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WO2010017830A1 - Bohranlage zum erstellen von tiefbohrungen - Google Patents

Bohranlage zum erstellen von tiefbohrungen Download PDF

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Publication number
WO2010017830A1
WO2010017830A1 PCT/EP2008/006724 EP2008006724W WO2010017830A1 WO 2010017830 A1 WO2010017830 A1 WO 2010017830A1 EP 2008006724 W EP2008006724 W EP 2008006724W WO 2010017830 A1 WO2010017830 A1 WO 2010017830A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
drilling rig
drilling
rig according
movable
rig
Prior art date
Application number
PCT/EP2008/006724
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dirk Alfermann
Andrej Nadan
Robert Kuschel
David SCHWARZWÄLDER
Bernd Wundes
Jürgen Binder
Original Assignee
Herrenknecht Vertical Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Herrenknecht Vertical Gmbh filed Critical Herrenknecht Vertical Gmbh
Priority to US12/998,540 priority Critical patent/US20120043136A1/en
Priority to CA2738196A priority patent/CA2738196C/en
Priority to PCT/EP2008/006724 priority patent/WO2010017830A1/de
Publication of WO2010017830A1 publication Critical patent/WO2010017830A1/de

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/02—Drilling rigs characterised by means for land transport with their own drive, e.g. skid mounting or wheel mounting

Definitions

  • the invention relates to a drilling rig for creating deep holes for the onshore area with at least one drilling device, wherein the drilling rig is designed movable with respect to the terrain surface.
  • Deep wells have been produced for decades for exploration of oil and natural gas deposits to depths of over 5,000 meters.
  • the current drilling operation has not insignificant effects on the environment through sound, dirt and construction site operation in general (emission control), especially on flora and fauna.
  • deposits to be explored are often located in areas of particular sensitivity or nature to be protected, especially emission-sensitive fauna, etc. Due to the above-mentioned effects, it is often difficult to drill a deep hole in such areas.
  • Deposits are to be understood as meaning, in particular, deposits of hydrocarbons, gases, storage reservoirs for gases, liquids or other liquid products, gases or wastes of any kind to be disposed in pores and / or fractures. Especially in sensitive areas is added that such a necessary for a hole drilling site brings a not inconsiderable land consumption.
  • deposits that can be economically exploited only under certain conditions. For example, it may be necessary to drill many wells into the deposits at short intervals, either to ensure the highest possible extraction, or to physically affect the reservoir through the many wells. This may in particular be oil sands or oil shale.
  • the invention has for its object to provide a drilling rig to be able to be drilled with a variety of holes as deep wells at short intervals with little set-up times.
  • the invention has the object to be able to use such a system in remote areas.
  • the system can also be used under extreme climatic conditions. Since in such areas usually also special ecological conditions prevail, it is further advantageous if the ecological impairment of the Environment as low as possible, especially in terms of land consumption.
  • This object is achieved in that the necessary auxiliary equipment for drilling are arranged substantially within the drilling rig and that the position of the drilling device is movable within the drilling rig with respect to the drilling rig.
  • the area consumption can be kept low because no large hole is required.
  • the drilling rig is a kind of three-dimensional well site that carries all of its necessary elements with it. At the same time the plant becomes self-sufficient and can be used in remote areas. The driveability of the system allows the individual drilling points to be approached, and because the essential elements are already present on the drilling rig, a large part of the set-up time between the drilling points is eliminated.
  • the drilling device that is to say the derrick with the associated elements, can additionally be moved within the drilling rig, a certain number of bores can be brought into close proximity without displacing the drilling rig, which in turn reduces set-up times.
  • An advantageous teaching of the invention provides that at least two drilling devices are provided. By providing two drilling devices, both preferred with respect to the drilling rig can be moved separately, the speed of drilling is greatly increased in tight Bohrrastern.
  • a further advantageous teaching of the invention provides that the drilling rig is surrounded by a casing which completely shields the drilling rig against environmental influences.
  • the sheath is advantageously thermally insulating and possibly sound-insulating. In this way, the teams and the technology are easily protected against extreme conditions. At the same time a temperature control and ventilation are possible. The environmental impacts are low.
  • the sheath is provided with closable openings. These openings allow the drill rig to completely nest in, but still allow for adequate and easy supply of the drilling rig with supplies of material, etc.
  • a further advantageous teaching of the invention provides that the auxiliary units are arranged exchangeable modular. This allows all technical areas of the rig to be serviced and repaired be exchanged quickly. In this simple way, the downtime of the system is further reduced and the repair area can be provided off-site. Also, the transport in remote areas is simplified. It is advantageous if the modularity is achieved by arranging the respective auxiliary units in containers, preferably standard container, because thereby the transportability by truck possibly also by helicopter is improved and thereby the supply availability of the drilling rig in remote areas.
  • a further advantageous teaching of the invention provides that the auxiliary assembly modules can be inserted through the openings of the casing and / or exchangeable. It is particularly advantageous if the openings and the associated door sizes are adapted directly to the slot of the module in the drilling rig. As a result, the modules can be changed quickly and minimize the climatic adverse effects on the drilling rig during the Wechseins. The speed of change is further increased when quick connectors are provided
  • the drilling rig is provided with a chassis, which is preferably off-road, and particularly preferably consists of individual track suspensions. These are good off-road especially on bad surfaces. Furthermore, with them on the dimensioning in terms of length and width, the load-bearing capacity made possible by the respective soil can be achieved.
  • a further advantageous teaching of the invention provides that a crane module is arranged above the drilling device.
  • a further advantageous teaching of the invention provides that the drilling device and / or auxiliary drilling devices are arranged on at least one movable base, particularly preferably a carriage, which is movable relative to the drilling rig. This represents one easy way to achieve the mobility of the drilling device. Furthermore, it is advantageous that a preventer of the drilling device and / or the hydraulic supply of the borehole (choke manifold) are arranged on at least one movable base, particularly preferably a carriage, which is movable relative to the drilling rig. It is particularly advantageous if the base elements are moved synchronously.
  • a further advantageous teaching of the invention provides that a helicopter landing gear is provided on top of the drilling rig.
  • a helicopter landing gear is provided on top of the drilling rig.
  • the use of coil tubing is conceivable.
  • the drilled drill string can possibly be suspended in an optimal offset to the drill start point in the shaft structure, so that as few deflections as possible occur during the drums.
  • a hoist for the drilling rig a hydraulic system with lifting cylinders can be used.
  • a cable lift can be used,
  • a Casing Drilling method can also be used directly.
  • FIG. 2 a shows a side view of FIG. 1
  • FIG. 2 b shows a further side view of FIG. 1
  • FIG. Fig. 3 is an overall view of the inventive
  • Fig. 4 is a perspective view of the drilling plane of the invention
  • FIG. 5 shows a further spatial view of the drilling plane of the device according to the invention under the cover
  • FIG. 6 shows a spatial view of the auxiliary device plane of the device according to the invention
  • FIG. 7 shows a perspective view of the auxiliary device plane of the device according to the invention as shown in FIG. Fig. 6 shows
  • Fig. 8 is a perspective view of one in the invention
  • Device used container for example, with
  • Fig. 1, Fig. 2a and Fig. 2b show a drilling rig 10 according to the invention in an external view.
  • the drilling rig 10 has a casing 11, which consists of two larger side parts 12 and two smaller side parts 13 and a roof 14.
  • 13 ventilation openings 15 are provided, which are partially connected to Luttentouren 58 (see Fig. 6).
  • container doors 16 are provided, can be moved through the container units 27 into the drilling rig 10 in and out again.
  • the side walls 13 have supply gates 17, via which the supply of the drilling rig 10 is ensured.
  • trolleys 18 On the underside of the drilling rig 10 trolleys 18 are arranged, which are designed as chain suspensions and which are rotatable up to 360 °. Furthermore, a compensation unit (not shown) is provided to regulate the levels 24, 25, 26 against ground irregularities level.
  • a heliport 19 On the roof 14 of the casing a heliport 19 is arranged, which is connected to a web 21 with a lift 20. The lift 20 connects all inner planes 24, 25, 26 of the drilling rig with each other. Via the heliport, the transport of the crews and possibly also of supplies or material can be carried out.
  • the casing has a framework 23 made of struts (see FIG. 3) on which a roof substructure 22 rests.
  • the material of the sheath is insulating, both thermally and in terms of sound.
  • a crane module 66 is arranged, which is connected to the framework 23.
  • the drilling device has several levels. The lowest level is the supply level 24 on which the container units 27, tanks and silo 28 are arranged. Above this, the drilling plane 26 is arranged on which the drilling devices 30 with the associated units (generators 38, storage for coil tubes 37) are located. Furthermore, supply units for the drilling devices 30 are also provided. Above this is the level for the crews 26. In these are also the control stand 39 for the drilling rig 10. Fig. 4 shows a detailed view of this area.
  • the drilling devices 30 are shown in FIG. 5. They have a mast 31, and either each (not shown) or centrally a drill rod magazine 32, and the associated pipe handler 33, which in the case of coil tubing or case drilling serve as a backup system.
  • the mast 31 is connected to the floor 29 and can also be connected to the roof substructure 22 to ensure a better force input.
  • the drilling devices 30 further comprise roughnecks 34, turntables 35 and topdrives 36.
  • the drilling devices 30 are arranged on a carriage 40 on rails 41 is movable via a drive 62, which are arranged on the surface 29 of the drilling plane 25.
  • the drilling jigs 30 may be sequentially brought through various drill points, which are in line in this embodiment (other geometries are also conceivable, as needed for the deposit), to score a bore.
  • Preventer 45 and Chokemanifolds 44 are arranged on the underlying supply level. These are also mounted on a carriage 42 which is disposed on the guides 43 and are driven and displaced in accordance with the drilling devices 30.
  • the supply level 24 is divided into installation areas for the container units 27 and silos 28 and the movement areas for the carriages 42.
  • an aggregate region 48 and an aggregate region 49 are provided, each of which has the same and thus redundantly equipped wind. As a result, a sufficient stability of the drilling rig 10 is achieved on all sides.
  • An aggregate section is equipped with bentonite tanks 51, in which the drilling fluid is produced and stored, with oil scavenging tanks 52, hydraulic containers 53, which also include hydraulic control, a heater 54, electrical switch containers 55, a cementing unit 56, and mud pump containers 57 (see FIG. 8).
  • a rinsing pump 59 and the associated control are provided in the rinsing pump container 57.
  • silos 28 are provided for bentonite, cement, and for cuttings.
  • Centralized is the treatment 50 of the drilling fluid for the removal, drying and storage of the cuttings.
  • Provided is designed as a container tank for receiving the treated rinse.
  • sieves, desander, desludger and possibly centrifuges are provided.
  • the drilling device 10 is driven by GPS or other navigation to a predetermined Bohrstelle.
  • the drilling device 30 is brought with the carriage 40 to the desired location in the drilling rig.
  • the first hole is prepared according to Bohrpattern and drilled with the drilling device.
  • this is repeated with the second drilling device. If the hole has sunk, after the reworking of the hole, for example, by introducing a casing or liner o.a. has been completed, the drilling device 30 and the preventer 45 is moved by means of carriages 40, 42 to the next drilling point until the pattern has been drilled. Subsequently, the drilling rig 10 is moved to the next point and the drilling is repeated. Both drilling devices 10 and the associated units and devices can be moved independently.
  • the power supply of the drilling rig 10 can either over with diesel o.a. powered generators or via an external cable connection.
  • diesel supply tanks are to be provided in the drilling rig 10.
  • the drilling devices are designed with at least hook loads of 60 t in order to ensure adequate deep drilling. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bohranlage (10) zum Erstellen von Tiefbohrungen für den Onshorebereich mit wenigstens einer Bohrvorrichtung (30), wobei die Bohranlage (10) bewegbar im Bezug auf die Geländeoberfläche ausgeführt ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bohranlage (10) bereit zu stellen, mit der eine Vielzahl von Bohrungen in kurzen Abständen mit geringen Rüstzeiten abgebohrt werden zu können. Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass die zum Bohren notwendigen Hilfsaggregate (50 bis 59) im Wesentlichen innerhalb der Bohranlage (10) angeordnet sind und dass die Position der Bohrvorrichtung (30) innerhalb der Bohranlage (10) im Bezug auf die Bohranlage (10) bewegbar ist.

Description

Bohranlage zum Erstellen von Tiefbohrungen
Die Erfindung betrifft eine Bohranlage zum Erstellen von Tiefbohrungen für den Onshorebereich mit wenigstens einer Bohrvorrichtung, wobei die Bohranlage bewegbar im Bezug auf die Geländeoberfläche ausgeführt ist.
Tiefbohrungen werden seit Jahrzehnten zur Exploration von Erdöl- und Erdgasvorkommen bis in Tiefen von über 5000 m hergestellt.
Das Niederbringen einer Tiefbohrung erfordert einen Bohrplatz an der Oberfläche um den Bohrort herum von nicht unerheblicher Größe. Dort sind neben der Bohranlage selbst die Energieversorgung, die für das Bereitstellen, Konditionieren, Aufbereiten und Umpumpen der Bohrspülung notwendigen Hilfsaggregate, Kauen, Aufenthaltsräume und Verwaltung sowie ein Lager für die Bohrstangen und andere Betriebsmittel notwendig. Aus Sicherheitsgründen und aus Emissionsschutzgründen ist auch ein erheblicher Abstand zu eventuell umgebender Siedlungsbebauung notwendig.
Weiterhin hat der laufende Bohrbetrieb nicht unwesentliche Auswirkungen auf die Umgebung durch Schall, Schmutz und Baustellenbetrieb allgemein (Emissionsschutz), insbesondere auf Flora und Fauna.
Auch befinden sich zu erschließende Lagerstätten oft in Bereichen besonders sensitiver bzw. zu schützender Natur, besonders emissionsempfindliche Fauna etc.. Aufgrund der zuvor genannten Einwirkungen ist in solchen Bereichen das Niederbringen einer Tiefbohrung häufig schwierig. Als Lagerstätten sind zu verstehen insbesondere Lagerstätten von Kohlenwasserstoffen, Gasen, Speicherlagerstätten für Gase, Flüssigkeiten oder sonstige in Poren und/oder Klüften zu verbringende flüssige Produkte, Gase oder Abfälle jeglicher Art. Gerade in sensitiven Bereichen kommt hinzu, dass so ein für eine Bohrung notwendiger Bohrplatz einen nicht unerheblichen Flächenverbrauch mit sich bringt.
Weiterhin kommen Lagerstätten auch häufig in klimatisch extremen Bereichen vor. Hierunter ist u.a. extreme Kälte oder Hitze zu verstehen. Hierauf muss bei der Konstruktion der Bohranlage geachtet werden.
Weiterhin gibt es Lagerstätten, die sich nur unter bestimmten Bedingungen wirtschaftlich ausbeuten lassen. So kann es beispielsweise notwendig sein, viele Bohrungen in die Lagerstätten in kurzen Abständen zueinander niederzubringen, entweder um eine möglichst hohe Entnahme zu gewährleisten, oder aber um über die vielen Bohrungen physikalische Beeinflussungen der Lagerstätte vorzunehmen. Hierbei kann es sich insbesondere um Ölsande oder Ölschiefer handeln.
Für solche eng hintereinander folgenden Bohrungen in großer Zahl muss, damit eine Wirtschaftlichkeit gegeben ist, eine möglichst kurz Rüstzeit zwischen den einzelnen Bohrungen gegeben sein. Es sind mobile Bohrvorrichtungen bekannt, die allerdings nicht in den Tiefbohrbereich vorstoßen können, da die Hakenlasttragfähigkeiten hierbei nicht ausreichend sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bohranlage bereit zu stellen, mit der eine Vielzahl von Bohrungen auch als Tiefbohrungen in kurzen Abständen mit geringen Rüstzeiten abgebohrt werden zu können. Ergänzend und in vorteilhafter Weise liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine solche Anlage in abgelegenen Gebieten einzusetzen zu können. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Anlage auch unter klimatisch extremen Bedingungen einsetzbar ist. Da in solchen Gegenden meist auch besondere ökologische Bedingungen herrschen, ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die ökologische Beeinträchtigung der Umgebung möglichst gering ausfällt, insbesondere was den Flächenverbrauch anbelangt.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass die zum Bohren notwendigen Hilfsaggregate im Wesentlichen innerhalb der Bohranlage angeordnet sind und dass die Position der Bohrvorrichtung innerhalb der Bohranlage im Bezug auf die Bohranlage bewegbar ist.
Durch das Anordnen der Hilfsaggregate wie Pumpen, Bohrspülungserstellung, -aufbereitung und -konditionierung, Generatoren, Zementherstellung, Lagerhaltung, dem Bereich für Bedienung und Aufenthalt für die Mannschaften (Steuerstände, Aufenthaltsräume), Sicherheitstechnik (Preventer, Entgaser, Lüftung) sowie den Bohrhilfsvorrichtungen wie Bohrstangenlager etc. innerhalb der Bohranlage kann der Flächenverbrauch niedrig gehalten werden, da kein großer Bohrplatz benötigt wird. Die Bohranlage ist bei einer solchen Auslegung eine Art dreidimensionaler Bohrplatz, der alle seine notwendigen Elemente mit sich führt. Gleichzeitig wird die Anlage autark und kann in abgelegenen Gebieten eingesetzt werden. Durch die Fahrbarkeit der Anlage lassen sich die einzelnen Bohrpunkte anfahren, und dadurch, dass die wesentlichen Elemente bereits auf der Bohranlage vorhanden sind, entfällt ein großer Teil der Rüstzeit zwischen den Bohrpunkten. Dadurch, dass die Bohrvorrichtung, also der Bohrturm mit den dazugehörigen Elementen zusätzlich innerhalb der Bohranlage verfahrbar ist, lassen sich eine bestimmte Anzahl von Bohrungen in dichtem Abstand niederbringen, ohne die Bohranlage zu versetzen, was wiederum Rüstzeiten reduziert.
Eine vorteilhafte Lehre der Erfindung sieht vor, dass wenigstens zwei Bohrvorrichtungen vorgesehen sind. Durch das vorsehen von zwei Bohrvorrichtungen, die bevorzugt beide im Bezug auf die Bohranlage separat verfahrbar sind, wird bei engen Bohrrastern die Geschwindigkeit des Abbohrens stark erhöht.
Weiterhin ist vorteilhaft, dass wenigstens zwei Ebenen in der Bohranlage vorgesehen sind, auf denen die Hilfsaggregate, die Bohrvorrichtung, Sicherheitseinrichtungen, Bohrhilfsvorrichtungen und/oder die Steuerung der Bohranlage vorgesehen ist. Hierdurch wird der Gedanke des dreidimensionalen Bohrplatzes weiter ausgeführt und der Raum oberhalb einem Fahrwerk, das die Bewegbarkeit der Bohranlage ermöglicht besser genutzt und die Dimension der Grundplatte verkleinert.
Weiterhin ist vorteilhaft, dass alle zum Bohren notwendigen Hilfsaggregate innerhalb der Bohranlage angeordnet sind. Auf diese Weise lässt sich eine größtmögliche Autarkie erreichen.
Eine weitere vorteilhafte Lehre der Erfindung sieht vor, dass die Bohranlage von einer Ummantelung umgeben ist, die die Bohranlage vollständig gegenüber Umwelteinflüssen abschirmt. Dabei ist die Ummantelung vorteilhafter Weise thermisch und ggf. hinsichtlich Schall isolierend. Auf diese Weise werden die Mannschaften und die Technik gegen extreme Bedingungen auf einfache Weise geschützt. Gleichzeitig sind eine Temperierung und auch eine Belüftung möglich. Die Umweltbeeinflussungen sind gering.
Weiterhin ist vorteilhaft, dass die Ummantelung mit verschließbaren Öffnungen versehen ist. Diese Öffnungen ermöglichen ein vollständiges Einhausen der Bohranlage, erlauben aber weiterhin eine hinreichende und einfache Versorgung der Bohranlage mit Nachschub an Material etc..
Eine weitere vorteilhafte Lehre der Erfindung sieht vor, dass die Hilfsaggregate modulartig wechselbar angeordnet sind. Dadurch können sämtliche technischen Bereiche der Bohranlage für Wartung und Reparatur schnell ausgetauscht werden. Auf diese einfache Weise wird die Stillstandszeit der Anlage weiter reduziert und der Reparaturbereich kann off-site vorgesehen werden. Auch ist der Antransport in abgelegenen Gebieten vereinfacht. Dabei ist vorteilhaft, wenn die Modulartigkeit durch ein Anordnen der jeweiligen Hilfsaggregate in Containern, bevorzugt Standartcontainer, erreicht ist, weil dadurch die Transportierbarkeit per LKW ggf. auch per Helikopter verbessert wird und dadurch die Versorg barkeit der Bohranlage in abgelegenen Gebieten.
Eine weitere vorteilhafte Lehre der Erfindung sieht vor, dass die Hilfsaggregatmodule durch die Öffnungen der Ummantelung einsetzbar und/oder auswechselbar sind. Hierbei ist besonders vorteilhaft, wenn die Öffnungen und die dazugehörigen Türgrößen direkt dem Slot des Moduls in der Bohranlage angepasst sind. Hierdurch lassen sich die Module schnell wechseln und die klimatischen Beeinträchtigungen auf die Bohranlage während des Wechseins minimieren. Die Wechselgeschwindigkeit wird zusätzlich erhöht, wenn Schnellverbinder vorgesehen werden
Weiterhin ist vorteilhaft, dass die Bohranlage mit einem Fahrwerk versehen ist, das bevorzugt geländegängig ist, und besonders bevorzugt aus einzelnen Kettenfahrwerken besteht. Diese sind insbesondere bei schlechtem Untergrund gut geländegängig. Weiterhin kann mit ihnen über die Dimensionierung hinsichtlich Länge und Breite die vom jeweiligen Boden ermöglichte Tragfähigkeit erreicht werden.
Eine weitere vorteilhafte Lehre der Erfindung sieht vor, dass oberhalb der Bohrvorrichtung ein Kranmodul angeordnet ist.
Eine weitere vorteilhafte Lehre der Erfindung sieht vor, dass die Bohrvorrichtung und/oder Bohrhilfsvorrichtungen auf wenigstens einer verfahrbaren Basis, besonders bevorzugt einem Schlitten, angeordnet sind, die gegenüber der Bohranlage bewegbar ist. Dieses stellt eine einfache Möglichkeit dar, die Bewegbarkeit der Bohrvorrichtung zu erreichen. Weiterhin ist vorteilhaft, dass ein Preventer der Bohrvorrichtung und/oder die Hydraulikversorgung des Bohrlochs (Choke Manifold) auf wenigstens einer verfahrbaren Basis, besonders bevorzugt einem Schlitten, angeordnet sind, die gegenüber der Bohranlage bewegbar ist. Besonders vorteilhaft ist, wenn die Basiselemente synchron verfahrbar sind.
Eine weitere vorteilhafte Lehre der Erfindung sieht vor, dass auf der Oberseite der Bohranlage ein Hubschrauberlandedeck vorgesehen ist. Hierdurch es wird auch in entfernten Gebieten bzw. unter erschwerten klimatischen Bedingungen (meterhoher Schnee im Winter) möglich die Bohranlage zu versorgen und einen turnusgemäßen Austausch der Mannschaft zu gewährleisten.
Statt Bohrgestänge ist auch der Einsatz von Coil tubing denkbar. Dafür kann der aufgetrommelte Bohrstrang ggf. in einem optimalen Versatz zum Bohransatzpunkt im Schachtbauwerk aufgehängt werden, so dass möglichst wenige Umlenkungen beim Abtrommeln entstehen. Als Hubwerk für die Bohranlage kann eine hydraulische Anlage mit Hubzylindern verwendet werden. Alternativ oder auch ergänzend für besondere Fälle kann auch ein Seilhebewerk verwendet werden, Weiterhin kann auch direkt ein Casing Drilling Verfahren verwendet werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels anhand einer Zeichnung näher erläutert, wobei
Fig. 1 eine räumliche Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt,
Fig. 2a eine seitliche Ansicht zu Fig. 1 zeigt, Fig. 2b eine weitere seitliche Ansicht zu Fig. 1 zeigt, Fig. 3 eine räumliche Gesamtansicht der erfindungsgemäßen
Vorrichtung unterhab der Abdeckung zeigt, Fig. 4 eine räumliche Ansicht der Bohrebene der erfindungsgemäßen
Vorrichtung unterhab der Abdeckung zeigt, Fig. 5 eine weitere räumliche Ansicht der Bohrebene der erfindungsgemäßen Vorrichtung unterhab der Abdeckung zeigt, Fig. 6 eine räumliche Ansicht der Hilfsaggregatebene der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt, Fig. 7 eine räumliche Ausschnittsansicht der Hilfsaggregatebene der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Fig. 6 zeigt, und Fig. 8 eine räumliche Ansicht eines in der erfindungsgemäßen
Vorrichtung eingesetzten Containers beispielsweise mit
Bohrspülungspumpe zeigt.
Fig. 1, Fig. 2a und Fig. 2b zeigen eine erfindungsgemäße Bohranlage 10 in Außenansicht. Die Bohranlage 10 weist eine Ummantelung 11 auf, die aus zwei größeren Seitenteilen 12 und zwei kleineren Seitenteilen 13 sowie ein Dach 14 besteht. In den Setenteilen 12, 13 sind Lüftungsöffnungen 15 vorgesehen, die teilweise mit Luttentouren 58 (siehe Fig. 6) verbunden sind. In der Seitenwand 12 sind Containertore 16 vorgesehen, durch die Containereinheiten 27 in die Bohranlage 10 hinein und wieder hinausbewegt werden können. Die Seitenwände 13 weisen Versorgungstore 17 auf, über die die Versorgung der Bohranlage 10 gewährleistet wird.
An der Unterseite der Bohranlage 10 sind Fahrwerke 18 angeordnet, die als Kettenfahrwerke ausgeführt sind und die um bis zu 360 ° drehbar sind. Weiterhin ist eine Ausgleichseinheit (nicht dargestellt) vorgesehen, um die Ebenen 24, 25, 26 gegenüber Bodenunregelmäßigkeiten Niveau zu regulieren. Auf dem Dach 14 der Ummantelung ist ein Hubschrauberlandplatz 19 angeordnet, der mit einem Steg 21 mit einem Lift 20 verbunden ist. Der Lift 20 verbindet alle inneren Ebenen 24, 25, 26 der Bohranlage miteinander. Über den Hubschrauberlandeplatz kann der Transport der Mannschaften und ggf. auch von Versorgungsgütern oder Material durchgeführt werden.
Im Inneren weist die Ummantelung ein aus Streben erzeugtes Gerüst 23 auf (siehe Fig. 3), auf dem eine Dachunterkonstruktion 22 ruht. Das Material der Ummantelung ist isolierend, sowohl thermisch als auch hinsichtlich Schall. Unterhalb der Dachunterkonstruktion 22 ist ein Kranmodul 66 angeordnet, dass mit dem Gerüst 23 verbunden ist.
Die Bohrvorrichtung weist mehrere Ebenen auf. Die unterste Ebene ist die Versorgungsebene 24, auf der die Containereinheiten 27, Tanks und Silo 28 angeordnet sind. Darüber ist die Bohrebene 26 angeordnet auf der sich die Bohrvorrichtungen 30 mit den dazugehörigen Einheiten (Generatoren 38, Lagerung für Coil tubes 37) befinden. Weiterhin sind ebenfalls Versorgungseinheiten für die Bohrvorrichtungen 30 vorgesehen. Darüber ist die Ebene für die Mannschaften 26. In diesen befindet sich auch der Steuerstand 39 für die Bohranlage 10. Fig. 4 zeigt eine Detailansicht dieses Bereichs.
Die Bohrvorrichtungen 30 sind in Fig. 5 dargestellt. Sie weisen eine Mast 31, sowie entweder jeweils (nicht dargestellt) oder zentral ein Bohrstangenmagazin 32, und den dazugehörigen Pipehandler 33 auf, die im Fall von Coil tubing oder Case drilling als Backupsystem dienen. Der Mast 31 ist mit dem Boden 29 verbunden und kann auch mit der Dachunterkonstruktion 22 verbunden werden, um einen besseren Krafteintrag zu gewährleisten. Die Bohrvorrichtungen 30 weisen weiterhin Roughnecks 34, Drehteller 35 und Topdrives 36 auf. Weiterhin sind die Bohrvorrichtungen 30 auf einem Schlitten 40 angeordnet der auf Schienen 41 über einen Antrieb 62 verfahrbar ist, die auf der Oberfläche 29 der Bohrebene 25 angeordnet sind. Darüber können die Bohrvorrichtungen 30 nacheinander über verschieden Bohransatzpunkte, die in dieser Ausführung in einer Linie liegen (andere Geometrien sind ebenfalls vorstellbar, je nach Bedarf für die Lagerstätte), gebracht werden, um eine Bohrung abzuteufen.
Die für die Tiefbohrungen notwendigen Preventer 45 und Chokemanifolds 44 (siehe Fig. 7) sind auf der darunterliegenden Versorgungsebene angeordnet. Diese sind ebenfalls auf einem Schlitten 42, der auf, der Führungen 43 angeordnet ist, montiert und werden in Übereinstimmung mit den Bohrvorrichtungen 30 angetrieben und verschoben.
Die Versorgungsebene 24 ist in Aufstellbereiche für die Containereinheiten 27 und Silos 28 sowie die Bewegungsbereiche für die Schlitten 42 aufgeteilt. Pro Bohrvorrichtung 30 ist ein Aggregatbereich 48 und ein Aggregatbereich 49 vorgesehen, die jeweils identisch und damit redundant ausgestattet wind. Dadurch wird auch eine hinreichende Stabilität der Bohranlage 10 zu allen Seiten erreicht.
Ein Aggregatbereich ist mit Bentonittanks 51, in denen die Bohrspülung hergestellt und gelagert wird, mit Ölspülungstanks 52, Hydraulikcontainern 53, die auch die Hydrauliksteuerung beinhalten, einer Heizung 54, Elektroschaltcontainern 55, einer Zementierungseinheit 56 sowie Spülpumpencontainern 57 (siehe Fig. 8) ausgerüstet. Im Spülpumpencontainer 57 sind eine Spülpumpe 59 und die dazugehörige Steuerung vorgesehen. Weiterhin sind Silos 28 für Bentonit, Zement, und für Bohrklein vorgesehen.
Zentral vorgeschaltet ist die Aufbereitung 50 der Bohrspülung zum Abführen, Trocknen und Lagern des Bohrkleins. Vorgesehen ist ein als Container ausgeführter Tank zur Aufnahme der aufbereiteten Spülung. Weiterhin sind in der Aufbereitung 50 Siebe, Entsander, Entschlicker und ggf. Zentrifugen vorgesehen.
Die Bohrvorrichtung 10 wird mittels GPS oder anderer Navigation auf eine vorgegebene Bohrstelle gefahren. Die Bohrvorrichtung 30 wird mit dem Schlitten 40 an die gewünschte Stelle in der Bohranlage gebracht. Gleiches geschieht mit dem Preventer 45 über den Schlitten 42. Anschließend wird die erste Bohrung gemäß Bohrpattern vorbereitet und mit der Bohrvorrichtung niedergebracht. Gleichzeitig wird dieses mit der zweiten Bohrvorrichtung wiederholt. Ist die Bohrung abgeteuft, wird, nachdem die Nachbereitung der Bohrung beispielsweise durch Einbringen eines Casings oder Liners o.a. abgeschlossen wurde, wird die Bohrvorrichtung 30 und der Preventer 45 mittels Schlitten 40, 42 an den nächsten Bohrpunkt verfahren, bis das Pattern abgebohrt wurde. Anschließend wird die Bohranlage 10 an den nächsten Punkt versetzt und das Abbohren wiederholt. Beide Bohrvorrichtungen 10 und die dazu gehörenden Aggregate und Vorrichtungen können unabhängig voneinander verfahren.
Die Energieversorgung der Bohranlage 10 kann entweder über mit Diesel o.a. angetriebenen Generatoren oder über eine externe Kabelverbindung erfolgen. Bei einem Diesel-elektrischen Betrieb sind Dieselversorgungstanks in der Bohranlage 10 vorzusehen.
Die Bohrvorrichtungen sind wenigstens mit Hakenlasten von 60 t ausgelegt, um hinreichende Tiefbohrungen gewährleisten zu können. Bezugszeichenliste
10 Bohranlage 37 Coil tube
11 Ummantelung 38 Generatorcontainer
12 Seitenwand 39 Steuerstand
13 Seitenwand 40 Schlitten
14 Decke 41 Schiene
15 Lüftungsöffnung 42 Schlitten
16 Containertor 43 Führung
17 Versorgungstor 44 Choke Manifold
18 Kette nfahrwerk 45 Blow-Out-Preventer
19 Hubschrauberlandplatz 46 Erste Hilfe
20 Lift 47 Werkstatt
21 Steg 48 Aggregatbereich 1 2 Dachunterkonstruktion 49 Aggregatbereich 2 3 Gerüst 50 Cuttingsabscheider 4 Versorgungsebene 51 Bentonittank 5 Bohrebene 52 Ölspülungstank 6 Mannschaftsbereich 53 Hydraulikcontainer 7 Containereinheit 54 Heizung 8 Silo 55 Elektroschaltcontainer 9 Oberfläche 56 Zementierungseinheit 0 Bohrvorrichtung 57 Spülpumpencontainer 1 Mast 58 Luttentour 2 Bohrstangenmagazin 59 Spülpumpe 3 Pipehandler 60 Spülungstank 4 Roughneck 62 Antrieb 5 Drehtisch 66 Kranmodul 6 Topdrive

Claims

Patentansprüche
1. Bohranlage zum Erstellen von Tiefbohrungen für den Onshorebereich mit wenigstens einer Bohrvorrichtung (30), wobei die Bohranlage (10) bewegbar im Bezug auf die Geländeoberfläche ausgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Bohren notwendigen Hilfsaggregate (50 bis 59) im Wesentlichen innerhalb der Bohranlage (10) angeordnet sind und dass die Position der Bohrvorrichtung (30) innerhalb der Bohranlage (10) im Bezug auf die Bohranlage (10) bewegbar ist.
2. Bohranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Bohrvorrichtungen (30) vorgesehen sind.
3. Bohranlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Ebenen (24, 25, 26) in der Bohranlage (10) vorgesehen sind, auf denen die Hilfsaggregate, die Bohrvorrichtung, Sicherheitseinrichtungen, Bohrhilfsvorrichtungen (32, 33) und/oder die Steuerung der Bohranlage vorgesehen ist.
4. Bohranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass alle zum Bohren notwendigen Hilfsaggregate innerhalb der Bohranlage (10) angeordnet sind.
5. Bohranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohranlage (10) von einer Ummantelung (11) umgeben ist, die die Bohranlage (10) vollständig gegenüber Umwelteinflüssen abschirmt.
6. Bohranlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung (11) mit verschließbaren Öffnungen (16, 17) versehen ist.
7. Bohranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsaggregate modulartig wechselbar angeordnet sind.
8. Bohranlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulartigkeit durch ein Anordnen der jeweiligen Hilfsaggregate in Containern (27) erreicht ist.
9. Bohranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohranlage (10) mit einem Fahrwerk (18) versehen ist, das bevorzugt geländegängig ist, und besonders bevorzugt aus einzelnen Kettenfahrwerken besteht.
10. Bohranlage nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsaggregatmodule durch die Öffnungen (16, 17) der Ummantelung (11) einsetzbar und/oder auswechselbar sind.
11. Bohranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb der Bohrvorrichtung (30) ein Kranmodul (66) angeordnet ist.
12. Bohranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrvorrichtung (30) und/oder Bohrhilfsvorrichtungen (32, 33) auf wenigstens einer verfahrbaren Basis (40), besonders bevorzugt einem Schlitten, angeordnet sind, die gegenüber der Bohranlage (10) bewegbar ist.
13. Bohranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Preventer (45) der Bohrvorrichtung und/oder die Hydraulikversorgung des Bohrlochs (Choke Manifold) (44) auf wenigstens einer verfahrbaren Basis (42), besonders bevorzugt einem Schlitten, angeordnet sind, die gegenüber der Bohranlage (10) bewegbar ist.
14. Bohranlage nach Anspruch 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Basiselemente (40, 42) synchron verfahrbar sind.
15. Bohranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Oberseite (14) der Bohranlage (10) ein Hubschrauberlandedeck (19) vorgesehen ist.
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