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Unterwasser-Öltanksystem Die Erfindung bezieht sich auf ein Unterwasser-Oltanksystem
sowie auf ein Verfahren zum Bau eines solchen.
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Durch den Fortschritt der modernen Zivilisation ergibt sich ein von
Jahr zu Jahr steigender Erdölbedarf. Um diesen zu decken, müssen sowohl am Gewinnungs-
bzw. Verarbeitungsort als auch im Verbrauchsgebiet schr große Vorräte an Erdöl gehalten
werden.
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Die Einlagerung von Rohöl geschieht derzeit gewöhnlich in an Land
aufgestellten Tanks. Solche Tanks nehmen übermäßig große Flächen ein und stellen
überdies eine Gefahr für nahbei gelegene Gebäude dar. Somit wird es immer schwieriger,
geeignete Flächen zum gefahrlosen Aufstellen der Tanks zu finden. Solche Flächen
zum Aufstellen von Tanks müssen einerseits in der Nähe eines Hafens für seegehende
Großtanker und andererseits im näheren Bereich des Verbrauchsgebiets liegen. Da
die benötigten Flächen sehr groß sein müssen, wird die Suche danach an die vorstehenden
Bedingungen erfüllenden Ort lichkeiten immer schwieriger und der Erwerb solcher
Flächen immer teurer.
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Zur Umgehung dieser Schwierigkeiten wurde bereits verschiedentlich
vorgeschlagen, irgendwelche Seegebiete für die Aufstellung von Vorratstanks heranzuziehen.
Gemäß den meisten dieser Vorschläge sollten Tanks mit kiesigem Fassungsvermögen
an Land gebaut werden, um nach Fertigstellung an den Ort der Aufstellung geschleppt
und dort verankert oder als Unterwasserbehälter versenkt zu werden.
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Das Schleppen und Verankern ist jedoch durch Gezeitenströmungen und
Seegang beträchtlich erschwert, aus den gleichen Gründen gebricht es einer solchen
Anlage an Stabilität, und die riesigen Tanks bilden beim Schleppen und an ihrem
Verankerungsplatz ein gefährliches Hindernis für die Schiffahrt.
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Darüber hinaus stellte das Schleppen und Verankern solcher Tanks sowie
bei unterseeischen Behältern das vorherige Einebnen des Mecresgrundes ein ungeheuer
auSwendiges Verfahren dar, weshalb Großanlagen von Vorratstanks in Seegebieten soweit
bekannt bisher noch nicht gebaut wurden.
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Ein wichtiges Ziel der Erfindung besteht darin, ein Unterwasser-Öltanksystem
sowie ein Verfahren zum Bau eines solchen zu schaffen, welches die vorstehend angeführten
Mängel
und Nachteile nicht aufweist, welches mit beträchtlich verringerten Baukosten erstellbar
ist, die umständliche Schleppfahrt und Verankerung erübrigt, die Schiffahrt nicht
behindert und bei welchem keine Gefahr einer Verschmutzung des umgebenden Wassers
besteht.
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Gemäß der Erfindung ist ein Oltanksystem der genannten Art gekennzeichnet
durch eine Anzahl von Jeweils in ihrer Axialrichtung in den Seegrund getriebenen,
langgestreckten Tanks aus Stahlrohr mit jeweils einem am oberen Endstück derselben
befestigten und von zwei Oeffnungen durchsetzten Deckel aus einer Gtahlplatte und
durch eine Olzufuhr- und Entnahmeleitung sowie eine Seewasserzufuhr- und Entnahmeleitung,
welche beide durch die beiden Öffnungen des Deckels in den Jeweiligen Tank eingeführt
sind.
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In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung sind die nahe beieinander
in den ßeegrund getriebenen Tanks an ihren unteren Enden Jeweils mittels eines Betonpfropfens
verschlossen. Die oberen Enden einer Mehrzahl von in den äußeren Bereichen eines
solchen Tanksystems angeordneten Tanks liegen im wesentlichen auf gleicher Höhe
mit dem Seegrund, während eine kleinere Anzahl von im mittleren Bereich der Anlage
angeordneten Tanks mit den oberen Enden über den Seespiegel hervorsteht. Auf den
über den Seespiegel hervorstehenden Tanks ist eine Bedienungsplattform mit von dieser
zu den einzelnen Tanks führenden Öl- und Seewasser-Fördereinrichtungen montiert.
Das Füllen der Tanks mit Öl kann mit Unterstützung von mittels der Seewasser-Fördereinrichtungen
erzeugtem Unterdruck geschehen.
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In einer anderen Ausführungsform kann die Bedienungsplattform auch
an Land aufgestellt und über Förderleitungen für Öl und Seewasser mit den einzelnen
Tanks verbunden scin, welche in diesem Falle somtlich mit ihren oberen Enden in
Höhe des Seegrundes angeordnet sein können.
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Bei einem Verfahren für den Bau eines Unterwasser-Öltanksystems der
genannten Art ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß ein Stahlrohr in den Seegrund
eingetrieben wird, bis nur noch ein Stück davon über den Seespiegel hervorsteht,
daß ein von Offnungen durchsetzter Deckel am oberen Ende des Stahlrohrs angeschweißt
wird, daß ein Verlängerungsrohr auf das obere Ende des Stahlrohrs aufgesetzt wird,
daß eine Leitung mit einem Strahlbohrkopf durch den Deckel hindurch in das Stahlrohr
eingeführt wird, daß das verlängerte Stahlrohr unter gleichzeitigem Betrieb desStrahlbohrkopfs
weiter in den Seegrund getrieben wird, daß der Strahlbohrkopf durch eine Betonzufuhrleitung
ersetzt wird, daß am unteren Ende des Stahlrohrs ein Betonpfropfen gebildet wird,
daß das Verlängerungsrohr abgenommen wird, daß an den Offnungen des Deckels eine
Olleitung und eine Seewasserleitung angeschlossen werden und daß die angeführten
Verfahrensschritte an sämtlichen Einzeltanks des öltanksystems wiederholt werden.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung.
Darin zeigen: Fig. 1 eine Längsschnittansicht eines Stahlrohr-Einzeltanks des erfindungsgemäßen
öltanksystems, Fig. 2 und 3 schematisierte Gesamtansichten bevorzugter Ausführungsformen
von Unterwasser-Oltanksystemen, Fig. 4 eine schematisierte Schsittansicht eines
sich im Bau befindlichen Stahlrohr-Einzeltanks, Fig. 5 eine klsicht im Schnitt entlang
der Linie V-V in Fig. 4 zur Darstellung des Aufbaus eines zum Abtragen des Seegrunds
verwendeten Strahlbohrkopfs, Fig. 6 A bis 6E schematisierte Darstellungen der einzelnen
Verfahrensschritte
beim Bau eines Stahlrohr-Einzeltanks und Fig. 7 eine schematisierte Seitenansicht
einer schwimmfähigen Arbeitsplattform zum Eintreiben der Stahlrohre in den Seegrund.
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Der in Fig. 1 dargestellte Stahlrohr-Einzeltank des erfindungsgemäßen
Unterwasser-Öltanksystems ist aus einem handelsüblichen Stahlrohr 1 von beispielsweise
drei Meter Durchmesser und zwanzig bis dreißig Meter Länge gebildet.
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Gegebenenfalls können zur Erzielung eines größeren Fassungsvermögens
mehrere solche Stahlrohre 1 zu einer Länge von etwa fünfzig oder sechzig Meter zusammengefügt
sein.
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Beliebig viele solche Stahlrohrtanks sind nahe beieinander in den
Seegrund eingesetzt. Am oberen Ende des Stahlrohrs 1 ist ein zu nachstehend erläuterten
Zwecken von zwei Öffnungen durchsetzter Deckel 2 aus einer Stahlplatte angeschweißt
oder sonstwie befestigt. Eine an einer der Offnungen des Deckels angeschlossene
Olzufuhr- und Entnahmeleitung 3 mündet im oberen Teil des Stahlrohrs 1. Durch die
andere Öffnung des Deckels 2 ist eine Seewasserzufuhr-und Entnahmeleitung 4 eingeführt,
welche bis zum unteren Teil des Stahlrohrs 1 reicht. Die an den verschiedenen Einzeltanks
angeschlossenen 1- und Seewasserleitungen 3 bzw. 4 sind in beliebigen Anzahlen mit
zu einer Bedienungestation 5 führenden Sammelleitungen verbunden (Fig. 2).
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Bei den in Fig. 2 und 3 gezeigten bevorzugten Ausführungsfo@men eines
Unterwasser-Öltanksystems ist die I1ehrzah1 der Einzeltanks 1 so weit in den Seegrund
getrieben1 daß die oberen Enden der Tanks etwa in dessen Höhe liegen.
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Einige im mittleren Bereich der Anlage angeordnete Einzeltanks 1 sind
jedoch aufwärts verlängert und stehen mit ihren oberen Enden über den Wasserspiegel
hervor. Auf den hervorstehenden Enden dieser Tanks ist die vorstehend erwähnt Bedienungsstation
in Form einer Plattform 5
montiert. Von der Bedienungsplattform
5 aus sind die verschiedenen Betriebsarten wie das Füllen der Einzeltanks mit Rohöl,
die Entnahme von O1 und das Reinigen der Tanks für sämtliche Einzeltanks gemeinsam
steuerbar.
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Die Bedienungsplattform 5 braucht jedoch nicht unbedingt oben auf
der Tankanlage montiert zu sein sondern kann auch an Land stehen. In diesem Falle
brauchen die mittleren Einzeltanks 1 auch nicht noch oben verlängert zu sein, 8o
daß also sämtliche Tanks 1 mit den oberen Enden in Höhe des ßeegrunds verlaufen
und damit kein Hindernis für die Schiffahrt darstellen.
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In den in Fig. 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispielen erkennt man
Sammelleitungen 6 und 7 für Öl bzw. Wasser.
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Die verschiedenen Ölsammelleitungen 6 unterteilen sich jeweils in
eine Anzahl der in Fig. 1 gezeigten Ölleitungen 3, und die Wassersammelleitungen
7 unterteilen sich in jeweils mehrere der in Fig. 1 gezeigten Seewasserleitungen
4.
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Die Ölsammelleitungen 6 sind über einzelne Absperrorgane gemeinsam
mit einer Fülleitung 8 und einer Entnahmeleitung 9, in welcher eine Pumpe 10 eingesetzt
ist, verbunden. Die Wassersammelleitungen 7 sind über einzelne Absperrorgane mit
einer Seewasserhauptleitung 11 verbunden, in weicher hintereinander eine Seewasserpumpe
12 und ein Filter 13 angeordnet sind.
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In der in Fig. 3 gezeigten Ausführung sind die Stahlrohr-Einzeltanks
1 und die Sammelleitungen 6 und 7 für Öl bzw.
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Seewasser wie bei der Ausführung nach Fig. 2 angeordnet.
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Zusätzlich ist eine Reinigungsleitang 14 von der Seewasserhauptleitung
11 zum gemeinsamen Anschluß der Ö1-sammelleitungen 6 geführt. Die Reinigungsleitung
14 weist an jedem Ende ein Absperrorgan sowie eine dazwischen angeordnete Pumpe
15 auf. Zwischen der Pumpe 15 und dem Xbsperrorgan an dem an der Seewasserh2llptleitung
11 angeschlossenen Ende der Reinigungsleitung 14 ist ein Vorratsbehälter
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für Reinigungsmittel über ein Absperrorgan mit der Reinigungsleitung verbunden.
Zwischen der Seewasserpumpe 12 und dem gemeinsamen Anschluß der Seewassersainmelleitungen
7 ist an der Seewasserhauptleitung 11 eine Spülwasserabflußleitung 17 über ein Absperrorgan
angeschlossen.
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Die Abflußleitung 17 weist einen darin eingesetzten Olabscheider 18
auf und mündet jenseits desselben in die See.
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Zum Fällen der Einzeltanks 1 mit Öl wird die Pumpe 12 in Gang gesetzt,
um das in den Tanks enthaltene Seewasser über die Leitungen 4, die Samnelleitungen
7 und die Hauptleitung 11 aus den Tanks abzusaugen und in die umgebende See zu befördern.
Die Fülleitung 8 ist dabei an der Abgabeleitung etwa eines (nicht gezeigten) Tankers
angeschlossen, so daß öl durch die Leitung 8, die Sammelleitungen 6 und die Leitungen
3 in die verschiedenen Einzeltanks 1 gesaugt wird.
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Bei der Entnahme von Öl aus dem Tanksystem ist die Entnahmeleitung
9 an einer Förderleitung od. dergl. angeschlossen.
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Das in den Einseltanks 1 gelagerte Öl wird mittels der Pumpe 10 über
die an den Tanks 1 angeschlossenen Olleitungen 3, die Sammelleitungen 6 und die
Entnahmeleitung 9 angesaugt und in die Förderleitung gedrückt. Gleichzeitig wird
die Seewasserpumpe 12 in der Förderrichtung beim Füllen der Tanks entgegengesetzter
Richtung in Gang gesetzt, um Seewasser über die Hauptleitung 11, die Sammelleitungen
7 und die an den Tanks 1 angeschlossenen Leitungen 4 in die Tanks zu befördern und
dadurch das Öl daraus zu verdrängen.
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Beim Füllen der Tanks mit Öl ist zu beachten, daß das Absaugen des
Seewassers aus den Einzeltanks in dem Moment aufhört, in dem der Spiegel des Seewassers
in den Tanks sich kurz oberhalb der in der Nähe des Bodens der Tanks gelegenen Mundungen
der Seewasserleitungen 4 befindet.
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Während des vorstehend beschriebenen Fillens der Tanks mit r1 bzw.
lei der Abgabe von Öl werden die Absperrorgane in
den verschiedenen
Ö1- und Seewasserleitungen so eingestellt oder bedient, daß jeweils bestimmte Gruppen
der Einzeltanks gefüllt bzw. entleert werden.
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Wie vorstehend bemerkt, hat die Ausführung nach Fig. 3 eine Spül-
oder Reinigungsleitung. Bei der Entnahme von 01 nach längerer Lagerzeit bleibt am
Boden der Einzeltanks eine Schlammablagerung zurück. Außerdem vermischt sich immer
ein wenig Öl mit dem zunächst dem Boden der Tanks eingebrachten Seewasser. Wird
dieses Seewasser beim erneuten Füllen der Tanks mit Öl dann wieder in die See zurückgepumpt,
so besteht die Gefahr, daß Schlamm und mit em Seewasser vermischtes Öl zusammen
mit diesem in die See gelangen und so eine Verschmutzung des Wassers verursachen.
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Um diese Gefahr zu bannen, wird die Reinigungsleitung 14 jeweils nach
Eintragen von Seewasser in die Stahlrohr-Einzeltanks durch Öffnen der entsprechenden
Absperrorgane mit der Seewasser-Hauptleitung 11 und den Öl-Sanmelleitungen 6 verbunden.
Gleichzeitig werden die Pumpen 12 und 15 in Gang gesetzt, so daß Seewasser von der
Hauptleitung 11 über die Reinigungsleitung 14, die t)lsammelleitun6en 6 und die
Ol-Ein- und Auslaßleitungen 3 in die Tanks 1 gefördert wird. Das dadurch aus den
Einzeltanks verdrängte Seewasser fließt über die Leitungen 4, die Sammelleitungen
7 und die Abflußleitung 17 zurück in die See. Dabei werden im Seewasser mitgeführt
er Schlamm und Olbestandteile mittels des in der Abflußleitung 17 angeordneten Ölabscheiders
18 abgeschieden, so daß nur gereinigtes Seewasser in die See gelangt. Für eine noch
wirksamere Reinigung der Sammelleitungen 6 und 7 sowie der Tanks 1 kann bei diesem
Vorgang ein geeignetes Reinigungsmittel vDm Behälter 16 aus zugesetzt werden.
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Zum Bau eines Untcrwasser-Oltsnksystezs der beschriebenen Art findet
vorzugsweise das im folgenden beschriebene Verfahren Anwendung.
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Auf den in Fig. 4 gezeigten, im Bau befindlichen Stahlrohr-Einzeltank
1 ist unter Führung durch mehrere entlang dem oberen Umfang des Tanks angeordnete
Führungslaschen 20 ein Verlängerungsrohr 19 aus Stahl aufgesetzt. Dieses dient dazu,
den Stahlrohrtank 1 tiefer in den Seegrund einzutreiben. Ist der Tank 1 genügend
tief eingetrieben, so wird das Verlängerungsrohr 19 wieder von seinem oberen Ende
abgenommen. Am oberen Ende hat der Tank 1 einen von zwei Öffnungen durchsetzten
Deckel 2, durch dessen eine öffnung die Seewasserleitung 4 eingeführt ist. An der
Oberseite des Deckels 2 sind an den Öffnungen biegsame Leitungen 3' und 4' mittels
Anschiußteilen 21 bzw. 22 angeschlossen. Durch die Leitung 3' hindurch ist ein Schlauch
23 für einen Düsenstrahlbohrkopf in den Tank 1 eingeführt. Der Schlauch 23 hat die
in Fig. 5 gezeigte Querschnittsform mit einer in der Mitte angeordneten Saugleitung
24 zum Austragen des Bohrguts und um diese herum angeordneten Druckleitungen zum
Aufreißen des Seegrunds.
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Das untere Endstück 23' des Schlauchs 23 ist aus Metall und hat eine
der in Fig. 5 gezeigten Ähnliche Querschnittsform. Das metallene Endstück 23' dient
als Gewicht zum Straffhalten des Schlauchs 23. Nach Beendigung des Eintreibens wird
der Schlauch 23 aus dem Tank gezogen und dieser erhält am Boden einen Betonpfropfen
26.
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Die einzelnen Verfahrensschritte beim Bau eines Stahlrohr-Einzeltanks
sind in Fig. 6A bis 6E dargestellt. Zunächt wird ein Stahlrohr 1 mit einer für den
fertigen Einzeltank gewünschten Länge etwa mittels einer Rüttelramme so weit in
den Seegrund eingetrieben, daß noch etwa zwei bis drei Meter des Rohrs über die
Wasserfläche emporstehen, so daß also sämtliche nun erforderlichen Arbeiten an der
freien Luft durchgeführt werden können. In diesem Zustand wird der Düsenstrahl-Bohrschlauch
23 in das Stahlrohr 1 eingeführt, um Schlamm und Sand daraus zu entfernen. Dazu
werden aus den Druckleitungen 25 scharfe Wasserstrahlen auzgestoßen, welche Sand
und Schlamm aufwirbeln, so daß
diese zusammen mit dem Wasser über
das Saugrohr 24 ausgetragen und in die See befördert werden können. Anschließend
wird der Schlauch 23 wieder aus dem Stahlrohr 1 herausgezogen und an dessen oberem
Ende ein Deckel 2 befestigt.
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Eine durch eine Öffnung im Deckel 2 eingeführte Seewasserleitung 4
erstreckt sich im Stahlrohr 1 abwärts und ist mittels eines Anschlußteils 22 am
Deckel 2 befestigt. Das Anschlußteil 22 dient ferner dem Anschluß einer biegsamen
Leitung 4' an der Seewasserleitung 4. Eine weitere biegsame Leitung 3' wird mittels
eines anderen Anschlußteils 21 an einer zweiten Öffnung des Deckels 2 angeschlossen
(Fig.6B).
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Darauf wird auf das obere Ende des Stahlrohrs 1 ein Verlängerungsrohr
19 unter Fuhrung durch entlang dem Umfang angeordneten puhrungslaschen 20 aufgesetzt.
Der Düsenstrahl-Bohrschlauch 23 wird durch die Leitung 3 hindurch wiederum bis zum
Seegrund abgesenkt, woraufhin das Stahlrohr 1 unter Angriff am Verlangerungsrohr
19 weiter in den Seegrund eingetrieben wird, wobei der Düsenstrahl-Bohrschlauch
in der vorstehend beschriebenen Weise in Betrieb ist (Fig. 6C).
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Nach Beendigung des Eintreibens und Ausräumens des Stahlrohrs 1 wird
der Schlauch 23 wieder herausgezogen, und durch die Leitung 3' wird eine Betonleitung
in das Rohr 1 eingeführt. Uber diese Leitung wird nun Beton zur Bildung des Betonpfropfens
26 als unterer Abschluß des Einzeltanks eingebracht. Daraufhin werden dann die Betonleitung
und das Verlängerungsrobr 19 entfernt (Fig. 6D).
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Zum Bau eines Unterwasser-Öltanksystems werden zahlreiche Einzeltanks
in der beschriebenen Weise nahe boieinander in den Seegrund gertrieben. Inzwischen
werden die Ö2- und Seewasserleitungen 3' bzw. 4' an auf dem Wasser schwimmenden
Bojen festgemacht. Nach Fertigstellung aller Einzeltanks und der 01- und Wassersammelleitungen
6 bzw. 7 werden die biegsamen Ö1- und Wasserleitungen 3' bzw. 4' an den Sanunelleitungen
6 bzw. 7 angeschlossen, womit der Bau des Tank systems in wesentlichen abgeschlossen
ist. An den einzelnen Sammelleitungen 6 und 7 sind jeweils mehrere zu einer
Gruppe
von Einzeltanks gehörige 1- bzw. Seewasserleitungen 3' bzw. 4' angeschlossen.
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Der Bohrkopf bzw. das aus Metall gefertigte untere Endstück des Bohrschlauchs
23 weist wie dieser eine Anzahl von entlang dem Umfang angeordneten Düsenöffnungen
25 auf.
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Werden diese Düsenöffnungen etwa über einen umlaufenden 8teuerschieber
einzeln und nacheinander mit Druckwasser gespeist, oder wird das Druckwasser intermittierend
zugeführt, so bewegt sich das untere Endstück 23' des Schlauchs im Rohr 1 um dessen
Mittelachse herum, so daß Sand und Schlamm gleichmäßig über den gesamten Querschnitt
des Rohrs und nicht nur in dessen Mitte abgetragen werden.
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Pig. 7 zeigt eine schematische Darstellung einer schwimmfähigen Arbeitsplattform
für den Bau des beschriebenen Tanksystems. Die Arbeitsplattform 27 trägt einen Vorrat
von Stahlrohren 28, einen Bohrturm 29 mit einem Fundament 30 und einer Vorrichtung
31 zum Eintreiben der Stahlrohre in den Seegrund. Die Vorrichtung 31 ist aus einem
Futter zum Halten eines Stahlrohrs 1 und aus einem Rammwerk etwa in Form von Druckzylindern
oder einer Rüttelvorrichtung gebildet. Der Bohrturm 29 trägt eine Schweißvorrichtung
32 zum Zusammenschweißen von Stahlrohren zur gewünschten Länge und zum Anschweißen
des Deckels 2 und der Fährungslaschen 20 am Stahlrohr 1.
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Die Arbeitsplattform 27 trägt ferner eine Winde 33 zum Aufstellen
der Rohre 1 sowie zum Rochziehen des Bohrschlauchs 23 usw., eine Hochdruckpumpe
34 für die Speisung des Bohrschlauchs, eine Saugpumpe 35 zum Absaugen von Sand und
Schlamm und eine Betonpumpe 36.
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Das erfindungsgemäße Unterwasser-Oltanksystem ist also aus einer Vielzahl
von nahe beieinander in den See grund getriebenen Stahlrohr-Einzeltanks mit dem
jeweils gewünschten Gesamt fassung svermögen gebildet und damit nicht den einflüssen
von Geegang und Gezeitenströmungen
unterworfen. Dadurch, daß das
Tanksystcm in den Seegrund versenkt ist, bildet es auch kein Hindernis für die Schiffahrt.
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Für den Bau der Einzeltanks können handelsübliche Stahlrohre oder
Rohrpfähle verwendet werden. Da diese dann unter Verwendung von Verlängerungsrohren
in den Seegrund getrieben werden, sind keinerlei Unterwasserarbeiten erforderlich.
lus diesem Grund sind dann auch die Baukosten für das erfindungsgemäße Öltanksystem
beträchtlich geringer als die für bekannte Unterwasser-Öltanks. Bei Erstellung des
oltanksystems an einem entsprechenden Ort können die über die Wasseroberfläche hervorstehenden
Teile der mittleren Einzel tanks für den Bau von Piers oder Verkehrsflächen herangezogen
werden.