EP0900319B1 - Process and device for separation of pipes or columns fixed in the ground - Google Patents
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- EP0900319B1 EP0900319B1 EP97925854A EP97925854A EP0900319B1 EP 0900319 B1 EP0900319 B1 EP 0900319B1 EP 97925854 A EP97925854 A EP 97925854A EP 97925854 A EP97925854 A EP 97925854A EP 0900319 B1 EP0900319 B1 EP 0900319B1
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- cutting assembly
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP 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
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- 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 an apparatus and a method to separate upright, with your lower End of pipes anchored in the ground, especially of support legs an offshore oil drilling or production platform the preambles of claims 1 and 4, respectively.
- From DE-PS 671 660 is a device for severing known from pipes embedded in deep boreholes, whose cutting tool by means of a rod in the pipe is let down to the point of separation.
- the Cutting tool is attached to the inner wall of the pipe and cut it from the inside out.
- This device is not suitable for platforms because the separation point is always in an area of the support legs, the one with seabed, concrete or similar is filled and thus a lowering of the separation point is not possible.
- a device for cutting is from US Pat of the support legs of an off-shore oil drilling or production platform and their segmental removal known.
- the Device is due to the special structure used there Adjusted support legs.
- these consist of an outer Jacket tube and on the other hand from an inner tubular Stake.
- the jacket pipes With the jacket pipes, the off-shore oil drilling or production platform first placed on the seabed.
- these cladding tubes in the seabed are then let down the tubular piles within the casing pipes and driven into the ocean floor.
- the length of the Piles are chosen so that after a sufficient hold was reached in the bottom of the sea Pass in the casing tube.
- the one between the inner pole and the outer casing tube formed for fastening the off-shore oil drilling or production platform on the ocean floor or to attach the casing tube to the pile a grouting material, such as concrete, backfilled.
- the concrete is first between an ultrasound process crushed the pile and tube and then rinsed.
- a separator is then used to remove the pile to the top of the tubular pile let down.
- This separator essentially consists from a clamping device to attach it to the inside of the pile to be able to hold a predetermined position, as well as from a Cutting device to cut the upper segment of the pile to be able to separate.
- the cutting device has one in the radial direction and thus acting in the direction of the inner wall of the pile Piston / cylinder unit on, over the rotating cutting discs can be placed on the inner wall of the pile.
- the object of the invention is a method and an apparatus to create with the pipes of greater length and large diameter like the pillars of offshore oil drilling or production platforms despite the material in the pipes, such as soil or concrete quickly and therefore economically even under the seabed can be separated and also prevented here will that by friction of the cutting tools on the edges of the Separation groove and in the seabed outside the pipe increased wear or even breakage occurs.
- the complete severing of the pipe due to rising air above the platform signals. This measure prevents the Cutting tools by an intervention in the environment of the cut pipe prematurely wear or even destroyed become.
- a cutting process is quick because in this way from the relatively soft structural steel of the pipe thick chips removed and in the narrow circumferential direction extending separation zone a groove with a high Feed and high stock removal rate until cutting of the entire material cross-section can be introduced. Since it is cut from the inside, it plays no matter where the separation point with respect to the seabed is located; the procedure is carried out in its function does not affect the external conditions.
- the task is carried out in its apparatus aspect solved a device according to claim 4, thereby is characterized in that the power drive (34; 134) at least a piston / cylinder unit that can be operated with compressed air comprises and that means are provided that a connection between the working volume of the piston / cylinder unit and the cutting unit (40) and the drilling tool (60) supporting hollow rods (14), as soon as the cutting tools are in their radially outer Extreme position.
- the power drive (34; 134) at least a piston / cylinder unit that can be operated with compressed air comprises and that means are provided that a connection between the working volume of the piston / cylinder unit and the cutting unit (40) and the drilling tool (60) supporting hollow rods (14), as soon as the cutting tools are in their radially outer Extreme position.
- the cutting unit according to claim 2 at least one radially movable, with the help a power drive can be pressed against the inner circumference of the tube cutting tool, its point of attack in a substantially perpendicular to the pipe axis Level is progressively shiftable in the circumferential direction.
- the cutting tool only after reaching the cutting point extended radially and for cutting the Pipe by finally creating a wall thickness continuous inner circumferential groove against its inner circumference employed.
- the cutting unit several symmetrically comprises cutting tools distributed around the pipe axis, that work simultaneously in the same separation groove.
- the working area of Cutting tools from residues of the adhering material cleans the attack of the cutting tools.
- the cleaning device can e.g. a brush-like arrangement of Include cleaning elements.
- the support device can according to claim 9 in a neighboring already separated Pipe usable, about the same length Include support tube, which is in at the lower end the pipe on the seabed or through the underwater concrete formed pipe foundation and on the top End can be connected to the separated tube, which in the described in claim 10 by a hydraulic tensionable cone tension connection can happen.
- the separated pipe with the neighboring one Platform parts held up so that the tube in which the cutting unit is working, not so heavily loaded is.
- FIG. 1 is one of its main components separate oil drilling or production platform 100 shown which includes an actual platform 1, which in the assembled Condition on a support structure designated 2 overall is supported. The whole usually on equipment arranged on platform 1, such as a drilling device, Accommodation etc. is already dismantled and in the Drawing no longer reproduced.
- platform 1 For assembly and disassembly oil drilling or production platforms 100 and / or Support structures 2, crane ships 5 are used, the Have cranes 6, their lifting height above sea level Can be 200 m and more. In the phase shown the actual platform 1 hangs after loosening from the Support structure 2 already on the cranes 6.
- the support structure 2 in Fig. 1 is only that Part located above sea level 10 (Fig. 2) drawn, which can be 30 to 40 m high.
- the support structure 2 is included as a tower or trestle-like scaffold Support legs 3 and truss-like cross struts 4 trained and by means of her down in the water reaching legs (indicated by dash-dotted lines) 3 anchored under the water surface in the seabed.
- the Water can be over 100m deep and any leg can 3 a comparable distance into the seabed embedded, e.g. be rammed in.
- the support legs 3 are so very long. They consist of large tubes 13 of 1 up to 2 m in diameter and considerable wall thicknesses from 30 to 50 mm. The number of support legs 3 depends on the structure of the Support structure 2 dependent.
- Fig. 2 illustrates the dismantling situation of a Support structure 2, which is structurally something of Fig. 1st deviates.
- the upper parts 3 'of the support legs 3 are on the separation point 8 cut off and still belong to the actual platform 1, which is shown in FIG. 1 by the cranes 6 is lifted off the support structure 2.
- the support structure 2 protrudes above sea level 10 and extends by a depth corresponding to the water depth Route down to the ocean floor 11.
- the support legs 3 reach deep into the sea floor 11 and can their lower ends by pressed in underwater concrete or the like anchored in the seabed 11 in a foundation-like manner his.
- a rotary drive 16 can be arranged in the drive device 30 can be used as it drives a drill head an air-lifting drilling device from the prior art is known. So there can be existing drive devices be used, the modifications only if necessary must have.
- a so-called Flushing head 17 arranged by the drilling operation material loosened at the bottom of an earth hole by the Inner cross section of the linkage 14 in the direction of Arrow 14A after the air lifting process in line 15 is rinsed out.
- the operation of the flushing head 17 and the air lifting process are state of the art known and will not be explained in more detail here.
- a designated 19 Rotary connection head arranged above the compressed air for the Air lifting process and another fluid medium (air or a hydraulic fluid) even at high pressures one or more parallel to or in the linkage 14 this extending supply lines 20 and 22 can be introduced is.
- Fig. 4 shows an enlarged view of the the lower end of the linkage 14 is rotatably arranged Cutting unit 40 from FIG. 3.
- the supply line 20 for compressed air and the supply line 22 for compressed air or a hydraulic fluid shown.
- the compressed air can be used when drilling on the ground material loosened from the bore by the inside of the Rod-shaped flushing channel 21 in the direction of the arrow 14A are conveyed to the surface.
- flange connections 23 see also FIG. 6 extended downwards in shots, until the cutting unit 40 is at the level of the separation point 9 is lowered.
- the torque required for machining is on the turntable 18 and the linkage 14 introduced into the cutting unit 40, i.e. it will entire linkage 14 together with the cutting unit 40 within of the tube 13 rotated about its axis A.
- the cutting unit 40 comprises a central part 41, in the interior thereof the flushing channel 21 is formed and its outer dimension in the exemplary embodiment only about a third of the inner diameter of the tube is 13, so that an annular Gap 42 remains.
- the cutting unit 40 comprises three symmetrically distributed over the circumference of the linkage 14 swiveling cutting tools 24.
- Any cutting tool 24 in the exemplary embodiment of FIGS. 3, 4 and 8 its own power drive 34 assigned only to it, that of a fluid-operated piston / cylinder unit can exist.
- the fluid can be compressed air, its pressure but 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 fed via the feed line 22, so that the individual cutting tools 24 synchronously and with the same Forces are operated. It is understood that too there is a separate supply line for each power drive 34 can be.
- the cutting tools 24 with their power drives are arranged in the annular space 42.
- the power drives 34 are operated with compressed air, so there can be at least one cylinder between the working volumes and the inside of the linkage 14 one in the Drawing not shown be provided connection which is designed such that it is opened when the piston of this power drive 34 in its the extended position of the cutting tool assigned to it 24 corresponding end position.
- This Measure is caused to rise in the linkage 14 Air that is observed, for example, on the flushing head 17 can, the complete severing of the pipe signals.
- the separation process can then be stopped immediately, which prevents the cutting tools from unnecessary friction on the edges of the separating groove prematurely wear out or even penetrate into the outside of the pipe existing seabed are destroyed.
- Each cutting tool 24 consists of an elongated one Base body 25, at one end of which a cutting plate 26 is attached.
- the inserts 26 are considered to be from Heavy-duty cutting material suitable for existing inserts educated.
- the base body 25 is on its Cutting plate 26 facing away from an end on the outer circumference of the central part 41 arranged horizontally to form a circle mounted about the axis A tangentiaien pivot pin 28.
- the power drive 34 as a piston unit / cylinder unit formed in the space 42 on the outer circumference of the central part fixedly arranged parallel to the axis A. and the piston rod 32 with the handlebar 29 via a on the central part 41 guided slide 33 motionally connected is.
- the cylinder of the piston / cylinder unit in its fully extended position (below as shown) so that the cutting tool 24 essentially aligned along axis A (position 24 ') and is free of the tube 13.
- the pivoting of the cutting tool 24 to the inner tube wall or the actuation of the piston / cylinder unit can be done in a variety of ways known to those skilled in the art. If there are several supply lines 22, the piston can 32 alternately with pressure in both directions can be applied, the restoring torque can be applied via springs be effected and the like.
- the basic body of the cutting tool can also be linear be moved.
- 5 is a cutting unit 140 with linear to the axis A of the cutting unit 140 or Tube 13 radial guidance of the base body 125 of the Cutting tool 124 shown, the linear guides are formed in a tool guide body 131 which is arranged at the lower end of a central part 141 which at the upper end a flange 143 for connection to the Linkage 14 has.
- the basic body 125 of the cutting tools 124 are in radial guide channels 123 of the tool guide body 131 relocatable.
- In the left half 5 is the cutting tool 124 in the extended, shown in the right half in the retracted state.
- the piston / cylinder unit faces the central part 141 formed pistons 135.
- the cylinder of the piston / cylinder unit is more surrounding than the piston 135 Sliding cylinder 138 formed, the end plates 138A, 138B on the cylindrical outer circumference 142 of the central part 141 on either side of the radially protruding Piston 135 slide and with piston 135 Form pressure chambers 136, 137 which can be pressurized with compressed air are.
- Channel 136 may be provided, the mouth of which in the upper Pressure chamber 136 is released when the sliding cylinder 138 in its upper, extended position of the cutting tools 124 is the limit position. Air rising inside the rod 114 signals then again the termination of the separation process.
- Cutting unit 40, 140 has cutting inserts 26, 126, which can be moved radially out of the cutting unit 40, 140 are and a rotational movement along the inner circumference of the Run tube 13 only around axis A.
- the cutting inserts 26.126 act like internal parting steels.
- FIG. 7 shows an alternative embodiment, in which a cutting unit 240 about the axis A is rotatable, but no radially extendable cutting inserts, but rotatable on a tool carrier 231
- Cutting tools 224 carries that on the edge of the cutting unit are rotatable about axes B parallel to axis A and come to attack on the inner circumference of the tube 13.
- the cutting tools 224 therefore rotate both around the Axis A as well as about axis B. Disk milling cutter to be formed.
- the separator 50 is a whole with a cutting unit 40 rotatable on the linkage 14 3 and 4 reproduced.
- the linkage is there made up of several shots at coupling points 14 '' Rod members 14 'and extends from into the top of the tube 13, of which only the one in FIG top part is shown.
- To the linkage 14 within the To fix tube 13 radially are at axial intervals mutually stabilizers 35 arranged against the inner wall of the tube 13 and in which the linkage 14 is stored and can rotate freely. Between two Stabilizers 35 is a switching valve 47 in linkage 14 installed with which, for example, the reversal of the direction Radial pivoting movement of the cutting tools 24 controlled can be.
- a stabilizing bar or drill collar 49 be installed in the linkage 14.
- a free coupling point 14 '' ' for disengaging further rod elements 14 'or the drive device 30 (Fig. 3) provided.
- the cutting unit 40 is arranged.
- the respective predetermined separation point 9 only attainable when the tube 13 is free there.
- the tube 13 is up to a certain one Height filled with seabed or underwater concrete that can be located above the separation point 9.
- the task of the drilling tool head 60 is in the pipe material located within the lower section of the pipe 13 to be cut out to below the separation point 9, so that the cutting unit 40 to the intended Separation point 9 can reach.
- this is brief with reference to Figures 3 and 4 indicated air lifting method used.
- the device acts like a conventional one Earth auger; the cutting unit 40 is in this case when retracted Cutting tools inoperative. It is only after completed drilling started.
- the tubes 13 are thus separated using existing drilling units and technology, whereby only between the drill head 60 and the linkage 14 use the cutting unit 40 and with supply lines is to be provided.
- an approximately circular Outlined drill bit head 60 is over the top Flange 43 to one at the lower end of the cutting unit 40 provided counter flange.
- At the Bottom of the drilling tool head 60 are, like that Bottom view in Fig. 10 shows fixed, with hard metal occupied drill body 46 or roller chisel arranged, with which the one to be separated in the inner cross section of the Tube 13 located underwater concrete are drilled away can.
- the suction opening 48 is used for the air lifting method and is with the inner cross section of the linkage 14 (not shown) connected.
- the cutting plates 26, 126 of the cutting tools 24, 124 when positioning against the inner circumference of the tube 13 can damage or destroy.
- a cleaning device on the drilling tool head 60 with brush or scratch-like extensions that can be pushed out radially Cleaning elements 44 may be provided, by means of which adhering concrete removed to the metal of the tube 13 is brought into effect before the cutting tools 24, 124 become.
- FIG. 11 shows a support device 70, with which the load on a pipe 13 just to be separated Weight of the tube 13 itself, neighboring already cut pipes 13 and thus still remaining Superstructures of the platform can be intercepted. Shown is a support leg that is currently being worked on neighboring, already separated at the separation point 9 Tube 13. In the separated tube 13 after the Cutting unit including rods or pulled out with the rope an additional support tube 80 was slightly smaller Lowered diameter, the length of the length of the Tube 13 surpasses and consequently over the upper End of the tube 13 and the residues 63 still connected to it survives the platform.
- the pipe 13 is below with underwater concrete 61 up to an upper boundary surface 65 filled. This sits on this boundary surface 65 Support tube 80 with its lower end 80 '.
- a conical tension connection 62 in the space between the support tube 60 and the inner circumference of the tube 13 arranged hydraulically is jammed.
- a hydraulic one Lift cylinder 64 provided on the rest 63 of the platform attacks.
- the lifting device 64 is actuated the rest 63 pulled up on the support tube 80. Doing so the upper part of the tube 13 taken away.
- Between the Attachment of the lifting cylinder 64 and the top of the Remaining 63 of the platform is a defined distance, that during the entire separation process of the others Support legs should be maintained. At the separation point 9 this creates a gap.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Abtrennen von aufrechten, mit ihrem unteren Ende im Boden verankerten Rohren, insbesondere von Stützbeinen einer Offshore-Ölbohr- oder -förderplattform, nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 bzw. 4.The invention relates to an apparatus and a method to separate upright, with your lower End of pipes anchored in the ground, especially of support legs an offshore oil drilling or production platform the preambles of claims 1 and 4, respectively.
Ein derartiges Verfahren und zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtungen sind aus der WO 93 / 192 81 und der US-PS 1 755 206 bekannt.Such a method and to carry it out Devices suitable for the process are known from WO 93 / 192 81 and U.S. Patent 1,755,206.
Um die zahlreichen Erdölvorkommen abzubauen, werden seit geraumer Zeit nicht nur vom Land zugängliche Ölfelder, sondern auch die unter dem Meeresboden bzw. unter anderen Gewässern liegenden sogenannten Offshore-Felder angebohrt. Solche Bohrungen werden in unterschiedlichen Wassertiefen und zum Teil weitab von der Küste abgeteuft. Grundsätzlich wird, was die Ausbildung oberhalb der Wasseroberfläche betrifft, der gleiche Bohrturm wie an Land eingesetzt, nur eben auf einer oberhalb der Wasseroberfläche angeordneten Förderplattform. Die Art der Abstützung der Förderplattform auf dem Meeresboden ist zum Teil abhängig von der Wassertiefe. Die meisten Offshore-Ölförderplattformen sind mittels durch Großrohre gebildeter Stützbeine im Meeresboden verankert.To mine the numerous oil deposits, will for some time not only oil fields accessible from land, but also those under the sea floor or under so-called offshore fields located in other waters drilled. Such holes are in different Depths of water and partly sunk far from the coast. Basically what is training above the water surface concerns the same derrick as on land used, just on one above the water surface arranged conveyor platform. The type of support the production platform on the seabed is partly depending on the water depth. Most offshore oil platforms are formed by large pipes Support legs anchored in the sea floor.
Je nach Beschaffenheit des Meeresbodens sind die Stützbeine nur in den Meeresboden eingelassen, z.B. eingerammt 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 Beanspruchungen in hoher See widerstehen läßt.Depending on the nature of the seabed, they are Support legs only embedded in the sea floor, e.g. rammed in and hold due to the friction in the seabed. If if this is not enough, the alternative is to the sunken foot of the support legs underwater concrete or The like to bring in, if necessary, partially the lower end of the pipe in the surrounding seabed emerges and after curing an artificially created forms a foundation anchored in the seabed, to which Anchoring effect the effect of the weight of the concrete accesses that up to the lower part of the respective pipe to a certain amount. The funding platforms get through these measures even in problematic Stability that they withstand the high loads resists in the high seas.
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 angebohrten Ölfelder abgebaut sind. Sie können nicht einfach stehengelassen werden, weil sie eine Gefahr für die Schiffahrt darstellen.The first of these platforms were in the North Sea commissioned about 20 to 25 years ago; you will be no longer needed since the holes drilled with them Oil fields have been mined. You can't be easy be left standing because they are a danger to the Represent shipping.
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 Ölbohrtürme ähnlich ist, treten bei den in zum Teil tiefem und bewegtem Wasser befindlichen Stützkonstruktionen 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, sondern es verlangen Vorschriften der einschlägigen Behörden, daß die Stützbeine ein Stück unterhalb des Meeresbodens abgetrennt werden.There is therefore a need for a method and Devices with which the oil production platforms from the Seas to be eliminated after their useful life can. While removing the superstructure of the platform and the platform itself basically that of the country used oil derricks occur in the in support structures located partly in deep and moving water or platforms on significant problems. The Support legs must also be removed, but may for the reasons mentioned not simply high or dense be cut off below the surface of the sea, but regulations of the relevant authorities require that the support legs are a little below the sea floor be separated.
Aus der DE-PS 671 660 ist eine Vorrichtung zum Durchtrennen von in Tiefbohrlöchern eingelassenen Rohren bekannt, 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. From DE-PS 671 660 is a device for severing known from pipes embedded in deep boreholes, whose cutting tool by means of a rod in the pipe is let down to the point of separation. The Cutting tool is attached to the inner wall of the pipe and cut it from the inside out.
Zur Durchtrennung von Stützbeinen der genannten Plattformen eignet sich diese Vorrichtung nicht, da sich die Trennstelle stets in einem Bereich der Stützbeine befindet, der mit Meeresboden, Beton o.ä. gefüllt ist und somit ein Absinken der Trennstelle nicht möglich ist.For cutting support legs of the above This device is not suitable for platforms because the separation point is always in an area of the support legs, the one with seabed, concrete or similar is filled and thus a lowering of the separation point is not possible.
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 Diamantdrahtes abzuschneiden. Dies ist wegen der großen Wanddicke der Rohre ein langwieriges und für die Tauchmannschaften auch nicht ungefährliches Verfahren.It was therefore tried with diving teams and suitable equipment to submerge and there the support legs by means of an outside around the support leg laid diamond wire driven in its longitudinal direction to cut off. This is because of the large wall thickness the tubes a lengthy and for the diving teams also dangerous procedure.
Ferner ist aus der US-PS 4 389 765 eine Vorrichtung zum Durchtrennen von Stützbeinen einer Off-Shore-Ölbohr- oder -förderplattform und deren abschnittsweiser Entfernung bekannt. Die Vorrichtung ist an den speziellen Aufbau der dort verwendeten Stützbeine angepaßt. Diese bestehen einerseits aus einem äußeren Mantelrohr und andererseits aus einem inneren rohrförmigen Pfahl. Mit den Mantelrohren wird die Off-Shore-Ölbohr- oder - förderplattform zunächst auf den Meeresgrund gestellt. Zur Befestigung dieser Mantelrohre in dem Meeresboden werden anschließend innerhalb der Mantelrohre die rohrförmigen Pfähle hinabgelassen und in den Meeresgrund hineingetrieben. Die Länge der Pfähle ist so gewählt, daß diese, nachdem ein ausreichender Halt im Meeresgrund erreicht wurde, noch in den unteren Abschnitt des Mantelrohres hineinreichen. Der so zwischen dem inneren Pfahl und dem äußeren Mantelrohr gebildete Ringraum wird zur Befestigung der Off-Shore-Ölbohr- oder -förderplattform auf dem Meeresgrund bzw. zur Befestigung des Mantelrohres mit dem Pfahl mit einem Vergußmaterial, wie zum Beispiel Beton, verfüllt.Furthermore, a device for cutting is from US Pat of the support legs of an off-shore oil drilling or production platform and their segmental removal known. The Device is due to the special structure used there Adjusted support legs. On the one hand, these consist of an outer Jacket tube and on the other hand from an inner tubular Stake. With the jacket pipes, the off-shore oil drilling or production platform first placed on the seabed. For fixing these cladding tubes in the seabed are then let down the tubular piles within the casing pipes and driven into the ocean floor. The length of the Piles are chosen so that after a sufficient hold was reached in the bottom of the sea Pass in the casing tube. The one between the inner pole and the outer casing tube formed for fastening the off-shore oil drilling or production platform on the ocean floor or to attach the casing tube to the pile a grouting material, such as concrete, backfilled.
Um für eine Versetzung der Off-Shore-Ölbohr- oder -förderplattform die Mantelrohre von den rohrförmigen Pfählen zu trennen, wird zunächst über ein Ultraschallverfahren der Beton zwischen dem Pfahl und dem Rohr zerkleinert und anschließend ausgespült. Für die Entfernung des Pfahles wird dann eine Trennvorrichtung bis in den oberen Anfangsabschnitt des rohrförmigen Pfahles hinabgelassen. Diese Trennvorrichtung besteht im wesentlichen aus einer Klemmvorrichtung, um diese innerhalb des Pfahles an einer vorbestimmten Stelle halten zu können, sowie aus einer Schneidvorrichtung, um jeweils das obere Segment des Pfahles abtrennen zu können. Die Schneidvorrichtung weist eine in Radialrichtung und somit in Richtung der Innenwand des Pfahles wirkende Kolben-/Zylindereinheit auf, über die rotierende Schneidscheiben an die Innenwand des Pfahles angestellt werden können.To move the offshore oil drilling or production platform to separate the casing pipes from the tubular piles, the concrete is first between an ultrasound process crushed the pile and tube and then rinsed. A separator is then used to remove the pile to the top of the tubular pile let down. This separator essentially consists from a clamping device to attach it to the inside of the pile to be able to hold a predetermined position, as well as from a Cutting device to cut the upper segment of the pile to be able to separate. The cutting device has one in the radial direction and thus acting in the direction of the inner wall of the pile Piston / cylinder unit on, over the rotating cutting discs can be placed on the inner wall of the pile.
Um zu gewährleisten, daß nur der Pfahl und nicht das Mantelrohr durchtrennt wird, sind mechanische Anschläge vorgesehen, die die Ausfahrbewegung der Kolben-/Zylindereinheiten begrenzen, oder der Hub der Kolben-/Zylindereinheit ist einstellbar ausgestaltet. Nachdem das obere Segment des Pfahls von der Schneidvorrichtung durchtrennt ist, wird dieses noch weiterhin von der Klemmvorrichtung der Trennvorrichtung gehalten und kann somit zusammen mit der Trennvorrichtung nach oben aus dem Mantelrohr herausgehoben werden. Dieser Vorgang wird so oft wiederholt, bis der rohrförmige Pfahl aus dem jeweiligen Mantelrohr entfernt ist.To ensure that only the pile and not the casing tube is severed, mechanical stops are provided which the Limit the extension movement of the piston / cylinder units, or the stroke of the piston / cylinder unit is adjustable. After the upper segment of the pile from the cutter is severed, this is still from the Clamping device of the separator is held and thus can together with the separator upwards from the casing tube be lifted out. This process is repeated until the tubular pile is removed from the respective casing tube is.
Auch wird in der US-PS 4 389 765 für das Lösen von Stützbeinen einer Off-Shore-Ölbohr- oder -förderplattform aus dem Meeresgrund die Verwendung von Explosivstoffen angesprochen. Die Explosionen können jedoch zur Beschädigung der Stützbeine führen und somit aufwendige Reparaturen bedingen. Eine Verwendung der Plattform an einem neuen Einsatzort wird hierdurch erheblich verzögert.Also in U.S. Patent 4,389,765 for releasing support legs an off-shore oil drilling or production platform from the ocean floor mentioned the use of explosives. The explosions can, however, damage the support legs and therefore require extensive repairs. A use of the This makes the platform at a new location significant delayed.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit dem Rohre größerer Länge und großen Durchmessers wie die Stützpfeiler von Off-Shore-Ölbohr- oder -förderplattformen trotz in den Rohren befindlichen Materials wie Boden oder Beton schnell und damit wirtschaftlich auch unter dem Meeresboden abgetrennt werden können sowie auch hierbei verhindert wird, daß durch Reibung der Schneidwerkzeuge an den Rändern der Trennnut und im außerhalb des Rohres befindlichen Meeresgrund ein erhöhter Verschleiß oder gar Bruch auftritt.The object of the invention is a method and an apparatus to create with the pipes of greater length and large diameter like the pillars of offshore oil drilling or production platforms despite the material in the pipes, such as soil or concrete quickly and therefore economically even under the seabed can be separated and also prevented here will that by friction of the cutting tools on the edges of the Separation groove and in the seabed outside the pipe increased wear or even breakage occurs.
Diese Aufgabe wird in ihrem verfahrensmäßigen Aspekt durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.This task is in its procedural aspect solved by the subject matter of claim 1.
Erfindungsgemäß wird das vollständige Durchtrennen des Rohres durch aufsteigende Luft oberhalb der Plattform signalisiert. Durch diese Maßnahme wird vermieden, daß die Schneidwerkzeuge durch einen Eingriff in die Umgebung des durchtrennten Rohres vorzeitig verschleißen oder gar zerstört werden.According to the invention, the complete severing of the pipe due to rising air above the platform signals. This measure prevents the Cutting tools by an intervention in the environment of the cut pipe prematurely wear or even destroyed become.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausgestaltung des Verfahrens gemäß Anspruch 2, bei der ein Schneidaggregat mit einem spanabhebenden Werkzeug am Innenumfang des Rohres zur Wirkung gebracht und das Rohr in Umfangsrichtung fortschreitend von innen nach außen spanabhebend durchtrennt. Ein spanabhebendes Trennverfahren ist schnell, da auf diese Weise von dem relativ weichen Baustahl des Rohres dicke Späne abgenommen und in der schmalen in Umfangsrichtung 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.An embodiment of the Method according to claim 2, in which a cutting unit with a cutting tool on the inner circumference of the pipe brought into effect and the pipe in the circumferential direction progressively cut from the inside out. A cutting process is quick because in this way from the relatively soft structural steel of the pipe thick chips removed and in the narrow circumferential direction extending separation zone a groove with a high Feed and high stock removal rate until cutting of the entire material cross-section can be introduced. Since it is cut from the inside, it plays no matter where the separation point with respect to the seabed is located; the procedure is carried out in its function does not affect the external conditions.
Um zu verhindern, daß das Gewicht der Stützbeine und
der damit gegebenenfalls noch verbundenen sonstigen Konstruktionsteile
zu einem Absacken eines gerade im Abtrennen
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 beschreibenden
Weise durch Abstützen der Teile der Stützkonstruktion
an benachbarten noch stehenden Stützbeinen geschehen
kann.To prevent the weight of the support legs and
any other structural parts associated with it
to a sagging one in the process of severing
located pipe leads what the cutting tool
pinch and damage the cutting unit
Catching the weight of the pipe
expedient according to
Die Aufgabe wird in ihrem apparativen Aspekt durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 4 gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Kraftantrieb (34;134) mindestens eine mit Druckluft betreibbare Kolben/Zylindereinheit umfaßt und daß Mittel vorgesehen sind, die eine Verbindung zwischen dem Arbeitsvolumen der Kolben/Zylindereinheit und einem das Schneidaggregat (40) und das Bohrwerkzeug (60) tragenden hohlen Gestänge (14) bewirken, sobald sich die Schneidwerkzeuge in ihrer radial außenliegenden Extremstellung befinden. Durch diese Maßnahme wird 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 Schneidwerkzeuge an den Rändern der Trennut und im außerhalb des Rohres befindlichen Meeresgrund ein erhöhter Verschleiß oder gar Bruch derselben auftritt.The task is carried out in its apparatus aspect solved a device according to claim 4, thereby is characterized in that the power drive (34; 134) at least a piston / cylinder unit that can be operated with compressed air comprises and that means are provided that a connection between the working volume of the piston / cylinder unit and the cutting unit (40) and the drilling tool (60) supporting hollow rods (14), as soon as the cutting tools are in their radially outer Extreme position. By this measure is caused to rise through the hollow linkage Air above the platform completely cut through of the pipe signals. Thus the cutting process be stopped immediately afterwards, which prevents that by friction of the cutting tools on the edges of the Trennut and in the seabed outside the pipe increased wear or even breakage of the same occurs.
Vorzugsweise umfaßt das Schneidaggregat gemäß Anspruch 2 mindestens ein radial bewegliches, mit Hilfe eines Kraftantriebs gegen den Innenumfang des Rohres andrückbares spanendes Schneidwerkzeug, dessen Angriffsstelle 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 Wandstärke durchgehenden Innenumfangsnut gegen dessen Innenumfang angestellt.Preferably, the cutting unit according to claim 2 at least one radially movable, with the help a power drive can be pressed against the inner circumference of the tube cutting tool, its point of attack in a substantially perpendicular to the pipe axis Level is progressively shiftable in the circumferential direction. The cutting tool only after reaching the cutting point extended radially and for cutting the Pipe by finally creating a wall thickness continuous inner circumferential groove against its inner circumference employed.
Um den eigentlichen Trennvorgang zu beschleunigen, empfiehlt sich eine Ausgestaltung der Vorrichtung gemäß Anspruch 6, bei der das Schneidaggregat mehrere symmetrisch um die Rohrachse verteilte Schneidwerkzeuge umfaßt, die gleichzeitig in der gleichen Trennut zur Wirkung kommen.To speed up the actual separation process, it is advisable to design the device according to Claim 6, wherein the cutting unit several symmetrically comprises cutting tools distributed around the pipe axis, that work simultaneously in the same separation groove.
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 Innenwandung des Rohres unter Umständen eine Schicht Beton stehen, die die Schneidwerkzeuge bei ihrer anschließend einsetzenden Tätigkeit gefährden könnte.It will be at the hole to reach the separation point often not possible to be in the pipe Underwater concrete exactly up to the inner circumference of the pipe to bore out. This is especially true if the pipe is no longer completely round. So it stays on the inner wall there may be a layer of concrete in the pipe, which the cutting tools use when they are subsequently used Could endanger activity.
Um dies zu vermeiden empfiehlt sich eine Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 7, die den Arbeitsbereich der Schneidwerkzeuge von Resten des anhaftenden Materials vor dem Angriff der Schneidwerkzeuge säubert. Die Reinigungsvorrichtung kann z.B. eine bürstenartige Anordnung von Reinigungselementen umfassen.To avoid this, a cleaning device is recommended according to claim 7, the working area of Cutting tools from residues of the adhering material cleans the attack of the cutting tools. The cleaning device can e.g. a brush-like arrangement of Include cleaning elements.
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 Ausstrebungen belastet sind, kann es vorkommen, daß das Stützbein an der Trennstelle während des Trennvorgangs axial zusammensackt und die Schneidwerkzeuge dadurch eingeklemmt werden.Since the supporting legs of the offshore oil drilling or platforms have significant weights and possibly also from the remaining ones Share the actual platform and the framework-like Struts are burdened, it can happen that Support leg at the point of separation during the separation process axially collapses and the cutting tools get jammed become.
Es wird daher gemäß Anspruch 8 vorgeschlagen, daß
eine Stützeinrichtung vorgesehen ist, die das Gewicht des
Rohres bei dem Abtrennvorgang abfängt. It is therefore proposed according to
Die Stützeinrichtung kann gemäß einer Ausgestaltung
nach Anspruch 9 ein in ein benachbartes bereits abgetrenntes
Rohr einsetzbares, etwa gleiche Länge aufweisendes
Stützrohr umfassen, welches sich am unteren Ende in
dem Rohr auf dem Meeresboden bzw. die durch den Unterwasserbeton
gebildete Rohrgründung aufsetzt und am oberen
Ende mit dem abgetrennten Rohr verbindbar ist, was in der
in Anspruch 10 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 belastet
ist.According to one embodiment, the support device can
according to claim 9 in a neighboring already separated
Pipe usable, about the same length
Include support tube, which is in at the lower end
the pipe on the seabed or through the underwater concrete
formed pipe foundation and on the top
End can be connected to the separated tube, which in the
described in
Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.Embodiments of the invention are as follows explained with reference to the drawing.
In der Zeichnung zeigen:
In der Fig. 1 ist eine bereits in ihre Hauptbestandteile
getrennte Ölbohr- oder -förderplattform 100 gezeigt,
die eine eigentliche Plattform 1 umfaßt, die im montierten
Zustand auf einer insgesamt mit 2 bezeichneten Stützkonstruktion
abgestützt ist. Die gesamte normalerweise auf
der Plattform 1 angeordnete Ausrüstung wie Bohrvorrichtung,
Unterkünfte usw. ist bereits demontiert und in der
Zeichnung nicht mehr wiedergegeben. Zur Montage und Demontage
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 6.1 is one of its main components
separate oil drilling or
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 Stützkonstruktion
2 ist als turm- 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 Stützbein
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 mm. Die Anzahl der Stützbeine 3 ist von dem Aufbau der
Stützkonstruktion 2 abhängig.Of the support structure 2 in Fig. 1 is only that
Part located above sea level 10 (Fig. 2)
drawn, which can be 30 to 40 m high. The support structure
2 is included as a tower or trestle-like
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 Stützkonstruktion
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 verankert
sein. Bei der Aufgabe einer Ölbohr- oder -förderplattform
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 Meeresboden
11 hineinreichenden unteren Enden 12 an Trennstellen
9 abgetrennt werden. Während die Abtrennung an den Trennstellen
8 aufgrund der guten Zugänglichkeit keine Probleme
bereitet, liegen die Trennstellen 9 unterhalb der Wasseroberfläche
10 und innerhalb des Meeresbodens 11 und sind
entsprechend schlecht zu erreichen.Fig. 2 illustrates the dismantling situation of a
Support structure 2, which is structurally something of Fig. 1st
deviates. The upper parts 3 'of the
Aus diesem Grund ist eine in das Innere des jeweiligen
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 Antriebseinrichtung
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 beschrieben
werden wird.Because of this, one is inside each one
In der oberen Hälfte der Fig. 3 ist eine solche am
oberen Ende des abzutrennenden Rohres 13 angeordnete Antriebseinrichtung
30 gezeigt, die Teil einer üblichen
Lufthebe-Bohreinrichtung ist und ein nach unten in das
Rohr 13 hineinreichendes hohles Gestänge 14 drehend antreibt,
in dessen unterem Bereich das Schneidaggregat 40
drehfest angebracht ist, dessen Aufbau und Funktion weiter
unten noch erläutert werden wird.In the upper half of Fig. 3, such is on
Upper end of the pipe to be separated 13 arranged
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 Antriebsvorrichtungen
verwendet werden, die nur im Bedarfsfall Modifikationen
aufweisen müssen. Zum Antreiben des Schneidaggregats
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 Zahnrades
von außen angetrieben werden kann.A
Am oberen offenen Ende des Gestänges 14 ist ein sogenannter
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.At the upper open end of the
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 Hydraulikflüssigkeit
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 innerhalb
des Rohres 13 um dessen Achse A gedreht. Das Schneidaggregat
40 umfaßt ein Zentralteil 41, in dessen Innerem
der Spülkanal 21 ausgebildet ist und dessen Außendimension
in dem Ausführungsbeispiel nur etwa ein Drittel des Innendurchmessers
des Rohres 13 beträgt, so daß ein ringförmiger
Zwischenraum 42 verbleibt.Fig. 4 shows an enlarged view of the
the lower end of the
Im gezeigten Beispiel umfaßt das Schneidaggregat 40
drei symmetrisch über den Umfang des Gestänges 14 verteilte
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 Kraftantriebs
34 erzielbar sind. Die Druckluft oder das Hydraulikfluid
werden über die Zuleitung 22 zugeführt, so daß
die einzelnen Schneidwerkzeuge 24 synchron und mit gleicnen
Kräften betätigt werden. Es versteht sich, daß auch
für jeden Kraftantrieb 34 eine eigene Zuleitung vorhanden
sein kann. Die Schneidwerkzeuge 24 mit ihren Kraftantrieben
sind in dem ringförmigen Zwischenraum 42 angeordnet.In the example shown, the cutting
Werden die Kraftantriebe 34 mit Druckluft betätigt,
so kann zwischen den Arbeitsvolumen mindestens eines Zylinders
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 Schneidwerkzeugs
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 signalisiert.
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.If the power drives 34 are operated with compressed air,
so there can be at least one cylinder between the working volumes
and the inside of the
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 Wendeplatten
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 Aufwärtsbewegung
des Lenkers 29 durch Schwenken um den
Schwenkzapfen 28 aus einer in Fig. 4 strichpunktiert angedeuteten
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.Each cutting
In der in den Fig. 3,4 und 8 gezeigten Ausführungsform
ist der Kraftantrieb 34 als Kolbeneinheit/Zylindereinheit
ausgebildet, die in dem Zwischenraum 42 am Außenumfang
des Zentralteils parallel zur Achse A fest angeordnet
und deren Kolbenstange 32 mit dem Lenker 29 über einen
am Zentralteil 41 geführten Schlitten 33 bewegungsverbunden
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 wesentlichen
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 Hydraulikflüssigkeit
ist der Anpreßdruck der Schneidplatte 26 an die
Rohrinnenwand zur Beeinflussung des Schneidergebnisses
einstellbar. Sobald das Rohr 13 vollständig durchgeschnitten
ist, wird der Kolben nach unten bewegt und das
Schneidwerkzeug 24 in seine Ausgangslage 24' zurückgedrückt,
so daß das Schneidaggregat 40 nach oben aus dem
abgetrennten Rohr 13 herausgezogen werden kann.In the embodiment shown in Figs. 3,4 and 8
is the
Das Schwenken des Schneidwerkzeugs 24 zur Rohrinnenwand
hin oder das Betätigen der Kolben/Zylindereinheit
kann auf vielfältige, dem Fachmann bekannte Weise erfolgen.
Bei mehreren vorhandenen Zuleitungen 22 kann der Kolben
32 auch in beiden Richtungen wechselweise mit Druck
beaufschlagt werden, das Rückstellmoment kann über Federn
bewirkt werden und dergleichen.The pivoting of the
Alternativ zum radialen Schwenken um eine horizontale
Achse kann der Grundkörper des Schneidwerkzeugs auch linear
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 Schneidwerkzeuge
124 sind in radialen Führungskanälen 123 des Werkzeugführungskörpers
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 erstreckt
sich bis zum Kniegelenk 133, während der andere
Schenkel 128 des Kniehebels von dem Kniegelenk 133 ausgehend
zentral nahe der Rohrachse A angelenkt ist. Am Kniegelenk
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 Kraftantrieb
134 verbunden ist.As an alternative to radial swiveling around a horizontal one
The basic body of the cutting tool can also be linear
be moved. 5 is a
Im Gegensatz zu der Ausführungsform nach den Fig. 3,4
und 8 ist hier als Kraftantrieb 134 nur eine Kolben/Zylindereinheit
vorgesehen, die alle Schneidwerkzeuge 124 gemeinsam
antreibt.In contrast to the embodiment according to FIGS. 3.4
and 8 here is only a piston / cylinder unit as
Die Kolben/Zylindereinheit weist an dem Zentralteil
141 ausgebildeten Kolben 135 auf. Der Zylinder der Kolben/Zylindereinheit
ist als den Kolben 135 umgebender
Schiebezylinder 138 ausgebildet, dessen Endscheiben
138A,138B auf dem zylindrischen Außenumfang 142 des Zentralteils
141 zu beiden Seiten des radial daraus hervorspringenden
Kolbens 135 gleiten und mit dem Kolben 135
Druckkammern 136,137 bilden, die mit Druckluft beaufschlagbar
sind. Um den Grundkörper 125 des Schneidwerkzeugs
124 in dem jeweiligen Führungskanal 123 nach außen
zu bewegen, wird Druckluft der oberen Druckkammer 136 zugeführt,
so daß der Schiebezylinder 138 nach oben gedrückt
wird und die Kniegelenke 127,128 über die mit dem Schiebezylinder
138 verbundenen Lenker 129 gestreckt werden, so
daß die Schneideinsätze 126 der Schneidwerkzeuge 124 linear
gegen den Innenumfang des abzutrennenden Rohres 13
angestellt werden.The piston / cylinder unit faces the
Am oberen Ende der oberen Druckluftkammer 136 ist 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 Schiebezylinder
138 in seiner oberen, die ausgefahrene Stellung
der Schneidwerkzeuge 124 begrenzenden Endposition befindet.
Im Inneren des Gestänges 114 aufsteigende Luft signalisiert
dann wiederum die Beendigung des Trennvorganges.At the top of the
Mit der in Fig. 5 gezeigten Anordnung, die so bemessen
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 Anpreßdruck
der Schneideinsätze 126 gegen das Rohr 13 und eine
entsprechende Spandicke an der Trennstelle 9 erzielt werden.
Um das Schneidaggregat 140 mit eingezogenen Schneidwerkzeugen
124 in das Rohr 13 absenken und in diesem anheben
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.With the arrangement shown in Fig. 5, dimensioned so
is that approaching that on the left
reproduced stretched position of the toggle lever 127,128 at
Attack of the cutting
In den Fig. 6 und 7 ist die Arbeitsweise der Schneidaggregate mehr prinzipiell dargestellt.6 and 7 is the operation of the cutting units more depicted in principle.
Fig. 6 entspricht der bisher beschriebenen Ausführungsform.
Ein in dem Rohr 13 um die Achse A drehbares
Schneidaggregat 40,140 weist Schneideinsätze 26,126 auf,
die radial aus dem Schneidaggregat 40,140 herausverlagerbar
sind und eine Drehbewegung entlang dem Innenumfang des
Rohres 13 nur um die Achse A ausführen. Die Schneideinsätze
26,126 wirken wie Innenabstechstähle.6 corresponds to the previously described embodiment.
A rotatable in the
In Fig. 7 ist eine alternative Ausführungsform wiedergegeben,
bei der ein Schneidaggregat 240 um die Achse A
drehbar ist, jedoch keine radial ausfahrbaren Schneideinsätze,
sondern an einem Werkzeugträger 231 drehbare
Schneidwerkzeuge 224 trägt, die am Rand des Schneidaggregats
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.7 shows an alternative embodiment,
in which a
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'' aneinandergesetzten
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 Innenwand
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. Schwerstange
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 Antriebseinrichtung
30 (Fig. 3) vorgesehen. Am unteren Ende
des Gestänges 14 ist das Schneidaggregat 40 angeordnet.In Fig. 8, the
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.With the cutting
Daher ist unterhalb der Schneidaggregate 40 bzw. 140
ein darunter befestigter Bohrwerkzeugkopf 60 vorgesehen,
der in Fig. 3,4 und 8 unterhalb des dortigen Schneidaggregats
40 erkennbar und in den Fig. 9 und 10 vergrößert
wiedergegeben ist. Therefore, 40 and 140 is below the cutting units
a
Aufgabe des Bohrwerkzeugkopfes 60 ist es, in dem Rohr
befindliches Material innerhalb des unteren Abschnitts des
abzutrennenden Rohres 13 bis unter die Trennstelle 9 auszubohren,
damit das Schneidaggregat 40 an die vorgesehene
Trennstelle 9 gelangen kann. Um das durch den Bohrwerkzeugkopf
40 weggebohrte Material abzutransportieren zu
können, wird das unter Bezug auf die Figuren 3 und 4 kurz
angedeutete Lufthebeverfahren eingesetzt. Bei dem Ausbohren
des Rohres 13 wirkt die Vorrichtung wie ein üblicher
Erdbohrer; das Schneidaggregat 40 ist hierbei bei eingefahrenen
Schneidwerkzeugen funktionslos. Es wird erst nach
vollendetem Ausbohren in Betrieb gesetzt.The task of the
Das Abtrennen der Rohre 13 geschieht also unter Verwendung
vorhandener Bohraggregate und -technologie, wobei
lediglich zwischen dem Bohrwerkzeugkopf 60 und das Gestänge
14 das Schneidaggregat 40 einzusetzen und mit Zuleitungen
zu versehen ist.The
Der in der Fig. 9 gezeigte, einen etwa kreisförmigen
Umriß aufweisenden Bohrwerkzeugkopf 60 wird über den oberen
Flansch 43 an einen am unteren Ende des Schneidaggregats
40 vorgesehenen Gegenflansch angeschlossen. An der
Unterseite des Bohrwerkzeugkopfes 60 sind, wie auch die
Unteransicht in Fig. 10 zeigt, feststehende, mit Hartmetall
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 gezeigt)
verbunden.The one shown in Fig. 9, an approximately circular
Outlined
Bei dem Ausbohren des Rohres 13 können an dem Innenumfang
des Rohres 13 anhaftende Betonschichten stehenbleiben,
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 gebracht
werden.When drilling out the
In der Fig. 11 ist eine Stützeinrichtung 70 gezeigt,
mit der das auf einem gerade abzutrennenden Rohr 13 lastende
Gewicht des betreffenden Rohres 13 selbst, benachbarter
schon abgetrennter Rohre 13 und damit noch verbleibender
Aufbauten der Plattform abgefangen werden kann.
Gezeigt ist ein dem gerade in Arbeit befindlichen Stützbein
benachbartes, an der Trennstelle 9 schon abgetrenntes
Rohr 13. In das abgetrennte Rohr 13 wird, nachdem das
Schneidaggregat samt Gestänge bzw. mit dem Seil herausgezogen
wurde, ein zusätzliches Stützrohr 80 etwas geringeren
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 Unterwasserbeton
61 bis zu einer- oberen Begrenzungsfläche 65
gefüllt. Auf diese Begrenzungsfläche 65 setzt sich das
Stützrohr 80 mit seinem unteren Ende 80'. Dicht unterhalb
des oberen Endes 80'' des Stützrohres 80 ist eine Konusspannverbindung
62 im Zwischenraum zwischen dem Stützrohr
60 und dem Innenumfang des Rohres 13 angeordnet, die hydraulisch
verklemmbar ist. An dem aus dem Rohr 13 hervorstehenden
Teil des Stützrohres 80 ist ein hydraulischer
Hubzylinder 64 vorgesehen, die an dem Rest 63 der Plattform
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 festgelegt,
der während des gesamten Abtrennvorgangs der anderen
Stützbeine aufrechtgehalten werden soll. An der Trennstelle
9 entsteht hierbei ein Spalt. Über die Konusspannverbindung
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 zusammensackt.
Ohne die Stützeinrichtung könnte es beim
Abtrennvorgangs des gerade bearbeiteten Rohres 13 zu einem
Einklemmen der Schneideinsätze 26,126 in der an die Trennstelle
9 gebildeten Innenumfangsnut 45 (Fig. 4) kommen,
wenn der verbleibende Wandungsquerschnitt des Rohres 13
der Last nicht mehr gewachsen ist.11 shows a
Claims (10)
- Process for cutting off upright tubes (13) of large length and large diameter having their lower ends anchored in the ground, in particular supporting legs (3) of an offshore oil drilling or handling platform (100), in which a cutting assembly (40, 140, 240) is lowered through the upper end of the tube (13) to be cut off, into the tube (13) as far as a cutting point (9), which assembly acts against the inside of the tube (13) from inside, driven by compressed air and advancing over the periphery, material present in the tube (13) such as sea bed material or concrete in which the tube (13) can be embedded for improved anchoring age in the ground (11) being drilled out as far as below the cutting point (9) on lowering of the cutting assembly from above through the tube (13),
characterised in that
the attainment of complete cutting through of the tube by the cutting assembly (40, 140, 240) and thereby the complete cutting through of the tube (13) is signalled by compressed air rising through a hollow rod (14) carrying the cutting assembly (40, 140, 240), in particular compressed air for the cutting assembly (40, 140, 240). - Process according to Claim 1, characterised in that the cutting assembly (40, 140, 240) cuts through the tube (13) by chip-removing machining.
- Process according to one of Claims 1 or 2, characterised in that the weight of the tube (13) and any components (63) which may be connected to it is taken during the cutting off process.
- Equipment for cutting off upright tubes (13) of large length and large diameter having their lower ends anchored in the ground, in particular supporting legs (3) of an offshore oil drilling or handling platform (100),with a power drive (34; 134), andwith a cutting assembly (40, 140, 240) which can be lowered through the upper end of the tube to be cut off, into the latter as far as a cutting point (9) and which comes into action progressively in a circumferential direction in an axially narrow cutting zone (45) on the inside of the tube (13) and cuts through the tube (13) at the cutting point (9), a rotatably driven drilling tool head (60) being mounted underneath the cutting assembly (40), by means of which material present in the lower part of the tube (13) such as sea bed material or concrete (61) or the like, with which the tube (13) is embedded for improved anchorage in the ground (11), can be drilled out from the inside of the tube (13) to a depth so that the cutting assembly (40, 140, 240) can be brought into position at the given cutting point (9),
the power drive (34; 134) includes at least one piston/cylinder unit driven by compressed air and that means are provided which effect a connection between the working volumes of the piston/cylinder unit and a hollow rod (14) carrying the cutting assembly (40) and the drilling tool (60) as soon as the cutting tools (24; 124; 224) are present in their radially outward extreme position. - Equipment according to Claim 4, characterised in that the cutting assembly (48, 140, 240) includes at least one radially movable machining cutting tool (24; 124; 224) which can be pressed against the inside of the tube (13) with the aid of a power drive, and of which the point of the engagement is progressively displaceable in a circumferential direction in a plane substantially perpendicular to the axis (A) of the tube.
- Equipment according to Claim 5, characterised in that the cutting assembly (40, 140, 240) has a number of cutting tools (24; 124; 224) distributed symmetrically about the axis (A) of the tube.
- Equipment according to one of Claims 4 to 6, characterised in that the cutting assembly (40) has associated with it a cleaning device (44) cleaning off adhering material from a ring-shaped region at the cutting point (9) up to the metal of the tube (13).
- Equipment according to one of Claims 4 to 7, characterised in that a supporting device is provided, which takes the weight of the tube (13), and of any parts (63) which maybe connected to it, during the cutting off process.
- Equipment according to Claim 8, characterised in that the supporting device comprises a supporting tube (80) which can be introduced into an adjacent already cut off tube (13) and having approximately the same length, and which has its lower end (80') placed on the ground or the tube base and can be connected in the region of its upper end (80") by a ram (64) to the cut off tube (13) or structural parts (63) connected to it.
- Equipment according to Claim 9, characterised in that a hydraulically actuated cone clamping connection (62) is provided between the outer surface of the supporting tube (80) and the inner surface of the tube (13).
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