DE1926137A1

DE1926137A1 - Verfahren zum Zurueckholen mindestens eines Teils einer Unterwasser-Produktionsbohrlochkopfbaugruppe zur Wasseroberflaeche

Info

Publication number: DE1926137A1
Application number: DE19691926137
Authority: DE
Inventors: Petersen William Henry
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1968-05-24
Filing date: 1969-05-22
Publication date: 1969-12-04
Also published as: FR2009241A1; JPS5016723B1; GB1256314A; NL6907838A; US3513911A

Description

Verfahren zum Zurückholen mindestens eines Teils einer Unterwasser-Prοduktionsbohrloohkopfbaugruppe zur Wasseroberfläche.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Durchführen von Arbeiten an in großer Wassertiefe angelegten Tiefbohrungen von einem schwimmfähigen Fahrzeug aus.

Genauer gesagt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Verbindung zwischen einer von einem Wasserfahrzeug aus herabzulassenden Vorrichtung und einer Unterwasser-Bohrlochkopfkonstruktion derart, daß [Führungsseile zwischen dem Fahrzeug und der Bohrlochkopfkonstruktion angeordnet werden, und daß mindestens ein Teil der Bohrlochkopfkonstruktion längs der Führungsseile zu dem Fahrzeug hochgezogen werden kann· Die genannten Arbeitsschritte können somit gemäß der Erfindung im Wege der Fernbetätigung von dem Fahrzeug aus durchgeführt werden·

Während der letzten Kahre hat die ständige Suche nach neuen Ölfeidern zur Entwicklung von Verfahren und Vorrichtungen geführt, die es ermöglichen, Unterwasser-Tiefbohrun-"gen an Orten niederzubringen, wo die Wassertiefe etwa 30 '

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,bis 450 m oder mehr beträgt. Hierbei ist es weitgehend üblich, einen Bohrlochkopf in einer erheblichen Tiefe unter der Wasseroberfläche und vorzugsweise auf dem Meeresboden anauordnen, um eine Gefährdung der Schiffahrt zu vermeiden·

Bei einem bekannten Verfahren zum Niederbringen und Fertigstellen einer Unterwassertiefbohrung auf dem Meeresboden wird eine eine Bohrlochkopfbaugruppe umfassende Bohrlochkopfkonstruktion auf einem Unterwasserbohrlochkopf angeordnet und hierbei erstrecken sich mehrere Führungsseile von der Bohrlochkopfkonstruktion nach oben zu einem auf dem Gewässer schwimmenden Bohrkahn oder einem anderen Bohr— fahrzeug. Die Führungsseile ermöglichen es, Vorrichtungen der verschiedensten Art zwischen der Bohrlochkopfkonstruktion und dem Fahrzeug nach oben oder unten zu bewegen. Nach dem Abschluß der Tiefbohrarbeiten bleiben die Führungsseile an ihren unteren Enden fest mit der Bohrlochkopfkonstruktion verbunden und ihre oberen Enden werden vorzugsweise an einer auf dem Gewässer schwimmenden Boje befestigt, so daß sie in einem späteren-Zeitpunkt benutzt werden können, um erneut eine Verbindung zwischen einem Wasserfahrzeug und der Bohrlochkopfkonstruktion herzustellen. Alternativ läßt man die Führungsseile zum Meeresboden herabfallen, von dem aus sie später mit Hilfe von Greifhaken oder anderen Vorrichtungen zurückgeholt werden können. Da sich auf dem Meeresboden liegende Seile leicht verwirren o.der verfangen, und da sie die Schiffahrt gefährden können, ist es erwünscht, die Führungsseile nach dem Abschluß der Tiefbohrarbeiten zu entfernen»

χ Natürlich ist es von Zeit zu Zeit erforderlich, an Unterwassertiefbohrungen und den zugehörigen Bohrlochkopfbaugruppen Wartungs- oder Nacharbeiten auszuführen. Zu diesem Zweck wurden bereits besondere Bohrlochkopfbaugruppen geschaffen, die so ausgebildet sind, daß sie leicht von dem Unterwasserbohrlochkopf getrennt und zur Wasseroberfläche hochgezogen werden können. Um einen gefahrlosen und .

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schnellen Transport der Bohrlochkopf baugruppe zur V/asser-Oberfläche zu gewährleisten, und um dafür zu sorgen, daß die Baugruppe nach der Durchführung der erforderlichen Arbeiten wieder mit dem Unterwasserbohrlochkopf verbunden werden kann, sieht man vorzugsweise geeignete Führungsvorrichtungen zwischen dem Fahrzeug und dem Unterwasserbohrlochkopf vor. Wie schon erwähnt, ist es allgemein üblich, die Führungsseile nach dem Abschluß der Bohrarbeiten von der Unterwasser-Bohrlochköpfkonstruktion zu trennen und sie zu entfernen.

Die Hauptaufgabe der Erfindung besteht nunmehr darin, ein Verfahren vorzusehen, das es im Wege der fernbetätigung ermöglicht, Führungsseile zwischen einer ünterwasser-Bohrlochkopfkonstruktion und einem Wasserfahrzeug zu verlegen und mindestens einen Teil einer Bohrlochkopfbaugruppe längs der Führungsseile zu dem Fahrzeug hochzuziehen. Ferner sieht die Enindung ein Verfahren vor, bei üem eine Rückholvorrichtung und eine Führungstragvorrichtung im wesentlichen gleichzeitig von einem Wasserfahrzeug aus zu einer Unterwasser-Bohrlochkopfkonstruktion in der Weise herabgelassen werden können, daß die Rückholvorrichtung an einer Bohrlochkopfbaugruppe verankert wird, daß Führungsseile zwischen dem Fahrzeug und der Unterwasserkonstruktion verlegt werden und daß mindestens ein Teil der Bohrlochkopfbaugruppe mit Hilfe der Rückholvorrichtung zu dem Fahrzeug hochgezogen werden kann.

Zur Erfüllung ihrer Aufgabe sieht die Erfindung ein Verfahren zum Zurückholen mindestens eines '-Ceils einer Unterwasser-Produktionsbohrlochkopfbaugruppe, die einen Bestandteil einer Unterwasserkonstruktion bildet, zur Wasseroberfläche vor, das Maßnahmen umfaßt, um eine Rückholvorrichtung und eine Führungstragvorrichtung von einem Fahrzeug aus herabzulassen und sie auf einer Baugruppe anzuordnen, deren Lage vorher ermittelt worden ist. Die

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Rückholvorriehtung wird dann mit der Baugruppe verbunden, und von dar Führungstragvorrichtung aus werden Führungs- vorrichtungen herabgelassen und mit dem am Meeresboden verbleibenden Teil der Unterwasserkonstruktion verbunden. Hierauf wird der zurückzuholende Teil der Bohrlochkopfbaugruppe von der am Meeresboden verbleibenden Konstruktion getrennt und längs der Führungsseile zur Wasseroberfläche hochgezogen«

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert«

Fig. 1 zeigt in einer verkürzten Seitenansicht ein auf einem Gewässer schwimmendes Fahrzeug, an dem eine Eückholvorrichtung und eine Führungstragvorrichtung so aufgehängt sind ι daß sie sich in einer Position über einer eine ■ Bohrlochkopfbaugruppe umfassenden Unterwasser-Bohrlochkopfkonstruktion befinden.

Fig. 2 zeigt in einer Seitenansicht die Rückholvorrichtung, die Führungstragvorrichtung und die Unterwasser-Bohrlochkopfkonstruktion in der gleichen relativen Stellung wie Fig. 1·

Fig. 3 und 4 zeigen jeweils in einer Vorderansieht die relative Stellung der Bückholvorrichtung, der Führungs-, tragvorrichtung und der Unterwasser-Bohrlochkopfkonstruktion in verschiedenen Stadien der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Fig. 5 zeigt in einer Seitenansicht den BohrcEoehkopfbaugruppenteil der Bohrlochkopfkonstruktion, der mit Hilfe der Rückholvorrichtung längs an der Bohrlochkopfkonstruktion befestigter Führungsseile zur Wasseroberfläche hochgezogen werden soll. ·

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In lig. 1 erkennt man ein zur Ausführung von Nacharbeiten geeignetes Fahrzeug 11 bzw. einen Kahn oder eine andere geeignete schwimmfähige Plattform, die auf einem Gewässer 12 schwimmt und durch/bekannte lagebestimmungsvorrichtungen inneiner im wesentlichen unveränderlichen Position über der gewählten Tiefbohrung gehalten wird oder am Meeresboden 13 durch nicht dargestellte, mit Ankerseilen 14 und 15 verbundene Anker verankert ist. Eine solche Anordnung kann benutzt werden, wenn an einer Unterwassertiefbohrung Nacharbeiten in einer Wassertiefe von etwa 30 bis 450 m oder mehr ausgeführt werden müssen_o Das Fahrzeug 11 ist mit einem Bohrturm 16 sowie weiteren zur Durchführung der betreffenden Arbeiten geeigneten Hilfsvorrichtungen ausgerüstet«, Der Bohrturm 16 ist über einem sich auf bekannte Weise senkrecht durch das Fahrzeug 11 erstreckenden Schlitz bzw. einer Öffnung 17 angeordnet. Bei der Durchführung der verschiedenen Arbeitsschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der Schlitz 17 entweder zentral angeordnet sein oder sich von einer Seite des Fahrzeugs aus nach innen erstrecken. Jedoch ist es auch möglich, die erforderlichen Arbeiten ohne Benutzung eines Schlitzes 17 über eine Bordwand des Fahrzeugs 11 hinweg durchzuführen. Ergänzend sei bemerkt, daß das erfindungsgemäße Verfahren auch angewendet werden kann, wenn an einer Tiefbohrung Arbeiten von einer beliebigen Arbeitsplattform aus durchgeführt werden sollen, die oberhalb der Wasseroberfläche angeordnet ist, z.B. unter Benutzung eines Kahns mit sich bis zum Meeresboden erstreckenden Stützen oder einer auf dem Meeresboden ortsfest angeordneten Plattform.

Gemäß Fig. 1 ist unterhalb des Fahrzeugs 11 auf dem Meeresboden 13 eine Unterwasser-Bohrlochkopfkonstruktion angeordnet. Hierbei ist angenommen, daß das Fahrzeug mit Hilfe der üblichen navigationsgeräte in die gewünschte Position gebracht und dann verankert worden ist· Die Bohrlochkopfkonstruktion 18 umfaßt eine Grundplatte 19 mit zwei

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daran befestigten, nach oben ragenden Führungssäulen 20 und 21· Ferner ist eine Bohrlochverrohrung bzw. ein Futterrohr 22 vorgesehen, das sich in dem Bohrloch nach unten erstreckt, in das Bohrloch bei 25'vorzugsweise einzementiert ist, durch die Grundplatte 19 nach oben ragt und an seinem oberen Ende mit einem Bohrlochkopfteil 24 verbunden ist, das seinerseits eine Produktions-Bohrlochkopfbaugruppe trägt. Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei einer Bohrlochkopfbaugruppe beliebiger Konstruktion angewendet werden. Die Bohrlochkopfbaugruppe 25 ähnelt allgemein einem Y und umfaßt ein zentrales Gehäuseteil, von dem aus sich !Rohrleitungen 26 und 27 nach außen erstrecken, die ihrerseits mit nach unten in das Futterrohr 22 ragenden Produktionsrohrsträngen 28 und 29 verbunden sind. Die äußeren Enden der Leitungen 26 und 27 sind mit Anschlußstücken 30 und 31 verbunden, die von beliebiger geeigneter, im Wege der Fernbetätigung lösbarer Konstruktion sein können und dazu dienen, Strömungsverbindungen zwischen den leitungen 26, 27 und Produktionsleitungen herzustellen, z.B. gemäß Fig. 2 mit einer Rohrleitung 32, die auf dem Meeresboden 13 angeordnet ist und auf bekannte Weise zu einem nicht dargestellten Lagerbehälter oder dergleichen führt.

An dem Fahrzeug 11 ist mittels eines Rohrstrangs eine Anordnung aufgehängt, die eine Rückholvorrichtung und eine Führungstragvorrichtung 35 umfaßt. Es sei jedoch bemerkt, daß man bei der Durchführung der Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens auch andere geeignete Anordnungen benutzen könnte. Die Rückholvorrichtung 34 umfaßt eine nicht dargestellte Vorrichtung, die beim Aufsetzen der Rückholvorrichtung auf dieProduktions-Bohrlochkopfbaugruppe 25 zur Wirkung kommt, um die Rückho!vorrichtung an der Bohrlochkopfbaugruppe 25 zu verankern. Die Führungstragvorrichtung 35 umfaßt zwei durch eine Rahmenkonstruktion mit der Rückholvorrichtung 34 verbundene zylindrische Gehäuseteile 36 und 37, in denen langgestreckte Verankerungs-

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teile 38 und 39 gleitend geführt sind, welche an ihren unteren Enden sich nach unten öffnende trichterförmige Bauteile 40 und 41 tragen. In den trichterförmigen Baute^jjen 40 und 41 sind Verriegelungsvorrichtungen angeordnet,/denen eine in Pig. 5 bei 41a schematisch angedeutet ist, und die gemäß Pig. 1 mit Führungsseilen 42 und 43 verbunden sind, die sich nach oben zu dem Fahrzeug 11 erstrecken. Die Führungsseile 42 und 43 sind mit auf dem Fahrzeug 11 angeordneten üebenorrichtungen 44 und 45 zum Aufbringen einer konstanten Zugspannung verbunden. Die auf die Führungsseile aufgebrachte konstante Zugspannung dient dazu, die trichterförmigen Bauteile 40 und 41 in Anlage an den unteren Enden der Gehäuseteile 36 und 37 und die Verankerungsvorrichtungen 41a in ihrer Lage innerhalb der trichterförmigen Bauteile zu halten«

Nachstehend wird die Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung beschrieben« Zwar wird das Verfahren insbesondere an Hand der Zeichnungen und bezüglich der dargestellten Vorrichtungen beschrieben, doch sei bemerkt, daß sich die Verfahrensschritte auch mit Hilfe anderer Vorrichtungen durchführen lassen, die den jeweiligen Erfordernissen angepaßt sind.

Nachdem die Rückholvorrichtung und die Fiih.rungs.tragvorrichtung in der in Fig. 1 gezeigten Weise miteinander vereinigt worden -sind, läßt man die gesamte Baugruppe von dem Fahrzeug 11 aus in der üblichen Weise im Wasser herab, indem man den Rohrstrang 33 durch Ansetzen weiterer Rohrabschnitte an sein oberes Ende verlängert. Während dieses Arbeitsstadiums werden die Führungsseile 42 und 43 durch die Hebevorrichtungen 44 und 45 unter einer konstanten Spannung gehalten, so daß die ^verankerungsvorrichtungen ihre Lage in den trichterförmigen Bauteilen 40 und 41 beibehalten und diese Bauteile in Anlage an den unteren Enden der Gehäuseteile 36 und 37 gehalten werden. Die die Rück-

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ho!vorrichtung und die Führungstragvorrichtung umfassende Anordnung wird herabgelassen, bis festgestellt worden ist, daß sich das untere Ende der Anordnung noch in einem Abstand vom Meeresboden 13 befindet, der etwas größer ist als die Höhe der Produktions-Bohrlochkopfkonstruktion 18; diese Stellung der Anordnung ist in Pig. 1 und 2 wiedergegeben« Sobald diese Stellung erreicht ist, werden Vorrichtungen zum Ermitteln der Lage der Bohrlochkopfbaugruppe, z.B. eine Schallortungsvorrichtung 46 und/oder eine Fernsehkamera 47, in Betrieb gesetzt und von dem Fahrzeug 11 aus in der üblichen Weise überwacht. Mit Hilfe dieser Vorrichtungen ist die Bedienungsperson dann in der Lage, die Rückholvorrichtung 34 auf bekannte Weise, z.B. durch eine geeignete Handhabung des Rohrstrangs 33» in eine Position direkt über der Bohrlochkopfbaugruppe zu bringen.

Beim weiteren Herablassen der Rückholvorrichtung 34 zusammen mit der Führungstragvorrichtung wird die Rückholvorrichtung in der aus Fig. 3 ersichtlichen Weise auf die Unterwasser-Bohrlochkopfbaugruppe aufgesetzt. Das untere Ende der Rückholvorrichtung 34 trägt vorzugsweise ein sich nach unten erweiterndes trichterförmiges Bauteil 48, das dazu äeiträgt, die Rückholvorrichtung während des Herablassens gleichachsig mit der Bohrlochkopfkonstruktion 18 anzuordnen. Vorzugsweise sinci an der Rückholvorrichtung 34 und der Bohrlochkopi'baugruppe hier nicht dargestellte, zusammenarbeitende Orientierungsvorrichtungen vorgesehen, mittels deren die Rückholvorrichtung auch in eine vorbestimmte Kinkelsteilung zu der Bohrlochkopfkonstruktion 18 gebracht wird, während sie auf letzterer nach unten gleitet. Eine solche Orientierungsvorrichtung umfaßt zweckmäßig einen an der Rückholvorrichtung 34 angebrachten Zapfen, der zur Erzeugung einer Drehbewegung der Rückholvorrichtung mit einem an der Bohrlochkopfkonstruktion 18 ausgebildeten Schlitz zusammenarbeitete Nachdem das Herablassen des Rohrstrangs beendet ist, so daß die RückhoTvorrichtung 34 und

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die Bohrlochkopfkonstruktion 18 die in Mg. 3 gezeigte Stellung zueinander einnehmen, wird eine der Rückholvorrichtung zugeordnete, nicht dargestellte Verriegelungsvorrichtung betätigt, um die Rückholvorrichtung an der Bohrlochkopfkonstruktion 18 zu verankern.

Es sei bemerkt, daß dann, wenn die Rückholvorrichtung 34 in der soeben beschriebenen Weise gegenüber der Bohrlochkopfkonstruktion 18 in die richtige Höhenlage und Winkelstellung gebracht und daran verankert worden ist, die G-ehäuseteile 36 und 37 der Führungstragvorrichtung oberhalb der Führungssäulen 20 und 21 und gleichachsig mit ihnen angeordnet sind; Durch die Freigabe der Führungsseile 42 und 43 ist es möglich, die trichterförmigen Bauteile 4Ό und 41 zusammen mit den darin angeordneten Verankerungsvorrichtungen in der in Fig. 4 gezeigten Weise unter der Wirkung der Schwerkraft auf die Führungssäulen 20 und 21 herabfallen zu lassen. Hierbei werden die Verankerungsvorrichtungen an den Führungssäulen automatisch durch geeignete Vorrichtungen verankert. Hierauf können im Wege der Fernbetätigung, die erforderlichen Arbeitsschritte zum Lösen von Teilen von der Bohrlochkopfbaugruppe und zum Verschließen des Bohrlochs durchgeführt werden, woraufhin mindestens ein Teil.._., der Bohrlochkopfbaugruppe zur Wasseroberfläche hochgezogen werden kann. Um die verschiedenen Ventile, Verankerungsvorrichtungen usw. bei der Durchführung dieser Arbeiten zu betätigen, kann man beliebige bekannte Vorrichtungen be- . nutzen, z„B. an dem Fahrzeug aufgehängte hydraulische oder elektrische Leitungen«,

Figc 5 veranschaulicht das Hochziehen mindestens eines Teils der Bohrlochkopfkonstruktion 18 zur Wasseroberfläche, nachdem in der vorstehend beschriebenen Weise bestimmte Verbindungen gelöst worden sind. Im vorliegenden Fall wird die gesamte Konstruktion 18 von dem Fahrzeug 11 aus mit Hilfe des Rohrstrangs 33 und der Rückholvorrichtung 34 von

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dem Bohrlochkopfteil 24 abgehoben und hochgezogen. Es sei bemerkt, daß vorher die in Frage kommenden Rohrleitungen, z.B. die Rohrleitung 27, von den augehörigen Rohrleitungen, z.B. der Leitung 32·, getrennt worden sind. Die Verankerungsvorrichtungen 41a bleiben mit den zugehörigen Führungssäulen 20 und 21 verbunden, während der erwähnte Teil der Bohrlochkopfbaugruppe hochgezogen wird, und hierbei arbeiten die Führungsseile 42 und 43 mit den Gehäuseteilen 36 und 37 zusammen, um die Rückholvorrichtung 34, die Führungstragvorrichtung 35 und den hochzuziehenden Teil der Bohrlochkopfbaugruppe zu führen, Nachdem der hochgezmgene Teil der Bohrlochkopfbaugruppe instandgesetzt oder ganz oder teilweise erneuert worden ist, können die Führungsseile 42 und 43 danach erneut benutzt werden, um die Baugruppe zu führen, wenn diese z.B. mit Hilfe eines Rohrstrangs wieder herabgelassen und auf den Bohrlochkopf in der richtigen Stellung aufgesetzt werden soll.

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren, um mindestens einen Teil einer Unterwasser-Produktionsbohrlochkopfbaugruppe, die einen Teil einer Unter— wasser-Bohrlochkopfkonstruktion bildet und mit dem unter Wasser verbleibenden Teil der Konstruktion durch lösbare Kupplungsvorrichtungen verbunden ist zur Wasserfläche zurückzuholen, dadurch gekennzeichnet , daß eine Rückholvorrichtung (34) und eine Führungstragvorrichtung (35) miteinander verbunden werden, daß beide zusammen von einem auf dem Wasser schwimmenden Fahrzeug aus herabgelassen wird, daß die Lage der Unterwasser-Bohrlochkopfbaugruppe (24,25) ermittelt wird, daß die Rückholvorrichtung in Eingriff mit der Unterwasser-Bohrlochkopfbaugruppe gebracht wird, daß die Rückholvorrichtung gegenüber der Bohrlochkopfbaugruppe in eine vorbestimmte Winkels teilung gedreht wird", daß die Rückholvorrichtung mit der Bohrlochkopfbaugruppe verbunden wird, daß
Führungsvorrichtungen (40,41) von der Führungstragvorrichtung Iius herabgelassen werden, daß diese Führungsvorrichtungen fest mit der unter Wasser verbleibenden .Bohrlochkopfkonstruktion (19j20,21,24) verbunden werden, daß mindestens ein mit der Rückholvorrichtung fest verbundener Teil (25) der
Bohrlochkopfbaugruppe von der unter Wasser verbleibenden
Konstruktion getrennt wird, daß die Rückholvorrichtung
zusammen mit dem daran befestigten Teil der Bohrlochkopfbaugruppe zu dem darüber befindlichen Fahrzeug hochgezogen wird, und daß die Ruckholvorrichtung mit dem daran befestigten
Teil der Bohrlochkopfbaugruppe längs der Führungsvorrichtungen geführt wird, während die Rückholvorrichtung und der daran
befestigte Teil der Bohrlochkopfbaugruppe zu dem Fahrzeug
hochgezogen werden.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Verbindung zwischen den Führungsvorrichtungen (40,41) und dem unter Wasser verbleibenden Teil (19,20,21,24) der erwähnten Konstruktion dadurch hergestellt wird, daß man die FUhrungsvorrichtungen von der Führungstragvorrichtung (35) unter der Wirkung der Schwerkraft so weit herabfallen läßt, bis eine feste Verbindung zwischen den Führungsvorrichtungen und dem unter Wasser verbleibenden Teil der Konstruktion hergestellt ist.

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