DE3430628C2 - Ventilstation zum Verbinden mehrerer auf dem Meeresgrund vorhandener Bohrlöcher für Öl- und/oder Erdgasförderung - Google Patents

Abstract

Die Ventilstation zum Verbinden mehrerer auf dem Meeresgrund (8) vorhandener Bohrlöcher (12) für Öl- und/oder Erdgasförderung untereinander und mit mindestens einer gemeinsamen Förderleitung ist in einer zur Verankerung eines Tankschiffs (2) ausgebildeten Boje (4) angeordnet.

Description

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Die Erfindung betrifft eine Ventilstation zum Verbinden mehrerer auf dem Meeresgrund vorhandener Bohrlöcher für öl- und/oder Erdgasförderung untereinander und mit mindestens einer gemeinsamen Förderleitung.

Bei der Offshore-Förderung von öl und/oder Erdgas werden meistens mehrere Bohrlöcher untereinander verbunden, damit man die Fördergeschwindigkeit für die einzelnen Bohrlöcher individuell regeln kann, also etwa die Förderung eines Bohrloches für eine gewisse Zeit stark drosseln oder ganz einstellen, wobei dann aber immer noch insgesamt eine beträchtliche Menge (aus den anderen Bohrlöchern) gefördert wird. Man kann sogar während des Fördervorganges zeitweilig, während aus den anderen Bohrlöchern gefördert wird, in eines der Bohrlöcher Gas, Flüssigkeiten oder Schlämme znrückinjizieren, um auf diese Weise Abfälle an ihren Entstehungsort zurückzubringen oder um die weitere Förderung zu stimulieren.

Eine solche Ventilstation kann zum Beispiel auf einer Bohrinsel installiert sein, wobei dann von der Ventilstation zu jedem Bohrloch eine entsprechende Leitung führt Dabei ist es aber erforderlich, daß eine Bohrinsel auch an einer bestimmten Stelle des öl- oder Erdgasfeldes verbleibt, nachdem Neubohrungen eingestellt sind.

Das öl und/oder Erdgas wird normalerweise zunächst in festverankerte Tankschiffe gefördert, aus denen es dann abtransportiert werden kann. Es ist dabei bekannt, die Ventilstationen am Meeresgrund anzuordnen. In diesem Falle muß nur eine Hochdruckförderleitung zum Schiff durch eine Drehverbindung (Swivel) geführt werden, so daß sich der Aufwand für diese technisch komplizierten Drehverbindungen in vernünftigen Grenzen hält Da aber die Ventile am Meeresgrund gesteuert werden müssen, müssen auch Hydraulikleitungen durch entsprechende Swivels geführt werden. Dies ist aber nicht der einzige Nachteil.

Die am Meeresboden angeordnete Ventilstation kann nämlich nur noch von Tauchern gewartet werden. Modifikationen wegen Änderung der Fördertechnik oder -politik üind nur in sehr begrenztem Umfang möglich. Das Einführen von Prüfkörpern, Sensoren und Reinigungswerkzeugen in die einzelnen Leitungen zu den einzelnen Bohrlöchern wird sehr problematisch. Es muß durch den einen Hochdruckswivel auf jeden Fall das gesamte geförderte Medium einschließlich Gas-, Schlamm-, Sand- und Wasseranteilen hindurchgefördert werden, was eine entsprechende Dimensionierung desselben erfordert

Andererseits kann man, wenn das öl und/oder Erdgas zunächst in fest verankerte Tankschiffe gefördert wird, die Ventilstation auf dem Schiff anordnen. Hierfür ist aber ein sehr großer technischer Aufwand erforderlich, da die Rohrleitungen von den einzelnen Bohrlöchern zur Ventilstation alle durch entsprechende Swivel geführt werden müssen, da sich der Tanker ja je nach Richtung von Wind und Strömung in verschiedene Richtungen dreht, so daß auch die Verbindung mit allen am Meeresboden angeordneten Bohrlöchern drehbar gestaltet sein muß. Da in den Förderleitungen ein sehr hoher Druck herrscht (der hohe Lagerstättendruck), müssen diese Swivels auch noch einen sehr großen Druck aushalten. Entsprechende Hochdruckswivels sind aber sehr kompliziert aufgebaut und entsprechend teuer. Außerdem ist es nicht immer möglich, durch sie hindurch von der Ventilstation Prüfkörper, Sensoren, Werkzeuge zum Rohrreinigen und dergleichen hindurchzusenden.

Es ist weiter bekannt, die Ventilstation in einem zylinderförmigen Körper anzuordnen, der mit vertikaler Achse drehbar im Schiff untergebracht ist (US-PS 36 02 302). Dadurch kann zwar eine gewisse Vereinfachung erreicht werden; zum Beispiel können Werkzeuge aus der Ventilstation heraus, ohne durch ein Swivel hindurchgehen zu müssen, zu den einzelnen Bohrlöchern durch die zu denselben führenden Leitungen geschickt werden. Es müssen aber immer noch so viel Hochdruckswivel vorgesehen sein, wie Bohrlöcher vorhanden sind, damit die geförderten Materialien aus den einzelnen Bohrlöchern vor der Prüfung und/oder Verar-

beitung nicht in unerwünschter Weise miteinander vermischt werden. Die entsprechende Konstruktion ist sehr aufwendig. Außerdem besteht der Nachteil, daß mit großem technischen Aufwand nur ein kleiier Vorteil erzielt wird, wobei insbesondere die Ventilstation zwar drehbar, aber doch dauernd mit dem Schiff verbunden ist Wenn die Verbindung des Schiffes zu den Bohrlöchern getrennt werden soll (zum Beispiel vorübergehend bei Eisgang im Winter), so erfordert dies ebenfalls sehr großen A ufwand.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Ventilstation der eingangs genannten Art, die einfach und vielseitig zu verwenden ist, wobei insbesondere die Nachteile von Mehrfachhochdruckswiveln vermieden werden.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß die Ventilstation in einer zur Verankerung eines Tankschiffes ausgebildeten Boje angeordnet ist und mit Einrichtungen zur Prüfung und/oder Vorverarbeitui.g des geförderten Mediums, insbesondere Separatoren Vorzugsweise für die Trennung von Gas, Wasser, öl und Schlamm/Sand versehen ist

Es wird also eine kompakte Einheit aus Boje und Ventilstation geschaffen. Die Ausbildung als Boje hat dabei den Vorteil, daß die Verbindung zu einem speziellen Schiff gelöst werden kann, sei es, daß ein anderes Schiff anlegen soll oder daß ein Schiff vorübergehend (zum Beispiel im Winter) aus dem Bohrfeld entfernt werden soll. Aufgrund der Tatsache, daß die Einrichtungen zur Prüfung und/oder Vorverarbeitung des geförderten Mediums aber in der Boje vorhanden sind, kann die Zahl der Hochdruckswivel verringert werden, wobei man normalerweise mit einem Swivel auskommen wird. Man kann nämlich, bevor die geförderten Öl- oder Erdgasmengen durch den Hochdruckswivel geleitet werden, die Eigenschaften des Fördergutes der einzelnen Bohrlöcher einzeln prüfen. Man kann auch Gas, Wasser, öl und Schlamm/Sand in der Ventilstation bzw. Boje bereits aus dem geförderten Gut entfernen, so daß das separierte Material nicht mehr durch den Hochdruckswivel ins Schiff geleitet werden muß. Soll dann zum Beispiel Wasser oder Schlamm/Sand anschließend in das Bohrloch zurückgeführt werden, so kann dies direkt von der Ventilstation geschehen; diese Abfälle müssen nicht mehr durch einen Hochdruckswivel geleitet werden.

Man könnte auch Gas oder Schlamm/Sand in der Boje sammeln. Diesas Gas oder dieser Schlamm könnte dann bei ruhigem Wetter, wenn also keine Relativdrehung zwischen Boje und Schiff stattfindet, mit verhältnismäßig einfachen Mitteln in das Schiff transportiert werden (zum Beispiel mit einem normalen Absaugschlauch).

Da sich die Boje im Normalzustand wenigstens teilweise oberhalb der Wasseroberfläche befindet, ist sie leicht zugänglich, so daß leicht Reparaturen, Wartungsarbeiten und Umbauten an der Ventilstation durchgeführt werden können.

Bojen, an denen ein Tankschiff mehr oder weniger permanent befestigt ist, sind bekannt. Das Tankschiff, in dem das geförderte Medium zunächst aufgenommen wird, ist dabei über einen gabelförmigen Ausleger an der Boje drehbar befestigt. Ein Problem dabei ist, daß nicht nur ein Swivel für die Drehbewegung des Schiffes um eine vertikale Achse vorgesehen sein muß, sondern auch ein ähnlicher Swivel, mit dem die Relativbewegung zwischen Boje und Schiff in einer vertikalen Ebene aufgenommen wird.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Boje eine in einem entsprechenden Schacht eines Schiffs aufzunehmende und um eine vertikale Achse drehbar gehaltene Boje ist, wie dies aus der deutschen Patentanmeldung 33 44 116.2-22 der Anmelderin bekannt ist Dabei besteht der Vorteil, daß die Ventilstation mit ihren weiteren Einrichtungen für Prüfung, Separation usw. besonders leicht zugänglich ist, da sich die Boje im Schiffskörper selbst befindet und nicht über die Gabelverbindung von außen erst betreten werden muß. Außerdem ist die Boje auf diese Weise zusammen mit der möglicherweise empfindlichen Ventilstation besser gegen !Collision geschützt. Schließlich können auch schwere Ersatzteile innerhalb des Schiffsrumpfes selbstverständlich leichter gehandhabt werden, als wenn man sie über die Gabelverbindung auf die außenbords angeordnete Boje verbringen muß. Auch treten bei schweren Ventilstationen mit schweren Bearbeitungseinrichtungen weniger Auftriebsprobleme für die Boje auf, da diese vom Schiff mitgetragen werden kann.

Vorteilhafterweise reicht dabei der Schacht bis unter die Wasserlinie des Schiffs. In diesem Falle kann die Boje bei Seegang nicht völlig aus dem Wasser herausgehoben werden, so daß die Halteeinrichtungen im Schacht nicht für das Gesamtgewicht der Boje dimensioniert sein müssen. Auch besteht bei Eisgang nicht die Gefahr, daß die verhältnismäßig dünnen und empfindlichen Förderrohre bzw. -Schläuche aus dem Wasser gehoben werden und dann mit dem Eis in Berührung kommen und beschädigt oder zerstört werden. Der Schacht kann vielmehr durchaus so angeordnet werden, daß die Boje immer im eisfreien Wasser schwimmt. Dabei ist vorteilhafterweise die Boje in eine nach eisbrechtechnischen Gesichtspunkten gestaltete oder umgestaltete Bug- oder Heckpartie eines Schiffes eingebaut.

Wenn der Schacht bis unter die Wasserlinie reicht, kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, daß aus Teilen des Schachtes das Seewasser mittels Druckluft ausblasbar ist. Dabei können dann durch entsprechende Einrichtungen (Luftschleusen und dergleichen) Teile des Schachtes für Wartungspersonal zugänglich sein, und zwar beim Ausblasen des Seewassers mittels Druckluft auch Teile, die unterhalb der Wasserlinie liegen.

Wie bereits erwähnt, kann die Ventilstation umgebaut werden, die Ventilstation bzw. Boje also auch an eine neue Fördertechnik oder Förderpolitik angepaßt werden. Eine noch größere Vielseitigkeit erhält man aber, wenn die Boje direkt im ölfeld mit dem Tanker verbunden werden kann bzw. mit einem anderen Tanker verbunden werden kann. Für diesen Zweck ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß die Boje mit einem Ballastsystem ausgerüstet ist, sowie über eine Kupplungseinrichtung verfügt, die ein Unterschwimmen mitsamt angeschlagenen und ganz oder teilweise vorgespannten Ketten des vorbereiteten Tankschiffs sowie ein Einfahren in den vorbereiteten Schacht mit abschließender fester Verkupplung ermöglicht.

Dabei ist zweckmäßigerweise vorgesehen, daß die Boje aus dem Schacht auch wieder lösbar ist. So kann zum Beispiel zu Beginn des Winters, wenn Eisgang droht, die Boje aus dem Schacht entfernt werden und mit Hilfe ihres Ballastsystems in einer sicheren Meerestiefe unter dem Eis aufgrund des Gewichtes der Ankerketten schwebend gehalten werden. Der Tanker selbst kann inzwischen an einen anderen Ort verbracht werden. Im Frühjahr wird dann die unter Wasser schwebende Boje geortet und wieder an die Oberfläche geführt und wieder in einen Tanker eineesetzt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer vorteilhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert, die in schematischer Darstellung zeigt

F i g. 1 ein mit einer Boje am Meeresgrund verankertes und mit Bohrlöchern durch Schlauch- oder Rohrleitungen verbundenes Tankschiff, und

F i g. 2 eine Detaildarstellung der im Schiff von F i g. 1 angeordneten Boje.

In Fig. 1 ist ein auf der Wasseroberfläche 1 schwimmendes Tankschiff 2 gezeigt, in dessen Heckpartie 3 eine Boje 4 eingeführt ist, von der eine untere Plattform 5 aus dem Schiff 2 herausragt.

An der Plattform 5 der Boje 4 sind (in der Fig. zwei) Ankertrossen 6 befestigt, die mit Ankern 7 mit dem Meeresgrund 8 verbunden sind.

Aus der Boje 4 erstrecken sich weiterhin zwei Förderleitungen 9, die über entsprechende Schwimmer 10, die in einer gewissen Höhe im Wasser schweben, und Umlenkeinrichtungen 11 mit den Bohrlöchern 12 verbunden sind. Diese Bohrlöcher 12 enthalten ebenfalls Ventile, die in diesem Zusammenhang aber nicht von Interesse sind.

Die eigentliche Ventilstation, die in Fig.2 bei 13 schematisch dargestellt ist, befindet sich im unteren Teil der Boje 4. Diese Ventilstation 13 kann auch weitere Einrichtungen aufweisen, wie zum Beispiel Prüfeinrichtungen, Bearbeitungseinrichtungen wie Separatoren, Behälter oder Tanks für Teile des geförderten Mediums und Einrichtungen zum Zurückinjizieren von Teilen des Fördermediums in die Bohrlöcher, wie dies oben beschrieben worden ist

Wesentlich ist aber, daß sich von der Ventilstation 13 in Richtung der vertikalen Drehachse 14, um die sich die Boje 4 drehen kann, eine Leitung 15 erstreckt, die mit Hilfe eines Hochdruckswivels 16 mit einer stationären Leitung 17 verbunden ist die zu den nicht gezeigten Tanks führt Dreht sich die Boje relativ zum Schiff, so dreht sich auch der Rohrteil 15 mit während der Teil 17 im Schiff feststehend bleibt. Die Boje 4 ist dabei durch Lager 18 drehbar im Schiff gehalten.

Wie aus F i g. 2 ersichtlich, befindet sich der Wasserspiegel 1 innerhalb des Schachts 19, in dem die Boje 4 aufgenommen ist, in einer solchen Höhe, daß die Boje bzw. ein turmartiger Teil 20 derselben teilweise vom Wasser bedeckt ist Damit hier die Boje besser inspiziert werden kann (zum Beispiel die unteren Lager 18), kann dieses Wasser mit Hilfe von Druckluft herausgedrückt werden. Die Boje selbst bzw. der Raum, in dem sich die Boje befindet kann dann über eine Druckschleuse 21 und eine Leiter 22 betreten werden, so daß die Ventilstation auch von Hand bedient werden kann, obwohl selbstverständlich auch eine Fernbedienung vom Schiff her möglich ist was mit wesentlich einfacheren Mitteln zu bewirken ist als bei einer am Meeresgrund angeordneten Ventilstation. Der andere wesentliche Vorteil besteht aber darin, daß die Ventilstation gewartet, repariert oder modifiziert werden kann.

Bei 23 sind noch Einrichtungen in Form von Ketten, Taljen und dergleichen gezeigt, mit denen die Boje 4 nach oben gezogen werden kann, um stabil im Schiff verankert zu werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Ventilstation zum Verbinden mehrerer auf dem Meeresgrund vorhandener Bohrlöcher für Öl- und/ oder Erdgasförderung untereinander und mit mindestens einer gemeinsamen Förderleitung, dadurch gekennzeichnet, daß sie in einer zur Verankerung eines Tankschiffes (2) ausgebildeten Boje (4) angeordnet ist und mit Einrichtungen zur Prüfung und/oder Vorbearbeitung des geförderten Mediums, insbesondere Separatoren vorzugsweise für die Trennung von Gas, Wasser, öl und Schlamm/Sand versehen ist

2. Ventilstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit Einrichtungen zum Zurückleiten von Teilen des geförderten Mediums in Bohrlöcher (12) versehen ist.

3. Ventilstation nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit Tanks oder anderen Behältern für Teile des geförderten Mediums versehen ist.

4. Ventilstation nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Boje (4) eine in einem entsprechenden Schacht (19) eines Schiffs (2) aufzunehmende und um eine vertikale Achse (14) drehbar gehaltene Boje (4) ist

5. Ventilstation nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schacht (19) bis unter die Wasserlinie (1) des Schiffs (2) reicht.

6. Ventilstation nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß aus Teilen des Schachtes (19) das Seewasser mittels Druckluft ausblasbar ist

7. Ventilstation nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Teile des Schachtes (19) für Wartungspersonal zugänglich ist.

8. Ventilstation nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Boje (4) in eine nach eisbrechtechnischen Gesichtspunkten gestaltete-oder umgestaltete Bug- oder Heckpartie eines Schiffes (2) eängebaut ist.

9. Ventilstation nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Boje (4) mit einem Ballastsystem ausgerüstet ist sowie über eine Kupplungseinrichtung verfügt, die ein Unterschwimmen mitsamt angeschlagenen und ganz oder teilweise vorgespannten Ketten des vorbereiteten Tankschiffs sowie ein Einfahren in den vorbereiteten Schacht (19) mit abschließender fester Verkupplung ermöglicht.

10. Ventilstation nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Boje (4) aus dem Schacht (19) lösbar ist