DE1811265A1

DE1811265A1 - Vorrichtung zum Ausfuehren von Arbeiten an einem Unterwasser-Bohrlochkopf

Info

Publication number: DE1811265A1
Application number: DE19681811265
Authority: DE
Inventors: Johnson Glenn Donnell
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1967-11-29
Filing date: 1968-11-27
Publication date: 1969-07-24
Also published as: NL6816932A; GB1215830A; US3463226A; FR1593496A

Description

. Die Erfindung bezieht sich auf in Küstennähe unter
Wasser angelegte Tiefbohrungen, die sich durch verschiedene Erdformationen erstrecken, und bei denen die Bohrlochkopfausrüstung der Tiefbohrung unter der Wasseroberfläche angeordnet ist«, Insbesondere betrifft die Erfindung Einrichtungen zum Betätigen von Vorrichtungen$, die in der Nähe eines Unterwasser-Bohrlochkopfes angeordnet sind oder Bestandteile des Bohrlochkopfes bilden.

Genauer gesagt" sieht die Erfindung Verbesserungen bezüglich der in den Patenten 1 150 638 und 1 205 924 beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen vor_e Da in den genannten Patenten die Geschichte des Anlegens und Fertigstellens von Tiefbohrungen im Meeresboden zur Gewinnung von Öl und Gas
ausführlich behandelt ist, dürfte es sich erübrigen, hier
erneut auf die Entwicklung der Technik bis zu den genannten. Patenten näher einzugehen»

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Es ist bereits eine fernsteuerbare Betätigungsvorrichtung bekannt, die in einem Gewässer herabgelassen und zeitweilig so mit einem Unterwasser-Bohrlochkopf verbunden werden kann, daß sie sich um den Bohrlochkopf herum bewegen kann, um die Durchführung verschiedener Arbeitsschritte zu ermöglichen, z.B. das Einstellen, Anschließen oder Entfernen eines unter Wasser angeordneten Bohrlochkopfes oder von Teilen desselben oder von dem Bohrlochkopf zugeordneten Vorrichtungen« Diese bekannte Betätigungsvorrichtung umfaßt einen drehbaren, zum Erfassen eines Gegenstandes geeigneten Arm, der in der Iahe der Bohrlochkopfbaugruppe in jeder gewünschten Richtung in einer senkrechten oder waagerechten Ebene bewegt werden kann. Der drehbare Arm trägt am.einen Ende Greiferteile und am anderen Ende einen Kopf, der nach Art eines Schraubenschlüssels mit einer Mutter zusammenarbeiten kann·« Daher ist es schwierig, die Betätigungsvorrichtung zu handhaben, wenn es erwünscht ist, eine Kopfschraube mit Hilfe des Schraubenschlüsselkopfes zu drehen und gleichzeitig einen Teil der Einrichtung festzuhalten, in die die Schraube eingebaut ist, oder der sich in unmittelbarer Nähe der Schraube befindet».

Bei der erwähnten bekannten Vorrichtung ist die Anordnung derart, daß das Greifelement bei Bedarf gegen den Schraubenschliisselkopf ausgetauscht werden kann<, Diese Kon— struktion ist jedoch weniger zweckmäßig, da man die Betätigungsvorrichtung an die Wasseroberfläche bringen muß, damit die erwähnten Teile ausgewechselt werden können«,

Die Hauptaufgabe der Erfindung b~steht nunmehr darin, eine Vorrichtung zum Betätigen von Einrichtungen oder Bauteilen zu schaffen, die in der Hähe eines unter Wasser angeordneten Bohrlochkopfes oder auf diesem angeordnet sind₀ Ferner sieht die Erfindung eine fernsteüerbare Betätigungsvorrichtung vor, die so ausgebildet ist, daß sie es ermöglicht, gleichzeitig einen Bestandteil einer Vorrichtung zu erfassen und eine Schraube zu dreh-en, die in unmittelbarer Nähe des erwähnten Bestandteils angeordnet; oder von diesem Bestandteil getragen ist« Weiterhin sieht die. Erfindung ein einfaches und zuverlässiges Verfahren vor? das,e.s ermöglicht, zahlreiche

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Werkzeuge miteinander zu .Kombinieren, die an einem gemeinsamen langgestreckten Bauteil befestigt sind₀

Die Vorrichtung nach der Erfindung umfaßt eine Bohrlochkopfbaugruppe, die unter V/asser an der Mündung einer Tiefbohrung angeordnet ist, welche in den unter dem Boden des Gewässers liegenden Erdformationen angelegt worden ist. Die Bohrlochkopfbaugruppe umfaßt Bestandteile mit beweglichen Teilen sowie einen Rohrstrang, der nahe seinem oberen Ende an der Bohrlochkopfbaugruppe befestigt ist. Dieser Rohrstrang erstreckt sich nach unten in die Erdformation hinein und dient dazu, die BohrIochkopfbaugruppe in der Erdformation zu verankern. Eine Betätigungsvorrichtung kann im Wasser herabgelassen werden, sie " kann lösbar in der Iahe der Bohrlochkopfbaugruppe angeordnet werden, und sie kann an der Bohrlochkopfbaugruppe befestigt werden» Die an der Betätigungsvorrichtung vorgesehenen Arme umfassen Greiferteile, die geöffnet und geschlossen werden können, uin einen Bestandteil der Bohrlochkopf ausrüstung zu erfassen. Ferner können die Greiferteile mit einem dem Kopf eines Schraubenschlüssels ähnelnden Einsatzstück versehen sein, mittels dessen Schrauben gedreht werden können, deren Köpfe in die Öffnung des Einsatzstücks passen_o

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert, *

Figo 1 zeigt schematisch die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung in der Nähe einer auf dem Boden eines Gewässers angeordneten Bohrlochkopfbaugruppe·

Fig. 2 ist ein senkrechter Schnitt durch eine Ausführungsform eines Arms der Betätigungsvorrichtung nach Fig. 1.

Figo 3 ist ein Schnitt längs der Linie 3-3 in Fig» 2.

Fig. 4 und 5 zeigen im Längsschnitt eine zweite Ausführungsform eines Arms der Betätigungsvorrichtung nach Fig. 1, wobei die Greiferteile in ihrer geschlossenen bzw. in ihrer geöffneten Stellung wiedergegeben sind.

In Pig. 1 erkennt man eine einen Unterbau bildende Bohrlochkopfbaugruppe 11, die sich vom Boden 12 eines Gewässers 13 aus nach oben erstreckt» Eine nicht dargestellte Betätigungsstation ist an der Oberfläche des Gewässers 13 annähernd oberhalb der Baugruppe 11 angeordnet. Diese Betätigungsstation kann Vorrichtungen umfassen, mittels deren eine Betätigungsvorrichtung 14 mit Hilfe eines Seils 15 gehoben und gesenkt werden kanne Von der Baugruppe 11 aus erstreckt sich auf bekannte Weise ein Rohrstrang 11a in den Boden 12 des Gewässers bzw«- die darunter liegende Formation» Zwar zeigt Fig..1 eine Anordnung, bei der die Bohrlochkopfbaugruppe 11 dem Boden 12 des Gewässers unmittelbar benachbart ist, doch sei bemerkt, daß es in vielen Fällen, z.B. wenn der Boden 12 sehr schlammig ist, zweckmäßig sein kann, die Baugruppe 11 auf dem oberen Ende des Rohrstrangs 11a in einem gewissen Abstand oberhalb des Bodens 12 anzuordnen.

In der vorliegenden Beschreibung bezeichnet der Ausdruck "Bohrlochkopfbaugruppe" jede Anordnung von Bauteilen, die fest oder lösbar mit dem oberen Ende eines oder mehrerer Rohrstränge verbunden sind, welche sich in den Boden 12 des Gewässers hinein erstrecken, und zwar während der Bohrarbeiten, der Fertigstellung, des laufenden Betriebs, der Durchführung weiterer Arbeitssiihritte oder bei an der Tiefbohrung auszuführenden Wartungsarbeiten. Somit kann die Bohrlochkopfbaugruppe während des Niederbringens einer Tiefbohrung bestimmte Teile umfassen, z.B. Ausbruchschieber, Abfangkeile usw., die entfernt werden, wenn das Bohrloch in Betrieb genommen wird. Ferner kann es bei einer in Betrieb befindlichen Tiefbohrung erforderlich sein, bestimmte Teile der Bohrlochkopfgruppe zu entfernen, um die Durchführung bestimmter Wartungsarbeiten zu ermöglichen«

Die Baugruppe 11 trägt ferner an ihrem oberen Ende eine sich in einem Abstand von der Baugruppe um diese herum erstreckende Führungsschiene 16 zum Aufnehmen der Betätigungsvorrichtung 14. Die Betätigungsvorrichtung wird normalerweise von der Schiene 16 getragen, und an der Vorrichtung ist ein Betätigungskabel oder Seil 15 befestigt, das von der Betätigungsstatmon aus herabhängt. Das Kabel bzw. die Betätigungsleitung

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15 ermöglicht es, der Betätigungsvorrichtung 14 von der Betätigungsstation aus elektrische und/oder hydraulische Energie zuzuführen, um bestimmte Teile, z_oB. Ventile, der Bohrlochkopfbaugruppe zu betätigen und bestimmte Bauteile an dem Unterbau mit Hilfe von Schrauben oder anderen Befsstigungsvorrichtungen zu befestigen.·

Die Betätigungsvorrichtung 14 umfaßt ein Gehäuse, das mit Hilfe der Leitung 15 herabgelassen werden kann; das Gehäuse 17 ist mit·Propellern 18 versehen, so daß es in die richtige Lage gebracht v/erden kann, bei der es möglich ist, das Gehäuse mit Hilfe von zwei Laufrädern 19 auf der Schiene 16 anzuordnen^ wenn die Räder 19 auf der Schiene 16 laufen, bewegt sich die Vorrichtung 14 längs des Umfangs der Baugruppe 11, während zwei Stützräder 20 mit der Außenfläche des einen größeren Durohmesser aufweisenden Rohrs 21 zusammenarbeiten, das auf bekannte Weise einen Bestandteil des Unterbaus 11 bildet.

Die Betätigungsvorrichtung 14 umfaßt mindestens einen gemäß Figo 1 vorzugsweise waagerecht angeordneten Arm, der nach innen und außen sowie nach oben und unten bewegt oder gedreht werden kannj diese Bewegungen werden durch eine Bedienungsperson gesteuert, die sich an der Betätigungsstation befindete Im vorliegenden Fall würde der bewegliche Arm 22 mit einer kombiniereten Greif- und Schraubensohlüsselvorrichtung 23 versehen sein, so daß die Vorrichtung mit beweglichen Bauteilen, z.B, Schrauben 23a, der Bohrlochkopfbaugruppe 24 zusammenarbeiten kann. Auf der Betätigungsvorrichtung 14 sind vorzugsweise Lampen 25 und eine Fernsehkamera 26 angeordnet, die^allseitig verstellbar sind und normalerweise dazu dienen, die Durchführung der gewünschten Arbeiten mit Hilfe der kombinierten Greifer- und Schraubenschlüsselvorrichtung 23 zu beobachten oder die Vorrichtung auf eine der Schrauben 23a auszurichten« Ein mit der Leitung 15 verbundener beweglicher Betätigungsarm 2? ist mit der Betätigungsvorrichtung 14 gelenkig verbunden, damit die Vorrichtung betätigt werden kann.

Die in Figo 2 dargestellte Ausführungsform des Arms 22 umfaßt ein Stangengehäuse 28, das auf dem oberen Ende eines stehenden-Säulenteils, z.B. des in Fig. k dargestellten Säulen-s-

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teils 29x angeordnet ist; das Säulenteil ist gleicKäoiisig mit■■'-dem Gehäuse 17 der Betätigungsvorrichtung 14 in "dem Gehäuse" gelagert und kann im Wege der Fernsteuerung so betätigt werden, daß eine Stange 30 bezüglich ihrer Höhenlage eingestellt und gegenüber dem Gehäuse 17 gedreht werden kann. Die roiirförmige Stange 39 ist in dem Stangengehäuse 28 gleichachsig mit diesem angeordnet und so gelagert₉ daß sie gegenüber dem Gehäuse 28 gedreht und/oder in Richtung ihrer Achse bewegt werden kann_o

Ferner sind gemäß Fig. 2 zwei Trennwände 31 und 32 vorgesehen, die mit dem Stangen- bzw_e Wellengehäuse 28 aus einem Stück bestehen oder damit verbunden sind und eine Kolbenkammer

33 abgrenzen. Das innere Ende der Welle 30 trägt einen in der Kammer 33 hin- und herbewegbaren Kolben 34· Der Kammer 33 kann ein hydraulisches Druckmittel über zwei Schläuche 35 und 36 zugeführt werden.

Der erste Schlauch 35 ist an einem Ende an eine nicht dargestellte Druckmittelquelle angeschlossen, während sein anderes Ende mit einem sich durch die Trennwand 31 erstreckenden Kanal 37 verbunden ist» Der zweite Schlauch 36 steht an einem Ende in Verbindung mit einer ebenfalls nicht dargestellten Druckmittelquelle, während sein anderes Ende an einen sich durch die Trennwand 32 erstreckenden Kanal 38 angeschlossen ist.

Während des Betriebs der Vorrichtung arbeitet ein Kolben

34 roi"fc de:r zylindrischen Bohrung 39 des Gehäuses 28 so zusammen, daß beim Zuführen eines hydraulischen Druckmittels über den Schlauch 35 die Welle 30 -aus dem Gehäuse 28 ausgeschoben wird«, Wird die Strömungsrichtung des hydraulischen Druckmittels umgekehrt, d.ho wird das Druckmittel über den Schlauch 36 zugeführt, wird die mit dem Kolben 34 aus einem Stück "bestehende oder auf andere Weise damit verbundene Welle 30 zurückgezogen»

Damit die Welle 30 gedreht werden kann_g ist gemäß Fig«, 2 ein Elektromotor 40 vorgesehen^ der bei 41 an dem Wellengehäu— se 28 befestigt und bei 42B mit einer Keilwelle 42 gekuppelt istf die Keilwelle 42.arbeitet mit einer Innenkeilverzahnung 43 der Welle 30 zusammen* Die Keilwelle 42 ragt durch ein lager 44, das in eine Trennwand 45 eingebaut ist_s welche mit dem

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Gehäuse 28 aus einem Stück besteht oder auf andere V/eise damit verbunden ist, Ferner ragt die Keilwelle 42 durch einen in eine Uffnung 47 der Trennwand 31 eingebauten Dichtungsring 46. Der Kolben 34 trägt ebenfalls einen Dichtungsring 48, der sich über den Umfang des Kolbens erstreckt und mit der Viand der Bohrung 39 zusammenarbeitet«, Die Welle 30 ragt durch einen in eine Öffnung 50 der Trennwand 32 eingebauten Dichtungsring 49·

Beim Gebrauch der Vorrichtung dient die Betätigung des Motors 40 mit EiIfe nicht dargestellter elektrischer Steuervorrichtungen über mit dem Motor verbundene Leitungen 51 dazu, Sie Welle 30 anzutreiben und den Antrieb zu regeln.

Gemäß !ig. 2 trägt das äußere Ende der Welle 30 einen Be- j tätigungskopf 52, der auf einem mit der Welle 30 aus einem Stück bestehenden, einen größeren Durchmesser aufweisenden becherförmigen Abschnitt 53 angeordnet ist_o Die obere Greifbacke 54 des Kopfes 52 ist auf einem Fortsatz einer Stirnwand 73 des Becherabschnitts 53 mit Hilfe einer Achse 55 drehbar gelagerte -ferner ist eine untere Greif backe 56 vorgesehen, die mit dem unteren Abschnitt 57 des Becherabschnitts 53 aus einem Stück besteht. Mit dem oberen Backenteil 54 ist ein Gestängeglied 58 gsäsxädag* verbunden. Das Gestängeglied 58 hat einen Schlitz 59, der mit einem Zapfen 60 zusammenarbeitet, welcher mit dem freien Ende einer Stange 61 aus einem Stück besteht oder auf andere Weise damit verbunden ist. Der Zapfen 60 gleitet in dem Schlitz 59, wenn die Stange 61 in einer Kolbenkammer | 62 in der einen oder anderen axialen Richtung bewegt wird. Die IColbenkammer 62 ist durch zwei Trennwände 63 und 64 abgegrenzt» Das andere Ende der Stange 61 ist an einem Kolben 65 befestigt, der einen mit der Wand der Bohrung 67 der Kammer 62 zusammenarbeitenden Dichtungsring 66 trägt. Eine elastische Schraubenfeder 68 stützt sich am einen Ende an der Trennwand 63 und am anderen Ende an dem Kolben 65 ab. Die Stange 61 ist gegenüber einem in eine öffnung 70 der Trennwand 64 eingebauten Dichtungsring 69 verschiebbar· Ferner kann sich die Stange 61 gegenüber einem in eine Öffnung 72 der Trennwand 73 eingebauten Dichtungsring 71 bewegen,.

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Ein hydraulisches Druckmittel kann der Kolbenkamrner 62 über einen Schlauch 74 zugeführt werden, dessen eines Ende an eine nicht dargestellte Druckmittelquelle angeschlossen werden kann» und dessen anderes Ende mit einem sich durch den unteren Teil 67 der Kolbenkammer 62 erstreckenden Kanal 75 verbunden ist. Der Schlauch 74 kann sich in einem Längsschlitz 76 des Y/ellengehäuses 28 hin- und herbewegen.

Ein Schraubenschlüsselkopf 77 ist am äußersten Ende 78 des Betätigungskopfes 52 ausgebildet oder daran befestigt. Die Längsachse des Schraubenschlüsselkopfes 77 fällt vorzugsweise mit der Längsachse des Arms 22 der Betätigungsvorrichtung 14 zusammen.

Der Schraubenschlüsselkopf 77 ermöglicht es, den Kopf einer der Schrauben 23a aufzunehmen und die betreffende Schraube in der einen oder anderen Ricntung zu drehen.

Zum Gebrauch wird die Betätigungsvorrichtung 14 im Wasser herabgelassen und in der weiter oben beschriebenen Weise mit dem Unterbau 11 verbunden, so daß sie sich längs der Führungsschiene 16 bewegen kann«. Die Greifer- und Schraubenschlüsselvorrichtung 23 des Arms 22 kann in Eingriff mit dem gewünschten Teil des Bohrlochkopfes gebracht werden» Beispielsweise kann man Schläuche und Führungsseile mit Hilfe des Greiferteils, d.h., der Backen 54 und 56, der kombinierten Vorrichtung 23 in die richtige Lage gegenüber dem Unterbau 11 bringen und sie mit der Bohrlochkopfbaugruppe und/oder Leitungsanschlüssen verbinden. Der Schraubenschlüsselkopf 77 arbeitet gleichzeitig mit den in Frage kommenden Schrauben der Bohrlochkopfbaugruppe zusammen, ohne daß es im Gegensatz zu den bis jetzt bekannten Vorrichtungen erforderlich ist, die Vorrichtung 14 zur Viasseroberfläche zu bringen und Werkzeuge auszuwechseln.

Die Betätigungsvorrichtung 14 wird in der Weise ferngesteuert, daß die mit der Keilwelle 42 gekuppelte Welle 30 mit Hilfe des Motors 40 gegenüber dem Gehäuse 28 gedreht wird. Um die Yifelle 30 gegenüber dem Gehäuse 28 auszuschieben oder zurückzuziehen, kann man das hydraulische Druckmittel der Kolbenkammer 33 über den Schlauch 35 bzw« den Schlauch 36 zuführen.

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Der Betätigungskopf 52 der Greifer- und Schraubenschlüsse !vorrichtung 23 wird unabhängig von der Welle 30 betätigt. Wenn ein hydraulisches Druckmittel der Kolbenkammer 62 über den Schlauch 74 zugeführt bzw. aus der Kolbenkammer abgelassen wird, wird die mit dem unter Jederspannung stehenden Kolben 65 verbundene Stange 61 zurückgezogen bzw. ausgeschoben. Das freie Ende der Stange 62 trägt den Betätigungskopf 52 mit dem Gestängeglied 58, das mit dem oberen Backenteil' 54 verbunden ist. Das Gestängeglied 58 weist einen Schlitz 59 auf, mit dem der Zapfen 60 der Stange 61 zusammenarbeitet, so daß die obere Backe 54 um einen Zapfen 55 geschwenkt werden kann, der in einen Portsatz der Trennwand 73 eingebaut ist₀ -

Pig. 4 und 5 zeigen eine weitere Ausführungsform eines Arms 22 mit einem Wellengehäuse 80, das auf dem oberen Ende eines stehenden Säulenteils 29 angeordnet und auf geeignete Weise damit verbunden ist; das Säulenteil 29 erstreckt sich in axialer Sichtung durch das Gehäuse 17 der Vorrichtung 14 und kann in der bezüglich des Arms 22 nach Pig. 2 beschriebenen V/eise lerngesteuert werden.

Zwei Trennwände 81 und 82, die an dem Wellengehäuse 80 ausgebildet oder mit ihm z.B_o durch Schrauben 83 bzw_e 84 verbunden sind, begrenzen eine Kolbenkammer 85 für einen Kolben 86, der am inneren Ende der Welle befestigt ist und in der Kammer 85 hin- und herbewegt werden kann. Ein hydraulisches Druckmittel | kann der Kammer 85 jeweils über einen von zwei Schläuchen 88 und 89 zugeführt werden.

Der erste Schlauch 88 ist mit einem Ende an eine nicht dargestellte Druckmittelquelle angeschlossen, während sein anderes Ende mit einem sich durch die Wand des Gehäuses 80 erstreckenden Kanal 90 verbunden ist„ Der zweite Schlauch 89 steht ebenfalls in Verbindung mit der nicht dargestellten Druckmittelquelle und ist an einen sich durch die Wand des Gehäuses 80 erstreckenden Kanal 91 angeschlossen.

Beim Gebrauch der Vorrichtung arbeitet der Kolben 86 mit der zylindrischen Bohrung 92 des Gehäuses 80 so zusammen, daß die Welle 87 beim Zuführen-des hydraulischen Druckmittels über

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den Schlauch 89 aus dem Gehäuse 80 ausgeschoben \vird_e Beim Zuführen des hydraulischen Druckmittels über den anderen Schlauch 88 wird die mit dem Kolben 86 zusammenhängende oder daran befestigte Welle 87 in das Gehäuse 80 zurückgezogen.

Der Kolben 86 ist mit einem inneren Dichtungsring 93. und einem äußeren Dichtungsring 94 versehene Ein Dichtungsteil 95» das auf seiner Außenseite einen Dichtungsring 96 trägt und eine Dichtungspackung 97 umschließt, liegt an der Trennwand 81 an und besitzt eine Öffnung, in der die Welle 8-7 verschiebbar gelagert ist. Damit die Welle 87 angetrieben werden kann, ist ein mit Hilfe eines" Druckmittels zu betätigender Kotor" 98 z.B. mit Schrauben 84 mit der Trennwand 82 verbunden. Der Motor 98 ist über die Motorwelle 99 mit einer Keilwelle 100 verbunden, die mit einer Innenkeil verzahnung 101 der v/elle 87 zusammenarbeitet. Die Welle 100 ragt durch ein lager 102, das in eine Trennwand 103 eingebaut ist, welche mit dem Gehäuse 80 ebenfalls durch Schrauben 84 verbunden ist«, Auf beiden Stirnflächen der Trennwand 103 sind Dichtungsringe 104 vorgesehen« Wenn das hydraulische Druckmittel dem Motor 98 über einen der Schläuche 105 und 105B zugeführt wird,, kann die Welle 87 auf bekannte Weise in der einen oder anderen Richtung gedreht werden.

Gemäß Figo 4 trägt das äußere Ende der Welle 87 einen Betätigungskopf 106, der mit seinem inneren Ende in einem einen größeren Durchmesser aufweisenden Becherförmigen Abschnitt 107 der Welle 87 angeordnet ist» Das obere Greifbackenteil 108 des Kopfes 106 umfaßt einen rohrförmigen Verlängerungsabschnitt 109» der in den becherförmigen Abschnitt 107 der Welle ragt und mit einem die Einwärtsbewegung gegenüber der Welle begrenzenden Anschlagabschnitts 110 versehen ist. Ein unteres Greifbackenteil 110 ist in dem Kopf 106 mit Hilfe eines fest in das Bauteil 108 eingebauten Bolzens 112- drehbar gelagerte Ein Gestängeglied 113 verbindet das Greifbackenteil 111 über eine Gelenkachse 113 mit einer Kolbenstange 114» die durch einen Gelenkbolzen 113b mit einem in einer Kolbenkammer 116 arbeitenden Kolben 115 verbunden ist» Der Kolben 115 trägt auf seiner Außenseite ebenfalls mehrere Dichtungsringe 117» Eine Druckfeder 118 stützt sich mit einem Ende an einem Betätigungs·»

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bolzen 119 ab, dessen anderes Ende mit dem oberen ^'eil 120 des unteren Backenteils 111 zusammenarbeitet,während sich das andere Ende der Feder an einem Bauteil 121 abstützt, das in das obere Backenteil 108 eingeschraubt oder auf andere ¥/eise eingebaut ist.

Ein bewegliches Ringteil 122 ist auf dem Betätigungskopf 106 so angeordnet, daß sich der Kopf in dem Ringteil drehen und sich das Ringteil in axialer Richtung zusammen mit dem Kopf 106 drehen kann« Eine hohle Führungsstange 125 ist mit dem Ringteil 122 z'.B«. durch eine Gewindeverbindung 124 verbunden und so angeordnet, daß sie sich gegenüber einer Buchse 125 verschieben kann, die in einen Ansatz 126 des Gehäuses 80 einge- % baut ist, so daß drehende Bewegungen des Ringteils 122 gegenüber dem Wellengehäuse 80 verhindert werden»

Ein Schlauch 127 ist gemäß Fig. 4 mit dem freien Ende der I¹ ührungsstange 123 verbunden, so daß er auch in Verbindung mit einem sich durch das Ringteil 122 erstreckenden Kanal 129 steht. Der Kanal 129 führt zu Öffnungen 130 eines zentralen Abstandsrings 130a einer insgesamt mit 131 bezeichneten Dichtungsanordnung. Die Öffnungen 130 führen zu einem sich durch den Verlängerungsabschnitt 109 erstreckenden Kanal 132. Zwischen dem Abschnitt 109 und einem Zylinder 134 ist ein Ringraum 133 vorgesehen. Durch den Zylinder 134 erstreckt sich eine Bohrung 135, und ein Stift 136 hält den Verlängerungsabschnitt 109 in | dem becherförmigen Abschnitt 107 der Welle in seiner lage. Der Stift 136 kann sich in einem Spalt 137 zwischen dem Ringteil 122 und dem Becherabschnitt 107 der Welle bewegen.

Ein Schraubenschlüsselkopf 138 ist am äußersten Ende 139 des Betätigungskopfes 106 ausgebildet oder mit. diesem fest verbunden. Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 bildet der Schraubenschlüsselkopf vorzugsweise ein gesondertes Bauteil 140, das in eine Bohrung 141 im äußeren Ende 139 des Bauteils 108 eingebaut und darin durch einen Stift 142 festgelegt ist. Die Längsachse der Öffnung 138 des Schraubenschlüsselkopfes fällt mit der längaachse der Welle 87 zusammen, wie es weiter oben schon an Hand von Pig. 2 beschrieben wurde. Man kann eine

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annehmbare Deckplatte 143 vorsehen, um alle Gelenktoolzen in ihrer lage zu halten, wenn die Platte 143 mit Hilfe von nicht dargestellten Schrauben oder anderen Befestigungsvorrichtungen befestigt worden ist» Bei dieser Anordnung ist das Gestänge— glied 113 im Bedarfsfall leicht zugängliche

Wenn sich beim Gebrauch der Vorrichtung der Arm 22 und die Welle 87 in der weiter oben beschriebenen Stellung befinden, kann das hydraulische Druckmittel der Kammer 116 zugeführt werden, um den Kolben 115 so zu betätigen, daß das untere Backenteil 111 in seine in Pig. 4 gezeigte Greifstellung gebracht wird. Eine mit dem Backenteil 111 zusammenarbeitende Druckfe-φ der 118 kann gemäß· Fig. 5 das untere Backenteil 111 in seine Öffnungs- oder Freigabestellung zurückführen«,

Das als Schleifring wirkende Hingteil 122 ermöglicht es, das hydraulische Druckmittel dem Raum hinter dem Kolben 115 zuzuführen, so daß das Backenteil 111 unabhängig von Drehbewegungen und axialen Bewegungen der Welle 87 betätigt werden kann. Das hydraulische Druckmittel wird von einer nicht dargestellten Druckmittelquelle aus über den Schlauch 127 dem Hohlraum der Führungsstange 123 zugeführt. Von dort aus strömt das Druckmittel dann durch, die Öffnungen 130 des ringförmigen Bauteils 130a, durch den Kanal 132 des rohrförmigen Verlängerungsabsehnitts 109 und zu dem Ringraum 133 zwischen dem Zylinder P 134 und dem Abschnitt 109* Von dort aus gelangt das Druckmittel über die Bohrung 135 zu <fer Kolbenkammer 116, so daß der Kolben 115 aus seiner Freigabestellung nach Fig* 5 in die in Fig. 4 gezeigte Greifsteilung bewegt wird» Hierbei bewirkt das Gestängeglied 113, daß das.Backenteil 111 nach innen geschwenkt wird, damit ein Schlauch? ein Führungsseil oder dergleichen erfaßt wird. Der obere Abschnitt 120 des Backenteils 111 legt sich . hierbei an den unter Feüerspannung stehenden Bolzen 119 an und behält diese Stellung bis zur Freigabe des Baokenteils bei«,

Hach dem Schließen der Backenteile kann der Motor 98 in Betrieb gesetzt werden^ um die mit dem rohrförmigen Abschnitt 109. durch den Bolzen 136 gekuppelte Welle 87 zu drehen. Auf diese Weise kann des· Sehraubensehlüsselkopf 138, der'einen

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Sc-hraubenkopf aufgenommen hat, in der schon an Hand von Pig· "beschriebenen Weise gedreht werden. Schließlich kann man das Druckmittel aus der Kammer 116 abführen, damit sich der Kolben 115 gemäß Mg. 5 nach rechts in die Freigabestellung bewegt und die Welle 87 in der weiter oben beschriebenen ?/eise zurückgezogen werden kann<>

Die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung kann benutzt werden, um Arbeiten an Bohrlochausrüstungen beliebiger Konstruktion durchzuführen, die unter Wasser angeordnet und mit einer oder mehreren geeigneten führungen versehen sind, längs deren die Betätigungsvorrichtung bewegt werden kann, um sie je- j weils in die richtige Winkelstellung gegenüber der betreffen- ' den Konstruktion zu bringen_e Solche uuter Wasser angeordnete Produktionseinrichtungen können eine Bohrlochkopfbaugruppe mit den zugehörigen leitungen umfassen, wie es eingangs erwähnt wurde, ferner können andere Produktionseinrichtungen, z.B_o Unterwasserbehälter, vorgesehen sein, die unter Wasser angeordnet sind und dazu dienen, das aus einer Unterwassertiefbohrung austretende flud zu sammeln, zu lagern oder zu messen, oder dazu, das gewonnene flud zu behandeln oder seine Bestandteile zu trennen und dann die verschiedenen Phasen des fludes weiterzuleiten. Wenn Unterwasserbehälter benutzt werden, werden sie vorzugsweise um eine Bohrlochkopfbaugruppe herum so angeordnet, daß die Betätigungsvorrichtung auf den zugehörigen Schienen an- | geordnet werden kann, und daß es lediglich erforderlich ist, den Arm der Vorrichtung so zu schwenken, daß er sich von der Bohrlochkopfbaugruppe weg nach außen erstreckt, um bewegliche Teile von normalen Produktionsvorrichtungen, z„B₀ Ventile, Verbindungsteile, Standhöhenregler uswo zu erfassen bzw. zu steuern bzw. einzustellen. Berner könnte man Produktionseinrichtungen für Tiefbohrungen, die mit einer Schiene für eine Betätigungsvorrichtung versehen sind, auf dem Meeresboden zwischen zwei oder mehr Bohrlöchern anordnen.

Der ein- und ausschiebbare Arm mit dem kraftbetätigten Schraubenschlüsselkopf nach der Erfindung kann auf beliebige geeignete Weise ausgebildet sein«, Alternativ kann man die

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Greiferelemente der Argjs mit einem Schraubenschlüsselkopf.:'.-· „■/. . (nicht dargestellt) versehen^ der gegen die Achse des Arms 'um 90° versetzt ist und dazu dienen kann. Schrauben öder andere Vorrichtungen zu drehen ₉ deren Achsen im rechten Winkel zur Achse des Arms verlaufen» Yfeiterhin könnte man die Arme mit Dehnungsmessern ausrüsten, damit das Drehmoment gemessen werden kann, das durch den kraftbetätigten Schraubenschlüsselkopf auf das zu betätigende Element aufgebracht wird»

!Patentansprüche

Claims

PATEUTA -IT SPRÜCHE

1. Vorrichtung zum Durchführen von Arbeiten an einem unter Wasser angeordneten Bohrlochkopf, wobei die Durchführung der Arbeiten von einer oberhalb der Wasseroberfläche liegenden Betätigungsstation aus gesteuert wird, gekennzeichnet durch eine Bohrlochkopfbaugruppe (11) die unter der Wasseroberfläche und am oberen Ende einer Tiefbohrung angeordnet ist, die in die unter dem Boden des Gewässers liegenden Erdformationen gebohrt worden ist, wobei die Bohrlochkopfbaugruppe Vorrichtungen mit bewegbaren Teilen umfaßt, sowie durch eine Betätigungsvorrichtung (14), die in der Nähe der Bohrlochkopfbaugruppe angeordnet und lösbar mit dieser Baugruppe verbunden werden kann, und einen durch die Betätigungsvorrichtung unterstützten Arm (22), der eine G-reifvorrichtung (23, 106) umfaßt, die geöffnet und geschlossen werden kann, um einen Teil der Bohrlochkopfausrüstung freizugeben oder zu erfassen, sowie einen durch die Greifvorrichtung unterstützten Schraubenschlüsselkopf (77, 140), der mit dem Kopf einer Schraube zusammenarbeiten kann, um die Schraube zu drehen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Arm auf der Betätigungsvorrichtung waagerecht angeordnet ist, c. iß die G-reif vorrichtung mit einer sich innerhalb des Arms und parallel zu diesem erstreckenden Welle (30, 87) gekuppelt ist, und daß die Betätigungsvorrichtung eine mit der Welle gekuppelte Kraftmaschine (40, 98) zum Ausschieben ι id Zurückziehen der Welle gegenüber dem Arm umfaßt.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η ζ e i c h" net» daß die Betätigungsvorrichtung eine zweite Kraftmaschine umfaßt, die mit der 7/elle gekuppelt ist und dazu dient, die Welle gegenüber der Betätigungsvorrichtung zu drehen.

4· Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifvorrichtung mindestens ein erstes bewegbares Bauteil (5^, 111) umfaßt, das unter Federvorspannung in Richtung auf ein zweites, nicht bewegbares Bauteil (56, 108) bewegbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4» dadurch g e k e η η zeichnet, daß das erste bewegbare Bauteil ein unteres, unter Federspannung stehendes drehbar gelagertes Backenteil umfaßt, daß das zweite nicht bewegbare Bauteil ein ortsfestes oberes Backenteil umfaßt, das mit einer Druckfeder (118) versehen ist, die sich an einem Bolzen (119) abstützt, der mit dem unteren Backenteil zusammenarbeitet, und daß die Druckfeder den Bolzen gegenüber dem oberen Backenteil nach außen vorspannt, so daß es gegenüber dem nicht bewegbaren zweiten Backenteil in seiner Öffnungs- oder Freigabestellung gehalten wird·

6* Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem unteren Backenteil gekuppeltes Gestängeglied (113) vorgesehen ist,, daß eine Kolbenstange (114) gelenkig mit dem Gestängeglied verbunden ist, daß an der Kolbenstange ein Kolben (115·)- befestigt ist, mittels dessen das erste und das zweite Baokenteil geöffnet und geschlossen werden können, daß mit dem Kolben eine dritte Antriebsvorrichtung zusammenarbeitet, um die Kolbenstange gegenüber dem Arm auszuschieben bzw· zurückzuziehen;, und daß die dritte Antriebsvorrichtung unabhängig von der ersten und der zweiten Kraftmaschine betätigt werden kann.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubenschlüsselkopf durch das zweite, nicht bewegbare Backenteil unterstützt ist, daß seine Öffnung (138) gegenüber der Kolbenstange nach außen gerichtet iet, und daß seine Längsachse mit der Längsachse der Kolben«

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stange zusammenfällt,

8. Vorrichtung nacli Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste bewegbare Bauteil ein oberes Backenteil (54) umfaßt, das gegenüber dem zweiten, nicht bewegbaren Backenteil (56) in eine Greifstellung gebracht werden kann, daß eine Kolbenstange (61) an einem Ende mit dem bewegbaren ersten Backenteil verbunden ist, daß mit dem anderen Ende der Kolbenstange ein unter Federspannung stehender Kolben (65) verbunden ist, daß das nicht bewegbare zweite Backenteil an dem Arm befestigt ist, daß der Schraubenschlüsselkopf durch das nicht bewegbare zweite Backenteil unterstützt ist, daß sich die Öffnung des Schraubenschlüsselkopfes gegenüber der Kolbenstange nach außejj erstreckt, daß die Längsachse des Schraubenschlüsselkopfes mit der Längsachse der kolbenstange zusammenfällt, und daß eine dritte Antriebsvorrichtung vorgesehen ist, die mit dem Kolben zusammenarbeitet, damit der Kolben unabhängig von der ersten und der zweiten Antriebsvorrichtung betätigt werden kann.

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