EP2635767B1 - Verfahren und vorrichtung zum verschliessen eines erdbohrlochs - Google Patents

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EP2635767B1
EP2635767B1 EP11776713.7A EP11776713A EP2635767B1 EP 2635767 B1 EP2635767 B1 EP 2635767B1 EP 11776713 A EP11776713 A EP 11776713A EP 2635767 B1 EP2635767 B1 EP 2635767B1
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EP
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earth
closure body
borehole
earth borehole
ceiling
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Joachim Geyer
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Checkpoint ABC GmbH
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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
    • E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/13—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
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    • E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/12—Packers; Plugs
    • E21B33/1208—Packers; Plugs characterised by the construction of the sealing or packing means
    • 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
    • E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/13—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
    • E21B33/136—Baskets, e.g. of umbrella type
    • 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
    • E21B4/00—Drives for drilling, used in the borehole
    • E21B4/18—Anchoring or feeding in the borehole

Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for closing an earth well, wherein an expandable closure body is inserted into the wellbore and expanded in diameter for the purpose of closure.
  • Subterranean resources such as oil fields or gas fields
  • Such Erdbohrlöcher can hereby be introduced from the earth's surface, but also under water from the sea or water bottom into the soil.
  • Blowout Preventer is usually attached to the upper end of the well bore or out there from the Erdbohrloch pipe section, by means of the wellbore or the thereto subsequent raw material line can be closed.
  • the said blowout preventer has a valve device which is open only when selectively controlled and otherwise automatically closes. Problems arise, however, if this closure mechanism, for example, as a result of damage does not work, or leaks between said blowout preventer and the Erdbohrloch occur in the region of the mouth of the Erdlochloch at the earth's surface.
  • an expandable closure body is introduced into the earth borehole, which is first introduced into the earth borehole in a collapsed state and then radially expanded in the earth borehole, so that a radial sealing surface located at the circumference of the expanding section opposes presses the inner wall of the borehole.
  • radially expandable closure devices are for example from the DE 20 2009 010 814 U1 , of the EP 0 842 348 B1 , of the DE 39 21 189 A1 or the US 4,462,714 known, the latter shows as a closing body an inflatable balloon to be filled in a conical cavern with concrete.
  • the radial expansion of the sealing portion takes place here for example via a clamping cone, which presses by axial displacement of an elastic clamping ring to the outside, or for example by axial squeezing of rubber rings between two collapsible abutment shoulders, so that the axially crushed rubber rings dodge radially.
  • the present invention has for its object to provide an improved method and an improved device of the type mentioned, avoid the disadvantages of the prior art and further develop the latter in an advantageous manner.
  • a secure seal the Erdbohrlochs be achieved without having to take this long processing times and difficult handling in purchasing.
  • this object is achieved by a method according to claim 1 and an apparatus according to claim 7.
  • Preferred embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
  • the closure body is at least partially led out of the lower end of the Erdbohrlochs, expanded in the earth chamber below the Erdbohrloch and out with an Axialdicht Structure from below against the Erdbohrloch surrounding chamber ceiling of the Erdhunt, wherein an expansion body is used, which after expansion with an edge portion placed on the chamber ceiling and spread by moving back against the filling direction.
  • the closure body has an axial sealing surface on an expandable section, the diameter of which in the expanded state of the closure body being significantly larger than the diameter of the groundwater hole.
  • a reversible feed drive is provided, by means of which the closure body is first passed through the Erdbohrloch and beyond the end of Erdbohrlochs in said earth chamber and After the expandable portion of the closure body is widened, it is moved backwards until the axial sealing surface is present at the Erdcrohrloch.
  • the sealing or pressing forces effecting the sealing seat increase with increasing pressure in the earth chamber by itself, since the prevailing in the earth chamber liquid and / or gas pressure is used to to press against the chamber ceiling over the lower Erdbohrlochmündung sitting closure body.
  • the Axialdicht Structure is pressed with a sealing force, which is directed substantially parallel to the longitudinal axis of the Erdbohrlochs upwards, against the chamber ceiling.
  • the closure body is not expanded in widened intermediate sections of the borehole, but moved directly into the earth chamber storing the liquid or gaseous raw materials to be stored, and immediately expanded there to be driven from below against the chamber ceiling.
  • the chamber ceiling of such raw material storage chambers often have Approximately considered planar chamber ceilings, which extend at least approximately perpendicular to the longitudinal axis of the Erdlochloch depending on the inclination of the Erdlochloch or such raw material storage chambers can be advantageously drilled so that the chamber ceilings around the mouth of the Erdbohrlochs extend substantially perpendicular to the longitudinal direction of the Erdbohrlochs in the mouth region ,
  • chamber sections can be drilled in which the chamber ceiling around the mouth of the Erdbohrlochs around at an angle in the range of 70 ° -110 °, in particular about 80 ° -100 ° and in particular about 90 ° +/- 5 ° extend, that is, the chamber cover extends at least approximately around the mouth of the borehole approximately
  • the sealing of the earth borehole exclusively by axial, i. in the direction of the Erdbohrlochs acting pressing of the Axialdicht statue the closure body against the chamber ceiling done, the seal causing axial contact pressure by retraction of the closure body to the Erdbohrloch out, but in particular can also be done by taking advantage of the prevailing in the chamber fluid pressure forces.
  • the closure body may have a sufficiently large in the expanded state Axialdruck-Beetzschlagungs constitutional which is provided on the side facing away from the chamber ceiling of the closure body and advantageously at least approximately parallel to the chamber ceiling extends and / or may be approximately planar, so that the fluid pressure forces a predominantly axially exert upward force on the closure body. Said axial pressure-loading surface of the closure body thus captures, so to speak, the fluid pressure and is so contoured and sized large enough to press the Axialdicht Structure the closure body with sufficient contact pressure against the chamber ceiling.
  • said expandable sealing portion of the closure body can basically be designed differently and expanded in various ways.
  • said expandable Seal section comprise a hinged or foldable screen element whose outer edge portion forms said axial sealing surface.
  • the closure body and / or its expandable sealing portion is designed such that the Axialdicht Structure spreads under the pressure of the liquid in the earth chamber with the chamber ceiling and schabend or digging to the said chamber ceiling applies or in this piece digs.
  • the expandable sealing portion may be formed as a Sp Dretzpus, which is set after widening with an edge portion on the chamber ceiling and spread by depressing a further inner portion opposite to the insertion direction. Upon depression of the central portion of the Sp DrISSkorpus the axial sealing surface forming edge portion widens a bit further, so that the said Axialdichtabites digs into the wall of the chamber ceiling or hineinschabt, whereby a particularly efficient sealing is achieved.
  • the depression of the central portion of the Sp Schwarzkorpus can be advantageously effected by the pending Erdhunt réelle there or at least supported.
  • said Sp Schwarzkorpus be sufficiently elastic and / or deformable, so that it can be deformed under the Erdsch réelle accordingly.
  • Said Sp Schwarzkorpus can be formed in a development of the invention - roughly speaking - conical, trough, cup or cone-shaped, so that in the expanded state of the sealing portion of the outer edge portion of the Sp Schwarzkorpus is present on the chamber ceiling and from said edge portion of the Contour of Sp Schwarzkorpus extending inwardly rising so that the Sp Schwarzkorpus is increasingly spaced from the borehole away from the chamber ceiling.
  • said Sp Schwarzkorpus have an umbrella shape, in which the flanks of the Sp Schwarzkorpus - viewed in section - flat angle, for example in an angular range between 10 ° and 35 ° to a plane extending perpendicular to the longitudinal axis of the Erdbohrlochs or the closure body is.
  • the umbrella-like Sp Schwarzkorpus is hereby spread with its pointing to the chamber ceiling edge portion, so that there is a flat concave to the Erdbohrloch Sp Schwarzschadorel.
  • This umbrella-shaped Sp Schwarzkorpus is then pressed from below against the chamber ceiling so that the umbrella-shaped Sp Schwarzkorpus spread even further and / or is suppressed, so that the Sp Schwarzkorpus spreads with its Axialdicht Structure forming edge portion against the chamber ceiling.
  • Eingrab Koch thereby produced a particularly effective sealing can be achieved.
  • the acting from under against the screen fluid pressure tries to spread the screen even further, causing it spreads on the chamber ceiling.
  • the expandable sealing portion of the closure body may also comprise an expandable by pressurized fluid filling annular balloon or balloon portion comprising a collapsible shell defining a pressure fluid space into which a pressurized fluid, such as oil or a gas can be introduced.
  • a pressurized fluid such as oil or a gas
  • the balloon is guided in the collapsed state, so that the annular balloon has a diameter smaller than the Erdbohrloch.
  • pressurized fluid is forced into the interior of the balloon, causing it to expand to a diameter significantly greater than that of the borehole so that the rearwardly oriented annular balloon section can be pressed against the chamber ceiling to seal.
  • the expandable sealing portion of the closure body may also have other expansion mechanisms, for example radially outwardly movable sealing jaws or the like.
  • the sealing portion of the closure body and / or the Axialdicht Structure provided thereon has an outer diameter which is at least 150% of the Erdbohrloch tomessers, preferably more than 200% of the Erdbohrloch bemessers.
  • Said Axialdicht preparation may be formed as an annular surface whose inner diameter is also significantly larger than said Erdbohrloch tomesser.
  • the width of said annular surface is relatively narrow in order to achieve high surface pressures on the chamber ceiling.
  • the inner diameter of said annular sealing surface may be more than 125% of the Erdbohrloch tomessers, or if the outer diameter of the Axialdicht composition is more than 200% of the Erdbohrloch tomessers, 150% or amount to more of the Erdbohrloch bemessers.
  • the closure body can in principle be introduced in various ways into the earth borehole and the borehole mouth can be positioned in the earth chamber from below to cover the borehole.
  • the closure body is introduced together with a drill head on a drill rod in the Erdbohrloch, wherein the drill head can be operated drilling, for example by rotating the boring bar about its longitudinal axis.
  • the advantageously arranged in the insertion direction in front of the closure body drill head can be left in the earth chamber, when the closure body is mounted, the drill head can remain in principle connected to the closure body, or optionally alternatively separated and can be sunk in the earth chamber.
  • the said closure body can also be introduced into the earth borehole on a self-propelled wagon, said self-propelled wagon being able to be designed, for example, in the manner of a cartridge or a lift cage, which can comprise driveable driving wheels which can be driven in the region of radial peripheral surfaces pressed against the Erdbohrlochwandung.
  • a self-propelled wagon By means of such a self-propelled wagon, the closure body is also guided through the Erdbohrloch until the closure body has at least partially reached the underlying Erdhunt. After widening of the closure body of the car still located in the Erdbohrloch is moved back until the closure body is pending with its Axialdicht Structure on the chamber ceiling.
  • the closure body can in this case comprise in an advantageous embodiment of the invention, a valve to selectively enter even with mounted closure body liquid or gas from the earth chamber in the Erdbohrloch and leak over this, for example to allow a pressure reduction or located in the Erdhunt raw materials win.
  • a valve to selectively enter even with mounted closure body liquid or gas from the earth chamber in the Erdbohrloch and leak over this, for example to allow a pressure reduction or located in the Erdcrohrloch.
  • a closure body provided with such a valve device can also be introduced into the earth borehole even before any problems or leaks occur, for example, during the formation of the earth borehole.
  • the valve device is kept open. As soon as problems occur, it can be sealed by closing the valve device.
  • the valve device is self-switching designed such that it only goes into the open position with targeted control and automatically closes in case of failure of the control, for example, by appropriate bias.
  • Fig. 1 shows an earth well 1, which connects the seabed 2 with an underlying earth chamber 3, in which, for example, petroleum or other degradable raw materials are stored.
  • the device 5 is lowered to close the Erdloch 1 from above and introduced into the Erdloch 1.
  • the said device 5 in this case comprises the from FIGS. 2 to 5 closer apparent closure body 6, which is introduced via a drill rod 7 or other suitable feed and / or guide means from above into the Erdbohrloch 1 and driven there. If a boring bar 7 is used in the above-mentioned manner, the boring bar feed drive provided on the platform 4 can be used as the feed device 8.
  • the sealing portion 9 comprises a hinged or foldable screen element 10, which may comprise stabilizing support struts in the manner of a rain or parasol and a screen membrane carried thereby.
  • the mentioned support struts can to be folded transversely to the longitudinal axis of the closure body or tangentially on the outer periphery of subsequent folding axes, so that the shield membrane unfolds in the manner shown.
  • Said umbrella membrane is made of a sufficiently stable, deformable material such as a high-strength, for example, fiber fabric-reinforced cloth and / or laminate and / or sheet material, for example in the form of a multi-layer Aramidmaschinelaminats.
  • a widening drive 11 is provided, which may be, for example, a mechanical adjusting mechanism for the screen element 10 on the closure body 6 in the illustrated embodiment.
  • the closing body 6 is retracted upward by reversing the feeding device 8 against the insertion direction until the sealing section 9 abuts the chamber ceiling 12 of the earth chamber 3 and the axial sealing surface 13 located on the sealing section 9 is pressed against the chamber ceiling 12 becomes.
  • the Axialdicht Structure 13 is formed as an annular surface and advantageously disposed on the outer edge of the sealing portion 9, wherein the Axialdicht Structure 13 is located on a rearwardly oriented contour of said sealing portion 9.
  • the axial sealing surface 13 is located at a portion of said sealing portion 9, which faces the chamber ceiling 12 in the expanded state of said sealing portion 9, cf. Fig. 5 ,
  • the sealing portion 9 in the expanded state forms a slightly concave to the chamber ceiling 12, cup-shaped expansion body whose flanks rise at a low angle to the chamber ceiling 12, see. Fig. 5 .
  • the angle of inclination of the contour or the flanks of the sealing portion 9 can vary here, advantageously quite flat designs are provided in order to achieve a high spreading effect.
  • the sealing portion 9 may be inclined at an angle of 2x 5 ° to 2x 20 °, so that results in a total of shallow cone. Is the sealing portion 9 in the sealing Position according to Fig. 5 , the pressure p prevailing in the earth chamber 3 tries to flatten the seal section 9 of the closure body 6 that is increasing towards the center. If this yields slightly, there is a spreading effect, in which the axial sealing surface 13 provided at the edge widens slightly further radially, thereby incorporating into the material of the chamber ceiling 12.
  • the closure body 6 can be introduced, for example together with a drill head 14 in the Erdbohrloch 1, wherein advantageously the drill head 14 is arranged in the insertion direction in front of the closure body 6 and has an at least slightly larger diameter than the closure body 6 in its collapsed state.
  • the closure body 6 can be inserted into the earth chamber 3 at the same time as the earth borehole 1 is being introduced into it, and be mounted in the earth chamber 3 at its mouth region.
  • the drill head 14 can remain in the earth chamber 3 and / or remain connected to the closure body 6.
  • the drill head 14 could also be loosened and sunk in the earth chamber 3.
  • the execution corresponds to the Fig. 6 of the previously described, so that reference is made to the preceding embodiment.
  • Fig. 7 shows a further embodiment of the invention, according to which the closure body 6 is inserted by means of a self-propelled trolley 15 in the Erdbohrloch.
  • Said carriage 15 in this case comprises on its peripheral side feed means, which may be formed as drivable wheels 16, which are pressed against the inner wall of the Erdbohrlochs 1.
  • the carriage 15 may comprise pairs of wheels arranged on opposite sides.
  • the feed device 8 is in this case arranged on the self-propelled trolley 15 and may, for example, comprise a motor drive for the said wheels 16, wherein a power supply can take place for example via a line from the earth or sea surface.
  • an expandable sealing portion 9 which comprises a fillable balloon 17, which has a diameter smaller than the Erdbohrloch designedmesser in the collapsed state.
  • a fillable balloon 17 which has a diameter smaller than the Erdbohrloch tomesser in the collapsed state.
  • the said balloon 17 is annular in the illustrated embodiment, but could also mushroom-shaped or be disc-shaped.
  • the backward-oriented contour of said balloon 17 forms in the expanded state according to Fig. 7 the axial sealing surface 13 which can be pressed against the chamber ceiling 12 of the earth chamber 3.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verschließen eines Erdbohrlochs, wobei ein aufweitbarer Verschlusskorpus in das Erdbohrloch eingeführt und zum Zwecke des Verschließens im Durchmesser aufgeweitet wird.
  • Unterirdische Rohstoffvorkommen wie beispielsweise Ölfelder oder Gasfelder werden üblicherweise über Erdbohrlöcher erschlossen, die von oben her vertikal oder auch geneigt durch die über der die Rohstoffe beinhaltenden Erdkammer liegenden Erdschichten getrieben werden, bis die Bohrung an ihrem unteren Ende auf die genannte Erdkammer trifft. Derartige Erdbohrlöcher können hierbei von der Erdoberfläche her, aber auch unter Wasser vom Meeres- oder Gewässerboden aus in das Erdreich eingebracht werden.
  • Um zu verhindern, dass über derartige Erdbohrlöcher unkontrolliert die in der angebohrten Erdkammer befindlichen Rohstoffe austreten, insbesondere wenn diese unter hohem Druck stehen, wird üblicherweise am oberen Ende der Erdbohrung bzw. einem dort aus dem Erdbohrloch herausgeführten Rohrleitungsabschnitt ein sog. Blowout-Preventer angebracht, mittels dessen das Erdbohrloch bzw. die daran anschließende Rohstoffleitung verschlossen werden kann. Hierzu besitzt der besagte Blowout-Preventer eine Ventileinrichtung, die nur bei gezielter Ansteuerung offen ist und im Übrigen automatisch verschließt. Probleme ergeben sich jedoch, wenn dieser Verschlussmechanismus beispielsweise in Folge von Beschädigung nicht funktioniert, oder Leckagen zwischen dem besagten Blowout-Preventer und dem Erdbohrloch im Bereich der Mündung des Erdbohrlochs an der Erdoberfläche auftreten. Um hier den unkontrollierten Austritt von beispielsweise unter Druck stehendem Erdöl zu verhindern, wurde bereits vorgeschlagen, den Austrittsbereich des Erdbohrlochs an der Erdoberfläche bzw. dem Meeresboden flächig mit einer ausreichend schweren Verschlussmasse wie beispielsweise Sand und/oder einem Sand-Beton-Gemisch zu beschießen bzw. zu übergießen, um eine abdichtende Oberflächenversiegelung des Erdbohrlochs zu erreichen. Je nach Umgebungsbedingungen und dem Druck der aus dem Erdbohrloch austretenden Flüssigkeit ist diese Verschlussmethode jedoch nicht zuverlässig und nicht schnell ausführbar, da sich die unter hohem Druck austretende Flüssigkeit im Grenzbereich zwischen Verschlussmasse und Erd- bzw. Meeresboden neue Austrittswege schafft, bevor die Versiegelungsmasse am Erd- bzw. Meeresboden bindet.
  • Es wurde daher bereits vorgeschlagen, Erdbohrlöcher dadurch zu verschließen, dass in das Erdbohrloch ein aufweitbarer Verschlusskorpus eingebracht wird, der zunächst in kollabiertem Zustand in das Erdbohrloch eingeführt und sodann im Erdbohrloch radial aufgeweitet wird, so dass sich eine am Umfang des aufweitenden Abschnitts befindliche Radialdichtfläche gegen die Innenwandung des Erdbohrlochs presst. Derartige radial aufweitbare Verschlussvorrichtungen sind beispielsweise aus der DE 20 2009 010 814 U1 , der EP 0 842 348 B1 , der DE 39 21 189 A1 oder der US 4,462,714 bekannt, wobei letztere als Verschlusskorpus einen aufblasbaren Ballon zeigt, der in einer konischen Kaverne mit Beton verfüllt werden soll. Die radiale Aufweitung des Dichtungsabschnitts erfolgt hier beispielsweise über einen Spannkonus, der durch axiales Verstellen einen elastischen Spannring nach außen drückt, oder beispielsweise durch axiales Quetschen von Gummiringen zwischen zwei zusammenfahrbaren Anlageschultern, so dass die axial gequetschten Gummiringe radial ausweichen.
  • Die vollständige Abdichtung mit solchen radial aufweitbaren Verschlusskörpern im Bohrloch ist jedoch in weicheren Erdschichten oder unregelmäßig geformten Bohrlöchern nicht einfach. Einerseits sind die Dichtabschnitte der genannten Verschlusskörper nur begrenzt radial aufweitbar, so dass bei einem Nachgeben der Wandung des Erdbohrlochs eine ausreichende Anpresskraft und Dichtwirkung nicht erzielt werden kann. Ähnliches gilt bei unregelmäßig geformten Erdbohrlöchern mit beispielsweise Ausbrüchen in der Bohrungswandung, die nach Art eines Bypasses um den Dichtabschnitt herum zu Undichtigkeiten führen können. Diese Problematik könnte an sich durch eine ausreichend weiche, elastische Ausbildung des aufweitbaren Dichtungsabschnittes entschärft werden, so dass sich der Dichtungsabschnitt ausreichend an die Kontur des Erdbohrlochs anpassen kann. Andererseits können für den Dichtungsabschnitt nicht beliebig weiche und elastische Materialien verwendet werden, da der sich gegen die Wandung des Bohrlochs spannende Dichtungsabschnitt auch die axiale Fixierung des Verschlusskörpers auffangen muss, um zu verhindern, dass der Verschlusskörper vom Druck, der von unten her aus der Erdkammer her kommend am Verschlusskörper ansteht, nach oben aus dem Erdbohrloch getrieben wird.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren sowie eine verbesserte Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die Nachteile des Standes der Technik vermeiden und Letzteren in vorteilhafter Weise weiterbilden. Vorzugsweise soll auch bei schwierigen Verhältnissen mit hohen Drücken und unregelmäßig geformten Erdbohrlöchern in schlechten Böden eine sichere Abdichtung des Erdbohrlochs erreicht werden, ohne hierfür lange Bearbeitungszeiten und eine schwierige Handhabung in Kauf nehmen zu müssen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren nach Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung nach Anspruch 7 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Es wird also vorgeschlagen, das Erdbohrloch an seinem unteren Ende, wo das Erdbohrloch in die mit Rohstoffen befüllte Erdkammer übergeht, von unten her abzudichten und den in der Erdkammer herrschenden Rohstoff- bzw. Flüssigkeitsdruck positiv dafür zu nutzen, den Verschlusskörper an die das Bohrloch umgebende Erdreichwandung anzudrücken und die Dichtungskraft zu erzeugen. Erfindungsgemäß wird der Verschlusskorpus zumindest teilweise aus dem unteren Ende des Erdbohrlochs herausgeführt, in der Erdkammer unter dem Erdbohrloch aufgeweitet und mit einer Axialdichtfläche von unten her gegen die das Erdbohrloch umgebende Kammerdecke der Erdkammer geführt, wobei ein Spreizkörper verwendet wird, der nach Aufweiten mit einem Randabschnitt auf die Kammerdecke gesetzt und durch zurückbewegen entgegen der Einfüllrichtung aufgespreizt wird. In vorrichtungstechnischer Hinsicht ist hierzu vorgesehen, dass der Verschlusskorpus an einem aufweitbaren Abschnitt eine Axialdichtfläche besitzt, deren Durchmesser im aufgeweiteten Zustand des Verschlusskorpus deutlich größer als der Erdbohrlochdurchmesser ist. Um den Verschlusskorpus nach dem Aufweiten in der Erdkammer zurückziehen und mit der Axialdichtfläche gegen die Kammerdecke ziehen zu können, ist ein reversierbarer Vorschubantrieb vorgesehen, mittels dessen der Verschlusskorpus zunächst durch das Erdbohrloch hindurch und über das Ende des Erdbohrlochs hinaus in die genannte Erdkammer geführt wird und nachdem der aufweitbare Abschnitt des Verschlusskorpus aufgeweitet ist, rückwärts verfahren wird, bis die Axialdichtfläche an der das Erdbohrloch umgebenden Erdkammerdecke ansteht. Durch die Abdichtung des Erdbohrlochs von unten her und die Abstützung des Verschlusskörpers an der Kammerdecke ist die Gefahr von Undichtigkeiten in Folge von Ausbrüchen am Bohrloch gebannt und die axiale Fixierung unproblematisch. Zudem erhöhen sich die den Dichtsitz bewirkenden Dicht- bzw. Anpresskräfte mit zunehmendem Druck in der Erdkammer von selbst, da der in der Erdkammer herrschende Flüssigkeits- und/oder Gasdruck dazu genutzt wird, den über der unteren Erdbohrlochmündung sitzenden Verschlusskörper gegen die Kammerdecke zu drücken. Die Axialdichtfläche wird mit einer Dichtkraft, die im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Erdbohrlochs nach oben gerichtet ist, gegen die Kammerdecke gepresst.
  • Vorteilhafterweise wird der Verschlusskorpus nicht in aufgeweiteten Zwischenabschnitten des Bohrlochs aufgeweitet, sondern unmittelbar in die die abzubauenden, flüssigen oder gasförmigen Rohstoffe speichernden Erdkammer gefahren und unmittelbar dort aufgeweitet, um von unten her gegen die Kammerdecke gefahren zu werden. Die Kammerdecke derartiger Rohstoffspeicherkammern besitzen oftmals näherungsweise betrachtet ebene Kammerdecken, die sich je nach Neigung des Erdbohrlochs zumindest näherungsweise senkrecht zur Längsachse des Erdbohrlochs erstrecken bzw. können derartige Rohstoffspeicherkammern vorteilhafterweise derart angebohrt werden, dass sich die Kammerdecken um die Mündung des Erdbohrlochs herum im Wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung des Erdbohrlochs im Mündungsbereich erstrecken. Je nach den Gegebenheiten können vorteilhafterweise Kammerabschnitte angebohrt werden, in denen sich die Kammerdecke um die Mündung des Erdbohrlochs herum unter einem Winkel im Bereich von 70°-110°, insbesondere etwa 80°-100° und insbesondere etwa 90° +/- 5° erstrecken, d.h. die Kammerdecke erstreckt sich zumindest um die Mündung des Bohrlochs herum näherungsweise senkrecht zur Längsachse des Erdbohrlochs. Hierdurch kann die Axialdichtfläche ihre volle Wirkung entfalten.
  • Insbesondere kann hierbei die Abdichtung des Erdbohrlochs ausschließlich durch axiales, d.h. in Richtung des Erdbohrlochs wirkendes Anpressen der Axialdichtfläche des Verschlusskorpus gegen die Kammerdecke erfolgen, wobei der die Dichtung bewirkende axiale Anpressdruck durch Zurückziehen des Verschlusskörpers zum Erdbohrloch hin, insbesondere aber auch durch Ausnutzen der in der Kammer herrschenden Fluiddruckkräfte erfolgen können. Der Verschlusskorpus kann eine im aufgeweiteten Zustand ausreichend große Axialdruck-Beaufschlagungsfläche besitzen, die auf der der Kammerdecke abgewandten Seite des Verschlusskorpus vorgesehen ist und sich vorteilhafterweise zumindest näherungsweise parallel zur Kammerdecke erstreckt und/oder näherungsweise eben ausgebildet sein kann, so dass die Fluiddruckkräfte eine überwiegend axial nach oben gerichtete Stellkraft auf den Verschlusskorpus ausüben. Die genannte Axialdruck-Beaufschlagungsfläche des Verschlusskorpus fängt also sozusagen den Fluiddruck ein und ist derart konturiert und ausreichend groß bemessen, um die Axialdichtfläche des Verschlusskorpus mit ausreichendem Anpressdruck gegen die Kammerdecke zu pressen.
  • Der genannte aufweitbare Dichtabschnitt des Verschlusskorpus kann grundsätzlich verschieden ausgebildet sein und in verschiedener Art und Weise aufgeweitet werden. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann der genannte aufweitbare Dichtabschnitt ein aufklappbares bzw. -faltbares Schirmelement umfassen, dessen äußerer Randabschnitt die genannte Axialdichtfläche bildet. Mittels eines solchen aufklappbaren bzw. -faltbaren Schirmelements kann eine große Überdeckung des Mündungsbereiches des Erdbohrlochs erzielt werden, d.h. es kann eine sehr starke Aufweitung bewerkstelligt werden, um dem Dichtabschnitt einen sehr viel größeren Durchmesser zu geben als dem Erdbohrloch. Hierdurch wird einerseits die Gefahr von Undichtigkeiten durch Ausbrüche des Erdbohrlochs in dessen Mündungsbereich beseitigt. Zum anderen wird eine große Fläche erzielt, auf die der Flüssigkeitsdruck in der Erdkammer wirken kann, wodurch der Verschlusskorpus mit hoher Kraft gegen die Kammerdecke gedrückt wird.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist der Verschlusskorpus und/oder sein aufweitbarer Dichtungsabschnitt derart ausgebildet, dass sich die Axialdichtfläche unter dem Druck der in der Erdkammer befindlichen Flüssigkeit mit der Kammerdecke verspreizt und schabend bzw. grabend an die genannte Kammerdecke anlegt bzw. in diese ein Stück weit eingräbt. Insbesondere kann der aufweitbare Dichtabschnitt als Spreizkorpus ausgebildet sein, der nach Aufweiten mit einem Randabschnitt auf die Kammerdecke gesetzt und durch Niederdrücken eines weiter innen liegenden Abschnitts entgegen der Einführrichtung aufgespreizt wird. Beim Niederdrücken des zentralen Abschnitts des Spreizkorpus weitet sich der die Axialdichtfläche bildende Randabschnitt noch ein Stück weiter auf, so dass sich der genannte Axialdichtabschnitt in die Wandung der Kammerdecke eingräbt bzw. hineinschabt, wodurch eine besonders effiziente Abdichtung erzielt wird. Das Niederdrücken des zentralen Abschnitts des Spreizkorpus kann vorteilhafterweise durch den dort anstehenden Erdkammerdruck bewirkt oder zumindest unterstützt werden. Hierzu kann der genannte Spreizkorpus ausreichend elastisch und/oder verformbar ausgebildet sein, so dass er sich unter dem Erdkammerdruck entsprechend verformen lässt.
  • Der genannte Spreizkorpus kann in Weiterbildung der Erfindung - grob gesprochen - kegel-, wannen-, schalen- oder konusförmig ausgebildet sein, so dass im aufgeweiteten Zustand des Dichtabschnitts der äußere Randabschnitt des Spreizkorpus an der Kammerdecke ansteht und von dem genannten Randabschnitt aus sich die Kontur des Spreizkorpus nach innen hin ansteigend erstreckt, so dass der Spreizkorpus zum Bohrloch hin zunehmend von der Kammerdecke beabstandet ist. Beispielsweise kann nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung der genannte Spreizkorpus eine Regenschirmform besitzen, bei der sich die Flanken des Spreizkorpus - im Schnitt betrachtet - flachwinklig, beispielsweise in einem Winkelbereich zwischen 10° und 35° zu einer Ebene erstrecken, die senkrecht auf die Längsachse des Erdbohrlochs bzw. des Verschlusskorpus steht.
  • Vorteilhafterweise wird der regenschirmartige Spreizkorpus hierbei mit seinem zur Kammerdecke hinweisenden Randabschnitt aufgespreizt, so dass sich eine zum Erdbohrloch hin flach konkave Spreizschüssel ergibt. Dieser schirmförmige Spreizkorpus wird sodann von unten her gegen die Kammerdecke gedrückt derart, dass der schirmförmige Spreizkorpus noch weiter aufgespreizt und/oder überdrückt wird, so dass der Spreizkorpus mit seinem die Axialdichtfläche bildenden Randabschnitt gegen die Kammerdecke verspreizt. Durch die hierdurch erzeugte Eingrabwirkung kann ein besonders wirkungsvolles Abdichten erreicht werden. Der von unter her gegen den Schirm wirkende Fluiddruck versucht den Schirm noch weiter aufzuspreizen, wodurch sich dieser an der Kammerdecke verspreizt.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung kann der aufweitbare Dichtabschnitt des Verschlusskorpus auch einen durch Druckfluidbefüllung aufweitbaren ringförmigen Ballon bzw. Ballonabschnitt umfassen, der eine kollabierbare Hülle umfasst, die einen Druckfluidraum begrenzt, in den ein Druckfluid, beispielsweise Öl oder auch ein Gas einleitbar ist. Zum Einführen des Verschlusskörpers durch das Erdbohrloch wird der Ballon im kollabierten Zustand geführt, so dass der ringförmige Ballon einen Durchmesser kleiner als das Erdbohrloch besitzt. Ist die Erdkammer unter dem Erdbohrloch erreicht, wird Druckfluid in den Innenraum des Ballons gepresst, wodurch sich dieser auf einen Durchmesser deutlich größer als der des Erdbohrlochs aufweitet, so dass sich der rückwärts orientierte, ringförmige Ballonabschnitt an die Erdkammerdecke pressen lässt, um dort abzudichten.
  • In Weiterbildung der Erfindung kann der aufweitbare Dichtungsabschnitt des Verschlusskörpers auch andere Aufweitmechanismen besitzen, beispielsweise radial nach außen fahrbare Dichtungsbacken oder dergleichen.
  • In Weiterbildung der Erfindung besitzt der Dichtungsabschnitt des Verschlusskörpers und/oder die daran vorgesehene Axialdichtfläche einen Außendurchmesser, der mindestens 150 % des Erdbohrlochdurchmessers, vorzugsweise mehr als 200 % des Erdbohrlochdurchmessers beträgt. Hierdurch können Ausbrüche am Mündungsbereich des Erdbohrlochs ausreichend überdeckt und hohe Dichtkräfte erzeugt werden.
  • Die genannte Axialdichtfläche kann als Ringfläche ausgebildet sein, deren Innendurchmesser ebenfalls deutlich größer ist als der genannte Erdbohrlochdurchmesser. Vorzugsweise ist die Breite der genannten Ringfläche relativ schmal, um hohe Flächenpressungen an der Kammerdecke zu erreichen. Ist der Außendurchmesser in der vorgenannten Weise mit mehr als 150 % des Erdbohrlochdurchmessers bemessen, kann der Innendurchmesser der genannten Ringdichtfläche mehr als 125 % des Erdbohrlochdurchmessers betragen, bzw. dann, wenn der Außendurchmesser der Axialdichtfläche mehr als 200 % des Erdbohrlochdurchmessers beträgt, 150 % oder mehr des Erdbohrlochdurchmessers betragen.
  • Der Verschlusskorpus kann grundsätzlich in verschiedener Weise in das Erdbohrloch eingeführt und in der Erdkammer von unten her an der Kammerdecke die Bohrlochmündung überdeckend positioniert werden. Nach einer vorteilhaften Ausführung des Verfahrens wird der Verschlusskorpus zusammen mit einem Bohrkopf an einer Bohrstange in das Erdbohrloch eingeführt, wobei der Bohrkopf bohrend betrieben werden kann, beispielsweise durch Verdrehen der Bohrstange um deren Längsachse. Der vorteilhafterweise in Einführrichtung vor dem Verschlusskorpus angeordnete Bohrkopf kann in der Erdkammer belassen werden, wenn der Verschlusskorpus montiert ist, wobei der Bohrkopf prinzipiell mit dem Verschlusskorpus verbunden bleiben kann, oder ggf. alternativ abgetrennt und in der Erdkammer versenkt werden kann.
  • Alternativ oder zusätzlich kann der genannte Verschlusskorpus auch an einem selbstfahrenden Wagen in das Erdbohrloch eingeführt werden, wobei der genannte selbstfahrende Wagen beispielsweise nach Art einer Patrone oder eines Aufzugskorbs ausgebildet sein kann, die bzw. der im Bereich radialer Umfangsflächen antreibbare Vortriebsräder umfassen kann, die radial gegen die Erdbohrlochwandung gedrückt werden. Mittels eines solchen selbstfahrenden Wagens wird der Verschlusskorpus ebenfalls durch das Erdbohrloch geführt, bis der Verschlusskorpus zumindest teilweise die darunter befindliche Erdkammer erreicht hat. Nach Aufweiten des Verschlusskorpus wird der noch im Erdbohrloch befindliche Wagen zurückgefahren, bis der Verschlusskorpus mit seiner Axialdichtfläche an der Kammerdecke ansteht.
  • Der Verschlusskorpus kann hierbei in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ein Ventil umfassen, um auch bei montiertem Verschlusskorpus gezielt Flüssigkeit oder Gas aus der Erdkammer in das Erdbohrloch eintreten und über dieses austreten zu lassen, beispielsweise um einen Druckabbau zu ermöglichen oder die in der Erdkammer befindlichen Rohstoffe zu gewinnen. Durch Verschließen des genannten Ventils wird dies unterbunden und kann die Erdkammer gegenüber dem Erdbohrloch abgedichtet werden. Ein mit einer solchen Ventileinrichtung versehener Verschlusskorpus kann auch schon vor auftretenden Problemen oder Undichtigkeiten in das Erdbohrloch eingeführt werden, beispielsweise gleich bei der Ausbildung des Erdbohrlochs. Während der kontrollierten Förderung der in der Erdkammer befindlichen Rohstoffe wird die Ventileinrichtung offen gehalten. Sobald Probleme auftreten, kann durch Schließen der Ventileinrichtung abgedichtet werden. Vorzugsweise ist die Ventileinrichtung selbstschaltend ausgebildet derart, dass sie nur bei gezielter Ansteuerung in die offene Stellung geht und bei Ausfall der Ansteuerung automatisch schließt, beispielsweise durch entsprechende Vorspannung.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1:
    eine schematische Schnittdarstellung einer Vorrichtung zum Verschließen eines Erdbohrlochs nach einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung, die von einem Schiff aus in ein im Meeresboden befindliches Erdbohrloch eingeführt wird,
    Fig. 2:
    eine ausschnittsweise vergrößerte Darstellung des Verschlusskorpus der Vorrichtung aus Fig. 1 in einer noch im Bohrloch oberhalb der Erdkammer befindlichen Stellung,
    Fig. 3:
    eine ausschnittsweise, vergrößerte Ansicht des Verschlusskorpus der Vorrichtung in einer noch nicht aufgeweiteten, jedoch bereits in der Erdkammer befindlichen Stellung,
    Fig. 4:
    eine ausschnittsweise, vergrößerte Ansicht des Verschlusskorpus in einer Stellung ähnlich Fig. 3, wobei jedoch der Dichtabschnitt in Form eines auffaltbaren Spreizkörpers bereits aufgeweitet ist, jedoch noch nicht in Anlage mit der Kammerdecke der Erdkammer gebracht ist,
    Fig. 5:
    eine ausschnittsweise, vergrößerte Darstellung des Verschlusskörpers in vollständig aufgeweiteter Stellung und in Dichtanlage mit der Kammerdecke der Erdkammer, so dass das Erdbohrloch verschlossen ist,
    Fig. 6:
    eine ausschnittsweise vergrößerte Ansicht des Verschlusskorpus in einer Stellung ähnlich Fig. 4, wobei die Vorrichtung jedoch nach einer weiteren Weiterbildung der Erfindung mit einem Bohrkopf versehen und der Verschlusskorpus zusammen mit dem Bohrkopf in das Erdbohrloch eingebracht wurde, und
    Fig. 7:
    eine ausschnittsweise, vergrößerte Ansicht des Verschlusskorpus nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, wonach der aufweitbare Dichtabschnitt des Verschlusskorpus einen durch Befüllen aufweitbaren Ballon umfasst und der Verschlusskorpus mittels eines selbstfahrenden Wagens in das Erdbohrloch eingebracht wurde.
  • Fig. 1 zeigt ein Erdbohrloch 1, das den Meeresboden 2 mit einer darunter befindlichen Erdkammer 3 verbindet, in der beispielsweise Erdöl oder andere abbaubare Rohstoffe gelagert sind.
  • Über eine an der Meeresoberfläche befindliche Plattform 4 beispielsweise in Form eines Schiffs wird die Vorrichtung 5 zum Verschließen des Erdbohrlochs 1 von oben her abgesenkt und in das Erdbohrloch 1 eingeführt.
  • Die genannte Vorrichtung 5 umfasst hierbei den aus den Figuren 2 bis 5 näher ersichtlichen Verschlusskorpus 6, der über eine Bohrstange 7 oder andere geeignete Vorschub- und/oder Führungsmittel von oben her in das Erdbohrloch 1 eingeführt und dort vorangetrieben wird. Wird in der genannten Weise eine Bohrstange 7 verwendet, kann der auf der Plattform 4 vorhandene Bohrstangen-Vorschubantrieb als Vorschubvorrichtung 8 verwendet werden.
  • In der in Fig. 2 ersichtlichen, noch im Erdbohrloch 1 befindlichen Stellung ist der Verschlusskorpus 6 kollabiert, so dass der Außendurchmesser des Verschlusskorpus 6 einschließlich seines aufweitbaren Dichtungsabschnitts 9 kleiner ist als der Erdbohrlochdurchmesser. Wie Fig. 3 zeigt, wird der Verschlusskorpus 6 über das untere Ende des Erdbohrlochs 1 hinaus in die Erdkammer 3 hinein bewegt, so dass der gesamte aufweitbare Dichtungsabschnitt 9 sich außerhalb des Erdbohrlochs 1 vollständig in der Erdkammer 3 befindet. Ist diese Stellung erreicht, wird der Dichtungsabschnitt 9 radial aufgeweitet, bis sein Außendurchmesser D deutlich größer ist als der Durchmesser d des Erdbohrlochs 1, vgl. Fig. 4 und Fig. 5.
  • In der gezeichneten Ausführung nach den Figuren 2 bis 5 umfasst der Dichtungsabschnitt 9 ein aufklappbares bzw. auffaltbares Schirmelement 10, das nach Art eines Regen- oder Sonnenschirms stabilisierende Abstützstreben und eine hiervon getragene Schirmmembran umfassen kann. Die genannten Abstützstreben können um quer zur Längsachse des Verschlusskorpus bzw. tangential an dessen Außenumfang anschließende Klappachsen aufgeklappt werden, so dass sich die Schirmmembran in der gezeigten Weise entfaltet. Die genannte Schirmmembran ist aus einem ausreichend stabilen, verformbaren Material wie beispielsweise einem hochfesten, beispielsweise fasergewebeverstärkten Tuch- und/oder Laminat- und/oder Folienmaterial beispielsweise in Form eines mehrlagigen Aramidfaserlaminats.
  • Zum Aufweiten des genannten Dichtabschnitts 9 ist ein Aufweitantrieb 11 vorgesehen, der in der gezeichneten Ausführung beispielsweise ein mechanischer Stellmechanismus für das Schirmelement 10 am Verschlusskorpus 6 sein kann.
  • Ist der Dichtabschnitt 9 ausreichend aufgeweitet, wird der Verschlusskorpus 6 durch Reversieren der Vorschubvorrichtung 8 entgegen der Einführrichtung nach oben zurückgezogen, bis der Dichtungsabschnitt 9 an der Kammerdecke 12 der Erdkammer 3 ansteht und die an dem Dichtungsabschnitt 9 befindliche Axialdichtfläche 13 gegen die genannte Kammerdecke 12 gepresst wird.
  • Die Axialdichtfläche 13 ist als Ringfläche ausgebildet und vorteilhafterweise am äußeren Rand des Dichtungsabschnitts 9 angeordnet, wobei sich die Axialdichtfläche 13 auf einer rückwärts orientierten Kontur des genannten Dichtungsabschnitts 9 befindet. Mit anderen Worten: Die Axialdichtfläche 13 befindet sich an einem Abschnitt des genannten Dichtungsabschnitts 9, der im aufgeweiteten Zustand des genannten Dichtungsabschnitts 9 der Kammerdecke 12 zugewandt ist, vgl. Fig. 5.
  • Vorteilhafterweise bildet der Dichtungsabschnitt 9 im aufgeweiteten Zustand einen zur Kammerdecke 12 hin leicht konkaven, schalenförmigen Spreizkörper, dessen Flanken flachwinklig zur Kammerdecke 12 hin ansteigen, vgl. Fig. 5. Der Neigungswinkel der Kontur bzw. der Flanken des Dichtungsabschnitts 9 kann hierbei variieren, wobei vorteilhafterweise recht flache Gestaltungen vorgesehen sind, um eine hohe Spreizwirkung zu erzielen. Beispielsweise kann der Dichtungsabschnitt 9 unter einem Winkel von 2x 5° bis 2x 20° geneigt sein, so dass sich ein insgesamt flacher Konus ergibt. Befindet sich der Dichtungsabschnitt 9 in der abdichtenden Stellung gemäß Fig. 5, versucht der in der Erdkammer 3 herrschende Druck p den sich zum Zentrum hin erhöhenden Dichtungsabschnitt 9 des Verschlusskorpus 6 flachzudrücken. Gibt dieser leicht nach, kommt es zu einer Spreizwirkung, bei der sich die randseitig vorgesehene Axialdichtfläche 13 noch leicht weiter radial aufweitet und dabei in das Material der Kammerdecke 12 einarbeitet.
  • Wie Fig. 6 zeigt, kann der Verschlusskorpus 6 beispielsweise zusammen mit einem Bohrkopf 14 in das Erdbohrloch 1 eingebracht werden, wobei vorteilhafterweise der Bohrkopf 14 in Einführrichtung vor dem Verschlusskorpus 6 angeordnet ist und einen zumindest geringfügig größeren Durchmesser besitzt als der Verschlusskorpus 6 in dessen kollabiertem Zustand. Hierdurch kann der Verschlusskorpus 6 gleich beim Einbringen des Erdbohrlochs 1 in dieses eingeführt und an dessen Mündungsbereich in die Erdkammer 3 montiert werden. Hierbei kann der Bohrkopf 14 in der Erdkammer 3 verbleiben und/oder mit dem Verschlusskorpus 6 verbunden bleiben. Alternativ könnte der Bohrkopf 14 auch gelöst und in der Erdkammer 3 versenkt werden. Im Übrigen entspricht die Ausführung der Fig. 6 der zuvor beschriebenen, so dass auf die vorangehende Ausführung verwiesen wird.
  • Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführung der Erfindung, gemäß der der Verschlusskorpus 6 mittels eines selbstfahrenden Wagens 15 in das Erdbohrloch eingeführt wird. Der genannte Wagen 15 umfasst hierbei an seiner Umfangsseite Vorschubmittel, die als antreibbare Räder 16 ausgebildet sein können, die gegen die Innenwandung des Erdbohrlochs 1 gedrückt werden. Vorteilhafterweise kann der Wagen 15 paarweise auf gegenüberliegenden Seiten angeordnete Radsätze umfassen. Die Vorschubvorrichtung 8 ist hierbei an dem selbstfahrenden Wagen 15 angeordnet und kann beispielsweise einen motorischen Antrieb für die genannten Räder 16 umfassen, wobei eine Energieversorgung beispielsweise über eine Leitung von der Erd- bzw. Meeresoberfläche her erfolgen kann.
  • Weiterhin ist bei der Ausführung nach Fig. 7 ein aufweitbarer Dichtungsabschnitt 9 vorgesehen, der einen befüllbaren Ballon 17 umfasst, der im kollabierten Zustand einen Durchmesser kleiner als der Erdbohrlochdurchmesser besitzt. Durch Einleiten von Druckflüssigkeit bzw. -gas in den vom Ballon 17 begrenzten Innenraum weitet sich dieser auf einen Außenduchmesser auf, der in der genannten Weise deutlich größer ist als der des Erdbohrlochs 1. Der genannte Ballon 17 ist in der gezeichneten Ausführung ringförmig, könnte aber auch pilzkopfförmig oder scheibenförmig ausgebildet sein. Die rückwärts orientierte Kontur des genannten Ballons 17 bildet im aufgeweiteten Zustand gemäß Fig. 7 die Axialdichtfläche 13, die gegen die Kammerdecke 12 der Erdkammer 3 gedrückt werden kann. Dies erfolgt zunächst durch Umkehrung der Vorschubrichtung des Wagens 15, bis die genannte Axialdichtfläche 13 in Anlage mit dem Material der Kammerdecke 12 kommt. Unterstützt wird das Anpressen des Dichtungsabschnitts 9 sodann durch den in der Erdkammer 3 herrschenden Druck, der versucht, den Verschlusskorpus 6 durch das Erdbohrloch 1 zurück nach oben zu drücken, vgl. Fig. 7.

Claims (14)

  1. Verfahren zum Verschließen eines Erdbohrlochs (1), bei dem ein aufweitbarer Verschlusskorpus (6) in das Erdbohrloch (1) eingeführt und zum Zwecke des Verschließens im Durchmesser aufgeweitet wird, wobei der Verschlusskorpus (6) zumindest teilweise aus dem unteren Ende des Erdbohrlochs (1) herausgeführt, in der Erdkammer (3) unter dem Erdbohrloch (1) aufgeweitet und mit einer Axialdichtfläche (13) von unten her gegen die das Erdbohrloch (1) umgebende Kammerdecke (12) der Erdkammer (3) geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass
    ein Spreizkörper verwendet wird, der nach Aufweiten mit einem Randabschnitt auf die Kammerdecke (12) gesetzt und durch Zurückbewegen entgegen der Einführrichtung aufgespreizt wird.
  2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Verschlusskorpus (6) zusammen mit einem Bohrkopf (14) an einer Bohrstange (7) in das Erdbohrloch (1) eingeführt wird, wobei der Bohrkopf (14) in Einführrichtung vor dem Verschlusskorpus (6) angeordnet ist und auch nach Verschließen des Erdbohrlochs in der Erdkammer (3) belassen wird.
  3. Verfahren nach dem Anspruch 1, wobei der Verschlusskorpus (6) an einem selbstfahrenden Wagen in das Erdbohrloch (1) eingeführt wird, der nach Aufweiten des Verschlusskorpus (6) in dem Erdbohrloch (1) zurückgefahren wird, bis der Verschlusskorpus (6) mit seiner Axialdichtfläche (13) an der Kammerdecke (12) der Erdkammer (3) ansteht.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Erdkammer (3) eine flüssige oder gasförmige Rohstoffe speichernde Speicherkammer ist, deren Kammerdecke (12) sich um die Mündung des Erdbohrlochs (1) herum im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Erdbohrlochs erstreckt, wobei sich die Axialdichtfläche (13) des Verschlusskorpus (6) ebenfalls im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Erdbohrlochs (1) erstreckt, wobei der Verschlusskorpus (6) mit der Axialdichtfläche (13) axial in Richtung der Längsachse des Erdbohrlochs (1) gegen die Kammerdecke (12) gedrückt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abdichtung des Erdbohrlochs (1) ausschließlich durch axiales, in Richtung der Längsachse des Erdbohrlochs (1) wirkendes Anpressen der Axialdichtfläche (13) gegen die Kammerdecke vorgenommen wird, wobei die Axialdichtfläche (13) durch Beaufschlagung des Verschlusskorpus (6) mit in der Erdkammer (3) wirkenden Fluidkräften und/oder durch Zurückziehen des Verschlusskörpers zum Erdbohrloch (1) hin und/oder in das Erdbohrloch (1) hinein gegen die Kammerdecke (12) gepresst wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verschlusskorpus (6) ein auffaltbares Schirmelement (10) umfasst, an dessen äußeren Randabschnitt die Axialdichtfläche (13) vorgesehen ist, wobei das Schirmelement (10) in der Erdkammer (3) unter dem Erdbohrloch (1) aufgefaltet wird derart, dass der zum Bohrloch hin angeordnete Randabschnitt des Schirmelements (10) aufgespreizt wird, bis der Verschlusskorpus (6) einen zum Erdbohrloch (1) hin konkaven Schirm bildet, und wobei das aufgefaltete Schirmelement durch Zurückziehen des Verschlusskorpus (6) und/oder durch Beaufschlagung des Schirmelements (10) durch in der Erdkammer (3) wirkende Fluiddruckkräfte axial in Richtung der Längsrichtung des Erdbohrlochs (1) mit der Axialdichtfläche (13) gegen die Kammerdecke (12) gedrückt wird derart, dass das Schirmelement unter Abflachung seiner Konkavität weiter aufgespreizt und gegen die Kammerdecke (12) verspreizt wird.
  7. Vorrichtung zum Verschließen eines Erdbohrlochs (1), mit einem aufweitbaren Verschlusskorpus (6), der im kollabierten Zustand einen kleineren Durchmesser als das Erdbohrloch (1) besitzt, wobei der Verschlusskorpus (6) an einem aufweitbaren Dichtabschnitt (9) eine Axialdichtfläche (13) besitzt, deren Durchmesser D im aufgeweiteten Zustand des Verschlusskorpus (6) größer als der Erdbohrlochdurchmesser d ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein reversierbarer Vorschubantrieb (8), mittels dessen der Verschlusskorpus (6) vorwärts über das Ende des Erdbohrlochs (1) hinaus in die darunter befindliche Erdkammer (3) fahrbar und nach Aufweiten des Dichtabschnitts (9) rückwärts mit der Axialdichtfläche (13) gegen die das Erdbohrloch (1) umgebende Kammerdecke (12) der Erdkammer (3) fahrbar ist, vorgesehen ist.
  8. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der aufweitbare Dichtabschnitt (9) ein aufklappbares bzw. -faltbares Schirmelement (10) umfasst, an dessen äußeren Randabschnitt die Axialdichtfläche (13) vorgesehen ist.
  9. Vorrichtung nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei der aufweitbare Dichtabschnitt (9) in aufgeweiteter Stellung eine an der Oberseite, die bestimmungsgemäß der Kammerdecke (12) zugewandt ist, konkave, vorzugsweise schalen- oder konusförmigen Spreizkörper bildet, der mit seinem äußeren Randabschnitt die Axialdichtfläche (13) bildet und innerhalb der Axialdichtfläche (13) zum Zentrum des Verschlusskorpus (6) hin ansteigend ausgebildet und/oder von der Kammerdecke (12) beabstandet ist.
  10. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Spreizkörper verformbar, vorzugsweise elastisch verformbar, ausgebildet ist derart, dass durch Druckbeaufschlagung von der Erdkammer (3) her der Spreizkörper flach- bzw. flacher drückbar und hierdurch im Bereich der Axialdichtfläche (13) radial aufweitbar ist.
  11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 10, wobei der aufweitbare Dichtabschnitt (9) in aufgeweiteter Stellung einen Außendurchmesser besitzt, der zumindest 150 %, vorzugsweise mehr als 200 % des Erdbohrlochdurchmessers d besitzt.
  12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 11, wobei die Axialdichtfläche (13) eine Ringfläche bildet, deren Innendurchmesser größer ist als der Erdbohrlochdurchmesser, vorzugsweise zumindest 140 %, vorzugsweise mehr als 180 % des Erdbohrlochdurchmessers d beträgt.
  13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 12, wobei der Verschlusskorpus (6) eine Ventileinrichtung umfasst, die in einem Verbindungskanal angeordnet ist, der einerseits eine Öffnung zur Erdkammer (3) hin und andererseits eine Öffnung zu dem Erdbohrloch (1) hin besitzt, so dass in geöffneter Ventilstellung Fluid aus der Erdkammer (3) in das Erdbohrloch (1) strömen kann.
  14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 13, wobei der Verschlusskorpus (6) im aufgeweiteten Dichtungszustand eine im Wesentlichen ebene, sich quer zur Längsachse des Erdbohrlochs erstreckende Druckbeaufschlagungsfläche umfasst, die von dem in der Erdkammer (3) herrschenden Fluiddruck beaufschlagt ist und der Kammerdecke (12) abgewandt ist und eine Fläche besitzt, die mehr als 200% der Querschnittsfläche des Erdbohrlochs (1) besitzt.
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