Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren und eine Vorrichtung zu dessen Durchführung zu schaffen, mit denen die geschilderten Nachteile und Gefahren beim Transport der Öl- Gas- Mischung zur Meeresoberfläche vermieden werden können, wobei das Verfahren unabhängig von der Wassertiefe und den Wetterbedingungen eingesetzt und die entsprechende Vorrichtung zuverlässig und schnell installiert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich des Verfahrens durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Vorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 2 gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung vermeiden die Fehler und Nachteile des Standes der Technik beim Sammeln und/oder Trennen von Öl und Gas aus offenen Bohrlöchern. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren sind folgende Schritte vorgesehen: Ein vertikal ausgerichtetes Gestell wird über das ausgebrochene Bohrloch gesenkt, indem mit dem Gestell verbundene Ballasttanks mit Ballast gefüllt werden, bis das Gestell auf dem Meeresboden um den Kopf des Bohrloches herum aufsetzt; Öl-Gas-Gemisch wird aus dem Bohrlochkopf in das Gestell geleitet, wodurch sich eine Ölsäule im Inneren des Gestelles aufbaut sowie ein oberer Gas-Abschnitt in der Säule, wodurch die Aufwärtsbewegung der Öl-Gas-Mischung derart verlangsamt ist, daß die Bewegung der Mischung an der Öl-Oberfläche zu vernachlässigen ist; der Druck und der Anteil von Öl und Gas in dem Gestell werden durch Betätigung von Ventilen für den Öl- bzw. Gasauslaß gesteuert, wobei die hydrostatischen Drucke innerhalb und außerhalb der unteren Kante des Gestelles, welches auf dem Meeresgrund aufliegt, im wesentlichen gleich sind, und wobei eine Gasfüllung im oberen Abschnitt des Gestells durch Überführen von Gas aus dem Gestell zur Meeresoberfläche und Überführen von Öl aus der Ölsäule zur Meeresoberfläche aufrechterhalten wird.

Das erfindungsgemäße Gestell kann die Form einer Säule mit einem vertikal angeordneten Rohr haben, deren oberes Ende geschlossen ist und Auslässe für Gas aufweist, während der untere Endabschnitt des Rohres Einrichtungen zum Abstützen der Säule auf dem Meeresgrund aufweist und der mittlere Abschnitt der Säule mit Öl-Auslässen versehen ist.

Ein Überströmrand kann unterhalb des oberen Abschnittes des Rohres angeordnet sein, wodurch zurückgebliebenes Gas in den oberen Abschnitten der Ölsäule beim Überströmen des Öles über den Überströmrand frei wird. Die Auslässe für Öl sind in einem Überströmkanal unterhalb des Überströmrandes und zwischen dem Rand und der Innenwandung des Rohres vorgesehen.

Das Innere des Gestells kann mit einer oder mehreren horizontalen Aussteifungen bestückt sein, die die Aufwärtsbewegung der Öl-Gas-Mischung dämpfen.

Um das Gestell herum kann ein äußeres Gehäuse vorgesehen sein, innerhalb dessen Ballast- und Speichertanks und auch Räume für Ventile, Rohre und Tanks vorgesehen sein können, mittels welcher das Absetzen und Fluten des Gestells sowie der Druck innerhalb des Gestells im Betriebszustand zu steuern sind. Eine Plattform kann auf dem Oberteil des Gehäuses vorgesehen sein, welche verschiedene Ausrüstungsgegenstände zum Betrieb der Vorrichtung aufnimmt. Die Ausrüstung auf der Plattform ist Tauchern zugänglich, wenn das Gestell in großen Wassertiefen eingesetzt wird.

Aus dem Gestell werden Öl und Gas getrennt zur Wasseroberfläche überführt, wo sie weiter behandelt werden, beispielsweise auf Leichterschiffen, Schiffen oder Bohrtürmen. Sodann wird das Material weitertransportiert oder das Gas kann auch verbrannt werden.

Die Steiger für einen derartigen Transport von Öl und Gas können fest oder auch flexibel sein, in Abhängigkeit von der Wassertiefe und anderen Parametern. Im allgemeinen sind jedoch flexible Steiger bei großen Wassertiefen die wirtschaftlichste Lösung, da derartige Steiger auch bei verschiedenen Wassertiefen ohne teure Umrüstungen einsetzbar sind.

Das Säulen-Verfahren kann bei allen Wassertiefen eingesetzt werden, bei denen ein Druckgleichgewicht herstellbar ist, welches durch die folgende Gleichung gegeben ist:

P + p&sub1;Hg = P&sub1; + p&sub2;h&sub2;g,

wobei

P = Atmosphärendruck in Höhe der Meeresoberfläche,

p&sub1; = Spezifisches Gewicht von Wasser

H = Wassertiefe

P&sub1; = Gasdruck in der Spitze des Gestells,

P&sub2; = Spezifisches Gewicht von Öl im Gestell, h&sub2; = Höhe des Öls im Gestell.

Um das Auslecken von Öl unterhalb der Unterkante des Gestells aufgrund von geringen Druckschwankungen zu verhindern, sollte der Bodendruck in dem Gestell in folgenden Grenzen gehalten werden:

P + p&sub1;Hg > P&sub1; + p&sub2;h&sub2;h > P + p&sub1;Hg - P_s.

Die Ungleichung gibt einen Steuerbereich für Ps an, wobei P_s der maximale Druckgradient vor Bruch des Bodens ist.

Wird das Auslecken unter dem Bodenabschnitt mittels in den Meeresgrund eindringender Schneiden kontrolliert, soweit Rohre und Pipelines dies nicht verhindern, kann der Bodendruck in der Säule gemäß der folgenden Formel variiert werden:

P + p&sub1;Hg + P_s > P&sub1; + p&sub2;h&sub2; > P + pHg - P_s.

Die Ungleichung gibt eine Steuerbreite für zwei 2P_s.

Bei Betrieb wird das Öl aus dem Bohrloch frei in das Gestell einströmen, das Gas wird getrennt und innerhalb des Systems wird sich ein eigener Gleichgewichtszustand ausbilden. Ein Druckaufbau im Bodenbereich wird durch ein Bodenventil und/oder ein Ventil im oberen Abschnitt verhindert. Das Öl in dem Gestell strömt über einen Überströmrand, bevor es in die Transport-Steigeleitungen eintritt, wodurch die Gastrennung noch verbessert wird.

Die kinetische Energie der ausströmenden Öl-Gas-Mischung wird durch das bereits im Gestell vorhandene Öl und Wasser gedämpft. Um dieses zu erreichen, muß die Menge, der Durchmesser und die Höhe des Wassers und des Öles in der Säule groß genug sein, um die Bewegungsenergie der ausbrechenden Öl-Gas-Mischung zu dämpfen und zu absorbieren. Weiterhin müssen die Abmessungen groß genug sein, um Gasblasen aufsteigen und expandieren zu lassen, ohne daß große Schwankungen des hydrostatischen Druckes am Boden erzeugt werden. Dieser Effekt wird mit zunehmendem Durchmesser und zunehmender Höhe abnehmen. Die erforderliche Höhe der Öl/Wasser-Säule kann dadurch reduziert werden, daß innerhalb des Gestells mechanische Dämpfer angebracht werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 einen Aufriß des erfindungsgemäßen Säulen-Gestells;

Fig. 2 das Säulen-Gestell von Fig. 1 mit einem äußeren Gehäuse, Ballastund Speichertanks und einem Ausrüstungs-Deck, das für Taucher bei Einsatz des Säulen-Gestells auf dem Meeresboden zugänglich ist;

Fig. 3 ein Gestell, das für Flachwasser vorgesehen ist und bei dem sich die Plattform überhalb der Meeresoberfläche befindet; und

Fig. 4 Querschnitte entsprechend Fig. 2. und 5