DE1933115C3

DE1933115C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden von Transportleitungen mit Unterwasseranlagen

Info

Publication number: DE1933115C3
Application number: DE1933115A
Authority: DE
Inventors: Larry Lee San Jose Gentry; John Wentworth Saratoga Hopkins; Ralph Robert Los Altos Roesky
Original assignee: Lockheed Aircraft Corp
Current assignee: Lockheed Martin Corp
Priority date: 1968-07-01
Filing date: 1969-06-30
Publication date: 1979-09-20
Also published as: DE1933115A1; DE1933115B2; GB1237816A; NL163295B; JPS4826563B1; BE735453A; NL163295C; NL6910100A; FR2012095A1; US3482410A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahrer, und eine Vorrichtung zum Verbinden von Transportleitungen mit Unterwasseranlagen, bei welchen die Transportleitur.g mittels einer Ziehleine von einer Überwasserstation aus zu der Unterwasseranlage abgesenkt und abgedichtet an diese angeschlossen wird.

Eine solche Vorrichtung mit Einrichtungen zum Abdichten zwischen der Transportleitung und der entsprechenden Öffnung in der Unterwasserstation sowie einer mit einer Winde verbundenen Ziehleine ist beispielsweise durch die US-PS 32 33 667 bekannt geworden,

⁽" Es ist bekannt, von auf dem Meeresboden veranker ten stationären Plattformen, von vorübergehend auf dem Meeresboden liegenden oder von auf dem Wasser schwimmenden Schuten weitab vom festen Land Bohrungen vorzunehmen. Unabhängig von der Art des

' ' Bohrvorganges selbst werden die meisten Bohrungen so fertiggestellt, daß sich das äußerste Rohr der Bohrung vom Meeresboden aus bis zu einem Punkt über der Wasseroberfläche erstreckt, wo dann zur Kontrolle der

Förderung der Bohrung ein Bohrlochkopf oder Tannenbaum errichtet wird.

Über die Wasseroberfläche ragende Bohrlochköpfe haben vor allem den Nachteil, daß sie die Schiffahrt in der Nähe der Bohrung gefährden. Überdies sind solche Bohrlochköpfe bei Errichtung in salzhaltigem Meerwasser mit ihrer aus dem Wasser ragenden Konstruktion der Korrosionawirkung von Salzwasser und Luft ausgesetzt Andererseits bietet ein aus dem Wasser ragender Bohrlochkopf den Vorteil, daß sich die Steuer- und Überwachungsteile des Bohrlochkopfes einfach anbringen und von einer Bedienungsperson auf einer Plattform der Bohrlochkopfkonstruktion warten lassen.

Es wurden daher Verfahren und Vorrichtungen entwickelt, bei denen nach Fertigstellung der Erdöloder ErHgasbohrung der Bohrlochkopf unter der Wasseroberfläche, vorzugsweise auf dem Meeresboden, angeordnet wird. In der Praxis liegen diese Bohrlochköpfe häufig in so großer Wassertiefe, daß sie von einem Taucher nicht mehr einfach und sicher bedient werden können. Die Verbindung von Transportleitungen mit solchen Bohrlochköpfen führt somit zu Schwierigkeiten, die sich mit der gegenwärtig üblichen Ausrüstung nicht auf befriedigende Weise bewältigen lassen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit welchen ein Anbringen von Transportleitungen auch an solchen Unterwasseranlagen gut möglich ist, die in sehr tiefein Wasser liegen und dementsprechend hohem Wasserdruck ausgesetzt sind.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ziehleine in der Unterwasseranlage gelagert v/ird. daß sodann das eine Ende der Ziehleine von der Unterwasseranlage aus mittels einer Auftriebskapsel zur Meeresoberfläche hin aufgelassen, von dort auf die Überwasserstation befördert und anschließend mit der Transportleitung verbunden wird, und daß darauf folgend die Ziehleine mit der Transportleitung von der 'Jnterwasseranlage aus zu dieser hinabgezogen wird.

Eine Vorrichtung zum Verbinden einer Transportleitung mit einer Unterwasseranlage mittels eines solchen Verfahrens mit einer Transportierung söffnung. Einrichtungen zum Abdichten zwischen der Transportleitung und der öffnung, und einer mit einer Winde verbundenen Ziehleine ist erfindungsgemäß gekennzeichne! durch eine bewohnbare Kammer mit einer Zugangsoffnung für die Transportleitung, die Anordnung der Winde für die Ziehleine innerhalb der Kammer, eine in der Zugangsoffnung angeordnete und mit der Ziehleine verbundene Auftriebskapsel, eine Druckmittelquelle zum Ausstoßen der Auftriebskapsel aus der Zugangsoffnung und der Zugangsoffnung zugeordnete Dichteinrichtungen zum Dichthalten des Innern der Kammer während des Ein- und Ausführens von Gegenständen in die und aus der Zugangsoffnung und zum Halten einer flüssigkeitsdichten Abdichtung nach dem Einführen der Transportleitung in die Zugangsoffnung.

Zweckmäßige Ausbildungsformen bzw. Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der entsprechenden Vorrichiung ergeben sich aus den Untcransprüchen.

Zur ausführlichen Darstellung vnn Einzelheiten der Erfindung wird auf die /ciohniing Bc/ug >"~nommen. Es zeig'

F^; i r ' \-inc -.'..-hcnLUisrhc Darstellung der Art und Weise, wie mittels einer Ziehleine eine Verbindung zwischen einer oder mehreren Unterwasseranlagen und einer Überwasserstation hergestellt werden kann. F i g. 2 eine der F i g. 1 ähnelnde Ansicht eines Ausführungsbeispiels zur Herstellung einer Leitungsverbindung zwischen zwei Unterwasseranlagen,

F i g. 3 einen Schnitt durch die Wand einer Unterwasseranlage mit einer Auftriebskapsel, die vor dem Ausstoßen aus der Unterwasseranlage als wasserdichter

ίο Abschluß wirkt,

Fig.4 eine der Fig.3 gleichende Darstellung mit weiteren Einzelheiten der Unterwasseranlage,

F i g. 5 eine Schnittansicht der Einrichtungen zum Ausstoßen der Auftriebskapsel und einer Packung zur Aufnahme der Gas- oder Flüssigkeitsleitung, die an der Innenseite einer Zugangsöffnung in der Wand der Unterwasseranlage befestigt ist,

Fig.6 b^w. 7 ein an der Leitung angebrachtes Ziehwerkzeug während seiner P.'vegung in die Zugangsöffnung, wobei die Zuordnung : wischen verschiedenen kritischen Flächen des Ziehwerkzeuges und der Fläche der Zugangsöffnung erkennbar ist,

F i g. 8 eine Schnittansicht ähnlich F i g. 7 des Ziehwerkzei'jes mit daran befestigter Leitung, nachdem es in die Zugangsöffnung der Unterwasserstation eingeführt ist und

F i g. 9 eine Schnittansicht des kompletten abgedichteten Leitungsanschlusses, wobei Produktionsleitungen erkennbar sind, die im Inneren der Unterwasseranlage mit der Gas- oder Flüssigkeitsleitung verbunden sind.

Bei den in F ig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsformen der Erfindung schwimmt auf dem Wasser 21 über der bzw. den Unterwaiserstationen als Bedienungsstation eine Schute 23.

Man erkennt in den Fig. 1 und 2 zwei Unterwasserstationen in Form von Kammern 25 und 27. Die Kammer 25 ist als Bohrkopfzelle und die Kammer 27 als zentrale Rohrverteilungsstation oder Sammel- und Trennstation für Erdölprodukte ausgeführt. Die Schute 23 t.uhält einen Vorrat an Gas- oder Flüssigkeitsleitungen, die zur Verbindung zwischen den Unterwasserstationen oder zwischen einer dieser Unterwasserstationen und der schwimmenden Schute verwendet werden. Als typisches Beispiel ist die Verbindung mittels einer Gas-

■'"> oder Flüssigkeitsleitung zwischen der als Bohrkopfzelle ausgebildeten Kammer 25 und der als zentrale Rohrverteilung ausgebildeten Kammer 27 dargestellt, wobei das Erdöl in der zentralen Rohrverteilung aufbereitet wird. Die Erdölprodukte gelangen dann zu

'-><> einer Sammelstation (b-ispielsweise eine Plattform oder eine andere nicht gez2i^;e Konstruktion) an der Wassr; oberfläche, und zwar mittels einer weiteren Leitungsverbindung zwischen der Kammer 27 und der Oberfiächenstation.

In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß im Inneren der beiden Unterwasserstationen vorzugsweise Atmosphärendruck herrscht. Dies ist erforderlich, da beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung die beiden Stationen die Voraussetzungen dazu bieten sollen, daß eine oder mehrere Bedienungspersonen sich während längerer Zeit im Inneren der Stationen aufhalten und verschiedene, im folgenden beschriebene Bedienurigsarbeiten ausführen können.

Vom Oberteil einer Unterwasset kapsel 26 und einer zugehörigen Kammer 24 für den Personentransport zur Kammer 27 führen Verbirdungsleitungen 29, 31 und 33 zur Versorgung der Unterwasserstation mit Luft sowie

für elektrische und für Hydraiilikanschlüsse nach oben zu der Bedienungsstation 23. Ähnliche Verbindungen können zur Kammer 25 bestehen.

Zum besseren Verständnis der Erfindung soll ein ganzer Vorgang nun unter Bezug auf die Fig. I und 2 ^r> beschrieben werden. Zunächst wird von einer der Unterwasserstationen, beispielsweise der Kammer 25. eine Auftriebskapsel 35 abgelöst. An diesen Schwimmkörper ist eine leichte Leine 81, vorzugsweise aus Nylon, angebracht, die während des Aufstieges des Schwimmkörpers zur Wasseroberfläche aus der Bohrkopfzclle nachgelassen wird und schließlich vom Personal auf der Schute 23 ohne weiteres eingeholt werden kann.

Die Leine 81 ist am hinteren Ende mit einer Ziehleine 101 verbunden, die an die Wasseroberfläche gezogen wird und dann am Vorderende eines Ziehwerkzeuges 113 oder 113' für Gas- oder Flüssigkeitsleitungen befestigt wird. Das Hinterende des Ziehwerkzeuges ist an der Leitung angebracht, die von der Schute 23 aus im Wasser versenkt werden soll.

Die in Fig. 1 gezeigte Ziehleine 101, die von der Kammer 27 zur Schute 23 führt, zeigt das Stadium nach dem Verbinden der Ziehleine 101 mit dem Leitungsziehwerkzeug 113 und vor dem Absenken der Leitung von der Schute zu einer der Kammern 25 oder 27. Das Personal in den Unterwasserstationen beginnt nun mit dem Aufwickelnder Ziehleinen 101 und 101',die mit den Leitungsziehwerkzeugen 113 und 113' verbunden sind, die wiederum, wie F i g. 2 zeigt, mit der Transportleitung 121 in Verbindung stehen. 3"

In Fig. 2 sind die Leitungsziehwerkzeuge 113 und 113' an ein Stück Transportleitung 121 angeschlossen, die von beiden Unterwasserstationen eingezogen wird und dann zwischen diesen eine Leitungsverbindung herstellt. Die mit der Transportleitung 121 verbundenen '"> Schwimmkörper 43 dienen zum Verlangsamen des Absenkens der Leitung und verhindern ein Knicken, Verschmutzen oder andere Beschädigung, die beim freien Fall auf den Meeresgrund eintreten könnte. Zur zusätzlichen Steuerung beim Herablassen können ⁴ⁿ Sicherheitsleinen 44 an der Transportleitung 121

Wenn die Leitungsziehwerkzeuge 113 und 113' ihre Lage in den Unterwasserstationen eingenommen haben, können die Schwimmkörper 43 abgetrennt werden. Das ' > Abtrennen der Schwimmkörper oder anderer Geräte zum Steuern des Absenkens von der Leitung kann mittels explosiver Bolzen 45 erfolgen, die auf geeignete Weise, in F i g. 2 der Kürze halber nicht gezeigt, mit den hierzu erforderlichen elektrischen Einrichtungen ver- >° bunden sind. Die elektrischen Anschlüsse zum Ausführen dieses Vorganges befinden sich in den Kammern 25 und/oder 27. In manchen Fällen kann es jedoch erwünscht sein, die Schwimmkörper an der Leitung zu lassen, um das Auswechseln der Leitung zu erleichtern, 5ϊ wenn diese nach längerer Zeit am Meeresgrund korrodiert oder auf andere Weise beschädigt wurde.

Anstelle der Schwimmkörper können auch andere Vorrichtungen zum Verlangsamen beim Absenken der Leitung verwendet werden. Beispielsweise kann zur ^wl Unterstützung des in F i g. 2 gezeigten Vorganges eine geeignete Winde mit Zugseil von der Schute 23 aus betätigt werden.

Im folgenden werden die konstruktiven Details der Geräte und Vorrichtungen beschrieben, die bei dem ■"■" zuletzt geschilderten Vorgang verwendet wurden. Die Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf die Kammer 27, gilt jedoch in gleicher Weise auch für die Kammer 25.

Wie man aus f i g. 3 erkennt, kann das äußere Gehäuse der Kammer 27 als doppelwandig Konstruktion ausgeführt sein. Das Ciehäiisc 49 besteht aus einer inneren Schale oder Wand 51 und einer äußeren Schale oder Wand 53 mit einer den Raum zwischen den beiden Wanden ausfüllenden Betonmasse 55. Zum Anschluß von Leitungen, die in das Innere der Kammer 27 b/w. aus ihr herausführen, sind eine oder mehrere Zugangsöffnungen 57 im Gehäuse 49 vorgesehen.

Die Zugangsöffnung 57 besitzt eine sich nach aulien erweiternde Mündung 59, die das leichte und richtige Einführen in das Innere der Zugangsöffnung erlaubt. Der innere Abschnitt der Zugangsöffnung 57 ist mit einem Flansch 61 versehen, der die Anbringung verschiedener Werkzeuge erleichtert.

In der Darstellung nach F i g. 3 befindet sich die Auftriebskapsel 35 in der Zugangsöffnung 57 F.ine Übergangsdichtung 63 zwischen der Außenseite iier Auftriebskapsel 35 und der sich erweiternden Mündung 59 der Zugangsöffnung dient als erste Abdichtung, um ein Austreten von Wasser aus dem Inneren der Zugangsöffnung 57 zu vermeiden. Eine zweite ringförmige Dichtung 65 liegt am rückwärtigen Teil der Auftriebskapsel 35 und verhindert zusätzlich das Eindringen von Wasser in die Zugangsöffnung 57. Außerdem versucht der Wasserdruck, die Atiftriebskapsel 35 in me Zugangsöffnung 57 zu drücken.

Von der Rückseite der Auftriebskapsel 35 geht eine Stange 67 aus. Das hintere Ende der Stange 67 ist mit Gewinde versehen, und eine Mutter 69 hält die Stange in ihrer Lage gegenüber einem Blindflansch 71. der mit mehreren Schrauben 73 an den Flansch 61 der Zugangsöffnung 57 geschraubt ist. Die Zugangsöffnung 57 ist somit gegenüber dem Inneren der Rohrverteilung 27 abgedichtet.

Die Fig. 3, 4 und 5 zeigen die Vorgänge zum Ausstoßen der Auftriebskapsel 35 aus der Kammer 27. damit sie von der Schute 23 an der Wasseroberfläche aufgenommen werden kann. Hierzu wird zunächst der Blindflansch 71 von dem rückwärtigen Flansch 61 der

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geschraubte Mutter 69 wird entfernt, ebenso die Schrauben 73 für die Befestigung des Blindflansches 71 an dem Flansch 61.

Wie F i g. 4 zeigt, wird dann eine Dichteinrichtung 75 in den hinteren Abschnitt der Zugangsöffnung 57 eingesetzt und darin durch einen Sperring 77 gehalten, der in den äußeren Abschnitt der Zugangsöffnung 57 geschraubt ist.

In F i g. 5 erkennt man eine hohle Kartusche 78 mit einer relativ kleinen Mittelbohrung 79, die auf die Stange 67 der Auftriebskapsel 35 aufgeschoben ist und in ihrer Lage auf der Auftriebskapsel durch die Mutter 69 gehalten wird, die auf die Stange 67 geschraubt ist. Die hohle Kartusche 78 enthält eine lose aufgewickelte Nylonleine, deren Ende 81 an der Rückseite der Kartusche herausgeführt ist.

Ein Steuerventil 83 wird darauf mittels Schrauben 73, die durch den Flansch 61 und die Vorderseite 85 des Steuerventils gehen, fest mit dem Flansch verschraubt. Das Steuerventil 83 ist mit einem vertikal verschiebbaren Steuerelement 87 versehen, das zwischen der Vorderseile 85 und einer Rückseite 89 des Steuerventiles eng geführt ist. Durch Drehen eines Handrades 91 kann eine Bedienungsperson das bewegliche Steuerelement 87 vertikal verschieben.

Anstelle des Steuerventil 83 kann auch eine

geeignete andere Absperrvorrichtung verwendet werden, die imstande ist, die Zugangsöffnung 57 freizugeben bzw. /u verschließen, beispielsweise ein Kugelventil.

Nach dem Verschrauben des Steuerventiles 83 mit dem Flansch 61 wird das herausragende Ende der Nylonleine 81 an einer Öscnschraub'-' 93 befestigt, die ein Ten einer Seilfassung 95 bildet. Die Seilfassung 95 gehört zu der ganzen Aufnahmepackung % für die Gasoder Flüssigkeitsleitung und wird während des Vorganges zu einem späteren Zeitpunkt mit dem Steuerventil 83 verbunden. Ein kurzes Stück des Seiles 101, mit der Bezugsziffer 97 versehen, geht von der Rückseite der Seilfassung 95 durch den Haltespund 99. Der Haltespund 99 kann sich auf der Ziehleine 101 nur zwischen der Seilfassung 95 und einer Seilklemme 103 bewegen. Die Ziehleine 101 geht in Längsrichtung durch die ganze Leitungsaufnahmepackung 96 und ist mit einer nicht gezeigten normalen Seilwinde verbunden. Diese Seilwinde kann entweder in der Kammer 27 oder in der Kammer 26 angeordnet sein.

Nach dem beschriebenen Anbringen der Nylonleine 81 an der Seilfassung 95 wird die gesamte Leitungsaufnahmepackung 96 mittels mehrerer Schrauben 104 an der rückwärtigen Platte 89 des Steuerventiles 83 angebracht. Zwischen dem Steuerventil 83 und der Leitungsaufnahmepackung 96 ist eine Dichtung 105 vorgesehen, die die Verbindung abdichtet.

Die Auftriebskapsel ist nun zum Ausstoßen aus der Zugangsöffnung 57 der Kammer 27 bereit, so daß sie zur Wasseroberfläche aufschwimmen und von der Schute 23 eingeholt werden kann. Das Ausstoßen der Auftriebskapsel 35 erfolgt durch Luft- oder Hydraulikdruck in einer Druckkammer 107 im Gehäuse 109 der Leitungsaufnahmepackung 96. Das Druckmittel wird in die Druckkammer 107 über ein geeignetes Rohr 111 im Gehäuse 109 eingeleitet. Die Druckmittelquelle ist nicht dargestellt. Als solche kann ein Druckluftbehälter in der Kammer 27 oder auch eine Druckversorgung von der Überwasserstation aus dienen. In jedem Fall wird der Druck in der Druckkammer 107 so lange gesteigert, bis

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überwindet.

Nach dem Ausstoßen der Auftriebskapsel 35 aus der Unterwasserstation steigt dieser zur Wasseroberfläche 21 auf und wickelt dabei die Nylonleitung 81 ab. An der Wasseroberfläche wird die Auftriebskapsel vuin Personal der Schute 23 geborgen und die Nylonleine von der Seilfassung 95 getrennt. Diese Verfahrensstufe stimmt mit dem in Fig. 1 gezeigten Zustand überein, wo sich eine Ziehleine 101 von der Unterwasserstation oder Kammer 27 zur Überwasserstation oder Schute 23 erstreckt.

Vom Personal der Schute 23 wird der Haltespund 99 in das Vorderteil eines Ziehwerkzeuges 113 geschraubt.

Das Ziehwerkzeug 113 enthält einen hinteren Abschnitt 117, der mit einem vorderen Abschnitt 115 mittels einer Schraubverbindung 118 und mehreren gegen Drehung gesicherten Muttern 119 verbunden ist. Der hintere Abschnitt 117 des Ziehwerkzeuges ist mit einer oder mehreren Transportleitungen 121 versehen, die im Inneren des Abschnitts 117 durch Verschweißen, Stauchen oder einen geeigneten anderen Befestigungsvorgang sicher gehalten sind.

Damit ist vor dem Eintreten in die Kammer 27 der vordere Abschnitt 115 des Ziehwerkzeuges 113 mit dem vorderen Ende der Ziehleine 101 und der rückwärtige Abschnitt 117 des Ziehwerkzeuges 113 mit einer Anzahl Transportleitungen 121 verbunden.

ίο

In diesem Stadium des Verfahrens wird vom Personal in der Kammer 27 mit dem Einziehen der Ziehleine 101 begonnen. Nach dem Eintauchen des Ziehwerkzeuges 113 in das Wasser wird vom Personal der Schute mittels Kupplungselementen laufend die Leitungslänge vergrößert. Bei einer zweiten Verfahrenstechnik kann die Gasoder Flüssigkeitsleitung relativ flexibel ausgeführt sein und wird in diesem Fall auf der Schute 23 lediglich in dem Maße abgewickelt, wie die Ziehleine in die Kammer 27 eingezogen wird. Bei einem weiteren Verfahren besteht die Leitung aus einem Stück vorgegebener Länge, das zuvor hergestellt, auf Druck geprüft und mit einem Schutzüberzug versehen wurde und das einen flexiblen Abschnitt aufweist, der es erlaubt, die vorbestimmte Länge zu vergrößern oder zu verkleinern. Der flexible und verlängerbare Abschnitt erleichtert den Einbau zwischen zwei nahe nebeneinandergelegenen Unterwasserstationen, wobei ohne diesen flexiblen Abschnitt die Leitung nur eine geringe oder gar keim; Flexibilität aufweisen würde. Wie bereits erwähnt, können abtrennbare Schwimmkörper 43 an den Trar.sportleitungen 121 angebracht werden, um deren Absenkgeschwindigkeit zu verringern und um ein Knicken oder Verschmutzen der Leitungen zu vermeiden.

Beim Einziehen der Ziehleine 101 in die Kammer 27 passiert die Ziehleine verschiedene bereits bekannte Vorrichtungen, die hier nur einer kurzen Erwähnung bedürfen. Vorgesehen ist ein Seilstripper 125 mit einer Notschlieü- und -abdichtvorrichtung. Außerdem ist ein normaler Seilsteuerkopf 127 vorhanden, der mit geeigneten Hydraulikpackungselementen u. dgl. versehen ist.

Wenn sich das Ziehwerkzeug 113 der Kammer 27 nähert, wird dessen vorderer Abschnitt 115 durch die auf der Wasserseite der Zugangsöffnung (Fig. 6) vorhandene, sich nach außen erweiternde Mündung 59 ohne Schwierigkeiten in die Zugangsöffnung 57 eingeführt.

In F i g. 6 ist das Ziehwerkzeug ί 13 bereits ganz in der

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Kammer 27 kann der Fehlwinkel, wie Fig. 6 zeigt, 30° oder mehr betragen.

Die Ziehleine 101 wird eingezogen, wodurch das Ziehwerkzeug 113 in den Bereich größeren Außendurchmessers der Zugangsöffnung 57 eintritt. Die vordere Außenfläche 222 des Ziehwerkzeuges 113 und die sich nach außen erweiternde Mündung 59 der Zugangsöffnung 57 erleichtern das anfängliche Eindringen des Ziehwerkzeuges. Der große Durchmesserunterschied zwischen dem vorderen Durchmesser 222 des Ziehwerkzeuges 113 und dem Außendurchmesser 224 der Zugangsöffnung 57 schließt ein Festgehen des Ziehwerkzeuges 113 bei diesem anfänglichen Eindringen aus.

Beim weiteren Einziehen des Ziehwerkzeuges 113 in die Zugangsöffnung 57 kommt eine ringförmige Dichtung 145 am Andruckring 146 in Kontakt mit der sich nach außen erweiternden Mündung 59 (F i g. 7). Zu diesem Zeitpunkt wird in den Punkten A und B ein Reaktionskräftepaar wirksam, das das Ziehwerkzeug 1 !3 mit der Zugangsöffnung 57 ausrichtet. Je stärker der Zug in der Ziehleine 101 ist, um so stärker werden die ausrichtenden Kräfte A und B.

Das Ziehwerkzeug 113 geht dann in die abschließende, fluchtende Stellung, in der die Ziehwerkzeugdichtung 145 und der Andrückring 146 die innere Schulter 228 der öffnung berühren, wie F i g. 7 zeigt. Das

Ziehwerkzeug liegt mit seinen Durchmessern 229 und 230 in der Ziigangsöffnung mit den Durchmessern 224 und 232.

Wie man aus Fig. 5 und F i g. 8 erkennt, ist in der Druckkammer 107 der Leitungsaufnahmepackung 96 zum Ausrichten ein Spannschlüssel 129 mit einem U-förmigen Gabelelement 131 vorhanden. Der Spannschlüssel 129 Ir3: sich mit einer Schraubanordnung, beispielsweise mit einem Handrad 133 mit einem axialen Drucklager 135 in Längsrichtung durch die Druckkammer 107 bewegen. Beim Drehen des Handrades 133 wird die Gewindebüchse 137 im Lagerelement 135 gedreht. Die Drehung der Büchse 137 ergibt eine Längsbewegung eines Gewindestabes 139, der eine Verlängerung des Spannschlüssels 129 bildet. Der Spannschlüssel 129 kann auch mittels einer anderen Technik in der Aufnahmepackung % hin- und herbewegt werden.

Das Ü-törmige Ende Ul des Spannschlüssel paßt in Schlitze 141 in der Nase bzw. dem vorderen Abschnitt 115 des Ziehwerkzeuges 113 und dient dazu, das Ziehwerkzeug 113 gegenüber der Leitungsaufnahmepackung 96 sicher zu halten und genau auszurichten, nachdem das Werkzeug bis in die in Fig. 8 gezeigte Stellung eingezogen wurde.

Wenn das Ziehwerkzeug 113 beim Einziehen der Ziehleine 101 die Mündung 59 der Zugangsöffnung 57 passiert, wird vom Personal in der Kammer 27 das Handrad 133 gedreht und dadurch der Spannschlüssel 129 auf das Ziehwerkzeug 113 zubewegt. Nach Kontakt zwischen dem Spannschlüssel 129 und dem Ziehwerkzeug 113 wird von einer Bedienungsperson ein Richtarm 143 so lange gedreht, bis das U-förmige Ende 131 des Spannschlüssels 129 in die Schlitze 141 in dem Abschnitt 115 des Ziehwerkzeuges greift. Der Spannschlüssel und der vordere Abschnitt 115 werden dann in festen Eingriff mit dem Schlitz 141 gebracht, wodurch sich das Ziehwerkzeug 113 drehungssymmetrisch in der Leitungsaufnahmepackung 96 halten läßt.

Wasser, das beim Einziehen des Ziehwerkzeuges 113 in die Zugangsöffnung 57 der Kammer 27 in die

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Rohres 111 abgelassen werden. Außerdem ist am hinteren Abschnitt 117 des Ziehwerkzeuges 113 eine ringförmige Dichtpackung 145 vorhanden, die mit einer Schulter in der Zugangsöffnung 57 zusammenvirkt und zwischen diesen Elementen eine flüssigkeitsdichte Verbindung ergibt.

Gemäß Fig. 8 enthält die Dichteinrichtung 75 eine innere bewegliche Buchse 147 mit einer äußeren ringförmigen Schulter 149. Der Endabschnitt der inneren Buchse 147 ist mit einer relativ schweren und flexiblen Dichtung 151 versehen, die sich bei Anwendung einer geeigneten Klemmkraft seitlich ausdehnt. Dadurch wird die Buchse 147 mit der Dichtung 151 fest in der Zugangsöffnung 57 gehalten.

Nach der Absicherung des Leitungsziehwerkzeuges 113 in der in F i g. 8 gezeigten Stellung wird über ein Rohr 153 ein hydraulischer Druck erzeugt. Der Druck wirkt auf die vorspringende Schulter 149 der beweglichen Buchse 147. schiebt die Buchse 147 von einer feststehenden Buchse 155 weg und drückt dadurch die Polsterdichtung so zusammen, daß Zugangsöffnung 57 und Ziehwerkzeug 113 flüssigkeitsdicht aneinanderliegen. Dadurch entsteht eine doppelte Abdichtung durch die beiden Dichtungen 145 und 151, die ein Ein¹ !ringen von Meerwasser in die Kammer 27 mit Sicherheit verhinder:

Nachdem das Z'ehwerkzeug 113 auf die beschriebene Weise in seiner Lage dicht verankert ist, kann die Leitungsaufnahmepackung 96 entfernt werden, wodurch das Personal in der Kammer 27 Zugang zu den ^ri Transportleitungen 121 hat. Die Leitungsaufnahmepakkung wird durch Lösen der Schrauben 104 abgetrennt, die die Packung mit der Hinterseite 89 des Steuerventiles 83 verbinden. Die Ziehleine 101 wird nun gelockert, wodurch sich die Packung % nach rechts schieben läßt

ίο und der Haltespund 99 zugänglich wird, der in den Abschnitt 115 des Ziehwerkzeuges 113 geschraubt ist.

Der Haltespund 99 wird nun vom Abschritt 115 des Ziehwerkzeuges 113 abgeschraubt und die ganze Packung 96 entfernt. Das Steuerventil 83 wird durch Lösen der Schrauben 73, die das Steuerventil mit dem Flansch 61 der Kammer 27 verbinden, abgetrennt. Die Rotationsschutzschrauben 119, die die Anbringung des Abschnittes 115 am hinteren Abschnitt 117 des Ziehwerkzeuges IlJ erleichtern, werden anschiieUend entfernt. Der Abschnitt 115 wird dann von der Schraubverbindung 118 zwischen dem Abschnitt 115 und hinterem Abschnitt 117 abgeschraubt, so daß die vorderen Enden der Transportleitungen 121 gemäß Fi g. 9 freigelegt sind.

In Fig. 9 erkennt man eine erste Gruppe Einsatzschrauben 155, die am Umfang der Spannmutter oder des Sperringes 77 verteilt eingeschraubt sind, der die Dichteinrichtung 75 in ihrer Lage hält. Die erste Gruppe der Einsatzschrauben 155 trifft auf den hinteren Abschnitt der inneren Buchse 147. Durch das Anziehen der Einsatzschrauben 155 wird die Buchse 147 nach links gedrückt, wodurch die Dichtung 151 zwischen Zugangsöffnung 57 und Ziehwerkzeug 113 fest und dicht verriegelt ist. Die Einsatzschrauben 155 wirken dadurch

3^ als mechanische Verriegelung und stellen dadurch sicher, daß die Dichtung 151 flüssigkeitsdicht zwischen der Zugangsöffnung 57 und dem Ziehwerkzeug 113 angreift. Zu diesem Zeitpunkt des Vorganges kann der über das Rohr 153 aufrechterhaltene hydraulische

■»o Druck gelöst werden, da nun die Einsatzschrauben 155 die Dichtung 151 richtig halten.

Abschnitt 117 des Ziehwerkzeuges 113 geschraubt, wobei das gleiche Gewinde 118 verwendet wird, das

■*■> vorher zur Befestigung des Abschnittes 115 am hinteren Abschnitt 117 des Werkzeuges diente. Eine zweite Gruppe von Einsatzschrauben 162 wird durch am Umfang verteilte Löcher des Tellerflansches 160 geschraubt. Der Tellerflansch 160 ist außerdem mit

w öffnungen 163 versehen, die einen Zugang zur ersten Gruppe der Einsatzschrauben 155 ermöglichen, so daß diese nach Wunsch gelöst oder fester angezogen werden können. Beim Anziehen der Einsatzschrauben 162 drücken diese auf den Flansch 61 der Kammer 27

⁼<5 und ziehen das Ziehwerkzeug 113 stramm in die Zugangsöffnung 57. Außerdem wird durch die Bewegung des Ziehwerkzeuges 113 die Dichtpackung 145 flüssigkeitsdicht an der Zugangsöffnung 57 eingeklemmt. Durch diese Maßnahmen wird zusätzlich

t* sichergestellt, daß die beiden Dichtungen 145 und 151 festsitzen und daß kein Leck in der Kammer 27 auftreten kann, in der das Bedienungspersonal tätig ist.

Das Personal in der Unterwasserstation kann nun damit beginnen, die Förderleitungen 166, die Gas, öl

*>5 ,,,d andere Petmleumnrodnkte aus ölhaltigen Schichten unter dem Meeresboden fördern, mit den Transportleitungen 121 zu verbinden. Die Verbindungen zwischen den Förderleitungen 166 und den Gas- oder Flüssig-

keitslcitiingen 121, die durch das Ziehwerkzeug 11.3 gehen, crfoltten mittels konventioneller Kupplungen !68. die sowohl mit Links- als auch mit Rechtsgewinde versehen sind. Damit ist der Vorgang beendet und die Erdölprodukte können durch die Transportleitungen ΐ 121 in die oder aus der Kammer 27 strömen.

Wie man aus Fig. 9 erkennt, kann nach längerer Betriebszeit die Dichtung 151 schadhaft werden, so daß Meerwasser in die Kammer 27 eindringen kann. Ein solches Leck kann vom Personal in der Unterwassersta lion rechtzeitig erkannt werden. Für diesen FnII ist eine Notsicherheitsvorrichtung vorgesehen. Wenn das Leck auftritt, nachdem die Einsat/.srhrauben 155 bereits soweit als möpl'ch angezogen wurden, so besteht keine andere Möglichkeit zur Beseitigung des Lecks, als die i*> Dichtung 151 durch eine neue Dichtung zu ersetzen

Zum Auswechseln der Dichtung 151 wird flüssiger Stickstoff durch einen Durchlaß 170 in eine ringförmige Kammer 173 in der Cjchäusewand 51 gepumpt, der durch den Durchlaß 175 zu einer Stickstoffdruckquelle zurückfließt. Infolge der extrem niedrigen Temperatur des flüssigen Stickstoffes, der durch die ringförmige Kammer 173 strömt, wird das Meerwasser zwischen der äußeren Dichtpackung 145 und der innerer. Dichtung 151 zu einer festen Masse eingefroren, die dann selbst als Dichtung wirkt und ein weiteres Eindringen von Leckwasser in das Innere der Kammer 27 unterbindet. Während des Entfernens des Tellerflansches 160 und der Spannmuttcr 77 wird der Kreislauf des flüssigen Stickstoffes durch die Kammer 173 weiter aufrechterhallen. Anschließend wird die Dichteinrichtung 75 aus der Zugangsöffnung 57 entfernt und eine neue Dichtung 1ϊ>1 auf die Stirnseite der inneren Buchse 147 gesetzt. Darauf wird die Dichteinrichtung 75 ausgewechselt und die Einsatzschrauben 155 und 162 werden wieder angezogen, wodurch wieder eine dichte Doppeldichtung entsteht und der Strom des flüssigen Stickstoffes durch die Kammer 173 abgestoppt werden kann.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verbinden von Transportleitungen mit Unterwasseranlagen, bei welchem die Transportleitung mittels einer Ziehleine von einer Überwasserstation aus zu der Unterwasseranlage abgesenkt und abgedichtet an diese angeschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Ziehleine in der Unterwasseranlage gelagert wird, daß sodann das eine Ende der Ziehleine von der Unterwasseranlage aus mittels einer Auftriebskapsel zur Meeresoberfläche hin aufgelassen, von dort auf die Oberwasserstation befördert und anschließend mit der Transportleitung verbunden wird, und daß darauf folgend die Ziehleine mit der Transportleitung von der Unterwasseranlage aus zu dieser hinabgezogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, deb die Unterwasseranlage unter Atmosphärendruck gesetzt und von Bedienungspersonal betrieben ist, wobei durch das Bedienungspersonal das Ausstoßen der Auftriebskapsel und das Einholen der Ziehleine mit der Transportleitung zu der Unterwasseranlage hin durchgeführt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Absenkgeschwindigkeit der Transportleitung durch mit ihr verbundene Schwimmkörper gesteuert wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dt: !urch gekennzeichnet, daß das andere Ende der Transportierung an?'og zu einer zweiten Unterwasseranlage abgesenkt wird, wobei die beiden Unterwasseranlager; dur^h die abgesenkte Transportleitung auf dem MeeresDoden miteinander verbunden werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß auch die zweite Unterwasseranlage unter Atmosphärendruck gesetzt und durch Bedienungspersonal betrieben ist.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein ungefähr dem Abstand zwischen zwei Unterwasseranlagen entsprechendes Leitungsstück mit seinen Enden jeweils mit den Ziehleinen der beiden Unterwasseranlagen verbunden, gleichzeitig abgesenkt und an die Unterwasseranlagen angeschlossen wird.

7. Vorrichtung zum Verbinden einer Transportleitung mit einer Unterwasseranlage mittels eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Transportleitungsöffnung, Einrichtungen zum Abdichten zwischen der Transportleitung und der Öffnung, und einer mit einer Winde verbundenen Ziehleine, gekennzeichnet durch eine bewohnbare Kammer (25, 27) mit einer Zugangsöffnung (57) für die Transportleitung (121), die Anordnung der Winde für die Ziehleine (101) innerhalb der Kammer (25, 27). eine in der Zugangsöffnung (57) angeordnete und mit der Ziehleine (101) verbundene Auftriebskapsel (35), eine Druckmittelquelle zum Ausstoßen der Auftriebskapsel (35) aus der Zugangsöffnung (57) und der Zugangsöffnung (57) zugeordnete Dichteinrichtungen (75) zum Dichthalten des Innern der Kammer (25, 27) während des Ein- und Ausführens von Gegenstanden in die und aus der Zugangsöffnung (57) und zum Hallen einer flüssigkeitsdichten Abdichtung nach dem Hinführen der Transportleitung in die Zugangsöffnung (57).

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch ein an einem inneren Flansch (61) der Zugangsöffnung (57) angebrachtes Gehäuse (109) mit einer darin enthaltenen Druckkammer (107) und ein mit der Druckmittelquelle verbundenes Rohr (111) zum Druckerhöhen in der Druckkammer(107), Überwinden des Wasserdrucks außerhalb der Unterwasseranlage und Ausstoßen der Auftriebskapsel (35) aus der Zugangsöffnung (57).

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch ein Ziehwerkzeug (113), das mit einem ersten Ende an die Ziehleine (101) anschließbar ist und mit einem zweiten Ende die Transportleitung (121) in dichtem Anschluß aufnehmen kann, und einen der Zugangsöffnung (57) zugeordneten Spannschlüssel (123) zum Erfassen des ersten Endes des Ziehwerkzeuges (113) und drehenden Ausrichten des Ziehwerkzeuges (113) innerhalb der Zugangsöffnung.

iö. Vorrichtung nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungseinrichtung (75) eine ringförmige Dichtung (151) und eine bewegliche Buchse (147) aufweist, die vom Inneren der Anlage aus zum Einklemmen der ringförmigen Dichtung (151) zwischen der Wand d^r Zugangsöffnung (57) und der Außenfläche des Ziehwerkzeuges (113) bedienbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch einer Sperring (77) zum Entfernen der Dichteinrichtung (75) von der Zugangsöffnung (57), wobei die ringförmige Dichtung (151) ohne Beeinträchtigung der Lage des Ziehwerkzeuges (113) und der Transportleitung (121) gegenüber der Zugangsöffnung (57) auswechselbar ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet durch ein mit einer Hydraulikdi uckquelle verbundenes Rohr (153) zum Betätigen der der Dichteinrichtung (75/ zugeordneten Buchse (147).

13. Vorrichtung nach Anspruch 10, 11 oder 12, gekennzeichnet durch eine mechanische Einrichtung zum Betätigen der der Dichteinrichtung (75) zugeordneten Buchse (147).