kraftantrieb 34 als Kolbeneinheit/Zylinder¬ einheit ausgebildet, die in dem Zwischenraum 42 am Außen¬ umfang des Zentralteils parallel zur Achse A fest angeord- net und deren Kolbenstange 32 mit dem Lenker 29 über einen am Zentralteil 41 geführten Schlitten 33 bewegungsverbun- den ist. Während der Absenkbewegung des Schneidaggregates 40 befindet sich der Zylinder der Kolben/Zylindereinheit in seiner vollständig ausgefahrenen Stellung (weiter unten als gezeigt), so daß das Schneidwerkzeug 24 im wesentli¬ chen längs der Achse A ausgerichtet (Stellung 24') und frei von dem Rohr 13 ist. Um die Schneidplatte 26 gegen den Innenumfang des Rohres 13 zu drücken, wird über die Zuleitung 22 der Kolben der Kolben/Zylindereinheit nach oben bewegt und der Grundkörper 25 des Schneidwerkzeugs 24 radial nach außen verschwenkt. Über den Druck der durch die Zuleitung 22 zugeführten Druckluft oder Hydraulikflüs¬ sigkeit ist der Anpreßdruck der Schneidplatte 26 an die Rohrinnenwand zur Beeinflussung des Schneidergebnisses einstellbar. Sobald das Rohr 13 vollständig durchgeschnit¬ ten ist, wird der Kolben nach unten bewegt und das Schneidwerkzeug 24 in seine Ausgangslage 24' zurückge¬ drückt, so daß das Schneidaggregat 40 nach oben aus dem abgetrennten Rohr 13 herausgezogen werden kann.
Das Schwenken des Schneidwerkzeugs 24 zur Rohrinnen¬ wand hin oder das Betätigen der Kolben/Zylindereinheit kann auf vielfältige, dem Fachmann bekannte Weise erfol¬ gen. Bei mehreren vorhandenen Zuleitungen 22 kann der Kol¬ ben 32 auch in beiden Richtungen wechselweise mit Druck beaufschlagt werden, das Ruckstellmomeπt kann über Federn bewirkt werden und dergleichen.
Alternativ zum radialen Schwenken um eine horizontale Achse kann der Grundkörper des Schneidwerkzeugs auch line¬ ar bewegt werden. In Fig. 5 ist ein Schneidaggregat 140 mit linearer zur Achse A des Schneidaggregats 140 bzw. des Rohres 13 radialer Führung des Grundkörpers 125 des Schneidwerkzeugs 124 gezeigt, wobei die linearen Führungen in einem Werkzeugführungskörper 131 ausgebildet sind, der am unteren Ende eines Zentralteils 141 angeordnet ist, der am oberen Ende einen Flansch 143 zur Verbindung mit dem Gestänge 14 aufweist. Die Grundkörper 125 der Schneidwerk- zeuge 124 sind in radialen Führungskanälen 123 des Werk¬ zeugführungskörpers 131 verlagerbar. In der linken Hälfte der Fig. 5 ist das Schneidwerkzeug 124 in ausgefahrenem, in der rechten Hälfte in eingezogenem Zustand gezeigt. Am der Rohrachse A zugewandten Ende des Grundkörpers 125 ist der eine Schenkel 127 eines Kniehebels angelenkt und er¬ streckt sich bis zum Kniegelenk 133, während der andere Schenkel 128 des Kniehebels von dem Kniegelenk 133 ausge¬ hend zentral nahe der Rohrachse A angelenkt ist. Am Knie¬ gelenk 123 des Kniehebels greift mit einem Ende eine sich längs der Achse A erstreckende Gelenkstange 129 an, deren anderes Ende über einen Gelenkzapfen 132 mit dem Kraft¬ antrieb 134 verbunden ist.
Im Gegensatz zu der Ausführungsform nach den Fig. 3,4 und 8 ist hier als Kraftantrieb 134 nur eine Kolben/Zylin¬ dereinheit vorgesehen, die alle Schneidwerkzeuge 124 ge¬ meinsam antreibt.
Die Kolben/Zylindereinheit weist an dem Zentralteil 141 ausgebildeten Kolben 135 auf. Der Zylinder der Kol¬ ben/Zylindereinheit ist als den Kolben 135 umgebender Schiebezylinder 138 ausgebildet, dessen Endscheiben 138A,138B auf dem zylindrischen Außenumfang 142 des Zen¬ tralteils 141 zu beiden Seiten des radial daraus hervor¬ springenden Kolbens 135 gleiten und mit dem Kolben 135 Druckkammern 136,137 bilden, die wahlweise mit Druckluft oder Hydraulikflüssigkeit beaufschlagbar sind. Um den Grundkörper 125 des Schneidwerkzeugs 124 in dem jeweiligen Führungskanal 123 nach außen zu bewegen, wird Druckluft oder Hydraulikflüssigkeit der oberen Druckkammer 136 zu¬ geführt, so daß der Schiebezylinder 138 nach oben gedrückt wird und die Kniegelenke 127,128 über die mit dem Schiebe¬ zylinder 138 verbundenen Lenker 129 gestreckt werden, so daß die Schneideinsätze 126 der Schneidwerkzeuge 124 line¬ ar gegen den Innenumfang des abzutrennenden Rohres 13 angestellt werden.
Wird der Schiebezylinder mit Druckluft betrieben, so kann am oberen Ende der oberen Druckluftkaπuner 136 ein sich bis zum Inneren des Gestänges 114 erstreckender, Kanal 136' vorgesehen sein, dessen Mündung in die obere Druckkammer 136 freigegeben wird, wenn sich der Schiebe¬ zylinder 138 in seiner oberen, die ausgefahrene Stellung der Schneidwerkzeuge 124 begrenzenden Endposition befin¬ det. Im Inneren des Gestänges 114 aufsteigende Luft signa¬ lisiert dann wiederum die Beendigung des Trennvorganges.
Mit der in Fig. 5 gezeigten Anordnung, die so bemes¬ sen ist, daß die Annäherung an die auf der linken Seite wiedergegebenen Strecklage des Kniehebels 127,128 beim Angriff des Schneideinsatzes 126 in der Wandung des Rohres 13 erfolgt, können auf einfache Weise ein hoher Anpre߬ druck der Schneideinsatze 126 gegen das Rohr 13 und eine entsprechende Spandicke an der Trennstelle 9 erzielt wer¬ den. Um das Schneidaggregat 140 mit eingezogenen Schneid¬ werkzeugen 124 in das Rohr 13 absenken und in diesem anhe¬ ben zu können, wird der unteren Druckkammer 137 Druckluft oder Hydraulikflüssigkeit zugeführt, so daß aufgrund der Bewegung des Schiebezylinders 134 nach unten der Lenker 129 und damit das Knie 123 des Kniegelenkes nach unten bewegt werden und dadurch die Schneidwerkzeuge 124 in den Führungskanälen 123 nach innen fahren, wie auf der rechten Seite der Fig. 5 gezeigt.
In den Fig. 6 und 7 ist die Arbeitsweise der Schneid¬ aggregate mehr prinzipiell dargestellt.
Fig. 6 entspricht der bisher beschriebenen Ausfüh¬ rungsform. Ein in dem Rohr 13 um die Achse A drehbares Schneidaggregat 40,140 weist Schneideinsatze 26,126 auf, die radial aus dem Schneidaggregat 40,140 herausverlager- bar sind und eine Drehbewegung entlang dem Innenumfang des Rohres 13 nur um die Achse A ausführen. Die Schneideinsät¬ ze 26,126 wirken wie Innenabstechstähle.
In Fig. 7 ist eine alternative Ausführungsform wie¬ dergegeben, bei der ein Schneidaggregat 240 um die Achse A drehbar ist, jedoch keine radial ausfahrbaren Schneidein- satze, sondern an einem Werkzeugträger 231 drehbare Schneidwerkzeuge 224 trägt, die am Rand des Schneidaggre- gats um zur Achse A parallele Achsen B drehbar sind und fräsend am Innenumfang des Rohres 13 zum Angriff kommen. Die Schneidwerkzeuge 224 drehen sich also sowohl um die Achse A als auch um die Achse B. Sie können nach Art eines Scheibenfräsers ausgebildet sein.
In Fig. 8 ist die Abtrennvorrichtung 50 als Ganzes mit einem an dem Gestänge 14 drehbaren Schneidaggregat 40 nach den Fig. 3 und 4 wiedergegeben. Das Gestänge besteht aus mehreren schußweise an Kupplungsstellen 14'' anein- andergesetzten Stangenelementen 14' und erstreckt sich von oben in das Rohr 13 hinein, von welchem in Fig. 8 nur der oberste Teil gezeigt ist. Um das Gestänge 14 innerhalb des Rohres 13 radial zu fixieren, sind in axialen Abständen zueinander Stabilisatoren 35 angeordnet, die gegen die In¬ nenwand des Rohres 13 anliegen und in denen das Gestänge 14 gelagert ist und sich frei drehen kann. Zwischen zwei Stabilisatoren 35 ist im Gestänge 14 ein Schaltventil 47 eingebaut, mit dem beispielsweise die Richtungsumkehr der Radialschwenkbewegung der Schneidwerkzeuge 24 gesteuert werden kann. Wie aus dem Bohrbetrieb bekannt, kann als unterste Stange eine Stabilisierungsstange bzw. Schwer¬ stange 49 in das Gestänge 14 eingebaut sein. Am oberen Ende des Gestänges 14 ist eine freie Kupplungsstelle 14''' zum Auskuppeln weiterer Stangenelemente 14' bzw. der An¬ triebseinrichtung 30 (Fig. 3) vorgesehen. Am unteren Ende des Gestänges 14 ist das Schneidaggregat 40 angeordnet.
Mit den Schneidaggregaten 40 der Fig. 3 und 4 und 140 der Fig. 5 ist die jeweilige vorgegebene Trennstelle 9 nur erreichbar, wenn das Rohr 13 bis dorthin frei ist. In vielen Fällen ist das Rohr 13 aber bis zu einer bestimmten Höhe mit Meeresboden oder Unterwasserbeton gefüllt, die oberhalb der Trennstelle 9 gelegen sein kann.
Daher ist unterhalb der Schneidaggregate 40 bzw. 140 ein darunter befestigter Bohrwerkzeugkopf 60 vorgesehen, der in Fig. 3,4 und 8 unterhalb des dortigen Schneidaggre¬ gats 40 erkennbar und in den Fig. 9 und 10 vergrößert wiedergegeben ist. Aufgabe des Bohrwerkzeugkopfes 60 ist es, in dem Rohr befindliches Material innerhalb des unteren Abschnitts des abzutrennenden Rohres 13 bis unter die Trennstelle 9 aus¬ zubohren, damit das Schneidaggregat 40 an die vorgesehene Trennstelle 9 gelangen kann. Um das durch den Bohrwerk¬ zeugkopf 40 weggebohrte Material abzutransportieren zu können, wird das unter Bezug auf die Figuren 3 und 4 kurz angedeutete Lufthebeverfahren eingesetzt. Bei dem Ausboh¬ ren des Rohres 13 wirkt die Vorrichtung wie ein üblicher Erdbohrer; das Schneidaggregat 40 ist hierbei bei einge¬ fahrenen Schneidwerkzeugen funktionslos. Es wird erst nach vollendetem Ausbohren in Betrieb gesetzt.
Das Abtrennen der Rohre 13 geschieht also unter Ver¬ wendung vorhandener Bohraggregate und -technologie, wobei lediglich zwischen dem Bohrwerkzeugkopf 60 und das Gestän¬ ge 14 das Schneidaggregat 40 einzusetzen und mit Zuleitun¬ gen zu versehen ist.
Der in der Fig. 9 gezeigte, einen etwa kreisförmigen Umriß aufweisenden Bohrwerkzeugkopf 60 wird über den obe¬ ren Flansch 43 an einen am unteren Ende des Schneidaggre¬ gats 40 vorgesehenen Gegenflansch angeschlossen. An der Unterseite des Bohrwerkzeugkopfes 60 sind, wie auch die Unteransicht in Fig. 10 zeigt, feststehende, mit Hartme¬ tall belegte Bohrkörper 46 oder Rollenmeißel angeordnet, mit denen der sich im Innenquerschnitt des abzutrennenden Rohres 13 befindende Unterwasserbeton weggebohrt werden kann. Die Absaugöffnung 48 dient dem Lufthebeverfahren und ist mit dem Innenquerschnitt des Gestänges 14 (nicht ge¬ zeigt) verbunden.
Bei dem Ausbohren des Rohres 13 können an dem Innen¬ umfang des Rohres 13 anhaftende Betonschichten stehenblei¬ ben, die die Schneidplatten 26,126 der Schneidwerkzeuge 24,124 beim Anstellen gegen den Innenumfang des Rohres 13 beschädigen oder zerstören können. Um dies zu vermeiden, kann an dem Bohrwerkzeugkopf 60 eine Reinigungseinrichtung mit radial ausschiebbaren bürsten- oder kratzerartigen Reinigungselementen 44 vorgesehen sein, mittels derer der anhaftende Beton bis auf das Metall des Rohres 13 entfernt wird, bevor die Schneidwerkzeuge 24,124 zur Wirkung ge¬ bracht werden.
In der Fig. 11 ist eine Stützeinrichtung 70 gezeigt, mit der das auf einem gerade abzutrennenden Rohr 13 la¬ stende Gewicht des betreffenden Rohres 13 selbst, benach¬ barter schon abgetrennter Rohre 13 und damit noch verblei¬ bender Aufbauten der Plattform abgefangen werden kann. Gezeigt ist ein dem gerade in Arbeit befindlichen Stütz¬ bein benachbartes, an der Trennstelle 9 schon abgetrenntes Rohr 13. In das abgetrennte Rohr 13 wird, nachdem das Schneidaggregat samt Gestänge bzw. mit dem Seil herausge¬ zogen wurde, ein zusätzliches Stützrohr 80 etwas geringe¬ ren Durchmessers abgesenkt, dessen Länge die Länge des Rohres 13 übertrifft und das infolgedessen über das obere Ende des Rohres 13 und die damit noch verbundenen Reste 63 der Plattform übersteht. Das Rohr 13 ist unten mit Unter¬ wasserbeton 61 bis zu einer oberen Begrenzungsfläche 65 gefüllt. Auf diese Begrenzungsflache 65 setzt sich das Stützrohr 80 mit seinem unteren Ende 80' . Dicht unterhalb des oberen Endes 80' ' des Stützrohres 80 ist eine Konus¬ spannverbindung 62 im Zwischenraum zwischen dem Stützrohr 60 und dem Innenumfang des Rohres 13 angeordnet, die hy¬ draulisch verklemmbar ist. An dem aus dem Rohr 13 hervor¬ stehenden Teil des Stützrohres 80 ist ein hydraulischer Hubzylinder 64 vorgesehen, die an dem Rest 63 der Platt¬ form angreift. Bei Betätigung der Hubvorrichtung 64 wird der Rest 63 an dem Stützrohr 80 hochgezogen. Dabei wird der obere Teil des Rohres 13 mitgenommen. Zwischen der Befestigung des Hubzylinders 64 und der Oberseite des Restes 63 der Plattform wird ein definierter Abstand fest¬ gelegt, der während des gesamten Abtrennvorgangs der ande¬ ren Stützbeine aufrechtgehalten werden soll. An der Trenn¬ stelle 9 entsteht hierbei ein Spalt. Über die Konusspann¬ verbindung 62 wird nun eine bleibende Verspannung zwischen dem Stützrohr und dem Rohr 13 erzielt, so daß es auf die ständige Aufrechterhaltung des Drucks in dem Hubzylinder 64 nicht mehr ankommt. Die dem gerade abzutrennenden Rohr 13 benachbarten schon abgetrennten Rohre und die damit verbundenen Reste 63 der Plattform werden auf diese Weise sicher hochgehalten, so daß nicht die ganze Struktur an der Trennstelle 9 des gerade bearbeiteten Rohres 13 zu¬ sammensackt. Ohne die Stützeinrichtung könnte es beim Abtrennvorgangs des gerade bearbeiteten Rohres 13 zu einem Einklemmen der Schneideinsätze 26,126 in der an die Trenn¬ stelle 9 gebildeten Innenumfangsnut 45 (Fig. 4) kommen, wenn der verbleibende Wandungsquerschnitt des Rohres 13 der Last nicht mehr gewachsen ist.

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Abtrennen von aufrechten, mit ihrem unteren Ende im Boden verankerten Rohren (13) größe¬ rer Länge und größeren Durchmessers, insbesondere von Stützbeinen (3) einer Off-Shore-Ölbohr- oder förderplatt- form (100), bei welcnem durch das obere Ende des-abzutren¬ nenden Rohres (13) ein Schneidaggregat in das Rohr (13) bis zu einer Trennstelle (9) hin abgesenkt wird, welches über den Umfang fortschreitend von innen gegen den Innen¬ umfang des Rohres ( 13) wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß im Rohr (13) befindliches Material, wie Meeresboden oder Beton, womit das Rohr (13) zur besseren Verankerung im Boden (11) ausgegossen sein kann, beim Absenken des Schneidaggregats von oben durch das Rohr (13) bis unter die Trennstelle (9) aufgebohrt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeich¬ net, daß das Schneidaggregat (40,140,240,340,440) das Rohr (13) spanabhebend durchtrennt.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, da¬ durch gekennzeichnet, daß das Gewicht des Rohres (13) und gegebenenfalls verbündender Bauteile (63) bei dem Abtrenn¬ vorgang abgefangen wird.
4. Vorrichtung zum Abtrennen von aufrechten, mit ihrem unteren Ende im Boden verankerten Rohren (13) größe¬ rer Länge unα größeren Durchmessers, insbesondere von Stutzbeinen (3) einer Off-Shore-Ölbohr- oder -förderplatt- form (100), mit einem durch das obere Ende des abzutrennenden Rohres in dieses bis zu einer Trennstelle (9) hin absenk¬ baren Schneidaggregat (40,140,240,340,440), welches in einer axial schmalen Trennzone (45) am Innenumfang des Rohres (13) in Umfangsrichtung fortschreitend zur Wirkung kommt und das Rohr (13) an der Trennstelle (9) durch¬ trennt, dadurch gekennzeichnet, daß unter dem Schneidaggregat (40) ein drehbar an¬ treibbarer Bohrwerkzeugkopf (60) angeordnet ist, mittels dessen im unteren Bereich des Rohres (13) befindliches Material, wie Meeresboden oder Beton (61) oder derglei¬ chen, womit das Rohr (13) zur besseren Verankerung im Boden (11) ausgegossen ist, über den Innenquerschnitt des Rohres (13) DIS zu einer Tiefe ausbohrbar ist, daß das Schneidaggregat (40,140,240,340,440) an der vorgesehenen Trennstelle (9) zum Einsatz bringbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4 , dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das Schneidaggregat (40,140,240,340,440) mindestens ein radial bewegliches, mit Hilfe eines Kraft¬ antriebs gegen den Innenumfang des Rohres (13) andrück¬ bares spanendes Schneidwerkzeug (24; 124;224) umfaßt, des¬ sen Angriffsstelle in einer zur Rohrachse (A) im wesentli¬ chen senkrechten Ebene in Umfangsrichtung fortschreitend verlagerbar ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das Schneidaggregat (40,140,240,340,440) mehrere symmetriscn um die Rohrachse (A) verteilte Schneidwerkzeuge (24;124;224) aufweist.
7 Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Kraftantrieb (34; 134) mindestens eine fluidbetriebene Kolben/Zylmdereinheit umfaßt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftantrieb (34; 134) mit Hydrau¬ likflussigkeit betreibbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftantrieb (34; 134) mit Druck¬ luft betreibbar ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die eine Verbindung zwischen dem Arbeitsvolumen der Kolben/Zylinderemneit und einem aas Schneidaggregat (40) und das Bohrwerkzeug (60) tragenden hohlen Gestänge (14) bewirken, sobald sich die Schneidwerkzeuge in ihrer radial außenliegenden Ξxtrem- stellung befinden.
11. Vorrichtung nach einem αer Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schneidaggregat (40) eine einen ringförmigen Bereich an der Trennstelle (9) bis auf das Metall des Rohres (13) von anhaftendem Material reini¬ gende Reinigungsvorrichtung (44) zugeordnet ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stutzeinrichtung vorgese¬ hen ist, die das Gewicht des Rohres (13) und gegebenen¬ falls verbundener Bauteile (63) bei dem Abtrennvorgang abfangt .
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Stutzeinrichtung ein in ein benachbartes bereits abgetrenntes Rohr (13) einsetzbares, etwa gleiche Länge aufweisendes Stützrohr (80) umfaßt, welches sich am unteren Ende (80') auf den Boden bzw. die Rohrgründung aufsetzt und im Bereich des oberen Endes (80'') mit dem abgetrennten Rohr (13) oder damit verbundenen Konstruk¬ tionsteilen (63) über eine Hubvorrichtung (64) verbindbar ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß eine zwischen dem Außenumfang des Stützroh¬ res (80) und dem Innenumfang des Rohres (13) hydraulisch verspannbare Konusspannverbindung (62) vorgesehen ist.
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