DE1989814U

DE1989814U - Vorrichtung zum anschliessen einer unterwasserfoerderleitung an einen unterwasser-bohrlochkopf.

Info

Publication number: DE1989814U
Application number: DEC11077U
Authority: DE
Original assignee: Chevron Research and Technology Co
Current assignee: Chevron USA Inc
Priority date: 1962-11-05
Filing date: 1963-11-05
Publication date: 1968-07-25
Also published as: US3308881A; GB1071155A

Description

Die Neuerung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Anschließen einer Unterwasserförderleitung an einen Unterwasser-Bohrlochkopf von einem Schiff aus.

Es ist zwar bekannt, vom Schiff aus eine Unterwasserförderleitung zum Bohrlochkopf an Führungsseilen niederzubringen und die Leitung auch an den Bohrlochkopf durch Fernbetätigung anzuschließen. Dies läßt sich mittels eines Roboters durchführen, dessen Arbeiten von einer Fernsehkamera überwacht werden. Die Betätigung erfolgt vom Schiff aus.

Aufgabe der vorliegenden Neuerung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, mittels deren vom Schiff aus eine Förderleitung an den Bohrlochkopf angeschlossen werden kann, die nicht selbst zum Schiff läuft. Das Problem tritt insbesondere dann auf, wenn eine Förderleitung von der Küste her über den Meeresgrund zum Bohrlochkopf gezogen werden muß.

Die Aufgabe wird neuerungsgemäß gelöst durch eine Rollenhalterung, um deren Rolle ein vom Schiff ausgehendes Zugseil herumführt, das mit einem Anschlußstück der an einer entfernten Stelle liegenden Unterwasserförderleitung verbindbar ist, weiterhin durch ein Aufnahmeteil, das zum Meeresboden absenkbar und dort festlegbar ist und durch welches das Zugseil hindurchreicht, um das Anschlußstück der Unterwasserförderleitung in den Aufnahmeteil hineinzuziehen, in welchem das Anschlußstück festklemmbar ist, durch ein starres abgebogenes Zweigstück an der Rohrleitung, dessen Ende in der Endstellung an räumlich genau vorher bestimmter Stelle vertikal nach oben weist, und durch einen Kupplungskopf, der absenkbar ist und zwei durch eine Leitung miteinander verbundene Kupplungshälften aufweist, die mit am Rohranschlußstück des Bohrlochkopfes und am Ende des Zweigstückes der anzuschließenden Unterwasserförderleitung vorgesehenen entsprechenden Kupplungshälften durch Fernbetätigung verbindbar sind.

Der Vorteil der vorliegenden Neuerung besteht darin, daß keine komplizierten Werkzeuge und Überwachungsgeräte, wie elektronisch gesteuerte Roboter und Fernsehkameras, benötigt werden, sondern daß durch eine einfache mechanische oder druckmittelbetätigte Einrichtung ein Blindarbeiten möglich ist, derart, daß die Förderleitung zwangsweise in ein Aufnahmeteil des Bohrlochkopfes hineingezogen wird, wonach mittels eines vom Schiff absenkbaren Werkzeuges die Förderleitung relativ zum Bohrlochkopf festklemmbar ist. Der Bohrlochkopf und die Förderleitung weisen zwei nach oben ragende Kupplungshälften auf, die mittels eines vom Schiff abgelassenen Kupplungskopfes miteinander verbunden werden.

Alle diese Arbeiten lassen sich dank der an Führungsseilen speziell ausgebildeten Hubgestelle blind ausführen. Anschließend braucht nur noch das Auslaßventil des Bohrlochkopfes geöffnet zu werden, wonach Erdöl durch die Förderleitung strömt.

Anhand der Zeichnung, die einige Ausführungsbeispiele der Neuerung darstellt, sei diese näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Ansicht eines über einen Bohrlochkopf verankerten Schiffen, wobei am Bohrlochkopf die Förderleitung angeschlossen ist,

Fig. 2 eine Draufsicht auf ein vom Schiff an Führungsseilen absenkbares und wieder aufholbares Gestell, an welchem Werkzeuge und Verbindungsorgane angebracht werden können,

Fig. 3 eine Seitenansicht des Hubgestells nach Fig. 2,

Fig. 4 bis 6 Draufsichten auf Gestelle anderer Ausführung, bei denen jeweils das Werkzeug bzw. Verbindungsorgan an anderen geometrischen Punkten angeordnet ist,

Fig. 7 eine Seitenansicht der am Bohrlochkopf befestigten Einrichtung zum Heranziehen der Förderleitung,

Fig. 8 eine Draufsicht auf die Anordnung nach Fig. 7,

Fig. 9 eine abgewandelte Einrichtung zum Heranziehen der Förderleitung an den Bohrlochkopf mit Darstellung einer Kupplungseinrichtung zum Verbinden der Förderleitung mit dem Bohrlochkopf,

Fig. 10 eine Draufsicht auf die Anordnung nach Fig. 9,

Fig. 11 eine Ansicht der Einrichtung gemäß Fig. 9, bevor jedoch die Förderleitung am Bohrlochkopf befestigt ist,

Fig. 12 eine Seitenansicht eines Teils der Kupplungseinrichtung zum Kuppeln der Kupplungshälften am Bohrlochkopf,

Fig. 13 eine Schnittansicht längs der Linie 13-13 der Fig. 12,

Fig. 14 eine Schnittansicht längs der Linie 14-14 der Fig. 13 und

Fig. 15 eine Schnittansicht durch einen Teil der Kupplungseinrichtung, mit welcher das Zweigstück der Förderleitung mit dem Kupplungskopf verbunden wird.

Vom Schiff 20 führen Führungsseile 58 zu einer Arbeitsplattform 40, die vom Schiff abgesenkt und an einer Halteplatte des Bohrlochkopfes 30 lösbar befestigt ist. An den Führungsseilen 58, die an den oberen Enden von Zentriersäulen 50, 52, 54 (Fig. 9) befestigt sind, läßt sich mittels eines Rohrstranges 44 ein Hubgestell 60 (Fig. 3) absenken, das an einer genau bestimmten Stelle ein Betätigungswerkzeug oder ein Verbindungsorgan trägt. Der Bohrlochkopf bzw. seine Steuereinrichtung weist an verschiedenen Stellen nach oben ragende Stell- oder Verbindungsorgane auf. Jedem dieser Organe ist ein gesondertes Gestell 60 zugeordnet, das an mindestens zwei der drei Führungsseile 58 geführt wird. Das Betätigungswerkzeug oder Verbindungsorgan an dem Gestell 60 befindet sich nun genau an der Stelle, daß es zwangsläufig mit dem zu betätigenden Stellorgan am Bohrlochkopf in Eingriff kommt. Wie Fig. 3 veranschaulicht, wird das Hubgestell 60 im Bereich unmittelbar oberhalb des Bohrlochkopfes durch die Zentriersäulen 50, 52 exakt geführt, so daß, wie Fig. 1 veranschaulicht, der am Hubgestell 60 hängende Kupplungskopf 162 mit seinen Kupplungshälften 160 und 156 genau auf die entsprechenden Kupplungshälften 158 und 154 am Meeresboden aufgesetzt wird. In diesem Fall ist das in Fig. 3 veranschaulichte Betätigungsorgan 64 ein Halteorgan, das lediglich mit einem entsprechenden Anschlußteil des Kupplungskopfes 162 in Eingriff tritt. Wenn der Kupplungskopf, wie beschrieben, unten abgesetzt worden ist, wird eine Verriegelung elektromagnetisch oder hydraulisch gelöst, so daß das Halteorgan 64 den Kupplungskopf freigibt und anschließend am Hubgestell durch den Rohrstrang 44 ohne den Kupplungskopf zum Schiff zurückgeführt wird. Wie später noch beschrieben wird, kann das Betätigungsorgan im Hubgestell 60 aber auch drehbar gelagert sein, so daß es durch den Rohrstrang 44 vom Schiff aus gedreht werden kann, um am Bohrlochkopf vorgesehene Stellorgane zu betätigen.

Die Fig. 2, 4, 5 und 6 zeigen verschiedene Hubgestelle 60, die jeweils an zwei oder drei der Führungsseile 58 geführt sind, jedoch das Lager für das Betätigungsorgan entsprechend den jeweiligen zu betätigenden Organen an verschiedenen Stellen haben.

In den Fig. 1, 7 und 8 ist die neuerungsgemäße Einrichtung zum Anschließen einer Unterwasserförderleitung 122 an den Bohrlochkopf 30 gezeigt. Wie zu sehen ist, umfaßt die Förderleitung 122 auch zwei Steuerleitungen 126, 128, die gleichzeitig mit angeschlossen werden, um durch Fernbetätigung das Auslaßventil od. dgl. zu steuern. Am vorderen Ende der Förderleitung 122 befindet sich ein Anschlußteil 120. Die Förderleitung zweigt hier aus der linearen Erstreckung mittels eines Zweigstückes 152 ab, an dessen oberen Ende sich eine Kupplungshälfte 154 befindet. Am Zweigstück 152 ist ein Auftriebsballon 140 angebracht, der dafür sorgt, daß das Zweigstück 152 immer senkrecht über dem Anschlußstück 120 liegt.

Am Bohrlochkopf 30 ist ein starrer, nach oben ragender Bolzen 98 befestigt. Auf diesen Bolzen wird eine Hülse 92 mit einer Halterung 108 für eine Rolle 112 und mit einem Aufnahmeteil 106 aufgesetzt. Diese geschieht wiederum mittels eines der in den Fig. 2 bis 6 veranschaulichten Hubgestelle 60. Dieser aus Hülse 92, Halterung 108 und Aufnahmeteil 106 bestehende Bauteil wird mittels eines solchen Hubgestells vom Schiff aus abgesenkt und auf den Bolzen 98 aufgesetzt. Eine trichterförmige Erweiterung am unteren Ende der Hülse 92 erleichtert das richtige Aufsetzen. Das Hubgestell wird dann leer wieder nach oben gefahren. Das Halteorgan am Hubgestell wird nunmehr durch ein Betätigungsorgan ausgetauscht, wonach das Hubgestell wieder abgelassen wird. Das Hubgestell kann in diesem Fall dasselbe bleiben, weil auch an derselben Stelle gearbeitet wird. Mit dem Betätigungsorgan wird nämlich jetzt die Hülse 92 am Bolzen 98 befestigt. Dies geschieht mit einer im oberen Teil der Hülse 92 gelagerten Schraube, die durch Drehung des Rohrstranges vom Schiff aus über das Betätigungsorgan in ein entsprechendes Gewindeloch des Bolzens 98 eingeschraubt wird.

Ein Zugseil 114 erstreckt sich vom Schiff durch den Aufnahmeteil 106 und läuft zum Anschlußstück 120 der Förderleitung 122. In dem in Fig. 7 beschriebenen Ausführungsbeispiel läuft das Zugseil 114 über die Rolle 112, dann - wie beschrieben - zum Anschlußstück 120 der Förderleitung, ist jedoch nicht befestigt, sondern läuft um eine im Anschlußstück gelagerte weitere Rolle 118 herum, dann wieder zurück in das Anschlußteil 106 hinein, um die als Doppelrolle ausgebildete Rolle 112 herum und hoch zum Schiff. Diese Ausführung ermöglicht, daß nach beendetem Einziehen der Förderleitung das Seil von der Förderleitung gelöst werden kann, indem das eine Ende am Schiff gelöst wird und das andere Ende aufgespult wird. In den Fig. 1, 7 und 8 ist die Förderleitung schon in der kupplungsbereiten Lage gezeigt. Es ist zu sehen, daß das Anschlußstück 120 der Förderleitung 122 in eine komplementäre Bohrung 116 des Aufnahmeteils 106 paßt. In dieser Endstellung der Förderleitung 122 wird das Anschlußstück 120 in der Bohrung 116 des Aufnahmeteils 106 mittels einer Verriegelungseinrichtung 144, 146 befestigt. Zu diesem Zweck ist es wiederum erforderlich, ein entsprechendes Hubgestell an den Führungsseilen herabzulassen, dessen Betätigungsorgan das Stellorgan 146 ergreift und durch Drehung des Rohrstranges 44 betätigt, wodurch das Verriegelungselement 144 das Anschlußstück 120 im Aufnahmeteil 106 festspannt.

In den Fig. 9 bis 11 ist eine abgewandelte Einzieheinrichtung dargestellt. Während bei der erstbeschriebenen Einrichtung die Rollenhalterung 108 und der Aufnahmeteil 106 unmittelbar am Bohrlochkopf befestigt werden, ist die Rollenhalterung 268 mit der Rolle 270 und dem Aufnahmeteil 254, 256 an der die Zentriersäulen 50, 52, 54 aufweisenden Arbeitsplattform 40 angebracht, die lösbar am Bohrlochkopf 30 befestigt ist. Das Anschlußstück 280 der hier mit 278 bezeichneten Förderleitung ist etwas anders ausgebildet. Die richtige Stellung der Leitung mit ihrem Anschlußstück und ihrem Zweigstück im Raum wird mittels eines Schleppkabels 286, 288 eingehalten. Wie aus Fig. 11 hervorgeht, weist der Aufnahmeteil 254, 256 eine konische Bohrung 262 auf, die der Ausbildung des Anschlußstückes 280 an seinem vorderen Ende entspricht. Das Seil 114 zeiht die Förderleitung an den

Bohrlochkopf heran. Durch weiteres Ziehen des Seiles wird das Anschlußstück 280 in die Bohrung 262 des Aufnahmeteils 254 eingeführt. Am Aufnahmeteil ist wiederum eine Verriegelungsreinrichtung 258, 260 vorgesehen, die anschließend betätigt wird, um das Anschlußstück im Aufnahmeteil festzuspannen. In Fig. 10 ist das Verriegelungselement 260 gestrichelt in seiner Ruhestellung dargestellt, während es mit ausgezogenen Linien die Verriegelungsstellung anzeigt.

Nachdem das Seil 114 mindestens bei der Ausführung gemäß Fig. 7 entfernt worden ist, wird mittels des in Fig. 1 veranschaulichten Hubgestells der Kupplungskopf 162 zum Bohrlochkopf 30 niedergebracht. Wie in Fig. 7 gestrichelt angedeutet ist, umfaßt der Kupplungskopf 162 zwei Kupplungshälften 160, 156, die miteinander durch Leitungen kommunizierend verbunden sind. Die beiden Kupplungshälften 160 und 156 sind mit entsprechenden Kupplungshälften 158, 154 des Bohrlochkopfes 30 bzw. der Förderleitung 122 ausgefluchtet. Durch weiteres Absenken des Hubgestells wird der Kupplungskopf 162 somit durch Führung an den Zentriersäulen 50, 52, 54 an genau vorherbestimmter Stelle abgesetzt. Die Lage ist in Fig. 9 veranschaulicht. Das Hubgestell mit dem Betätigungsorgan 64, das mit dem Verbindungsorgan 208 des Kupplungskopfes 162 in Verbindung gestanden hat, wird wieder zum Schiff zurückgezogen. Dann werden durch entsprechende Hubgestelle die Stellorgane 200 und 202 nacheinander betätigt, um die Kupplungshälften 156, 154 einerseits und die Kupplungshälften 160, 158 andererseits miteinander zur verspannen. In den Fig. 12 bis 14 ist die Kupplungseinrichtung für die Kupplungshälften 160, 158 veranschaulicht, während in Fig. 15 die Kupplungseinrichtung für die beiden Kupplungshälften 156, 154 gezeigt ist. Durch Drehen des Stellorgans 202 (Fig. 12 bis 14) wird über eine Schnecke, ein Schneckenrad und eine Gewindestange, die mit gegenläufigen Gewindeabschnitten ausgebildet ist, ein aus Spannsegmenten bestehender Ring 178 zusammengezogen bzw. aufgeweitet. Die beiden Kupplungshälften 160, 158 haben an ihren einander gegenüberliegenden Enden Flansche mit konischen Ringflächen. Der Segmentring 178 besitzt entsprechende konische Ringflächen. Durch Drehen des Stellorgans 202 wird der Spannring 178 also in seinem Durchmesser verkleinert, wodurch die beiden Kupplungshälften gegeneinander gezogen werden. Ein zwischenliegender Dichtring bewirkt die Abdichtung. In Fig. 15 ist die Kupplungseinrichtung zur Kupplung der Kupplungshälften 156, 154 die gleiche. Hier sind jedoch die Zu- und Ableitungen 126, 128 veranschaulicht, die die Steuerleitungen zur Betätigung des am Bohrlochkopf befindlichen Steuerventils sind. Aus Fig. 15 geht deutlich hervor, wie die Kupplungseinrichtung ausgebildet ist, um als Mehrfachkupplung zu wirken. Es ist klar, daß die gleiche Ausbildung auch die Kupplungseinrichtung gemäß Fig. 12 hat.

Nachdem die beiden Stellorgane 200 und 202 betätigt worden sind, sind die jeweiligen Kupplungshälftenpaare 156, 154 und 160, 158 miteinander dicht verbunden.

Die Kupplungshälfte 156 des Kupplungskopfes 162 sitzt an einem Körper 220, der an vertikalen Führungsstangen 218, 232 heb- und senkbar ist und somit relativ zur Kupplungshälfte 106 höhenmäßig verstellbar ist. Die Verbindungsleitungen 238, 240 (Fig. 10), und 242 zwischen den beiden Kupplungshälften sind gelenkig ausgebildet. Durch Betätigen des Stellorgans 234 der Gewindestange 218 wird der Körper 200 je nach Drehrichtung angehoben oder abgesenkt. Ein Gegengewicht 244 gleicht das Gewicht der Kupplungshälfte 156 mit ihren Führungsteilen aus.

Claims

1. Vorrichtung zum Anschließen einer Unterwasserförderleitung an einen Unterwasser-Bohrlochkopf von einem Schiff aus, gekennzeichnet durch eine Rollenhalterung (108; 268), um deren Rolle ein vom Schiff ausgehendes Zugseil (114) herumführt, das mit einem Anschlußstück (120; 280) der an einer entformten Stelle liegenden Unterwasserförderleitung (122; 278) verbindbar ist, weiterhin durch ein Aufnahmeteil (106; 254, 256), das zum Meeresboden absenkbar und dort festlegbar ist und durch welches das Zugseil hindurchreicht, um das Anschlußstück der Unterwasserförderleitung in den Aufnahmeteil hineinzuziehen, in welchem das Anschlußstück festklemmbar ist, durch ein starres abgebogenes Zweigstück (152) an der Rohrleitung, dessen Ende (154) in der Endstellung an räumlich genau vorher bestimmter Stelle vertikal nach oben weist, und durch einen Kupplungskopf (162), der absenkbar ist und zwei durch eine Leitung miteinander verbundene Kupplungshälften (160, 156) aufweist, die mit am Rohranschlußstück (158) des Bohrlochkopfes (30) und am Ende (154) des Zweigstückes (152) der auszuschließenden Unterwasserförderleitung (122; 278) vorgesehenen entsprechenden Kupplungshälften durch Formbetätigung verbindbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (108), vom Schiff zum Meeresboden absenkbar und dort festlegbar ist, am Aufnahmeteil (106) befestigt ist, wobei diese Einheit (106, 108) unabhängig von der Plattform (40) absenkbar und am Bohrlochkopf (30) lösbar befestigbar ist (Fig. 7, 8).

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich vom Bohrlochkopf (30) ein Befestigungsbolzen (98) nach oben erstreckt, über den eine an der Einheit (106, 108) angebrachte Hülse (92) greift, so daß die Einheit um die vertikale Achse des Bolzens (98) schwenkbar ist und in der gewünschten Schwenkstellung befestigbar ist (Fig. 7, 8).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (92) ein Schraubstück (100) trägt, das von einem durch das obere offene Ende der Hülse einfahrbaren, fernbetätigbaren Werkzeug drehbar ist, um es in den Bolzen (98) einzuschrauben (Fig. 7, 8).

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens das untere Ende der Hülse (92) zur Vergrößerung des Fangbereiches trichterförmig erweitert ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (268) auf der absenkbaren Plattform (40) und der Aufnahmeteil (254, 256) auf dem Bohrlochkopf befestigt sind (Fig. 9 bis 11).

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmeteil (106; 254) rohrförmig mit einer Bohrung (116; 262) ausgebildet ist, deren Form der Kontur des Anschlußstückes (120; 280) der anzuschließenden Unterwasserförderleitung (122, 278) entspricht.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschlußstück (120; 280) der Unterwasserförderleitung (122; 278) eine Rolle (118) gelagert ist, um die das Zugseil (114) herumgeführt ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Aufnahmeteil (106; 254, 256) eine Verriegelungseinrichtung (144, 146; 258, 260) angebracht ist, die ein Schraubgewinde aufweist, welches über einen sich nach oben erstreckenden Kopf (146; 258) fernbetätigbar ist, um es mit dem Anschlußstück der Unterwasserförderleitung in Eingriff zu bringen.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugseil (114) aus zwei Strängen besteht, die beide zum Schiff geführt sind, so daß nach Befestigung der Unterwasserförderleitung (122; 278) der eine Strang am Schiff freigegeben und das Zugseil am anderen Strang zum Schiff eingeholt werden kann.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden am Kupplungskopf (162) angebrachten Kupplungshälften (160, 156) relativ zueinander verstellbar sind, um die Kupplung zwischen Kupplungskopf und Unterwasserförderleitung bei geschlossen gehaltener Verbindung am Bohrlochkopf lösen zu können.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungshälfte (156) für die Unterwasserförderleitung an einem Körper (220) sitzt, der an einer vertikalen Führung (232, 218) mittels einer von oben fernbetätigbaren Spindel (218) höhenmäßig verstellbar ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungshälfte (156) des Körpers (220) parallel zur vertikalen Achse des Kupplungskopfes (162) und relativ zu diesem bewegbar ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kupplungshälften (156, 160) des

Kupplungskopfes (162) über gelenkige und/oder biegsame Rohrleitungen (238, 240; 242) miteinander verbunden sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungskopf (162) ein das Gewicht der Kupplungshälftenanordnung (156, 174, 220, 232) ausgleichendes Gegengewicht (244) aufweist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet daß die Unterwasserförderleitung (122; 278) separate Druckmittelleitungen (126, 178) aufweist und daß die Kupplungen (154, 156; 158, 160) als Mehrfachkupplungen ausgebildet sind, um Druckmittelantriebe durch das Druckmittelsystem des Bohrlochkopfes (30) fernzubetätigen.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß am vorderen Ende der anzuschließenden Unterwasserförderleitung ein nach oben wirkendes, die Winkelstellung der Unterwasserförderleitung bezüglich des Aufnahmeteils und der Kupplung ausrichtendes Organ (140; 286, 288) wie Auftriebskörper oder Schleppkabel, angreift.