DE2317224C3 - Anschlußstück zur Verbindung eines Unterwasser-Bohrlochkopfes mit einer Sockel- oder Trägerfläche für Arbeitsgeräte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Anschlußstück zur Verbindung eines Unterwasser-Bohrlochkopfcs mit einer Sockel- oder Trägerfläche für Arbeitsgeräte oder Ausrüstungsgegenstände, wobei der Bohrlochkopf ein Außenrohr aufweist, in den Bohrlochkopf Mantel- und Fördcrrohre eingehängt sind und das mit einer Verriegelungseinrichtung zu seiner Festlegung am Bohrlochkopf versehene Anschlußstück einen rohrförmigen Körper aufweist, dessen Innenwand aus wenigstens zwei zueinander parallelen Zylinderflächen und einer dazwischen angeordneten Ringschulter zur Auflage auf einem der Mantelrohre besteht.

In dem älteren Patent 22 28 134 ist für eine Montage- und Wartungsanordnung für Unterwasser-Bohrlochköple bereits vorgeschlagen worden, einen den Bohrlochkopf abgedichtet umgebenden Sockel als Auflage und unterer Abschluß für einen darauf abdichtend aufsetzbaren unteren Rand einer .luspump- und belüftbaren Arbeitsglocke auszuführen. Mit diesem Vorschlag wird erreicht, daß die Arbeitsglocke nur vorübergehend beim Einrichten und Warten eines Bohrlochkopfes auf den Sockel aufgesetzt wird und nach Beendigung der Arbeiten zu einem anderen Bohrloch des gleichen Erdölfeldes gebracht werden kann. Auf diese Weise kann man auf einem eine größere Anzahl von Bohrungen und Bohrlochköpfen aufweisenden Erdölfeld mit einer einzigen Arbeitsglocke auskommen.

Aus der US-PS 35 59 754 ist eine an einem Bohrlochkopf lösbar zu befestigende Führungs- und Auflagerbasis bekannt, die am Meeresgrund so lange eingerichtet bleibt, bis die Erdbohrung niedergebracht ist. Stellt sich heraus, daß die Bohrung nicht fündig ist, kann die zur Abstützung von Arbeitsgeräten und Verschluß- oder Fördereinheiten dienende Führungsund Auflagerbasis vom Bohrlochkopf getrennt und an eine andere Stelle gebracht werden. Im einzelnen besitzt die bekannte Auflagerbasis eine rohrförmige Nabe, die von oben über den Bohrlochkopf geschoben und dann bezüglich am Umfang des Bohrlochkopfes befestigter Vorsprünge verdreht wird, bis sie auf der Oberseite dieser Vorsprünge aufliegt. In dieser abgestützten Stellung kann die Auflagerbasis mittels einer durch einen Manipulator betätigbaren Riegelhülse arretiert werden.

Eine andere, an einem Unterwasser-Bohrlochkopf zu befestigende Trägerbasis für einen rund um den Bohrlochkopf bewegbaren Manipulator ist aus der US-PS 31 68 142 bekannt. Auch bei diesem bekannten Vorschlag wird über den bereits auf dem Kopf der Verrohrung befestigten Förder- oder Produktionskopf

von oben eine Hülse aufgeschoben, an deren Außenumfang die ringförmige Abstützbahn für den Manipulator befestigt ist und an deren Innenseite sich eine Schrägschulter befindet, mit der sie sich gegen eine entsprechende Schrägschulter des Verrohrungskopfes s anlegt. Um für eine sichere Abstützung zu sorgen, besitzt die Hülse eine verhältnismäßig große Länge! wodurch sich eine entsprechend große Abstüt/.länge /wischen der ringförmigen Schrägschulter und einem unteren Abstandshalterring ergibt, mit dem die Hülse an i< > dem äußeren Futterrohr anliegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Anschlußstück zur Verbindung eines Unterwasser-Bohl lochkopfes mit einer Sockel- oder Trägerfläche für Arbeitsgeräte oder Ausrüstungsgegenstände entsprechend der eingangs angegebenen Bauart zu schaffen, das von einer Trägereinrichtung an der Meeresoberfläche aus mittels eines fernbetätigten Fördergerätes abgelassen werden kann und sich ohne manuelles Eingreifen an den Bohrlochkopf anlegt, wobei über das Gewicht des Anschlußstückes Einrichtungen für die Abdichtung und/oder Verriegelung betätigt werden.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der rohrförmige Körper mit einem sich nach oben hin verengenden Profil und die Verriegelungseinrichtung zum Eingreifen in eine Ringnut eines der Mantel- oder Förderrohre ausgebildet sind, und daß eine Klemmeinrichtung vorgesehen ist, die zwischen dem Außenrohr des Bohrlochkopfes und der unteren inneren Zylindcrfläche des rohrförmigen Körpers angeordnet ist.

Gegenüber dem geschilderten Stand der Technik ergibt sich durch diesen Vorschlag der Vorteil, daß sich das Anschlußstück über seine Anlageflächen an dem Bohrlochkopf und mit Hilfe der Verriegelungs- und Klemmeinrichtungen absolut fest mit dem Bohrlochkopf verbinden läßt und jegliche Bewegung des Anschlußstückes bezüglich der Verrohrung an der Oberfläche ausgeschlossen ist. Weiterhin wird durch das sich nach oben hin verengende Profil bzw. durch den sich verringernden Außendurchmesser des Anschluß-Stückes die gesamte Bauhöhe niedrig gehalten und eine ausreichende Rohrhöhe zugänglich belassen, so daß der Einbau oder das Auswechseln von Förderrohren und Ausrüstungsteilen am Boden des zugeordneten Bohr-Schachtes möglich ist. Die Anbringung der Verriegelungseinrichtung derart, daß sie in eine Ringnut eines Mantel- oder Förderrohres eingreift, sowie die zusätzliche automatische Klemmeinrichtung zwischen Bohrlochkopf und dem Rohrkörper des Anschlußstückes stellen sicher, daß eine selbsttätige Verriegelung aufgrund des Eigengewichtes des Anschlußstückes stattfindet und damit der Handhabungs- und Betätigungsaufwand bei der Installation einer Trägerfläche für Arbeitsgeräte oder Ausrüstungsgegenstände gering bleibt.

Das Anschlußstück ist erfindungsgemäß dadurch weitergebildet, daß der rohrförmige Körper an die Rohre des Bohrlochkopfes anlegbare Dichtungseinrichtungen aufweist, durch welche die Oberseite gegenüber do der vom Wasser umgebenen Unterseite des rohrförmigen Körpers abgedichtet ist. Somit läßt sich das Anschlußstück anwenden, um eine abgedichtete Auflagerbasis um einen unterseeischen Bohrlochkopf herum vorzusehen. Dieser Vorschlag ist besonders <>s zweckmäßig, wenn auf einen Flansch des Anschlußkörpers z. B. der mit einer Dichtung versehene untere Rand einer Arbeitsglocke aufgesetzt wird, wobei über die Arbeitsglocke eine Wartungsinannschaft o. dgl. herangebracht weiden kann. Daraus folgt,daß die vorgenannten Dichtungseinrichtungen /.. B. dann entbehrlich sind, wenn man an den Flansch des Anschlußstückes eine einfache Führungsanordnung ansetzt, die als Verteiler oder Führung für beliebige Sammelleitungen, Hydraulikleitungen oder elektrische Stromversorungs- oder Nachrichienübertragungskiibel dient und außerdem Einluufstückc, Ubergangsrohrstücke für solche Sammelleitungen oder Kabel enthalten kann.

Vorzugsweise ist die Klemmeinrichtung mit in Axialrichtung geführten Keilen versehen, wobei jeder Keil durch eine Feder vorgespannt ist und eine geriffelte oder gezahnte Oberfläche aufweist, die der Außenwand des Außenrohres zugewandt ist. Beim Aufsetzen des Anschlußstückes auf den Bohrlochkopf tragen die über den Umfang regelmäßig verteilten Keile zunächst zur Zentrierung des Anschlußstückes bei und werden anschließend unter der Wirkung des Eigengewichtes des Anschlußstückes und auch der Vorspannfedern nach unten und dadurch zur Anlage an das Außenrohr bewegt. Somit kann man durch einfaches Absenken des Anschlußstückes und der daran befestigten Arbeitsgeräte od. dgl. von einem beliebigen Träger an der Meeresoberfläche aus die Verriegelung und Abdichtung des Anschlußstückes am Bohrlochkopf herbeiführen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist der obere Abschnitt des Anschlußstückes eine erste innenliegendc seitliche Ringdichtung auf, die an die Außenwand des Förderrohres anlegbar ist und eine zweite seitliche Ringdichtung, die an die Innenseite des benachbarten Mantelrohres anlegbar ist, wobei einige der Dichtungen durch einen axial beweglichen Ring abgestützt und durch das Eigengewicht des mit seiner Ringschulter auf dem Mantelrohr aufliegenden Rohrkörpers zusammendrückbar sind. Hierbei erfolgt somit eine selbsttätige Aktivierung der Dichtungseinrichtungcn durch das Eigengewicht des Anschlußstückes.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel eines Anschlußstückes. Die Figur zeigt einen Axialschnitt eines Anschlußslückes nach der Erfindung in seiner verriegelten Stellung.

Der rohrförmige Körper 1 besitzt eine Innenwand, die aus mehreren Zylinderflächen 2, 3 und 4 besteht, deren Durchmesser und Querschnitte senkrecht zur Achse des Bohrloches mit zunehmender Entfernung vom Bodenteil und von der Zylinderfläche 2 bis zur Zylinderfläche 4 abnimmt, um sich schließlich an den Umfang des Verrohrungskopfes konzentrisch anzulegen.

Der Rohrkörper 1 liegt mit einer waagerechten Ringfläche 6 auf einer Schulter Il des Mantelrohres 5 auf. Die Lastabstützung von der Aufsetzstelle 6 des Rohrkörpers 1 auf die Schulter 11 der Verrohrung 5 ermöglicht eine Verringerung des Durchmessers des oberen Abschnittes 28, der das Kopfende des Rohres 5 abdeckt und somit das Ende des Förderrohres 8 soweit wie möglich freilegt.

Die Zylinderfläche 3 enthält Dichtringe 9, die sich an den Umfang der Verrohrung 5 anlegen. Eine Gruppe von Rastbolzcn 10, die in zylindrischen schräg verlaufenden Bohrungen um den Umfang des rohrförmigen Körpers 1 verteilt sind, dringen mit ihren Enden in eine Ringnut 26 des Mantelrohres 5 ein und verriegein das Anschlußstück in der gzeigten Stellung.

Der Eingriff der Rastbolzen 10 hat zur Wirkung, daß

eine nach oben gerichtete Bewegung bezüglich der Verrohrung verhindert wird.

Selbstverständlich kann die Betätigung der Rastbolzen durch beliebige geeignete Einrichtungen erzielt werden, die nicht das Wesen der Erfindung ausmachen s und daher nicht besonders dargestellt sind. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sitzen die Rastbolzen auf Federn, so daß sie aufgrund der Federkraft in Richtung auf die Ringnut 26 oder entsprechende Ausnehmungen vorgespannt sind.

Am unteren Ende der Oberfläche 2a befindet sich ein Haltering 13, um einen konischen Anlaufteil 14 zu befestigen, auf dessen konischer Innenfläche eine Anzahl von Schließkeilen 15 gleitet, die durch Federn 16 nach unten klemmend vorgespannt sind. Da der konische Anlaufteil 14 nach unten konvergiert bzw. sich im Innendurchmesser nach unten verjüngt, erkennt man, daß sich die einzelnen Keile 15 soweit nach unten bewegen, wie es der freie Raum zwischen dem Außenrohr 25 und dem Anlaufteil 14 erlaubt. Auf diese Weise wird jegliche nach oben gerichtete Vertikalbewegung oder auch jegliche Rotationsbewegung des Anschlußstückes bezüglich der Verrohrung unmöglich gemacht.

Da aufgrund der unvollständigen Konzentrizität zwischen den Rohren 25, 5 und 8 die Konzentrizität zwischen der Zylinderfläche 2 und dem äußeren Rohr 25 nicht genau sein kann, stellen die voneinander unabhängigen Schließkeil 15 sicher, daß sie soweit wie möglich in den freien Raum /wischen dem Anlaufteil 14 und der Wand des Rohres 25 eindringen. Auf diese Weise entsteht eine Klcmmkeilverbindung zwischen dem unteren Bereich des Anschlußstückes und dem gesamten Umfang des äußeren Rohres 25.

Die Abdichtung des Ringraums zwischen den Rohren 5 und 8 erfolgt mit Hilfe mehrerer Dichtlinge 22,23 aus Elastomcimatcrial, die bei der Anlage des im oberen Bereich des Anschlußstückes angeordneten Bundringes 27 an den entsprechenden Wandungen der Rohre 8 und 5 zusammengepreßt werden. FJn unterhalb des Bundringes 27 verschiebbarer Ring 24 kommt an der Oberseite der Verrohrung 5 zur Anlage, bevor das Anschlußstück auf der Schulter 11 aufliegt. Auf den letzten Millimetern der Eingriffsbewegung des Anschlußstückes werden die Dichtringe 22 und 23 gegen ihre entsprechenden Anlageflächcn gepreßt. Die Dichtringe 7 sind in Ringnuten der Zylinderfläche 4 eingelassen, um eine gewisse Abdichtung auch zwischen diesem Abschnitt des Anschlußstückes und dem Förderrohr 8 zu erzielen.

Die Dichtringe 9, 23, 22 und 7 stellen auf diese Weise eine perfekte Abdichtung zwischen den oberhalb und unterhalb des Anschlußstückes befindlichen Hohlräumen her.

Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein Anschlußflansch 17 des Anschlußstückes an seiner Oberseite mit konzentrischen Ringnuten und eingelegten Dichtringen 18 versehen. Am Flansch 17 ist ein Gcgenflansch 19 mit Hilfe eines Schraubbolzens 20 befestigt, die in Gewindebohrungen 21 des Flansches 17 eingeschraubt sind. Der Gegenflansch 19 dient als Träger irgendeines am Verrohrungskopf anzubringenden erforderlichen Gerätes oder einer Anordnung, die in der Figur nicht gezeigt ist.

Auch die im Inneren des Förderrohres 8 befindlichen Bauelemente, die keinen Teil der Erfindung bilden, sind nicht eingezeichnet. Das Anschlußstück ist aufgrund seiner Konzeption in der Lage, noch ausreichend Plat? zur Verfugung zu stellen, um ein beliebiges Förderrohi oder einen Verschlußbloek auf dem Verrohrungskopl anzubringen.

Es sind Abänderungen vom gezeigten Ausführungs bcispiel möglich, insbesondere auch eine andersartige Befestigung des Gegenflanschcs auf dem Anschluß flansch 17 des Anschlußstückes.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Anschlußstück zur Verbindung eines Unterwasser-Bohrlochkopfes mit einer Sockel- oder Trägerflüche für Arbeitsgeräte oder Ausrüstungsgegen- s stände, wobei der Bohrlochkopf ein Außenrohr aufweist, in den Bohrlochkopf Mantel- und Förderralire eingehängt sind und das mit einer Verriegelungseinrichtung zu seiner Festlegung am Bohrlochkopf versehene Anschlußstück einen rohrförmigen m Körper aufweist, dessen Innenwand aus wenigstens zwei zueinander parallelen Zylinderflächen und einer dazwischen angeordneten Ringschulter zur Auflage auf einem der Mantelrohre besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrför- ι s mige Körper (1) mit einem sich nach oben hin verengenden Profil und die Verriegelungseinrichtung (10) zum Eingreifen in eine Ringnut (26) eines der Mantel- oder Förderrohre (5; 8) ausgebildet sind, und daß eine Klemmeinrichtung vorgesehen ist, die zwischen dem AuOefirohr (25) des ßohrfochkopfes und der unteren inneren Zylinderfläche (!</) des rohrförmigen Körpers (1) angeordnet ist.

2. Anschlußstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Körper (1) an die Rohre (5, 8) des Bohrlochkopfes anlegbare Dichtungseinrichtungen aufweist, durch welche die Oberseite gegenüber der vom Wasser umgebenen Unterseite des rohrförmigen Körpers (1) abgedichtet ist.

3. Anschlußstück nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Zylinderflächen (3), mit der der rohrförmige Körper (1) an der Außenwand eines der Mantelrohre (5) anliegt, mit Dichtringen (9) versehen ist.

4. Anschlußstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an seinem unteren Abschnitt ein äußerer Anschlußflansch (17) und eine mechanische Verbindungseinrichtung (20) zum Anschluß der Ausrüstungsgegenstände oder Arbeitsgeräte an den Flansch (19) vorgesehen sind.

5. Anschlußstück nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Anschlußflansch (17) und einem einem Ausrüstungsgegenstand oder Arbeitsgerät zugeordneten Gegenflansch (19) Dichtringe (18) vorgesehen sind.

6. Anschlußstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungseinrichtung mehrere von über den Umfang des Rohrkörpers (1) verteilt angeordneten Bolzen (10) enthält, die in die Ringnut (26) des Mantelrohres (5) einlegbar und durch Federn vorgespannt sind.

7. Anschlußstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmeinrichtung mit in Axialrichtung geführten Keilen (15) versehen ist, wobei jeder Keil (15) durch eine Feder (16) vorgespannt ist und eine geriffelte oder gezahnte Oberfläche aufweist, die der Außenwand des Außenrohres (25) zugewandt ist.

8. Anschlußstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sein oberer Abschnitt (28) eine erste innen liegende seitliche Ringdichtung (22), die an die Außenwand des Förderrohres (8) anlegbar ist, und eine zweite seitliche Ringdichtung aufweist, die an die Innenseite des benachbarten Mantelrohres (5) anlegbar ist, wobei einige der Dichtungen durch einen axial beweglichen Ring (24) abgestützt und durch das Eigengewicht des mit seiner Ringschulter (6) ;wf dem Mantelrohr (5) aufliegenden Rohrkörpers (I) zusammendrückbar sind.

9. Anschlußstück nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Ringdichtung mehrere Dichtringe (7) aufweist.

10. Anschlußstück nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß sein oberer, mit dein engsten Profil versehener Abschnitt (28) das dem Förderrohr (8) benachbarte Mantelrohr (5) abdeckt, wobei die Anlagefläche zwischen dem oberen Abschnitt (28) und dem Förderrohr (8) axial so klein wie möglich ausgebildet ist.