DE69101738T2

DE69101738T2 - Sicherheitshülse und Vorrichtung für Bohrlöcher, insbesondere für ein unterirdischen unter Druck stehenden Flüssigkeitsbehälter.

Info

Publication number: DE69101738T2
Application number: DE69101738T
Authority: DE
Inventors: Jean Chaix
Original assignee: GEOSTOCK
Current assignee: GEOSTOCK
Priority date: 1990-05-11
Filing date: 1991-05-07
Publication date: 1994-12-08
Anticipated expiration: 2011-05-08
Also published as: NO911817L; EP0457653B1; US5141057A; EP0457653A1; CA2042256A1; DE69101738D1; NO911817D0

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Rohrsysteme, die im Inneren von Bohrschächten angeordnet sind, die insbesondere der Ausbeutung bzw. Bewirtschaftung von unterirdischen Vorräten eines unter Druck stehenden Fluids dienen, wobei letztere natürlicher Art (Erdöl- bzw. Erdgas-Lagerstätten) oder künstlich (Speicherhohlräume in einem ausreichend undurchlässigen Gestein) sein können. Die Erfindung schafft insbesondere eine Sicherheitsvorrichtung, die den Verschluß eines jeglichen Durchganges zwischen diesen Rohren und der Außenseite des Bohrschachtes ermoglicht. Diese Vorrichtung wird aufgrund ihrer Struktur im folgenden jedoch als "Stutzen" bezeichnet. Eine Sicherheitsanordnung, die diesen Stutzen aber auch einen Teil der Rohre sowie Sicherheitsventile bekannter Art umfaßt, bildet ebenfalls einen Teil der Erfindung. Sie ermoglicht letztlich die Durchführung eines Bewirtschaftungsverfahrens von Bohrschächten, in denen sie angeordnet ist, das in wirtschaftlicher Hinsicht besonders vorteilhaft und in Bezug auf die Sicherheit zuverlassig ist.
Um verständlicher zu machen, in welcher technischen Hinsicht sich das Sicherheitsproblem von Bohrschächten stellt, die mit unterirdischen Fluid-Vorratslagern in Verbindung stehen, wird zunächst auf ein relativ genaues Beispiel Bezug genommen, das durch die ersten vier beigefügten Figuren dargestellt wird. Diese Figuren beziehen sich tatsächlich auf einen speziellen Fall einer Lagerstätte, bei der ein durch Auslaugen in einem Gebirge aus Steinsalz gebildeter Hohlraum verwendet wird. Gemäß Fig. 1, die eine Vorstellung von den relativen Größenverhältnissen mit Hilfe einer vertikalen, mit Maßeinheiten versehenen Achse gibt, kann diese Art von Hohlräumen ein Volumen in der Größenordnung von 5 x 10³ m³ annehmen. Ein einziger Bohrschacht 2 verbindet den Hohlraum 1 mit der Oberfläche, auf der Bewirtschaftungseinheiten 3 installiert sind. Zu diesem Zweck durchquert der Schacht oftmals das Salz 6 aber auch und hauptsächlich darüberliegendes Sedementgestein 5. Die Technik des Auslaugens bzw. Ausspülens, die im wesentlichen darin besteht, Süßwasser durch ein Tauchrohr 10 zu injizieren und dieses mit gelöstem Salz gesattigte Wasser, das als Sole bezeichnet wird, vermittels eines Ringraumes zwischen dem Rohr 10 und einem nicht dargestellten und nicht permanent im Bohrschacht 2 verbleibenden, als Schutzrohr bezeichneten Rohr wiederzugewinnen, führt zur Ausbildung eines Hohlraumes 1 aber auch zur Ansammlung von unlöslichen Bestandteilen 7 am Boden dieses Hohlraumes 1, während der Hohlraum selbst mit Salzlauge gefüllt bleibt.
Bevor im Hohlraum beispielsweise Gas gespeichert werden kann, müssen die Betreiber der Lagerstelle diese anfänggliche Sole entleeren. Dies geschieht in einer der eigentlichen Bewirtschaftung vorausgehenden Phase, die in der Fachsprache als "dewatering" bezeichnet wird. Dies ist schematisch in Fig. 2 dargestellt, in der es zwei in etwa horizontale imaginäre Schnittlinien ermöglichen, in etwa realistische relative Abmessungen beizubehalten. Auf diene Weise wird letztlich die Struktur des Bohrschachtes 2 sowie die in dieser Phase spezifische Konfiguration der Rohre, die er enthält, besser deutlich. Ausgehend von der Mitte erkennt man das Tauchrohr 10, das sich praktisch bis zum Grund des Hohlraumes 1 erstreckt, wobei sein unteres Ende bis unmittelbar oberhalb der unlöslichen Bestandteile 7 eintaucht. Dieses Rohr wird im folgenden auch als zentrales Rohr bezeichnet. Es wird von einer Schachtausbauanordnung des Bohrschachtes 2 umgeben, die einen Ringraum 9 umgrenzt. Diese Anordnung umfaßt, wenn man ständig mehr und mehr zur Außenseite des Bohrschachtes hin fortschreitet ein Schutzrohr 30 (das im folgenden auch als peripheres Rohr bezeichnet wird), einen Metallausbau 20, und einen Zementmantel 25. Während sich letzterer bis zum unteren Ende 21 des Bohrschachtes 2 erstreckt und eine gute Verankerung des Ausbaus im Boden gewährleistet, ist eine Flüssigkeit mit geeigneter Dichte, die in der Fachsprache häufig als "Ergänzungs flüssigkeit" bezeichnet wird und auf der Salzlauge basiert, zwischen dem Schutzrohr 30 und dem Ausbau 20 angeordnet. Diese Flüssigkeit, die unten durch den ringförmigen Stopfen 31 zurückgehalten wird, hat die Funktion, einen Entlastungsdruck auf den Ausbau 20 auszuüben, dessen Widerstandsfähigkeit insbesondere gegen ein Zusammengedrücktwerden auf diese Weise vermindert werden kann.
Das "dewatering" besteht dann darin, daß das zu speichernde Gas G über den Ringraum 9 zugeführt wird. Vorausgesetzt, daß sein Druck ausreichend ist, drängt es die Grenzfläche 8 zwischen dem Gas und der Sole in Richtung des Bodens des Hohlraums, wodurch die Sole B gezwungen wird, durch das Tauchrohr 10 aufzusteigen. Auf diese Weise ersetzt das unter Druck stehende Gas G nach und nach die Sole B im Inneren des Hohlraums. Wenn der Hohlraum schließlich nur noch Gas enthält, beginnt die eigentliche Bewirtschaftungsphase bzw. Ausbeutung des Lagers. Diese dauert im allgemeinen 20 bis 25 Jahre, in deren Verlauf das Gas hin und wieder abgezogen oder ausgetauscht wird. Für diese Vorgänge wird das Tauchrohr 10 für den größten Teil der Zeit um seinen gesamten Abschnitt, der sich in den Hohlraum hinein erstreckt, oder einen Teil hiervon gekürzt. Daher wird dieses Rohr im folgenden als zentrales Rohr 10 bezeichnet, womit auf seine Lage im Zentrum des Bohrschachtes Bezug genommen wird. Ublicherweise wird durch dieses Rohr das abgezogene Gas an der Oberfläche gesammelt, während der Ringraum 9 absichtlich verschlossen werden kann.
Diese Betriebsweise ergibt sich aus der Notwendigkeit, die in Bewirtschaftung befindlichen Bohrschächte mit geeigneten Sicherheitseinrichtungen zu versehen, um bei einem Unfall jede Verbindung zwischen dem unter Druck stehenden Hohlraum 1 und der Oberfläche zu unterbrechen. Nun sind aber Sicherheitsventile, die normalerweise geschlossen sind und die am häufigsten zu diesem Zweck verwendet werden, am besten für das zentrale Rohr 10 geeignet und können nicht ohne zusätzliche Einrichtungen im Ringraum 9 angeordnet werden. Auch ergreifen die Betreiber einer solchen Anlage üblicherweise die Vorsichtsmaßnahme, diesen Ringraum endgultig zu verschließen, sobald das "dewatering" beendet ist. Zu diesem Zweck wurden bisher verschiedene Elemente in Betracht gezogen. Eines von ihnen, das gegenwärtig ständig Verwendung findet, ist in den Halbschnitten des Bohrschachtes 2 der Fig. 3 und 4 dargestellt. Es handelt sich um eine ringförmige Abdeckung 40, die im Inneren des zentralen Rohrs 10 befestigt ist. Diese Abdeckung 40 besitzt einen teleskopartigen Teil 42, der in Abhängigkeit davon, ob über die Steuerleitung 44 unter Druck stehendes Öl zugeführt wird oder nicht, auf seine maximale Länge (Fig. 3) vorgeschoben oder vollständig zurückgezogen (Fig. 4) ist.
Im ersten Fall trennt die Abdeckung 40 das Innere des zentralen Rohrs 10 vom Ringraum 9 ab. Die seitlichen Öffnungen 11 und 12, die im zentralen Rohr 10 vorgesehen sind, sind demgegenüber miteinander verbunden, so daß das während des "dewatering" injizierte Gas beispielsweise eine feste Verbindung umgehen kann, die zwischen dem zentralen Rohr 10 und dem Schutzrohr 30 vorgesehen ist. Im Fall einer zurückgezogenen Abdeckung ist eine der seitlichen Öffnungen 11 freigegeben, während die andere 12 durch die Abdeckung abgetrennt bleibt.
Auf diese Weise wird das abgezogene Gas aus dem Ringraum 9 in das Innere des zentralen Rohrs 10 umgeleitet.
Zwar trägt diese Vorrichtung in wirksamer Weise zur Sicherheit bei der Lagerung in der Bewirtschaftungsphase dadurch bei, daß sie den Ringraum 9 abdichtet, doch weist sie mehrere Nachteile auf. Einerseits ist es den bekannten Systemen inhärent, daß sie den Durchgangsquerschnitt für das abzuziehende Gas vermindern, da der mit dem Querschnitt des Ringraums vereinte Querschnitt des zentralen Rohrs im Ausgangsbereich auf den des zentralen Rohrs begrenzt wird. Mit anderen Worten: Oberhalb des Sicherheitsventils wird nur noch ein Teil des Innenquerschnitts des Bohrschachtes 2 verwendet, wodurch bei einem entsprechenden Ausströmen des Gases die Druckverluste ebenso wie seine Ausströmgeschwindigkeit erhöht werden. Andererseits verstärken Elemente, die mit der oben beschriebenen Abdeckung 40 vergleichbar sind, deswegen, weil sie im Inneren des zentralen Rohrs angeordnet sind und seinen Durchgangsquerschnitt verengen, die besagten Druckverluste noch mehr. Außerdem tragen sie zu einer Behinderung des Einführens von Bodenwerkzeugen oder des Herausziehens von Rohrteilen bei. Man hat auch an verschiedene Elemente zum Verschließen des Ringraums in der Bewirtschaftungsphase gedacht, die nicht in das zentrale Rohr eingeführt werden, um dieses teilweise zu derschließen. Sie weisen jedoch andere Nachteile auf, wie z.B. die Notwendigkeit, das zentrale Rohr bezüglich der Achse des Bohrschachtes axial zu versetzen, Sicherheitsventile mit geringem Platzbedarf vorzusehen, um diese direkt im Ringraum unterzubringen, wobei das Risiko besteht, daß sie sich unter dem Einfluß des inneren Drucks schlagartig vom Schachtausbau lösen, oder nicht auswechselbar zu sein, usw.
US-A-3,008,522 beschreibt eine Vorrichtung, die in einem in Bewirtschaftung befindlichen Bohrschacht die Zirkulation von zwei unterschiedlichen Fluiden in einem zentralen Rohr und einem ringförmigen Freiraum ermöglicht, sowie Einrichtungen, die es ermoglichen, in einer festgelegten Höhe ein Fluid aus dem zentralen Rohr in den Ringraum strömen zu lassen, während das andere Fluid aus dem Ringraum in das zentrale Rohr strömt. Diese beschriebenen Einrichtungen engen die Zirkulation der Fluide insbesondere im zentralen Rohr ein.
Somit hat die vorliegende Erfindung das Ziel, eine optimale Durchführung sowohl des "dewatering" als auch der eigentlichen Bewirtschaftung von Bohrschächten zu ermöglichen indem sie zur Gewährleistung der Sicherheit in der Bewirtschaftungsphase einen bequemen Rückgriff auf bekannte Mittel wie z.B. normalerweise geschlossene Ventile mit üblichen Abmessungen ermöglicht. Dieses Ziel soll erreicht werden, ohne daß die oben beschriebenen Nachteile eintreten. Um dies zu erreichen wird hier ein Sicherheitsstutzen für einen Bohrschacht vorgeschlagen, der insbesondere mit einem unterirdischen Vorrat eines unter Druck stehenden Fluids in Verbindung steht, wobei ein peripheres Rohr in dem Schacht und ein zentrales, zu dem peripheren Rohr konzentrisches Rohr so angeordnet sind, daß ein Ringraum zwischen ihnen gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Stutzen von einem hohlen Zylinder gebildet wird, der ein oberes und ein unteres Ende sowie eine innere und eine äußere Seitenfläche aufweist, wobei der Stutzen im Bereich der äußeren Seitenfläche an das periphere Rohr und im Bereich der inneren Seitenfläche an das zentrale Rohr anschließt, wobei eine Ringnut zum Zweck der Aufnahme eines Stopfens in der inneren Seitenfläche ausgebildet ist, wobei der Stutzen ferner Leitungen aufweist, um den Ringraum mit dem zentralen Rohr in Verbindung zu setzen, wobei eine erste Grippe dieser Leitungen von dem oberen Ende dieses Zylinders ausgeht und zwischen der Nut und dem unteren Ende des Zylinders in die innere Oberfläche mündet, während eine zweite Gruppe dieser Leitungen von dem unteren Ende des Zylinders ausgeht und zwischen dieser Nut und dem oberen Ende des Zylinders in die innere Seitenfläche mündet.
Beispielsweise ist der hohle Zylinder dickwandig, während jede der Leitungen einen in Längsrichtung in die Wand dieses Zylinders gebohrten Abschnitt aufweist und über ein Knie in einen schrabgen Abschnitt übergeht. Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausführungsform hat jede dieser Leitungen lokal einen zylindrischen Querschnitt, wobei diese Leitungen vorzugsweise in Umfangsrichtung durch gleiche Abstände voneinander getrennt sind. Es sind beispielsweise insgesamt acht Leitungen vorhanden, wobei jede der besagten Gruppen vier einander unmittelbar benachbarte Leitungen umfaßt. Gemäß einer zweiten vorteilhaften Ausführungsform wird jede dieser Gruppen von Leitungen von der Umhüllenden von zueinander parallelen zylindrischen Kanälen gebildet, die so angeordnet sind, daß sich zwei benachbarte Kanäle durchdringen.
Vorteilhafterweise wird der den Stutzen bildende Zylinder aus einem Stahlblock herausgearbeitet. Er kann auch geschmiedet sein. Weiterhin besitzt er vorzugsweise eine Höhe zwischen ungefähr 1,5 m und ungefähr 3 m.
Der vorliegende Stutzen bildet somit einen Teil einer Sicherheitsanordnung die gemäß der Erfindung im übrigen einen Längenbereich bzw. ein Stück des zentralen Rohrs umfaßt, das von einem oberen, an das obere Ende des Stutzens angeschlossenen Abschnitt und von einem unteren, an das untere Ende des Stutzens angeschlossenen Abschnitt gebildet wird, wobei zumindest dieser untere Abschnitt mit einem Sicherheitsventil ausgestattet ist, um das zentrale Rohr bei einem Unfall zu verschließen.
Vorteilhafterweise hat das Stück des zentralen Rohrs eine Lange in der Größenordnung von 10 m. Auch ist vorzugsweise ein Sitz für einen Stopfen an jedem der Abschnitte des Stücks des zentralen Rohrs in unmittelbarer Nähe des Stutzens vorgesehen. Wenn der obere Abschnitt des Stücks des zentralen Rohrs in eine Erweiterung aus läuft, ist es vorteilhaft, daß der untere Abschnitt des Stücks des zentralen Rohrs in einen inneren Ringfalz aus läuft, wobei ein weiterer Sitz für einen Stopfen zwischen dem Sicherheitsventil und der Nut angeordnet ist. Vorzugsweise ist das Sicherheitsventil vom normalerweise geschlossenen, einziehbaren Typ. Es kann um das Stück des zentralen Rohrs herum angeordnet sein und eine Steuerleitung für die Zuführung eines Hydraulikfluids aufweisen, die aufgrund ihrer teilweisen Anordnung im Inneren des Stutzens in ihrer Lage festgehalten wird.
Bei einer Ausführungsform der Sicherheitsanordnung sind an der äußeren Seitenfläche des Stutzens torische Dichtungen angeordnet, um die Abdichtung zwischen dem Stutzen und dem peripheren Rohr sicherzustellen.
Bei einer anderen Ausführungsform umfaßt die Sicherheitsanordnung ein Stück des peripheren Rohrs das nur wenig von dem Stück des zentralen Rohrs verschieden ist und das ebenfalls von einem oberen, an das obere Ende des Stutzens angeschlossenen Abschnitt und einem unteren, an das untere Ende des Stutzens angeschlossenen Abschnitt gebildet wird. Wenn das periphere Rohr ein Schutzrohr ist, das im Inneren einer Zementauskleidung angeordnet ist, umfaßt der obere Abschnitt des Stücks des Schutzrohres vorzugsweise eine Öffnung für den Durchtritt der Steuerleitung, wobei Mittel vorgesehen sind, um die Dichtheit dieser Öffnung sicherzustellen.
Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren für das Betreiben eines Bohrschachtes, der insbesondere mit einem unterirdischen Vorrat eines unter Druck stehenden Fluids in Verbindung steht, wobei in diesem Bohrschacht ein peripheres Rohr und ein zentrales, zu diesem peripheren Rohr konzentrisches Rohr so angeordnet sind, daß zwischen ihnen ein Ringraum gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei ihm die vorliegende Sicherheitseinrichtung in der Weise eingesetzt wird, daß die einerseits im zentralen Rohr und andererseits im Ringraum gebildeten Ströme sich kreuzen können.
Gemäß einer ersten Ausführungsform besteht ein erster Schritt des vorliegenden Verfahrens darin, besagte Sicherheitsanordnung mit dem zentralen Rohr und dem peripheren Rohr zu verbinden, wobei der obere Abschnitt des Längenbereiches des zentralen Rohrs ebenfalls mit einem weiteren Sicherheitsventil ausgestattet wird, welches dieses zentrale Rohr bei einem Unfall verschließen kann.
Wenn der besagte unterirdische Vorratsraum durch einen aus Steinsalz herausgespülten Hohlraum gebildet ist, der anfangs mit einer Sole gefüllt ist, und wenn das bevorratete Fluid ein Gas ist, besteht ein Zwischenschritt des vorliegenden Verfahrens darin, daß der Hohlraum mit dem Gas gefüllt wird, wobei dieses Gas unter Druck oberhalb des Stutzens über das zentrale Rohr eingeführt wird, dann unterhalb des Stutzens in den Ringraum übertritt, um die Sole zu verdrängen, die unterhalb des Stutzens durch das zentrale Rohr hochsteigt und aus dem Ringraum oberhalb des Stutzens entnommen wird.
Bei der gleichen Ausführungsform besteht ein letzter Schritt des vorliegenden Verfahrens immer darin, das bevorratete Fluid sowohl über das zentrale Rohr als auch den Ringraum an die Oberfläche zu fördern und/oder in den unterirdischen Vorratsraum einzuführen.
Wenn der Vorrat eine obere und eine untere Kohlenwasserstoffe führende Schicht umfaßt, wobei ein Ausbeutungsschacht die beiden Schichten durchquert und eine auf Höhe der beiden Schichten eine ausgekleidete oder nicht ausgekleidete Wand in der Weise hat, daß die Kohlenwasserstoffe der beiden Schichten in den Bohrschacht eintreten können, dann besteht
a) der erste Schritt des vorliegenden, oben genannten Verfahrens unter anderem darin, daß folgendes im Bohrschacht angeordnet wird:
- das periphere Rohr derart, daß ein unteres Ende sich oberhalb der oberen Schicht befindet, wobei ein erster Ringstopfen um das untere Ende des peripheren Rohrs herum angeordnet ist, um den Raum zwischen dem peripheren Rohr und der verkleideten oder nicht verkleideten Wand des Bohrschachtes zu verschließen,
- das zentrale Rohr im Inneren des peripheren Rohrs derart, daß sich ein unteres Ende des zentralen Rohres zwischen der oberen Kohlenwasserstoffe führenden Schicht und der unteren Kohlenwasserstoffe führenden Schicht befindet, wobei ein zweiter Ringstopfen um das untere Ende des zentralen Rohrs herum angeordnet ist, um den Raum zwischen dem zentralen Rohr und der verkleideten oder nicht verkleideten Wand des Bohrschachtes zu verschließen, während
b) ein weiterer Schritt des eigentlichen Ausbeutungsbetriebes darin besteht, daß folgende Ströme ermöglicht werden:
- im unteren Teil des Bohrschachtes die aus der unteren Schicht kommenden Kohlenwasserstoffe im zentralen Rohr und die aus der oberen Schicht kommenden Kohlenwasserstoffe im Ringraum, und
- im oberen Teil des Bohrschachtes die aus der oberen Schicht kommenden Kohlenwasserstoffe im zentralen Rohr und die aus der unteren Schicht kommenden Kohlenwasserstoffe im Ringraum,
wobei die Kohlenwasserstoffe der beiden Schichten sich im Inneren des Stutzens kreuzen.
Es sei auf die Robustheit aller im ersten Verfahrensschritt verwendeten Materialien hingewiesen. Es wird auch empfohlen, darauf zu achten, daß der Raum zwischen dem peripheren Rohr und der verkleideten oder nicht verkleideten Wand des Schachtes so eng gewählt wird, daß er gerade noch die Manöver zum Einsetzen des peripheren Rohrs ermöglicht, und daß die Sicherheitsventile ein Gehäuse besitzen, welches um das zentrale Rohr herum angeordnet ist, an dem sie befestigt sind. Auf diese Weise erzielt man im Endeffekt maximale Durchgangsquerschnitte für das getrennte Aufsteigen der beiden Arten von Kohlenwasserstoffen.
Ergänzend sei auf die Moglichkeit hingewiesen, daß die Wand des Schachtes mit einer Auskleidung ausgekleidet ist, die mit Perforationen auf der Höhe der Kohlenwasserstoffe führenden Schichten versehen ist und/oder daß eine Stützflüssigkeit, die vom ersten Ringstopfen zurückgehalten wird, zwischen der Auskleidung und dem peripheren Rohr vorgesehen ist.
Bei einer anderen Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens besteht ein erster Schritt dieses Verfahrens darin, die besagte Sicherheitsanordnung mit dem zentralen und dem peripheren Rohr zu verbinden, wobei ein Mantel abdichtend an die innere Seitenwand des Stutzens so angelegt wird, daß die besagten Leitungen verschlossen sind, wobei im übrigen der Stopfen entfernt wird, und wobei ein weiterer Schritt dieses Verfahrens darin besteht, allein über das zentrale Rohr das gespeicherte Fluid an die Oberfläche zu fördern und/oder in den unterirdischen Vorratsraum einzufüllen.
Vorteilhafterweise ist während des Verfahrensschrittes des Anschließens der Sicherheitsanordnung diese Anordnung 30 m unter der Erdoberfläche angeordnet, oder noch tiefer, wenn dies für erforderlich erachtet wird. Es versteht sich jedoch, daß dann, wenn der Bohrschacht außerdem eine Zementauskleidung aufweist, die an ihrem unteren Ende durch eine Manschette abgeschlossen ist, und wenn das periphere Rohr von einem Schutzrohr gebildet wird, das im Inneren der Zementauskleidung angeordnet ist, während des Schritts des Anschließens der Sicherheitsanordnung diese Anordnung sich im wesentlichen ungefähr 10 in oberhalb der Manschette des Schachtes befindet.
Jedenfalls werden im Verlauf eben dieses Schrittes des Anschließens der Sicherheitsanordnung obere Teilstücke des zentralen Rohrs vorzugsweise mit Dichtungen versehen und in den oberen Abschnitt des Stücks des zentralen Rohres der Sicherheitsanordnung eingesteckt, während untere Teilstücke des zentralen Rohrs im wesentlichen im Inneren des unteren Abschnitts des Stücks des zentralen Rohrs der Sicherheitsanordnung vermittels Verankerungselementen und eines aufblasbaren Körpers derart befestigt werden, daß die unteren und oberen Teilstücke jederzeit herausgezogen werden können, ohne daß man den Anschluß der Sicherheitseinrichtung lösen muß.
Mit anderen Worten bildet der vorliegende Stutzen dann, wenn er im Inneren des Rohrsystems des Bohrschachtes angeordnet ist und sich sein Stopfen an seinem Platz befindet und seine Leitungen gelost sind, eine Umleitung für die Fluidströmung des Ringraums zum zentralen Rohr und der Fluidströmung des zentralen Rohrs zum Ringraum, wobei die beiden entsprechenden Ströme dazu gebracht werden, sich zu überkreuzen. Dies hat zum Vorteil, daß jeder der beiden Strome durch das zentrale Rohr hindurchströmt. Dank der beiden an diesem Rohr montierten Sicherheitsventile, von denen das eine unterhalb und das andere oberhalb des Stutzens montiert ist, wird auf diese Weise der Verschluß eines jeglichen Durchgangs zwischen der unterirdischen Lagerstätte und der Oberfläche im Bedarfsfall garantiert.
Dieses Ergebnis muß nicht durch die beim Stand der Technik vorhandenen Nachteile erkauft werden. Die Strömungen müssen tatsächlich bei ihrem Hindurchströmen durch den Stutzen, dessen Leitungen relativ groß gemacht werden können (und in jedem Fall größer als die seitlichen Öffnungen 11 und 12 der oben beschriebenen bekannten Vorrichtungen) keine besonderen Druckverluste erleiden. Die Strömungsgeschwindigkeiten sind ebenfalls vorteilhafter. Es sei darauf hingewiesen, daß das zentrale und das periphere Rohr konzentrisch bleiben. Im übrigen erlaubt die Möglichkeit, die Sicherheitsventile einzig und allein am zentralen Rohr anzuordnen, den Rückgriff auf Ventile herkömmlicher Art- was darauf hinweist, daß kein besonders verminderter Platzbedarf erforderlich ist. Schließlich wird der Durchgang im Inneren des zentralen Rohrs durch nichts verengt. Auch genügt es, den Stopfen zu entfernen, der sich im Inneren des Stutzens befindet, um einen nahezu freien Querschnitt zu erhalten und durch das zentrale Rohr jedes erforderliche Werkzeug nach unten zu führen.
Es sei auch noch auf andere Vorteile in Bezug auf die Natur des Fluidvorrates hingewiesen. Wenn es sich um einen aus Steinsalz ausgespülten Hohlraum handelt, wird der vorliegende Stutzen vorzugsweise bereits in der Phase des "dewatering" an seinen Platz gebracht. In der Betriebsphase erlaubt er somit das Abziehen und Wiedergewinnen des gespeicherten Fluids zugleich durch das zentrale Rohr und den Ringraum. Mit anderen Worten: Der Durchgangsquerschnitt des aus strömenden Fluids ist bezüglich des Standes der Technik um den Querschnitt des Ringraums vergrößert. Dies führt in der Praxis zu einer Verdoppelung des Querschnittes, die weiter dazu beitragt, die Druckverluste zu vermindern und für einen gegebenen Durchsatz die Strömungsgeschwindigkeiten zu verbessern.
Die vorliegende Sicherheitsanordnung eignet sich aber auch für eine Erdöllagerstätte, da sie zu einem Injektions- Bohrschacht in gleicher Weise wie zu einem Abbau- bzw. Ausbeutungs-Bohrschacht paßt, d.h. zu einem Abziehschacht. In diesem Fall ist sie vor allem für einen Abbaubetrieb in "doppelter Ergänzung" interessant. Im Bereich der Erdölproduktion wird der Ausdruck "doppelte Ergänzung" üblicherweise in Bezug auf Lagerstätten verwendet, die zwei geologische Schichten umfassen, die Kohlenwasserstoffe enthalten und durch wenigstens eine undurchlässige Schicht voneinander getrennt sind. Ganz gleich, ob sich die Kohlenwasserstoffe in einem gasförmigen oder flussigen Zustand befinden oder ob sie sich in Form einer Öl-Gas-Mischung darstellen, zielt die Technik der doppelten Ergänzung darauf, diese Kohlenwasserstoffe an der Oberfläche in der Weise zu gewinnen, daß es zu keiner Berührung zwischen den aus jeder der Schichten stammenden Fluiden kommt.
Das bis jetzt verwendete Verfahren besteht darin, einen Förderbohrschacht zu verwenden, der die beiden Schichten durchquert. Seine Auskleidung ist somit in Höhe einer jeden der beiden Kohlenwasserstoffe führenden Schichten mit Perforrationen durchlöchert. Im übrigen werden zwei Förderrohre, die mit der Oberfläche in Verbindung stehen und von denen jedes mit einem Sicherheitsventil ausgestattet ist, eines neben dem anderen im Bohrschacht angeordnet. Das erste von den beiden ist beispielsweise kürzer und hört bei den oberen Perforationen auf. Das zweite erstreckt sich bis zu den weiter unten liegenden Perforationen und besitzt vorteilhafterweise einen leichten Knick, damit es, sobald es am unteren Ende des ersten Rohres vorbeiläuft, eine zentralere Position in der Auskleidung des Schachtes einnimmt. Das System wird schließlich durch zwei Abdichtanordnungen vervollständigt, die zwischen der Auskleidung und den Rohren angeordnet sind, um die Kohlenwasserstoffe zu zwingen, im Inneren der Rohre zu strömen. Die eine der beiden Abdichtanordnungen befindet sich im wesentlichen in der Tiefe der undurchlassigen Zwischenschicht. Ihre Form bleibt einfach, da sie dazu dient, den ringförmigen Raum zwischen dem zweiten Rohr und der Auskleidung abzudichten. Im Gegensatz hierzu besitzt die andere Abdichtanordnung einen komplexeren Aufbau, da sie sich oberhalb der oberen Kohlenwasserstoffe führenden Schicht befindet, so daß sie eine Abdichtung verwirklichen muß, wobei ein Durchgang für die beiden Rohre frei bleibt.
Dies ist eine der Hauptschwierigkeiten beim herkömmlichen Ausbeutungsverfahren der "doppelten Ergänzung". Die entsprechende Abdichtanordnung, die in der Fachsprache als "doppelte Abdichtung" bezeichnet wird, besitzt tatsächlich einen relativ komplizierten Aufbau. Hieraus ergibt sich neben Kosten, die im Vergleich zu denen einer einfachen ringförmigen Abdichtanordnung deutlich erhöht sind, eine wesentlich schwierigere Verwendung. Andere Probleme sind unmittelbar mit den Rohren verbunden. Insbesondere ist ihre Plazierung eine neben der anderen immer ein schwierig durchzuführender Vorgang. Man erkennt auch, daß der Durchgangsquerschnitt, der auf diese Weise den aus den beiden Kohlenwasserstoffe führenden Schichten austretenden Fluiden angeboten wird, im Vergleich zu dem innerhalb der Auskleidung zur Verfügung stehenden Gesamtquerschnitt relativ klein ist. Das vorliegende Verfahren vermeidet aus sich heraus diese Nachteile des Standes der Technik was hier besonders hervorgehoben werden soll.
Schließlich vermag die vorliegende Sicherheitsanordnung großartige Dienste im Bereich der Sicherheit zu leisten. Tatsächlich sind die Betreiber in der Lage, wahlweise diese Sicherheitsanordnung in der Nähe des Bohrschachtgrundes anzuordnen, d.h. an einer Stelle, die sowohl hinsichtlich natürlicher geologischer Veränderungen als auch in Bezug auf eventuelle Sabotageangriffe weniger verwundbar ist. Sie können auch die Anordnung als Ganzes oder. teilweise abbauen und an die Oberfläche zurückbefördern, wenn ihre Bestandteile inspiziert oder repariert werden mussen. Wohlgemerkt treten diese Vorteile zu dem Vorteil einer beträchtlichen Vergrößerung des Durchgangsquerschnitts beim Verlassen des Schachtes hinzu. Soweit es sich um Bohrschächte zur Ausbeutung von Lagerstätten handelt, läßt dies die Möglichkeit vorhersehen, die Anzahl von Schächten zu verringern, was zu einer enormen finanziellen Einsparung führt.
Schließlich befindet sich dank der Anbringung eines Mantels im Inneren des Stutzens zur Abdichtung seiner Leitungen, wobei sein Stopfen im übrigen zurückgezogen ist, das Rohrsystem in einer Situation, die der beim Stand der Technik in der Ausbeutungsphase entspricht. Jedenfalls verbleibt der Vorteil eines um das zentrale Rohr herum und nicht in seinem Inneren montierten Sicherheitsventils, so daß auf diese Weise der vollständige Querschnitt des zentralen Rohrs für den Durchtritt des Fluids freigegeben ist. Dieser Gesichtspunkt kann im übrigen immer dann mit einem besonders engen Ringraum kombiniert werden, wenig andere Überlegungen hinsichtlich der Strömungen dies erlauben. In diesem Fall dient der vorliegende Stutzen einfach als Verschluß des Ringraums. Er bleibt jedenfalls in dieser Rolle besonders wirksam, da er einen integralen Teil der Rohre des Bohrschachtes bildet und dich somit nicht von diesem ablösen kann.
Die vorliegende Erfindung ergibt sich noch deutlicher durch die Lektüre der folgenden detaillierten Beschreibung und Betrachtung der angefügten Zeichnungen, die als Beispiele und nicht in einschränkender Weise Ausführungsformen des vorliegenden Stutzens sowie der vorliegenden Sicherheitsanordnung wiedergeben, die ihn umfaßt. Sie zeigen auch Ausführungsformen des vorliegenden Ausbeute- bzw. Betriebsverfahrens für Bohrschächte, die mit einem unterirdischen Fluid-Vorratslager in Verbindung stehen.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 einen sehr schematischen Vertikalschnitt durch einen Steinsalz-Lagerstock und einen Speicherhohlraum, der aus diesem Stock ausgespült worden ist,
Fig. 2 einen dem Schnitt der vorausgehenden Figur ähnlichen Schnitt, wobei sie jedoch zwei halb horizontale Unterbrechungen aufweist, wobei in Höhe einer jeden dieser Unterbrechungen ein Teil des Lagerstockes nicht wiedergegeben ist, so daß ein größerer Maßstab verwendet werden kann; in dieser Zeichnung sind die Fluidbewegungen in der Phase des "dewatering" mit Hilfe von Pfeifen wiedergegeben,
Fig. 3 und 4 axiale Halbschnitte eines Bohrschachtes und seiner Rohre, der eine dem Stand dar Technik entsprechende Sicherheitsvorrichtung umfaßt; letztere ist in Fig. 3 in ihrer ausgedehnten Konfiguration, die sie in der Phase des "dewatering" einnimmt, und in Fig. 4 in ihrer zurückgezogenen Konfiguration wiedergegeben, die sie in der eigentlichen Betriebsphase des Bohrschachtes einnimmt;
Fig. 5 und 6 einen Sicherheitsstutzen gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei Fig. 5 einen Axialschnitt und Fig. 6 einen Transversalschnitt in der Ebene I-I aus Fig. 5 wiedergeben;
Fig. 7 und 8 Axialschnitte von zwei vorteilhaften Ausführungsformen einer Sicherheitsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 9 und 10 die Sicherheitsanordnung aus Fig. 7 im Zusammenhang mit einem im Axialschnitt gezeigten Bohrschacht; sie geben jeweils die dewatering-Phase und die eigentliche Betriebsphase wieder; und
Fig. 11 einen schematischen Schnitt eines Bohrschachtes zur Erdölproduktion in "doppelter Ergänzung", bei dem eine Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommt.
Die Fig. 5 und 6 zeigen einen Sicherheitsstutzen 100 gemäß der vorliegenden Erfindung. Es handelt sich dabei tatsächlich um einen dickwandigen Zylinder, der eine Höhe von 1,5 bis 3 m besitzen kann und beispielsweise durch maschinelle Bearbeitung eines vorgewalzten Stahlblockes oder durch Schmieden hergestellt ist. Der Außendurchmesser des Stutzens entspricht nahezu dem des Schutzrohres 30 (peripheres Rohr), das der Bohrschacht aufnehmen muß. Beispielsweise sind Gewinde 132 vorgesehen, um die Verbindung des Stutzens mit diesem Rohr zu ermöglichen. Im Axialschnitt der Fig. 5 zeigt sich, daß ein unteres Gewinde 132b direkt auf der äußeren Oberfläche des Stutzens vorgesehen werden kann, während ein oberes Gewinde 132h im Inneren eines Kreisringes ausgebildet sein kann, der axial am Stutzen vorspringt. Auch ist der Innendurchmesser des Stutzens so gewählt, daß das zentrale Rohr 10 in dichter Weise im Inneren seiner Innenbohrung 110 befestigt werden kann. Ein unteres Gewinde 112b und ein oberes Gewinde 112h sind beispielsweise zu diesem Zweck an der Oberfläche der Innenbohrung 110 in unmittelbarer Nähe jeweils eines Endes des Stutzens 100 ausgebildet.
Zusätzlich zu den erwähnten Besonderheiten, die sich bisher darauf beschränken, den vorliegenden Stutzen zu einem Verbindungsstück zwischen den verschiedenen Abschnitten des Schutzrohres 30 und des zentralen Rohrs 10 zu machen, verleihen ihm andere Eigenschaften die Qualität einer Umbzw. Ableitung, die die Uberkreuzung von Fluidströmungen ermöglicht. Dabei handelt es sich zunächst um eine Rille bzw. Nut 111, die an der Oberfläche der Innenbohrung 110 des Stutzens 100 in etwa in der Mitte der Höhe des Stutzens vorgesehen ist. Diese Nut 111 ist in der Tat geeignet, als Sitz für einen in Fig. 7 gezeigten Stopfen 60 zu dienen, der die Bohrung 110 in dichter Weise verschließen kann. Auf diese Weise wird der vom zentralen Rohr 10 gebildete Durchgang in Höhe des Stutzens 100 unterbrochen; diese Möglichkeit wird in den folgenden Absätzen noch genauer erläutert. Weiterhin sind Leitungen 131 in die eigentliche Wand des zylindrischen Stutzens 100 gebohrt. Jede dieser Leitungen umfaßt einen Längsteil, der von der quer verlaufenden Oberfläche der Wand des Stutzens ausgeht, d.h. einfacher gesagt von einem seiner Enden. Mit anderen Worten: Diese Leitungen sind vorgesehen, um mit dem Ringraum 9 in Verbindung zu stehen, sobald der Stutzen 100 zwischen den betreffenden Stücken des Schutzrohrs 30 und des zentralen Rohrs 10 montiert ist. Der Längsteil setzt sich über ein Knie und einen schräg verlaufenden Teil 113 fort, der schließlich im Inneren der Innenbohrung 110 des Stutzens mündet. Sobald der Stutzen 100 mit den Rohren verbunden ist, stehen somit die Leitungen 131 mit dem zentralen Rohr 10 in Verbindung. Sie verbinden somit den Ringraum 9 sind das Innere des Rohres 10 miteinander.
Die geraden Längsteile der Leitungen können zylindrisch und in Umfangsrichtung mit gleichen Abständen voneinander getrennt angeordnet sein, wie dies in durchgezogenen Linien in den Axial- und Transversalschnitten der Fig. 5 bzw. 6 dargestellt ist. Ihre Zahl kann entsprechend dem Durchmesser einer jeden Leitung, die Dicke der Wand des Stutzens, die gewünschten Strömungsdurchsatze usw. angepaßt werden. Die Fig. 5 und 6 zeigen acht Leitungen, doch könnten ebensogut auch vier oder weniger Leitungen verwendet werden. Im Gegensatz hierzu ist es auch denkbar, die Zahl der Leitungen so weit zu vergrößern, daß sich die verschiedenen Leitungen durchdringen und miteinander einen gemeinsamen Durchgang bilden. Dies ist in den Fig. 5 und 6 mit gestrichelten Linien dargestellt. Es kommt jedoch keinesfalls in Frage, alle Leitungen miteinander zu verbinden. In der Tat ist eine erste Gruppe von Leitungen (die Halfte der in den Figuren gezeigten Leitungen) vorgesehen, um oberhalb des Sitzes 111 des Stopfens zu münden (siehe die Abschnitte 131h und 113h), während eine zweite Gruppe, die von den übrigen Leitungen gebildet wird, unterhalb des Sitzes 111 mündet (siehe die Abschnitte 131b und 113b). Im Transversalschnitt der Fig. 6 sind alle Leitungen 131h der ersten Gruppe unmittelbar nebeneinander gezeichnet. Sie sind somit in der gleichen Stutzenhälfte ausgebildet (wenn man sich vorstellt, daß der den Stutzen bildende Gesamtzylinder längs eines Durchmessers durchgeschnitten wird). Die Leitungen 131b der zweiten Gruppe sind ihrerseits in dem anderen Halb-Stutzen ausgebildet.
Fig. 7 zeigt den soeben beschriebenen Stutzen 100 im Zusammenhang mit dem Schutzrohr 30 und dem zentralen Rohr 10, die an ihm befestigt sind. Letztere sind jedoch in sehr schematischer Weise dargestellt. Insbesondere sind die Einzelheiten der Verbindung durch Verschrauben oder Einstecken nicht wiedergegeben. In gleicher Weise sind die Verbindungen zwischen den verschiedenen Abschnitten der Rohre nicht dargestellt. Der Fachmann weiß jedoch, daß sie vorhanden sind, obwohl sie hier nicht mehr weiter erwähnt werden. Das, was der Fig. 7, die eine bevorzugte Sicherheitsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, deutlich entnommen werden sollte, betrifft im wesentlichen ein spezielles Stück 13 des zentralen Rohrs 10 sowie ein Stück 33 des Schutzrohres 30, die den Stutzen zur Sicherstellung der Sicherheit des Bohrschachtes ergänzen.
Soweit dies das Stück 13 betrifft, setzt es sich tatsächlich aus zwei nahezu gleichen Abschnitten 13b und 13h zusammen, die auf beiden Seiten an den Stutzen 100 angepaßt sind. Geht man von letzterem aus, so findet man in identischer Weise an jedem dieser beiden Abschnitte folgende Bestandteile: einen Stopfensitz 15 und dann ein Sicherheitsventil 50. In Fig. 7 erlaubt der an das Bezugszeichen angehängte Buchstabe "b" (für bas = unten) eine Unterscheidung der vergleichbaren Elemente des Abschnittes 13b und der angehängte Buchstabe "h" (für haut = oben) die Unterscheidung der Teile des Abschnittes 13h. Während die Sitze 15 für Stopfen nicht unbedingt erforderlich sind, sind die Ventile 50 vorteilhafterweise Ventile der zurückziehbaren, normalerweise geschlossenen Art; d.h., wenn über die Steuerleitungen 51 kein Öl an die Ventile gelangt, schließen sich die Klappen 52 der Ventile 50 und unterbrechen auf diese Weise den Durchgang im Inneren des zentralen Rohrs 10. Im vorliegenden Fall können Ventile, deren Körper 53 auf der Außenseite um das zentrale Rohr 10 herum angeordnet ist, ohne Schwierigkeit mit einem bedeutenden Raumgewinn im Inneren des Rohres 10, bei dem sie zum Einsatz kommen, in der Weise verwendet werden, daß das Hinunterführen oder Heraufholen verschiedener Werkzeuge ermöglicht wird. Diese Ventile 50 müssen nicht besonders platzsparend ausgebildet sein. Sie können gegebenenfalls mit Hilfe eines Kabels in bekannter Weise um den Abschnitt 13 des Rohrs 10 herum installiert sein. Man sollte jedoch die Sicherheitsanordnung, die den Stutzen 100, den Abschnitt 13 des zentralen Rohrs 10 und den Abschnitt 33 des Schutzrohres 30 umfaßt, als Einheit betrachten, die an der Oberfläche zusammengesetzt wird, um danach in beliebiger Weise im Bohrschacht an ihren Platz gebracht oder aus letzterem herausgezogen zu werden.
Was die freien Enden der beiden Abschnitte 13b und 13h betrifft, so besitzen sie eher unterschiedliche Durchmesser, wobei der obere Abschnitt 13h beispielsweise in einer leichten Erweiterung 17 endet, während der untere Abschnitt 13b seine Abmessungen nicht ändert. Letzterer ist gegebenenfalls mit einem am Ende angeordneten Ringfalz 16 versehen. Auf diese Weise kann das Stück 13 im Inneren des zentralen Rohrs 10 montiert werden und dabei eine einfache Demontage jedes Teils des Rohrs 10 ermöglichen, bevor dieser zurückgezogen wird. Die Einzelheiten der entsprechenden Verbindungen werden jedenfalls weiter unten unter Bezugnahme auf Fig. 8 beschrieben. Aus Fig. 7 ergibt sich weiterhin, daß ein anderer Sitz 14 für einen Stopfen etwas oberhalb des unteren Endes des Abschnittes 13b vorgesehen ist. Dieser Sitz 14 ist ebenso wie die zuvor erwähnten Sitze 15 in der Weise angeordnet, daß dann, wenn die entsprechenden Stopfen erst einmal an ihrem Platz positioniert sind, die Rohrabschnitte abgesperrt sind. Die Dichtigkeit und das mechanische Verhalten eines jeden dieser Abschnitte können somit dadurch voneinander getrennt überprüft werden, daß man auf verschiedene, dem Fachmann bekannte Verfahren zurückgreift.
Es sei schließlich in Bezug auf den Aufbau der vorliegenden Sicherheitsanordnung angemerkt, daß das Stück 33 des zugehörigen Schutzrohres 30 sich in gleicher Weise aus einem oberen Abschnitt 33h und einem unteren Abschnitt 33b zusammensetzt, zwischen denen sich der vorliegende Stutzen 100 befindet. Die Abschnitte 33 besitzen beispielsweise eine Länge, die mit der der Abschnitte 13, die sie schützen, vergleichbar ist. Ihre einzige Besonderheit besteht darin, daß sie eine Öffnung für das Hindurchtreten von Steuerleitungen 51 für die Ventile 50 besitzen. Da diese Öffnung im übrigen dicht sein muß, ist es vorteilhaft, daß die beiden Leitungen 51h und 51b für jedes der beiden Sicherheitsventile 50 den gleichen Weg nehmen. Zu diesem Zweck ist die Leitung 51h für das obere Ventil 50h vorzugsweise zum Stutzen 50 umgeleitet. Die in letzterem teilweise untergebrachten Leitungen 51 sind im übrigen einem geringeren Risiko ausgesetzt, aufgrund von größeren Verschiebungen im Inneren des Ringraumes 9 zu brechen.
Die auf diese Weise gebildete Sicherheitsanordnung kann eine Gesamtlänge in der Größenordnung von einigen 10 in aufweisen. Primär kann sie in dem Bohrschacht in beliebiger Höhe zwischen der Oberfläche und der Manschette angeordnet werden. Es sind jedoch zwei Stellen, die in Fig. 1 mit 4h bzw. 4b gekennzeichnet sind, besonders vorteilhaft. Sie befinden sich einerseits ungefähr 30 in unter der Oberfläche und andererseits ungefähr 10 in oberhalb der Manschette. Von diesen beiden Positionen ist die tiefer gelegene in der Hinsicht von größerem Interesse, daß sie die Sicherheitsanordnung für eine große Zahl von Beschädigungsursachen im Bohrschacht unerreichbar macht, beispielsweise für Erdbeben, Explosionen an der Oberfläche oder infolge von Bodensenkungen auftretende Gelände-Ausgleichsbewegungen oder andere geologische Phänomene, die längerfristig auftreten.
Fig. 8 bezieht sich auf eine andere Ausführungsform der vorliegenden Sicherheitsanordnung. Man findet dort wieder den Stutzen 100 sowie die Abschnitte 13b und 13h des zentralen Rohrs 10, die in der Verlängerung der seitlichen inneren Oberfläche des Stutzens angeordnet sind. Nötigenfalls sind der Stutzen 100 und die Abschnitte 13 zu diesem Zweck aus einem Stück gebildet. Die Abwandlung betrifft vor allem die seitliche Außenfläche des Stutzens. In diesem Fall umfaßt eher sie als die Abschnitte 33 des Schutzrohres 30, die in einer Verlängerung angeordnet sind, Dichtungen 34, die insbesondere torisch ausgebildet sind. In Fig. 8 gibt es jeweils zwei solcher Dichtungen an jedem Ende des Stutzens 100. Ihre Aufgabe ist es, eine Abdichtung mit dem Schutzrohr 30 sicherzustellen, in das die so gebildete Sicherheitsanordnung eingesetzt ist.
Auf diese Weise erhält man eine Sicherheitsanordnung, die noch einfacher an Ort und Stelle zu positionieren ist. Es genügt, daß das Schutzrohr 30 lediglich eine geeignete Innenschulter 35 aufweist, die einen Anschlag für die Sicherheitsanordnung bietet, die auf diese Weise sicher gehalten wird. Es ist vorteilhaft, wenn das Schutzrohr 30 oberhalb von ihr weniger eng an die seitliche Außenfläche des Stutzens angepaßt ist, um sein Absenken an seinen endgültigen Platz zu erleichtern.
Die Fig. 9 und 10 zeigen genau, wie die beschriebene Sicherheitsanordnung vorteilhafterweise eingesetzt wird, wenn sie in der Position 4b in der Nähe des unteren Endes bzw. der Manschette 21 des Bohrschachtes angeordnet wird. Tatsächlich erkennt man sehr leicht die Anordnung mit ihrem Stutzen 100, in dessen Inneren der zentrale Stopfen 60 befestigt ist -wobei die Dichtigkeit durch Stufen von torischen Dichtungen 62 (vgl. Fig. 7) sichergestellt ist - , ihre Abschnitte 13h und 13b des zentralen Rohrs 10, die Sicherheitsventile 50 aufnehmen, sowie ihre Abschnitte 33h und 33b des Schutzrohres 30. Wenn der obere Abschnitt 33h des letzteren bis zur Oberfläche vervollständigt ist, kann der untere Abschnitt 33b seinerseits mit einer Verengung 34 enden, die es ihm ermoglicht, in das Innere eines ringförmigen Verschluß stückes 70 genau eingesteckt bzw. eingepaßt zu sein. Die Dichtigkeit der Steckverbindung wird von verschiedenen Stufen von Dichtungen garantiert, die zwischen die Verengung 34 und das Verschlußstück 70 eingefügt sind. Dieses andere Stück ist seinerseits in herkömmlicher Weise im Inneren des Schachtausbaus 20 in einem gewissen Abstand oberhalb seines unteren Endes 21 vorgesehen. Es umfaßt ein oberes Rohrstück, das größer ist und mit Hilfe eines ringförmigen Stopfens 31, der dazu dient, die Stützflüssigkeit 32 zurückzuhalten, in dichter Weise am Ausbau 20 befestigt ist. Hierauf folgt ein konvergierendes Stück, das sich in einer Führung fortsetzt, die kaum weniger eng als das zentrale Rohr 10 ist und zwei Stopfen-Sitze 71 und 72 umfaßt. Diese ermoglichen es, Stopfen in der Weise anzuordnen, daß die Dichtigkeit und das mechanische Verhalten des Schutzrohres 30 überprüft werden können, oder aber auch, daß der Boden des Bohrschachtes nötigenfalls vom Hohlraum 1 getrennt werden kann.
Zu den Elementen, die beschrieben werden und lediglich in der Konfiguration aus Fig. 10 vorhanden sind, zeigt die Fig. 9 obere und untere Teilstücke 10h bzw. 10b des zentralen Rohrs 10, die das Stück 13 des Rohres 10 der vorliegenden Sicherheitsanordnung sandwichartig einschließen. Die oberen Teilstücke 10h befinden sich im Inneren der End-Erweiterung des oberen Abschnittes 13h. Die entsprechende Einfügung wird im Inneren beispielsweise mit Hilfe von torischen Dichtungen in der Art realisiert, daß die Dichtigkeit der Verbindung garantiert ist. Die unteren Teilstücke 10b greifen ihrerseits in das gerade Ende des unteren Abschnittes 13b ein und sind mit Hilfe von Verankerungsvorrichtungen befestigt. Ein aufblasbarer Körper 18 oder andere torische Dichtungskörper zwischen den in Rede stehenden Rohren erlauben es, gegebenenfalls eine perfekte Dichtigkeit sicherzustellen, obwohl ein relativ beträchtlicher Unterschied hinsichtlich der Durchmesser besteht. Dieser Unterschied ist tatsächlich vorteilhaft; sobald nämlich der aufblasbare Körper 18 entlüftet ist, kann die Bedienungsperson ein oder mehrere untere Teilstücke 10b durch das Stück 13 des zentralen Rohrs 10 nach oben ziehen (vorausgesetzt daß der Stopfen 60 entfernt ist.)
Vorzugsweise befindet sich weiter unten als das ringförmige Verschlußstück 70 auf dem zentralen Rohr 10 eine Sicherheitsverbindung 19. Ihre Aufgabe ist es, den Abwurf des Restes des zentralen Rohrs 10, das sich zumindest in der Phase des "dewatering" bis zum Boden des Hohlraums erstreckt, in das Innere des Hohlraumes 1 zu ermoglichen. Dieser Abwurf kann entweder bei Gelegenheit von der Oberfläche her gesteuert werden oder auch automatisch beispielsweise im Fall einer übermäßigen Beanspruchung des Rohrs (infolge eines Hinabstürzens von Felsbrocken und dergleichen) erfolgen. Auf diese Weise führt das Rohrsystem aus Fig. 9, das für das Rohrsystem wahrend des "dewatering" repräsentativ ist, zu der durch durchgezogene Pfeile angedeuteten Strömung der Sole B und der durch unterbrochene Pfeile wiedergegebenen Strömung des Gases G. Es zeigt sich unmittelbar, daß in Höhe des Stutzens 100 die Sole B aus dem zentralen Rohr 10 in den Ringraum 9 und in entsprechender Weise das Gas G aus dem zentralen Rohr 10 in den Ringraum 9 umgelenkt werden, wobei letzteres jedoch in entgegengesetzter Richtung zur Sole strömt.
In der Betriebs- bzw. Ausbeutungsphase, die in Fig. 10 wiedergegeben ist, ist es auch möglich, die oberen und unteren Teilabschnitte 10h und 10b des zentralen Rohrs 10 zurückzuziehen. Das Gas G tritt über das Verschlußstück 70 sowohl durch das zentrale Rohr 10 als auch den Ringraum 9 aus. Nach dem Durchströmen des Stutzens 100 setzt sich das Austreten über zwei Wege, namlich das Rohr 10 und den Ringraum 9 fort. Wenn jedoch ein Unfall zum Verschließen der Ventile 50 führt, ist jede Verbindung zwischen dem Inneren des Lagers und der Oberfläche unterbrochen. Tatsächlich unterbricht das untere Ventil 50b die Strömung im zentralen Rohr 10 unterhalb des Stutzens sowie die Strömung im Ringraum 9 oberhalb des Stutzens. Das obere Ventil 50h unterbricht seinerseits die Strömung im Inneren des zentralen Rohrs 10 oberhalb des Stutzens. Jenseits des zuletzt genannten Ventils kann somit auch kein Gas mehr strömen.
Eine andere Art, die vorliegende Sicherheitsanordnung während der Phase der Ausbeutung bzw. des Betriebs einzusetzen, besteht beispielsweise darin, daß zunachst von dieser Anordnung das obere Sicherheitsventil 50h zurückgezogen wird. In entsprechender Weise wird der Stopfen 60 entfernt. Hierauf wird ein Mantel, der geeignet ist, in der Innenbohrung 110 des Stutzens 100 Platz zu finden, in der Weise abgesenkt, daß er an der Mündung der schräg verlaufenden Teile 113 der Leitungen 131 anliegt. Wenn das Anliegen des Mantels ausreichend dicht ist, ist jede Verbindung des zentralen Rohrs 10 mit dem Ringraum 9 auf diese Weise unterbunden. Das gesamte Gas G strömt somit letztlich durch das zentrale Rohr 10 bis zur Oberfläche. Das untere Ventil 50b, das in der Sicherheitsanordnung an seinem Platz belassen wird, ist somit in der Lage, im Notfall diese Strömung zu unterbrechen.
Diese Verwendungsart des vorliegenden Stutzens, die ihn auf den ersten Blick in die Nähe der bekannten Sicherheitsvorrichtungen, wie sie in den Fig. 3 und 4 gezeigt sind, rückt, bleibt jedoch vorteilhaft unter dem Gesichtspunkt der Durchtrittsquerschnitte. Sie erlaubt es in der Tat, das einzige Ventil an der Außenseite des zentralen Rohrs anzuordnen, in dessen Inneren somit die Strömung nicht örtlich eingeschnürt ist. Im übrigen kann der hier verwendete Stutzen eine erheblich weniger dicke Wand besitzen. Mit anderen Worten: Es ist in diesem Fall möglich, den Querschnitt des Ringraums auf ein Minimum zu reduzieren. Das lohnt sich für das zentrale Rohr sowohl hinsichtlich der realisierten Strömungen als auch in Bezug auf das Auf- und Abbewegen verschiedener Werkzeuge.
Der Fachmann findet zweifelsohne auch andere Ausführungsformen des vorliegenden Betriebsverfahrens für einen Bohrschacht, das in der allgemeinsten Weise ausgedrückt darin besteht, daß man den Strömungen im zentralen Rohr einerseits und im Ringraum andererseits es ermöglicht, sich zu überkreuzen. Bei dem vorausgehenden Beispiel eines aus Steinsalz ausgespülten Hohlraums, der zur Aufnahme eines zu lagernden Gases dient, wird das sich Überkreuzen von zwei verschiedenen Strömungen hauptsächlich in der Phase des "dewatering" realisiert, während im Betrieb Gas sowohl durch das zentrale Rohr als auch gegebenenfalls durch den Ringraum aufsteigt. Es sind aber auch andere Anwendungsfälle denkbar, wie z.B. bei Bohrschächten, die für eine Entnahme aus oder eine Injektion in Erdöl-Lagerstätten dienen. Obwohl die gleiche Art von Fluiden, Kohlenwasserstoffe oder Wasser, in den beiden sich überkreuzenden Strömungen zirkulieren kann, ermöglicht das abwechselnde Hindurchgehen der beiden Ströme durch das zentrale Rohr ihre jeweilige Sperrung mit Hilfe von Ventilen, die ausschließlich auf diesem Rohr montiert sind. Es ist auch möglich, das gesamte Fluid dadurch zu zwingen, durch das zentrale Rohr hindurchzuströmen, daß die Leitungen dem Stutzens verschlossen werden und sein Stopfen weggenommen wird, so daß ein einziges Ventil, das auf eben diesem Rohr montiert ist, ausreichend ist. Auf jeden Fall wird im Vergleich zum Stand der Technik dem Fluid ein größerer Durchtrittsquerschnitt angeboten. Um ihn noch weiter zu vergrößern, ist es auch nicht ausgeschlossen, letztlich auf das Schutzrohr 30 zu verzichten und den vorliegenden Stutzen 100 direkt mit der Zementauskleidung 20 zu verbinden. Somit ist in den folgenden Ansprüchen von dem peripheren Rohr die Rede, um in gleicher Weise das Schutzrohr, die Verbindung des letzteren mit dem Zementausbau oder aber auch ein Förderrohr zu bezeichnen, das um das zentrale Rohr 10 herum angeordnet ist.
Fig. 11 zeigt schließlich ein Prinzipschema einer anderen Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens. Sie wurde insbesondere im Rahmen einer Ausbeutung in "doppelter Ergänzung" entwickelt. Zu diesem Zweck ist eine vertikale Achse I-I dargestellt, die der Rotationsachse eines Bohrschachtes zur Erdöl-Förderung entspricht, der im Längsschnitt dargestellt ist. Dieser Schacht durchquert eine Lagerstätte, die insbesondere zwei Kohlenwasserstoffe führende Schichten 210, 220 umfaßt, die von einer undurchlässigen Schicht 200 getrennt werden. In der Zeichnung sind diese Schichten beiderseits des Bohrschachtes in der Form von horizontalen Bändern gezeichnet. Selbst wenn die Kohlenwasserstoffe, die sie jeweils enthalten, identisch sind, werden sie in der Figur durch unterschiedliche Symbole dargestellt, nämlich durch kleine Striche für die Kohlenwasserstoffe der oberen Schicht 210 und Punkte für diejenigen der unteren Schicht 220. Zwei leicht gegen die Horizontale geneigte Unterbrechungen, von denen sich eine zwischen den beiden Schichten befindet, symbolisieren einen Schnitt um anzuzeigen, daß sie im Prinzip einen Abstand mit beliebiger Höhe zueinander aufweisen können.
Auf diese Weise kann das in jeder der beiden Schichten enthaltene Fluid in den Bohrschacht eindringen. Zu diesem Zweck ist die Auskleidung 20 des Bohrschachtes beispielsweise mit perforationen 21 (bzw. 22) in Höhe der Schicht 210 (bzw. 220) versehen. Es ist auch möglich, daß unten am Bohrschacht überhaupt keine Auskleidung vorhanden ist. Dies ist insbesondere bei hartem Fels der Fall. Damit es keine Berührung zwischen den Kohlenwasserstoffen der beiden Schichten im Verlauf ihres Aufstiegs im Inneren des Bohrschachtes gibt, sieht die vorliegende Erfindung vor, zwei zueinander konzentrische Förderrohre anzuordnen.
Das innere Rohr, das im folgenden als zentrales Rohr 10 bezeichnet wird, ragt über die obere Kohlenwasserstoffe führende Schicht 210 hinaus nach unten bis in Höhe der undurchlassigen Schicht 200. Folglich ist es günstig, daß sich sein unteres Ende gegenüber einem Bereich der Auskleidung 20 befindet, der keine Perforationen aufweist, und dies auf einer Höhe, die ausreicht, daß eine ringformige Verschlußeinrichtung 11, die an dieser Stelle zwischen das zentrale Rohr 10 und die Auskleidung 20 eingefügt ist, die Kohlenwasserstoffe der oberen Schicht 210 in wirksamer Weise daran hindert, in das Innere des zentralen Rohrs 10 einzudringen. Die von der unteren Schicht 220 stammenden Kohlenwasserstoffe sind im Gegensatz hierzu frei, (insbesondere unter der Wirkung des im Inneren der Schicht herrschenden Drucks) in das zentrale Rohr hineinzuströmen.
In den folgenden Abschnitten wird das äußere Rohr als solches als peripheres Rohr 30 bezeichnet. Der Zwischenraum 32, der es von der Auskleidung 20 trennt, wird häufig mit einer relativ dichten Flüssigkeit gefüllt. Eine ringförmige Verschlußeinrichtung 31, die in dem Zwischenraum 32 angeordnet ist, ermöglicht es somit, diese Flüssigkeit zurückzuhalten. Sie hat die Aufgabe, die Auskleidung dadurch zu entlasten, daß sie auf sie eine radial gerichtete Stützkraft ausübt. Wie in Fig. 11 gezeigt, ist die ringförmige Verschlußeinrichtung 31 gemäß der Erfindung oberhalb der oberen Perforationen 21 der Auskleidung 20 angeordnet. Sie umschließt somit das untere Ende des peripheren Rohrs 30 in der Art eng, daß die von der oberen Schicht 210 kommenden Kohlenwasserstoffe (wieder unter der Wirkung ihres Eigendrucks) im Inneren des zuletzt genannten Rohres aufsteigen. Das Vorhandensein des längeren zentralen Rohrs 10 in dieser Tiefe zwingt sie jedoch, allein im Ringraum 9 zwischen den beiden konzentrischen Rohren zu strömen.
Im Rahmen der Erfindung sind diese Rohre im übrigen mit einer Sicherheitseinrichtung versehen, wie sie oben beschrieben wurde. Ohne daß hier erneut auf alle Einzelheiten der Konstruktion eingegangen wird, sei an den generellen Aufbau dieser Sicherheitsanordnung erinnert. Zunächst umfaßt sie einen Stutzen 100, der die Form eines Zylinders mit einer Höhe von einigen Metern und einer dicken Wand aufweist. Sein Innendurchmesser ist so gewahlt, daß sich das zentrale Rohr 10 an ihn in der Weise anschließt, daß die innere Oberfläche des Stutzens 100 mit ihm ein und dieselbe zentrale Leitung 110 bildet. Im Betrieb ist jedoch diese zentrale Leitung 110 mit Hilfe eines Stopfens 60 verschlossen, der im Stutzen 100 in der Mitte zwischen seinem oberen und seinem unteren Ende angeordnet ist.
Der Außendurchmesser des Stutzens 100 ist seinerseits so gewählt, daß sich das periphere Rohr 30 an ihn in der Weise anschließt, daß die äußere Oberfläche des Stutzens 100 mit ihm einen kontinuierlichen, dazwischenliegenden Freiraum 32 bildet. Daraus ergibt sich, daß die Dicke des Stutzens 100 in etwa mit dem Ringraum 9 zwischen den beiden konzentrischen Rohren übereinstimmt. Letzterer ist jedoch nicht völlig verschlossen, da im Stutzen die Längsleitungen 131 gebohrt sind.
Eine erste Gruppe dieser Leitungen geht vom oberen Ende des Stutzens 100 aus und mündet über einen abgewinkelten Bereich 113 an der inneren Oberfläche unterhalb des Stopfens 60. Eine zweite Gruppe dieser Leitungen geht im Gegensatz hierzu vom unteren Ende des Stutzens 100 aus und mündet ebenfalls in seine Innenfläche, doch dieses Mal oberhalb des Stopfens 60. Mit anderen Worten: Man erkennt wieder die Überkreuzung der jeweils etablierten Strömungen in der zentralen Leitung 110 und im Ringraum 9.
Die Bedeutung dieser Überkreuzung ergibt sich, wenn man die anderen Bestandteile der hier verwendeten Sicherheitsanordnung betrachtet. Es handelt sich hierbei um die Abschnitte 13h und 13b des zentralen Rohrs 10, die oben bzw. unten am Stutzen 100 befestigt sind und um die herum jeweils der Körper 53 eines Sicherheitsventils 50 befestigt ist. Mit den Klappen 52 im Inneren der zentralen Leitung 110 können diese Ventile vom herkömmlichen, normalerweise geschlossenen Typ sein, die darüber hinaus abnehmbar sind, um insbesondere mit Hilfe eines Kabels installiert zu werden. Die Abschnitte 33h und 33b des peripheren Rohrs 30 sind im übrigen um die Abschnitte 13 herum angeordnet. Die auf diese Weise gebildete Sicherheitsanordnung hat im vorliegenden Fall eine Höhe von etwa 10 in. Sie wird in den Zug der Elementarrohre eingefügt, die in den Bohrschacht abgesenkt sind, um die beiden konzentrischen Förderrohre zu bilden. Auf diese Weise können die Ventile 50 im Bedarfsfall (bei einem Unfall oder bei einer Stillegung) dadurch, daß sie sich schließen, die Strömung der beiden Arten von Kohlenwasserstoffen unterbinden.
Die Anordnung der Ventile außerhalb der zentralen Leitung 110 läßt jedoch letztere in starkem Maße frei. Insbesondere bleibt es möglich, in ihrem Inneren verschiedene Bodenwerkzeuge abzusenken, wobei die Demontage des Stopfens 60 keine Schwierigkeiten bereitet. Im übrigen kann, wie dies in symbolischer Weise die beiden gegen die Horizontale geneigten Linien andeuten, die den Bohrschacht unterhalb der Sicherheitsanordnung schneiden, letztere in jeder beliebigen Tiefe angeordnet werden. Sie kann somit wahlweise gemäß den Bedürfnissen hinsichtlich der Sicherheit (beispielsweise in Bezug auf eventuelle Sabotageakte) oder in Bezug auf die Aktivität des Bohrschachtes angeordnet werden (für eine mehr oder weniger intermittierende Bewirtschaftung usw.)
Neben den Vorteilen, die mit anderen, hier nicht genannten im übrigen von der Beschaffenheit der beschriebenen Sicherheitseinrichtung abhängen, weist das Verfahren der "doppelten Ergänzung", das eben beschrieben wurde, noch speziellere Besonderheiten auf. Einerseits werden tatsächlich die Durchtrittsquerschnitte für jede der beiden Kohlenwasserstoff-Strömungen maximal gemacht. Um sich hiervon zu überzeugen, genügt es, festzustellen, daß unten am Förder-Bohrschacht der gesamte Innenquerschnitt des peripheren Rohres 30 der Strömungsraum ist, wobei die Kohlenwasserstoffe der unteren Schicht 220 durch die zentrale Leitung 110 und die der oberen Schicht 210 durch den Ringraum 9 strömen. Unter diesem Gesichtspunkt ist es empfehlenswert, den Durchmesser des peripheren Rohres 30 so groß wie möglich zu wählen, wenn man den zur Verfügung stehenden Gesamtquerschnitt im ausgekleideten Bohrschacht berücksichtigt. In entsprechender Weise strömen im oberen Bereich des Bohrschachtes die beiden Arten von Kohlenwasserstoffen, die gegeneinander ausgetauscht sind, durch freie Querschnitte. Zwischen den beiden bildet der Stützen 100 keine wirkliche Einengung des Strömungsweges unten der Voraussetzung, daß die Leitungen 131, die in seine Wand gebohrt sind, sehr zahlreich sind (beispielsweise acht in jeder Gruppe). In entsprechender Weise bilden die Ventile 50, die um das zentrale Rohr 10 herum angeordnet sind, kein wesentliches Hindernis für die Strömungen. Daraus ergibt sich, daß die Druckverluste beim Aufsteigen der Kohlenwasserstoffe auf einem Minimum gehalten werden.
Andererseits werden lediglich einfache Abdichtvorrichtungen zum Verschließen eines Ringraums verwendet. Es handelt sich dabei um die Verschlußvorrichtung 31, die die Stützflüssigkeit 32 von den Kohlenwasserstoffen der oberen Schicht trennt, und die Verschlußeinrichtung 11, die die beiden Arten von Kohlenwasserstoffen voneinander isoliert. Somit wird der Rückgriff auf doppelte Abdichtvorrichtungen mit den hiermit verbundenen Zusatzkosten vermieden.
Es sei darauf hingewiesen, daß die beiden zuletzt genannten Vorteile von der Verwendung von konzentrischen Förderrohren stammen. Diese wichtige Anordnung kann jedenfalls hier dank der hiermit eng verbundenen Verwendung der Sicherheitsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ins Auge gefaßt werden. Letzteres ermöglicht es im Bedarfsfall, das Aufsteigen der Kohlenwasserstoffe zu unterbinden und dies ohne daß die beiden in Rede stehenden Vorteile verloren gehen.
Es ist offensichtlich, daß der vorliegende Sicherheitsstutzen ähnliche Dienste bei anderen Anordnungen als Erdöl- Bohrschächten zu leisten vermag. Konzentrische Leitungen von Chemieanlagen können insbesondere Vorteil daraus ziehen, daß sie auf ihn zur Verwirklichung von Strömungsüberkreuzungen in ihrem Inneren zurückgreifen. Deshalb beziehen sich die folgenden Ansprüche zunächst auf den Schutz der eigentlichen Struktur des Stutzens. Und es ist lediglich ein zweiter Aspekt, daß seine Anwendung auf Erdöl-Ausbeuteverfahren beansprucht wird.

Claims

1. Sicherheitsstutzen für einen Bohrschacht, der insbesondere mit einem unterirdischen Vorrat eines unter Druck stehenden Fluids in Verbindung steht, wobei in diesem Schacht ein peripheres Rohr und ein zentrales, zu dem peripheren Rohr konzentrisches Rohr so angeordnet sind, daß ein Ringraum zwischen ihnen gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Stutzen (100) von einem hohlen Zylinder gebildet wird, welcher ein oberes und ein unteres Ende hat sowie eine innere und eine äußere Seitenfläche, wobei der Stutzen (100) im Bereich der äußeren Seitenfläche an das periphere Rohr (30) und im Bereich der inneren Seitenfläche an das zentrale Rohr (10) anschließt, eine Ringnut (111) zum Zwecke der Aufnahme eines Stopfens (60) in der inneren Seitenfläche ausgebildet ist, der Stutzen ferner Leitungen (113, 131) aufweist, um den Ringraum (9) mit dem zentralen Rohr (10) in Verbindung zu setzen, und wobei eine erste Gruppe dieser Leitungen (113, 131) von dem oberen Ende dieses Zylinders ausgeht und zwischen der Nut (111) und dem unteren Ende des Zylinders in die innere Seitenfläche mündet, während eine zweite Gruppe der Leitungen (113, 131) von dem unteren Ende des Zylinders ausgeht und zwischen dieser Nut (111) und dem oberen Ende des Zylinders in die innere Seitenfläche mündet.

2. Sicherheitshülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hohle Zylinder dickwandig ist und daß jede dieser Leitungen (113, 131) einen in Längsrichtung in die Wand dieses Zylinders gebohrten Abschnitt (131) aufweist und über ein Knie in einen schrägen Abschnitt (113) übergeht.

3. Sicherheitshülse nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede dieser Leitungen (113, 131) lokal einen zylindrischen Querschnitt hat, wobei diese Leitungen (113, 131) vorzugsweise in Umfangsrichtung einen gleichen Abstand voneinander haben.

4. Sicherheitshülse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es im ganzen acht Leitungen (113, 131) gibt, wobei jede der Gruppen vier dieser Leitungen umfaßt, die einander unmittelbar benachbart sind.

5. Sicherheitshülse nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede dieser Gruppen von Leitungen (113, 131) von der Umhüllenden von parallelen zylindrischen Kanälen gebildet ist, die so angeordnet sind, daß zwei benachbarte Kanäle sich durchdringen.

6. Sicherheitshülse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der den Stutzen (100) bildende Zylinder aus einem Stahlblock herausgearbeitet oder geschmiedet ist.

7. Sicherheitshülse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der den Stutzen (100) bildende Zylinder eine Höhe zwischen ungefähr 1,5 in und ungefähr 3 in besitzt.

8. Sicherheitsanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Stutzen gemäß einem der vorangehenden Ansprüche und ein Stück (13) des zentralen Rohres (10) umfaßt, das durch einen oberen, an das obere Ende des Stutzens (100) angeschlossenen Abschnitt (13h) und durch einen unteren, an das untere Ende dieses Stutzens (100) angeschlossenen Abschnitt (13b) gebildet ist, wobei zumindest dieser untere Abschnitt (13b) mit einem Sicherheitsventil (50b) ausgestattet ist, welches das zentrale Rohr (10) bei einem Unfall verschließen kann.

9. Sicherheitsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Stück (13) des zentralen Rohres (10) eine Länge in der Größenordnung von zehn Metern besitzt.

10. Sicherheitsanordnung nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sitz (15h, 15b) für einen Stopfen an jedem der Abschnitte (13h, 13b) des Stücks (13) des zentralen Rohres (10) in unmittelbarer Nähe des Stutzens (100) vorgesehen ist.

11. Sicherheitsanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Abschnitt (13h) des Stücks (13) des zentralen Rohres (10) in eine Erweiterung (17) ausläuft.

12. Sicherheitsanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Abschnitt (13b) des Stücks (13) des zentralen Rohres (10) in einen inneren Ringfalz (16) ausläuft, wobei ein weiterer Sitz (14) für einen Stopfen zwischen dem Sicherheitsventil (50b) und der Nut (16) angeordnet ist.

13. Sicherheitsanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherheitsventil (50b) vom normalerweise geschlossenen, einziehbaren Typ ist.

14. Sicherheitsanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherheitsventil (50b) um das Stück (13) des zentralen Rohres (10) herum angeordnet ist und eine Steuerleitung (51b) für die Zuführung eines Hydraulikfluides aufweist, welche infolge ihrer teilweisen Anordnung im Inneren des Stutzens (100) in ihrer Lage festgehalten wird.

15. Sicherheitsanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß an der äußeren Seitenfläche des Stutzens (100) kreisringförmige Dichtungen (34) angeordnet sind, um die Abdichtung zwischen dem Stutzen (100) und dem peripheren Rohr (30) zu gewährleisten.

16. Sicherheitsanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Stück (33) des peripheren Rohrs (30) umfaßt, dessen Länge nur wenig verschieden von der des Stücks (13) des zentralen Rohres (10) ist, und das ebenfalls durch einen oberen, an das obere Ende des Stutzens (100) angeschlossenen Abschnitt (33h) und einen unteren, an das untere Ende des Stutzens (100) angeschlossenen Abschnitt (33b) gebildet ist.

17. Sicherheitsanordnung nach Anspruch 16, wobei das periphere Rohr (30) ein Schutzrohr ist, welches im Inneren einer Zementauskleidung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherheitsventil (50b) um das Stück (13) des zentralen Rohres (10) herum angeordnet ist und eine Steuerleitung (51b) für die Zuführung eines hydraulischen Fluids aufweist, welche infolge ihrer teilweisen Anordnung im Inneren des Stutzens (100) in ihrer Lage gehalten wird, und daß der obere Abschnitt (33h) des Stücks (33) eine Öffnung für den Durchtritt der Steuerleitung (51b) aufweist, wobei Mittel vorgesehen sind, um die Dichtheit dieser Öffnung zu gewährleisten.

18. Verfahren für das Betreiben eines Bohrschachtes, welcher insbesondere mit einem unterirdischen Vorrat eines unter Druck stehenden Fluids in Verbindung steht, wobei in diesem Bohrschacht ein peripheres Rohr und ein zentrales, zu diesem peripheren Rohr konzentrisches Rohr so angeordnet sind, daß zwischen ihnen ein Ringraum gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sicherheitsanordnung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 17 derart eingesetzt wird, daß die einerseits im zentralen Rohr (10) und andererseits im Ringraum (9) gebildeten Ströme sich kreuzen können.

19. Verfahren für das Betreiben eines Bohrschachtes nach Anspuch 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Schritt dieses Verfahrens darin besteht, die Sicherheitsanordnung an das zentrale Rohr (10) und das periphere Rohr (30) anzuschließen, wobei der obere Abschnitt (13h) des Stücks (13) des zentralen Rohres (10) ebenfalls mit einem weiteren Sicherheitsventil (50h) ausgestattet wird, welches dieses zentrale Rohr (10) bei einem Unfall verschließen kann.

20. Verfahren für das Betreiben eines Bohrschachtes nach Anspruch 19, wenn der unterirdische Vorratsraum durch einen aus Steinsalz ausgespülten Hohlraum gebildet ist, welcher zu Anfang mit einer Sole gefüllt ist, und wenn das Vorratsfluid ein Gas ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zwischenschritt dieses Verfahrens darin besteht, den Hohlraum (1) mit dem Gas (G) zu füllen, wobei dieses Gas (G) unter Druck oberhalb des Stutzens (100) über das zentrale Rohr (10) eingeführt wird, sodann in den Ringraum (9) unterhalb des Stutzens (100) übertritt, um die Sole (B) zu verdrängen, die unterhalb des Stutzens (100) durch das zentrale Rohr (10) hochsteigt und aus dem Ringraum (9) oberhalb des Stutzens (100) entnommen wird.

21. Verfahren für das Betreiben eines Bohrschachtes nach Anspruch 19 oder Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß ein letzter Schritt dieses Verfahrens darin besteht, das Vorratsfluid sowohl über das zentrale Rohr (10) als auch den Ringraum (9) an die Oberfläche zu fördern und/oder in den unterirdischen Vorratsraum einzuführen.

22. Verfahren für das Betreiben eines Bohrschachtes nach Anspruch 19, wenn der Vorrat eine obere Kohlenwasserstoffe führende Schicht (210) und eine untere Kohlenwasserstoffe führende Schicht (220) umfaßt, wobei der Bohrschacht mit einer Auskleidung (20) ausgekleidet ist, die die beiden Schichten (210, 220) durchsetzt und die auf Höhe der beiden Schichten (210, 220) eine verkleidete oder nicht verkleidete Wand hat derart, daß die Kohlenwasserstoffe der beiden Schichten (210, 220) in den Bohrschacht eintreten können, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht, daß

a) im Verlaufe eines ersten Schritts dieses Verfahrens im Schacht folgendes angeordnet wird:

- das periphere Rohr (30) derart, daß ein unteres Ende sich oberhalb der oberen Schicht (210) befindet, wobei ein erster Ringstopfen (31) um das untere Ende des peripheren Rohres (30) herum angeordnet ist, um den Raum (32) zwischen dem peripheren Rohr (30) und der verkleideten oder nicht verkleideten Wand des Bohrschachtes zu verschließen,

- das zentrale Rohr (10) im Inneren des peripheren Rohres (30) derart, daß ein unteres Ende des zentralen Rohres (10) sich zwischen der oberen Schicht (210) und der unteren Schicht befindet, wobei ein zweiter Ringstopfen (11) um das untere Ende des zentralen Rohres (10) herum angeordnet ist, um den Raum zwischen dem zentralen Rohr (10) und der verkleideten oder nicht verkleideten Wand des Bohrschachtes zu verschließen; und daß

b) im Verlauf eines weiteren Betriebsschrittes in Form einer "doppelten Ergänzung" folgende Ströme ermöglicht werden:

- im unteren Teil des Bohrschachtes die aus der unteren Schicht (220) kommenden Kohlenwasserstoffe im zentralen Rohr (10) und die aus der oberen Schicht (210) kommenden Kohlenwasserstoffe im Ringraum (9);

- im oberen Teil des Bohrschachtes die aus der oberen Schicht (210) kommenden Kohlenwasserstoffe im zentralen Rohr (10) und die aus der unteren Schicht (220) kommenden Kohlenwasserstoffe im Ringraum (9);

wobei die Kohlenwasserstoffe dieser beiden Schichten (210, 220) sich im Inneren des Stutzens (100) kreuzen.

23. Verfahren für das Betreiben eines Bohrschachtes nach Anspruch 22, ferner dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (32) zwischen dem peripheren Rohr (30) und der verkleideten oder nicht verkleideten Wand des Schachtes so eng gewählt wird, daß er gerade noch die Manöver zum Einsetzen des peripheren Rohres (30) ermöglicht.

24. Verfahren für das Betreiben eines Bohrschachtes nach Anspruch 22 oder Anspruch 23, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitsventile (50) ein Gehäuse (52) haben, welches um das zentrale Rohr (10) herum, dem sie zugeordnet sind, angeordnet ist.

25. Verfahren für das Betreiben eines Bohrschachtes nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand des Schachtes mit einer Auskleidung (20) ausgekleidet ist, die mit Perforationen (21, 22) auf der Höhe der Kohlenwasserstoffe führenden Schichten (210, 220) versehen ist.

26. Verfahren für das Betreiben eines Bohrschachtes nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Auskleidung (20) und dem peripheren Rohr (30) eine vom ersten Ringstopfen (31) gehaltene Stützflüssigkeit vorgesehen ist.

27. Verfahren für das Betreiben eines Bohrschachtes nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Schritt dieses Verfahrens darin besteht, die Sicherheitsanordnung an das zentrale Rohr (10) und das periphere Rohr (30) anzuschließen, worauf an die innere Seitenwand des Stutzens (100) ein Mantel abdichtend angelegt wird derart, daß die Leitungen (113, 131) verschlossen sind, nachdem im übrigen der Stopfen (60) entfernt wurde, und wobei ein weiterer Schritt dieses Verfahrens darin besteht, das Vorratsfluid ausschließlich über das zentrale Rohr (10) an die Oberfläche zu fördern und/oder in den unterirdischen Vorratsraum einzufüllen.

28. Verfahren für das Betreiben eines Bohrschachtes nach einem der Ansprüche 19 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß während des Schrittes des Anschließens der Sicherheitsanordnung diese Anordnung zumindest 30 in unter der Erdoberfläche angeordnet ist.

29. Verfahren für das Betreiben eines Bohrschachtes nach einem der Ansprüche 19 bis 28, wobei der Bohrschacht außerdem eine Zementauskleidung aufweist, die am unteren Ende durch eine Manschette abgeschlossen ist, und wobei das periphere Rohr durch ein Schutzrohr gebildet ist, das im Inneren dieser Zementauskleidung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß während des Schrittes des Anschließens der Sicherheitsanordnung diese Anordnung sich etwa 10 in oberhalb der Manschette (21) des Schachtes (2) befindet.

30. Verfahren für das Betreiben eines Bohrschachtes nach einem der Ansprüche 19 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß während des Schrittes des Anschließens der Sicherheitsanordnung obere Teilstücke (10h) des zentralen Rohres (10) mit Dichtungen versehen und in den oberen Abschnitt (13h) des Stücks (13) des zentralen Rohres (10) dieser Sicherheitsanordnung eingesteckt werden, während untere Teilstücke (10b) des zentralen Rohres (10) im Inneren des unteren Abschnittes (13b) des Stücks (13) des zentralen Rohres dieser Sicherheitseinrichtung unter Zwischenschaltung von Verankerungselementen und eines aufblasbaren Körpers (18) befestigt werden derart, daß die unteren und oberen Teilstücke (10h, 10b) jederzeit herausgezogen werden können, ohne daß man den Anschluß der Sicherheitseinrichtung lösen muß.