DE3838238A1 - Automatische brandbekaempfung an oelfoerderanlagen - Google Patents

Description

An Ölbohr- und Förderanlagen muß immer mit Brandunfällen gerechnet werden. Schlimm wird es, wenn das aufsteigende Gas oder das auslaufende Öl Feuer fangen und die vorgesehenen elektromotorischen Sicherheitsschieber, aus welchen Gründen auch immer, beispielsweise durch Kurzschluß, wie es vermutlich auf der bekannten Bohrinsel "Piper Alpha" in der Nordsee geschehen ist, nicht schließen. Die Sensoren, als Feuermelder hinreichend bekannt, sind massenweise auf einer Bohrinsel installiert. Wenn in der Hauptzentrale der Strom ausfällt sind sie, bei einseitiger Energieversorgung wertlos. Auch die elektromotorischen Sicherheits­ schieber bieten keine Gewähr für sichere Funktion. Alleine die Abhängigkeit von nur einer Energiequelle ist ein beacht­ liches Risiko.

Aus diesem Grunde sieht die vorliegende Erfindung, der automa­ tischen Brandbekämpfung an Ölförderanlagen, eine zweite unabhängige Energiequelle als unabdingbar vor. Die als bekannt vorausgesetzte Speicherhydraulik, mit ihren vielen Möglichkeiten, bietet sich als sichere Alternativenergiequelle an, wenn sie, als wesentlicher Erfindungsgegenstand, separat und gegen Brand abgeschottet, als zweite Energiequelle eingesetzt wird. Rohre sind, bei Brand, nicht so störanfällig wie Elektroleitungen.

Damit die Speicherhydraulik eine sichere Alternativenergiequelle bleibt, sieht die Erfindung, ab eines bestimmten Mindestdruckes, den Anlauf des Hydromotors 24, als Starter für die Brennkraftma­ schine 25 vor, wobei, ein Fliehkraftregler, am Hydromotor, und eine Überholkupplung, zwischen dem Hydromotor 24 und der Brenn­ kraftmaschine 25 derart vorgesehen sind, daß, nach dem Anlauf der Brennkraftmaschine 25, der Fliehkraftregler 28, bei bestimm­ ter Drehzahl, den Hydromotor außer Betrieb setzt, während die Brennkraftmaschine, mit der Überholkupplung weiterläuft und mit dem Antrieb der Ölpumpe 26 die Speicherhydraulik 22 und 23 erneut auflädt. Dabei ist die Leistung der Brennkraftmaschine so bemessen, daß sie eine Löschwasserpumpe und die Notbeleuchtung, im Plan nicht extra dargestellt, betreiben kann.

An dem Förderrohr 1, in der Anlage 1 Abb. 1, dargestellt, ist ein Rahmengestell 2 befestigt und mit einem Gehäuse 3 sowie einer Abdichtplatte 4, als hermetisch abgedichtete Befestigungskon­ struktion zusammengeschraubt. Im Innern des Teil 3 befindet sich der Hauptgegenstand der Erfindung, der Kugelzonenfräser 6, mit seinem verschiebbarem Innenteil 8 und der zugehörigen Kalotte 9, der Hydromotor 32 mit hydraulischem oder mechanischem Vorschub sowie die, als wesentlicher Erfindungsgegenstand, die Speicherhy­ draulik 22 und 23, mit den Steuerungselementen.

Als Zerspanungswerkzeug und, erfindungsmäßig neu, als gleichzei­ tiger Dichtkörper, ist ein Kugelzonenfräser 6, mit achsverschieb­ barem Innenteil 8, dessen Kalotte 9, mit ihrem Kalottenradius dem Innenradius des Förderrohres 1 entspricht, vorgesehen, so daß der Kugelzonenfräser 6, mit der anschließenden Kalotte 9, das Förder­ rohr 1 ausfüllt. Der achsmittig vorgesehene Dichtschieber 10, mit aufvulkanisierter elastischer Randschicht, übernimmt die Überdeckung der Schneidezahnlücken und Unrundheit des Förderrohres.

Beim Vorschub des angetriebenen Kugelzonenfräsers 6 bleibt das verschiebbare Innenteil 8, mit der Kalotte 9, an der Abdichtplatte 4 zurück und die Stirnschneiden 7 des Kugelzonenfräsers 6 schneiden ein, von den Schabeschneiden der Kugelzone kalibriertes Loch in die Abdichtplatte 4 und anschließend in die Wand des Förderrohres. Die Fräsabfälle werden durch die Kalotte 9 in das Förderrohr hinabgestoßen und, vor Wiederbeginn der Förderung, mit Elektroma­ gneten herausgezogen.

Der Schaft des Kugelzonenfräsers wird durch eine Ringdichtung abgedichtet. Geringe Leckagen werden durch den Abfluß 17 abgepumpt. Der starke Schaft, der dem Durchmesser der Schabeschneiden ent­ spricht, wird durch die Hülse 5 geführt und gibt dem Kugelzonen­ fräser eine hohe Steifigkeit, die höchstens Innendrücken standhält.

Der Taststift 11, im Dichtschieber 10 und dem Mittelteil 8 geführt, übernimmt die Arretierung der Querstellung des Dichtschie­ bers 10 quer zur Förderrohrachse zu gewährleisten. Der anwachsende Öldruck, durch den Stillstand, beim Einspuren des Raststiftes in die Raste, schaltet den Hydromotor ab.

Für den Dichtschieber 10 ist eine aufvulkanisierte Randschicht 10 b derart vorgesehen, daß diese Randschicht, in dem Bereich der Ringdichtung des zylindrischen Schaftes, derart in einer Nut, mit beweglichem Untergrund und abgerundeten Nutkanten liegt, daß diese elastische Randschicht, unbelastet, in der Nut zurückliegt und beim Spreizen des vorgesehenen Spreizschiebers die Abrundungen durch rückfedernde Verformung (Mipolam) ausfüllt und abdichtet, so daß die Absperrung öl- und gasdicht wird.

In der Anlage 1, Abb. 1 und 2, Teilschnitt des Haupterfindungs­ gegenstandes, des Kugelzonenfräsers 6, mit Lagerung und hydrauli­ schem Vorschub.

Anlage 2, Abb. 5, Hydraulikplan mit Speicherhydraulik und deren Aufladeeinrichtung.

Anlage 3, Abb. 6 und 7 zeigen den Kugelzonenfräser, als wichtigsten Erfindungsgegenstand, mit zurückgeschobenenem Mittelteil 8 und den Kugelzonenschneiden 7, an der Dichtplatte 4, beim Anschnitt.

Abb. 7 zeigt, im Teilschnitt, den Kugelzonenfräser, mit Kalotte 9 und den Abdichtschieber 10, mit Randschicht, in der Absperrstellung.

Claims (6)

1. Automatische Brandbekämpfung an Ölförderanlagen, besonders, dadurch gekennzeichnet, daß die, als bekannt vorausge­ setzten Sensoren, die, nach der Erfindung, ihre Energie über aufladbare Akkus von der Bordenergie beziehen, bei Gefahren­ meldung, sich automatisch von der Bordelektrik trennen und über Fernsteuerung, die Alternativenergie, die separat abgeschirmte Speicherenergie einsetzen, um die Sicherheitsschieber am Ölför­ derrohr, von der Bordelektrik unabhängig, durch vorgesehene Hydromotore zu schließen, ohne daß, als wichtiger Erfindungs­ gegenstand, ein Mensch in Gefahr kommt.

2. Nach Patentanspruch 1 noch besonders dadurch gekennzeichnet, daß, bei Brandalarm, die Sensoren die Bordelektrik trennen und über Fernsteuerung, das Mehrwegeventil (21 und 30) ansteuern und den Hydraulikmotor (32), zum Antrieb des, erfindungsmäßigen neuen Kugelzonenfräsers (6), der als Zerspanungswerkzeug und gleichzeitig als Absperrelement, bei der Absperrung des Förderrohres (1) dient, in Betrieb setzen.

3. Nach Patentanspruch 1 und 2 noch besonders dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Dichtplatte (4), zwischen dem Befestigungs­ rahmen (2) und dem Gehäuseteil (3) derart vorgesehen ist, daß die Dichtplatte (4), beim Vorschub des Kugelzonenfräsers (6) das Innenteil (8) mit der Kalotte (9) zurückhält bis die Schneiden (7) mit der Zerspanung beginnen und eine Ronde aus der Dichtplatte (4) herausschneiden und die Schabeschneiden das Loch in der Dichtplatte und in dem Förderrohr zur Abdichtung und Führung kalibrieren.

4. Nach Ansprüchen 1, 2 und 3 noch besonders dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Kugelzonenfräser (6), als wichtiger Erfindungs­ gegenstand, mit seinem Kugel- und Kugelzonendurchmesser dem Innendurchmesser des abzudichtenden Förderrohres entspricht, eine Kugelzone (7) mit Stirn- und Schabeschneiden, sowie ein achsverschiebbares Mittelteil (8), mit einer Kalotte (9), deren Kalottenradius dem Radius des Förderrohrinneren ent­ spricht, vorgesehen ist, wobei in einem Schlitz der Kalotte und dem Kugelkörper ein Dichtschieber (10) vorgesehen ist, der mit seiner aufvulkanisierten elastischen Randschicht (10 b), die, durch Spreizen des Schiebers angedrückt wird, die Schneide­ zahnlücken überdeckt und die Unrundheiten des Förderrohres ausgleicht, so daß die angestrebte Absperrung öl- und gasdicht wird.

5. Nach den Ansprüchen 1, 2, 3, 4 noch dadurch gekennzeichnet, daß, für die separat untergebrachte Speicherhydraulik (22 und 23), eine Brennkraftmaschine (25) derart vorgesehen ist, daß, bei, Absinken des Speicherdruckes, auf einen vorbestimmten Mindest­ druck, ein Mindestdruckventil (29), einen extra dafür herge­ richteten Hydromotor mit Abschaltventil und Überholkupplung, zum Antrieb der Hydropumpe (26) startet, um die Speicherhydrau­ lik wieder aufzufüllen, dabei ist die Leistung der Brennkraft­ maschine derart bemessen, daß sie die Notbeleuchtung und eine Löschwasserpumpe zusätzlich betreiben kann.

6. Nach den Ansprüchen 1 bis 5 noch dadurch gekennzeichnet, daß im Brandfall, beim Abteufen der Bohrung, der Kugelzonenfräser das Bohrgestänge derart durchtrennt, daß sich das Oberteil des Gestänges auf dem Fräserkörper abstützt.