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Die Erfindung betrifft eine Bohranlage für Tiefbohrungen, zum Beispiel zum Abteufen von Bohrungen auf Kohlenwasserstoff-Lagerstätten zur Erdöl- und Erdgasexploration oder zum Erschließen von Geothermie, wobei die Bohranlage einen Gestängeabstellbereich und eine Gestängehandhabungseinrichtung umfasst. Der Gestängeabstellbereich befindet sich dabei auf dem sogenannten drill floor, also auf der als Arbeitsplattform fungierenden Oberfläche der Bohranlage. Der Gestängeabstellbereich ist zum Beispiel – aber nicht notwendig – in Form einer Fingerbühne mit einem definierten sogenannten setback-Bereich ausgeführt. Die Erfindung betrifft im Weiteren auch ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Bohranlage.
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Die im Folgenden kurz als Handhabungseinrichtung bezeichnete Gestängehandhabungseinrichtung ist zum Transport von Bohrgestängeelementen sowie zum Transport von in der Fachterminologie üblicherweise als casings bezeichneten Futterrohren von und zur Arbeitsplattform vorgesehen. Die Übergabe zur Arbeitsplattform und die Übernahme von der Arbeitsplattform erfolgt dabei an derjenigen Seite der Bohranlage, an der die Handhabungseinrichtung positioniert ist. Bei bisherigen Bohranlagen ist als Position für den Gestängeabstellbereich stets der Bereich zwischen der Handhabungseinrichtung und dem im Folgenden kurz als Mast bezeichneten Bohrmast verwendet worden. Dies hat den Vorteil, dass mittels der Handhabungseinrichtung Bohrgestängeelemente leicht zum Gestängeabstellbereich gelangen und von dort genauso leicht auch wieder abgeholt werden können. Zudem ist aufgrund der Struktur des Masts mittels der Handhabungseinrichtung eine andere Position gar nicht erreichbar. Ungünstig ist allerdings, dass sich ein voll bestückter oder im Wesentlichen voll bestückter Gestängeabstellbereich mitunter als Hindernis für sonstige Arbeiten auf oder an der Bohranlage herausstellt.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht entsprechend darin, ein alternatives Konzept für eine Bohranlage anzugeben, bei dem die oben genannten Nachteile vermieden oder zumindest deren Auswirkungen reduziert werden.
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Die oben genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Bohranlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dazu ist bei einer Bohranlage der eingangs genannten Art mit einem Mast, einem Gestängeabstellbereich und einer Gestängehandhabungseinrichtung vorgesehen, dass sich der Gestängeabstellbereich von der Position der Gestängehandhabungseinrichtung aus gesehen hinter dem Mast befindet.
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Der Vorteil des hier vorgeschlagenen Konzepts für eine Bohranlage besteht darin, dass mit der Positionierung des Gestängeabstellbereichs hinter dem Mast der bisher von dem Gestängeabstellbereich belegte Raum vor dem Mast als Bewegungsraum für die Gestängehandhabungseinrichtung und davon jeweils transportierte Bohrgestängeelemente oder Futterrohre zur Verfügung steht.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Dabei verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstands des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin. Sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen. Des Weiteren ist im Hinblick auf eine Auslegung der Ansprüche bei einer näheren Konkretisierung eines Merkmals in einem nachgeordneten Anspruch davon auszugehen, dass eine derartige Beschränkung in den jeweils vorangehenden Ansprüchen nicht vorhanden ist.
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Bei einer Ausführungsform einer Bohranlage der hier vorgeschlagenen Art ist der Gestängeabstellbereich zur aufrechten Lagerung von Bohrgestängeelementen bestimmt und eingerichtet und mittels der Gestängehandhabungseinrichtung sind Bohrgestängeelemente und Futterrohre in einer vertikalen Orientierung einer Position über einem Bohrloch zuführbar. Indem der Mast der Bohranlage in der kompletten Höhe jeweils von oder zum Gestängeabstellbereich transportierter Bohrgestängeelemente sowie in der kompletten Höhe jeweils von der Gestängehandhabungseinrichtung transportierter Bohrgestängeelemente frei von Verstrebungen und dergleichen von einem Standbein zum jeweils gegenüberliegenden Standbein ist, können Bohrgestängeelemente schnell im Gestängeabstellbereich ein- und ausgelagert werden sowie mittels der Gestängehandhabungseinrichtung zugeführt und abtransportiert werden.
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Eine besondere Ausführungsform einer Bohranlage, bei welcher der Mast in der oben beschriebenen Art und Weise frei von Verstrebungen und dergleichen ist, ist ein Mast mit zwei vertikalen oder zumindest im Wesentlichen vertikalen und als Standbeine fungierenden Segmenten. Wenn die beiden Standbeine/Segmente nur im Bereich ihrer oberen Enden miteinander verbunden sind, ist der Mast sogar entlang seiner gesamten Höhe oder zumindest im Wesentlichen entlang seiner gesamten Höhe frei von solchen Verstrebungen.
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Das hier vorgeschlagene Konzept eignet sich besonders für eine weitgehende Automatisierung des Bohrbetriebs, indem Bohrgestängeelemente und dergleichen automatisch, vollautomatisch oder zumindest teilautomatisch, vom und zum Gestängeabstellbereich bewegt sowie mittels der Gestängehandhabungseinrichtung transportiert werden.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Einander entsprechende Gegenstände oder Elemente sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Das oder jedes Ausführungsbeispiel ist nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung auch Abänderungen und Modifikationen möglich, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den im allgemeinen oder speziellen Beschreibungsteil beschriebenen sowie in den Ansprüchen und/oder der Zeichnung enthaltenen Merkmalen oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Arbeitsverfahren betreffen.
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Es zeigen
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1 eine Ausführungsform einer Bohranlage der hier vorgeschlagenen Art,
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2 die Bohranlage gemäß 1 in einer geschnittenen Ansicht von oben,
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3 die Bohranlage gemäß 1 in einer Seitenansicht und
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4 eine besondere Ausführungsform der Bohranlage gemäß 1.
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Die Darstellung in 1 zeigt eine Bohranlage 10 gemäß dem hier vorgeschlagenen Konzept. Die Bohranlage 10 umfasst in grundsätzlich an sich bekannter Art einen Unterbau 12 sowie die auf dem Unterbau 12 gebildete und in der Fachterminologie als drill floor bezeichnete Arbeitsplattform 14, auf dem bzw. auf der sich der Mast 16 erhebt. In dem Mast 16 ist eine Vorrichtung zum Drehen, Heben und Absenken des Bohrgestänges zumindest in vertikaler Richtung beweglich. Hier ist als eine derartige Vorrichtung – aber ohne Verzicht auf eine weitergehende Allgemeingültigkeit – ein sogenannter Topdrive 18 gezeigt.
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Bei dem Mast 16 handelt es sich bei der hier gezeigten Ausführungsform um einen Mast 16 mit zwei vertikalen, im Folgenden allgemein als Standbeine 20, 22 (erstes Standbein 20, zweites Standbein 22) bezeichneten und als zentrale Stützstrukturen fungierenden Segmenten. Entsprechend der Ausrichtung und der Anordnung dieser Standbeine 20, 22 (Segmente) kann der Mast 16 auch als „twin leg mast“ bezeichnet werden. Zwischen den beiden Standbeinen 20, 22 bleibt einen freier Zwischenraum 24, in dem der Topdrive 18 beweglich ist, und die beiden Standbeine 20, 22 schließen den in die Arbeitsplattform 14 eingelassenen Drehtisch 26 ein, so dass sich der Bohrstrang beim Bohren sowie beim Ein- und Ausbauen von Bohrgestänge in dem Zwischenraum 24 zwischen den beiden Standbeinen 20, 22 befindet.
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Der Topdrive 18 ist in dem Mast 16 mittels eines sogenannten Kronenblocks 28 vertikal beweglich. Als Alternative zur Verwendung eines solchen Kronenblocks 28 kommt eine einseitige oder beidseitige Führung des Topdrives 18 in oder an den Standbeinen 20, 22 des Masts 16 in Betracht. Bei der dargestellten Ausführungsform sind horizontale Abstandshalter 30 gezeigt, die bei dem hier unter dem Kronenblock 28 hängenden Topdrive 18 zu dessen Justierung und als Drehmomentstützen wirksam sind. Zur horizontalen Positionierung des Topdrives 18 ist eine Positionierungseinrichtung 32 vorgesehen, die hier in Form einer Seilzugmechanik gezeigt ist.
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Zu der Bohranlage 10 gehört auch eine im Folgenden kurz als Handhabungseinrichtung 34 bezeichnete Gestängehandhabungseinrichtung. Mittels der Handhabungseinrichtung 34 werden Bohrgestängeelemente 36 aufgenommen, abgelegt, transportiert und in eine jeweils gewünschte Orientierung gedreht, also zum Beispiel quer zur Längsachse gedreht. Anstelle der in den Figuren gezeigten Ausführungsform der Handhabungseinrichtung 34 kommen auch andere Ausführungsformen in Betracht, zum Beispiel eine Handhabungseinrichtung in Form einer mitunter auch als knuckleboom bezeichneten Gestängeschwenkvorrichtung, bei der die Bohrgestängeelemente 36 in einer im Vergleich zu der Darstellung in 1 in der Ebene um 90° gedrehten Ausrichtung von der Handhabungseinrichtung übernommen und aus dieser Orientierung während des Transports zur Arbeitsplattform 14 in eine aufrechte Position verschwenkt werden.
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Bohrgestängeelemente 36 sind in der Darstellung in 1 an vier verschiedenen Positionen gezeigt. Zunächst ein horizontal gelagertes Bohrgestängeelement 36 in einem neben dem Unterbau 12 angeordneten Gestängelager 38. Sodann ein von der Handhabungseinrichtung 34 auf die Ebene der Arbeitsplattform 14 angehobenes und bereits gedrehtes Bohrgestängeelement 36. Des Weiteren ein von der Handhabungseinrichtung 34 in aufrechter (vertikaler) Orientierung über dem Drehtisch 26 positioniertes Bohrgestängeelement 36 und schließlich eine Mehrzahl von Bohrgestängeelementen 36 in einem Gestängeabstellbereich 40 auf der Ebene der Arbeitsplattform 14 und außerhalb durch die Standbeine 20, 22 bestimmten Grundfläche des Masts 16. In dem Gestängeabstellbereich 40 sind die Bohrgestängeelemente 36 vertikal, also aufrecht stehend, gelagert.
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Die vertikale Lagerung der Bohrgestängeelemente 36 in dem Gestängeabstellbereich 40 auf der Ebene der Arbeitsplattform 14 erfolgt üblicherweise mittels einer sogenannten Fingerbühne 42. Die nachfolgende Beschreibung wird daher – allerdings ohne Verzicht auf eine weitergehende Allgemeingültigkeit – am Beispiel einer Fingerbühne 42 zur Lagerung der Bohrgestängeelemente 36 in dem Gestängeabstellbereich 40 fortgesetzt.
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Bei der dargestellten Ausführungsform sind in der Fingerbühne 42 jeweils zwei zu sogenannten doubles kombinierte Bohrgestängeelemente 36 abgestellt. Je nach Dimensionierung des Masts 16 und der Position der Fingerbühne 42 lassen sich auf diese Weise auch sogenannte triples, also jeweils drei miteinander kombinierte Bohrgestängeelemente 36, lagern. Selbstverständlich lassen sich bei entsprechender Dimensionierung des Masts 16 und Position der Fingerbühne 42 in der Fingerbühne 42 auch einzelne Bohrgestängeelemente 36 (in der Fachterminologie als singles bezeichnet) oder besondere Bohrgestängeelemente 36, deren Länge zwischen der üblichen Länge einzelner Bohrgestängeelemente 36 und der Länge zweier kombinierter Bohrgestängeelemente 36 liegt, sogenannte supersingles, lagern. Das hier vorgeschlagene Konzept ist also unabhängig von der Länge der Bohrgestängeelemente 36 und eignet sich für unterschiedliche übliche Konfigurationen von Bohrgestängeelementen 36, nämlich insbesondere für die oben genannten singles, supersingles, doubles und triples oder auch mehr als drei miteinander kombinierten Bohrgestängeelementen 36.
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Die Handhabungseinrichtung 34 vereinigt bei der dargestellten Ausführungsform die Funktion eines Gestängeelevators und die Funktion eines sogenannten pipe handlers. Ein Gestängeelevator transportiert Bohrgestängeelemente 36 von und zum einem neben dem Unterbau 12 angeordneten Gestängelager 38 und von und zur Ebene der Arbeitsplattform 14. Ein pipe handler übernimmt oder übergibt Bohrgestängeelemente 36 auf der Ebene der Arbeitsplattform 14 und bewegt diese vom Drehtisch 26 weg oder zum Drehtisch 26 hin. Anstelle einer derartigen kombinierten Handhabungseinrichtung 34 kommen auch einzelne Handhabungseinrichtungen, insbesondere zumindest eine als Gestängeelevator fungierende Handhabungseinrichtung sowie zumindest eine als pipe handler fungierende Handhabungseinrichtung, zur Verwendung mit dem hier vorgestellten Konzept in Betracht. Formulierungen wie „Bewegung vom Drehtisch“ und „Bewegung zum Drehtisch“ oder ähnliche Formulierungen sollen in Kurzform eine Bewegung zu oder von einer Position üblicherweise über dem Drehtisch und damit zu einer Position über dem im Drehtisch fixierten Bohrstrang ausdrücken. Dies ist im Folgenden bei jeder Verwendung der Kurzform der Bezeichnung dieser Position mitzulesen.
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Der zentrale Aspekt des hier vorgestellten Konzepts besteht darin, das sich der Gestängeabstellbereich 40 auf der Ebene der Arbeitsplattform 14, hier also die Fingerbühne 42, von der Handhabungseinrichtung 34 aus gesehen hinter dem Mast 16 sowie außerhalb der durch die Standbeine 20, 22 definierten Grundfläche des Masts 16 befindet. Dies wird im Folgenden kurz als „hinter dem Mast 16“ bezeichnet. Bisher ist es üblich, dass sich bei einer Bohranlage 10 ein solcher Gestängeabstellbereich 40 von der Handhabungseinrichtung 34 aus gesehen vor dem Mast 16 und damit auf derselben Seite des Masts 16 wie die Handhabungseinrichtung 34 befindet. Diese Position wird im Folgenden zur Unterscheidung kurz als „vor dem Mast 16“ bezeichnet.
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Der Nachteil der bisherigen Position des Gestängeabstellbereichs 40 vor dem Mast 16 besteht darin, dass bei zunehmender Bestückung des Gestängeabstellbereichs 40, insbesondere der Fingerbühne 42, das Bohrgestänge 36 in dem Gestängeabstellbereich 40 zu einem Hindernis wird. Eine zunehmende Bestückung des Gestängeabstellbereichs 40 ergibt sich zum Beispiel beim Ausbauen des Bohrstrangs. Das dann im Gestängeabstellbereich 40 gelagerte Bohrgestänge 36 wird zum Beispiel dann zu einem Hindernis, wenn nach dem Ausbauen des Bohrstrangs Futterrohre, sogenannte casings, in das Bohrloch eingebracht werden sollen und dafür zunächst auf die Ebene der Arbeitsplattform 14 gebracht werden müssen.
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Bei bekannten Bohranlagen 10 ist eine Fingerbühne 42 entweder mit einseitigen oder zweiseitigen Streben (Fingern) zur aufrechten Lagerung der Bohrgestängeelemente 36 gebildet. Bei einer Fingerbühne 42 mit einseitigen Streben bleibt neben der Fingerbühne 42 Platz. Bei einer Fingerbühne 42 mit zweiseitigen Streben bleibt zwischen den beiden Teilen der Fingerbühne 42 Platz, so wie dies auch bei der in den Darstellungen gezeigten Bohranlage 10 der Fall ist. Durch den bei einer zweiseitigen Fingerbühne 42 freibleibenden Zwischenraum müssen zum Beispiel Futterrohre und dergleichen zum Drehtisch 26 befördert werden. Dies ist nicht immer einfach und erfordert vor allem die Anwesenheit von Personal auf der Arbeitsplattform 14. Für das Personal stellen sich die dann erforderlichen Maßnahmen als schwere körperliche Arbeit dar und bergen vor allem auch eine erhöhte Verletzungsgefahr.
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Bei dem hier vorgeschlagenen Konzept ist ein Gestängezuführbereich 44 (2), also ein Bereich, in dem mittels der Handhabungseinrichtung 34 Bohrgestängeelemente 36 vom oder zum Drehtisch 26 transportiert werden, von dem Gestängeabstellbereich 40, insbesondere einem Gestängeabstellbereich 40 in Form einer Fingerbühne 42, getrennt. Diese räumliche Trennung führt dazu, dass der bei bisherigen Bohranlagen 10 vom Gestängeabstellbereich 40 vor dem Mast 16 belegte Platz nunmehr für die Handhabungseinrichtung 34 oder sonstige Maschinen und Aggregate zur Verfügung steht. Die Zuführung von zum Beispiel Futterrohren ist damit selbst bei einem vollständig ausgebauten Bohrstrang und damit einer hinter dem Mast 16 vollständig bestückten Fingerbühne 42 noch möglich und damit enorm erleichtert.
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Die Darstellung in 2 zeigt die Bohranlage 10 gemäß 1 in einer Ansicht von oben in einer geschnittenen Ansicht mit einer Schnittebene unterhalb der Fingerbühne 42. In der Ansicht von oben erkennt man besonders gut die Bohrgestängeelemente 36 in dem Gestängeabstellbereich 40 hinter dem Mast 16 und den sich damit ergebenden und als Gestängezuführbereich 44 fungierenden freien Raum für die Handhabungseinrichtung 34 vor dem Mast 16. Dieser Freiraum kann zum Beispiel auch für einen am Mast 16 angebrachten Schwenkarm 46 oder dergleichen genutzt werden, der zum Beispiel verwendet werden kann, um schweres Gerät und dergleichen von und zur Arbeitsplattform 14 zu transportieren.
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Angesichts der Tatsache, dass bei dem hier vorgeschlagenen Konzept für eine Bohranlage 10 der Platz vor dem Mast 16 nicht mehr als Gestängeabstellbereich 40 genutzt wird, kann die Fläche der Arbeitsplattform 14 vor dem Mast 16 vergleichsweise klein gehalten werden. Dies vereinfacht zum Beispiel die Ausführung der Handhabungseinrichtung 34, die dann von einer Außenkante der Arbeitsplattform 14 bis zum Drehtisch 26 nur noch einen im Vergleich zu bisherigen Konfigurationen kürzeren Weg zurücklegen muss. Damit können zum Beispiel armartige Segmente der Handhabungseinrichtung 34 und dergleichen kürzer und leichter ausgeführt werden. Aufgrund des kürzeren Wegs von und zum Drehtisch 26 ergeben sich damit bei der Handhabung der Bohrgestängeelemente 36 mittels der Handhabungseinrichtung 34 auch Zeitgewinne.
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Bei der Darstellung in 2 ist besonders gut die aufrechte Lagerung der Bohrgestängeelemente 36 in einer zweiseitigen Fingerbühne und der dabei freibleibende Zwischenraum erkennbar. Dieser Zwischenraum steht nunmehr vollständig für eine weitere Gestängehandhabungseinrichtung, die im Folgenden und nur zur Unterscheidung von der Handhabungseinrichtung 34 als Manipulator 48 bezeichnet wird, zur Verfügung.
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Die Darstellung in 3 zeigt die Bohranlage 10 gemäß 1 in einer Seitenansicht. Auch hier ist die von der Handhabungseinrichtung 34 aus gesehen hinter dem Mast 16 liegende Position des Gestängeabstellbereichs 40 sowie die von der Handhabungseinrichtung 34 aus gesehen vor dem Mast 16 liegende Position des Gestängezuführbereichs 44 gut zu erkennen.
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Das hier vorgeschlagene neue Konzept für eine Bohranlage 10 eignet sich besonders gut für eine weitgehende Automatisierung des Bohrbetriebs, so dass Eingriffe von Personal, speziell potentiell gefährliche Arbeiten, vermieden oder zumindest weitestgehend vermieden werden. Ein solcher Betrieb wird in der Fachterminologie auch als „hands-off“ bezeichnet.
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Mit dem Gestängeabstellbereich 40 hinter dem Mast 16 kann beim Ein- und beim Ausbauen des Bohrgestänges das Zuführen der Bohrgestängeelemente 36 zum Drehtisch 26 bzw. der Abtransport von Bohrgestängeelementen 26 zum Gestängeabstellbereich 40 mittels des Manipulators 48 automatisch erfolgen. Eine hier nicht gezeigte, aber grundsätzlich an sich bekannte Steuerungsvorrichtung zur Automatisierung des Manipulators 48, zum Beispiel eine sogenannte speicherprogrammierbare Steuerung oder dergleichen, umfasst in ihrem Speicher einerseits ein Steuerungsprogramm zur Festlegung der automatischen Funktionalität des Manipulators 48 und andererseits Informationen zur Position des Drehtisches 26 sowie zur Position des Gestängeabstellbereichs 40 und der darin gebildeten einzelnen Stellplätze. Die Steuerungseinrichtung verwaltet in ihrem Speicher darüber hinaus Informationen zu in dem Gestängeabstellbereich 40 bereits belegten Stellplätzen. Auf diese Weise kann sukzessive von belegten Stellplätzen des Gestängeabstellbereichs 40 jeweils ein Bohrgestängeelement 36 mittels des Manipulators 48 abgeholt und zum Drehtisch 26 bewegt werden, damit jedes auf diese Weise zum Drehtisch 26 bewegte Bohrgestängeelement 36 mit dem Bohrstrang kombiniert werden kann. Umgekehrt kann beim Ausbauen des Bohrstrangs jeweils ein am Drehtisch 26 abgenommenes Bohrgestängeelement 36 mittels des Manipulators 48 zu einem nächsten freien Stellplatz im Gestängeabstellbereich 40 bewegt werden.
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Das Ein- und Ausbauen des Bohrgestänges kann auf diese Weise weitgehend automatisiert werden, indem beim Einbauen des Bohrgestänges sukzessive automatisch und ohne Benutzereingriff jeweils ein neues Bohrgestängeelement 36 aus dem Gestängeabstellbereich 40 abgeholt und am Drehtisch 26 – ggf. ebenfalls automatisch – mit dem Bohrstrang kombiniert wird. Auch die umgekehrte Bewegung beim Ausbauen des Bohrstrangs kann sukzessive automatisch und ohne Benutzereingriff erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein teilautomatischer Betrieb realisiert sein, bei dem das Abholen eines Bohrgestängeelements 36 aus dem Gestängeabstellbereich 40 und das Positionieren dieses Bohrgestängeelements 36 über dem Drehtisch 26 mittels des Manipulators 48 jeweils durch eine Bedienhandlung von auf der Bohranlage 10 tätigem Fachpersonal abgerufen wird. Gleiches gilt für die umgekehrte Bewegung des Abnehmens eines Bohrgestängeelements 36 vom Bohrstrang sowie der Verbringung dieses Bohrgestängeelements 36 in den Gestängeabstellbereich 40.
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Ein grundsätzlich vergleichbarer Automatisierungsgrad ist auch für den Betrieb der Handhabungseinrichtung 34 vorgesehen. Auch hier ist grundsätzlich ein vollautomatischer Betrieb denkbar, bei dem mittels der Handhabungseinrichtung 34 Bohrgestängeelemente 36 oder Futterrohre aus einem neben dem Unterbau 12 befindlichen Gestängelager 38 abgeholt, auf die Ebene der Arbeitsplattform 14 angehoben, gedreht und zum Drehtisch 26 bewegt werden, um dort – ebenfalls automatisch – mit dem Bohrstrang kombiniert zu werden. Gleiches gilt für den umgekehrten Transportweg, bei dem Bohrgestängeelemente 36 oder Futterrohre mittels der Handhabungseinrichtung 34 über dem Drehtisch 26 aufgenommen und zum Gestängelager 38 transportiert werden. Auch hier ist ein vollautomatischer Betrieb, bei dem nacheinander mehrere Bohrgestängeelemente 36 oder Futterohre bewegt werden, oder ein halbautomatischer Betrieb, bei dem die Bewegung jeweils eines Bohrgestängeelements 36 oder Futterohrs durch eine Bedienhandlung von auf der Bohranlage 10 tätigem Fachpersonal abgerufen wird, realisierbar.
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Ein solcher vollautomatischer und/oder teilautomatischer Betrieb der Handhabungseinrichtung 34 kann von einer separaten Steuerungseinrichtung der oben genannten Art gesteuert und/oder überwacht werden. Gleichfalls ist auch denkbar, dass sowohl der Manipulator 48 wie auch die Handhabungseinrichtung 34 mittels derselben Steuerungseinrichtung gesteuert und/oder überwacht werden.
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Zur Koordination der Bewegungen des Manipulators 48 und der Handhabungseinrichtung 34 ist als Teilfunktionalität des die voll- und/oder teilautomatische Steuerung des Manipulators 48 und der Handhabungseinrichtung 34 bestimmenden Steuerungsprogramms eine wechselseitige Verriegelung des Bereichs über dem Drehtisch 26 vorgesehen, so dass jeweils nur entweder der Manipulator 48 oder die Handhabungseinrichtung 34 in diesen Bereich eintreten kann, um dort ein Bohrgestängeelement 36 zuzuführen oder abzunehmen. Auf diese Weise werden ansonsten mögliche Kollisionen zwischen dem Manipulator 48 und der Handhabungseinrichtung 34 sowie jeweils bewegten Bohrgestängeelementen 36 vermieden.
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Das hier vorgestellte Konzept basiert zum einen auf einem Gestängeabstellbereich 40, in dem die dort befindlichen Bohrgestängeelemente 36 in einer aufrecht stehenden Orientierung gelagert werden, also zum Beispiel mittels einer Fingerbühne 42, sowie zum anderen auf einem speziellen Mast 16. Der Mast 16 ist so ausgeführt, dass Bohrgestängeelemente 36 in aufrechter Position entlang zweier verschiedener Transportwege transportiert werden können.
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Ein erster Transportweg ist dabei der Transportweg vom und zum Gestängeabstellbereich 40, also der Transportweg vom Gestängeabstellbereich 40 zu einem Ort innerhalb der durch die Standbeine 20, 22 definierten Grundfläche des Masts 16, üblicherweise dem Drehtisch 26, und der entsprechende Weg in die Gegenrichtung. Der Gestängeabstellbereich 40 befindet sich dabei üblicherweise – aber nicht notwendig – außerhalb der Grundfläche des Masts 16.
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Ein zweiter Transportweg ist der Transportweg, entlang dessen mittels der jeweiligen Handhabungseinrichtung 34 Bohrgestängeelemente 36 oder Futterrohre vom oder zum Drehtisch 26 oder einem sonstigen Ort innerhalb der Grundfläche des Masts 16 transportiert werden.
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Der Mast 16 zeichnet sich dadurch aus, dass er zumindest in der vollen Höhe der beim Transport entlang dieser Transportwege jeweils vertikal oder zumindest im Wesentlichen vertikal orientierten Bohrgestängeelemente 36 oder Futterrohre frei von Verstrebungen, Fachwerk oder sonstigen Verbindungselementen ist, nämlich frei von Verstrebungen usw. von einem Standbein 20, 22 zum jeweils gegenüberliegenden Standbein 20, 22. Der hier als Ausführungsbeispiel gezeigte Mast 16 mit zwei Standbeinen 20, 22 ist ein Beispiel für einen Mast 16, der diese Bedingungen erfüllt. Dies lässt sich besonders gut anhand der Darstellung in 2 nachvollziehen. Selbstverständlich ist ohne Weiteres erkennbar, dass eine exakt vertikale Orientierung der beiden Standbeine 20, 22 nicht notwendig ist. Es kommt lediglich darauf an, dass der Mast 16 im Bereich der beiden oben beschriebenen Transportwege sowie in der vollen Höhe der jeweils ankommenden oder abgehenden Bohrgestängeelemente 36 oder Futterohre frei von Verstrebungen und dergleichen ist. Des Weiteren ist das hier vorgeschlagene Konzept nicht auf einen Mast 16 mit zwei Standbeinen 20, 22 beschränkt. Unter den oben skizzierten Voraussetzungen (freie Transportwege in der gesamten Höhe der jeweils transportierten Elemente) kommen genauso Maste mit mehr als zwei Standbeinen oder mehr als zwei zentralen Stützstrukturen sowie Gestängeabstellbereiche 40 hinter und/oder neben dem Mast 16 in Betracht.
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Bei einer speziellen Mastkonfiguration, insbesondere einem Mast 16 in Form eines sogenannten derriks, und einer ausreichenden Grundfläche des Masts 16 kommt auch ein Gestängeabstellbereich 40 innerhalb der Grundfläche des Masts 16 in Betracht. Dann verläuft der oben genannte erste Transportweg innerhalb der Grundfläche des Masts 16.
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Die Darstellung in 4 zeigt eine besondere Ausführungsform der Bohranlage 10 gemäß 1. Bei dieser Bohranlage ist als Schallschutzmaßnahme eine Einrichtung zur Verringerung der Schallemmission des Topdrives 18 vorgesehen. Bei der dargestellten Ausführungsform befindet sich der Topdrive 18 innerhalb einer als Einrichtung zur Verringerung der Schallemmission fungierenden Schallschutzummantelung 50. Diese ist dabei so angeordnet, dass sie den Topdrive 18 zumindest auf vier Seiten, nämlich vorne und hinten sowie rechts und links umgibt. Diese allseitige Umschließung des Topdrives 18 durch die Schallschutzummantelung 50 ist aufgrund der Mastkonfiguration und der ausgehend vom Topdrive 18 beidseitig zu jeweils einem Standbein 20, 22 des Masts 16 reichenden Abstandshalter 30 möglich, indem die Schallschutzummantelung 50 an den Abstandshaltern 30 und/oder am Topdrive 18 angebracht ist und den Topdrive 18 auch auf dessen Rückseite einschließt, wobei als Rückseite des Topdrives 18 diejenige Seite verstanden wird, die mittelbar oder unmittelbar mit den Abstandshaltern 30 verbunden ist. Bei einer besonderen Ausführungsform der Schallschutzummantelung 50 umschließt diese den Topdrive 18 auch an dessen Oberseite und/oder an dessen Unterseite, letzteres unter Freilassung der Elevatorbügel und der Haltezange.
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Einzelne im Vordergrund stehende Aspekte der hier vorgelegten Beschreibung lassen sich kurz wie folgt zusammenfassen: Angegeben werden eine Bohranlage 10 sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Bohranlage 10, wobei die Bohranlage 10 einen Mast 16, einen Gestängeabstellbereich 40 und eine Handhabungseinrichtung 34 umfasst und wobei sich der Gestängeabstellbereich 40 von der Position der Handhabungseinrichtung 34 aus gesehen hinter dem Mast 16 oder gegebenenfalls innerhalb der Grundfläche des Masts 16 und dann zumindest hinter dem Drehtisch 26 befindet. Der Gestängeabstellbereich 40 ist damit unabhängig oder weitgehend unabhängig von der Handhabungseinrichtung 34 verwendbar. Als Bewegungsraum für die Handhabungseinrichtung 34 steht grundsätzlich der gesamte, bei bisherigen Bohranlagen vom Gestängeabstellbereich 40 belegte Platz zur Verfügung.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Bohranlage
- 12
- Unterbau
- 14
- Arbeitsplattform (drill floor)
- 16
- Mast
- 18
- Topdrive
- 20
- (erstes) Standbein
- 22
- (zweites) Standbein
- 24
- Zwischenraum (zwischen den Standbeinen)
- 26
- Drehtisch
- 28
- Kronenblock
- 30
- Abstandshalter
- 32
- Positionierungseinrichtung
- 34
- Handhabungseinrichtung
- 36
- Bohrgestängeelement
- 38
- Gestängelager
- 40
- Gestängeabstellbereich
- 42
- Fingerbühne
- 44
- Gestängezuführbereich
- 46
- Schwenkarm
- 48
- Manipulator
- 50
- Schallschutzummantelung
