DE1925912B2 - Vorrichtung zum Herabziehen eines Unterwasser-Standrohres von einer schwimmenden Plattform zu einem Unterwasser-Bohrlochkopf - Google Patents
Vorrichtung zum Herabziehen eines Unterwasser-Standrohres von einer schwimmenden Plattform zu einem Unterwasser-BohrlochkopfInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung /um Herabziehen eines Unterwasscr-Suindrohres von einer
schwimmenden Plattform zu einem Unterwasser-Bohrlochkopf, mit einer auf der Plattform angeordneten, am
oberen Standrohrende befestigten und dieses nach oben vorspannenden nachgiebigen Unterstützung, einer im
festen Abstand vom Bohrlochkopf gehaltenen Seilrolle und einem über diese und über eine auf der Plattform
angeordnete Seilrolle geführten Zugseil, dessen eines Ende mit dem Standrohr und dessen anderes Ende mit
einer auf der Plattform angeordneten Seilwinde verbunden ist und mittels welchem das Standrohr
entgegen der Kraft der nachgiebigen Unterstützung nach unten ziehbar ist.
Eine Vorrichtung dieser Art ist bekannt (US-PS 30 21 909). Die Unterstüzung wird hierbei durch das
übliche Hebezeug des auf einem Schiff befestigten Bohrturms gebildet. Mit dieser bekannten Vorrichtung
kann ein Bohrkopf durch das Wasser bis zum Bohrlochkopf ohne Verwendung von Führungsseilen
abgesenkt werden, selbst wenn sich der Bohrturm nicht genau oberhalb des Bohrlochkopfes, sondern durch den
Einfluß von Wasserströmungen auf das Schiff mehr oder weniger seitlich gegenüber dem Unterwasser-Bohrlochkopf
versetzt befindet. Solche quer verlaufenden Bewegungen und Verschiebungen des Schiffes
erfolgen sehr langsam, und zwar sowohl der Größe als auch der Richtung nach. Mit dieser bekannten
Vorrichtung könnten keine auf den Wellengang zurückzuführenden vertikalen Auf- und Abbewegungen
des Schiffes ausgeglichen werden, da solche vertikalen Bewegungen des Schiffes infolge des auf das Schiff
wirkenden Wellenganges im allgemeinen eine relativ hohe Frequenz und auch große Amplituden besitzen
und die bekannte Vorrichtung diese schnellen und großen vertikalen Bewegungen des Schiffes nicht folgen
kann. Das Hebezeug des Bohrturms kann nämlich nicht *■■ mit der erforderlichen Schnelligkeit betätigt werden, um
das untere Ende des Standrohres auch bei solchem Wellengang in einem besten Abstand vom Unterwasser-Bohrlochkopf
zu halten. Das Zugseil wird deshalb auch bei dieser bekannten Vorrichtung durch die
lü erwähnten vertikalen Auf- und Abbewegungen des Schiffes überlastet und kann schließlich sogar reißen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten An so weiterzubilden und zu
verbessern, daß auch dieser Einfluß des Wellenganges
r> auf das abzusenkende Standrohr kompensierbar ist und
damit Beschädigungen des unteren Endes des Standrohrcs bei dessen Aufsetzen auf den Unterwasser-Bohrlochkopf
vermieden werden.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Vorrichtung
Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Vorrichtung
-><> der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß durch die
kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches gelöst.
Durch die Verwendung einer bei Bohrlochverbindungen an sich bekannten hydraulischen Spannvorrichtung
•r> (US-PS 32 08 728) als Unterstützung Tür das obere Ende
des Slandrohres bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art anstelle des bekannten Hebezeuges und
die im AnsDruch 1 aufgezeigte spezielle Führung von Führungseil und Zugseil wird erreicht, daß auch bei
ii) extrem großen und schnellen vertikalen Auf- und Abbewegungen der Plattform der Abstand des unteren
Endes des Untcrwasser-Siandrohres gegenüber dem Bohrlochkopf konstant gehalten werden kann. Damit
wird auch vermieden, daß das Zugseil durch diese
i1"' vertikalen Bewegungen überlastet wird. Eine weitere
vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt sich aus dem Unteranspruch.
Die Erfindung wird im folgenden anhand sehematischer
Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher
·"' erläutert.
Fig. I zeigt eine vcrkür/.te Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei welcher das
Standrohr noch nicht mit dem Bohrlochkopf verbunden ist.
4^' Fig. 2 zeigt in einem vergrößerten Ausschnitt aus
F i g. 1 weitere Einzelheiten eines Teils des Fahrzeugs und der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Herabziehen
der Baugruppe und zum Ausgleichen der Bewegungen des Fahrzeugs.
F i g. 3 zeigt in einer vergrößerten Seitenansicht einen
Teil einer Klemmen- und Seilrollenanordnung, die einen Bestandteil der Anordnung nach F i g. 2 bildet.
Fig. 4 und 5 veranschaulichen schematisch die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Bewegungsaus-
" gleichsvorrichtung bei Aufwärts- und Abwärtsbewegungen
des Wasserfahrzeugs.
Gemäß F i g. I schwimmt ein beliebiges geeignetes Fahrzeug bzw. ein Kahn 11 auf der Oberfläche eines
Gewässers 12 und wird über einer vorbestimmten
b() Bohrstelle bzw. einem Bohrloch durch geeignete
Lagebestimmungsvorrichtungen in seiner Position gehalten, oder es ist am Meeresboden 13 durch nicht
dargestellte, mit Ankerseilen 14 und 15 verbundene Anker verankert. Solche Einrichtungen können benutzt
''"> werden, wenn an einer Tielbohrung Nacharbeiten in
einer Wassertiefe von etwa 30 bis 500 m oder darüber durchgeführt werden müssen. Das Fahrzeug 11 ist mit
einem Bohrturm 16 bekannter Art sowie weiteren
bekannten Hilfseinrichtungen ausgerüstet, die zur Ausführung von Nacharbeiten an einer Tiefbohrung
benötigt werden und z. B. einen Drehtisch 17, eine nicht dargestellte Hebevorrichtung usw. umfassen. Der
Bohrturm 16 ist vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise auf einer erhöhten Plattform 18 angeordnet,
die über einem Schlitz oder einer Öffnung 20 durch eine Rahmenkonstruktion 19 unterstützt ist. Bei der Benutzung
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der Schlitz 12 entweder in der Mitte des Fahrzeugs
angeordnet sein oder sich von einer Seite des Fahrzeugs aus nach innen erstrecken. |edoch ist es auch möglich,
die betreffenden Arbeiten über eine Bordwand des Fahrzeugs 11 hinweg, d.h. ohne Benutzung eines
Schlitzes durchzufühlen, /.. B. von einem über ein Ende
des Fahrzeugs hinausragenden Teil der Arbeitsplattform aus.
Die in Fig. I dargestellte, insgesamt mit 21 bezeichnete Unterwasser-Bohrlochkopfkonstruktion
umfaßt eine auf dem Meeresboden 13 angeordnete Grundplatte 22, die an einem Steigrohr oder einem
einen großen Durchmesser aufweisenden Futterrohr 23 befestigt ist, das sich nach unten in eine vorher
angelegte Tiefbohrung hinein erstreckt und vorzugsweise in diese einzementiert ist. An der Grundplatte 22 sind
zu einem noch zu erläuternden Zweck zwei senkrecht nach oben ragende Führungssäulen 24 und 25 befestigt,
zwischen denen eine allgemein auf bekannte Art ausgebildete Produktions-Bohrlochkopfbaugruppc 26
angeordnet ist. Diese Baugruppe 26 umfaßt mindestens eine durch eine Kupplung mit einer Unterwasserrohrleitung
26i> verbundene Produktionsrohrleitung 26.i. Die Baugruppe 26 wird durch eine Bohrlochkopf-Anschlußvorrichtung
27 in betriebsmäßiger Verbindung mit dem Futterrohr 23 gehalten. Am obersten Teil der Baugruppe
26 ist mit seinem unteren Ende ein langgestreckter Führungsdorn bzw. eine Eintrittsleitung 28 fest verbunden.
Von der Eintrittsleitung bzw. dem Führungsdorn 28 aus ragt radial nach außen ein Befestigungsbock 29, an
dem eine senkrecht nach oben ragende einzelne Führungssäule 30 befestigt ist.
Am oberen Ende der einzelnen Fiihrungssäule 30 ist
ein einziges sich nach oben zu dem Fahrzeug 11 erstreckendes Führungsseil 31 befestigt, das mit der
Säule 30 dauerhaft verbunden sein oder daran mit Hilfe einer Verriegelungsvorrichtung befestigt werden kann,
die vorher mit Hilfe einer von dem Fahrzeug 11 aus betätigten Vorrichtung in Eingriff mit der Säule 30
gebracht worden ist; beispielsweise kann man zu diesem Zweck eine besonders konstruierte Vorrichtung mit
Vorrichtungen zum Aufsuchen der Bohrlochkopfbaugruppe und zur Lagcbestimmung, z. B. einer Fernsehkamera
und/oder einer Schalloriungsvorrichuing, mit
Hilfe eines Rohrstrangs von einem Fahrzeug aus zu der Bohrlochkopfbaugruppe herablassen, um eine Verriegelungsvorrichtung
und ein daran befestigtes Führungsseil an der Säule 30 zu verankern. Wie schon erwähnt, kann
jedoch das Seil 31 ständig mit der Säule 30 verbunden sein, und man benutzt Greifhaken oder ähnliche
Vorrich'.ungcn, um anfänglich eine Verbindung zwischen dem freien Ende des Seils und dem Fahrzeug
herzustellen. Gemäß F i g. 1 und 2 läuft das Führungsseil 31 über eine auf einem Arm 33 drehbar gelagerte
Seilrolle 32 und von dieser aus zu einer auf einem Deckteil 35 des Fahrzeugs 11 fest verankerten Winde 34
von bekannter Konstruktion.
Von dem Fahrzeug 11 hängt ein Unterwasserstandrohr 36 herab, in dem Rohrstränge 36;i und 366
angeordnet sind; dieses Unterwas&erstandrohr ist durch eine hydraulische Spannvorrichtung 37 bekannter Art
mit einer vorbestimmten, im wesentlichen konstanten Kraft nach oben vorgespannt. Die in F i g. 2 schematisch
dargestellte Spannvorrichtung 37 umfaßt im wesentlichen ein Gehäuse 38, in dem ein doppeltwirkender
hydraulischer Kolben 39 gelagert ist, der mit dem oberen Teil des Standrohrs 36 fest verbunden ist. Auf
den Kolben 39 und damit auch auf das Standrohr 36 wird
ίο über eine Zuleitung 40 mit Hilfe eines hydraulischen
Druckmittels eine im wesentlichen konstante, nach oben gerichtete Druckkraft aufgebracht. Mit der Leitung 40
und einer entsprechenden Leitung 41 nahe dem oberen Ende des Gehäuses 38 steht eine nicht dargestellte
hydraulische Akkumulaloranordnung bekannter Art in Verbindung, um die nach oben wirkende Kraft auf
einem im wesentlichen konstanten Wert zu halten. Es sei bemerkt, daß man anstelle der soeben beschriebenen
hydraulischen Spannvorrichtung zum Erzeugen einer nach oben wirkenden Kraft auch andere äquivalente
Vorrichiungen, z. ü. eine Anordnung mit Gegengewichten,
verwenden kann.
Gemäß Fig. 1 ist mit dem unteren Ende des Standrohrs 36 eine Bohrlochkopf-Anschlußvorrichtung
2r> 42 beliebiger geeigneter Art verbunden. Die Anschlußvorrichtung
42 ist so bemessen und mit einer Bohrung von einem solchen Durchmesser versehen, daß sie sich
auf den Führungsdorn 28 der Bohrlochkopfbaugruppe 26 aufschieben läßt, wobei eine Abdichtung nach außen
in bewirkt wird. Gegebenenfalls können mit der Anschlußvorrichtung
42 durch eine Rahmenkonstiuktion Führungsseil-Befestigungsvorrichtungen
verbunden sein, um die Verlegung von Führungsseilen 43 und 44 /wischen dem Fahrzeug 11 und der Untcrwasser-Bohr-
r> lochkopfkonstruktion 21 zu ermöglichen. Diese Vorrichtungen
zum Befestigen der Führungsseile bilden nicht einen Gegenstand der Erfindung, doch sind sie hier
der Deutlichkeit halber dargestellt. Es sei lediglich bemerkt, daß diese Vorrichtungen zylindrische Gehäu-
Ki seteile 45 und 46 umfassen, in denen Verankerungsteile
47 und 48 frei bewegbar gelagert sind. Die Verankerungsteile 47 und 48 werden dadurch in ihrer in Fig. 1
gezeigten Stellung gehalten, daß die Führungsseile 43 und 44 von dem Fahrzeug 11 aus mit Hilfe von
« Hebevorrichtungen 49 und 50 unter einer konstanten
Spannung gehalten werden. Die Hebevorrichtung 49 und 50 zum Aufbringen dieser konstanten Zugspannung
können von beliebiger Konstruktion und so ausgebildet sein, daß sie Zugkräfte auf die Führungsseile 43 und 44
in aufbringen, um Bestandteile der Verankerungsteile 47
und 48 bildende trichterförmige Bauteile 51 und 52 in Anlage an den unteren Enden der zylindrischen
Gehäuseteile 45 und 46 zu halten. Es sei oemerkt, daß die Hebevorrichtungen 49 und 50 wirkungslos gemacht
Vi werden können, so daß die Verankerungsteile 47 und 48
innerhalb der zylindrischen Gehäuseteile 45 und 46 frei herabfallen. Wie schon erwähnt, bilden jedoch die
Vorrichtungen zum Anschließen der Führungsseile nicht einen Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
W) Gemäß F i g. 1 ist mit der Anschlußvorrichtung 42 ein
Führungsgehäuse 53 mit einer durchgehenden Bohrung durch eine Rahmenkonstruktion verbunden. Das einzelne
Führungsseil 31 erstreckt sich durch die Bohrung des Führungsgehäuses 53, um die Anschlußvorrichtung 42
im und weitere zugehörige Vorrichtungen während ihres
Herabblassens von dem Fahrzeug 11 aus zu stabilisieren. Diese Arbeiten werden weiter unten näher
erläutert.
Gemäß Fig. 1 und 2 ist ein zum Niederziehen dienendes Seil 54 durch ein Befestigungsteil 55 mit
einem gegenüber einem oberen Abschnitt des Unterwasserstandrohrs 36 nach außen ragenden Ansatz 56
verbunden. Das Seil 54 läuft unter einer Seilrolle 57 r>
hindurch, die in einem vorbestimmten Abstand unterhalb des Ansatzes 56 gegenüber dem einzelnen
Führungsseil 31 drehbar gelagert ist. Zwar könnte man eine beliebige geeignete Vorrichtung benutzen, um die
Seilrolle 57 mit dem einzelnen Führungsseil 31 zu ι ο verbinden, doch wird die Verwendung einer hydraulischen
Klemmvorrichtung bevorzugt, denn diese bietet den Vorteil, daß eine Bedienungsperson die Seilrolle 57
jederzeit mit jedem gewünschten Teil des einzelnen Führungsseils 31 verbinden kann, und daß der r>
aufgebrachte hydraulische Druck gewährleistet, daß das einzelne Führungsseil 31 von der Klemmvorrichtung
zuverlässig erfaßt wird. In F i g. 2 und 3 ist eine zu diesem Zweck geeignete Ausführungsform einer hydraulischen
Klemmvorrichtung 58 dargestellt. Derartige 2" Vorrichtungen sind bekannt, und daher dürfte sich eine
nähere Beschreibung erübrigen. Es sei lediglich bemerkt, daß die Klemmvorrichtung 58 relativ zueinander
bewegbare Klemm- oder Backenteile 59 und 60 umfaßt, die durch Zuführen eines hydraulischen -'">
Druckmittels über Leitungen 61 und 62 in feste Anlage an dem einzelnen Führungsseil 31 gebracht werden
können.
Jenseits der Seilrolle 57 läuft das zum Niederziehen dienende Seil 54 nach oben und über eine weitere i<>
Seilrolle 63, die auf dem freien Ende des Arms 33 drehbar gelagert ist, und von dort aus zu einer auf dem
Deckteil 35 des Fahrzeugs 11 angeordneten Hebevorrichtung bzw. einer kraftbetätigten Winde 64. Der Arm
33 ist fest mit der Kolbenstange 65 eines hydraulischen π Kolbens verbunden, der in einem an der Arbeitsplattform
18 befestigten Zylinder 66 arbeitet. An dem Zylinder 66 ist ein hydraulischer Akkumulator 67
befestigt, der auf bekannte Weise so mit dem Innenraum des Zylinders verbunden ist, daß die Kolbenstange 65 ίο
nach oben vorgespannt ist, um eine vorbestimmtc Zugkraft sowohl auf das über die Seilrolle 32 laufende
einzelne Führungsseil 31 als auch auf das über die Seilrolle 63 laufende, zum Niederziehen dienende Seil 54
aufzubringen. ί->
F i g. 4 und 5 veranschaulichen schematisch die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Vorrichtung.
F i g. 4 zeigt die relative Stellung der verschiedenen Teile der erfindungsgemäßen Vorrichtung für den
[•'all, daß das Fahrzeug 11 unter der Einwirkung von r>o
Wellen oder anderen Einflüssen seine tiefste Lage einnimmt, d. h. wenn sich das Fahrzeug in seinem
kleinsten Abstand von der Untcrwasser-Bohrlochkopfkonstruktion 21 befindet. F i g. 5 zeigt dagegen das
Fahrzeug 11 in seiner höchsten Stellung, bei der ein '>">
maximaler Abstand zwischen dem Fahrzeug und der Bohrlochkopfkonstruktion 21 vorhanden ist. Es sei
bemerkt, daß in beiden Füllen die Bohrlochkopf-Anschlußvorrichlung
42 im wesentlichen durch die gleiche mit X bezeichnete Strecke von der Bohrlochkopfkon- '"
siruklion 21 getrennt ist. Dies ist in erster Linie darauf zurückzuführen, daß die vorstehend beschriebene, das
Kolbcntcil 65, den Zylinder 66 und den Akkumulator 67 umfassende Anordnung im wesentlichen als eine
pneumatische Feder arbeitet, die es dem Arm 33 ' ermöglicht, sich gegenüber dem Zylinder 66 nach auße
oder innen zu bewegen. Diese Anordnung hält da einzelne Führungsseil 31 ohne Rücksicht auf di
Aufwärts- und Abwärtsbewegungen des Fahrzeugs 1 ständig gespannt, wobei sich das Kolbcnteil 65 in den
Zylinder 66 hin- und herbewegt, um diese Bewegungei des Fahrzeugs auszugleichen. Jeder bestimmte Punki
z. B. der Punkt A auf dem einzelnen Führungssteil 31 behält daher gegenüber dem Meeresboden 13 seim
Lage im wesentlichen unverändert bei. Wie schoi beschrieben, sind die Seilrolle 32 für das einzelm
Führungsseil 31 und die Seilrolle 63 beide auf dem Arn 33 drehbar gelagert. Daher wird ein bestimmter Punki
/.. B. der Punkt ßaul dem zum Niederziehen dienendei
Seil 54 zwischen der Seilrolle 63 und der Seilrolle 57 eini im wesentlichen unveränderliche Lage sowohl gegen
über dem Punkt A auf dem Führungsseil 31 als aucl gegenüber dem Meeresboden 13 auch dann cinnehmer
wenn sich das Fahrzeug 11 nach oben oder untei bewegt.
Da die auf das Kolbenteil 65 aufgebrachte pneumati sehe Kraft etwas größer ist als die auf den Kolben 3i
wirkende Kraft, behält das IJnterwasserstandrohr 31 seine Lage gegenüber dem Meeresboden 13 be
während es sich bei Aufwärts- und Abwärtsbewegungei des Fahrzeugs gegenüber dem Fahrzeug bewegt. Dahe
wird die am unteren Ende des Standrohrs 31 aufgehängte Anschlußvorrichtung 42 trotz der Bewc
gtingcn des Fahrzeugs 11 in einem im wesentlicher festen Abstand X von der Unterwasser-Bohrlochkopf
baugruppe 21 gehalten. Wenn die Anschlußvorrichtunj 42 und das Standrohr 36 auf die Bohrlochkopfbaugrup
pe 21 abgesenkt werden sollen, wird die Winde 64 au dem Fahrzeug Il betätigt, um das zum Niederzicher
dienende Seil 54 einzuholen. Da die Zugkraft der Windi 64 größer ist als die durch den Kolben 39 auf da:
Standrohr 36 aufgebrachte, nach oben wirkende Kraft werden das Standrohr 36 und die Anschlußvorrichtunj
42 nach unten gezogen, bis zunächst das Führungsgc häusc 53 (F ig. I) auf die einzelne Führungssäule 3(
aufgeschoben wird. Beim weiteren Herablassen de: Standrohrs 36 wird die Anschlußvorrichtung 42 auf der
Führungsdorn 28 der Bohrlochkopfbaugruppc 21 aufgeschoben. Die einzelne Führungssäule 30 und da:
Führungsgehäusc 53 sind vorzugsweise mit einer nich dargestellten Oricnticrungsvorrichuing verschen, dii
z. B. mit Schlitzen zusammenarbeitende Führungsbol zcn umfaßt, um zu gewährleisten, daß die Anschlußvor
richtung 42 die richtige Stellung gegenüber den Führungsdorn 28 einnimmt, bevor diese Teile in Eingrif
miteinander gebracht werden. Da diese Vorrichtung nicht einen Gegenstand der vorliegenden Erfindung
bildet, dürfte sich eine nähere Beschreibung erübrigen.
Nachdem die Bohrlochkopf-Anschlußvorrichtung 4;
durch bekannte Verankcrungsvorrichtungcn an den Führungsdorn 28 befestigt worden ist, wird die
Spannung der Führungsscile 43 und 44 beseitigt, so dal die Verankerungsteile 47 und 48 herabfallen und auf dii
Führungssiiulcn 24 und 25 gleiten, um eine fcsti Verbindung zwischen den Führungssäulcn und der
Seilen 43 und 44 herzustellen. Wie schon erwähnt, bilde auch dieses Merkmal nicht einen Gegenstand dei
vorliegenden Erfindung, und es wurde nur zu Erleichterung des Verständnisses der Erfindung be
schrieben.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Vorrichtung zum Herabziehen eines llnlerwasser-Standrohrs
von einer schwimmenden Plattform zu einem Unterwasser-Bohrlochkopf, mit einer auf
der Plattform angeordneten, am oberen Standrohrende befestigten und dieses nach oben vorspannenden
nachgiebigen Unterstützung, einer im festen Abstand vom Bohrlochkopf gehaltenen Seilrolle und
einem über diese und über eine auf der Plattform angeordnete Seilrolle geführten Zugseil, dessen
eines Ende mit dem Standrohr und dessen anderes Ende mit einer auf der Plattform angeordneten
Seilwinde verbunden ist und mittels welchem das Standrohr entgegen der Kraft der nachgiebigen
Unterstützung nach unten ziehbar ist, dadurch
gekennzeichnet, daß die nachgiebige Unterstützung eine das Standrohr (36) mit einer im
wesentlichen konstanten Vorspannkraft beaufschlagende hydraulische Spannvorrichtung (37) ist, und
daOander Plattform (M) eine weitere Spannvorrichtung
angeordnet ist, von der die das Zugseil (54) auf der Plattform (11) führende Seilrolle (63) und eine
weitere Seilrolle (32) gehallen sind, über die ein am Bohrlochkopf (21) befestigtes Führungsseil (31)
geführt isl, dessen anderes Ende mit einer weiteren Seilwinde (34) auf der Plattform (11) verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet,
daß die im festen Abstand vom Bohrlochkopf (21) gehaltene Seilrolle (57) für das Zugseil (54)
vom Führungsteil (31) getragen ist.
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JPS5025402B1 (de) | 1975-08-23 |
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