DE2007211C - Vorrichtung zur elektrischen Fern Steuerung druckbetatigter Einrichtungen an Unterwasserbohrlochkopfen - Google Patents

Description

und 1212017 sind bereits Vorrichtungen der eingangs beschriebenen Art bekanntgeworden, ohne daß durch diese Vorrichtungen das oben angesprochene Problem der Herstellung und Lösung elektrischer Verbindungen unter Wasser gelöst woraVn ist.

• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, welche den Betrieb von Unterwasserausrüstungen an Bohrlochköpfen weiter erleichtert, die Notwendigkeit langer baumelnder Druckschläuche ausschließt und gleichzeitig ausschließt, daß offene elektrische Klemmen miteinander verbunden und gelöst werden müssen.

• Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Betätigungselement der Betätigungseinrichtung aus mindestens einer Spule und das Steuerteil der Flüssigkeitsdrucksteueranordnung aus

, r mindestens einem mittels durch die Spule erzeugten Magnetismus verschiebbaren Element bestehen.

Die Verschiebung des verschiebbaren Elements ao steuert ein Ventil zur Steuerung der Druckzufuhr zu tieu druckbetätigten Einrichtungen. Als Betätigungselement wird ein abgedichtetes Element in Form einer Spule abgesenkt, welche zum magnetischen Zusammenarbeiten mit dem verschiebbaren Element elektrisch einspeisbar ist, und der Spule wird Strom zugeführt, um eine Verschiebung des verschiebbaren Elements zu erreichen. Die Notwendigkeit der Verbindung elektrischer Klemmen und deren Nachteile unter Wasser entfalten damit. Das Element in Form der Spule kann zur Oberfläche zurückgeholt werden, so daß es nicht dem Seewasser ausgesetzt bleibt, wodurch die Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Ausrüstung wesentlich infolge einer minimalen Aussetzung der elektrischen Einheit gegenüber dem Seewasser verbessert wird, und die Einheit abgedichtet ist, um die Zuverlässigkeit weiter zu anordnung mindestens zwei abgedichtete Solenoidspulen und die Flüssigkeitsdrucksteueranordnung mindestens zwei verschiebbare Elemente aufweist, von denen eines im Ansprechen auf die Einspeisung der einen Spule und das andere im Ansprechen auf die Einspeisung der anderen Spule magnetisch verschiebbar ist

Andere Vorteile der Erfindung sowie die Einzelheiten zur Darstellung ausgewählter Ausführungsformen ergeben sich aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Stapels von Bedienungswerkzeugen an einem Bohrlochkopf unter Wasser, zusammen mit Einrichtungen, die permanent und entfernbar mit dem Stapel zur Steuerung des Betriebes der Stapelbetätigungseinrichtungen verbunden sind,

F i g. 2 einen vergrößerten Vertikalschnitt, welcher Einzelheiten der Drucksteuer- und Betäti anordnungen entsprechend der Erfindung ii einander entfernter Lage zeigt,

F i g. 3 eine Ansicht wie F i g. 2, mit den Anordnungen in ihrer zusammengefügten Lage,

F i g. 4 eine Ansicht der Oberflächenausriistung zum Absenken und Heben des Stapels und des Bohrgehäuses oder der Bohrkolonne sowie der Steueranordnungen und

F i g. 5 bis 7 weitere Ausführungsformen von Ventübetätigungsteilen entsprechend der Erfindung. In F i g. 1 ist ein Bohrloch 10 in den Meeresboden 11 eingebracht und enthält eine Bohrkolonne 12, welch¹* in ihrer Lage so zementiert oder anderweitig befestigt ist, daß weitere entsprechende Bohr- oder Erzeugungsvorgänge durchgeführt werden können. Ein Bohrrohr 13 ragt durch die Bohrkolonne nach unten.

14 sind

ifi erfindungsgemäße Vorrichtung kann so auf- lösbar auf dem nach oben ragajto

gebaut sein, daß das verschiebbare Element aus einem 40 15 befestigt ist. über der ybndun

Sei besteht, welcher von der Flüssigkeitsdruck- ^^™*°^ £££^2

steueranordnung getragen wird und in Betnebs- Ausbruchvennl 17 eine ^g*5j19 angeord-

stellung der Flüssigkeitsdrucksteueranordnung mit einheu 18 und eme weitere vero¹^J _ü* _oder

.der Betätigungseinrichtung über erstere zur Be- net, ^^™, |fS 23 braefchnet sind. Die

_wegung in die Spule im Ansprechen auf die Em- « FomaUe-U ²O, 2£ » »"*» ^f^ _Gehäuse.

^Si Element dreh-

Element derart ausgebildet, daß es während der Ver-Schiebung nicht in die Spule eindringt.

Weiter enthält die Flüssigkeitsdrucksteuereinhe.t zweckmäßig ein Ventil in Verbindung mit dem magnetisch verschiebbaren Element. In einer Ausfühmngsform der Erfindung ist die Vorrichtung so aufgebaut, daß sie einen Führungsaufbau ^r Heranführung der Spule an das magnetisch verschiebbare Element enthält, und eine vorteilhafte Ausfuhrungsform besteht weiter darin, daß der Führungsaufbau einen Sockel aufweist, welcher auf der Betäügungseinrichtung sitzt, die einschiebende Bewegung der Flüssigkeitsdrucksteueranordnung aufnehmen kann und Zungen- und Rillenelemente aufweist, von denen halten.

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testigt sind, welche ihrerseits mit der unteren Ver- kommt. Die Stößel 53 ragen nach oben durch öffbindungseinheit 14 bzw. der oberen Verbindung 19 nungen 63 in dem Plattenaufbau 61 und durch öffverbunden sind. Die Querteile verbinden die nungen 64 in der Platte 62. Die Stößel eng um-Führungsleitungen an vertikal auseinanderliegenden gebende Schutzrohre 90 sind auf dem Plattenaufbau Stellen. Die Führungsleitungen 34 laufen zur Ober- 5 61 befestigt, um einen Zutritt von Seewasser zu den fläche, und die Querteile 35 und 36 weisen mit diesen Stößeln zu verhindern. Die Spulen 51 α sind nach gleitende Verbindungen 37 und 38 auf, um die Ver- außen z. B. durch Harzkörper 65 und 165 abbindungseinheiten nach unten in die gezeigte Lage gedichtet, welche eine Vertiefung 66 zur Aufnahme führen zu können. Wenn die Verbindung 14 von dem der Spulen bilden, wobei die Platte 62 die Unterseite Stumpf 15 gelöst wird, kann sie und die darüber be- ίο der Harzkörper 165 überdeckt. Integral mit der Platte f indliche Ausrüstung zur Oberfläche gehoben werden, 62 sind röhrenförmige Hülsen 67 aus Metall anwenn das Standrohr 39 in der Kolonne nach oben geordnet, welche Abschlüsse 68 aufweisen und so begeführt wird. Wenn andererseits die Verbindung 19 messen sind, daß sie die Schutzrohre 90 aufnehmen vom Stumpf 23 gelöst wird, können sie und das Stand- können.

rohr 39 angehoben werden, wenn das Standrohr 39 15 Ein weiteres Merkmal der Erfindung hat zu tun nach oben geführt wird, während die Ausrüstung mit einem Führungsaufbau 70, welcher den Stößel darunter am Bohrlochkopf verbleibt, z. B., wenn das oder die Stößel in ihre relative Lage in die Spule oder Bohrloch abgeschlossen wird. Das Standrohr wird Spulen beim Absenken der Betätigungsanordnung 51 eingebracht bzw. gezogen, indem Einzellängen des in ihre Arbeitsstellung mit der Steueranordnung 50 Rohrstranges durch geeignete Vorrichtungen, wie sie 20 führen soll. Ein solcher Aufbau kann als Beispiel aus in F i g. 4 mit 40 bezeichnet sind, auf einer Platt- einem Sockel bestehen, welcher von der Anordnung form oder einem Schiff 41 zugefügt oder abgenommen 51 getragen wird und eine relative Aufwärtsbewegung werden. der Steueranordnung aufnehmen soll. Der Sockel ent-

Unter Bezugnahme auf die verbleibenden Figuren hält einen röhrenförmigen Teil 71 und einen nach ist in Verbindung mit der Einheit 18 über ein Knie 25 außen erweiterten Teil 72, welcher die Steueranord-49 eine Flüssigkeitsdrucksteuereinrichtung 50 am nung50 nach oben in den röhrenförmigen Teil 71 Bohrlochkopf befestigt, welche unter Wasser angeord- führen kann, in welchem sie zentriert wird, so daß net ist, um verschiedene Flüssigkeitsdrücke über die die Stößel in Übereinstimmung mit den Spulen kom-Einheit 18 der Ausrüstung des Bohrlochkopfes men. Eine solche Übereinstimmung um die senkrechte (wie das Ausbruchsventil, der Schieber, die Verbin- 30 Achse 74 wird durch Zungenelemente 75 und Rollendung usw.) zuzuführen. Es ist weiter eine Be- elemente 76 an den Anordnungen erreicht, welche so tätigungsanordnung 51 gezeigt, welche ein abgedich- angebracht sind, daß sie sich während des Zusammentetes, elektrisch einspeisbares Element, wie z. B. eine fügens ineinander passen. Zum Beispiel nimmt die er-Solenoidringspule oder -spulen 51a, enthält, welche weiterte Eingangsöffnung 76 α des Rollenelementes über ein Kabel in die Nähe der Steueranordnung50 ab- 35 oder Schlitzes 76 das Zungenelment oder den Stift 75 gesenkt werden können, um diese zu betreiben. lose aus und führt diesen in den Fülirungsansatz 76 i>

Mindestens eine dieser Anordnungen enthält einen des Schlitzes, um eine genaue Ausrichtung zu errei-Aufbau, welcher im Ansprechen auf das Einspeisen chen. Der Führungsansatz 76 b dient auch alsWasserdes Elements 51 α verschoben werden kann, um die auslaß beim Aufbau,

Steueranordnung zu betätigen. Ein solcher Aufbau 40 Die Betriebsweise der erfindungsgemäßen Vorrichkann z. B aus einem Teil wie einem Stößel (oder tung ist derart, daß das verschiebbare Element zur Stößeln) 53 bestehen, welcher sich in dem magneti- Ventilbetätigung, z. B. ein Stößel 53, auf eine magneschen Feld der Spule oder Spulen 51 α befindet, wenn üsche Kraft durch Verschieben anspricht und die die Anordnungen 50 und 51, wie in Fig. 3 gezeigt, Verschiebung des Elements oder Stößels 53 ein Ventil in ihrer Betriebsstellung zusammengefügt sind. Wie 45 54 zur Steuerung der Druckzufuhr zu den Einrichaus der Zeichnung klar hervorgeht, werden die tungen 16,17,18 steuert, auf das Element 53 ein abStößel S3 so durch die Anordnung 50 getragen, daß gedichtetes Element, z. B. eine Spule 51 a, abgesenkt sie nach oben ragen und beim Zusammenfügen der wird, welches zum magnetischen Zusammenarbeiten Anordnungen 50 und 51 teilweise in die Spulen 51 α mit dem ersteren elektrisch einspeisbar ist, und daß eintauchen. Beim Einspeisen der Spule 51 α wird der 50 der Spule 51 α ein Strom zugeführt wird, um eine Stößel 53 durch den magnetischen Zug voll in die Verschiebung des verschiebbaren Elements oder Stö-Spule gezogen, wie es in F i g. 3 dargestellt ist. ßels 53 zu erreichen. Eine solche Stromübertragung

Die Steueranordnung enthält weiter ein Ventil· kann über Leitungen oder Kabel 80 erfolgen, welche element oder -elemente 54, welche mit dem Stößel entlang dem in Fig. 3 gezeigten Kabel 52 zum Ab- oder den Stößeln derart verbunden sind, daß sie im 55 senken zur Oberfläche laufen. Hierauf kann die Spule Ansprechen auf die Verschiebung der Stößel ver- 51a nach oben zurückgezogen werden, um sie aus schoben werden können. Gehäuse 55 enthalten die der See während solcher Zeit zu entfernen, zu denen Ventilelemente und sitzen auf einem Grundaufbau eine Verschiebung der Lage der Unterwasserwerk-56, welcher am Bohrlochkopf befestigt ist. Im Ventil- zeuge nicht erforderlich ist In dieser Hinsicht können gehäuse sind öffnungen 57 und 58 vorgesehen, durch 60 die verechiedenen Ventile 54, welche typisch Vierwclchc der Fluß von Druckflüssigkeit gesteuert wird, wegventile sind, paarweise zu den verschiedenen welcher über Leitungen 59 und 60 von und zu deT Unterwasserwerkzeugen derart angeordnet sein, daß Einheit 18 zur Verteilung auf die Ausrüstung des die Betätigung eines Ventils eines Paares einen Werk-Bohrlochkopfes erfolgt, wobei der Druclc von dem zeugkolben in einer Richtung und die Betätigung des Druckgefäß 24 herrührt. Am oberen Ende der Ge- 65 anderen Ventils eines Paares den Werkzeagkolben in häusc befindet sich ein Plattcnaufbau 61 und ist mit die entgegengesetzte Richtung verschiebt. Eine AusdicNcrn verbunden, auf welchem eine untere Platte 62 rüstung zum Zurückholen zur Oberfläche ist mit der der Anordnung51, wie in Fig. 3 gezeigt, zu sitzen Vorrichtung40 in Fig. 4 angedeutet.

F i g. 5 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher der Betätigungsteil für die Ventile,'welcher im Ansprechen auf das Einspeisen der Spule magnetisch verschoben wird, zur Durchführung einer linearen Verschiebung so angeordnet ist, daß er nicht in die Spule eindringt. Zum Beispiel besteht der Teil 100 aus einer Platte 101, z. B. aus Eisen, auf einem zentralen Stößel 102, welcher an der Stelle 103 mit dem nicht gezeigten Ventil verbunden ist. Ein Gehäuse 104 für den Teil 100 enthält einen Körper 105, in welchem der Stößel in einer Führung 106 linear bewegt wird, und eine nichtmetallische Platte 107, welche einen Hohlraum 108 abdichtet, in dem sich die Platte 101 befindet. Eine Betätigungsanordnung 109 enthält eine Spuie 110 und ist in Betriebsstörung zum Teil 100 in der Steueranordnung gezeigt. Sonst kann die Vorrichtung wie in F i g. 1 bis 3 aufgebaut

In F i g. 6 enthält die Betätigungsanordnung SoIenoidspulen 115 und 116, welche um Polschenkel 117 und 118 angeordnet sind, die in einem gegebenen Augenblick Nord- bzw. Südpol bilden können. In Abstand von den Polschenkeln befindet sich ein Ventilbetätigungsteil 119, welcher eine Platte 120 enthält und so aufgebaut ist, daß er sich dreht, wenn die Spulen eingespeist werden. Ein Gehäuse 121 trägt, wie gezeigt, den Teil 119 drehbeweglich und schützt ihn gegen Seewasserverschmutzung.

Schließlich ist in F i g. 7 eine Betätigungsanordnung 122 gezeigt, welche eine Spule 123 mit einer öffnung 124 enthält, in die eine Schutzhülse 125 eingeführt ist. Die Spule 123 kann mit einem geeigneten Blech-

paket 126 zusammenwirken, um einen Motorständer zu definieren, welcher ein rotierendes magnetisches Feld ergibt, wenn die Spule mit Wechselstrom gespeist wird. Der Ventilbetätigungsteil besteht hier aus einem Motorläufer 127 in der Flüssigkeitsdruck-

steueranordnung 128, welcher in die Schutzhülse !25 eingeführt wird, wenn die Anordnungen 122 und 128 in Betriebssteliung zusammengefügt werden. Mit einer Verbindung 130 ist der Läufer mit dem nicht gezeigten Unterwasserventil verbunden, um dieses auf

ao geeignete Weise drehen zu können. Eine Schutzkappe 131 ist über dem vorstehenden Läufer angeordnet, um ihn vor Verschmutzung durch Seewasser zu schützen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

209 648Q44

Claims (8)

1 2 auf die Einspeisung der anderen Spule (51 α) Patentansprüche: magnetisch verschiebbar ist.

1. Vorrichtung zur elektrischen Fernsteuerung

druckbetätigter Einrichtungen an Unterwasser- S

bohrlochköpfen, bestehend aus einer an Ankerseilen mittels einer Führungsvorrichtung absenk- Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung baren Betätigungseinrichtung mit einem ab- zur elektrischen Fernsteuerung druckbetätigter Eingedichteten, elektrisch einspeisbaren Betätigungs- richtungen an Unterwasserbohrlochköpfen, bestehend element und einer mit der Betätigungseinrichtung io aus einer an Ankerseilen mittels einer Führungskoppelbaren FlUssigkeitsdrucksteueranordnung, vorrichtung absenkbaren Betätigungseinrichtung mit bei welcher ein Steuerteil für die Verschiebung einem abged chteten, elektrisch einspeisbaren Bedurch das Betätigungselement der Betätigungs- tätigungselem :nt und einer mit der Betätigungseinrichtung vorgesehen ist, dadurchgekenn- einrichtung koppelbaren . Flüssigkeitsdrucksteuerzeichnet, daß das Betätigungselement der Be- 15 anordnung, bsi welcher ein Steuerteil für die Vertätigungseinrichtung (51) aus mindestens einer Schiebung dirch das Betätigungselement der BeSpule (51 α, HO, 115, 116, 123) und das Steuer- tätigungseinri :htung vorgesehen ist.
teil der Flüssigkeitsdrucksteueranordnung (50) Bei bestimmten Arbeiten beim Bohren bzw. Heraus mindestens einem mittels durch die Spule stellen von I ohrlöchern ist es wünschenswert, am (51a, UO, 115, 116, 123) erzeugten Magnetic- 10 Bohrloch m>\ einem oder mehreren Werkzeugen zu mus verschiebbaren Element (53, 100, 119, 127) arbeiten, weKhe mit einem hervorstehenden Bohrbestehen. lochpaßstUck verbindbar sind, wie mit einem über

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- dem Meerest oden endenden Gehäusestumpf unter kennzeichnet, daß das verschiebbare Element Wasser. Als I eispiel, bei welchem der Bohrlochkopf (53) aus einem Stößel besteht, welcher von der as bereits in das Bohrloch unter Wasser abgesenkt ist Flüssigkeitsdrucksteueranordnung (50) getragen und mit dem 1 reien Ende über den Meeresboden herwird und in Betriebsstellung der Flüssigkeits- vorragt, ist e wünschenswert, den gesteuerten Bedrucksteueranordnung (50) mit der Betätigungs- trieb von B >hrlochpreventerausrüstungen, Sichereinrichtung (51) über erstere zur Bewegung in die heitsventilen, Sicherheitsgliedern oder -verbindungen Spule (51 a) im Ansprechen auf die Einspeisung 30 und anderen hilfsvorrichtungen vorzusehen, welche der Spule hervorsteht. üblicherweise in einer Unterwasserausrüstung an dem

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gc- hervorstehend :n Bohrlochkopf befestigt sind, um Arkennzeichnet, daß das verschiebbare Element beiten in dem Bohrloch durchzuführen. Kommerzielle (127) drehbeweglich verschiebbar im Ansprechen Ausrüstungen dieser Art werden allgemein mit auf die Einspeisung der Spule (123) ist. 35 Flüssigkeitsdr ick betrieben, und es wurde daher bis-

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- her für nötig gehalten, eine große Menge getrennter kennzeichnet, daß das verschiebbare Element Druckschläuc) ie vorzusehen, von denen jeder von der (100, 119) derart ausgebildet ist, daß es während Oberfläche zu einem entsprechenden Werkzeug in der der Verschiebung nicht in die Spule eindringt. Unterwasserai srüstung führte, um diese Werkzeuge

5. Vorrichtung nach einem der An- 4° nach Wunsch voneinander unabhängig betätigen zu spräche 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, können. Wen 1 jedoch bestimmte Ausrüstungen in daß die Flüssigkeitsdrucksteueranordnung (50) dem Schacht für verhältnismäßig lange Zeitdauer

. ein Ventil in Verbindung mit dem magnetisch unter Wasser j elassen werden müssen, z. B., wenn das verschiebbaren Element (53, 100, 119, 127) ent- Bohrloch abgeschlossenist, wird das fortgesetzte Bauhält. 45 mein der vit len Schläuche in große Tiefen un-

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden praktisch und eine Quelle größerer Schwierigkeiten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie sein. Wenn so die Schläuche zerstört werden oder einen Führungsaufbau (70) zur Heranführung der brechen oder; ich mit anderen Ausrüstungsgegenstän-Spule (51a) an das magnetisch verschiebbare den verschlingen sollten, könnten die Unterwasser-Element (53,100, 119,127) enthält. 50 werkzeuge nicht betriebsbereit bleiben, was mit der

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge- Gefahr verbur den ist, das Bohrloch aufgeben zu müskennzeichnet, daß der Führungsaufbau (70) einen sen und eine große Menge Erdöl oder Gas in die See Sockel (71, 72) aufweist, welcher auf der Be- zu verlieren.

tätigungseinrichtung (51) sitzt, die einschiebende Zur Lösung der obengenannten und anderer Bewegung der Flüssigkeitsdrucksteueranordnung 55 Probleme im Zusammenhang mit den Arbeiten an (50) aufnehmen kann und Zungen- und Rillen- Bohrlöchern unter Wasser wurde vorgeschlagen, daß elemente (75, 76) aufweist, von denen je eines nach der Absenkung der Werkzeuge auf den Bohrunmittelbar am Sockel befestigt ist und welche lochkopf elektrische Verbindungen mit elektrischen während des Einschiebens ineinandergreifen Antriebsmaschinen der Werkzeuge hergestellt werkönnen. 60 den, wobei die Antriebsmaschinen ihrerseits die

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Unterwasserausrüstung betreiben und die Verwen-Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Be- dung der erwähnten Schläuche vermieden wird, tätigungsanordnung (51) mindestens zwei ab- Dieser Vorschlag weist zwar Vorteile auf, das Progedjchtete Solenoidspulen (51 α) und die Flüssig- blem der wirksamen Verbindung und Lösung offener keitsdrucksteueranordnung (50) mindestens zwei 65 elektrischer !Hemmen unter Wasser bleibt jedoch beverschiebbare Elemente (53) aufweisen, von denen stehen, da ei erartige Klemmen der Korrosion und eines im Ansprechen auf die Einspeisung der Zerstörung unterliegen.

einen Spule (51 α) und das andere im Ansprechen Durch die deutschen Auslegeschriften 1 289 006