DE1932230A1 - Unterwasserfoerderanlage zum Anschliessen an mindestens eine Unterwassertiefbohrung - Google Patents

Description

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Beschreibung zu der Patentanmeldung

SHELI INTERNATIONALE RESEAROH MAATSOHAPPIJ U.V.,"

Haag, Niederlande

betreffend

ITnterwasserförderanlage zum Anschließen an mindestens eine Unterwassertiefbohrung

Die Erfindung bezieht sich auf Erdölsammelanlagen oder Fördereinrichtungen, die in Küstennahe unter Wasser auf dem Meeresboden angeordnet werden, und sie betrifft insbesondere eine am Meeresboden verankerte Verteilungsund Trennungsstation, die unter Wasser angeordnet ist und dazu dient, Elude zu sammeln, die aus mehreren in Küstennahe unter Wasser angelegten Tiefbohrungen gefördert werden, und diese Plude Produktions- bzw. Abgabevorrichtungen zuzuführen, die entweder in, Küstennähe oder an Land vorgesehen sind»

Bis jetzt werden -Φ-iefbohrungen zum Gewinnen, von Erdöl und Erdgas in Küstennahe unter Wasser unter Benutzung ortsfester Plattformen oder schwimmfähiger oder tauchfähiger Wasserfahrzeuge angelegt· Nach der Beendigung der Tiefbohrarbeiten ragte die Bohrlochausriistitng ebenso wie der am oberen Ende angebrachte Steigrohrkopf nach oben über die Wasseroberfläche hinaus, und der Bohrlochkopf war von einer auf dem Meeresbodeii ortsfest angeordneten Plattform xmgetberu In manchen lallen war die Produktions-

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"oder Fördervorrichtung einschließlich der Behälter vom Trennen, Zumessen und Lagern von Öl und Gas auf einer solchen Plattform angeordnet, und das aus dem Bohrloch gewonnene Flud wurde durch diese Behälter geleitet. In anderen Fällen wurden zentralisierte Förderanlagen, die mehreren Tiefbohrungen zugewordnet waren, auf in den Meeresboden eingerammten Pfählen errichtet und möglichst in der Mitte zwischen den betreffenden Tiefbohrungen angeordnete Dann wurden einzelne Produktions- oder Förderleitungen von den einzelnen Bohrlöchern aus zu der zentralen Förderanlage verlegt, wo die Flude gesammelt, getrennt und/oder behandelt wurden, bevor sie mit Hilfe von Tankschiffen oder durch Rohrleitungen zum Festland gefördert wurden.

Zwar haben sich Anlagen der vorstehend geschilderten Art bei Ölfeidern bewährt, bei denen die Bohrlöcher in einer geringen Wassertiefe angelegt waren, doch lassen sich solche Anlagen für in großer Wassertiefe angelegte Bohrlöcher zum Gewinnen von Öl und Gas entweder überhaupt nicht oder aber nur unter einem übermäßigen Kostenaufwand erstellen. Dies gilt insbesondere dann, wenn das öl und/ oder Gas aus Unterwassertiefbohrungen gefördert wird, bei denen der Bohrlochkopf unter Wasser oder nahe dem Meeresboden angeordnet ist.

Bei der Erschließung zahlreicher ölfelder in der Nähe der pazifischen Küste erweist sich die Verwendung von auf dem Meeresboden angeordneten Förderanlagen als das einzige anwendbare Verfahren. Dies gilt insbesondere für Ölfelder, die in einer Wassertiefe von 100 bis 300 m liegen, so daß die Verwendung einer ortsfesten Plattform,, die über die Wasseroberfläche hinausragt, innerhalb der Grenzen des ölfeldes, die mit allen erforderlichen Vorrichtungen versehen ist, zu außerordentlich hohen Kosten führen und in manchen Fällen völlig unmöglich sedn würdig =

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Zwar wurde bereits die Schaffung schwimmfähiger Produktionsplattformen zum Fördern von Öl vorgeschlagen, doch erweist sich die Verwendung solcher schwimmender Plattformen als sehr kostspielig, wenn sie nur in Verbindung mit einer kleinen Zahl von Tiefbohrungen benutzt werden können· Alternativ wurde bereits vorgeschlagen, nur teilweise versenkte Fördervorrichtungen zu schaffen, die so verankert sind, daß sie sich in einer Tiefe von Z₀B. 30 m unter der Wasseroberfläche befinden, doch benötigt man bei solchen nur teilweise versenkten Anlagen zahlreiche Leitungen, die von der Anlage aus zum Meeresboden führen« Außerdem benötigt man hierbei zuverlässige Verankerungsvorrichtungen ο Im Hinblick auf den gegenwärtigen Stand der Technik würde man daher eine kostspielige und komplizierte, teilweise versenkte Anlage vorsehen müssen.

Die Hauptaufgabe der Erfindung besteht nunmehr darin, eine Ölsammel- und Ölförderanlage zu schaffen, die sich mit geringen Kosten herstellen läßt, die auf dem Meeresboden angeordnet werden kann, und die es ermöglicht, die aus mehreren Unterwassertiefbohrungen gewonnenen Flude weiterzuleiten. "

In den meisten Fällen ist es erwünscht, das Gas, das Öl und das Wasser voneinander zu trennen, bevor die zu gewinnenden Stoffe an Rohrleitungen abgegeben werden, und eine solche Trennung ist unerläßlich, wenn die betreffenden Stoffe mit Hilfe von Tankschiffen oder dergleichen transportiert werden sollen. Hieraus ergibt "sich zwangsläufig die Notwendigkeit, den Tiefbohrungen zum Fördern von Öl und Gas Trennvorrichtungen oder Abscheider zuzuordnen, und zwar ohne Rücksicht darauf, ob es sich um auf ,dem Festland oder unter Wasser angelegte Tiefbohrungen handelt. Gelegentlich benötigt man ferner Vorrichtungen zur Überwachung oder Regelung der Förderung der Bohrlöcher und zur Durchführung von Prüfungsarbeiten an

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den. Bohrlöchern. Daher sieht die Erfindung eine auf dem Meeresboden anzuordnende Förderanlage vor, die mit den benötigten Vorrichtungen ausgerüstet ist, mittels deren eine oder mehrere Phasen der geförderten Flude abgetrennt werden können, bevor das Öl zum Festland oder zu Tank-. schiffen oder dergleichen geleitet wird. Ferner sieht die Erfindung eine auf dem Meeresboden anzuordnende Sammel- und Verteilerstation vor, der die geförderten Flude aus mehreren Unterwassertiefbohrungen zugeführt werden können, und die es ermöglicht, das anfallende Ül zu sammeln und es zu entfernten Lagerbehältern oder Transportmitteln au fördern·

Weiterhin sieht die Erfindung eine auf dem Meeresboden anzuordnende Förderanlage vor, bei der geeignete Abscheider und andere Vorrichtungen in einem erforderlichenfalls einen Auftrieb erzeugenden Behälter untergebracht sind, der zur Wasseroberfläche hochgezogen und zu einem auf dem Meeresboden angeordneten Basisteil herabgelassen werden kann, so,daß der größere Teil der Ausrüstung der Förderanlage in dem schwimmfähigen Behälter angeordnet ist und zur Ausführung von Instandsetzungsarbeiten zugänglich gemacht werden kann, ohne daß zur Durchführung dieser Arbeiten Tcucher eingesetzt zu werden brauchen₀ Gemäß einem weiteren Merkmal sieht die Erfindung eine auf dem Meeresboden anzuordnende Förderanlage vor, bei der die Rohrleitungen mit geeigneten Anschlüssen und Ventilen versehen sind, die von einer entfernten Stelle aus, z.B. von einem auf dem Gewässer schwimmenden Fahrzeug aus betätigt werden können, wobei die Anschlüsse oder Verbindungsvorrichtungen lösbare Kupplungen umfassen_s die den zwischen den Unterwassertiefbohrungen und der Förderanlage verlegten Rohrleitungen zugeordnet sind, so daß es möglich ist, einen Teil der Anlage zur Wasseroberfläche hochzuziehen, ohne daß die Lage der an die Tiefbohrungen angeschlossenen Rohrleitungen verändert wird. Ferner sieht die

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Erfindung eine Unterwässer-Ölsammelanlage vor, die in einer solchen Wassertiere angeordnet ist, daß keine Gefahr einer Beschädigung der Anlage durch Wasserfahrzeuge "besteht, so daß auf die Benutzung kostspieliger Navigationsinstrumente verzichtet werden kann. Schließlich sieht die Erfindung eine am Meeresboden anzuordnende Förderanlage vor, die an mehrere Unterwassertiefbohrungen angeschlossen werden kann, und die ferner so ausgebildet ist, daß die Arbeitsschritte zum Anschließen oder Trennen von Rohrleitungen, zum Regeln der Förderung und zur Behandlung der Flude mit,Hilfe einer Unterwasser-Betätigungsvorrichtung durchgeführt werden können, die von einem Wasserfahrzeug aus herabgelassen, in Eingriff mit dem auf dem Meeresboden ortsfest angeordneten Teil der Anlage gebracht und gegenüber diesem Teil bewegt werden kann»

Zur Erfüllung ihrer Aufgabe sieht die Erfindung eine Unterwasser-Förderanlage vor, die eine Basisbaugruppe und eine Baugruppe zum Regeln der Förderung von Fluden umfaßt. Die Basisbaugruppe ist unter Wasser auf dem Meeresboden angeordnet und mit einer oder mehreren Verteilerleitungen versehen, an die mehrere Produktionsleitungen einer oder mehrerer Unterwassertiefbohrungen angeschlossen werden können· Außerdem umfaßt die Basisbaugruppe eine Vorrichtung zum Aufnehmen der Förderungsbaugruppe· Diese Förderungsbaugruppe umfaßt verschiedene Vorrichtungen, z.B. Abscheider, Zumeßbehäöter usw«, zum Durchfüliren bestimmter Arbeitsschritte bezüglich der geförderten Flude, und sie ist so ausgebildet, daß sie in die Basisbaugruppe eingeführt und mit ihr verbunden bzw· von ihr gelöst und aus i&r entfernt werden kann» Beispielsweise ermöglichen es Bestandteile der Förderbaugruppe bildende Auftriebsbehälter der Förderbaugruppe, sich gegenüber der Basisbaugruppe nach oben zur Wasseroberfläche zu bewegen, so daß diese Baugruppe leicht instandgehalten werden kann·

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Ein die beiden Baugruppen verbindendes Ankerseil kann z.B. mit Hilfe einer einen Bestandteil der Förderbaugruppe bildenden Winde eingeholt werden, um die beiden Baugruppen auf dem Meeresboden betriebsmäßig miteinander zu verbinden, nachdem an der FäSrderbaugruppe an der Wasseroberfläche die erforderlichen Arbeiten ausgeführt worden sind. Wenn die beiden Baugruppen ihre Gebrauchsstellung auf dem Meeresboden einnehmen, bestehen Leitungsverbindungen zwischen den Baugruppen. Den Verbindungsleitungen sind lösbare Kupplungen zugeordnet, so daß die erforderlichen Verbindungen leicht hergestellt bzw₀ wieder gelöst werden können. Schließlich ist die Anlage so ausgebildet, daß sie eine Unterwasser-Betätigungsvorrichtung aufnehmen kann, die die Durchführung der verschiedenen Arbeitsschritte erleichtert.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläuterte

Fig. 1 zeigt in einem verkürzten senkrechten Schnitt eine erfindungsgemäße ölsammel- und ölverteilungs- oder Förderanlage, die auf dem Meeresboden unter Wasser verankert ist, und von der aus sich Rohrleitungen zu einer oder mehreren Tiefbohrungen zum Gewinnen von öl und/oder Gas erstrecken, während weitere Rohrleitungen zum Festland oder einer zentraler angeordneten Förder- und Lager— anlage verlegt sind·

Fig. 2 zeigt in einer schematischen perspektivischen Darstellung den schwimmfähigen mittleren Teil der Unterwasserförderanlage nach der Erfindung, der oberhalb der unter Wasser angeordneten Basisbaugruppe schwimmt und mit dieser durch ein Verankerungsseil verbunden ist·

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Fig. 3 zeigt in einer Seitenansicht in einem größeren Maßstab eine abgeänderte Ausführungsform einer Verankerungs- und Lagebestimmungsvorrichtung zur Verwendung bei einer erfindungsgemäßen Förderanlage.

Fig. 4- zeigt perspektivisch eine weitere Ausführungsform einer bei der erfindungsgemäßen Förderanlage zu verwendenden Lagebe Stimmungsvorrichtung«

Figo 5 zeigt schematisch in einem kleineren Maßstab eine weitere Ausführungsform einer Unterwasserförderanlage nach der Erfindung in Verbindung mit einer Unterv/asser-Betätigungsvorrichtung, die auf dem zentralen abnehmbaren Teil der Anlage statt auf der diesen umgebenden Basisbaugruppe angeordnet werden kann.

Fig. 6 zeigt in einer Vorderansicht eine Ausführungsform geeigneter Vorrichtungen zum Anschließen von Unterwasser-Rohrleitungen an die~ Unterwasserförderanlage.

Fig. 7 ist ein stark vergrößerter Teilschnitt längs der Linie 7-7 in Fig. 6.

Fig. 8 zeigt in einem Teilschnitt eine Vorrichtung zum Drehen der abnehmbaren zentralen Baugruppe der Förderanlage gegenüber der Basisbaugruppe_o

Fig. 9 zeigt eine abgeänderte Anordnung, bei der die Unterwasser-Betätigungsvorrichtung auf Schienen läuft, die auf der Bodenfläche der Basisbaugruppe angeordnet sind.

Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform einer Unterwasser-Förderanlage für öl und Gas umfaßt zwei Hauptbaugruppen oder Baueinheiten« Gemäß Fig. 2 ist eine Basisbaugruppe 11 auf dem Meeresboden 12 in der Sähe mehrerer nicht dargestetlter Unterwassertiefbohrungen angeordnet« An der Basisbaugruppe 11 stützt sich eine insgesamt mit bezeichnete schwimmfähige Förderbaugruppe ab, die in der

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Mffitte der Basisbaugruppe 11 angeordnet und so bemessen ist, daß sie in die Basisbaugruppe eingeführt werden kann. Die Förderbaugruppe 14 trägt vorzugsweise ein sich nach unten zu der Basisbaugruppe 11 erstreckendes Verankerungsseil 15o

Gemäß Fig. 1 und 2 kann die Basisbaugruppe eine Grundplatte 16 umfassen, die mit einer nach oben ragenden, zum Unterstützen von Rohrleitungen dienenden Vorrichtung versehen ist, welche die Form einer lückenlosen, in der Umfangsrichtung verlaufenden Wand 17 haben kann oder gemäß Fig. 5 mehrere getrennte Unterstützungen 18 für Rohrleitungen umfaßt. Gemäß Fig. 1 ist eine zweite innerhalb der Wand 17 angeordnete Wand 19 von kleinerem Durchmesser vorgesehen, deren Innendurchmesser so gewählt ist, daß sie die zentral angeordnete, von der Basisbaugruppe trennbare Förderbaugruppe 14 aufnehmen kann.

Die Hauptaufgabe der inneren, nach oben ragenden Wand' 19 besteht darin, eine Unterstützung für eine Schiene 21 zu bilden, mittels deren eine Unterwasser-Betätigungsvorrichtung 22 unterstützt wird. Die Vorrichtung 22 umfaßt ein Gehäuse 23, das z.B. durch Laufräder 24 fest mit der Schiene 21 verbunden ist· Die Räder 24 werden vorzugsweise durch einen damit betriebsmäßig verbundenen, innerhalb oder außerhalb des Gehäuses 23 angeordneten Motor angetrieben. Ferner ist das Gehäuse 23 mit zwei nicht antreibbaren Rollen 25 versehen, die auf einer nach außen ragenden Rahmenkonstruktion 26 so gelagert sind, daß sie gemäß Fig. 1 auf der äußeren Umfangsflache der senkrechten inneren Wand 19 abrollen können, wenn die Antriebsräder 24 in die Schiene 21 eingehängt sind. Alternativ können die Rollen 25 antreibbar sein und in Reibungsberührung mit der Außenfläche der Wand 19 stehen, um die Betätigungsvorrichtung 22 so anzutreiben, daß sie sich längs einer Kreisbahn um die Achse der Unterwasser-

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förderanlage bewegt. Es sei bemerkt, daß der Ringraum zwischen der äußeren Wand 17 und der inneren Wand 19 so bemessen ist, daß er die Betätigungsvorrichtung 22 aufnehmen kann, und daß eine Steuerung dieser Vorrichtung möglich ist·

Ein Teil der Betätigungsvorrichtung 22 ist so angeordnet, daß er nach oben aus dem Gehäuse 23 ausgefahren werden kann; dieser !Teil ist vorzugsweise als senkrecht ein- und ausschiebbarer Arm 28 ausgebildet. Am oberen Ende des ein- und ausschiebbaren Teleskoparms 28 ist ein sich quer zu dessen Längsachse erstreckender Zylinder 30 mit einem gegenüber der Achse der Anlage nach außen ein- und ausschiebbaren Teleskoparm 31 befestigt. Der Arm 31 trägt einen drehbaren Schraubenschlüsselkopf 32, der durch einen nicht dargestellten Motor antreibbar ist; dieser Motor ist in dem Teleskoparm 31 oder vorzugsweise im hinteren Teil des Zylinders 30 angeordnet. Eine Fernsehkamera 33 ist zusammen mit einer Beleuchtungsvorrichtung auf dem oberen Ende der Betätigungsvorrichtung 22 auf einer antreibbaren Dreh- und Schwenkvorrichtung 34- gelagert, während der Bildscharm des nicht dargestellten Fernsehempfängers auf einem auf der Wasseroberfläche schwimmenden Fahrzeug angeordnet ist.

Die Betätigungsvorrichtung 22 kann an einem Haken aufgehängt sein, der ein mit seinem oberen Ende am unteren Ende eines Seils oder Kabels 35 befestigt ist, das das Gewicht der Vorrichtung aufnimmt und Leitungen zum Zuführen von Energie und Steuersignalen zu der Vorrichtung umfaßt, Somit ist es möglich, mit Hilfe des Kabels von einem Wasserfahrzeug aus Energie und Steuersignale der Betätigungsvorrichtung 22 und den ihr zugeordneten Vorrichtungen zuzuführen, während Fernsehsignale von der Kamera 33 aus durch das Kabel zu dem Fahrzeug geleitet werden. Damit die Betätigungsvorrichtung 23 am Ende des Kabels 35 im Wasser in seitlicher Richtung bewegt werden kann, kann man sie mit einer Antriebsvorrichtung, z.B.

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nicht dargestellten antreibbaren Propellern, versehen, die auf der Außenseite des Gehäuses 23 angeordnet; sind· Anstelle solcher Motoren und Propeller könnte man auch. Flüssigkeitsdüsen und sie speisende Pumpen verwenden. Mindestens ein Teil des Gehäuses 23 kann eine leere Kammer bilden, die von dem Fahrzeug aus selektiv geflutet werden kann, um den Auftrieb der Vorrichtung 22 einzustellen. Wenn ein zusätzlicher Auftrieb erwünscht isib, kann man Auftrieb erzeugende Behälter an dem die Vorrichtung tragenden Kabel 35 oder am Gehäuse 23 der Betätigungsvorrichtung befestigen·

Bezüglich Fig. 1 sei bemerkt, daß die erfindungsgemäße Förderanlage in einem Ölfeld in der Nähe mehrerer Unterwassertief bohrungen angeordnet ist, und daß von jeder dieser Tiefbohrungen aus eine Produktionsleitung 3β su der Förderanlage führt und an dieser auf beliebige bekannte Weise, z.B. mit Hilfe einer Rohrschelle 37» Gefestigt ist. Alternativ kann man auch jede beliebige andere bekannte Konstruktion von Anschlußvorrichtungen verwenden, z.B. J-förmige Bohre und zum Biegen der Produktionsleistungen dienende Schuhe, um die Produktionsleitungen mit der Förderanlage zu verbinden. In jede Produktionsleitung 36 ist nahe ihrem der Förderen! age benachbarten Ende vorzugsweise mindestens ein Strömungsregel— ventil 38 eingeschaltet, jenseits dessen eine lösbare Bohrkupplung 40 angeordnet ist, und eine Betätigungsstange 41 oder dergleichen umfaßt, die mit Hilfe der Vorrichtung 22 betätigt werden kann. Entsprechend umfaßt jedes Ventil 38 eine Ventilspindel 42, die von dem Schraubenschlüsselkopf 32 der Vorrichtung 22 erfaßt und durch ihn betätigt werden kann. Wenn man die Produktionsleitung an der Bohrkupplung 40 von der Förderanlage trennt, ist es somit möglich, die Leitung 36 durch eine andere Leitung zu ersetzen oder sie zu reparieren.

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Die Basisbaugruppe 11 der Förderanlage ist vorzugsweise mit einer oder mehreren Sammelleitungen 43 versehen, an die mehrere Produktionsleitungen 36 angeschlossen werden können, so daß die Öl- oder Fludströme, die aus mehreren !tiefbohrungen stammen, miteinander gemisvht werden, bevor sie der Förderbaugruppe 14 über eine Anschlflßleitung 44 zugeführt werden. Jede der Anschlußleitungen ist mit einer leicht lösbaren Rohrkupplung 45 und einem Strömungsregelventil 46 versehen, die beide so ausgebildet sind, daß sie mit Hilfe der Vorrichtung 22 oder einer anderen bekannten Vorrichtung betätigt werden können, z.B. mit Hilfe einer ortsfesten, auf der Anlage angeordneten fernsteuerbaren Betätigungsvorrichtung. Alternativ könnte man die Ventile 46 auch als Rückschlagventile ausbilden. Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind die Rohrkupplungen 45 gemäß Fig. 1 gegeneinander versetzt, so daß sämtliche Anschlußleitungen 44 gleichzeitig in Fluchtung mit den Rohrkupplungen 45 der Förderbaugruppe 14 gebracht werden können, wenn diese Baugruppe im Wasser senkrecht herabgelassen und so in die Basisbaugruppe 11 eingeführt wird, wie es in Fig. 1 gezeigt ist.

Die Sammelleitungen 43 könnten statt auf der Basisbaugruppe 11 auch auf der Förderbaugruppe 14 angeordnet sein. In diesem Fall würde gemäß Fig. 5 jede der Produktionsleitungen 36 direkt in die Förderbaugruppe 14 eintreten und mit darin angeorclneten, nicht dargestellten Sammelleitungen verbunden werden, die den in Fig. 1 gezeigten Sammelleitungen 83 ähneln. Von der Förderbaugruppe 14 würde das Flud gemäß Fig. 1 über eine oder mehrere Abgabeleitungen 47 abgegeben werden, in die Rohrkupplungen 48 und Ventile 49 eingeschaltet sind. Bei der in Fig· 5 gezeigten abgeänderten Ausführungsform der Erfindung ist ebenfalls eine Schiene 21a für eine Betätigungsvorrichtung 22 vorgesehen, doch ist diese Schiene nicht in der aus Hg« 1 ersichtlichen Weise an der Basisbau-

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gruppe 11, sondern an der Förderbaugruppe 14- angebracht. Bei einer weiteren abgeänderten Anordnung, die in Fig. 9 gezeigt ist, läuft die betätigungsvorrichtung 22 auf zwei auf dem Boden der Basisbaugruppe 11 angeordneten Schienen 21b_o

Die in Fig. 1 gezeigte Förderbaugruppe 14· kann die verschiedensten Vorrichtungen enthalten, deren Wahl sich jeweils nach den Arbeiten richtet, die an der Unterwasserförderanlage ausgeführt werden müssen« Beispielsweise kann die Förderbaugruppe 14- mit einem Druckstöße ausgleichenden Behälter 51» einem Behälter 52 zum Abscheiden von Gas, einem Behälter 53 zum Trennen von öl und Wasser sowie mit einem Meßbehälter 54· ausgerüstet sein. Ferner kann man nicht dargestellte Meßvorrichtungen vorsehen, mittels deren die prozentualen Anteile und die Mengen der verschiedenen geförderten Phasen gemessen werden können» Vorzugsweise wird in der Unterwasserförderanlage nur das Gas abgeschieden, und das Gemisch aus Öl und Wasser oder ein nur aus Öl bestehender Strom wird von der Anlage unter der Wirkung des Drucks einer Pumpe oder des in dem Bohrloch herrschenden Druck abgegeben.

Wenn die Förderbaugruppe 14- schwimmfähig ausgebildet werden soll, kann man Auftriebsbehälter 55 und 56 von ausreichendem Rauminhalt vorsehen, die vorzugsweise so ausgebildet sind, daß sie über mit* Ventilen versehene Leitungen 57 und 58 selektiv geflutet werden können. Der Leitung 58 könnte Druckluft mit Hilfe einer Leitung 60 und einer lösbaren Rohrkupplung zugeführt werden, d.h. den Auftriebsbehältern könnte Luft von der Küste aus zugeführt werden, um das Wasser aus den Behältern ^ und 56 zu verdrängen, wenn die zentral angeordnete Förderbaugruppe 14- wieder schwimmfähig gemacht werden solle Alternativ könnte man die benötigte Luft den Behältern 55 und 56 auch von einem nicht dargestellten schwimmfähigen

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oder tauchfähigen Fahrzeug aus zuführen. Gegebenenfalls kann die Förderbaugruppe 14- mit einem zentralen Einsteigeschacht 62 versehen sein, der normalerweise durch eine Deckplatte 63 abgeschlossen ist, so daß die Baugruppe 14 für Arbeiter zugänglich gemacht werden kann. Für Not- - fälle kann das obere Ende der zentral angeordneten Förderbaugruppe 14 mit einem Sitz zum Aufnehmen des unteren Endes einer nicht dargestellten Tauchkammer versehen sein, so daß in Notfällen Beparaturarbeiten auch unter Wasser ausgeführt werden können.

Die in Fig. 2 gezeigte schwimmfähige Förderbaugruppe 14 könnte durch selektives Fluten der Auftriebsbehälter 55 und 56 abgesenkt und konzentrisch mit der Basisbaugruppe 11 angeordnet werden, so daß sie sich senkrecht nach unten bewegt und von der Baugruppe 11 aufgenommen wird. Bei der Anordnung nach Fig. 2 würde sich ein nach " außen ragender Flansch oder Sitz 65 an den oberen Rand der inneren Stützwand 19 anlegen. Gemäß Fig. 1 kann die Stützwand 19 vorzugsweise nahe ihrem oberen Ende mit einer Antriebsvorrichtung versehen sein, die benutzt werden kann, um die Förderbaugruppe 14 erforderlichenfalls innerhalb der Basisbaugruppe zu drehen. Bei manchen Anlagen, bei denen s nicht möglich ist, die Rohrkupplungen 45 in der in Fig. 1 gezeigten Weise gestaffelt anzuordnen, kann es erforderlich werden, die Förderbaugruppe 14 gegenüber der Basisbaugruppe 11 so zu drehen, daß die einander zugeordneten Rohrkupplungsteile der beiden Baugruppen jeweils gleichachsig miteinander angeordnet werden· Bei der Konstruktion nach Fig. 1 umfaßt die Antriebsvorrichtung mindestens ein mit einer Weile 67 drehfest verbundenes Zahn- oder Reibrad 66, das mit der Unterseite des Auflageflansches 25 zusammenarbeitet, der ebenfalls nit Zahnradzähnen versehen sein kann. Wenn man die Betätigungsvorrichtung 22 auf andere Weise so anordnet, daß der Schraubenschlüsselkopf 32 das freiliegende Ende der

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Antriebswelle 67 erfassen kann, kann die Vorrichtung 22 dazu dienen, die Antriebsvorrichtung zu betätigen und die Förderbaugruppe 14 innerhalb der Basisbaugruppe 11 in einem begrenzten Ausmaß so zu drehen, daß die betreffenden Rohrleitungen in Iluchtung miteinander gebracht werden. Zu diesem Zweck kann es erforderlich sein, gemäß Pig. 1 eine zweite Schiene 21d unterhalb der normalerweise benutzten Schiene 21 vorzusehen, so daß die Betätigungsvorrichtung 22 an dieser tiefer liegenden Schiene aufgehängt werden könnte. Gemäß Fig. 8 kann der Schraubenschlusselkopf 32 der Betätigungsvorrichtung 22 ausgefahren werden, um den Kopf 68 der drehbaren Welle 67 der Antriebsvorrichtung zu erfassen«

In Fig. 6 ist eine Ausführungsform einer fernsteuerbaren Rohrkupplung dargestellt, die eine teleskopartig ein- und ausschiebbare Buchse 70 umfaßt, die eine Zahnstange 71 trägt, mit der ein auf einem äußeren Gehäuse 73 gelagertes Ritzel 72 zusammenarbeitet. Gemäß Fig. 7 ist das eine Ende der das Ritzel 72 tragenden Welle als Sechskantkopf 74 ausgebildet und so bemessen, daß es von dem Schraubenschlüsselkopf 32 der Betätigungsvorrichtung (Fig. 8) erfaßt werden kann« Wird das Rotzel 72 gemäß Fig. 6 gedreht, wird die Buchse 70 ausgefahren, so daß sie sich über eine Dichtung hinweg auf das benachbarte Ende 75 einer Anschlußleitung 44 aufschiebt. Gemäß Fig. 6 und 7 kann am freien Ende 75 jeder Anschlußleitung 44 auf der Außenseite z.B. durch Anschweißen eine Anschlag— anordnung befestigt sein, die zwei nach außen ragende Arme 76 und 77 umfaßt, welche mit einer Grundplatte 78 verschweißt sind, die ihrerseits an die Anschlußleitung angeschweißt ist. Wenn das Kupplungsteil 43 zusammen axt dem Leitungsabschnitt 44a in einer waagerechten Ebene gedreht wird, wie ·β geschieht, wenn die Förderbaugruppe 14 gemäß Fig. 1 im Uhrzeigersinne gegenüber der Basisbaugruppe 11 gedreht wird, kommt gemäß Fig. 6 das Kupplungs-

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gehäuse 73 in. Berührung mit den Armen 76 und 77» so daß es in axiale Flüchtling mit der Anschlußleitung 44 gebracht wird. Nunmehr kann die Buchse 70 leicht in der schon beschriebenen Weise durch !Drehen des Ritzels 72 auf das freie Ende 75 der Anschlußleitung 44 aufgeschoben werden,,

Beim Aufbau der erfindungsgeniäßen Unterwasser-Förderanlage auf dem Meeresboden kann man die aus Stahl oder Zement hergestellte Basisbaugruppe einfach auf dem Meeresboden anordnen, wo sie durch ihr Eigengewicht in ihrer Lage gehalten wird. Vorzugsweise sieht man jedoch zusätzlich eine Verankerungsvorrichtung vor, um der Basisbaugruppe auf dem Meeresboden eine größere Stabilität zu verleihen«, Da die Förderbaugruppe 14 mit der Basisbaugruppe Ii durch ein Verankerungsseil oder Kabel 15 verbunden werden soll, ist es außerdem zweckmäßig, einen Raum zum Aufnehmen des Seils 15 für den Fall vorzusehen, daß die Baugruppe 14 in der Baugruppe 11 angeordnet ist.

Ein. bevorzugtes Verfahren zur Schaffung eines ausreichenden Raums zum Aufnehmen des Verankerungsseils 15 als auch zur Schaffung einer zweckmäßigen Verankerung für die Basisbaugruppe 11 besteht darin, daß man gemäß Fig. 1 zuerst ein Loch 80 auf bekannte Weise im Meeresboden 12 herstellt, z.B. adurch, daß man ein an seinem unteren Ende einen Bohrmeißel tragendes Bohrrohr von einem auf der Wasseroberfläche schwimmenden Fahrzeug aus herabläßt. Nach dem Bohren des Lochs 80 kann man die mit einem nach unten ragenden Futterrohr 81 versehene Basisbaugruppe 11 auf das Bohrrohr· aufschieben und sie mit Hilfe von Seilen im Wasser herablassen, wobei, das Bohrrohr dazu dient, das untere Ende des Futterrohrs 81 in das Loch 80 im Meeresboden einzuführen. Alternativ kann man Führungsseile benutzen, um die Basisbaugruppe 11 in die richtige Lage zu bringen» Eine weitere Möglichkeit würde darin bestehen, die Basisbangruppe 11 mit Flüssigkeitsdüsen oder Pro-

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pellern zu versehen, die von der Wasseroberflache aus fernsteuerbar sind und in Verbindung mit einer Fernsehanlage oder einer anderen Überwachungsvorrichtung benut'zt werden, um die Basisbaugnippe in die gewünschte Lage zu bringen. Nachdem die Basisbaugruppe auf dem Meeresboden abgesetzt worden ist, kann man Zement durch das Bohrrohr nach unten pumpen, so daß der Zement aus «Lern unteren Ende des Bohrrohrs austritt und in das untere Ende des Lochs 80 gelangt, in dem er in dem Ringraum 82 zwischen der Außenfläche des Futterrohrs 81 und der Wand des Lochs 80 nach oben gedruckt wirdo Gegebenenfalls kann man das Verankerungsseil 15 am unteren Ende des Futterrohrs 81 an dessen Innenwand teefestigen, bevor man die Baugruppe zum Meeresboden absenkt. Alternativ könnte man das Seil in einem späteren Zeitpunkt in dem Futterrohr 81 befestigen.

Wenn das Seil eine ausreichende Länge hat und mindestens an seinem unteren Ende eine aus schweren Gliedern bestehende Kette 15a trägt, kann das Eigengewicht des Seils ausreichen, um die schwimmfähige Förderbaugruppe (Figo 2) in ihrer Lage zu halten, ohne daß das untere Ende des Seils bzw. der Kette an dem Futterrohr 81 befestigt oder in das Loch 80 einzementiert zu werden braucht. Gegebenenfalls kann man jedoch einen Anker 83 am unteren Ende des Seils 15 befestigen und gemäß Fig. 1 in das untere Ende des Futterrohrs 81 einzementieren. Natürlich könnte man auch jede beliebige andere geeignete Befestigungskonstruktion verwenden. Auf der Unterseite der Förderbaugruppe 14 ist gemäß Fig. 1 vorzugsweise eine Lagebestimmungsvorrichtung vorgesehen, z.B. ain auf der Längsachse der Baugruppe 14· angeordneter, an ihrer Unterseite befestigter kegelstumpfförmiger Körper 84, durch den die Baugruppe 14 in die richtige Lage gebracht wird. Der kegelstumpfförmige Körper 84 ist so bemessen, daß er in das aufgeweitete obere Ende 85 des mit der Basisbaugruppe

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11 z.B. durch Verschweißen fest verbundenen Futterrohrs paßt» Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist der Lagebestimmungskörper 84 mit einem durchgehenden senkrechten zentralen Kanal 86 zum Aufnehmen des Seils 15 versehen» Gegebenenfalls kann das obere Ende des Kanals 86 mit Hilfe einer Dichtung 87 verschlossen sein. Bei dieser Anordnung ist das obere Ende des Seils 15 auf eine fernsteuerbare Winde 88 aufgewickelt, mittels deren die Förderbaugruppe 14- nach unten und in die Basisbaugruppe hinein gezogen werden kann, und zwar auch dann, wenn die Baugruppe 14 noch einen Auftrieb besitzte Pig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform eines allgemein kegelförmigen Körpers 84, der mit dem oberen Ende des Seils 15 fest verbunden ist· Bei einer weiteren Anordnung kann der als Führung dienende und sich verjüngende Körper eine unrunde oder rechteckige Querschnittsform haben, wie es in Fig. 4 bezüglich eines Führungskörpers 84a gezeigt ist. Beim Gebrauch dieses Führungskörpers würde die Förderbaugruppe 14 zusammen mit den zugehörigen Rohrleitungen automatisch auf die damit zusammenarbeiten Rohrleitungen der Basisbaugruppe 11 ausgerichtet, wenn die beiden Baugruppen 11 und 14 in einer waagerechten Ebene aufeinander ausgerichtet werdenj in diesem Fell würde es nicht erforderlich sein, die zentral angeordnete Förderbaugruppe 14 in der an Hand von Fig. 1 beschriebenen Weise gegenüber der Baeisbaugruppe 11 zu drehen.

Zwar wurde die Erfindung vorstehend bezüglich bevorzugter Ausführungsformen beschrieben, doch sei bemerkt, daß man bei diesen Ausführungsbeispielen im Rahmen der Erfindung die verschiedensten Abänderungen und Abwandlungen vorsehen könnte. Beispielsweise könnte man anstelle der Auftriebsbehälter oder zusätzlich dazu andere Vorrichtungen zum Hochziehen und Herablassen der Förderbaugruppe 14 vorsehen. Hierzu kommen Ketten oder Seile in

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Frage, die eine. Verbindung zwischen der Förderbaugruppe und einem mit einem Kran oder einer Winde versehenen Wasserfahrzeug herstellen» Ferner ist es möglich, die Winde zum Einholen des Seils nicht auf der Förderbaugruppe, sondern auf der Basisbaugruppe anzuordnen_o

Patentansprücheι

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Claims (1)

1. S MÜNCHEN 90 SCHWEIGEHSTRASSE 82 OB β!

   TBLXOBAMMADBESSC I PBOTBOTPATKNT

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   PATENTANSPRÜCHE

   1. Unterwasserförderanlage zmm Weitertransportieren von Fluden, die der Anlage über getrennte Produktionsleitungen von mindestens einer Unterwassertiefbohrung zugeführt werden, gekennzeichnet durch eine auf dem Meeresboden (12) in der Nähe mindestens einer Unterwassertiefbohrung angeordnete Basisbaugruppe (11), mehrere an einem Ende an der Basisbaugruppe befestigte, an ihrem anderen Ende mit einer Unterwassertiefbohrung verbindbare Produktionsleitungen (56)» eine Förderbaugruppe (14), die im Wasser herabgelassen und betriebsmäßig mit der Basisbaugruppe verbunden werden kann, durch eine der beiden Baugruppen unterstützte Sammelleitungen (43), die jeweils mit mehreren der Produktionsleitungen in Verbindung stehen und in denen die zugeführten Plude zusammengebracht werden, mindestens eine an der Basisbaugruppe befestigte ölabgabeleitung (47), die über die Förderbaugruppe in Verbindung mit den Sammelleitungen steht, eine sich von der Förderbaugruppe aus erstreckende, in Verbindung mit der Ölabgabeleitung der Basisbaugruppe bringbare Ölleitung, eine erste im Wege der Fernbetätigung anschließbare, die sich an die Förderbaugruppe anschließende Ölleitung mit der Ölabgabeleitung verbindende Rohrkupplung (48) und mehrere zweite, im Wege der Fernbetätigung anschließbare, die Sammelleitungen mit den Produktionsleitungen verbindende Rohrkupplungen (40).

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   2. Anlage nach Anspruch 1, . g e k e η n-zeichne t durch mit der Basisbaugruppe (11) verbundene Vorrichtungen (15, 81, 83; 84-; 84a) zum Verankern der Basis baugruppe am Meeresboden (12)«

   3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Verankerungsvorrichtung ein in dem Meeresboden (12) einzementiertes Futterrohr (81)
   umfaßt.

   4. Anlage nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch en zueinander passenden Teilen der Basisbau gruppe (11) und der Förderbaugruppe (14) angebrachte
   zusammenarbeitende Vorrichtungen (84, 85) zum Ausrichten der beiden Baugruppen aufeinander.

   5. Anlage nach Anspruch 4, gekennzeichn e t durch eine sich zwischen der Basisbaugruppe (11)
   und der Förderbaugruppe (14) erstreckende, verlängerbare Führungsvorrichtung (15)»

   6. Anlage nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsvorrichtung ein. Seil . (15) umfaßt, das so lang ist, daß es sich zwischen der
   Basisbaugruppe (11) auf dem Heeresboden (12) und der
   Oberfläche des Gewässers erstrecken kann.

   7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsvorrichtung eine einen Bestandteil der Förderbaugruppe (14) bildende Winde (88) zum Aufnehmen des Führungsseils (15) umfaßt.

   80 Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelleitungen (43) durch die Basisbaugruppe (11) unterstützt sinde

   9. Anlage nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Sammelleitungen durch die Förderbaugruppe (14) unterstützt sind.

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   - 9 - αϊ

   10ο Anlage nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η -

   zeichnet, daß die Basisbaugruppe (11) mit Führungen (21, 21d) zum Aufnehmen einer Unterwasser-Betätigungsvorrichtung (22) versehen ist.

   11, Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Förderbaugruppe (14) eine Führung (21a) zum Aufnehmen einer Unterwasser-Betätigungsvorrichtung (22) trägt.

   12. Anlage nach Anspruch Ί, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderbaugruppe (14) einen dicht verschlossenen Behälter umfaßt, in dem einen Auftrieb erzeugende Behälter (55» 56) angeordnet sind, deren Rauminhalt ausreicht, um den zuerst erwähnten Behälter schwimmfähig zu machen, sowie mit Ventilen versehene Einlaß- und Auslaßleitungen (57» 58) zum selektiven Fluten und Entleeren der den Auftrieb erzeugenden Behälter, und daß eine der Baugruppen (11, 14) Führungen (21, 21d| 21b; 21a) zum Aufnehmen einer Unterwasser-Betätigungsvorrichining (22) trägt,

   13· Anlage nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine durch den zuerst erwähnten Behälter unterstützte Gasabscheidungsvorrichtung (52) und eine die Gasabscheidungsvorrichtung mit den Sammelleitungen (43) verbindende Rohrleitung.

   14. Anlage nach Anspruch 13» dadurch, gekennzeichnet , daß die Förderbaugruppe (14) auf der Basisbaugruppe (11) zentral angeordnet und von den Führungen (21, 21dj 21b j 21a) für die Unterwasser-Betätigungsvorrichtung (22) umgeben ist·

   15· Anlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen für die Unterwasser-Betätigungsvorrichtung (22) Führungsschienen (21, 21d; 21bj 21a) umfaßt.

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   16. Anlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, das die Basisbaugruppe (11) eine sich in der Umfangsrichtung erstreckende erste Unterstützung (17) umfaßt, an der die Produktionsleitungen (36) der Unterwassertiefbohrungen befestigt sind.

   17. Anlage nach Anspruch -16, gekennzeichnet durch eine innerhalb der ersten Unterstützung (17) konzentrisch mit dieser und in einem Abstand davon angeordnete zweite Unterstützung (19) für die Förderbaugruppe

   18. Anlage nach Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet, daß die Führung für die Unterwasser-Betätigungsvorrichtung (22) auf der Außenwand der zweiten senkrechten Unterstützung (19) angeordnete Schienen (21, 21d) umfaßt, und daß der Abstand zwischen der ersten senkrechten Unterstützung (17) u*id der zweiten senkrechten Unterstützung (19) so gewählt ist, daß sich die Unterwasser-Betätigungsvorrichtung zwischen den beiden Unterstützungen bewegen kann·

   19· Anlage nach Anspruch 18, g e k e η η 2 e *i c h net durch auf der Basisbaugruppe (11) angeordnete Antriebsvorrichtungen (66, 67, 68), die mit der Förderbaugruppe (14) zusammenarbeiten können, um diese Baugruppe um eine senkrechte Achse zu drehen· -

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