WO2012140076A2 - Method and device for encasing a borehole - Google Patents

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WO2012140076A2
WO2012140076A2 PCT/EP2012/056570 EP2012056570W WO2012140076A2 WO 2012140076 A2 WO2012140076 A2 WO 2012140076A2 EP 2012056570 W EP2012056570 W EP 2012056570W WO 2012140076 A2 WO2012140076 A2 WO 2012140076A2
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WO
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foundation body
bell
bell element
borehole
ground
Prior art date
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PCT/EP2012/056570
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German (de)
French (fr)
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WO2012140076A3 (en
Inventor
Paul Junk
Jürgen Meyer
Original Assignee
Kosmedi Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kosmedi Gmbh filed Critical Kosmedi Gmbh
Publication of WO2012140076A2 publication Critical patent/WO2012140076A2/en
Publication of WO2012140076A3 publication Critical patent/WO2012140076A3/en

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Classifications

    • 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
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/01—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells specially adapted for obtaining from underwater installations
    • E21B43/0122—Collecting oil or the like from a submerged leakage

Definitions

  • the invention relates to a method for enclosing at least one borehole located in a bottom, comprising the following steps: a) The borehole is surrounded by a foundation body surrounding it, which is arranged in or on the ground. b) A bell element is connected in a force-transmitting manner to the foundation body, so that an interior area of the bell element is spatially separated from an exterior area.
  • the invention relates to a device for enclosing at least one borehole located in a base, comprising a foundation body enclosing the borehole, arranged in or on the ground, and a bell element, which is connected in a force-transmitting manner to the foundation body, so that an interior area of the substrate is provided. tion from an outdoor area is spatially separable.
  • a device to seal out of control boreholes in the deep sea area and render harmless is disclosed in the utility model DE 20 2010 008 170 U 1.
  • This presents a bell, which has an opening on a bottom to be slipped over a borehole.
  • By closing a further, located on an upper opening is formed due to steadily flowing from the damaged well oil in an inner region of the bell, an overpressure.
  • This is then channeled in such a way that it has a mechanism for sealing the defective borehole result.
  • This mechanism uses the pressure generated in the interior of the bell to inflate an elastic ring element arranged around a damaged conveying tube and finally to seal the conveying tube.
  • a disadvantage of the device shown is that the disclosed bell can only withstand its own weight overpressure in its interior and the bell can be moved from an intended position above the borehole, as long as a jamming of the bell with one of the damaged well projecting delivery pipe has not occurred.
  • jamming is achieved in DE 20 2010 009 170 U 1 by means of the mechanism already mentioned, which uses the overpressure in the inner region of the bell to press a clamping element of the bell against the conveyor tube.
  • a secure placement of such a device which is only fixed by its own weight, is difficult to achieve.
  • US 2,532,341 shows a hood for submerged boreholes, which has a foundation body on a base comparable to a device of the type described above.
  • An anchoring element anchored on this foundation has, on an upper side, a non-closable opening through which concrete can be filled.
  • the invention shows a capsule in whose interior installations such as a valve are arranged so that an oil flow can be discharged controlled from the well. This capsule is also connected to the foundation body.
  • the hood shown is particularly disadvantageous in that an installation is complicated and expensive, since many small parts and assembly steps are performed to achieve a desired result. In the case of an accident and a Page 3 of 23 accompanying leakage of a borehole, subsequent sealing by means of the hood disclosed in US Pat. No. 2,563,341 can not be carried out.
  • the invention has for its object to further develop a method and apparatus of the type described above in that both a preventive installation of the device and an installation of the device in the event of an accident is fast, inexpensive, easy and safe to carry out.
  • the underlying object is achieved by the following method step: c) The inner area is pressure-tightly separated from the outer area.
  • a pressure-tight separation of the inner area from the outer area guarantees that no oil escapes uncontrolled from the inner area.
  • an internal pressure forms in the interior of the bell element.
  • the foundation body itself, regardless of whether it rests on the ground or is embedded in the ground, only on an upper side with the internal pressure applied, so that it is automatically pressed onto the ground. If the connection between the bell element is made strong enough and a seal of the inner area withstands the internal pressure, it is thus ensured that an oil flow into the outer area, for example into the sea, is prevented.
  • the advantage of this method is that it is particularly uncomplicated to perform.
  • the number of necessary components is kept to a minimum, which favors a quick and cost-effective installation and, moreover, is less susceptible to error.
  • a particularly advantageous method further provides that the foundation body is connected by means of at least one anchoring element, preferably by means of a plurality of anchoring elements, in a force-transmitting manner to the ground.
  • Page 4 of 23
  • a force-transmitting connection between the bell element and the foundation body is particularly simple if the bell element is connected to the foundation body by means of at least one bolt, preferably a bolt, preferably by means of a plurality of bolts.
  • Such bolts should already be connected in advance with the foundation body, so that a connection of the bell element and the foundation body can be implemented via prefabricated holes in the bell element.
  • said holes must be placed only on the bolts of the foundation body, so that a positive connection between the bell element and the foundation body is particularly easy to produce.
  • Such a method step is particularly quick and easy to carry out.
  • a further advantageous embodiment of the method according to the invention provides that at least one medium between the inner region and the outer region of the bell element via at least one conduit element which penetrates the bell element, is passed.
  • a main object of a device described in the introduction is to seal a defective well so that no oil can escape from the interior of the bell element, it is particularly advantageous if, while maintaining a sealing function is still a possibility - usually flowable - with the media To replace interior of the bell element.
  • line elements of the type described above it is possible, for example, to guide accumulated oil in the inner region of the bell element to another location, for example a tank vessel or the like, and thus to reduce internal pressure in the interior area.
  • materials should be directed from the outside to the interior. This is also possible via described line elements.
  • a gap region between the bell element and the foundation body should primarily be sealed. This should preferably be done by means of a pasty or elastomeric sealant. Sealants of this type are well known in many variants, so that with a deal with the same already many experiences could be collected. The use of such a sealant accordingly promises a low risk with high efficiency.
  • a shuttering element which is preferably a part of the foundation body, by means of fins on the Reason is positioned so that an alignment plane of the formwork element is oriented approximately horizontally.
  • the lamellae are individual elements arranged on the formwork element, which elements are arranged displaceably on the formwork element. If the formwork element is held approximately horizontally in a floating position, for example, by means of a crane over a ground, the fins can be temporarily released and moved relative to the formwork element until they respectively hit the ground. Subsequently, they are again connected to the formwork element in a force-transmitting manner, so that the latter is consequently on the slats, which have adapted in detail to the respective given relief of the ground.
  • the formwork element Once the formwork element has been fixed in this manner in approximately a horizontal orientation, can be filled in an interior of the formwork element, which is spatially separated by an environment from the environment below, for example, concrete. After hardening of the concrete, the founding body is completed and finally has a desired horizontal orientation.
  • This method step should be used especially when it is not or only very difficult to produce an approximately horizontal alignment of the formwork element in the run-up to an elevation of the formwork element on the ground by means of the lamellae. This may for example be the case when used underwater, in which a flow of water does not allow the formwork element to be aligned horizontally solely by a suspension on a loader crane.
  • a statically determined elevation of the formwork element on the ground by means of the leveling elements enables the user to precisely align the formwork element by means of independent adjustments of the leveling elements.
  • One way to carry out the method according to the invention is to install the foundation body on or in the ground before the bell element is connected to the foundation body in a force-transmitting manner.
  • a sequence of the method steps for enclosing a borehole in this order a precise adaptation of the foundation body to the respective local conditions in the environment of the respective borehole or of the respective boreholes is possible.
  • a foundation body made of concrete to enclose the respective holes accurately.
  • an adaptation of the foundation body to the respectively given relief of the ground by an installation of the foundation body on site is particularly easy to reach.
  • the underlying object is further achieved by a further development of a device of the type described above, that corresponding contact surfaces of the foundation body on the one hand and the bell element on the other hand are pressure-tight coupled to each other or coupled.
  • a pressure-tight separation of the inner region of the bell element from the outer region is particularly easy to carry out.
  • oil leaking from one or more wells is trapped in the interior. The latter is thus separated from the outer region at least by the foundation body and the bell element, optionally by the base, the foundation body and the bell element, depending on whether or not the foundation body completely covers the ground locally around the borehole.
  • the foundation body of the device should be connected to the ground via at least one anchoring element, preferably via a plurality of anchoring elements.
  • the bell element should by means of at least one bolt, preferably one
  • Bolt preferably by means of a plurality of bolts, be connected to the foundation body.
  • the device should also be such that at least one medium between the inner region and the outer region of the device by at least one conduit element which penetrates the bell element, is conductive.
  • the inventive method step of conducting at least one medium between the inner and the outer region is particularly simple to carry out by means of such a device.
  • the device is also configured particularly advantageously according to the corresponding method step, as long as a gap region between the corresponding contact surfaces is sealed by means of a pasty or elastomeric sealant.
  • a shutter element which is a component of the foundation body, should have at least three leveling elements by means of which an alignment plane of the shuttering element can be oriented approximately horizontally.
  • a formwork element which is a component of the foundation body may have at least one lamella, preferably a plurality of lamellae, which are movably mounted in a direction approximately parallel to a longitudinal axis of a borehole of the borehole relative to the formwork element is.
  • the bell element is particularly advantageous if it has the shape of a hemisphere.
  • a hemisphere is ideal for resisting pressure in its interior. Furthermore, a uniform geometry of a lower edge of a hemispherical bell element favors easy installation and fixation on a foundation body.
  • the device according to the invention can then be considered to be particularly advantageous when the corresponding contact surfaces of the foundation body on the one hand and the bell element on the other hand enclose the borehole in each case.
  • a further particularly advantageous embodiment of the device provides that the bell element has a removable cover with which a breakthrough in the bell element can be closed in a pressure-tight manner.
  • a removable cover for a user of the device according to the invention is always the ability to have access to the interior of the bell element.
  • an exchange of a cover should be made to eliminate damage or the like.
  • the device in the case of a preventive enclosure of a borehole using the method according to the invention by means of a device according to the invention, the device can be installed almost completely, so that only said cover element is missing for a tight closure of the interior area of the bell element. In the event of an accident and subsequent leakage of the borehole, this would be sealable only by retrofitting the removable cover.
  • the advantage of such a procedure is a very short time, so that an impending pollution is quickly and effectively averted.
  • the inner region of the bell element is subdivided into at least two compartments, preferably two compartments each being fluidically connectable to one another by means of a pressure relief valve.
  • the sections of the bell element should preferably be designed so that they can be flowed through successively starting from the borehole or the pipe leading out of the borehole for guiding the medium to be conveyed (typically oil). This means that in case of a possible leak of the borehole the unintentionally leaking Page 10 of 23
  • oil can pass exclusively into a first compartment of the bell element arranged around the borehole and a transfer into a second compartment is possible solely by means of the pressure relief valve.
  • This pressure relief valve should open at a pre-defined pressure level and advantageously connect the first department exclusively to the second department while any further departments provided remain unused for the time being. Due to the possibility of evading the conveyed medium in the second department, there is a pressure relief in the first section of the bell element. Finally, a further pressure increase in the first and the second section above a defined level triggers finally another pressure relief valve and connects the first two departments with another department, whereby a pressure drop is achieved in the first two departments.
  • Partition walls which spatially separate the individual compartments in the interior of the bell element, should advantageously be supported against each other or against a wall of the bell element by means of support rods in order to be able to remove the differential forces in the event of any pressure differences between the two sides of the partition walls.
  • Fig. 7 another device according to the invention.
  • a device 1 shown in FIG. 1 for enclosing a borehole 3 located in a base 2 has a foundation body 4 in the form of a ring foundation, on which a bell element 5 is fixed in a force-transmitting manner, which has a shape of a hemisphere.
  • a compound of the foundation body 4 and the bell element 5 bolts 6 are used, which are introduced through a foot portion 7 of the bell element 5 into the foundation body 4.
  • a gap region 16 between contact surfaces of the bell element 5 and the foundation body 4 is pressure-tightly interconnected.
  • the bell element 5 encloses an inner region 17 of the device 1.
  • the bell element 5, the foundation body 4 and the bolts 6 are therefore interpreted according to an expected pressure load. Furthermore, the sealant used is chosen according to the expected load.
  • the device 1 shown in FIG. 1 can be used both under water - for example in the deep-sea area - and above water.
  • FIG. 2 Another device 1 'according to the invention is shown in FIG. It differs from the device 1 only by an opening 9 in a bell element 5 ', which is used instead of a bell element 5.
  • the opening 9 in the bell element 5 ' can be closed pressure-tight by means of a cover 10 (not shown in FIG. 2). Consequently, using a device 1 'according to the invention, it is possible to already preventively build the foundation body 4 and the bell element 5' and install it on the ground 2 and, in the event of an accident involving damage to the borehole 3, only the cover 10 to put on the opening 9 of the bell element 5 'and to connect with this in a force-transmitting manner.
  • a further device 1 "according to the invention shown in a view is in a state of construction
  • the ground 2 on which the device 1" is to be set up has a pronounced relief, so that there is no plane contact surface for the device Unevenness of such a type can be compensated for by means of the foundation body 4.
  • a bell element 5 "of the device 1" fixed to a formwork element 21 is provided by means of lamellae 1 1 on the base 2. These lamellae 1 1 are connected to the formwork element 21 in such a way that they can be moved and fixed relative to the latter 2.
  • the formwork element 21 may be positioned in a floating position at a certain height above the ground 2.
  • the slats 1 1 should be in a starting position, in which a lower end face 12 of the slats 1 1 is located approximately at a height of an alignment plane 24 of the formwork element 21.
  • a fixation of the slats 1 1 is released, so that they are movable relative to the formwork element 21 in a direction approximately perpendicular to Figure 4 on the ground 2.
  • the bell element 5 "can consequently stand together with the shuttering element 21 on the base 2 only by the slats 11 and simultaneously maintain a desired orientation 13 of the
  • the lamella 1 1 serve in the following as a component of the formwork element 21, which in turn represents a component of the foundation body 4. In the sketched embodiment, this is a by a Concrete formed, which can be introduced by means of a supply line 14 in the formwork element 21. After curing of the concrete of the foundation body 4 is completed.
  • the device 1 is shown in a finished state in a section in Figure 5.
  • the bell element 5 "by means of Screw bolt 6 connected to the formwork element 21 in a force-transmitting manner.
  • a connection of the bell element 5 "and of the formwork element 21 or of the foundation body 4 is pressure-tight, in that a sealing agent is introduced into the gap area 16 between the foundation body 4 and the bell element 5".
  • the bell element 5 in turn includes the interior space 17. Further, it has a cover 10 'which is pierced by a tube 19 which is connected to the borehole 3 and thus in comparison to the cover 10, as shown for example in FIG In the example shown, the borehole 3 is not damaged
  • the cover 10 ' is connected in a force-transmitting manner to the bell element 5 "by means of threaded bolts. In the event of an accident involving damage to the wellbore 3 and / or the tube 19, the cover 10 'is easily interchangeable with a cover 10 without an opening.
  • the borehole 3 is thus quickly and easily closed.
  • these leveling rods 20 as well as the slats 1 1 are still in a starting position.
  • the formwork element 21 is in a fixed position shown in Figure 6b.
  • the leveling rods 20 are such that they can be varied along their longitudinal axis in their length.
  • an orientation of the alignment plane 24 of the formwork element 21 can thus be aligned approximately horizontally. This orientation can be controlled for example by means of a dragonfly or the like. If the alignment plane 24 is correctly oriented, the leveling rods 20 are fixed so that their length is kept constant.
  • the formwork element 21 is now firmly on the bottom 2 and due to its statically determined storage by means of the three leveling rods 20 is not prone to tilting or other movements. Accordingly, as shown in FIG. 6c, the lamellas 11 which are arranged on the shuttering element 21 can be loosened and drained onto the base 2 before they are fixed again to the shuttering element 21. As already described above, the lamellae 1 1, if they are completely drained to the bottom 2, together with the formwork element 21, the inner region 15, in the following, for example, concrete can be passed. A conveyor pipe for the concrete can be guided, for example, by means of the load cable 23 to the shuttering element 21. The completely finished foundation body 4 is finally formed by a hardening of the concrete. The formwork element 21 remains as part of the foundation body 4 and thus the Page 15 of 23
  • FIG. shows a device 1 "'whose inner region 17 is subdivided into a plurality of compartments 26, 27, 28.
  • the individual compartments are interconnected by means of pressure relief valves 29.
  • the device 1" "has a total of three compartments 26, 27, 28 , wherein these are arranged around the tube 19 such that starting from the tube 19, the individual compartments 26, 27, 28 can only be flowed through one behind the other. That is, in the event of leakage of the borehole 3 or the pipe 19, first the first compartment 26 disposed directly around the pipe 19 is filled with medium exiting the pipe 19.
  • the pressure relief valve 29 triggers that the first compartment 26 connects to the second compartment 27, so that the medium can flow into the second compartment 27 and flow to the second compartment 27 Relief of the pressure in the first section 26 comes.
  • the further pressure relief valve 29, which connects between the second compartment 27 and the third compartment 28, triggers as soon as the pressure of the medium in the compartments 26, 27 has risen above a defined level.
  • the individual compartments 26, 27 are each closed by means of individual covers 10 ", 10" '.
  • the covers 10 ", 10" ' have different surfaces which are exposed to the pressure in the compartments 26, 27, so that different resultant forces on the two covers 10 ", 10"' at the same prevailing pressure in the departments 26, 27 result.
  • the outer third compartment 28 is stabilized by means of individual support rods 30.
  • the support rods 30 typically do not form a closed ring around the second compartment 27, but such an embodiment is also conceivable.
  • FIG. shows the already explained above device 1 ', which here in addition to, for example, according to Figure 3 has a supply line 14 which penetrates the bell element 5'.
  • a supply line 14 By means of the supply line 14 is an introduction of a sealing material, typically Page 16 of 23
  • a pressure relief valve 32 is provided for safety.

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Abstract

The invention relates to a method for encasing at least one borehole (3) situated in a ground (2), comprising the following steps: a) The borehole (3) is surrounded by a foundation body (4) enclosing it and arranged in or on the ground (2). b) A bell element (5, 5', 5") is connected to the foundation body (4) in a force-transmitting manner, with the result that an inner region (17) of the bell element (5, 5', 5") is spatially separated from an outer region. In order to carry out an installation of such a device in a rapid, reliable, cost-effective and simple manner, the following method step is additionally proposed: c) The inner region (17) is separated in a pressure-tight manner from the outer region. Corresponding to the method, a device (1, 1 ', 1 ", 1 "') is proposed by means of which the method according to the invention can be carried out in a particularly simple manner.

Description

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Verfahren und Vorrichtung zum Einschließen eines Bohrlochs Method and apparatus for trapping a borehole
Beschreibung description
Einleitung introduction
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einschließen mindestens eines in einem Grund be- findlichen Bohrlochs umfassend folgende Schritte: a) Das Bohrloch wird mit einem es umschließenden Gründungskörper eingefasst, der in oder auf dem Grund angeordnet wird. b) Ein Glockenelement wird in kraftübertragender Weise mit dem Gründungskörper verbunden, so dass ein Innenbereich des Glockenelements räumlich von einem Außenbe- reich abgetrennt wird. The invention relates to a method for enclosing at least one borehole located in a bottom, comprising the following steps: a) The borehole is surrounded by a foundation body surrounding it, which is arranged in or on the ground. b) A bell element is connected in a force-transmitting manner to the foundation body, so that an interior area of the bell element is spatially separated from an exterior area.
Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Einschließen mindestens eines in einem Grund befindlichen Bohrlochs, aufweisend einen das Bohrloch umschließenden, in oder auf dem Grund angeordneten Gründungskörper sowie ein Glockenelement, das in kraftübertragender Weise mit dem Gründungskörper verbunden ist, so dass ein Innenbereich der Vorrich- tung von einem Außenbereich räumlich abtrennbar ist. Furthermore, the invention relates to a device for enclosing at least one borehole located in a base, comprising a foundation body enclosing the borehole, arranged in or on the ground, and a bell element, which is connected in a force-transmitting manner to the foundation body, so that an interior area of the substrate is provided. tion from an outdoor area is spatially separable.
Stand der Technik State of the art
Aufgrund einer steigenden Nachfrage nach Energie und einer damit einhergehenden steigenden Nachfrage nach effizienten Energieträgern, hat sich das Interesse an Erdöl in der Vergangenheit stetig vergrößert. Als eine Folge dieser Entwicklung ist feststellbar, dass viele gut und einfach erreichbare Ölquellen bereits versiegt sind und entsprechend eine Notwendigkeit entstanden ist, schwer erreichbare und nur unter Inkaufnahme eines größeren Risikos betreibbare Ölquellen zu erschließen. Due to rising demand for energy and a concomitant increase in demand for efficient energy sources, interest in oil has steadily increased in the past. As a consequence of this development, it can be seen that many well-accessible and easy-to-reach oil wells have already dried up and, accordingly, a need has arisen to tap into hard-to-reach oil wells that can only be operated at greater risk.
In der Vergangenheit ist es dabei bereits häufiger zu Unfällen gekommen, die teilweise Umweltkatastrophen nicht unerheblichen Ausmaßes nach sich gezogen haben. Ein besonderes Problem stellen unkontrolliert sprudelnde Ölquellen dar, die beispielsweise durch eine Beschädigung eines Bohrloches oder ähnliches auftreten können. Versagen in einem solchen Fall die üblichen Sicherheitsvorrichtungen, wie beispielsweise sich automatisch absperrende Seite 2 von 23 In the past, accidents have often occurred, some of which have caused environmental catastrophes of not insignificant proportions. A particular problem is uncontrolled bubbling oil wells, which can occur for example by damage to a borehole or the like. Failure in such a case, the usual safety devices, such as automatically shut-off Page 2 of 23
Sicherheitsventile und dergleichen, ist es oft schwierig, einen Ölfluss aus solchen Bohrlöchern entweder zu stoppen oder zumindest zu kontrollieren und zu steuern. Safety valves and the like, it is often difficult to either stop or at least control and control an oil flow from such wells.
Eine Vorrichtung, um aus der Kontrolle geratene Bohrlöcher im Tiefseebereich zu versiegeln und unschädlich zu machen, ist in der Gebrauchsmusterschrift DE 20 2010 008 170 U 1 offenbart. Diese stellt eine Glocke vor, welche an einer Unterseite eine Öffnung aufweist, um über ein Bohrloch gestülpt zu werden. Durch ein Verschließen einer weiteren, an einer Oberseite befindlichen Öffnung bildet sich aufgrund stetig aus dem beschädigten Bohrloch nachfließenden Öls in einem Innenbereich der Glocke ein Überdruck. Dieser wird im Folgenden so kanalisiert, dass er über einen Mechanismus eine Versieglung des schadhaften Bohrlochs zur Folge hat. Dieser Mechanismus nutzt den im Innenbereich der Glocke entstehenden Überdruck, um ein elastisches, um ein beschädigtes Förderrohr angeordnetes Ringelement aufzublähen und das Förderrohr schließlich zu versiegeln. Nachteilig bei der gezeigten Vorrichtung ist zu bewerten, dass die offenbarte Glocke lediglich mittels ihres Eigengewichts einem Überdruck in ihrem Innenbereich widerstehen kann und die Glocke aus einer vorgesehenen Stel- lung über dem Bohrloch bewegt werden kann, so lange ein Verklemmen der Glocke mit einem aus dem beschädigten Bohrloch hervorstehenden Förderrohr nicht stattgefunden hat. Ein solches Verklemmen wird in der DE 20 2010 009 170 U 1 mittels des bereits erwähnten Mechanismus erreicht, der den Überdruck im Innenbereich der Glocke nutzt, um ein Klemmelement der Glocke gegen das Förderrohr zu pressen. Speziell für den Fall starker Strömun- gen in einem Gewässer ist eine sichere Platzierung einer solchen, lediglich über ihr Eigengewicht fixierten Vorrichtung nur schwierig zu erreichen. A device to seal out of control boreholes in the deep sea area and render harmless, is disclosed in the utility model DE 20 2010 008 170 U 1. This presents a bell, which has an opening on a bottom to be slipped over a borehole. By closing a further, located on an upper opening is formed due to steadily flowing from the damaged well oil in an inner region of the bell, an overpressure. This is then channeled in such a way that it has a mechanism for sealing the defective borehole result. This mechanism uses the pressure generated in the interior of the bell to inflate an elastic ring element arranged around a damaged conveying tube and finally to seal the conveying tube. A disadvantage of the device shown is that the disclosed bell can only withstand its own weight overpressure in its interior and the bell can be moved from an intended position above the borehole, as long as a jamming of the bell with one of the damaged well projecting delivery pipe has not occurred. Such jamming is achieved in DE 20 2010 009 170 U 1 by means of the mechanism already mentioned, which uses the overpressure in the inner region of the bell to press a clamping element of the bell against the conveyor tube. Especially for the case of strong currents in a body of water, a secure placement of such a device, which is only fixed by its own weight, is difficult to achieve.
Sich davon unterscheidend zeigt die US 2,532,341 eine Haube für unter Wasser angeordnete Bohrlöcher, welche vergleichbar zu einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art einen Gründungskörper auf einem Grund aufweist. Auf diesem Fundament verankert ist ein Scha- lungselement, welches an einer Oberseite eine nicht verschließbare Öffnung aufweist, durch welche Beton einfüllbar ist. Des Weiteren zeigt die Erfindung eine Kapsel, in dessen Innenbereich Installationen wie beispielsweise ein Ventil angeordnet sind, so dass ein Ölfluss aus dem Bohrloch kontrolliert abgeführt werden kann. Diese Kapsel ist ebenfalls mit dem Gründungskörper verbunden. Die gezeigte Haube ist jedoch dahingehend besonders nachteilig, als dass eine Installation kompliziert und aufwendig ist, da viele Kleinteile und Montageschritte durchzuführen sind, um ein gewünschtes Ergebnis zu erzielen. Im Falle eines Unfalls und einer Seite 3 von 23 damit einhergehenden Leckage eines Bohrlochs ist eine nachträgliche Abdichtung mittels der in der US 2,563,341 offenbarten Haube nicht durchführbar. Distinguishing from this, US 2,532,341 shows a hood for submerged boreholes, which has a foundation body on a base comparable to a device of the type described above. An anchoring element anchored on this foundation has, on an upper side, a non-closable opening through which concrete can be filled. Furthermore, the invention shows a capsule in whose interior installations such as a valve are arranged so that an oil flow can be discharged controlled from the well. This capsule is also connected to the foundation body. However, the hood shown is particularly disadvantageous in that an installation is complicated and expensive, since many small parts and assembly steps are performed to achieve a desired result. In the case of an accident and a Page 3 of 23 accompanying leakage of a borehole, subsequent sealing by means of the hood disclosed in US Pat. No. 2,563,341 can not be carried out.
Aufgabe task
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art dahingehend weiterzuentwickeln, dass sowohl eine präventive Installation der Vorrichtung als auch eine Installation der Vorrichtung im Falle eines Unfalls schnell, kostengünstig, einfach und sicher durchführbar ist. The invention has for its object to further develop a method and apparatus of the type described above in that both a preventive installation of the device and an installation of the device in the event of an accident is fast, inexpensive, easy and safe to carry out.
Lösung solution
Die zugrunde liegende Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den folgenden Verfahrensschritt gelöst: c) Der Innenbereich wird druckdicht von dem Außenbereich abgetrennt. The underlying object is achieved by the following method step: c) The inner area is pressure-tightly separated from the outer area.
Eine druckdichte Abtrennung des Innenbereichs vom Außenbereich garantiert, dass kein Öl unkontrolliert aus dem Innenbereich austritt. Durch ein Anstauen aus dem Bohrloch strömenden Öls bildet sich ein Innendruck im Innenbereich des Glockenelements. Da diese allerdings fest, also in kraftübertragender Weise mit dem Gründungskörper verbunden ist, ist sie nicht frei beweglich, so dass sich ein Spaltbereich zwischen dem Glockenelement und dem Gründungskörper nicht unkontrolliert öffnen kann. Der Gründungskörper selbst wird, unabhängig davon, ob er auf dem Grund aufliegt oder in den Grund eingelassen ist, lediglich auf einer Oberseite mit dem Innendruck beaufschlagt, so dass er automatisch auf den Grund gedrückt wird. Sofern die Verbindung zwischen dem Glockenelement stark genug ausgeführt ist und eine Abdichtung des Innenbereiches dem Innendruck standhält, ist somit sichergestellt, dass ein Ölfluss in den Außenbereich, beispielsweise ins Meer, unterbunden ist. A pressure-tight separation of the inner area from the outer area guarantees that no oil escapes uncontrolled from the inner area. By an accumulation of oil flowing out of the borehole, an internal pressure forms in the interior of the bell element. However, since this is fixed, ie connected in a force-transmitting manner with the foundation body, it is not freely movable, so that a gap region between the bell element and the foundation body can not open uncontrollably. The foundation body itself, regardless of whether it rests on the ground or is embedded in the ground, only on an upper side with the internal pressure applied, so that it is automatically pressed onto the ground. If the connection between the bell element is made strong enough and a seal of the inner area withstands the internal pressure, it is thus ensured that an oil flow into the outer area, for example into the sea, is prevented.
Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass es besonders unkompliziert auszuführen ist. Die Anzahl der notwendigen Komponenten ist auf ein Minimum beschränkt, was eine zügige und kostengünstige Installation begünstigt und darüber hinaus wenig fehleranfällig ist. The advantage of this method is that it is particularly uncomplicated to perform. The number of necessary components is kept to a minimum, which favors a quick and cost-effective installation and, moreover, is less susceptible to error.
Ein besonders vorteilhaftes Verfahren sieht ferner vor, dass der Gründungskörper mittels mindestens eines Verankerungselements, vorzugsweise mittels einer Mehrzahl von Verankerungselementen, in kraftübertragender Weise mit dem Grund verbunden wird. Seite 4 von 23 A particularly advantageous method further provides that the foundation body is connected by means of at least one anchoring element, preferably by means of a plurality of anchoring elements, in a force-transmitting manner to the ground. Page 4 of 23
Durch eine derartige Verbindung des Gründungskörpers mit dem Grund wird eine zusätzliche Lagestabilität der Vorrichtung geschaffen, welche beispielsweise im Bereich eines Einsatzes unter Wasser auch seitlichen Kräften widerstehen kann, welche zum Beispiel aus Strömungen resultieren können. Eine kraftübertragende Verbindung zwischen dem Glockenelement und dem Gründungskörper ist besonders einfach, wenn das Glockenelement mittels mindestens eines Bolzens, vorzugsweise eines Schraubbolzens, vorzugsweise mittels einer Mehrzahl von Bolzen, mit dem Gründungskörper verbunden wird. By means of such a connection of the foundation body to the ground, an additional positional stability of the device is created, which, for example in the area of an underwater application, can also withstand lateral forces, which can result, for example, from currents. A force-transmitting connection between the bell element and the foundation body is particularly simple if the bell element is connected to the foundation body by means of at least one bolt, preferably a bolt, preferably by means of a plurality of bolts.
Solche Bolzen sollten bereits im Vorfeld mit dem Gründungskörper verbunden werden, so dass ein Verbinden des Glockenelements und des Gründungskörpers über vorgefertigte Bohrungen in dem Glockenelement umgesetzt werden kann. In einem solchen Fall müssen besagte Bohrungen lediglich auf die Bolzen des Gründungskörpers aufgesetzt werden, so dass ein Formschluss zwischen dem Glockenelement und dem Gründungskörper besonders einfach erzeugbar ist. Ein solcher Verfahrensschritt ist besonders schnell und einfach durch- führbar. Such bolts should already be connected in advance with the foundation body, so that a connection of the bell element and the foundation body can be implemented via prefabricated holes in the bell element. In such a case, said holes must be placed only on the bolts of the foundation body, so that a positive connection between the bell element and the foundation body is particularly easy to produce. Such a method step is particularly quick and easy to carry out.
Eine ferner vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass mindestens ein Medium zwischen dem Innenbereich und dem Außenbereich des Glockenelements über mindestens ein Leitungselement, das das Glockenelement durchdringt, geleitet wird. Wenngleich eine Hauptaufgabe einer eingangs beschriebenen Vorrichtung darin besteht, ein defektes Bohrloch abzudichten, so dass kein Öl aus dem Innenbereich des Glockenelements austreten kann, ist es doch besonders vorteilhaft, wenn unter Beibehaltung einer Abdichtfunktion weiterhin eine Möglichkeit besteht, - üblicherweise fließfähige - Medien mit dem Innenbereich des Glockenelements auszutauschen. Über Leitungselemente der vorstehend beschriebenen Art, ist es beispielsweise möglich, in dem Innenbereich des Glockenelements angestautes Öl an einen anderen Ort, beispielsweise ein Tankschiff oder dergleichen, zu leiten und so einen Innendruck im Innenbereich zu reduzieren. Neben der Möglichkeit eines Ableitens von Öl aus dem Innenbereich heraus ist es ebenso denkbar, dass Stoffe von dem Außenbereich aus in den Innenbereich geleitet werden sollen. Dies ist über beschriebene Lei- tungselemente ebenfalls möglich. Seite 5 von 23 A further advantageous embodiment of the method according to the invention provides that at least one medium between the inner region and the outer region of the bell element via at least one conduit element which penetrates the bell element, is passed. Although a main object of a device described in the introduction is to seal a defective well so that no oil can escape from the interior of the bell element, it is particularly advantageous if, while maintaining a sealing function is still a possibility - usually flowable - with the media To replace interior of the bell element. By means of line elements of the type described above, it is possible, for example, to guide accumulated oil in the inner region of the bell element to another location, for example a tank vessel or the like, and thus to reduce internal pressure in the interior area. In addition to the possibility of draining oil from the interior, it is also conceivable that materials should be directed from the outside to the interior. This is also possible via described line elements. Page 5 of 23
Zur Herstellung einer druckdichten Abtrennung von Innen- und Außenbereich, sollte primär ein Spaltbereich zwischen dem Glockenelement und dem Gründungskörper abgedichtet werden. Dies sollte vorzugsweise mittels eines pastösen oder elastomerartigen Dichtmittels erfolgen. Dichtmittel dieser Art sind in vielerlei Varianten hinlänglich bekannt, so dass mit einem Umgang mit selbigen bereits viele Erfahrungen gesammelt werden konnten. Die Verwendung eines solchen Dichtmittels verspricht entsprechend ein geringes Risiko bei hoher Effizienz. To produce a pressure-tight separation of interior and exterior, a gap region between the bell element and the foundation body should primarily be sealed. This should preferably be done by means of a pasty or elastomeric sealant. Sealants of this type are well known in many variants, so that with a deal with the same already many experiences could be collected. The use of such a sealant accordingly promises a low risk with high efficiency.
Für den Fall eines Einsatzes des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem unregelmäßigen Gelände, welches sich im Besonderen dadurch auszeichnet, keine plane Aufstandsfläche für einen Gründungskörper und/oder ein Glockenelement zu bieten, sollte ein Schalungselement, welches vorzugsweise ein Bestandteil des Gründungskörpers ist, mittels Lamellen auf dem Grund derart positioniert wird, dass eine Ausrichtungsebene des Schalungselements ungefähr horizontal orientiert ist. In the case of an application of the method according to the invention in an irregular terrain, which is characterized in particular by not providing a flat footprint for a foundation body and / or a bell element, a shuttering element, which is preferably a part of the foundation body, by means of fins on the Reason is positioned so that an alignment plane of the formwork element is oriented approximately horizontally.
Bei den Lamellen handelt es sich um einzelne, an dem Schalungselement angeordnete Ele- mente, die verschieblich an dem Schalungselement angeordnet sind. Wird das Schalungselement beispielsweise mittels eines Lastkrans über einem Grund ungefähr horizontal in einer schwebenden Stellung gehalten, können die Lamellen temporär gelöst und relativ zu dem Schalungselement bewegt werden, bis sie jeweils auf den Grund stoßen. Anschließend werden sie wieder mit dem Schalungselement in kraftübertragender Weise verbunden, so dass letzteres folglich auf den Lamellen steht, welche sich im Einzelnen an das jeweilig gegebene Relief des Grundes angepasst haben. Sobald das Schalungselement auf diese Weise in etwa in einer horizontalen Ausrichtung fixiert wurde, kann nachfolgend in einen Innenraum des Schalungselements, der mittels der Lamellen von einer Umgebung räumlich getrennt ist, beispielsweise Beton eingefüllt werden. Nach einer Aushärtung des Betons ist der Grün- dungskörper komplettiert und weist schlussendlich eine gewünschte horizontale Ausrichtung auf. The lamellae are individual elements arranged on the formwork element, which elements are arranged displaceably on the formwork element. If the formwork element is held approximately horizontally in a floating position, for example, by means of a crane over a ground, the fins can be temporarily released and moved relative to the formwork element until they respectively hit the ground. Subsequently, they are again connected to the formwork element in a force-transmitting manner, so that the latter is consequently on the slats, which have adapted in detail to the respective given relief of the ground. Once the formwork element has been fixed in this manner in approximately a horizontal orientation, can be filled in an interior of the formwork element, which is spatially separated by an environment from the environment below, for example, concrete. After hardening of the concrete, the founding body is completed and finally has a desired horizontal orientation.
Auf diese Weise lässt sich eine größere Einheitlichkeit der Bedingungen schaffen, so dass eine Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines unvorhersehbaren Effektes beispielsweise aufgrund einer Schiefstellung des Gründungskörpers - und damit einhergehend des Glocken- elements - minimiert werden kann. Eine meist angestrebte gerade Ausrichtung des Glocken- Seite 6 von 23 elements begünstigt ferner sonstige Montagebedingungen wie beispielsweise ein Verbinden des Glockenelements mit dem Gründungskörper über Bolzen. In this way, a greater uniformity of conditions can be created, so that a probability of the occurrence of an unforeseeable effect, for example due to a misalignment of the foundation body - and thus the bell element - can be minimized. A mostly aimed straight alignment of the bell Elements further favors other mounting conditions such as a connection of the bell element with the foundation body via bolts.
Alternativ zu einer Ausrichtung des Schalungselements mittels der Lamellen, ist es ebenso möglich, das Schalungselement mittels mindestens drei Nivellierelementen auf dem Grund derart zu positionieren, dass eine Ausrichtungsebene des Schalungselements ungefähr horizontal orientiert ist. Alternatively to an alignment of the formwork element by means of the lamellae, it is also possible to position the formwork element by means of at least three leveling elements on the ground such that an alignment plane of the formwork element is oriented approximately horizontally.
Dieser Verfahrensschritt sollte speziell dann verwendet werden, wenn im Vorfeld einer Auf- ständerung des Schalungselements auf dem Grund mittels der Lamellen es nicht oder nur sehr schwer möglich ist, eine in etwa horizontale Ausrichtung des Schalungselements zu erzeugen. Dies kann beispielsweise bei einem Einsatz unter Wasser der Fall sein, bei dem eine Strömung des Wassers es nicht erlaubt, das Schalungselement allein durch eine Aufhängung an einem Lastkran horizontal auszurichten. Eine statisch bestimmte Aufständerung des Schalungselements auf dem Grund mittels der Nivellierelemente hingegen, ermöglicht es dem Anwender das Schalungselement mittels unabhängiger Justierungen der Nivellierelemente präzise auszurichten. Ist dies erfolgt, funktioniert eine Fertigstellung des Gründungskörpers wie vorstehend bereits erläutert. This method step should be used especially when it is not or only very difficult to produce an approximately horizontal alignment of the formwork element in the run-up to an elevation of the formwork element on the ground by means of the lamellae. This may for example be the case when used underwater, in which a flow of water does not allow the formwork element to be aligned horizontally solely by a suspension on a loader crane. By contrast, a statically determined elevation of the formwork element on the ground by means of the leveling elements enables the user to precisely align the formwork element by means of independent adjustments of the leveling elements. Once this is done, a completion of the foundation body works as already explained above.
Eine Möglichkeit das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen besteht darin, den Gründungskörper auf oder in dem Grund zu installieren, bevor das Glockenelement mit dem Gründungskörper in kraftübertragender Weise verbunden wird. Durch eine Abfolge der Verfahrensschritte zum Einschließen eines Bohrlochs in dieser Reihenfolge ist eine genaue Anpassung des Gründungskörpers an die jeweiligen örtlichen Gegebenheiten im Umfeld des jeweiligen Bohrloches beziehungsweise der jeweiligen Bohrlöcher möglich. So ist es beispielsweise mit einem aus Beton gefertigten Gründungskörper möglich, das beziehungsweise die jeweiligen Bohrlöcher passgenau einzufassen. Des Weiteren ist eine Anpassung des Gründungskörpers an das jeweilig gegebenen Relief des Grundes durch eine Installation des Gründungskörpers vor Ort besonders einfach erreichbar. One way to carry out the method according to the invention is to install the foundation body on or in the ground before the bell element is connected to the foundation body in a force-transmitting manner. By a sequence of the method steps for enclosing a borehole in this order, a precise adaptation of the foundation body to the respective local conditions in the environment of the respective borehole or of the respective boreholes is possible. Thus, it is possible, for example, with a foundation body made of concrete to enclose the respective holes accurately. Furthermore, an adaptation of the foundation body to the respectively given relief of the ground by an installation of the foundation body on site is particularly easy to reach.
Alternativ ist es aber ebenso denkbar, den Gründungskörper mit dem Glockenelement in kraftübertragender Weise zu verbinden, bevor der Gründungskörper auf oder in dem Grund installiert wird. Seite 7 von 23 Alternatively, it is also conceivable to connect the foundation body with the bell element in a force-transmitting manner before the foundation body is installed on or in the ground. Page 7 of 23
Bei besonders einfachen Einsätzen, bei denen sehr gut beherrschbare Randbedingungen vorliegen, ist mittels dieser Verfahrensweise eine nahezu vollständige Vormontage des Gründungskörpers und des Glockenelements möglich. Ein Aufwand zum Einbau einer gesamten Vorrichtung kann somit auf ein Minimum reduziert werden. Neben dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die zugrunde liegende Aufgabe ferner durch eine dahingehende Weiterentwicklung einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art gelöst, dass korrespondierende Kontaktflächen des Gründungskörpers einerseits und des Glockenelements andererseits druckdicht aneinander koppelbar oder gekoppelt sind. In particularly simple operations, in which very well controllable boundary conditions are present, an almost complete pre-assembly of the foundation body and the bell element is possible by means of this procedure. An effort to install an entire device can thus be reduced to a minimum. In addition to the method according to the invention, the underlying object is further achieved by a further development of a device of the type described above, that corresponding contact surfaces of the foundation body on the one hand and the bell element on the other hand are pressure-tight coupled to each other or coupled.
Mittels einer solchen Vorrichtung ist ein druckdichtes Abtrennen des Innenbereichs des Glockenelements vom Außenbereich besonders einfach durchführbar. In einer druckdicht abgedichteten Vorrichtung dieser Art ist aus einem oder aus mehreren Bohrlöchern austretendes Öl in dem Innenbereich eingeschlossen. Dieser ist von dem Außenbereich folglich mindestens durch den Gründungskörper und das Glockenelement, gegebenenfalls durch den Grund, den Gründungskörper und das Glockenelement, abgetrennt, je nachdem, ob der Grün- dungskörper den Grund lokal um das Bohrloch herum vollständig bedeckt oder nicht. By means of such a device, a pressure-tight separation of the inner region of the bell element from the outer region is particularly easy to carry out. In a pressure-tightly sealed device of this kind, oil leaking from one or more wells is trapped in the interior. The latter is thus separated from the outer region at least by the foundation body and the bell element, optionally by the base, the foundation body and the bell element, depending on whether or not the foundation body completely covers the ground locally around the borehole.
Für eine besonders einfache und sichere Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, sollte der Gründungskörper der Vorrichtung über mindestens ein Verankerungselement, vorzugsweise über eine Mehrzahl von Verankerungselementen, mit dem Grund verbunden sein. Ferner sollte das Glockenelement mittels mindestens eines Bolzens, vorzugsweise einesFor a particularly simple and secure implementation of the method according to the invention, the foundation body of the device should be connected to the ground via at least one anchoring element, preferably via a plurality of anchoring elements. Furthermore, the bell element should by means of at least one bolt, preferably one
Schraubbolzens, vorzugsweise mittels einer Mehrzahl von Bolzen, mit dem Gründungskörper verbunden sein. Bolt, preferably by means of a plurality of bolts, be connected to the foundation body.
Vorzugsweise sollte die Vorrichtung außerdem so beschaffen sein, dass mindestens ein Medium zwischen dem Innenbereich und dem Außenbereich der Vorrichtung durch mindestens ein Leitungselement, das das Glockenelement durchdringt, leitbar ist. Preferably, the device should also be such that at least one medium between the inner region and the outer region of the device by at least one conduit element which penetrates the bell element, is conductive.
Der erfindungsgemäße Verfahrensschritt des Leitens mindestens eines Mediums zwischen dem Innen- und dem Außenbereich ist mittels einer derart ausgestatteten Vorrichtung besonders einfach durchführbar. Seite 8 von 23 The inventive method step of conducting at least one medium between the inner and the outer region is particularly simple to carry out by means of such a device. Page 8 of 23
Die Vorrichtung ist ebenfalls gemäß dem korrespondieren Verfahrensschritt besonders vorteilhaft ausgestaltet, sofern ein Spaltbereich zwischen den korrespondierenden Kontaktflächen mittels eines pastösen oder elastomerartigen Dichtmittels abgedichtet ist. The device is also configured particularly advantageously according to the corresponding method step, as long as a gap region between the corresponding contact surfaces is sealed by means of a pasty or elastomeric sealant.
Um eine Anpassbarkeit der Ausrichtung des Glockenelements zu erreichen, sollte ein Scha- lungselement, welches ein Bestandteil des Gründungskörpers ist, mindestens drei Nivellierelemente aufweisen, mittels derer eine Ausrichtungsebene des Schalungselements ungefähr horizontal orientierbar ist. In order to achieve an adaptability of the orientation of the bell element, a shutter element, which is a component of the foundation body, should have at least three leveling elements by means of which an alignment plane of the shuttering element can be oriented approximately horizontally.
Unter Zuhilfenahme eines derartigen Gründungskörpers ist eine Ausrichtung des Schalungselementes und demzufolge auch des auf dem Gründungskörper zu installierenden Glocken- elements gemäß dem vorstehend bereits erläuterten Verfahren besonders einfach möglich, selbst unter schwierigen Randbedingungen wie beispielsweise Wasserströmungen oder starken Winden. With the aid of such a foundation body, it is particularly easy to align the formwork element and consequently also the bell element to be installed on the foundation body in accordance with the method already explained above, even under difficult boundary conditions such as, for example, water currents or strong winds.
Alternativ zu Nivellierelementen kann es ausreichend sein, dass ein Schalungselement, welches ein Bestandteil des Gründungskörpers ist, mindestens eine Lamelle, vorzugsweise eine Mehrzahl von Lamellen, aufweist, die in eine Richtung ungefähr parallel zu einer Längsachse eines Bohrkanals des Bohrlochs relativ zu dem Schalungselement bewegbar gelagert ist. As an alternative to leveling elements, it may be sufficient for a formwork element which is a component of the foundation body to have at least one lamella, preferably a plurality of lamellae, which are movably mounted in a direction approximately parallel to a longitudinal axis of a borehole of the borehole relative to the formwork element is.
Diese Lamellen sollten so ausgebildet sein, dass sie an dem Schalungselement in einer beliebigen Stellung fixiert werden können. Eine Ausrichtung des Schalungselements mittels solcher Lamellen ist bereits vorstehend im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert worden. Unter gutmütigen Randbedingungen ist eine Ausrichtung des Schalungselements ebenso präzise möglich, wie unter Verwendung der Nivellierstäbe. These slats should be designed so that they can be fixed to the formwork element in any position. An alignment of the formwork element by means of such fins has already been explained above in the context of the method according to the invention. Under good-natured conditions, alignment of the formwork element is just as possible as using the leveling bars.
Das Glockenelement ist dann besonders vorteilhaft, wenn es die Form einer Halbkugel aufweist. The bell element is particularly advantageous if it has the shape of a hemisphere.
Eine Halbkugel eignet sich optimal für einen Widerstand gegen einen Druck in dessen Innen- bereich. Ferner begünstigt eine gleichmäßige Geometrie eines unteren Randes eines halbkugelförmigen Glockenelements ein einfache Aufstellung und Fixierung auf einem Gründungskörper. A hemisphere is ideal for resisting pressure in its interior. Furthermore, a uniform geometry of a lower edge of a hemispherical bell element favors easy installation and fixation on a foundation body.
Letzterer sollte vorzugsweise als Ringfundament ausgebildet sein. Seite 9 von 23 The latter should preferably be designed as a ring foundation. Page 9 of 23
Auf diese Weise kann ein Materialverbrauch für den Gründungskörper gleichermaßen mit einem Aufwand für einen Einbau desselben minimiert werden. In this way, a material consumption for the foundation body can be minimized alike with an effort for installation of the same.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dann als besonders vorteilhaft zu beurteilen, wenn die korrespondierenden Kontaktflächen des Gründungskörpers einerseits und des Glockenele- ments andererseits jeweils das Bohrloch umschließen. The device according to the invention can then be considered to be particularly advantageous when the corresponding contact surfaces of the foundation body on the one hand and the bell element on the other hand enclose the borehole in each case.
Unabhängig von Geometrien des Gründungskörpers und des Glockenelements ist eine druckdichte Abdichtung mittels solcher Kontaktflächen besonders einfach erreichbar. Regardless of the geometry of the foundation body and the bell element, a pressure-tight seal by means of such contact surfaces is particularly easy to achieve.
Eine weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung sieht vor, dass das Glockenelement eine entfernbare Abdeckung aufweist, mit der ein Durchbruch in dem Glocken- element druckdicht verschließbar ist. A further particularly advantageous embodiment of the device provides that the bell element has a removable cover with which a breakthrough in the bell element can be closed in a pressure-tight manner.
Durch eine entfernbare Abdeckung besteht für einen Anwender der erfindungsgemäßen Vorrichtung stets die Möglichkeit, Zugang zu dem Innenbereich des Glockenelements zu haben. Außerdem ist denkbar, dass ein Austausch einer Abdeckung vorgenommen werden soll, um Schäden oder dergleichen zu beseitigen. Für den Fall einer präventiven Einschließung eines Bohrloches unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, kann die Vorrichtung beispielsweise fast vollständig installiert werden, so dass für einen dichten Abschluss des Innenbereichs des Glockenelements lediglich besagtes Abdeckelement fehlt. Für den Fall eines Unfalls und einer darauf folgenden Leckage des Bohrlochs, wäre dies allein durch einen nachträglichen Einbau der entfernbaren Abdeckung abdichtbar. Der Vorteil bei einem solchen Vorgehen liegt in einem sehr geringen zeitlichen Aufwand, so dass eine drohende Umweltverschmutzung schnell und effektiv abwendbar ist. By a removable cover for a user of the device according to the invention is always the ability to have access to the interior of the bell element. In addition, it is conceivable that an exchange of a cover should be made to eliminate damage or the like. For example, in the case of a preventive enclosure of a borehole using the method according to the invention by means of a device according to the invention, the device can be installed almost completely, so that only said cover element is missing for a tight closure of the interior area of the bell element. In the event of an accident and subsequent leakage of the borehole, this would be sealable only by retrofitting the removable cover. The advantage of such a procedure is a very short time, so that an impending pollution is quickly and effectively averted.
Ferner kann es besonders von Vorteil sein, wenn der Innenbereich des Glockenelements in mindestens zwei Abteilungen unterteilt ist, wobei vorzugsweise jeweils zwei Abteilungen mittels eines Druckentlastungsventils strömungstechnisch miteinander verbindbar sind. Furthermore, it may be particularly advantageous if the inner region of the bell element is subdivided into at least two compartments, preferably two compartments each being fluidically connectable to one another by means of a pressure relief valve.
Die Abteilungen des Glockenelements sollten dabei vorzugsweise so ausgebildet sein, dass sie ausgehend von dem Bohrloch beziehungsweise dem aus dem Bohrloch heraus führenden Rohr zur Führung des zu fördernden Mediums (typischerweise Öl) nacheinander durchströmbar sind. Das heißt, dass bei einem möglichen Leck des Bohrlochs das ungewollt austretende Seite 10 von 23 The sections of the bell element should preferably be designed so that they can be flowed through successively starting from the borehole or the pipe leading out of the borehole for guiding the medium to be conveyed (typically oil). This means that in case of a possible leak of the borehole the unintentionally leaking Page 10 of 23
Öl vorerst ausschließlich in eine erste, um das Bohrloch herum angeordnete Abteilung des Glockenelements gelangen kann und ein Übertritt in eine zweite Abteilung allein mittels des Druckentlastungsventils möglich ist. Dieses Druckentlastungsventil sollte bei einem zuvor definierten Druckniveau öffnen und vorteilhafterweise die erste Abteilung ausschließlich mit der zweiten Abteilung verbinden während gegebenenfalls vorgesehene weitere Abteilungen vorerst ungenutzt bleiben. Durch die Möglichkeit zum Ausweichen des geförderten Mediums in die zweite Abteilung kommt es zu einer Druckentlastung in der ersten Abteilung des Glockenelements. Erst bei einem abermaligen Druckanstieg in der ersten und der zweiten Abteilung über ein definiertes Maß löst schließlich ein weiteres Druckentlastungsventil aus und verbindet die ersten beiden Abteilungen mit einer weiteren Abteilung, wodurch ein Druckabfall in den ersten beiden Abteilungen erreicht wird. For the time being, oil can pass exclusively into a first compartment of the bell element arranged around the borehole and a transfer into a second compartment is possible solely by means of the pressure relief valve. This pressure relief valve should open at a pre-defined pressure level and advantageously connect the first department exclusively to the second department while any further departments provided remain unused for the time being. Due to the possibility of evading the conveyed medium in the second department, there is a pressure relief in the first section of the bell element. Finally, a further pressure increase in the first and the second section above a defined level triggers finally another pressure relief valve and connects the first two departments with another department, whereby a pressure drop is achieved in the first two departments.
Trennwände, die die einzelnen Abteilungen im Inneren des Glockenelements räumlich voneinander trennen, sollte vorteilhafterweise mittels Stützstäben gegeneinander beziehungsweise gegen eine Wandung des Glockenelements abgestützt werden, um bei gegebenenfalls auftre- tende Druckdifferenzen zwischen den beiden Seiten der Trennwände die Differenzkräfte abtragen zu können. Partition walls, which spatially separate the individual compartments in the interior of the bell element, should advantageously be supported against each other or against a wall of the bell element by means of support rods in order to be able to remove the differential forces in the event of any pressure differences between the two sides of the partition walls.
Ausführungsbeispiele embodiments
Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen, die in den beiliegenden Figuren dargestellt sind, näher erläutert. The method according to the invention and the device according to the invention are explained in more detail below with reference to exemplary embodiments which are illustrated in the accompanying figures.
Es zeigt: It shows:
Fig. 1 : eine erfindungsgemäße Vorrichtung, 1 shows a device according to the invention,
Fig. 2: eine weitere erfindungsgemäße Vorrichtung, 2 shows another device according to the invention,
Fig. 3: wie Figur 2, jedoch geschlossen, 3: as Figure 2, but closed,
Fig. 4: eine weiter erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Bauzustand, 4 shows a further device according to the invention in a construction state,
Fig. 5: wie Figur 4, jedoch in einem fertigen Zustand, Seite 1 1 von 23 5 as in FIG. 4, but in a finished state, FIG. Page 1 1 of 23
Fig. 6a - 6d: einen Ablauf einer Installation eines Gründungskörpers einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, 6a-6d: a sequence of an installation of a foundation body of a device according to the invention,
Fig. 7: eine weitere erfindungsgemäße Vorrichtung und Fig. 7: another device according to the invention and
Fig. 8: eine weitere erfindungsgemäße Vorrichtung. Eine in Figur 1 dargestellte Vorrichtung 1 zum Einschließen eines in einem Grund 2 befindlichen Bohrlochs 3 weist einen Gründungskörper 4 in Form eines Ringfundaments auf, auf dem ein Glockenelement 5 in kraftübertragender Weise fixiert ist, welches eine Form einer Halbkugel aufweist. Für eine Verbindung des Gründungskörpers 4 und des Glockenelements 5 werden Schraubbolzen 6 verwendet, die durch einen Fußbereich 7 des Glockenelements 5 hindurch in den Gründungskörper 4 eingebracht sind. Mittels dieser Verbindung wird bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel unter Zuhilfenahme eines Dichtmittels erreicht, dass ein Spaltbereich 16 zwischen Kontaktflächen des Glockenelements 5 und des Gründungskörpers 4 druckdicht miteinander verbunden ist. Das Glockenelement 5 umschließt entsprechend einen Innenbereich 17 der Vorrichtung 1. Aus dem Bohrloch 3 austretendes Öl - welches anhand von Pfeilen 8 in Figur 1 dargestellt ist - ist auf diese Weise sicher in dem Innenbereich 17 der Vorrichtung 1 eingeschlossen. Aufgrund des ständig nachströmenden Öls baut sich im Innenbereich 17 ein Innendruck auf. Das Glockenelement 5, der Gründungskörper 4 und die Schraubbolzen 6 sind daher entsprechend einer zu erwartenden Druckbelastung auszulegen. Ferner ist das eingesetzte Dichtmittel entsprechend der zu erwartenden Belas- tung gewählt. Die in Figur 1 dargestellte Vorrichtung 1 ist sowohl unter Wasser - beispielsweise im Tiefseebereich - als auch über Wasser einsetzbar. 8 shows another device according to the invention. A device 1 shown in FIG. 1 for enclosing a borehole 3 located in a base 2 has a foundation body 4 in the form of a ring foundation, on which a bell element 5 is fixed in a force-transmitting manner, which has a shape of a hemisphere. For a compound of the foundation body 4 and the bell element 5 bolts 6 are used, which are introduced through a foot portion 7 of the bell element 5 into the foundation body 4. By means of this connection is achieved in the embodiment shown with the aid of a sealant, that a gap region 16 between contact surfaces of the bell element 5 and the foundation body 4 is pressure-tightly interconnected. Correspondingly, the bell element 5 encloses an inner region 17 of the device 1. Oil emerging from the borehole 3-which is illustrated by arrows 8 in FIG. 1 -is thus securely enclosed in the inner region 17 of the device 1. Due to the constantly flowing oil, an internal pressure builds up in the interior area 17. The bell element 5, the foundation body 4 and the bolts 6 are therefore interpreted according to an expected pressure load. Furthermore, the sealant used is chosen according to the expected load. The device 1 shown in FIG. 1 can be used both under water - for example in the deep-sea area - and above water.
Eine weitere erfindungsgemäße Vorrichtung 1 ' ist in Figur 2 abgebildet. Sie unterscheidet sich von der Vorrichtung 1 lediglich durch einen Durchbruch 9 in einem Glockenelement 5', welches statt eines Glockenelements 5 verwendet wird. Der Durchbruch 9 in dem Glockenele- ment 5' ist mittels einer in Figur 2 nicht dargestellten Abdeckung 10 druckdicht verschließbar. Unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1' ist es folglich möglich, bereits präventiv den Gründungskörper 4 und das Glockenelement 5' zu bauen und auf dem Grund 2 zu installieren und im Falle eines Unfalls, welcher mit einer Beschädigung des Bohrlochs 3 einhergeht, lediglich die Abdeckung 10 auf den Durchbruch 9 des Glockenelements 5' zu setzen und mit diesem in kraftübertragender Weise zu verbinden. Auf diese Weise ist es Seite 12 von 23 sehr einfach möglich, im Falle eines Unfalls sehr zügig zu reagieren und eventuelle drohende Umweltschäden effektiv und zielgerichtet abzuwenden. Zum Zweck einer Verbindung der Abdeckung 10 mit dem Glockenelement 5' ist ebenfalls ein Einsatz von Schraubbolzen 6 denkbar. Dabei ist es besonders wichtig, dass die Verbindung beider Teile einem in dem Innenbereich 17 der Vorrichtung 1' ansteigenden Innendruck des aus dem Bohrloch 3 austretenden Öls widerstehen kann. Eine mittels der Abdeckung 10 verschlossene Vorrichtung 1 ' ist in Figur 3 abgebildet. Ist der Durchbruch 9 verschlossen, schließt das Glockenelement 5' vergleichbar zur Vorrichtung 1 den Innenbereich 17 druckdicht ein. Another device 1 'according to the invention is shown in FIG. It differs from the device 1 only by an opening 9 in a bell element 5 ', which is used instead of a bell element 5. The opening 9 in the bell element 5 'can be closed pressure-tight by means of a cover 10 (not shown in FIG. 2). Consequently, using a device 1 'according to the invention, it is possible to already preventively build the foundation body 4 and the bell element 5' and install it on the ground 2 and, in the event of an accident involving damage to the borehole 3, only the cover 10 to put on the opening 9 of the bell element 5 'and to connect with this in a force-transmitting manner. That's the way it is It is very easy to react very quickly in the event of an accident and effectively and purposefully avert any impending environmental damage. For the purpose of connecting the cover 10 with the bell element 5 'is also an insert of bolts 6 conceivable. It is particularly important that the connection of both parts can withstand an increasing in the inner region 17 of the device 1 'internal pressure of the emerging from the borehole 3 oil. A closed by means of the cover 10 device 1 'is shown in Figure 3. If the opening 9 is closed, the bell element 5 ', similar to the device 1, encloses the interior area 17 in a pressure-tight manner.
Eine in Figur 4 in einer Ansicht abgebildete weitere erfindungsgemäße Vorrichtung 1" befin- det sich in einem Bauzustand. Der Grund 2, auf dem die Vorrichtung 1" aufgestellt werden soll, weist ein stark ausgeprägtes Relief auf, so dass keine ebene Aufstandsfläche für die Vorrichtung 1 " zur Verfügung steht. Unebenheiten einer solchen Art können mittels des Gründungskörpers 4 ausgeglichen werden. Zu einem in Figur 4 dargestellten Zeitpunkt ist dieser allerdings noch nicht eingebracht. Stattdessen steht ein auf einem Schalungselement 21 befestigtes Glockenelement 5" der Vorrichtung 1" mittels Lamellen 1 1 auf dem Grund 2. Diese Lamellen 1 1 sind so mit dem Schalungselement 21 verbunden, dass sie relativ zu diesem bewegbar und fixierbar sind. Um einen Zustand zu erreichen, wie er in Figur 4 abgebildet ist, sollte vorerst das Glockenelement 5" gemeinsam mit dem Schalungselement 21 in einer schwebenden Position in einer gewissen Höhe über dem Grund 2 positioniert sein. Die Lamellen 1 1 sollten sich dabei in einer Ausgangsstellung befinden, in der sich eine untere Stirnfläche 12 der Lamellen 1 1 in etwa auf einer Höhe einer Ausrichtungsebene 24 des Schalungselements 21 befindet. Im Folgenden wird eine Fixierung der Lamellen 1 1 gelöst, so dass diese relativ zu dem Schalungselement 21 in eine gemäß Figur 4 ungefähr senkrechte Richtung auf den Grund 2 bewegbar sind. Umso mehr Lamellen 1 1 an dem Schalungselement 21 angeordnet sind, desto feiner und genauer lässt sich bei diesem Schritt das Relief des Grundes 2 durch die Lamellen 1 1 annähern. Sobald die Stirnflächen 12 der Lamellen 1 1 auf dem Grund 2 aufstehen, werden Befestigungselemente 18 an dem Schalungselement 21 wieder aktiviert, so dass eine weitere Relativverschiebung zwischen den Lamellen 1 1 und dem Schalungselement 21 unterbunden ist. Das Glockenelement 5" kann folglich gemeinsam mit dem Schalungselement 21 allein durch die Lamellen 1 1 auf dem Grund 2 stehen und gleichzeitig eine gewünschte Ausrichtung beibehalten. Bei dem in Figur 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist diese Ausrichtung des Glockenelements 5" in etwa so, dass eine Mittelachse 13 des Glo- Seite 13 von 23 ckenelements 5" senkrecht orientiert ist beziehungsweise die Ausrichtungsebene 24 in etwa horizontal ausgerichtet ist. Die Lamellen 1 1 dienen im Folgenden als ein Bestandteil des Schalungselements 21, welches wiederum einen Bestandteil des Gründungskörpers 4 darstellt. Im skizzierten Ausführungsbeispiel wird dieser durch einen Beton gebildet, der mittels einer Versorgungsleitung 14 in das Schalungselement 21 eingebracht werden kann. Nach einem Aushärten des Betons ist der Gründungskörper 4 fertig gestellt. A further device 1 "according to the invention shown in a view is in a state of construction The ground 2 on which the device 1" is to be set up has a pronounced relief, so that there is no plane contact surface for the device Unevenness of such a type can be compensated for by means of the foundation body 4. However, this is not yet introduced at a point in time shown in FIG 4. Instead, a bell element 5 "of the device 1" fixed to a formwork element 21 is provided by means of lamellae 1 1 on the base 2. These lamellae 1 1 are connected to the formwork element 21 in such a way that they can be moved and fixed relative to the latter 2. In order to achieve a state as depicted in FIG the formwork element 21 may be positioned in a floating position at a certain height above the ground 2. The slats 1 1 should be in a starting position, in which a lower end face 12 of the slats 1 1 is located approximately at a height of an alignment plane 24 of the formwork element 21. In the following, a fixation of the slats 1 1 is released, so that they are movable relative to the formwork element 21 in a direction approximately perpendicular to Figure 4 on the ground 2. The more slats 1 1 are arranged on the formwork element 21, the finer and more accurate can be in this step, the relief of the bottom 2 by the slats 1 1 approximate. As soon as the end faces 12 of the slats 1 1 stand up on the base 2, fastening elements 18 are activated again on the shuttering element 21, so that a further relative displacement between the slats 1 1 and the shuttering element 21 is prevented. The bell element 5 "can consequently stand together with the shuttering element 21 on the base 2 only by the slats 11 and simultaneously maintain a desired orientation 13 of the The lamella 1 1 serve in the following as a component of the formwork element 21, which in turn represents a component of the foundation body 4. In the sketched embodiment, this is a by a Concrete formed, which can be introduced by means of a supply line 14 in the formwork element 21. After curing of the concrete of the foundation body 4 is completed.
Die Vorrichtung 1" ist in einem fertigen Zustand in einem Schnitt in Figur 5 dargestellt. Die Lamellen 1 1, die jeweils mittels der Befestigungselemente 18 an dem Schalungselement 21 befestigt sind, stehen wie zuvor im Bauzustand auf dem Grund 2 auf. Der über die Versor- gungsleitung 14 in einen Teil eines Innenbereichs 15 des Schalungselements 21 geleitete Beton ist erhärtet und bildet gemeinsam mit dem Schalungselement 21 und den damit verbundenen Lamellen 1 1 den Gründungskörper 4. Im dargestellten Beispiel ist das Bohrloch 3 nicht beschädigt. Das Glockenelement 5" ist mittels Schraubenbolzen 6 an das Schalungselement 21 in kraftübertragender Weise angeschlossen. Eine Verbindung des Glockenele- ments 5" und des Schalungselements 21 beziehungsweise des Gründungskörpers 4 ist druckdicht ausgeführt, indem in den Spaltbereich 16 zwischen dem Gründungskörper 4 und dem Glockenelement 5" ein Dichtmittel eingebracht ist. Das Glockenelement 5" schließt wiederum den Innenraum 17 ein. Ferner besitzt es eine Abdeckung 10', die von einem Rohr 19 durchstoßen ist, welches an das Bohrloch 3 angeschlossen ist und somit im Vergleich zur Abdeckung 10, wie sie beispielsweise in Figur 3 abgebildet ist, eine Öffnung aufweist. Im dargestellten Beispiel ist das Bohrloch 3 nicht beschädigt. Die Abdeckung 10' ist in kraftübertragender Weise mit dem Glockenelement 5" mittels Schraubbolzen verbunden. Im Falle eines Unfalls, der mit einer Beschädigung des Bohrlochs 3 und/oder des Rohres 19 einhergeht, ist die Abdeckung 10' einfach durch eine Abdeckung 10 ohne Öffnung austauschbar. Das Bohrloch 3 ist somit zügig und einfach verschließbar. The device 1 "is shown in a finished state in a section in Figure 5. The lamellae 1 1, which are fastened by means of the fastening elements 18 to the formwork element 21, stand as before in the construction state on the bottom 2. The on the versor - Concrete line 14 in a part of an inner region 15 of the formwork element 21 led concrete is hardened and forms together with the formwork element 21 and the associated fins 1 1 the foundation body 4. In the example shown, the borehole is not damaged 3. The bell element 5 "by means of Screw bolt 6 connected to the formwork element 21 in a force-transmitting manner. A connection of the bell element 5 "and of the formwork element 21 or of the foundation body 4 is pressure-tight, in that a sealing agent is introduced into the gap area 16 between the foundation body 4 and the bell element 5". The bell element 5 "in turn includes the interior space 17. Further, it has a cover 10 'which is pierced by a tube 19 which is connected to the borehole 3 and thus in comparison to the cover 10, as shown for example in FIG In the example shown, the borehole 3 is not damaged The cover 10 'is connected in a force-transmitting manner to the bell element 5 "by means of threaded bolts. In the event of an accident involving damage to the wellbore 3 and / or the tube 19, the cover 10 'is easily interchangeable with a cover 10 without an opening. The borehole 3 is thus quickly and easily closed.
Eine in einzelnen Schritten dargelegte Erläuterung eines Verfahrensteils zur Installation der Vorrichtung 1 " unter Verwendung von Nivellierstäben 20 ist nachfolgend unter Zuhilfenahme der Figuren 6a bis 6d dargelegt. In dem gezeigten Beispiel wird eine Installation der Vorrichtung 1" unter Wasser vorgenommen, wobei das Glockenelement 5" erst nach einer vollstän- digen Installation des Gründungskörpers 4 vorgenommen wird. Seite 14 von 23 A detailed explanation of a method section for installing the device 1 "using leveling rods 20 is set out below with the aid of FIGS 6a to 6d In the example shown, an installation of the device 1" under water is carried out, wherein the bell element 5 " only after a complete installation of the foundation body 4 is made. Page 14 of 23
In einer ersten Position wird dabei lediglich ein Schalungselement 21, welches hier ein integraler Bestandteil des Gründungskörpers 4 ist, von einem auf dem Wasser schwimmenden Lastkran 22 an einem Lastseil 23 gegen eine Schwerkraft gehalten. Aufgrund einer Wasserströmung im Wasser ist es nicht möglich, das Schalungselement 21 allein mittels des Last- krans 22 in einer ruhigen Stellung zu halten und es mittels der Lamellen 1 1 derart auf dem Grund 2 zu positionieren, dass die Ausrichtungsebene 24 des Schalungselements 21 ungefähr horizontal orientiert ist. Um zu starke Schwankungen des Schalungselements 21 zu vermeiden, weist es vielmehr eine Sinklast 25 auf, welche zusätzlich zu einem Eigengewicht des Schalungselements 21 eine Masse bereitstellt, die große Pendelwege des Schalungsele- ments 21 zu unterbinden hilft. Um eine permanent ruhige Stellung des Schalungselements 21 zu erzeugen, kommen drei Nivellierstäbe 20 zum Einsatz, mittels derer sich das Schalungselement statisch bestimmt auf dem Grund 2 lagern lässt. In a first position, only one formwork element 21, which is an integral part of the foundation body 4, is held against gravity by a load crane 22 floating on the water on a load rope 23. Due to a water flow in the water, it is not possible to keep the formwork element 21 alone by means of the crane load 22 in a quiet position and position it by means of the blades 1 1 on the bottom 2, that the alignment plane 24 of the formwork element 21 is approximately horizontal is oriented. Rather, in order to avoid excessive fluctuations of the formwork element 21, it has a sinking load 25 which, in addition to a dead weight of the formwork element 21, provides a mass which helps to prevent large pendulum paths of the formwork element 21. In order to produce a permanently steady position of the shuttering element 21, three leveling rods 20 are used, by means of which the shuttering element can be stored statically on the base 2.
In der in Figur 6a dargestellten Stellung sind diese Nivellierstäbe 20 ebenso wie die Lamellen 1 1 noch in einer Ausgangsstellung. Nach einem Absenken der Nivellierstäbe 20 befindet sich das Schalungselement 21 in einer in Figur 6b dargestellten fixierten Position. Die Nivellierstäbe 20 sind derartig beschaffen, dass sie entlang ihrer Längsachse in ihrer Länge verändert werden können. Mittels unabhängiger Veränderungen der Länge der einzelnen Nivellierstäbe 20 kann somit eine Orientierung der Ausrichtungsebene 24 des Schalungselements 21 in etwa horizontal ausgerichtet werden. Diese Orientierung kann dabei beispielsweise mittels einer Libelle oder ähnlichem kontrolliert werden. Ist die Ausrichtungsebene 24 korrekt orientiert, werden die Nivellierstäbe 20 fixiert, so dass ihre Länge konstant gehalten wird. Das Schalungselement 21 steht nun fest auf dem Grund 2 und neigt aufgrund seiner statisch bestimmten Lagerung mittels der drei Nivellierstäbe 20 nicht zum Kippen oder zu sonstigen Bewegungen. Entsprechend können nachfolgend - wie aus Figur 6c deutlich wird - die Lamel- len 1 1, die an dem Schalungselement 21 angeordnet sind, gelöst und auf den Grund 2 abgelassen werden, bevor sie wieder an dem Schalungselement 21 fixiert werden. Wie bereits zuvor beschrieben, schließen die Lamellen 1 1, sofern sie vollständig auf den Grund 2 abgelassen sind, zusammen mit dem Schalungselement 21 den Innenbereich 15 ein, in den nachfolgend beispielsweise Beton geleitet werden kann. Ein Förderrohr für den Beton kann bei- spielsweise mittels des Lastseils 23 zu dem Schalungselement 21 geführt werden. Der vollständig fertig gestellte Gründungskörper 4 entsteht schließlich durch eine Aushärtung des Betons. Das Schalungselement 21 verbleibt als Teil des Gründungskörpers 4 und somit der Seite 15 von 23 In the position shown in Figure 6a, these leveling rods 20 as well as the slats 1 1 are still in a starting position. After lowering the leveling rods 20, the formwork element 21 is in a fixed position shown in Figure 6b. The leveling rods 20 are such that they can be varied along their longitudinal axis in their length. By means of independent changes in the length of the individual leveling rods 20, an orientation of the alignment plane 24 of the formwork element 21 can thus be aligned approximately horizontally. This orientation can be controlled for example by means of a dragonfly or the like. If the alignment plane 24 is correctly oriented, the leveling rods 20 are fixed so that their length is kept constant. The formwork element 21 is now firmly on the bottom 2 and due to its statically determined storage by means of the three leveling rods 20 is not prone to tilting or other movements. Accordingly, as shown in FIG. 6c, the lamellas 11 which are arranged on the shuttering element 21 can be loosened and drained onto the base 2 before they are fixed again to the shuttering element 21. As already described above, the lamellae 1 1, if they are completely drained to the bottom 2, together with the formwork element 21, the inner region 15, in the following, for example, concrete can be passed. A conveyor pipe for the concrete can be guided, for example, by means of the load cable 23 to the shuttering element 21. The completely finished foundation body 4 is finally formed by a hardening of the concrete. The formwork element 21 remains as part of the foundation body 4 and thus the Page 15 of 23
Vorrichtung 1 " auf dem Grund 2. Ein fertiger Zustand des Gründungskörpers 4 ist in Figur 6d skizziert. Eine Installation eines Glockenelements 5" auf den Gründungskörper 4 beispielsweise mittels Schraubbolzen 6 ist nachfolgend ohne Weiteres möglich. Device 6 "on the base 2. A finished state of the foundation body 4 is sketched in Figure 6d. Installation of a bell element 5" on the foundation body 4, for example by means of bolts 6, is readily possible below.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in Figur 7 dargestellt. Diese zeigt eine Vorrichtung 1"', deren Innenbereich 17 in mehrere Abteilungen 26, 27, 28 unterteilt ist. Die einzelnen Abteilungen sind mittels Druckablassventilen 29 untereinander verbunden. Im vorliegenden Beispiel weist die Vorrichtung 1"' insgesamt drei Abteilungen 26, 27, 28 auf, wobei diese derart um das Rohr 19 herum angeordnet sind, dass ausgehend von dem Rohr 19 die einzelnen Abteilungen 26, 27, 28 lediglich hintereinander durchströmt werden können. Das heißt, dass im Fall einer Leckage des Bohrlochs 3 oder des Rohres 19 zuerst die erste, direkt um das Rohr 19 herum angeordnete Abteilung 26 mit aus dem Rohr 19 austretenden Medium gefüllt wird. Sollte der Druck des Mediums in dieser ersten Abteilung 26 über einen definierten Grenzwert ansteigen, löst das Druckablassventil 29 aus, dass die erste Abteilung 26 mit der zweiten Abteilung 27 verbindet, so dass das Medium in die zweite Abtei- lung 27 überströmen kann und es zur Entlastung des Drucks in der ersten Abteilung 26 kommt. Analog hierzu löst das weitere Druckablassventil 29, das zwischen die zweite Abteilung 27 mit der dritten Abteilung 28 verbindet, aus, sobald der Druck des Mediums in den Abteilungen 26, 27 über ein definiertes Maß angestiegen ist. Another embodiment of the present invention is shown in FIG. This shows a device 1 "'whose inner region 17 is subdivided into a plurality of compartments 26, 27, 28. The individual compartments are interconnected by means of pressure relief valves 29. In the present example, the device 1" "has a total of three compartments 26, 27, 28 , wherein these are arranged around the tube 19 such that starting from the tube 19, the individual compartments 26, 27, 28 can only be flowed through one behind the other. That is, in the event of leakage of the borehole 3 or the pipe 19, first the first compartment 26 disposed directly around the pipe 19 is filled with medium exiting the pipe 19. If the pressure of the medium in this first compartment 26 rises above a defined limit value, the pressure relief valve 29 triggers that the first compartment 26 connects to the second compartment 27, so that the medium can flow into the second compartment 27 and flow to the second compartment 27 Relief of the pressure in the first section 26 comes. Analogously, the further pressure relief valve 29, which connects between the second compartment 27 and the third compartment 28, triggers as soon as the pressure of the medium in the compartments 26, 27 has risen above a defined level.
Die einzelnen Abteilungen 26, 27 sind jeweils mittels einzelner Abdeckungen 10", 10"' ver- schlössen. Die Abdeckungen 10", 10"' weisen unterschiedliche Flächen auf, die dem Druck in den Abteilungen 26, 27 ausgesetzt sind, so dass sich unterschiedliche resultierende Kräfte auf die beiden Abdeckungen 10", 10"' bei gleichem herrschenden Druck in den Abteilungen 26, 27 ergeben. The individual compartments 26, 27 are each closed by means of individual covers 10 ", 10" '. The covers 10 ", 10" 'have different surfaces which are exposed to the pressure in the compartments 26, 27, so that different resultant forces on the two covers 10 ", 10"' at the same prevailing pressure in the departments 26, 27 result.
Die äußere dritte Abteilung 28 ist mittels einzelner Stützstäbe 30 stabilisiert. Die Stützstäbe 30 bilden typischerweise keinen geschlossenen Ring um die die zweite Abteilung 27 herum, wobei eine solche Ausführung jedoch ebenso denkbar ist. The outer third compartment 28 is stabilized by means of individual support rods 30. The support rods 30 typically do not form a closed ring around the second compartment 27, but such an embodiment is also conceivable.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel zur vorliegenden Erfindung ist in Figur 8 gezeigt. Dieses zeigt die bereits vorstehend erläuterte Vorrichtung 1', die hier zusätzlich zum Beispiel gemäß Figur 3 eine Versorgungsleitung 14 aufweist, der das Glockenelement 5' durchdringt. Mittels der Versorgungsleitung 14 ist ein Einbringen eines abdichtenden Materials, typischerweise Seite 16 von 23 Another embodiment of the present invention is shown in FIG. This shows the already explained above device 1 ', which here in addition to, for example, according to Figure 3 has a supply line 14 which penetrates the bell element 5'. By means of the supply line 14 is an introduction of a sealing material, typically Page 16 of 23
Beton, in den Innenbereich 17 des Glockenelements 5' möglich, um eine Leckage des Rohres 19, die gegebenenfalls bereits in Strömungsrichtung des aus dem Bohrloch 3 aufsteigenden Mediums vor einem Blowout-Preventer 31 (BOP) auftritt, abdichten zu können. Zur Ablassung des Drucks im Innenbereich 17 des Glockenelements 5' ist sicherheitshalber ein Überdruck- ventil 32 vorgesehen. Concrete, in the inner region 17 of the bell element 5 'possible to seal a leakage of the pipe 19, which may already occur upstream of a blowout preventer 31 (BOP) in the flow direction of the rising from the wellbore 3 medium. To release the pressure in the inner region 17 of the bell element 5 ', a pressure relief valve 32 is provided for safety.
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Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1, 1', 1 ", 1'" Vorrichtung  1, 1 ', 1 ", 1'" device
2 Grund  2 reason
3 Bohrloch  3 borehole
4 Gründungskörper  4 foundation bodies
5', 5', 5" Glockenelement  5 ', 5', 5 "bell element
6 Schraubbolzen  6 bolts
7 Fußbereich  7 foot area
8 Pfeile  8 arrows
9 Durchbruch  9 breakthrough
10, 10', 10", 10"' Abdeckung  10, 10 ', 10 ", 10"' cover
1 1 Lamelle  1 1 lamella
12 Stirnfläche  12 face
13 Mittelachse  13 central axis
14 Versorgungsleitung  14 supply line
15 Innenbereich  15 indoor area
16 Spaltbereich  16 gap area
17 Innenbereich  17 indoor area
18 Befestigungselement 18 fastener
19 Rohr 19 pipe
20 Nivellierstab Seite 18 von 23 Schalungselement 20 leveling staff Page 18 of 23 Shuttering element
Lastkran duty crane
Lastseil Last rope
Ausrichtungsebene orientation plane
Sinklast Sinklast
Abteilung Department
Abteilung Department
Abteilung Department
Druckablassventil Pressure release valve
Stützstab supporting rod
Blowout-Preventer Blowout preventer
Überdruckventil Pressure relief valve

Claims

Seite 19 von 23 Patentansprüche Page 19 of 23 Claims
1. Verfahren zum Einschließen mindestens eines in einem Grund (2) befindlichen Bohrlochs (3) umfassend folgende Schritte: a) Das Bohrloch (3) wird mit einem es umschließenden Gründungskörper (4) einge- fasst, der in oder auf dem Grund (2) angeordnet wird. b) Ein Glockenelement (5, 5', 5") wird in kraftübertragender Weise mit dem Gründungskörper (4) verbunden, so dass ein Innenbereich (17) des Glockenelements (5, 5', 5") räumlich von einem Außenbereich abgetrennt wird, gekennzeichnet durch den folgenden Verfahrensschritt: c) Der Innenbereich (17) wird druckdicht von dem Außenbereich abgetrennt. Method for enclosing at least one borehole (3) located in a ground (2), comprising the following steps: a) The borehole (3) is enclosed by a foundation body (4) which surrounds it and which is located in or on the ground (2 ) is arranged. b) a bell element (5, 5 ', 5 ") is connected in a force-transmitting manner to the foundation body (4) so that an interior area (17) of the bell element (5, 5', 5") is spatially separated from an exterior area, characterized by the following method step: c) The inner region (17) is pressure-tightly separated from the outer region.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gründungskörper (4) mittels mindestens eines Verankerungselements, vorzugsweise mittels einer Mehrzahl von Verankerungselementen, in kraftübertragender Weise mit dem Grund (2) verbunden wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that the foundation body (4) by means of at least one anchoring element, preferably by means of a plurality of anchoring elements, in a force-transmitting manner to the ground (2) is connected.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Glockenelement (5, 5', 5") mittels mindestens eines Bolzens, vorzugsweise eines Schraubbolzens (6), vorzugsweise mittels einer Mehrzahl von Bolzen, mit dem Gründungskörper (4) verbunden wird. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the bell element (5, 5 ', 5 ") by means of at least one bolt, preferably a bolt (6), preferably by means of a plurality of bolts, connected to the foundation body (4) becomes.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Medium zwischen dem Innenbereich (17) und dem Außenbereich des Glockenelements (5, 5', 5") über mindestens ein Leitungselement (14), das das Glockenelement (5, 5', 5") durchdringt, geleitet wird. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that at least one medium between the inner region (17) and the outer region of the bell element (5, 5 ', 5 ") via at least one conduit element (14), the bell element ( 5, 5 ', 5 ") penetrates, is passed.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that a
Spaltbereich (16) zwischen dem Gründungskörper (4) und dem Glockenelement (5, 5', 5") mittels eines pastösen oder elastomerartigen Dichtmittels abgedichtet wird. Seite 20 von 23 Cleavage region (16) between the foundation body (4) and the bell element (5, 5 ', 5 ") is sealed by means of a pasty or elastomeric sealant. Page 20 of 23
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that a
Schalungselement (21), welches vorzugsweise ein Bestandteil des Gründungskörpers (4) ist, mittels Lamellen (1 1) auf dem Grund (2) derart positioniert wird, dass eine Ausrichtungsebene (24) des Schalungselements (21) ungefähr horizontal orientiert ist. Shuttering element (21), which is preferably a part of the foundation body (4) is positioned on the base (2) by means of lamellas (1 1) such that an alignment plane (24) of the shuttering element (21) is oriented approximately horizontally.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein7. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that a
Schalungselement (21), welches vorzugsweise ein Bestandteil des Gründungskörpers (4) ist, mittels mindestens drei Nivellierelementen (20) auf dem Grund (2) derart positioniert wird, dass eine Ausrichtungsebene (24) des Schalungselements (21) ungefähr horizontal orientiert ist. Shuttering element (21), which is preferably a part of the foundation body (4) is positioned by means of at least three leveling elements (20) on the bottom (2) such that an alignment plane (24) of the shuttering element (21) is oriented approximately horizontally.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the
Gründungskörper (4) auf oder in dem Grund (2) installiert wird, bevor das Glockenelement (5, 5', 5") mit dem Gründungskörper (4) in kraftübertragender Weise verbunden wird. Founding body (4) is installed on or in the ground (2) before the bell element (5, 5 ', 5 ") is connected to the foundation body (4) in a force-transmitting manner.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der9. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the
Gründungskörper (4) mit dem Glockenelement (5, 5', 5") in kraftübertragender Weise verbunden wird, bevor der Gründungskörper (4) auf oder in dem Grund (2) installiert wird. Foundation body (4) with the bell element (5, 5 ', 5 ") is connected in a force-transmitting manner, before the foundation body (4) is installed on or in the ground (2).
10. Vorrichtung ( 1 , 1', 1", 1"') zum Einschließen mindestens eines in einem Grund (2) befindlichen Bohrlochs (3), aufweisend einen das Bohrloch (3) umschließenden, in oder auf dem Grund (2) angeordneten Gründungskörper (4) sowie ein Glockenelement (5, 5', 5"), das in kraftübertragender Weise mit dem Gründungskörper (4) verbunden ist, so dass ein Innenbereich ( 17) der Vorrichtung ( 1, 1 ', 1 ", 1 "') von einem Außenbereich räumlich abtrennbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass korrespondierende Kontaktflächen des Gründungskörpers (4) einerseits und des Giockenelements (5, 5', 5") andererseits druckdicht aneinander koppelbar oder gekoppelt sind. Device (1, 1 ', 1 ", 1"') for enclosing at least one borehole (3) located in a ground (2), comprising a borehole (3) enclosing, in or on the bottom (2) Foundation body (4) and a bell element (5, 5 ', 5 "), which is connected in a force-transmitting manner with the foundation body (4), so that an inner region (17) of the device (1, 1', 1", 1 " ') is spatially separated from an outdoor area, characterized in that corresponding contact surfaces of the foundation body (4) on the one hand and the Giockenelements (5, 5', 5 ") on the other hand pressure-tight coupled or coupled to each other.
1 1. Vorrichtung ( 1, 1', 1", Γ") nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der1 1. A device (1, 1 ', 1 ", Γ") according to claim 10, characterized in that the
Gründungskörper (4) über mindestens ein Verankerungselement, vorzugsweise über eine Mehrzahl von Verankerungselementen, mit dem Grund (2) verbunden ist. Seite 21 von 23 Foundation body (4) via at least one anchoring element, preferably via a plurality of anchoring elements, with the base (2) is connected. Page 21 of 23
12. Vorrichtung (1, 1', 1 ", 1 "') nach Anspruch 10 oder 1 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Glockenelement (5, 5', 5") mittels mindestens eines Bolzens, vorzugsweise eines Schraubbolzens (6), vorzugsweise mittels einer Mehrzahl von Bolzen, mit dem Gründungskörper (4) verbunden ist. 12. Device (1, 1 ', 1 ", 1"') according to claim 10 or 1 1, characterized in that the bell element (5, 5 ', 5 ") by means of at least one bolt, preferably a bolt (6), preferably by means of a plurality of bolts, with the foundation body (4) is connected.
13. Vorrichtung ( 1 , 1', 1", 1 "') nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Medium zwischen dem Innenbereich ( 17) und dem Außenbereich der Vorrichtung (1 , 1', 1", 1'") durch mindestens ein Leitungselement (14), das das Glockenelement (5, 5', 5") durchdringt, leitbar ist. 13. Device (1, 1 ', 1', 1 '') according to any one of claims 10 to 12, characterized in that at least one medium between the inner region (17) and the outer region of the device (1, 1 ', 1 " , 1 '") by at least one conduit element (14), which penetrates the bell element (5, 5', 5"), is conductive.
14. Vorrichtung (1, 1', 1", 1"') nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spaltbereich ( 16) zwischen den korrespondierenden Kontaktflächen mittels eines pastösen oder elastomerartigen Dichtmittels abgedichtet ist. 14. Device (1, 1 ', 1', 1 '') according to any one of claims 10 to 13, characterized in that a gap region (16) between the corresponding contact surfaces is sealed by means of a pasty or elastomeric sealant.
15. Vorrichtung (1 , 1', 1", 1 "') nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schalungselement (21), welches ein Bestandteil des Gründungskörpers (4) ist, mindestens drei Nivellierelemente (20) aufweist, mittels derer eine Ausrichtungsebene (24) des Schalungselements (21) ungefähr horizontal orientierbar ist. 15. Device (1, 1 ', 1', 1 '') according to one of claims 10 to 14, characterized in that a shuttering element (21), which is a part of the foundation body (4), at least three leveling elements (20) by means of which an alignment plane (24) of the shuttering element (21) is approximately horizontally orientable.
16. Vorrichtung (1, 1', 1", 1"') nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schalungselement (21), welches ein Bestandteil des Gründungskörpers (4) ist, mindestens eine Lamelle ( 1 1), vorzugsweise eine Mehrzahl von Lamellen (1 1), aufweist, die in eine Richtung ungefähr parallel zu einer Längsachse eines Bohrkanals des Bohrlochs (3) relativ zu dem Schalungselement (21) bewegbar gelagert ist. 16. Device (1, 1 ', 1', 1 '') according to one of claims 10 to 14, characterized in that a formwork element (21), which is a part of the foundation body (4), at least one lamella (1 1 ), preferably a plurality of lamellae (11), which is movably mounted in a direction approximately parallel to a longitudinal axis of a drilling channel of the borehole (3) relative to the formwork element (21).
17. Vorrichtung (1, 1', 1", 1"') nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Glockenelement (5, 5', 5") eine Form einer Halbkugel aufweist. 17. Device (1, 1 ', 1', 1 '') according to any one of claims 10 to 16, characterized in that the bell element (5, 5 ', 5 ") has a shape of a hemisphere.
18. Vorrichtung (1, 1', 1", 1"') nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Gründungskörper (4) ein Ringfundament ist. 18. Device (1, 1 ', 1', 1 '') according to one of claims 10 to 17, characterized in that the foundation body (4) is a ring foundation.
19. Vorrichtung ( 1, 1', 1", 1"') nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die korrespondierenden Kontaktflächen des Gründungskörpers (4) ei- Seite 22 von 23 nerseits und des Glockenelements (5, 5', 5") andererseits jeweils das Bohrloch (3) umschließen. 19. Device (1, 1 ', 1', 1 '') according to any one of claims 10 to 18, characterized in that the corresponding contact surfaces of the foundation body (4) an On the other hand, each side and the bell element (5, 5 ', 5 ") enclose the borehole (3) on the other side.
20. Vorrichtung ( 1 , 1 ', 1 ", 1 "') nach einem der Ansprüche 10 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Glockenelement (5, 5', 5") eine entfernbare Abdeckung ( 10, 10', 10", 10"') aufweist, mit der ein Durchbruch (9) in dem Glockenelement (5, 5', 5") druckdicht verschließbar ist. 20. Device (1, 1 ', 1', 1 '') according to one of claims 10 to 19, characterized in that the bell element (5, 5 ', 5 ") has a removable cover (10, 10', 10"). , 10 "'), with which an opening (9) in the bell element (5, 5', 5") can be closed pressure-tight manner.
21. Vorrichtung (1"') nach einem der Ansprüche 10 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenbereich ( 17) des Glockenelements (5, 5', 5") in mindestens zwei Abteilungen (25, 27, 28) unterteilt ist, wobei vorzugsweise jeweils zwei Abteilungen (26, 27, 28) mittels eines Druckentlastungsventil (29) strömungstechnisch miteinander verbindbar sind. 21. Device (1 '') according to one of claims 10 to 20, characterized in that the inner region (17) of the bell element (5, 5 ', 5 ") is subdivided into at least two compartments (25, 27, 28), wherein preferably two respective departments (26, 27, 28) by means of a pressure relief valve (29) are fluidically interconnected.
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