DE1255609B

DE1255609B - Vorrichtung zum Anschliessen eines Bohrlochkopfes einer Unterwasserbohrung

Info

Publication number: DE1255609B
Application number: DEE31230A
Authority: DE
Inventors: Richard Peter Knapp; Charles Edwin Kolodzey
Original assignee: Exxon Production Research Co
Current assignee: ExxonMobil Upstream Research Co
Priority date: 1965-03-15
Filing date: 1966-03-14
Publication date: 1967-12-07
Also published as: NO119014B; ES324167A1; FR1468357A; ES329143A1; NL6602520A; GB1098211A; US3327780A

Description

8UWDESRfIPUBLIK DEUTSCHLAND

SCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT 1255 609 Int. Cl.:

Deutsche KL:

Nummer: 1255 609

Aktenzeichen: E 31230 VI a/5 a

Anmeldetag: 14. März 1966

Auslegetag: 7. Dezember 1967

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anschließen eines unter Wasser befindlichen Bohrlochs an eine schwimmende, am Meeresboden verankerte Plattform, die über starre, auf Druck beanspruchte Verbindungsglieder von einer Anzahl von unter dem Wasserspiegel befindlichen Schwimmern getragen wird, die ihrerseits durch auf Zug beanspruchte Verbindungsorgane am Meeresboden verankert sind.

Eine derartige Einrichtung ist aus der französischen Patentschrift 1371281 bekannt. Erfindungsgemäß soll eine besonders geeignete und flexible Anschiußmöglichkeit zwischen den Installationen auf der Bohrinsel und den auf dem Meeresboden gelegenen Bohrlochköpfen hergestellt werden.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine erste Strömungsleitung längs eines der auf Zug beanspruchten Organe von dem unter Wasser befindlichen Bohrlochkopf bis zu einem der Schwimmer, eine zweite Strömungsleitung längs eines der starren Verbindungsglieder von dem Schwimmer bis zu Plattform verläuft, und daß das untere Ende der ersten Strömungsleitung mit dem Bohrlochkopf sowie das obere Ende der ersten Strömungsleitung mit dem unteren Ende der zweiten Strömungsleitung durch je ein bewegliches Verbindungsorgan verbunden ist.

Bei der praktischen Ausführung der Erfindung wird die erste Leitung dadurch unter einer gewissen Vorspannung gehalten, daß man das obere Ende der ersten Leitung für das strömende Medium an eine Tragkonstruktion anschließt. Die vorgespannten oder verankerten Leitungen können Rohre, Kabel, Ketten oder auch feste Stangen sein. Die Leitungen können innerhalb oder außerhalb der rohrförmigen Spanngliedcr oder außerhalb von Kabeln, Ketten oder Stangen angebracht sein. Gemäß einem besonderen Erfindungsgedanken ist eine Kombination von Spanngliedern und Druckgliedern räumlich getrennt von einem unter Wasser befindlichen Schwimmer oder einer unter Wasser befindlichen Tragkonstruktion angebracht, wobei die Spannglieder von den Schwimmern oder Verankerungen gespannt gehalten werden und die Druckglieder von dem Gewicht der daraufliegenden Plattform od. dgl. unter Druck gehalten werden. Die Tragkonstruktionen zwischen den Verankerungen und den Schwimmern befinden sich zwangläufig unter Spannung. Die Tragkonstruktionen zwischen den Schwimmern und dem Deck der Plattform stehen unter Druckbeanspruchung; die Leitungen dagegen können entweder einem Zug oder einem Druck ausgesetzt sein, je nach Art ihrer Befestigung an der Tragkonstruktion. Ein wesentliches Vorrichtung zum Anschließen eines
Bohrlochkopfes einer Unterwasserbohrung

Anmelder:

Esso Production Research Company,

Houston, Tex. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. K. Th. Hegel, Patentanwalt,

Hamburg 52, Giesestr. 8

Als Erfinder benannt:

Richard Peter Knapp, Houston, Tex.;

Charles Edwin Kolodzey,

New Orleans, La. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 15. März 1965 (439 557)

Merkmal der Erfindung besteht darin, die Hauptbandglieder dazu zu benutzen, die Leitungen für das strömende Medium entweder von innen oder von außen zu halten.

Erfindungsgemäß können Kohlenwasserstoff-Lagerstätten von einem verankerten Gerät aus angebohrt werden, welches sich auf einem Wasserfahrzeug befindet. Die Bohrlöcher selbst können verschlossen werden, um zu einem späteren Zeitpunkt wieder geöffnet zu werden und auf dem Meeresboden selbst komplettiert werden.

Erfindungsgemäß wird eine schwimmende Plattform an einer zentralen Stelle im Bereich der Lagerstätte entfernt von der Küste installiert, bevor die eigentlichen Bohrvorgänge begonnen werden. Das Bohren kann auch von anderen Plattformen aus erfolgen, während eine schwimmende Plattform nur fur die Förderung eingefahren werden kann. Die Plattformart, die bei der praktischen Durchführung der Erfindung benutzt werden kann, liefert eine Abstützung mit Hilfe einer Kombination von Spanngliedern und Druckgliedern, die mit Hilfe eines unter Wasser befindlichen Schwimmers oder mit Hilfe von unter Wasser befindlichen Tragkonstruktionen geschaffen wird. In diesem Fall verwendet man mindestens drei Spannglieder, die parallel zueinander verlaufen, gleiche Länge haben und von gelenkigen Verbindungen auf dem Meeresboden zu gelenkigen

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Verbindungen auf der Unterseite des eingetauchten Schwimmers führen. Der eingetauchte Schwimmer kann ein Einzelschwimmer oder eine Kombination getrennter Verankerungen sein, die ihrerseits ein Rahmengestell tragen, welches sich nach oben bis nach oberhalb der Wasseroberfläche erstreckt. Dort steht dann ein horizontales Deck als eigentliche Arbeitsfläche zur Verfügung.

Bei der praktischen Ausführung der Erfindung wird eine größere Anzahl von Bohrlöchern von der w schwimmenden Plattform aus niedergebracht. Die Bohrlöcher können aber auch von anderen Plattformen oder anderen schwimmenden Wasserfahrzeugen aus niedergebracht werden. Nebenbohrlöcher können auch von anderen Plattformen aus niedergebracht werden, und zwar entweder vor oder nach dem Aufbau der Förderplattform. Die Bohrlöcher können entweder unmittelbar unter der sogenannten »Produktionsplattform« unter Verwendung anderer Verankerungen oder Verspannungen vor der Installation der Produktionsplattform oder auch zu einem späteren Zeitpunkt von der Produktionsplattform aus niedergebracht werden.

Hat man nun ein oder mehrere Bohrlöcher gebohrt, dann werden an den Spanngliedern Leitungen für die strömenden Medien angebracht, die von den unter Wasser befindlichen Bohrlochköpfen ausgehen. Diese Leitungen können an den Spanngliedern angebracht werden, bevor die Bohrlöcher gebohrt werden, so daß man das Anschließen an den entfernt liegenden Bohrlochkopf zu einem späteren Zeitpunkt vornehmen kann. Die Leitungen für das strömende Medium werden zweckmäßigerweise außen oder innen von Spanngliedern bis hinauf zu der Tragkonstruktion gehalten, die den eigentlichen Träger für die Leitungen darstellt. Ein besonderer Durchlaß durch die Tragkonstruktionsteile stellt die Verbindung zu einer zweiten Leitung her, die sich bis zu den Druckteilen erstreckt oder sogar von diesen getragen wird, wobei diese Druckteile die Plattform an der Tragkonstruktion wirksam unterstützen. Auf diese Weise wird die erste und die zweite Leitung für das strömende Medium von den Spanngliedern bzw. den Druckgliedern gehalten und so gegen die Folgen von Wellenschlägen, Seegang und Strömungs-Wirkungen geschützt. Im Anschluß daran können die üblichen Produktionsausrüstungen auf dem Deck der Plattform installiert und an die zweite Leitung zur Lagerung von Kohlenwasserstoffen angeschlossen werden.

Tankschiffe und Lastschiffe können von der Speicheranlage über geeignete Anschlüsse von hier aus beladen werden. Das anfallende Fördergut aus mehreren Bohrlöchern kann durch eine lange Rohrleitung geleitet werden, die zur Küste, zu einem zentralen öllager entfernt von der Küste oder einer anderen Beladungseinrichtung für Tankschiffe führt. In der Praxis wird man die Erfindung insbesondere in den Fällen anwenden, in denen Anschlüsse vorgenommen werden müssen, die einige Kilometer oder mehr oder auch noch weiter von der Plattform entfernt sind. Es kann also, mit anderen Worten, ein Bohrloch von der Plattform aus oder von irgendeiner anderen Insel oder einem Träger aus gebohrt werden, worauf die schwimmende Plattform oder ein anderer Träger an eine andere Stelle befördert werden kann, und diese Plattform kann dann als Produktionsanlage für mehrere Bohrlöcher innerhalb eines Kreises mit einem Radius von einigen Kilometern, gemessen vom Mittelpunkt der schwimmenden Plattform aus, dienen.

Selbstverständlich kann der unter Wasser liegende Bohrlochkopf auch über dem Meeresgrund liegen, beispielsweise auf einer versenkten Plattform oder einem anderen Träger in Tiefen angeordnet sein, die unterhalb des Bereiches starken Wellengangs und starker Strömungen liegen.

In der nun folgenden Beschreibung soll die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen näher erläutert werden. In der Zeichnung ist

F i g. 1 eine schaubildliche schematische Darstellung einer schwimmenden Plattform, aus welcher die Verbindung der Produktionseinrichtungen mit einem entfernt liegenden Bohrlochkopf zu ersehen ist; außerdem ist ein entfernt liegender Anschluß an einen Bohrlochkopf eingezeichnet und ein drittes Bohrloch, welches gerade gebohrt wird, zur Darstellung gebracht;

F i g. 2 zeigt eine schematische Darstellung der Gegebenheiten für den Fall, daß sich die schwimmende Plattform bei starkem Seegang in seitlicher Richtung verschiebt.

In F i g. 1 ist das Deck einer schwimmenden Plattform 12 mit 11 bezeichnet. Die schwimmende Plattform 12 trägt mehr als drei Schwimmer oder Stützteile 13, welche die Plattform bzw. das Deck 11 unter Zwischenschaltung von Stützen 14 tragen, die durch geeignete Verstrebungen 15 und 16 zusammengehalten sind. Die Schwimmer können in sich geschlossene Einheiten sein oder die Form eines Schiffes oder eine andere Gestalt haben. In diesem Fall sind allerdings mindestens drei Verankerungen erforderlich. Die Stützen 14 erstrecken sich von den Tragschwimmern bis zu dem Deck 11 und sind infolgedessen auf Druck beansprucht. Die auf Zug beanspruchten Spannglieder 18 sind unter Benutzung von Gelenken 17 beweglich an die Schwimmer 13 angeschlossen und sind außerdem über Gelenke 19 mit einem Anker 20 verbunden, der im Meeresboden 21 versenkt ist, aber auch ein besonderer Bauteil für sich am Meeresboden sein kann. Das Deck 11 befindet sich natürlich in einiger Entfernung oberhalb der Wasseroberfläche 22.

Die auf Zug beanspruchten Spannglieder 18 tragen entweder außerhalb oder innerhalb eine erste Leitung 23 für ein strömendes Medium, die bis zu einem Schwimmer 13 führt und über diesen Schwimmer 13 an eine zweite Leitung 24 angeschlossen ist, die entweder innen oder außen von der Stütze 14 gehalten ist. Die erste Leitung 23 steht in unmittelbarer Verbindung mit der zweiten Leitung 24 über einen Durchlaß 25, der sich im Innern des Schwimmers 13 befindet Sowohl die erste als auch die zweite Leitung 23 bzw. 24 kann mit den Spanngliedern 18 aus einem Stück bestehen oder mit diesen zusammengebaut sein; dasselbe gilt für die Stütze 14 und die Leitung 24.

Die erste Leitung 23 ist beweglich an den Bohrlochkopf 26 eines Bohrlochs 27 angeschlossen, welches in eine Kohlenwasserstoff führende Formation hinunterreicht. Der Bohrlochkopf 26 ist über Verbindungsstücke 28 mit der Leitung 23 verbunden.

Ein anderes Spannglied 18 kann mit einer zweiten Leitung 23 α verbunden sein, die von diesem getragen wird und auf gleiche Weise zu einem Schwimmer 13 führt und über einen Durchlaß 25 an eine zweite

Leitung 24 α angeschlossen ist, deren oberes Ende an der Plattform 11 endet, wie dies im folgenden noch näher beschrieben werden soll. Die Leitung 23 a stellt die Verbindung zu einer am Boden verlegten Leitung 29 her, die zu einem entfernt liegenden Bohrlochkopf 30 eines Bohrlochs 31 führt.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Fall gezeichnet, in welchem ein drittes Bohrloch 32 mit einem Bohrlochkopf 33 mit Hilfe eines Bohrgestänges 34 vom Deck 11 aus unter Verwendung eines Bohrturmes 35, der auf dem Deck aufgebaut ist, gebohrt wird. Das obere Ende der beiden Leitungen 24 und 24 a führt zweckmäßig zu den Einrichtungen 36 für die Lagerung bzw. Weiterverarbeitung von Öl und Gas auf dem Deck 11.

In F i g. 2 sind die Verhältnisse wiedergegeben, die eintreten, wenn die Wasseroberfläche 22 durch heftigen Wellenschlag aufgewühlt ist, der sich in Richtung des Pfeiles fortpflanzt. Wie man aus dieser Figur ersieht, ist das Deck 11 der Plattform 12 infolge des starken Seegangs etwas zur Seite verschoben. Außerdem sieht man, daß die Spannglieder 18 weiterhin parallel zueinander verlaufen, weil die Schwimmer 13, welche die Druckglieder 14 und das Deck 11 tragen, sich nach rechts bewegt haben, das Deck selbst aber praktisch parallel zum Horizont bleibt. Hieraus ersieht man den eigentlichen Zweck der Erfindung, der darin besteht, die Leitungen für das strömende Medium in vollem Umfang zu schützen und sie gegen Beschädigungen oder Druckbeanspruchungen infolge der Schlagwirkung der Wellen und der Auswirkungen von Strömungen zu schützen, so daß sie nicht zerstört werden können.

In der Praxis wird der Bohrlochkopf zweckmäßig auf das obere Ende der Verrohrung eines Bohrloches abgesenkt und auf dieser mit Hilfe der in der einschlägigen Technik bekannten Methode mittels Führungsleitungen aufgesetzt. Der Anschluß der Leitung 23 an den Bohrlochkopf auf dem Deck 11 kann unter Einhaltung eines gewissen Durchganges erfolgen, so daß der Bohrlochkopf zum Boden 21 abgesenkt werden kann. Es können aber auch andere Verfahren benutzt werden, die darauf abzielen, den Bohrlochkopf 26 an die Leitung 23 anzuschließen, es kann dies beispielsweise unter Benutzung der üblichen Verfahren für den Anschluß einer entfernt liegenden Förderleitung erfolgen. Das Bohrloch wird gebohrt und komplettiert; hierauf werden Führungsleitungen an die Spannglieder der Plattform angesetzt. Dabei muß die Entfernung des Bohrlochkopfes von den Spanngliedern genauestens gemessen werden. Beim Aufbau des Gerüstes für die Leitung muß eine geeignete Länge bzw. Höhe eingehalten werden, und der fertige Turm wird über den Bohrlochkopf gestellt, wobei man vom Bohrgestänge und den Führungsleitungen ausgehende Führungsstangen an den Spanngliedern verwendet. Für den Anschluß an den Bohrlochkopf stehen hydraulische Vorrichtungen zur Verfügung, wie sie von der Industrie für die Zwecke der Herstellung entfernt liegender Verbindungen unter Wasser geliefert werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch zusammen mit bekannten Einrichtungen zur Durchführung von Vielfachbohrungen eingesetzt werden, wobei sich gegebenenfalls die Bohrlöcher einige Kilometer weit entfernt von der Plattform befinden und mittels mit entsprechenden Unterwasserverankerungen oder Halterungen an der Innen- oder Außenseite der Spannglieder befestigten Rohrleitungen mit der Plattform verbunden sein können. Dabei können zur Verwendung der Leitungen mit dem Bohrlochkopf handelsübliche Verbindungsstücke verwendet werden.

Claims

Patentanspruch:

Vorrichtung zum Anschließen eines Bohrlochkopfes einer Unterwasserbohrung an eine an der Wasseroberfläche schwimmende, am Meeresboden verankerte Plattform, die über starre, auf Druck beanspruchte Verbindungsglieder von einer Anzahl von unter dem Wasserspiegel befindlichen Schwimmern getragen wird, die ihrerseits durch auf Zug beanspruchte Verbindungsorgane am Meeresboden verankert sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Strömungsleitung (23) längs eines der auf Zug beanspruchten Organe (18) von dem unter Wasser befindlichen Bohrlochkopf (26) bis zu einem der Schwimmer (13), eine zweite Strömungsleitung (24) längs eines der starren Verbindungsglieder (14) von dem Schwimmer bis zur Plattform (12) verläuft, und daß das untere Ende der ersten Strömungsleitung (23) mit dem Bohrlochkopf (26) sowie das obere Ende der ersten Strömungsleitung (23) mit dem unteren Ende der zweiten Strömungsleitung (24) durch je ein bewegliches Verbindungsorgan (28; 25) verbunden ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 1 371 281.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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