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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich allgemein auf Geräte,
welche in Untergrundbohrlöchern angewendet
werden und auf Verfahren, die mit denselben Geräten durchgeführt werden,
und insbesondere auf einen Unterwassertestbaum, von welchem eine
Ausführung
hierin beschrieben wird.
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Bohrlochschieberrohrleitungen (BOPs),
welche während
des Bohrens und des Komplettierens von Offshore- und anderen Unterwasserbohrlöchern verwendet
werden, sind im Laufe der Zeit immer kompakter geworden. Es ist
zum Beispiel keineswegs ungewöhnlich,
dass eine BOP-Rohrleitung nur ungefähr 4 Fuß (1.22 m) oder auch noch weniger
vertikalen Raum zwischen mehreren Scherrammen und mehreren Rohrrammen
umfasst. Wenn ein herkömmlicher
Unterwassertestbaum während
des Bohrstangentestens innerhalb einer solchen kompakten BOP-Rohrleitung positioniert
werden soll wird es unter Umständen
nicht immer möglich
sein, jede Rohrramme und jede Scherramme erfolgreich zu schliessen.
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Wenn eine oder mehrere derselben
Rohrrammen keine erfolgreiche Dichtung an dem Unterwassertestbaum
oder an der rohrförmigen
Kette, mit welcher dieselben verbunden sind, erstellen können, kann
eine Flüssigkeitsverbindung
zwischen einem Ringraum über
den Rohrrammen und einem Ringraum unter denselben Rohrrammen entstehen. Wenn
eine oder mehrere der Scherrammen nicht erfolgreich geschlossen
werden können,
und wenn dieselben den Unterwassertestbaum oder ein daran befestigtes
rohrförmiges
Teil abscheren wird es unter Umständen nicht möglich sein,
das Bohrloch vollständig
zu verschliessen. Es wird dem Fachmann auf diesem Bereich deshalb
eindeutig klar sein, dass es besonders vorteilhaft sein würde, wenn
ein solcher Unterwassertestbaum das Schliessen mehrerer Rohrrammen
sowohl wie auch das Schliessen mehrerer Scherrammen erlauben würde, während derselbe
Testbaum operativ innerhalb einer kompakten BOP-Rohrleitung positioniert
ist.
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Um dieses Resultat innerhalb einer
kompakten BOP-Rohrleitung jedoch erzielen zu können, muss ein Teil des vorgenannten
Unterwassertestbaums so konfiguriert und bemessen sein, dass er das
abdichtende Schliessen der innerhalb derselben befindlichen Rohrrammen
erlaubt. Ein weiteres Teil desselben Unterwassertestbaums sollte
so konfiguriert und bemessen sein, dass er das axiale Positionieren
desselben zwischen den Rohrrammen und den Scherrammen ermöglicht.
Wenn die Rohrrammen geschlossen sind, sollten dieselben eine Dichtung gegen
das entsprechend konfigurierte Teil erstellen, und die Scherrammen
könnten
ein weiteres rohrförmiges
Teil abtrennen, wie zum Beispiel ein Rohr, welches sich von dem
Teil des Unterwassertestbaums nach aussen hin ausdehnt, das zwischen den
Rohr- und den Scherrammen positioniert ist.
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Aus dem Vorausgehenden wird ersichtlich, dass
es weiter wünschenswert
wäre, einen
Unterwassertestbaum bieten zu können,
welcher innerhalb einer kompakten BOP-Rohrleitung angewendet werden
kann, und welcher das abdichtende Schliessen mehrerer innerhalb
derselben befindlichen Rohrrammen erlaubt, und welcher es weiter
ermöglicht,
dass ein Teil desselben axial zwischen mehreren Rohrrammen und mehreren
Scherrammen operativ innerhalb derselben BOP-Rohrleitung positioniert
werden kann.
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GB 2 294 962 beschreibt ein Testbaumschließgerät für die Anwendung
in einer BOP-Rohrleitung.
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Nach den Prinzipen der vorliegenden
Erfindung, und gemäß einer
Ausführung
derselben vorliegenden Erfindung wird nun hier ein Unterwassertestbaum
geboten, welcher eine Verklinkungskopfeinheit umfasst, die über eine
Rammenfeststelleinheit mit einer Ventileinheit verbunden ist. Die
Verklinkungskopfeinheit verfügt über eine
kompakte Konfigurierung, welche es derselben ermöglicht, innerhalb einer kompakten
BOP-Rohrleitung zwischen mehreren Rohrrammen und mehreren Scherrammen
positioniert zu werden. Die vorgenannte Rammenfeststelleinheit ermöglicht weiter
das abdichtende Verschliessen derselben gegen die vorgenannten Rohrrammen.
Es werden weiter Methoden für
das Servicing von Bohrlöchern
nach den Prinzipen der vorliegenden Erfindung geboten.
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Eine Ausführung der vorliegenden Erfindung bietet
eine Ventileinheit, welche mehrere Sicherheitsventile umfasst. Diese
Ventile können
unabhängig voneinander
betrieben werden, obwohl ein Flüssigkeitsdruck
innerhalb einer Leitung, welche mit der Verklinkungskopfeinheit
verbunden ist, deren Betätigung
kontrolliert. In einer weiteren beschriebenen Ausführung erstrecken
sich eine Kontrolleitung und eine Ausgleichsleitung durch ein äusseres
rohrförmiges
Teil der Rammenfeststelleinheit hindurch für die Anwendung während des
wahlweisen Öffnens
und Schliessens eines der Ventile. Ein weiteres der Ventile wird
durch das Verdrängen
einer Struktur innerhalb des äusseren
rohrförmigen
Teils in Reaktion auf das Auferlegen eines Flüssigkeitsdrucks auf eine oder
mehrere der Leitungen betätigt.
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Eine weitere Ausführung der vorliegenden Erfindung
bietet einen Kolben, welcher innerhalb der Verklinkungskopfeinheit
positioniert ist. Dieser Kolben wird in Reaktion auf das Auferlegen
eines Flüssigkeitsdrucks
auf eine Leitung, welche mit der Verklinkungskopfeinheit verbunden
ist, verdrängt.
Das Verdrängen
dieses Kolbens verursacht wiederum das Verdrängen einer Struktur innerhalb
der Rammenfeststelleinheit. Das Verdrängen dieser Struktur verursacht
wiederum das Betätigen
eines der Ventile.
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Bei einer weiteren Ausführung der
vorliegenden Erfindung sind die Verklinkungskopfeinheit und die
Ventileinheit axial voneinander getrennt und über die Rammenfeststelleinheit
miteinander verbunden. Die Rammenfeststelleinheit umfasst ein inneres
rohrförmiges
Teil, welches bewegbar innerhalb eines unter Druck stehenden äusseren
rohrförmigen
Teils positioniert ist. Ein Verdrängen des inneren rohrförmigen Teils
in eine erste Richtung relativ zu dem äusseren rohrförmigen Teil
verursacht das Öffnen
eines der Ventile, und das Verdrängen
des inneren rohrförmigen
Teils in eine zweite Richtung, welche der ersten Richtung gegenüber liegt,
verursacht das Schliessen des Ventils. Das innere rohrförmige Teil
ist mit Hilfe einer Vorspannvorrichtung in die zweite Richtung vorgespannt,
und ist innerhalb der Verklinkungskopfeinheit lösbar mit einem Kolben verbunden.
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Gemäß einer weiteren Ausführung der
vorliegenden Erfindung wird hier ein Unterwassertestbaum geboten,
welcher das Folgende umfasst: eine Verklinkungskopfeinheit; eine
Ventileinheit mit einem ersten und einem zweiten Sicherheitsventil;
und ein gestrecktes erstes rohrförmiges
Teil, welches zwischen der Verklinkungskopfeinheit und der Ventileinheit
mit denselben verbunden ist und diese axial voneinander trennt,
dadurch gekennzeichnet, dass der Testbaum weiter eine Struktur umfasst,
welche verdrängbar
innerhalb des rohrförmigen
Teils positioniert ist, während
das Verdrängen
derselben Struktur eines der ersten oder zweiten Sicherheitsventile
betätigt.
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In einer weiteren Ausführung der
vorliegenden Erfindung sind das erste und das zweite Sicherheitsventil
innerhalb eines Gehäuses
positioniert, welches von der Verklinkungskopfeinheit getrennt ist. Das
erste Sicherheitsventil kann aus einem Klappenventil bestehen, und
das zweite Sicherheitsventil kann aus einem Kugelventil bestehen.
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In einer weiteren Ausführung der
vorliegenden Erfindung ist ein Kolben hin- und herschiebbar innerhalb der Verklinkungskopfeinheit
positioniert, wobei derselbe Kolben in Reaktion auf das Auferlegen
eines Flüssigkeitsdrucks
auf die Verklinkungskopfeinheit wahlweise in einer ersten und einer
zweiten Position positioniert werden kann. Das erste Sicherheitsventil
kann mit dem Kolben verbunden werden, wobei sich dasselbe erste
Sicherheitsventil in Reaktion auf ein Verdrängen des Kolbens auf die erste
Position öffnet,
und wobei sich das erste Sicherheitsventil in Reaktion auf ein Verdrängen des
Kolbens auf die zweite Position schließt.
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In einer weiteren Ausführung der
vorliegenden Erfindung verbindet eine Struktur den Kolben mit dem
ersten Sicherheitsventil, wobei das erste Sicherheitsventil in Reaktion
auf ein Verdrängen
der Struktur betätigt
wird. Diese Struktur kann aus einem zweiten rohrförmigen Teil
bestehen, welches bewegbar ist und in das erste rohrförmige Teil
eingeschoben werden kann. Eine Vorspannvorrichtung kann vorhanden sein,
welche die Struktur auf eine Position drängt, in welcher das erste Sicherheitsventil
geschlossen werden kann. Die Struktur kann lösbar mit dem Kolben verbunden
sein. Die Struktur kann von demselben Kolben abgelöst werden,
wenn die Verklinkungskopfeinheit ausgeklinkt wird.
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Gemäß einer weiteren Ausführung der
vorliegenden Erfindung wird hier ein Unterwassertestbaum für die Anwendung
in einer Bohrlochschieber-Rohrleitung geboten, welcher mindestens
eine Rohrramme umfasst, wobei der Testbaum weiter das Folgende umfasst:
eine Rammenfeststelleinheit, welche abdichtend gegen die Rohrramme
festgestellt werden kann, wobei die Rammenfeststelleinheit weiter
ein äusseres,
unter Druck stehendes rohrförmiges Teil
umfasst, und ein inneres rohrförmiges
Teil, welches bewegbar relativ zu dem äusseren rohrförmigen Teil
positioniert ist.
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Das innere rohrförmige Teil kann in Reaktion auf
ein Verdrängen
eines Kolbens, welcher innerhalb einer Verklinkungskopfeinheit positioniert
ist, bewegbar positioniert sein, oder es kann mit Hilfe einer Vorspannvorrichtung
bewegbar gegen eine Vorspannkraft positioniert werden. Diese Vorspannvorrichtung ist
radial zwischen dem inneren und dem äusseren rohrförmigen Teil
positioniert.
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In einer weiteren Ausführung der
vorliegenden Erfindung umfasst die Rammenfeststelleinheit weiter
eine Flüssigkeitsdruckleitung,
welche axial durch eine Seitenwand des äusseren rohrförmigen Teils
hindurch geformt ist.
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In einer weiteren Ausführung der
vorliegenden Erfindung ist die Rammenfeststelleinheit zwischen einer
Verklinkungskopfeinheit und einer Ventileiheit mit denselben verbunden.
Die Ventileinheit kann ein erstes und ein zweites Sicherheitsventil
umfassen. Ein jedes dieser ersten und zweiten Sicherheitsventile
kann durch das Auferlegen eines Flüssigkeitsdrucks auf eine Leitung
betrieben werden, welche sich von der Verklinkungskopfeinheit hinweg bis
zu der Ventileinheit hin ausdehnt. Ein Kolben der Verklinkungskopfeinheit
kann in Reaktion auf einen Flüssigkeitsdruck
innerhalb der Leitung an dem inneren rohrförmigen Teil befestigt werden.
Das innere rohrförmige
Teil kann lösbar
an dem Kolben befestigt werden. Das innere rohrförmige Teil kann weiter in Reaktion
auf ein Verdrängen
des Kolbens verdrängbar
sein. Das erste Sicherheitsventil kann ausserdem in Reaktion auf
ein Verdrängen
des inneren rohrförmigen
Teils betrieben werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführung der
vorliegenden Erfindung wird hier eine Methode für das Servicing eines Untergrundbohrloches
geboten, welches eine Bohrlochschieber-Rohrleitung mit mindestens
einer Rohrramme und mindestens einer Scherramme beinhaltet, wobei
dieselbe Methode die folgenden Stufen umfasst: das Verbinden einer
Rammenfeststelleinheit zwischen einer Ventileinheit und einer Verklinkungskopfeinheit
mit denselben, wobei dieselbe Ventileinheit mindestens zwei Sicherheitsventile
umfasst; das Positionieren der Verklinkungskopfmontage innerhalb
der Bohrlochschieber-Rohrleitung axial zwischen der Rohrramme und
der Scherramme mit denselben; und das Positionieren der Rammenfeststelleinheit
gegenüber
der Rohrramme innerhalb der Bohrlochschieber-Rohrleitung.
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In einer weiteren Ausführung der
vorliegenden Erfindung umfasst die Bohrlochschieber-Rohrleitung
mehrere Rohrrammen und mehrere Scherrammen, und die Positionierungsstufen
für die
Verklinkungskopfeinheit umfassen weiter das Positionieren der Verklinkungskopfeinheit
zwischen der Vielfalt von Rohrrammen und der Vielfalt von Scherrammen,
und die Positionierungsstufen für
die Rammenfeststelleinheit umfassen weiter das Positionieren der
Rammenfeststelleinheit gegenüber
der Vielfalt von Rohrrammen.
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In einer weiteren Ausführung der
vorliegenden Erfindung umfasst die Methode weiter die Stufen des
Auferlegens eines Flüssigkeitsdrucks
auf eine Leitung, welche mit der Verklinkungskopfeinheit verbunden
ist, und das Verdrängen
eines Kolbens in Reaktion auf das Auferlegen eines Flüssigkeitsdrucks, und
das Betätigen
eines der Ventile in Reaktion auf das Verdrängen des Kolbens. Die Methode
kann weiter die Stufen des Betätigens
des anderen der Ventile in Reaktion auf das Auferlegen desselben
Flüssigeitsdrucks
umfassen.
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Die Betätigungsstufe kann weiter das
Verdrängen
einer Struktur innerhalb der Rammenfeststelleinheit durch das Verdrängen des
Kolbens umfassen. Die Betätigungsstufe
kann weiter das Verdrängen
der Struktur relativ zu einem der vorgenannten Ventile umfassen.
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Gemäß einer weiteren Ausführung der
vorliegenden Erfindung wird hier eine Methode für das Servicing eines Untergrundbohrloches
geboten, wobei dieselbe Methode die folgenden Stufen umfasst: das
Positionieren eines ersten und eines zweiten Sicherheitsventils
innerhalb einer Ventileinheit, welche einen axialen Fließdurchgang
umfasst, der durch denselben hindurch geformt ist, wobei ein jedes
dieser ersten und zweiten Sicherheitsventile für das wahlweise Erlauben und
Verhindern eines Flüssigkeitsdurchflusses
durch denselben Fließdurchgang betätigt werden
kann; das Befestigen der Ventileinheit an einer Verklinkungskopfeinheit über einem
gestreckten äusseren
rohrförmigen
Teil, welches sich zwischen denselben erstreckt; das Betätigen des ersten
Sicherheitsventils durch das Verdrängen einer Struktur innerhalb
des äusseren
rohrförmigen
Teils; und das Betätigen
des zweiten Sicherheitsventils durch das Auferlegen eines Flüssigkeitsdrucks
auf eine Leitung, welche mit der vorgenannten Verklinkungskopfeinheit
verbunden ist.
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In einer weiteren Ausführung der
vorliegenden Erfindung umfasst die Stufe des Betätigens des Sicherheitsventils
weiter das Verdrängen
eines Kolbens innerhalb der Verklinkungskopfeinheit in Reaktion
auf das Auferlegen eines Flüssigkeitsdrucks
auf die Leitung. Die Stufe des Betätigens des ersten Sicherheitsventils
kann weiter das Verdrängen
der Struktur in Reaktion auf das Verdrängen des Kolbens umfassen.
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In einer weiteren Ausführung der
vorliegenden Erfindung umfasst die Methode weiter die Stufe des
Vorspannens der Struktur in eine erste Richtung. Die Stufe des Betätigens des
ersten Sicherheitsventils kann weiter das Verdrängen der Struktur in eine zweite
Richtung, welche der ersten Richtung gegenüberliegt, in Reaktion auf den
der Leitung auferlegten Flüssigkeitsdruck
umfassen.
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Wir beziehen uns nun auf die beiliegenden Zeichnungen,
wobei
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1 eine
schematische Ansicht einer Ausführung
einer Methode gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt; und
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2A–2D Querschnittsansichten einer Ausführung eines
Unterwassertestbaums gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellen.
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1 geoffenbart
eine repräsentative
Methode für
das Servicing eines Bohrloches (10), welche die Prinzipen
der vorliegenden Erfindung illustriert. Die für die hierfolgenden Beschreibungen
derselben Methode (10) und anderer hierin beschriebener
Methoden und Geräte
benutzten Ausdrücke
und Richtungsbeschreibungen wie zum Beispiel "über", "unter", "oberer", "unterer",
usw. werden aus Bequemlichkeitsgründen verwenden und beziehen
sich auf die beiliegenden Zeichnungen. Es sollte weiter berücksichtigt
werden, dass die hierin beschriebenen verschiedenen Ausführungen
der vorliegenden Erfindung in verschiedenen Orientierungen angewendet werden
können,
wie zum Beispiel einer schrägen, umgekehrten,
horizontalen, vertikalen Orientierung usw., ohne von den Prinzipen
der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Bei der vorgenannten Methode (10)
ist ein Unterwassertestbaum (12) innerhalb einer BOP-Rohrleitung
(14) positioniert, welche auf dem Meeresboden oder an einem
anderen Standort unter Wasser installiert ist. Die BOP-Rohrleitung
(14) umfasst zwei Rohrrammen (16) und zwei Scherrammen (18),
wobei dieselben Rammen gemäß herkömmlicher
Praktiken konfiguriert und kontrolliert werden. Wie hier repräsentativ
dargestellt ist, besteht die BOP-Rohrleitung (14) aus einer
kompakten BOP-Rohrleitung mit mehreren Rohr- und Scherrammen (16, 18),
wobei es jedoch berücksichtigt
werden sollte, dass eine Methode, welche die Prinzipen der vorliegenden
Erfindung beinhaltet, auch in anderen Arten von BOP-Rohrleitungen
sowohl wie in BOP-Rohrleitungen angewendet werden kann, die mehr
oder weniger Rohr- und Scherrammen beinhalten.
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Der Unterwassertestbaum (12)
wird zunächst
durch ein rohrförmiges
Standrohr (20), welches sich von derselben hinweg nach
oben erstreckt, in die BOP-Rohrleitung
(14) herabgelassen. Ein unter dem Unterwassertestbaum (12)
befestigter geriffelter Keil (22) ermöglicht das genaue Positionieren des
Testbaums innerhalb der BOP-Rohrleitung (14). Ein über dem
Unterwassertestbaum (12) befestigtes Halteventil (24)
kann innerhalb des Standrohres (20) verbleiben, wenn der
Testbaum wie in 1 geoffenbart
innerhalb der BOP-Rohrleitung (14) positioniert wird.
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Der Unterwassertestbaum (12)
umfasst eine Verklinkungskopfeinheit (26), eine Rammenfeststelleinheit
(28), und eine Ventileinheit (30). Die Rammenfeststelleinheit
(28) ist axial zwischen der Verklinkungskopfeinheit (26)
und der Ventileinheit (30) mit denselben verbunden, und
trennt die eine Einheit axial von der anderen. Die hierin angewendete
Bezeichnung "Rammenfeststelleinheit" soll in diesem Zusammenhang
ein oder mehrere Teile beschreiben, welche auf eine solche Art und
Weise konfiguriert sind, dass sie ein abdichtendes Befestigen mit
Hilfe von herkömmlichen
Rohrrammen erlauben. In 1 ist
diese Rammenfeststelleinheit (28) in einer solchen abdichtenden
Befestigung mit beiden der Rohrrammen (16) dargestellt,
wobei dieselben Rohrrammen vorher betätigt wurden, um dieselben nach
innen hin auszufahren und an der Rammenfeststelleinheit zu befestigen.
Es sollte dabei beachtet werden, dass die hier als repräsentativ
dargestellte Verklinkungskopfeinheit (26) und die Ventileinheit
(30) über Durchmesser
verfügen,
welche grösser
sind als der Durchmesser, der mit Hilfe von herkömmlichen Rohrrammen abdichtend
verschlossen werden kann, und dass die Rammenfeststelleinheit (28)
deshalb das abdichtende Befestigen der Rohrrammen (16)
zwischen den Verklinkungskopf- und Ventileinheiten ermöglicht.
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Die Ventileinheit (30) ist
zwischen den Rohrrammen (16) und dem Keil (22)
positioniert. Auf diese Weise wird die Ventileinheit (30)
von einem Ringraum (32) über den Rohrrammen isoliert,
wenn die Rohrrammen (16) um die Rammenfeststelleinheit
(28) herum geschlossen werden. Die Rohrrammen (16)
isolieren den Ringraum (32) von einem Ringraum (34) unter
den Rohrrammen, welcher die Ventileinheit (30) umgibt.
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Die hierin angewendete Bezeichnung
"Ventileinheit" wird dazu genutzt, eine Einheit zu beschreiben,
welche ein oder mehrere Ventile umfasst, die wahlweise betrieben
werden und einen Flüssigkeitsdurchfluß durch
einen Fließdurchgang
erlauben oder verhindern können,
welcher durch die Ventileinheit hindurch geformt ist. Die in 1 repräsentativ geoffenbarte Ventileinheit
(30) umfasst zwei Sicherheitsventile (welche in 1 nicht sichtbar sind),
welche betrieben werden, um den Flüssigkeitsdurchfluß durch
eine Rohranordnung (36) hindurch zu kontrollieren. Das
Halteventil (24), die Verklinkungskopfeinheit (26),
die Rammenfeststelleinheit (28), und die Ventileinheit
(30) stellen alle einen Teil dieser Rohranordnung (36)
dar. Mit anderen Worten umfasst diese Rohranordnung (26)
einen Fließdurchgang,
welcher durch dieselbe hindurch geformt ist, und die Ventile der
Ventileinheit (30) können
betätigt
werden, um einen Flüssigkeitsdurchfluß durch
den Fließdurchgang zu
erlauben oder zu verhindern. Es sollte dabei jedoch ausdrücklich beachtet
werden, dass es keineswegs notwendig ist, dass die Ventileinheit
(30) mehrere Ventile umfasst, oder dass diese Ventile aus
Sicherheitsventilen bestehen, um die Prinzipen der vorliegenden
Erfindung zu erfüllen.
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Die hierin verwendete Bezeichnung
"Verklinkungskopfeinheit" wird dazu genutzt, ein oder mehrere Teile
zu beschreiben, welche das Entkuppeln eines Teils einer Rohranordnung
von einem anderen Teil derselben ermöglicht oder verhindert. Bei
dem hier als repräsentativ
geoffenbarten Testbaum (12) kann die Verklinkungskopfeinheit
(26) zum Beispiel betätigt
werden, um ein oberes Teil (38) der Rohranordnung (36)
von einem unteren Teil (40) derselben Rohranordnung abzukuppeln.
Auf diese Weise können
die Rohrrammen (16) in einem Notfall um die Rammenfeststelleinheit
(28) herum geschlossen werden, und die Ventile der Ventileinheit
(30) können geschlossen
werden, und das obere Teil (38) der Rohranordnung (36)
kann herausgezogen oder anderweitig von dem unteren Teil (40)
hinweg verdrängt werden.
Das Schliessen der Rohrrammen (16) um die Rammenfeststelleinheit
(28) herum und das Schliessen der Ventile der Ventileinheit
(30) isoliert das Bohrloch unter denselben von einer Flüssigkeitsverbindung
mit dem Standrohr (20).
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Wenn erwünscht können die Scherrammen (18)
betätigt
werden, um das obere Teil (38) der Rohranordnung (36) über der
Verklinkungskopfeinheit (26) abzuscheren. Das obere Teil
(38) kann an einer rohrförmigen Bedienungsuntereinheit abgeschert
werden, welche über
der Verklinkungskopfeinheit (26) befestigt ist. Aus diesem
Grund ist die Verklinkungskopfeinheit (26) bei dieser Methode
(10) zwischen den Scherrammen (18) und den Rohrrammen
(16) positioniert. Auf diese Weise wird die Redundanz preserviert
und die Sicherheit daher verbessert, d. h. zwei Scherrammen (18)
stehen über
der Verklinkungskopfeinheit (26) zur Anwendung bereit, und
zwei Rohrrammen (16) stehen unter der Verklinkungskopfeinheit
innerhalb der kompakten BOP-Rohrleitung (14) zur Anwendung
bereit.
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Das Betätigen des Halteventils (24),
der Verklinkungskopfeinheit (26), und der Ventileinheit
(30) wird über
die Leitungen (42) kontrolliert. Bei der hier in 1 als repräsentativ
geoffenbarten Ausführung bestehen
die Leitungen (42) aus hydraulischen Leitungen, welche
sich bis an die Erdoberfläche
hinauf erstrecken und für
das Anliefern einer unter Druck stehenden Flüssigkeit zu dem Unterwassertestbaum (12)
und dem Halteventil (24) angewendet werden. Es muss dabei
jedoch deutlich hervorgehoben werden, dass die Leitungen (42)
aus einer oder mehreren elektrischen Leitungen bestehen können, und dass
der Unterwassertestbaum (12) und/oder das Halteventil (24)
auch elektrisch betätigt
werden können,
und dass die Leitungen auch durch ein oder mehrere Telemetriegeräte ersetzt
werden können, und
dass die Leitungen sich auch bis an andere Standorte innerhalb des
Bohrloch hin erstrecken können
usw., ohne von den Prinzipen der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Unter Bezugnahme auf 2A–2D wird hier ein Unterwassertestbaum (50)
repräsentativ
geoffenbart, welcher auch anstelle des Unterwassertestbaums (12)
der Methode (10) angewendet werden kann, und welcher die
Prinzipen der vorliegenden Erfindung verwirklicht. Dieser auf der
Querschnittsansicht in 2A–2D dargestellte Unterwassertestbaum (50)
zeigt auf der linken Seite der jeweiligen Zeichnung den Unterwassertestbaum,
in welchem eine darin enthaltene Ventileinheit (52) geöffnet und eine
darin enthaltene Verklinkungskopfeinheit (54) verklinkt
ist, und auf der rechten Seite der jeweiligen Zeichnung den Unterwassertestbaum,
in welchem die Ventileinheit in diesem Fall geschlossen ist und die
Verklinkungskopfeinheit abgekuppelt werden kann.
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An einem oberen Ende der Verklinkungskopfeinheit
(54) ist über
ein Gewinde eine obere Untereinheit (56) abdichtend in
derselben Verklinkungskopfeinheit installiert. Diese obere Untereinheit
(56) kann an einem oberen Ende derselben auf eine herkömmliche
Art und Weise mit zusätzlichen
Gewinden und Dichtungen usw. für
das Befestigen des Unterwassertestbaums (50) mit einer
Rohranordnung, wie zum Beispiel der in 1 geoffenbarten Rohranordnung (36),
ausgestattet werden. An einem unteren Ende der Ventileinheit (52)
ist eine untere Untereinheit (58) über ein Gewinde abdichtend
in der Ventileinheit installiert. Diese untere Untereinheit (58)
ist auch mit Gewinden und einer Dichtung für das Verbinden derselben mit
darunter liegenden rohrförmigen
Teilen ausgestattet, wie zum Beispiel mit dem Rest des unteren Teils
(40) der in 1 dargestellten Rohranordnung
(36). Auf diese Weise kann der Unterwassertestbaum (50)
zwischen den oberen und unteren Teilen (38, 40)
der Rohranordnung (36) als ein Teil derselben auf eine
Art und Weise angeschlossen werden, die der Art und Weise ähnlich ist, auf
welche der Unterwassertestbaum (12) der Methode (10)
angeschlossen ist. Es sollte dabei jedoch ausdrücklich berücksichtigt werden, dass der
Unterwassertestbaum (50) auch auf eine andere Weise mit einer
Rohranordnung verbunden werden und für andere Methoden angewendet
werden kann, ohne von den Prinzipen der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Leitungen wie zum Beispiel die in 1 dargestellten Leitungen
(42) können über die Öffnungen (60, 62)
an den Unterwassertestbaum (50) angeschlossen werden. Wie
in 2A repräsentativ
dargestellt sind hier lediglich zwei dieser Öffnungen (60, 62)
sichtbar, aber es sollte dabei beachtet werden, dass weitere Öffnungen
vorhanden sind. Die Öffnung (60)
dient dem Anschluß einer
Kontrolleitung, während
die Öffnung
(62) dem Anschluß einer
Ausgleichsleitung dient, und weitere Öffnungen für den Anschluß einer
Verklinkungsleitung und einer Injizierleitung oder einer alternativen
Kontrolleitung für
ein Untergrundsicherheitsventil sind vorhanden. Es können natürlich auch
andere Öffnungen,
Leitungen, und andere Mengen und Kombinationen von Leitungen und Öffnungen
angewendet werden, ohne von den Prinzipen der vorliegenden Erfindung
abzuweichen.
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Von der Öffnung (60) hinweg
ist ein Kontrolleitungsdurchgang (64) in der Verklinkungskopfeinheit
(54) geformt, welcher sich durch denselben hindurch nach
unten erstreckt. Der Kontrolleitungsdurchgang (64) steht
in Flüssigkeitsverbindung mit einem
ringförmigen
Kolben (66), welcher axial und hin und her verschiebbar
abdichtend in die Verklinkungskopfeinheit (54) eingeschoben
werden kann. Ein Flüssigkeitsdruck
in demselben Kontrolleitungsdurchgang (64) spannt diesen
Kolben (66) nach unten und gegen eine nach oben ausgerichtete
Kraft vor, welche durch ein Vorspannteil oder eine Feder (68)
ausgeübt
wird.
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Von der Öffnung (62) hinweg
ist ein Ausgleichsleitungsdurchgang (70) innerhalb der
Verklinkungskopfeinheit (54) geformt, welcher sich durch denselben
hindurch auf eine ähnliche
Art und Weise wie auch der Kontrolleitungsdurchgang (64)
nach unten erstreckt. Auch der Ausgleichsleitungsdurchgang (70)
steht in Flüssigkeitsverbindung
mit dem Kolben (66), obwohl der in demselben Ausgleichsleitungsdurchgang
enthaltene Flüssigkeitsdruck
den Kolben zusammen mit der nach oben ausgerichteten Kraft der Feder
(68) nach oben vorspannt. Während des Betriebs wird die
in dem Ausgleichsleitungsdurchgang (70) befindliche Flüssigkeit
dazu genutzt, den hydrostatischen Druck in dem Kontrolleitungsdurchgang
(64) auszugleichen, und es kann dabei wenn erwünscht Druck
auf denselben Ausgleichsleitungsdurchgang (70) ausgeübt werden,
um der Feder (68) das Bewegen des Kolbens (66)
nach oben zu erleichtern.
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Ein weiterer Kolben (72)
ist axial hin und her verschiebbar und abdichtend innerhalb der
Verklinkungskopfeinheit (54) positioniert. Dieser Kolben
(72) ist mit Hilfe eines Vorspannteils oder einer Feder
(74) nach unten hin vorgespannt. An einem unteren Ende desselben
Kolbens (72) ist eine sich nach aussen hin zuspitzende
Fläche
(76) auf dem Kolben geformt, und diese wird dazu genutzt,
eine Reihe von Nasen oder Klinken (78) ausserhalb desselben
in Befestigung mit einem ringförmigen
Profil (80) zu halten, welches innenseitig auf einem Teil
eines äusseren Gehäuses (82)
der Verklinkungskopfeinheit (54) geformt ist. Es können natürlich auch
andersartige Flächen
und anders geformte Flächen
für das
Befestigen dieser Nasen (78) an dem Profil (80)
verwendet werden.
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Es wird dem Fachmann auf diesem Bereich sofort
eindeutig klar werden, dass die Nasen (78) aussenseitig
durch die Fläche
(76) gestützt
werden, wenn der Kolben (72) sich wie auf der linken Seite
in 2A & 2B geoffenbart
in seiner abwärtig
positionierten Stellung befindet, dass dieselben Nasen aber nicht
aussenseitig gestützt
werden, wenn sich der Kolben wie auf der rechten Seite in 2A & 2B geoffenbart
in seiner aufwärtig
positionierten Stellung befindet, und dass dieselben deshalb in
dieser Stellung von dem Profil (80) gelöst werden können. Auf diese Weise ist die
Verklinkungskopfeinheit (54) verklinkt, wenn der Kolben
(72) sich in seiner abwärtig positionierten
Stellung befindet, und dieselbe Verklinkungskopfeinheit ist ausgeklinkt,
wenn sich der Kolben in seiner aufwärtig positionierten Stellung
befindet. Wenn die Verklinkungskopfeinheit (54) ausgeklinkt
ist, kann ein oberes Teil (84) derselben relativ zu einem
unteren Teil (86) derselben nach oben verdrängt werden.
Wenn die Verklinkungskopfeinheit (54) jedoch verklinkt
ist, wird eine solche axiale Verdrängung verhindert.
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Wenn die Verklinkungskopfeinheit
(54) ausgeklinkt werden soll, wird ein Flüssigkeitsdruck über eine
ringförmige
Kammer (88), welche in Flüssigkeitsverbindung mit der
Verklinkungsleitungsöffnung (welche
in 2A nicht sichtbar
ist) steht, auf den Kolben (72) aufgelegt. Auf diese Weise
wird ein Flüssigkeitsdruck
auf dieselbe Verklinkungsleitungsöffnung aufgelegt, um den Kolben
(72) entgegen der abwärtig
vorgespannten Kraft der Feder (74) nach oben zu verdrängen, um
die Nasen (78) von dem Profil (80) zu lösen und
auf diese Weise ein relatives axiales Verdrängen zwischen den oberen und
den unteren Teilen (84, 86) der Verklinkungskopfeinheit (64)
zu ermöglichen.
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Eine Rammenfeststelleinheit (90)
ist zwischen der Verklinkungskopfeinheit (54) und der Ventileinheit
(52) mit denselben verbunden. Diese Rammenfeststelleinheit
(90) trennt die Verklinkungskopfeinheit (54) axial
von der Ventileinheit (52) und liefert eine geeignet bemessene
und konfigurierte äussere
Seitenfläche
(92), welche mit Hilfe einer herkömmlichen Rohrramme abdichtend
befestigt werden kann. Die hier geoffenbarte äussere Seitenfläche (92)
ist allgemein zylindrisch geformt, wobei jedoch beachtet werden
sollte, dass auch anders geformte Flächen angewendet werden können, ohne
von den Prinzipen der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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In der hier als repräsentativ
geoffenbarten Ausführung
ist ein oberes Ende der Rammenfeststelleinheit (90) integral
geformt und formt einen Teil des unteren Endes (86) der
Verklinkungskopfeinheit (54). Ein unteres Ende der Rammenfeststelleinheit
(90) ist integral geformt und formt ein Teil der Ventileinheit (52).
Es sollte dabei jedoch ausdrücklich
beachtet werden, dass die Rammenfeststelleinheit (90) auch getrennt
geformt und auf eine andere Art und Weise zwischen der Ventileinheit
(52) und der Verklinkungskopfeinheit (54) befestigt
sein kann, ohne von den Prinzipen der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Die Rammenfeststelleinheit (90)
umfasst ein äusseres
rohrförmiges
Teil (94), auf welchem die äussere Fläche (92) geformt ist,
und ein inneres rohrförmiges
Teil (96). Das innere rohrförmige Teil (96) kann
axial innerhalb des äusseren
rohrförmigen
Teils (94) hin und her geschoben werden, und ist mit Hilfe eines
Vorspannteils oder einer Feder (98) aufwärtig vorgespannt.
Die Feder (98) ist radial zwischen dem inneren und dem äusseren
rohrförmigen
Teil (96, 94) positioniert.
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Der Kontrolleitungsdurchgang (64)
erstreckt sich abwärts
durch eine Seitenwand des äusseren Teils
(94) hindurch. Auf eine ähnliche Weise ist der Ausgleichsleitungsdurchgang
(70) axial durch die Seitenwand des äusseren Teils (94)
geformt. Auf diese Weise ist in der Kontrolleitung und in der Ausgleichsleitung
(64, 70) ein Flüssigkeitsdruck vorhanden, welcher
in der Ventileinheit (52) genutzt werden kann, was weiter
unten noch eingehender beschrieben werden soll.
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Die Feder (98) ist axial
zwischen einem radial vergrösserten
Ansatz (100), welcher extern an dem inneren Teil (96)
geformt ist, und einem Ansatz (102), welcher intern an
dem äusseren
Teil (94) geformt ist, innerhalb der Ventileinheit (52)
zusammengedrückt.
Die Feder (98) könnte
natürlich
auch sehr einfach anders positionier sein. 2C zeigt diesbezüglich zum Beispiel eine Feder
(104), welche hier mit Hilfe einer durchbrochenen Linie
angedeutet wird, und welche hier anstatt in der Rammenfeststelleinheit
(90) gänzlich
innerhalb der Ventileinheit (52) positioniert ist.
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Wenn das innere Teil (96)
sich in seiner aufwärtigen
Position befindet, liegt es gegen einen Ansatz (106) an,
welcher intern an dem äusseren
Teil (94) innerhalb der Verklinkungskopfeinheit (54)
geformt ist. Das innere Teil (96) liegt weiter gegen ein unteres
Ende des Kolbens (66) an. Wenn der Kolben (66)
zwischen seiner aufwärtig
und seiner abwärtig positionierten
Stellung hin und her verdrängt
wird, wird das innere Teil (96) dementsprechend zwischen seiner
aufwärtig
und seiner abwärtig
positionierten Stellung hin und her verdrängt. Die Feder (98)
erhält den
befestigenden Kontakt zwischen dem Kolben (66) und dem
inneren Teil (96) zwischen den aufwärtig und den abwärtig positionierten
Stellungen aufrecht und stellt sicher, dass das innere Teil (96)
innerhalb desselben auch aufwärtig
positioniert ist, wenn der Kolben (66) aufwärts positioniert
ist.
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Es sollte dabei jedoch beachtet werden,
dass die Befestigung zwischen dem Kolben (66) und dem inneren
Teil (96) lösbar
ist. Wenn die Verklinkungskopfeinheit (54) ausgeklinkt
wird, kann der Kolben (66) zusammen mit dem Rest des oberen
Teils (84) nach oben und von dem unteren Teil (86)
weg verdrängt
werden. Auf diese Weise können
der Kolben (66) und das innere Teil (96) axial
voneinander getrennt werden.
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Wenn die Verklinkungskopfeinheit
(54) ausgeklinkt wird, wie dies auf der rechten Seite der 2B dargestellt ist, wird
sich der Kolben (66) in seiner aufwärtig positionierten Stellung
befinden und sich von dem oberen Teil (84) aus nicht wesentlich nach
aussen hin erstrecken. Gleicherweise wird das innere Teil (96)
sich innerhalb einer Aussparung des unteren Teils (86)
befinden, so dass der Ansatz (106) ein weiteres aufwärtiges Verdrängen des
inneren Teils verhindert. Auf diese Weise sind der Kolben (66) und
das innere Teil (96) während
des Ausklinkverfahrens und während
des Verdrängens
des oberen Teils (84) von dem unteren Teil (86)
weg gegen eine Beschädigung
geschützt.
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Wenn das innere Teil (96)
in Reaktion auf einen Flüssigkeitsdruck
in dem Kontrolleitungsdurchgang (64) von dem Kolben (66)
nach unten verdrängt wird,
tritt ein unteres Ende des inneren Teils mit einer allgemein scheibenförmigen Klappe
(108) in Kontakt und dreht dieselbe von einem umlaufenden
Sitz (110) weg. Wenn das innere Teil (96) sich
in seiner aufwärtig
positionierten Stellung befindet, wird es dieser Klappe (108)
ermöglicht,
den Sitz (110) abdichtend zu verschliessen, und auf diese
Weise einen Flüssigkeitsdurchfluß durch
einen inneren Fließdurchgang (112)
zu verhindern, welcher axial durch den Unterwassertestbaum (50)
hindurch geformt ist. Ein Vorspannteil oder eine Feder (114)
spannen die Klappe (108) in Richtung ihrer geschlossenen
Position vor. Auf diese Weise befindet sich das innere Teil (96)
wie auf der linken Seite in 2C geoffenbart
in seiner abwärtig
positionierten Stellung, und die Klappe (108) befindet
sich in ihrer geöffneten
Position, und das innere Teil befindet sich auf der rechten Seite
in 2C in seiner aufwärtig positionierten
Stellung, und die Klappe befindet sich dort in ihrer geschlossenen
Position.
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Die Klappe (108), der Sitz
(110), die Feder (114), und das untere Ende des
inneren Teils (96) repräsentieren
zusammen ein Klappenventil (134) innerhalb der Ventileinheit
(52). Dieses Klappenventil (134) ist zum grössten Teil
den Klappenventilen sehr ähnlich,
die dem Fachmann auf diesem Bereich als solche bekannt sind und
in herkömmlichen
Sicherheitsventilen angewendet werden. Es ist ein weiterer Typ eines
Sicherheitsventils innerhalb der Ventileinheit (52) positioniert – ein Kugelventil
(116). Auf diese Weise umfasst die Ventileinheit (52)
auf einzigartige Art und Weise zwei Ventile innerhalb derselben,
wobei ein jedes dieser Ventile aus einem Sicherheitsventil besteht.
Es sollte dabei jedoch ausdrücklich
beachtet werden, dass unter Einhaltung der Prinzipen der vorliegenden
Erfindung auch andere Mengen von Ventilen und andere Ventiltypen
innerhalb der Ventileinheit (52) positioniert werden können.
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Das Kugelventil (116) umfasst
einen ringförmigen
Kolben (118), welcher innerhalb eines äusseren Gehäuses (120) der Ventileinheit
(52) axial hin und her verschiebbar und abdichtend positioniert
ist. Der Kolben (118) ist mit Hilfe eines Vorspannteils oder
einer Feder (122) und einer unter Druck stehenden Gaskammer
(124) nach oben vorgespannt. Das unter Druck stehende Gas
(vorzugsweise Stickstoff) in der Kammer (124) übt eine
aufwärtig
gerichtete Kraft auf einen ringförmigen
Schwimmkolben (126) aus, welcher diese aufwärtig ausgerichtete
Kraft wiederum auf ein unteres Ende des Kolbens (118) überträgt.
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Um den Kolben (118) in eine
abwärtige
Richtung zu verdrängen,
wird dem Kontrolleitungsdurchgang (64), welcher mit dem
Kolben (118) in Flüssigkeitsverbindung
steht, ein Flüssigkeitsdruck
auferlegt. Wenn der Kolben (118) sich wie auf der linken Seite
in 2C dargestellt in
seiner abwärtig
verdrängten
Stellung befindet, ist eine Öffnung
(130) einer Kugel (128) des Kugelventils (116)
auf den Fließdurchgang
(112) ausgerichtet und ermöglicht einen Flüssigkeitsdurchfluß durch
denselben hindurch. Wenn der Kolben (118) sich wie auf
der rechten Seite in 2C dargestellt
in seiner aufwärtig
verdrängten Stellung
befindet, wird sich die Kugel (128) in ihrer geschlossenen
Position befinden, und ein Durchfluß durch die Öffnung (130)
hindurch wird verhindert.
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Die axiale Verdrängung des Kolbens (118) wird
von einem Betätigungsmechanismus
(132) des Typs, welcher dem Fachmann auf diesem Bereich ausreichend
bekannt ist, in eine Drehung der Kugel (128) übertragen.
Der Betätigungsmechanismus (132)
kann demjenigen ähnlich
sein, der für
herkömmliche
Kugelventile verwendet wird. Es sollte dabei jedoch ausdrücklich beachtet
werden, dass auch andere Betätigungsmechanismen
und andere Arten von Betätigern
angewendet werden können,
ohne von den Prinzipen der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Wenn das Kugelventil (116)
geöffnet
werden soll, kann ein ausreichend grosser Flüssigkeitsdruck auf den Kontrolleitungsdurchgang
(64) auferlegt werden, um den Kolben (118) nach
unten und gegen die kombinierten aufwärtigen Vorspannkräfte, welche aufgrund
des Flüssigkeitsdrucks
innerhalb des Ausgleichsleitungsdurchgangs (70), der Feder
(122), und dem in der Kammer (124) zusammengedrückten Gas entstehen,
zu verdrängen.
Wenn das Kugelventil (116) geschlossen werden soll, kann
der Flüssigkeitsdruck
aus dem Kontrolleitungsdurchgang (64) abgelassen werden,
was wiederum das aufwärtige Verdrängen des
Kolbens (118) ermöglicht.
Wenn erwünscht
kann der Flüssigkeitsdruck
auch auf den Ausgleichsleitungsdurchgang (70) aufgelegt
werden, um das aufwärtige
Verdrängen
des Kolbens (118) zu unterstützen.
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Auf diese Weise wird es eindeutig
klar, dass der Unterwassertestbaum (50) einzigartig konfiguriert
ist, so dass er innerhalb der kompakten BOP-Rohrleitung (14)
positioniert werden kann, während
die Verklinkungskopfeinheit (54) sich zwischen der Reihe
von Scherrammen (18) und der Reihe von Rohrrammen (16)
befindet und auf diese Weise eine Redundanz in jedem Satz von Rammen,
und damit eine verbesserte Sicherheit bietet, und wenn die Rammenfeststelleinheit
(90) auf die Rohrrammen ausgerichtet ist, weiter ein abdichtendes
Befestigen der Reihe von Rohrrammen an der Rammenfeststelleinheit
ermöglicht.
Wenn die Ventileinheit (52) unter den Rohrrammen positioniert
ist, umfasst die Ventileinheit weiter mehrere unabhängig voneinander
betreibbare Sicherheitsventile (116, 134). Eine
weitere einzigartige Eigenschaft der vorliegenden Erfindung besteht
aus der Tatsache, dass das Klappenventil (134) durch das
Verdrängen
des inneren Teils (96) in Reaktion auf ein Verdrängen des
Kolbens (66) betrieben wird, welcher innerhalb der Verklinkungskopfeinheit
(54) positioniert ist. Der Kolben (66) ist lösbar mit dem
inneren Teil (96) verbunden und ermöglicht auf diese Weise ein
Ausklinken der Verklinkungskopfeinheit (54) und ein Verdrängen des
oberen Teils (84) von dem unteren Teil (86), ohne
entweder den Kolben oder das innere Teil zu beschädigen.
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Es können der Methode (10)
und dem Unterwassertestbaum (50) natürlich viele Modifizierungen, Hinzufügungen,
Auswechselungen, Auslassungen, und andere Änderungen hinzugefügt werden,
wobei dieselben Änderungen
dem Fachmann auf diesem Bereich ohnehin eindeutig sein werden. Jede
der weiter oben schon eingehender beschriebenen Federn könnte dabei
zum Beispiel durch eine andere Art von Vorspannteil ersetzt werden,
wie zum Beispiel durch eine Kammer, welche unter Druck stehendes
Gas enthält.
Es wird dem Fachmann weiter eindeutig klar sein, dass anstelle dieser Änderung
auch andere Modifizierungen durchgeführt werden können.