DE69232736T2 - Bohrlochkopf - Google Patents

Description

• Herkömmlicherweise entstehen Bohrlöcher auf Öl- und Gasfeldern, indem ein Bohrlochgehäuse mit einem Ausbruchsschieber bzw. Blow-Out Preventer (BOP) errichtet wird und daraufhin durch Bohren das Bohrloch entsteht, während nacheinander konzentrische Rohrfahrten installiert werden, die an den unteren Enden einzementiert und an den oberen Enden mit mechanischen Dichtungsvorrichtungen verschlossen werden. Um das verrohrte Bohrloch für die Förderung betriebsbereit zu machen, wird durch den BOP ein Bohrgestänge gezogen und eine Verrohrungsabhängervorrichtung an dessen oberem Ende auf den Bohrlochkopf aufgesetzt. Danach wird der BOP entfernt und durch ein Eruptionskreuz mit mindestens einer Förderöffnung, welche Betätigungsventile enthält und sich vertikal zu den seitlichen Förderfluid-Auslassöffnungen in der Wand des Eruptionskreuzes erstreckt, ersetzt.
• Bei dieser Vorrichtung gab es Probleme, die bislang als unvermeidbar akzeptiert wurden. Dementsprechend wurden sämtliche Arbeitsschritte unten im Bohrloch auf die Verwendung von Werkzeugen beschränkt, die durch die Förderbohrung passen, deren Durchmesser gewöhnlich nicht größer als 5 Zoll (12,7 cm) ist, sofern nicht zuerst das Eruptionskreuz entfernt und durch einen BOP-Satz (BOP Stack) ersetzt wird. Allerdings müssen hierbei Stopfen oder Ventile gesetzt werden, die möglicherweise unzuverlässig sind, weil sie schon längere Zeit nicht mehr unten im Bohrloch verwendet worden sind. Während das Eruptionskreuz und der Blow-out Preventer in einem zeitaufwendigen Vorgang gegeneinander ausgetauscht werden und sich keines/keiner von beiden in der eigentlichen Position befindet, ist das Bohrloch völlig ungeschützt. Auch dann, wenn die endgültige Verrohrung gezogen werden muss, die im Wesentlichen aus dem Rohrgestänge auf dessen Abhängervorrichtung besteht, muss zuerst das Eruptionskreuz entfernt und durch einen BOP-Stack ersetzt werden. Dabei wird meist das Bohrloch verstopft oder totgepumpt.
• Eine weitere Schwierigkeit besteht vor allem bei Unterwasser-Bohrlöchern in der Ausrichtung der einzelnen Funktionselemente, wie beispielsweise Fluidbohrungen sowie elektrische und hydraulische Leitungen, im richtigen Winkel zueinander, wenn die Bohrlochkopfausrüstung, einschließlich Verrohrungsabhängervorrichtung, Eruptionskreuz, BOP-Stack und Notausschalteinrichtungen, übereinander angeordnet werden. Eine exakte Ausrichtung ist erforderlich, wenn die einzelnen Vorrichtungen beim Herunterlassen und Aufeinandersetzen ohne Beschädigung sauber mit einander verbunden werden sollen. Bei Unterwasserbohrlöchern wird dieses Problem noch dadurch verstärkt, dass die einzelnen aufeinanderzusetzenden Vorrichtungen auf Führungspfeilern heruntergelassen werden oder ein Führungstrichter von einer Führungsbasis aus nach oben hervorsteht. Die Aufnahmebehälter der Pfeiler, die sich nach unten auf die Führungspfeiler bewegen, oder die Eintrittsführungen in den Trichtern weisen ein beträchtliches Spiel auf. Unvermeidlich bringt dieses Spiel eine gewisse Unsicherheit bei der Ausrichtung mit sich, weshalb die Gesamtfluchtlinienabweichung nach dem Aufeinandersetzen mehrerer Vorrichtungen unannehmbar groß sein kann. Des Weiteren hängt die exakte Ausrichtung von der genauen Position der Pfeiler oder Längskeile auf der speziellen Führungsbasis und der Führungen auf einem konkreten Fahrwerkzeug oder BOP-Stack ab, die sehr unterschiedlich sein kann. Demzufolge ist es günstiger, wenn für einen Bohrlochkopf immer dieselben Fahrwerkzeuge oder BOP-Stacks verwendet werden, da ansonsten unter Umständen für einen bestimmten Bohrlochkopf ein neues Werkzeug oder ein Stack speziell modifiziert werden muss. Weitere Fehlausrichtungen können durch die Art der Verschraubung der Führungsbasis an der Leitrohrfahrt des Bohrlochkopfes hervorgerufen werden.
• WO-A-86/01852 offenbart und beansprucht einen Bohrlochkopf mit einem Kreuzkörper, und einer Verrohrungsabhängervorrichtung, die in dem Kreuzkörper aufgesetzt ist, und wenigstens einem seitlichen Durchlass in dem Kreuzkörper und der Verrohrungsabhängervorrichtung, der Zugang zu der Verrohrung ermöglicht.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Baugruppe für ein Unterwasser-Bohrloch geschaffen, die einen Passkreuzkörper umfasst, der eine im Allgemeinen zylindrische Innenwand, durch die eine Innenbohrung ausgebildet ist, und einen Förderanschluss aufweist, der sich seitlich durch die Wand hindurch in Verbindung mit der Innenbohrung erstreckt, wobei die Innenwand einen Absatz enthält, der eine Verrohrungsabhängervorrichtung trägt, und wobei der Förderanschluss in Funktion mit einem seitlichen Förderfluid-Auslassanschluss in der Verrohrungabhängervorrichtung in Verbindung steht, wobei die Verrohrungsabhängervorrichtung Dichtungen aufweist, die den Förderanschluss in Funktion zwischen der Verrohungsabhängervorrichtung und der Innenwand abdichten, gekennzeichnet durch einen Aufwältigungsanschluss, der sich seitlich von einer Öffnung in der Innenwand über dem Förderanschluss erstreckt, dadurch, dass die Öffnung des Aufwältigungsanschlusses in der Innenwand in Funktion über den Dichtungen angeordnet ist, durch einen Verrohrungs-Ringraum-Anschluss, der sich von einer Öffnung in dem Passkreuzkörper unter dem Förderanschluss erstreckt, und dadurch, dass der Verrohrungs-Ringraum-Anschluss sowie der Aufwältigungsanschluss außerhalb der Innenbohrung in Fluidverbindung stehen.
• Das Kreuz, auf das sich die vorliegende Erfindung bezieht, ist ein Passkreuz, das ein herkömmliches Eruptionskreuz ersetzt, das sich aber von diesem dadurch unterscheidet, dass es eine relativ große vertikale Durchgangsbohrung ohne Innenventile aufweist und mindestens groß genug ist, um die endgültige Verrohrung aufzunehmen. Die Vorteile, die sich durch den Einsatz eines derartigen Passkreuzes im Hinblick auf die Sicherheit und den funktionellen Nutzen ergeben, sind beträchtlich.
• Dadurch kann im Falle einer Aufwältigung die endgültige Verrohrung, die im Wesentlichen aus dem Rohrgestänge besteht, durch einen BOP-Stack hindurch gezogen werden, ohne dabei das Passkreuz und folglich die Druckverhältnisse im Bohrloch zu beeinträchtigen. Somit ist über die große Bohrung im Passkreuz ein vollständiger Zugriff durch die Förderrohre auf das Bohrloch gewährleistet. Als BOP kann ein geeigneter Aufwältigungs-BOP oder ein beliebiger Bohr-BOP dienen, und es muss kein speziell für dieses Bohrloch eingerichteter BOP sein.
• Wenngleich moderne Bohrlochtechnologien einen ununterbrochenen Zugang zum Verrohrungs-Ringraum um das Rohrgestänge herum bieten, wurde es bislang als schwierig, wenn nicht gar als unmöglich angesehen, eine kontinuierliche Entlüftung und/oder Drucküberwachung im Förderrohr-Ringraum, d. h. im Ring um die innerste Rohrfahrt herum, zu gewährleisten. Denn der Förderrohr-Ringraum muss abgedichtet sein, während das Eruptionskreuz anstelle des BOP angebracht wird. Dabei wurde das Eruptionskreuz erst montiert, nachdem der Verrohrungsstrang und die Abhängervorrichtung heruntergelassen worden waren, und zwar notwendigerweise in der Förderrohr-Abhängervorrichtung, so dass die Förderrohr-Abhängervorrichtung nicht mehr für die Öffnung eines Kanals vom Förderrohr-Ringraum zugänglich war. Demgegenüber bietet die neue Konstruktion, bei der das Passkreuz vor dem Hinunterlassen des Rohrstranges montiert wird, einen angemessenen geschützten Zugriff zur Förderrohr-Abhängervorrichtung durch den BOP und das Passkreuz hindurch, sodass eine Steuerung eines Durchtritts vom Förderrohr-Ringraum möglich ist.
• Vorzugsweise enthält die Innenwand ein Profil über dem Förderanschluss, das ein Verschlusselement aufnimmt, und der Kreuzkörper kann ein Profil an ein Ende der Innenbohrung angrenzend enthalten, das eine Verschlusskappe aufnimmt.
• Vorzugsweise steuert ein Ventil den Strom über einen Strömungsweg, der Verbindung zwischen dem Verrohrungs-Ringraum-Anschluss und dem Aufwältigungsanschluss herstellt.
• Andere Merkmale der Baugruppe der Erfindung finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
• Anschließend kann die Drucküberwachung im Förderrohr-Ringraum eingerichtet werden, und zwar mittels eines Verfahrens zur endgültigen Verrohrung eines Bohrlochs, bei dem eine Förderrohr-Abhängervorrichtung angebracht und über eine Dichtungsvorrichtung zum Bohrlochkopfgehäuse hin abgedichtet wird, wobei das Verfahren umfasst: bei am Gehäuse installiertem BOP das Entfernen der Dichtungsvorrichtung und deren Ersatz durch einen Adapter, welcher zwischen einer Konfiguration, in der er einen Durchtritt vom Förderrohr-Ringraum nach oben entlang der Förderrohr-Abhängervorrichtung öffnet, und einer, in der er diesen Durchtritt schließt, hin- und herbewegt werden kann; bei geschlossenem Durchtritt das Entfernen des BOP und Anbringen eines Passkreuzes mit Innenaufnahmevorrichtung für eine Verrohrungsabhängervorrichtung; das Installieren eines BOP auf dem Passkreuz; das Hinunterlassen eines Werkzeugs durch den BOP und das Passkreuz zwecks Betätigung des Ventils und Öffnung des Durchtritts; durch den BOP und das Passkreuz hindurch das Einsetzen einer Isolierbuchse, welche sowohl das Förderrohr als auch das Passkreuz abdichtet und somit zwischen der Buchse und der Verrohrung einen ringförmigen Zwischenraum bildet, durch den der Durchtritt zu einer im Passkreuz befindlichen Drucküberwachungsöffnung für den Förderrohr- Ringraum führt; und das Hinunterlassen einer Rohrfahrt durch den BOP und das Passkreuz hindurch solange, bis die Verrohrungsabhängervorrichtung auf dem Passkreuz aufsetzt und dabei die seitlichen Auslassöffnungen in der Verrohrungsabhängervorrichtung und im Passkreuz zwecks Gewährleistung der Förderfluidströmung zueinander gefluchtet sind.
• Die Aufrechterhaltung des Drucks zwischen dem Bohrlochkopfgehäuse und dem Passkreuz kann durch zwei in Serie angeordnete Dichtungen gewährleistet werden, von denen die eine eine Dichtung zwischen Bohrlochkopf und Passkreuz nach außen zur Umwelt hin bildet und die andere eine Förderdichtung zwischen dem Ausrichtdorn und entweder dem Bohrlochkopfgehäuse oder der Förderrohr-Abhängervorrichtung.
• Bei Aufwältigungsarbeiten lässt sich der Förderrohr-Ringraum erneut schließen, indem die oben genannten Schritte in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt werden, gegebenenfalls nach dem Einsetzen von Stopfen oder Einfachschiebern unten im Bohrloch.
• Im Allgemeinen wird zur Beibehaltung des Drucks in einem Bohrloch eine doppelte Sperrisolation, d. h. zwei nacheinander folgende Sperren, benötigt. Wenn anstelle eines konventionellen Eruptionskreuzes ein Passkreuz zum Einsatz kommt, sind in der vertikalen Förderbohrung und der Ringraum-Fluidströmungsbohrung keine Ventile im Passkreuz vorhanden, sondern es sind andere Maßnahmen zu ergreifen, um die Bohrung bzw. die Bohrungen von der Oberseite des Passkreuzes her abzudichten, die für den Eintritt von Drahtseilen oder Bohrgestänge ausgelegt ist. Dementsprechend wird dann mindestens eine vertikale Förderfluidbohrung in der Verrohrungsabhängervorrichtung oberhalb des jeweiligen seitlichen Förderfluid-Auslassanschlusses mit einem herausnehmbaren Stopfen abgedichtet, und die Bohrung durch das Passkreuz hindurch wird oberhalb der Verrohrungsabhängervorrichtung mittels eines zweiten herausnehmbaren Stopfens abgedichtet.
• Bei dieser Anordnung hat der erste Stopfen die Funktion eines herkömmlichen Pistonierventils (swab valve), bei dem es sich um einen mittels Seil eingesetzten Stopfen handelt. Der zweite Stopfen könnte ein Absperreinrichtung sein, die oberhalb der Verrohrungsabhängervorrichtung beispielsweise mit Hilfe eines Bohrgestänge-Fahrwerks in das Passkreuz eingesetzt wird. In der Absperreinrichtung könnte mindestens ein Stopfen enthalten sein, der mittels Seil zurückzuholen ist und einen Zugang zum Bohrloch ermöglichen würde, wenn lediglich Seilarbeiten auszuführen sind. Der zweite Stopfen könnte eine Abdichtung schaffen und innerhalb des Passkreuzes fest eingesetzt werden, da er eine Sperre zum Bohrloch bildet, wenn ein BOP oder ein Interventionsmodul verwendet wird. Von besonderem Vorteil ist bei dieser doppelten Stopfenanordnung, dass zwei unabhängige Sperrvorrichtungen in mechanisch voneinander getrennten Teilen vorgesehen sind, konkret die Verrohrungsabhängervorrichtung mit dazugehörigem Stopfen und der zweite Stopfen im Passkreuz, wodurch auch die Vorgaben der Behörden in einigen Ländern erfüllt wären.
• Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus der Tatsache, dass der Aufwältigungsanschluss seitlich durch die Wand des Passkreuzes, von dem Raum zwischen den beiden Stopfen ausgehend, verläuft und ein Verrohrungs-Ringraum-Fluidanschluss vom Verrohrungs- Ringraum her seitlich durch die Wand des Passkreuzes verläuft und die beiden durch das Passkreuz verlaufenden Anschlüsse über eine externe Strömungsleitung mit mindestens einem Betätigungsventil miteinander verbunden sind. Die Bohrung vom Verrohrungs-Ringraum kann dann am Anschluss im Passkreuz enden, weshalb kein Seilzugang durch das Passkreuz hindurch zur Bohrung des Verrohrungs-Ringraums notwendig ist, da die Bohrung des Verrohrungs-Ringraums über den Zwischenraum zwischen den Stopfen mit den Neutralisier- oder Druckentlastungsleitungen, d. h. einem BOP- Ringraum, verbunden werden kann, so dass weiterhin eine Zirkulation unten im Bohrloch vorhanden ist. Danach braucht lediglich bei einer Aufwältigung noch ein Seilzugang zu der/den Förderbohrungen gewährleistet zu werden. Dadurch wird der Aufbau des Aufwältigungs-BOP und/oder des Steigrohrs erheblich vereinfacht. Bei gleichzeitiger Verwendung mit dem Stopfen oben am Passkreuz entsteht also durch den Passkreuzstopfen oberhalb der Verrohrungsabhängervorrichtung bzw. das Aufwältigungsventil die gewünschte doppelte Sperrisolierung gegenüber der Förderströmung.
• Hat das Bohrloch mehrere Förderbohrungen und verfügt dessen Verrohrungsabhängervorrichtung über mindestens zwei vertikale Förderbohrungen mit je einer zu dem entsprechenden Auslass im Passkreuz ausgerichteten seitlichen Förderfluid-Strömungsöffnung, dann können mindestens zwei dazugehörige Verbindungsstücke zur wahlweisen Verbindung eines einzigen Drahtseil-Fahrwerkzeugs mit entweder der einen oder der anderen Förderbohrung vorgesehen werden. Jedes Verbindungsstück hat einen Keil, der in eine zusätzliche oben am Passkreuz ausgebildete Stelle passt und so das Verbindungsstück im vorgegebenen Winkel zum Passkreuz ausrichtet. Mit derartigen alternativen Verbindungsstücken kann man mittels Drahtseil oder anderem Fahrwerkzeug auf verschiedene Funktions-Verbindungsstücke, z. B. elektrische oder hydraulische Kupplungen, am oberen Ende der Verrohrungsabhängervorrichtung zugreifen.
• Die Entwicklung und Fertigstellung eines erfindungsgemäßen Unterwasser-Bohrlochkopfes ist in den beigefügten Zeichnungen verdeutlicht, wobei:
• Fig. 1 bis 8 vertikale Achsschnitte sind, die aufeinanderfolgende Schritte bei der Entwicklung und Fertigstellung des Bohrlochkopfes aufzeigen, wobei die Bezugsziffern mit dem Buchstaben A Erweiterungen des Teils mit derselben Ziffer ohne A aus den entsprechenden Zeichnungen sind.
• Fig. 9 ein Schaltdiagramm ist, das die externen Verbindungsstücke des Passkreuzes 3 zeigt;
• Fig. 10 ein senkrechter Achsenschnitt durch ein verrohrtes Doppelförderbohrloch während der Förderung ist;
• Fig. 11 und 12 senkrechte Achsenschnitte von anderen Verbindungsstücken am oberen Ende des Doppelförderbohrlochs während der Wiederaufwältigung sind, und
• Fig. 13 im Detail zeigt, wie eines der Verbindungsstücke im Passkreuz sitzt.
• Fig. 1 zeigt das obere Ende eines verrohrten Bohrlochs mit einem Bohrlochkopfgehäuse 20, bei dem die Verrohrungsabhängervorrichtung, einschließlich einer obersten Förderrohr-Abhängervorrichtung 21 für beispielsweise ein 9 5/8" oder eines 10 ³/&sub4;" Förderrohrs konventionell montiert ist. In Fig. 1 sieht man einen herkömmlichen Bohr-BOP 22 mit Werkzeugschieber (ram) 23 und Neutralisierleitungen 24, die mittels Bohr-Verbindungsstück 25 mit dem oberen Ende des Gehäuses 20 verbunden sind.
• Wie deutlicher aus Fig. 1A hervorgeht, sind die üblichen mechanischen Dichtungsvorrichtungen zwischen der Förderrohr-Abhängervorrichtung 21 und dem sie umgebenden Bohrlochkopfgehäuse 20 entfernt und durch den BOP mit Adapter 26 ausgetauscht worden, der aus einem äußeren ringförmigen Körper 27 und einer inneren ringförmigen Stopfbuchsenmutter 28 besteht, die mittels Gewinde eine Verbindung mit dem Körper 27 herstellt, sodass sie durch Verschrauben zwischen zwei Positionen hin- und herbewegt werden kann: einer unteren Position (rechts in der Fig. 1A), in der die radialen Kanäle 29 und 30 im Körper 27 bzw. in der Mutter 28 miteinander verbunden sind, und einer erhöhten Position (links in der Fig. 1A), in der die Kanäle nicht miteinander in Verbindungen stehen. Kanal 29 ist über eine Leitung 31 zwischen einem herabhängenden Teil des Körpers 27 und dem Gehäuse 20 sowie über eine durch die Förderrohr- Abhängervorrichtung 21 verlaufende Leitung 32 mit dem die Förderrohre umgebenden Ringraum verbunden. Die Leitung 30 steht über die Kanäle 33 in der radialen Innenfläche der Mutter 28 mit einem noch zu beschreibenden Hohlraum in Verbindung. Zusammen wirken die Stopfbuchsenmutter 28 und der Körper 27 des Adapters wie ein Ventil, das einen Durchgang von dem Förderrohr-Ringraum nach oben entlang der Förderrohr- Abhängervorrichtung öffnet und schließt. Nach geeigneten Tests wird ein Werkzeug durch den BOP eingelassen, und durch die radial hervorstehenden Federansätze, die mit den Kanälen 33 in Eingriff kommen, dreht es die Stopfbuchsenmutter 28 in die geschlossene Ventilposition (in Fig. 1A links). Auf diese Weise ist das Bohrloch wieder verschlossen und der Bohr-BOP 22 kann zeitweilig herausgenommen werden.
• Wie in den Fig. 2 und 2A abgebildet, wird dann der Körper eines Passkreuzes 34 auf einem Passkreuz-Installierwerkzeug 35 bei gleichzeitiger Ausrichtung mittels herkömmlichem Führungsständer oder im Falle größerer Wassertiefen mittels Führungstrichter soweit hinuntergelassen, bis ein Passkreuzdorn 36 zu ihm gefluchtet und eng an ihm anliegend in das obere Ende des Bohrlochkopfgehäuses 20 hineingleitet. Dort wird das Passkreuz mit Förder-Verbindungsstück 37 und Bolzen 38 befestigt. Bei dem Dorn 36 handelt es sich um ein separates Teil, das an dem Rest des Passkreuzkörpers angeschraubt und abgedichtet wird. Aus Fig. 2A ist besonders gut ersichtlich, dass eine gewichtseingestellte AX-Dichtung 39 eine gekapselte Metall-Metall-Dichtung zwischen Passkreuzkörper und Bohrlochkopfgehäuse 20 bildet. Darüber hinaus entsteht durch zwei Sätze von Dichtungsringen 40, die in Serie mit der gekapselten Dichtung angeordnet sind, eine Förderfluiddichtung außen zwischen den Enden des Passkreuzdorns 36 und dem Passkreuzkörper bzw. dem Bohrlochkopfgehäuse 20 bilden.
• Der Eingriffshohlraum kann über eine Prüföffnung 40A getestet werden. Wahlweise kann auch ein Adapter 26 vorhanden sein. Falls nicht, bildet das untere Ende des Passkreuzdorns 36 direkt an der Förderrohr-Abhängervorrichtung 21 eine Förderdichtung. Anschließend wird näher darauf eingegangen, warum der obere radiale Innenrand des Passkreuzdorns radial von der Innenfläche des darüberliegenden Passkreuzkörpers nach innen hervorsteht und so eine Aufsetzschulter 42 bildet und mindestens eine ausgearbeitete Keilnut 43 nach unten durch die Aufsetzschulter ausgearbeitet ist.
• In Fig. 3 wird der Bohr-BOP 22 wieder auf dem Passkreuz 34 installiert. Das zum Einrichten des Adapters aus Fig. 1 verwendete Werkzeug 44 mit den Federhaken 45 wird soweit heruntergefahren, bis es auf der Absetzschulter 42 aufsetzt und die Federhaken 45 mit den Kanälen 33 in Eingriff kommen. Anschließend wird das Werkzeug gedreht, damit die Stopfbuchsenmutter 28 innerhalb des Körpers 27 des Adapters 26 nach unten gedreht und in die offene Position gebracht wird (Fig. 1A rechts). Jetzt kann der Förderrohr-Ringraum sicher geöffnet werden, da das Bohrloch mittels BOP geschützt ist.
• Als Nächstes wird auf einem geeigneten Werkzeug 44A eine kombinierte Isolier- und Orientierungsbuchse 45 durch den BOP und das Passkreuz eingeführt (Fig. 4 und 4A). Diese setzt auf der Schulter 42 oben am Passkreuzdorn auf und wird solange gedreht, bis ein Keil an der Buchse in die Keilnut 43 des Dorns fällt. Dadurch wird die Winkelausrichtung zwischen der Buchse 45 und dem Passkreuz 34 sichergestellt, die im Gegensatz zu der willkürlichen Winkelausrichtung zwischen Passkreuz 34 und Bohrlochkopfverrohrung notwendig ist. Die Buchse 45 besteht aus einem externen zylindrischen Teil, dessen oberen Außenfläche mit Hilfe von Rinddichtungen 46 zum Passkreuz 34 hin verschlossen ist, und dessen unterer Außenrand mit der Ringdichtung 47 zur Förderrohr- Abhängervorrichtung 21 abgedichtet ist. Somit ist zwischen der Buchse 45 und der umgebenden Bohrlochkopf-Verrohrung 20 ein Zwischenraum 48, mit dem die durch die Buchse 45 radial nach innen entstandenen Kanäle 33 in Verbindung stehen. Der Zwischenraum 48 ist wiederum über eine Leitung 49 durch den Dorn und den Körper des Passkreuzes 34 hindurch mit einer seitlichen Öffnung verbunden. Daher ist es möglich, den Druck im Förderrohr-Ringraum über die Kanäle 32, 31, die Leitungen 29 und 30, die Kanäle 33 aus Fig. 1A, den Zwischenraum 48 und die Leitung 49 sowie durch die seitliche Öffnung im Passkreuz zu überwachen und abzulassen. In den Zeichnungen sieht es so aus, als ob die radiale Öffnung der Leitung 49 mit einem Verrohrungs-Ringraum in Verbindung stünde, doch in Wirklichkeit sind die Öffnungen von den beiden Ringräumen im Winkel zueinander und radial voneinander beabstandet.
• Im zylindrischen Teil der Buchse 45 befindet sich eine Auskleidung, die im zylindrischen Teil befestigt oder aber nach der Innenbearbeitung der Buchse weggelassen werden kann. Durch diese Auskleidung entsteht eine Ausrichtbuchse mit einem oberen Rand, der einen Nocken 50 bildet. Der unterste Teil des Nockens führt in eine Keilnut 51.
• Wie in die Fig. 5, 6 und 6A zu sehen ist, wird ein Strang von Förderrohren 53 auf einer Verrohrungsabhängervorrichtung 54 durch den BOP 22 und das Passkreuz 34 auf einem Werkzeug 55 soweit eingeschoben, bis die Verrohrungsabhängervorrichtung mit Hilfe einer Keilschulter 56 auf einem Absatz im Passkreuz unten aufsetzt und mit einer herkömmlichen Vorrichtung 57 dort verankert wird. Die Verrohrungsabhängervorrichtung 54 verfügt über eine herabhängende Ausrichtbuchse 58 mit einem schrägen unteren Rand, der einen Nocken 59 bildet, welcher mit dem Nocken 50 in der Buchse 45 zusammenwirkt, und am unteren Ende des Nockens über einen nach unten hervorstehend Keil 60, der zur Keilnut 51 passt. Durch die Nocken 50 und 59 wird die Verrohrungsabhängervorrichtung 54 unabhängig von der Winkelausrichtung des Rohrgestänges während des Einführens in ihre richtige Winkelausrichtung in Bezug auf das Passkreuz gedreht, und durch den Eingriff des Keils 60 in die Keilnut 51 wird diese Ausrichtung zwischen der Verrohrungsabhängervorrichtung und dem Passkreuz verankert, sodass die seitliche Förderfluid- und die Verrohrungs-Ringraum-Fluidströmungsöffnung 61 und 62 in der Verrohrungsabhängervorrichtung 54 durch die Wand des Passkreuzes hindurch zu den dazugehörigen seitlichen Förderfluid- und Verrohrungs-Ringraum-Fluidströmungsöffnungen 63 und 64 ausgerichtet sind. Metallische Ringdichtungen 65, die durch das Gewicht des Rohrgestänges gesetzt werden, bilden Förderfluiddichtungen zwischen der Verrohrungsabhängervorrichtung 54 und dem Passkreuz 34. Oben an der Verrohrungsabhängervorrichtung 54 kann ein Stopfen 66 mittels Seil angebracht werden. Die als Keil ausgelegte Schulter 56 der Verrohrungsabhängervorrichtung setzt auf einer dazu passenden ausgearbeiteten Stufe im Passkreuz 34 auf und gewährleistet so die endgültige Ausrichtgenauigkeit zwischen der Verrohrungsabhängervorrichtung 54 und dem Passkreuz 34.
• In Fig. 7 ist der letzte Schritt bei der Verrohrung des Passkreuzes dargestellt. Dabei wird auf dem Bohrrohr 67 durch den BOP hindurch eine innere Isolationssperre 68 heruntergefahren, die innerhalb der Oberseite des Passkreuzes 34 eine Dichtung herstellt und eine Öffnung aufweist, die an Ort und Stelle mit einem per Seil betätigten Stopfens 69 geschlossen wird. Anschließend kann der BOP entfernt werden, während das Bohrloch im Fördermodus verbleibt, wobei am oberen Ende des Passkreuzes durch die Stopfen 66 und 69 und die Sperre 68 eine doppelte Sperrisolierung vorhanden ist. Der Förderfluidauslass wird über ein Hauptsteuerventil 70 und der Druck an den Verrohrungs-Ringraum-Auslassöffnungen 62 und 64 über ein Ringraum-Hauptventil 71 angesteuert. Die andere Seite dieses Ventils ist über ein Aufwältigungsventil 72 mit einer seitlichen Aufwältigungsöffnung 73 verbunden, die durch die Wand des Passkreuzes hindurch zum Zwischenraum zwischen den Stopfen 69 und 66 verläuft. Bei dieser Konstruktion ist der Seilzugriff zum Verrohrungs-Ringraum in der bzw. hinter der Verrohrungsabhängervorrichtung unnötig, da über die Ventile 71 und 72, die Öffnungen 62, 64 und 73 und die Neutralisier- oder Choke-Leitungen eines installierten BOP jederzeit eine Fluidzirkulation stattfinden kann. In Fig. 8 ist das Passkreuz im endgültigen Fördermodus abgebildet.
• Fig. 9 zeigt die zur Verrohrung gehörende Ventilschaltung und zusätzlich zu den früheren Ansichten auch ein Förderfluid-Isolierventil 74, ein Verrohrungs-Ringraumventil 75 und ein Umschaltventil 76. Mit dieser Anordnung lassen sich unten im Bohrloch unter Nutzung der Förderbohrung und des Verrohrungs-Ringraums zusammen mit den vom BOP ausgehenden und durch den gewöhnlichen Steigrohrstrang verlaufenden Choke- und Neutralisierleitungen verschiedene Zirkulationswege schaffen. Im unbetätigten Zustand sind alle Ventile störungssicher geschlossen.
• Bei der Vorrichtung aus den Fig. 1 bis 9 handelt es sich um einen Bohrlochkopf für eine Einzelförderbohrung, zu der man mittels Einzelseil- oder -bohrrohr gelangt. Durch den Außenring von der Verrohrungs-Ringraumöffnung zu dem Hohlraum zwischen den beiden Stopfen oben am Passkreuz wird hier der Seilzugang zur Verrohrungs-Ringraumbohrung unnötig.
• Fig. 10 entspricht Fig. 8, zeigt jedoch einen Bohrlochkopf für ein 5 ¹/&sub2; · 2 1/8-Zoll- Doppelförderbohrungs-Bohrloch mit Primär- und Sekundärförderrohr 53A und 53B. Die Entwicklung und endgültige Verrohrung erfolgen wie bei dem Einzelbohrungs-Bohrlochkopf, außer dass das Passkreuz 34A und die Verrohrungsabhängervorrichtung 54A länger gestaltet sind und dadurch die seitlichen Auslassöffnungen 61A, 63A für die Primärförderfluidströmung von einer Primärbohrung 80 in der Verrohrungsabhängervorrichtung zu einem primären Förderhauptventil 70A und die seitlichen Auslassöffnungen 62A, 64A für die Sekundärförderfluidströmung von einer Sekundärbohrung 81 in der Verrohrungsabhängervorrichtung zu einem Sekundärförderhauptventil 70B aufnehmen können. Die oberen Enden der Bohrungen 80 und 81 werden mit Seilstopfen 66A und 66B verschlossen. In einer Absperreinrichtung 68A, die das obere Ende des Passkreuzes 34A verschließt, befinden sich zu den Stopfen 66A und 66B ausgerichtete Öffnungen, die mit den Seilstopfen 69A und 69B verschlossen werden.
• In den Fig. 11 und 12 sieht man, wie ein Seil 77 durch ein einzelnes Bohrrohr derart angelegt werden kann, dass es wahlweise den einen oder den anderen der beiden Seilstopfen 66A bzw. 66B in den Förderbohrungen 80 und 81 betätigt. In diesen Vorgang ist auch eines der beiden Verbindungsstücke 82 und 83 einbezogen. In der Praxis wird dabei ein Bohr-BOP 22 installiert und die Absperreinrichtung 68A entfernt. Anschließend wird das Verbindungsstück 82 oder 83 auf dem Bohrrohr oder Bohrgestänge heruntergefahren, bis es auf dem Passkreuz 34A aufsetzt, an ihm befestigt und verschlossen wird. Fig. 13 zeigt, wie die korrekte Winkelausrichtung zwischen dem Verbindungsstück 82 oder 83 und dem Passkreuz 34A unter zu Hilfenahme von Flügelkeilen 84 erreicht wird, die durch Y-förmige Nuten 85 im oberen Innenrand des Passkreuzes geführt werden, wodurch zuerst die Verbindungsstücke in die richtige Winkelposition gebracht werden und danach zwecks Ausrichtung die relative Axialbewegung zwischen den Teilen ermöglicht wird, wenn das Seilverbindungsstück mit den dazugehörigen Taschen (pockets) über dem Stopfen 66A oder 66B ineinander greift. Zur Gewährleistung gleicher Aufsetzkräfte und eines konzentrischen Erstkontakts wird der Einsatz von zwei Keilen 84A und 84B empfohlen. Beim langsamen Drehen des Fahrwerkzeugs unter einem neuen Steuergewicht ist es entscheidend, dass das Werkzeug nur in einer feststehenden Richtung eintritt. Deshalb ist Keil 84A breiter als Keil 84B und dessen dazugehörige Y-förmigen Nuten. Darüber hinaus verfügt eines der beiden Verbindungsstücke 82 über einen Führungskanal 86, der das Seil zum Stopfen 66B lenkt, während das andere Verbindungsstück 83 einen ebensolchen Führungskanal 87 hat, der das Seil zum anderen Stopfen 66A lenkt.

Claims (16)

1. Baugruppe für ein Unterwasser-Bohrloch, die einen Passkreuzkörper (34) umfasst, der eine im Allgemeinen zylindrische Innenwand, durch die eine Innenbohrung ausgebildet ist, und einen Förderanschluss (63) aufweist, der sich seitlich durch die Wand hindurch in Verbindung mit der Innenbohrung erstreckt,

wobei die Innenwand einen Absatz (56) enthält, der eine Verrohrungsabhängervorrichtung (54) trägt, und wobei der Förderanschluss in Funktion mit einem seitlichen Förderfluid-Auslassanschluss (61) in der Verrohrungsabhängervorrichtung in Verbindung steht, wobei die Verrohrungsabhängervorrichtung Dichtungen (65) aufweist, die den Förderanschluss (63) in Funktion zwischen der Verrohrungsabhängervorrichtung und der Innenwand abdichten,

gekennzeichnet

durch einen Aufwältigungsanschluss (73), der sich seitlich von einer Öffnung in der Innenwand über dem Förderanschluss (63) erstreckt,

dadurch, dass die Öffnung des Aufwältigungsanschlusses (73) in der Innenwand in Funktion über den Dichtungen (65) angeordnet ist,

durch einen Verrohrungs-Ringraum-Anschluss (64), der sich von einer Öffnung in dem Passkreuzkörper (34) unter dem Förderanschluss erstreckt, und

dadurch, dass der Verrohrungs-Ringraum-Anschluss (64) sowie der Aufwältigungsanschluss (73) außerhalb der Innenbohrung in Fluidverbindung stehen.

2. Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwand ein Profil über dem Förderanschluss (63) enthält, das ein Verschlusselement (68) aufnimmt.

3. Baugruppe nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kreuzkörper (34) ein Profil an ein Ende der Innenbohrung angrenzend enthält, das eine Verschlusskappe aufnimmt.

4. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein Ventil (71, 72), das Strom über einen Strömungsweg steuert, der Verbindung zwischen dem Verrohrungs-Ringraum-Anschluss (64) und dem Aufwältigungsanschluss (73) herstellt.

5. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verrohrungs-Ringraum-Anschluss (64) und der Aufwältigungsanschluss (73) mit dem Innenraum über eine äußere Umgehungsleitung in Verbindung stehen.

6. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwand eine Absatzschulter (42) enthält, die ein Ausrichtelement (45) trägt.

7. Baugruppe nach Anspruch 1 und Anspruch 2, die des Weiteren eine Verrohrungsabhängervorrichtung (54) und Förderverrohrung (53) enthält, wobei die Verrohrungsabhängervorrichtung (54) eine Förderbohrung aufweist, die mit der Förderverrohrung (53) in Verbindung steht, wobei sich der seitliche Förderanschluss (61) von der Verrohrungsabhängervorrichtungs-Förderbohrung aus erstreckt und die Förderverrohrung (53) einen Verrohrungs-Ringraum darum aufweist und der Verrohrungs- Ringraum-Anschluss (64) in Fluidverbindung mit dem Förderverrohrungs-Ringraum steht, so dass ein Strömungsweg von der Öffnung des Aufwältigungsanschlusses über den Aufwältigungsanschluss (73) und den Verrohrungs-Ringraum-Anschluss (64) zu dem Förderverrohrungs-Ringraum entsteht.

8. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Passkreuzkörper (34) mit einem Ausbruchsschieber (22) verbunden ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, die des Weiteren einen Ausbruchsschieber (22) mit einer Ausbruchsschieberbohrung und einem Element (23) zum Verschließen der Ausbruchsschieberbohrung enthält, wobei der Passkreuzkörper (34) unter dem Ausbruchsschieber (22) angeordnet ist, und ein Teil der Innenbohrung des Passkreuzkörpers einen Strömungskanal mit der Ausbruchsschieberbohrung bildet.

10. Baugruppe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Passkreuzkörper (34) eine Vorrichtung (55) über den Strömungskanal zur Verbindung mit der Verrohrungsabhängervorrichtung (54) zur Strömungsverbindung zu der Oberfläche aufnimmt.

11. Baugruppe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwand einen ringförmigen Bereich um die Vorrichtung (55) herum bildet, wenn die Ausbruchsschieberbohrung verschlossen wird, so dass selektive Fluidzirkulation durch den ringförmigen Bereich möglich ist.

12. Baugruppe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausbruchsschieber (22) Entlastungs- und Totpumpleitungen aufweist, die die Ausbruchsschieberbohrung mit der Oberfläche verbinden;

wobei ein erster Strömungsweg von der Oberfläche über die Vorrichtung (55), die Verrohrungsabhängervorrichtung (54) und die Förderverrohrung (53) angeordnet ist; und

ein zweiter Strömungsweg über den Förderverrohrungs-Ringraum, den Verrohrungs-Ringraum-Anschluss (64), den Aufwältigungsanschluss (73), den ringförmigen Bereich sowie die Entlastungs- und Totpumpleitungen zur Oberfläche angeordnet ist.

13. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, die des Weiteren ein Bohrlochkopfgehäuse (20), wobei der Passkreuzkörper (34) an dem Gehäuse befestigt und abgedichtet ist und die Innenbohrung wenigstens mit dem Förderanschluss (63) in Verbindung steht, der mit einem Ventil (70) verbunden ist, sowie eine Verrohrungsabhängervorrichtung (54) umfasst, die in dem Passkreuzkörper (34) an einer vorgegebenen Winkelposition aufgesetzt ist, an der ein seitlicher Förderanschluss (61) in der Verrohrungsabhängervorrichtung (54) mit dem Förderanschluss (63) in dem Passkreuzkörper (34) fluchtend ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine vertikale Förderbohrung in der Verrohrungsabhängervorrichtung (54) über dem entsprechenden Förderanschluss (61) durch ein Verschlusselement (66) abgedichtet ist und sich der Aufwältigungsanschluss (73) seitlich durch die Wand des Passkreuzkörpers (34) von oberhalb des Verschlusselementes (66) aus erstreckt.

14. Baugruppe nach Anspruch 13, die des Weiteren ein weiteres Verschlusselement (68) enthält, das die Innenbohrung über der Verrohrungsabhängervorrichtung (54) abdichtet.

15. Baugruppe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (66) ein Drahtseilstopfen (66) ist und das weitere Verschlusselement (68) ein Stopfen (68) ist, der wenigstens eine Öffnung enthält, die mit einem Drahtseilstopfen (69) verschlossen wird.

16. Baugruppe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Aufwältigungsanschluss (73) seitlich durch die Wand des Passkreuzkörpers (34) zwischen den Verschlusselementen (66, 68) hindurch erstreckt.