DE1933115C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden von Transportleitungen mit Unterwasseranlagen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden von Transportleitungen mit UnterwasseranlagenInfo
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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
-7 + te =T _i
r\: c j:~ c. ei
666 £,t
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
or Aar, \JJ ο weorA*·. .~L n..t Λ\η Λ..Ω~~~-:* I - _ !• <-l-r
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
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
e·« L· η rt —
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 (13)
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).
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