DE1558965C - Kustenfernes Bohrsystem - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein küstenfemes Bohrsystem F i g. 2 ein vergrößerter Schnitt an der Linie 2-2

zum Bohren von Bohrlöchern an einer Unterwasser- der Fig. 1,

Bohrstelle mit einer zum Schwimmen in einer auf- F i g. 3 eine der F i g. 1 ähnliche Ansicht, in der

rechten Lage in dem die Unterwasser-Bohrstelle das schwimmende küstenferne Bohrsystem in der bedeckenden Wasser vorgesehenen frei schwimmen- 5 Betriebsstellung gezeigt ist,

den Auslegerboje und einer von der Auslegerboje F i g. 4 eine vergrößerte Einzelheit im Schnitt an

getragenen Bohreinrichtung. der Linie4-4 der Fig.5, aus der die Lage bzw.

Bei bekannten küstenfernen Bohrsystemen tritt bei Zuordnung zwischen dem .Schwimmkörper und einer

bewegter See häufig eine erhebliche Verlagerung Auslegerboje zu ersehen ist,

zwischen der sich an der Wasseroberfläche befinden- io F i g. 5 eine Einzelheit im Schnitt an der Linie 5-5

den Auslegerboje und der am Meeresboden befind- der F i g. 4,

liehen Bohrstelle auf. Eine solche Verlagerung der F i g. 6 eine Einzelheit mit weggebrochenen Teilen

Auslegerboje relativ zur am Meeresboden befind- zur Offenlegung der Innenkonstruktion.einer bevor-

lichen Bohrstelle birgt die Gefahr der Beschädigung zugten Form eines flexiblen Außenmantels des

des zum Meeresboden führenden Bohrstranges 15 schwimmenden küstenfernen Bohrsystems,

in sich. F i g. 7 eine Einzelheit im Schnitt, die eine Bohr-

Demgemäß bezweckt die Erfindung die Schaffung lochführung des erfindungsgemäßen küstenfernen eines küstenfernen Bohrsystems, bei dem eine Aus- schwimmenden Bohrsystems am Meeresboden zeigt, legerboje mit einem Schwimmkörper insbesondere in F i g. 8 und 9 waagerechte Schnitte durch verschieder Form eines Schiffes durch eine Kopplungseinrich- so dene Ausführungsbeispiele für die Auslegerboje, tung gekoppelt ist, die dafür sorgt, daß die Ausleger- F i g. 10 eine Einzelheit im Schnitt an der Linie boje unabhängig von den Bewegungen des Schwimm- 10-10 der F i g. 11 ähnlich der Darstellung in F i g. 4, körpers bleibt, also praktisch ein oberer Fixpunkt die ein anderes Ausführungsbeispiel für die Verbindes Bohrsystems ist, so daß von dem zum Meeres- dung zwischen dem Schwimmkörper und der Ausboden führenden Bohrstrang keine nennenswerten, 35 legerboje zeigt, und

insbesondere nicht zu Schäden führenden Verlage- F i g. 11 eine Einzelheit im waagerechten Schnitt

rungen zwischen dem Bohrloch und der sich an der an der Linie 11-11 der Fig. 10.

Wasseroberfläche befindlichen Auslegerboje aufge- In den Zeichnungen sind 20 das küstenferne Bohr-

nommen werden müssen. system, 22 das Bohrloch, 24 der Meeresboden, 26

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung 30 die Bohrstelle am Meeresboden, 28 das den Meereseine Kopplungseinrichtung zur Kopplung der Aus- boden bedeckende Wasser, 30 der Wasserspiegel, legerboje in aufrechter Lage an ihrem oberen Ende 32 ist die den Hauptteil des schwimmenden Bohrmit einem Schwimmkörper vor, mit der eine Über- systems 20 bildende Auslegerboje, die im Wasser 28 tragung der vertikalen Bewegungen des Schwimm- frei schwimmt und deren oberes Ende sich im auskörpers auf die Auslegerboje verhindert wird. 35 reichenden Abstand über dem Wasserspiegel 30 bein Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, findet, um aus dem Bereich der höchsten zu erwardaß die Kopplungseinrichtung eine Kardanaufhän- tenden Wellen zu kommen. Die Auslegerboje hat gung zur Verhinderung der Übertragung von Stampf- einen solchen Tiefgang, daß sie in Wasser taucht, und Schlingerbewegungen von dem Schwimmkörper das durch Oberflächenwellen- bzw. Gezeitentätigkeit auf die Auslegerboje aufweist, daß die Kopplungs- 40 relativ unbeeinflußt bleibt. Insbesondere ist dabei die einrichtung Mittel umfaßt, die für eine seitliche Relativ- Länge der Auslegerboje so gewählt, daß sie eine bewegung zwischen dem Schwimmkörper und der Aus- Eigenschwingungsperiode aufweist, die größer als die legerboje zur Minimalisierung der Übertragung seit- größte Periode ist, die von Wellen oder Gezeitenlicher Bewegungen des Schwimmkörpers auf die änderungen an der Bohrstelle 26 zu erwarten ist. Auslegerboje sorgen, wobei insbesondere die Mittel 45 Die Auslegerboje 32 bildet eine schwimmende zur Begrenzung einer seitlichen Verlagerung der Basis für eine Bohreinrichtung 34 mit einer Bohr-Auslegerboje mit dem Schwimmkörper verbundene plattform 36 und einem Bohrturm 38 sowie einem Halteleinen sind, und/oder daß die Kopplungsein- zur Bohrplattform 36 gehörenden Drehtisch 46. richtung Mittel zum Hochschwenken der Ausleger- An der Bohrstelle 26 ist 40 eine Bohrlochführung, boje in einer eingezogenen Lage unterhalb des 50 42 ist ein Außenmantel. 44 ist ein flexibler Führungs-Schwimmkörpers zu Transportzwecken umfaßt, wo- mantel, der den Außenmantel 42 mit dem unteren bei insbesondere der Schwimmkörper an seiner Ende der Auslegerboje 32 verbindet. Unterseite mit einem Tunnel zur Aufnahme der Mit der Auslegerboje ist ein Schwimmkörper 48 Auslcgerboje in der hochgeschwenkten Lage ver- gekoppelt. Bei dem Schwimmkörper kann es sich* sehen ist. 55 beispielsweise um ein Schiff, einen Lastkahn od. dgl.

Dadurch wird das bei bekannten Bohrsystemen handeln. Der Schwimmkörper kann längs der Ausauftretende Problem gelöst, nämlich die Gefahr einer legerboje 32 angeordnet sein, er kann aber auch Beschädigung des zum Meeresboden führenden gemäß der Darstellung mit einem Schacht 50 verBohrstrangs durch zu starke Verlagerung der sich sehen sein, durch den sich die Auslegerboje erstreckt, an der Wasseroberfläche befindlichen Auslegerboje. 60 52 sind Verankerungen zum Verankern der Aus-

Die Erfindung ist im nachfolgenden an Hand eines legerboje 32 an einem Punkt direkt über der Bohr-

Ausführungsbeispicls unter Bezugnahme auf die stelle 26. Diese Verankerungen sind insbesondere in

Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen ist der Form elastischer Kunststoff-Halteleinen 56 vor-

F i g. 1 eine Seitenansicht des küstenfernen schwim- gesehen, die mit dem Schwimmkörper 48 verbunden

menden Bolirsystems in der Transportlage, wobei 65 sind.

ein Teil des Rumpfes des Schwimmkörpers, der 58 ist ein unterer Auslegerbojenteil, vorzugsweise

einen Teil des Bohrsystems aufnimmt, zur Dar- in der Form eines langen Zylindermantels. 60 ist ein

stellung von Teilen weggebrochen ist, Halsteil am oberen Ende des Bojenteils 58, der in

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seinem Durchmesser kleiner ist und sich durch den das sich durch den flexiblen Führungsmantel 44^ Schacht 50 im Schwimmkörper 48 nach oben er- erstreckt. 122 ist eine Verdrahtung, die zur Kupplung" streckt. Auf ihm sitzt die Bohrplattform 36. 62 ist 104 führt. Durch sie können an der Kupplung 104 die Anlenkstelle zwischen dem oberen Ende des vorgesehene Sprengbolzen abgesprengt werden, um

Bojenteils 58 und dem unteren Ende des Halsteils 60, 5 bei Bedarf die Auslegerboje von der Bohrstelle zu um die herum der Bojenteil 58 nach oben in einer trennen.

eingeschwenkten Transportlage unter den Schwimm- Die Auslegerboje 32 ist im einzelnen mit dem körper 48 geschwenkt werden kann. Dazu ist der Schwimmkörper 48 so verbunden, daß die Übertra-Schwimmkörper 48 vorzugsweise mit einem sich in gung der verschiedenen Bewegungen des Schwimm-Längsrichtung erstreckenden mittleren Tunnel 64 in io körpers auf Grund beispielsweise von Wellengang auf seinem Rumpf versehen, der den Bojenteil 58 auf- die Auslegerboje verhindert oder zumindest weitnimmt, wenn er in die eingeschwenkte Lage hoch- gehend ausgeschaltet wird. Im einzelnen umfaßt die geschwenkt wird. 66 ist ein Kabel, das mit dem Einrichtung, die die Auslegerboje 32 mit dem unteren Ende des Bojenteils 58 verbunden ist. 70 ist Schwimmkörper 48 verbindet, Mittel zur Verhindeeine Winde zum Einziehen des Kabels. 72 ist eine 15 rung einer Übertragung der Auf- und Abbewegung Anlenkung zwischen dem Bohrturm 38 und der Bohr- des Schwimmkörpers auf die Auslegerboje, Mittel ■ plattform 36. 74 ist ein Kabelzug, 76 eine Winde zur Verhinderung einer Übertragung von Roll- und am Schiffskörper 48. Damit kann der Bohrturm 38 Schlingerbewegungen des Schwimmkörpers auf die umgelegt oder aufgerichtet werden. Auslegerboje und Mittel zur Verhinderung oder Min-80 ist ein koaxiales Führungsrohr der Ausleger- so derung der Übertragung von seitlichen Bewegungen boje 32, das sich von der Plattform 36 zum unteren und Beschleunigungen des Schwimmkörpers auf die j\ Ende der Auslegerboje erstreckt. 82 ist eine Kupp- Auslegerboje.

ν lung am Führungsrohr in der Höhe der Anlenkung Im einzelnen wird die Übertragung von Hebe-

62. Der flexible Führungsmantel 44 erstreckt sich bewegungen des Schwimmkörpers 48 auf die Aus-

durch das Führungsrohr 80 nach oben. 84 ist eine 35 legerboje dadurch verhindert, daß der Halsteil 60

Kammer am unteren Ende des Bojenteils 58 zur Auf- der Auslegerboje mit auf dem Umfang verteilten

• nähme des Bohrlochkopfes 40 zum Zwecke des senkrechten Schienen 126 (Fig. 4 und 5) versehen

Transports von und zu der Bohrstelle. 86 ist ein ist, die jeweils mit im senkrechten Abstand angeord-

geeignetes Gesperre, das bei Bedarf am oberen Ende , neten Rollen oder Rädern 128 zusammenwirken, die

der Bohrlochführung 40 angreift, um sie in der Kam- 30 in der nachfolgenden zu beschreibenden Weise mit

mer84 zu halten. 88 ist Ballast am unteren Ende dem Schwimmkörper 48 verbunden sind. Mit dem

des Bojenteils 58, mittels dessen die Auslegerboje in Steigen und Fallen des Schwimmkörpers 48 in Er-

einer aufgerichteten Lage gehalten wird. 90 ist eine widerung beispielsweise auf den Wellengang laufen

Flutkammer. die Räder 128 jeweils lediglich in den Schienen 126

An Stelle einer Auslegerboje mit einem einzigen 35 auf und ab, so daß die Äuslegerboje 32 von solchen

eingetauchten Bojenteil können auch Auslegerbojen Bewegungen des Schwimmkörpers nicht beeinflußt

mit zwei oder mehr miteinander verbundenen Bojen- wird.

teilen 92 oder 94 vorgesehen sein (F i g. 8 oder 9), Die Radsätze 128 sitzen auf einem hinteren Gedie um die Achse der Auslegerboje herum verteilt lenkring 130, der gelenkig mit einem äußeren Gelenksind. Die Bojenteile 92 und 94 können parallel ver- 4° ring 132 verbunden ist; dieser wiederum ist an laufen oder nach unten zur Erzielung einer großen gegenüberliegenden Seiten des Schachts 50, der durch Stabilität auseinanderlaufen. 96 ist dabei in dem in den Schwimmkörper 48 führt, so gelagert, daß er eine F i g. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel ein koaxiales Schwenkbewegung um eine Achse ausführen kann, Führungsrohr für den flexiblen Führungsmantel 44. die rechtwinklig zur Schwenkachse des inneren Ge-98 sind im senkrechten Abstand angeordnete fern- 45 lenkrings liegt. Mit dieser Konstruktion werden Rollbetätigte Schellen in dem in F i g. 9 gezeigten Aus- und Schaukelbewegungen des Schwimmkörpers 48 führungsbeispiel, die ein seitliches Einsetzen und nicht auf die Auslegerboje 32 übertragen.
Herausnehmen des flexiblen Führungsmantels 44 In Fig. 10 und 11 ist ein anderes Ausführungsermöglichen, beispiel für die Verbindung zwischen der Ausleger-Gemäß der Darstellung in F i g. 7 ist 102 eine Ab- 50 boje 32 und dem Schwimmkörper 48 gezeigt, bei der deckplatte des Bohrkopfes 40, 104 eine Kupplung die Schwenklager des äußeren Gelenkrings 132 in zwischen dem unteren Ende des flexiblen Führungs- Längsrichtung des Schiffes gerichtet und in Kreuzmantels 44 und dem oberen Ende des Außenmantels köpfen 134 gelagert sind, die an Schienen 136 ent-42. 106 ist ein durch Preßwasser in den Meeres- langlaufen, die sich in Richtung quer zum Schiff boden gespültes Loch, 108 ist eine den Meeresboden 55 erstrecken. An jedem Kreuzkopf 134 sind gegenbedeckende Sedimentschicht, 110 ist eine Festschicht- überliegende Kolbenstangen 138 befestigt, die sich in formation, die unter der Sedimentschicht 108 liegt. Richtung der entsprechenden Schiene 136 erstrecken 112 ist ein Zementblock, der durch Einpressen von und in hydraulische Dämpfzylinder 140 führen, wo Zement in das Spülloch 106 gebildet wird. sie mit Kolben 142 verbunden sind. Zentrierfedern Bei dem in F i g. 6 im einzelnen gezeigten Füh- 60 144 zum Zentrieren der Auslegerboje 32 relativ zum rungsmantel 44 sind 114 und 116 die innere bzw. Schacht 50 durch den Schwimmkörper 48 drücken äußere Hülle eines Schlauches aus einem geeigneten auf die Kolben 142. Mit dieser Konstruktion setzen verschleißfesten, korrosionsbeständigen Werkstoff, bei- die hydraulischen Dämpfzylinder 140 die Übertraspielsweise Gummi, Kunststoff od. dgl. 118 ist eine gung von seitlichen Bewegungen des Schwimmkör-Drahtgeflechtlage oder eine Geflechtlage aus einem 65 pers 48 auf Grund von Schlinger- oder Rollbewcanderen Werkstoff zur Aufnahme von Zugkräften in gungen auf die Äuslegerboje 32 auf ein Mindestmaß Längsrichtung des Schlauches. 120 ist eine weitere herab. (Eine ähnliche Dämpfung für die Verringe-Drahtlage des Schlauches. 54 ist das Bohrgestänge, rung des Einflusses einer Längsbewegung des

Schwimmkörpers 48 kann vorgesehen sein, diese Bewegung ist aber normalerweise recht klein, so daß sie nicht unbedingt erforderlich ist.)

Bei der beschriebenen Verbindung zwischen der Auslegerboje 32 und dem Schwimmkörper 48 sind keine Vorkehrungen getroffen, um die Übertragung einer Seitenbewegung des Schwimmkörpers auf die Auslegerboje zu vermeiden. Wenn die Übertragung einer solchen Seitenbewegung verhindert werden soll, läßt sich das ohne weiteres dadurch erreichen, daß ίο die Gelenkaufhängung mit einem nicht dargestellten Zwischenring bestückt wird, der gegen den äußeren Gelenkring 132 rotierbar ist und an dem der innere Gelenkring 130 angelenkt ist

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Küstenfernes Bohrsystem zum Bohren von Bohrlöchern an einer Unterwasser-Bdhrstelle mit einer zum Schwimmen in einer aufrechten Lage ao in dem die Unterwasser-Bohrstelle bedeckenden Wasser vorgesehenen frei schwimmenden Auslegerboje und einer von der Auslegerboje getragenen Bohreinrichtung, gekennzeichnet durch eine Kopplungseinrichtung (126 bis 144) zur Kopplung der Auslegerboje (32) in aufrechter Lage an ihrem oberen Ende mit einem Schwimmkörper (48).

2. Bohrsystem nach Anspruch 1, dadurch ge-

kennzeichnet, daß die Koppelungseinrichtung (126 bis 144) eine Kardanaufhängung (130,132) zur Verhinderung der Übertragung von Stampf- und Schlingerbewegungen von dem Schwimmkörper (48) auf die Auslegerboje (32) aufweist.

3. Bohrsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelungseinrichtung Mittel umfaßt, die für eine seitliche Relativbewegung zwischen dem Schwimmkörper (48) und der Auslegerboje (32) zur Minimalisierung der Übertragung seitlicher Bewegungen des Schwimmkörpers (48) auf die Auslegerboje (32)

. sorgen.

4. Bohrsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Begrenzung . einer seitlichen Verlagerung der Auslegerboje (32) mit dem Schwimmkörper (48) verbundene Halteleinen (56) sind.

5. Bohrsystem nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelungseinrichtung Mittel zum Hochschwenken der Auslegerboje (32) in eine eingezogene Lage unterhalb des Schwimmkörpers (48) zu Transportzwecken umfaßt.

6. Bohrsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmkörper. (48) an seiner Unterseite mit einem Tunnel (64) zur Aufnahme der Auslegerboje (32) in der hochgeschwenkten Lage versehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen