DE2320734B2 - UNDERWATER VEHICLE FOR WORKING ON THE SEA BOTTOM - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Unterwasserfahrzeug mit Antrieben für eine allseitige Bewegung, bestehend aus einem durchfluteten Hüllkörper, der druckfeste, miteinander durch Tunnel verbundenen Kapseln, Tauchzellen und Trimmzellen umgibt.The invention relates to an underwater vehicle with drives for all-round movement, consisting of a flooded enveloping body, the pressure-resistant capsules connected to one another by tunnels, diving cells and surrounds trim cells.

Für bestimmte Untierwasserarbeiten auf dem Meeresboden sind Tauchfahrzeuge sowie bemannte und unbemannte fernsteuerbare Arbeitsgeräte entwickelt worden. Diese Arbeitssysteme können im wesentlichen nur mit hochspezialisierten Tauchergruppen bemannt werden und sind ferner so ausgelegt, daß sie keine großen Reaktionskräfte bei kraftschliissigen Arbeiten aufnehmen können. Bei Einsatz von Tauchern sind diese Systeme in ihrer Tauchtiefe eingeschränkt.For certain aquatic work on the seabed, submersible vehicles as well as manned and unmanned remote-controlled work equipment has been developed. These work systems can essentially are manned only with highly specialized diving groups and are also designed so that they do not can absorb large reaction forces during frictional work. When using divers, these are Systems limited in their diving depth.

So ist in der britischen Patentschrift 11 87 835 ein Unterwasserfahrzeug offenbart, das innerhalb eines durchfluteten Hüllkörpers druckfeste, durch Tunnel miteinander verbundene Kapseln als Arbeits-, Aufenthalts- und anderweitige Nutzräume aufweist, wobei ein Teil der Räume zu einer torusartigen Einheit zusammengefaßt ist. Einige Räume dieser Einheit weisen nach außen gerichtete Fenster zur Beobachtung von Taucherarbeiten auf, während der Innenraum des Torus mit Antriebsbatterien für das Unterwasserfahrzeug vollständig ausgefüllt ist. Neben den schon erwähnten Nachteilen ist bei diesem Fahrzeug zu bemängeln, daß alle außerhalb des Fahrzeugs durchzuführenden Arbeiten von Tauchern ausgeführt werden müssen, daß das Fahrzeug keine unter Wasser zu installierenden Baueinheiten wie beispielsweise Bohrbrunnen, Bohrköpfe, oder anderweitig zu benutzende Hilfseinrichtungen wie Ausstiegskammern, Dekompressionskammern von Versorgungsbasen, z. B. Schiffen, übernehmen und transportieren kann und daß diese Einheiten und Einrichtungen ohne Ausstieg von Tauchern und ohne Positionsänderung des Unterwasserfahrzeuges nicht manövriert und montiert werden können.So is in the British patent 11 87 835 a Underwater vehicle discloses that pressure-resistant through tunnel within a flooded enveloping body having interconnected capsules as work, recreation and other useful spaces, with a Part of the rooms is combined into a toroidal unit. Some rooms of this unit show evidence exterior windows for observation of diving operations, while the interior of the torus is completely filled with drive batteries for the underwater vehicle. In addition to those already mentioned Disadvantages of this vehicle are the fact that all work to be carried out outside the vehicle must be carried out by divers that the vehicle does not have to be installed under water Structural units such as drilling wells, drilling heads, or auxiliary equipment to be used in some other way such as exit chambers, decompression chambers of supply bases, e.g. B. ships, take over and can transport and that these units and facilities without getting out of divers and without Change of position of the underwater vehicle cannot be maneuvered and assembled.

Aus der US-Patentschrift 34 08 822 ist eine antriebslose Tauchstation für Unterwasserarbeiten bekannt. Abgesehen davon, daß diese Station infolge ihrer erforderlichen Fesselung an eine Versorgungsbasis nicht unabhängig von der Basis unter Wasser angetrieben und manövriert werden kann, somit also wetterund seegangsabhängig ist, ist der Arbeitsraum dieser Station als gegen da;; Meerwasser abdichtbare Kammer ausgebildet. Nach der Positionierung der Station auf einer am Meeresboden bereits montierten Einrichtung ragt ein Teil dieser Einrichtung in die Kammer hinein, und aus dieser Kammer muß nun das Wasser entfernt werden, um Arbeiten an dem Teil der Einrichtung durchführen zu können. Das Arbeiten mit und in dieser Station ist daher sehr umständlich.From US patent specification 34 08 822 a non-powered diving station for underwater work is known. Apart from the fact that this station is bound to a supply base as a result of its necessary shackling cannot be propelled and maneuvered under water independently of the base, thus weather and is dependent on the sea state, the working area of this station is as against there ;; Seawater sealable chamber educated. After the station has been positioned on a device that has already been installed on the seabed a part of this device protrudes into the chamber, and the water must now be removed from this chamber in order to be able to carry out work on the part of the facility. Working with and in this Station is therefore very cumbersome.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Unterwasserfahrzeuges der einleitend angeführten Art, welches einfach aufgebaut und mit dem es ίο möglich ist, in der Meerestechnik, insbesondere bei der Gewinnung von Erdöl und Erdgas aus größeren Tauchtiefen im Offshore-Bereich, ohne Beeinflussung durch Wetter- und Seegangsbedingungen schwere Geräte und Baueinheiten auf einfache Weise zuverlässig zum Meeresboden zu transportieren, absetzen und montieren und/oder hier kraftschlüssige Arbeiten ausführen zu können.The object of the invention consists in creating an underwater vehicle of the ones mentioned in the introduction Kind, which is simply structured and with which it is ίο possible in marine technology, especially in the Extraction of crude oil and natural gas from greater depths in the offshore area, without interference due to weather and sea conditions heavy equipment and structural units reliably and in a simple manner to transport, set down and assemble to the seabed and / or here force-fit work to be able to perform.

Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß ein durchfluteter Arbeitsraum zentral zwischen einer vorderen und hinteren bemannten Kapsel und seitlichen Tauchzellen und Trimmzellen unterhalb einer mit den bemannten Kapseln durch Tunnel verbundenen, eine obere und untere Schleuse aufweisenden Versorungskapsel angeordnet ist und als Transport- oder LaderaumThe solution to the problem is that a flooded work space centrally between a front and rear manned capsule and side dive cells and trim cells below one with the manned capsules connected by tunnels, an upper and lower lock having supply capsule is arranged and as a transport or loading space

rr.it von den Kapseln aus beobachtbaren und betätigbaren, zur Übernahme von Lasten dienenden Winden, Geräten und Manipulatoren versehen ist.rr.it observable and actuatable from the capsules, is provided to take over loads serving winches, devices and manipulators.

Durch diese Lösung ist ein bemanntes, angetriebenes und von einer Versorgungsbasis unabhängiges Unterwasserfahrzeug geschaffen, mit denn alle vorkommenden Unterwasserarbeiten bis zu Tauchtiefen des Kontinentalschelfabhanges unter atmosphärischem Druck vom Innern der Kapsel aus durchgeführt werden können. Auch ist es möglich, Arbeiten von druckfesten Einheiten vornehmen zu können, die, angekuppelt an die Versorgungskapsel, an dem jeweiligen Arbeitsplatz in Stellung gebracht sind. Diese Arbeiten sind am Meeresboden direkt unabhängig von Seegangs- und Wetterbedingungen in dem brunnenartigen Laderaum durchführbar, in den von unten Arbeitsgeräte und Baueinheiten, die von einem Versorgungsschiff in das Wasser gelassen werden, durch Winden geschützt innerhalb des Hüllkörpers übernommen und angedockt werden, wobei die Übernahme im getauchten oder ungetauchten Zustand des Unterwasserfahrzeuges erfolgen kann. Das Unterwasserfahrzeug ist dabei in der Lage, die Arbeitsgeräte oder Baueinheiten ungestört an genau festgelegten Stellen des Meeresbodens abzusetzen, wobei dann die erforderlichen Arbeiten unter normalem Atmosphärendruck vom Innern der Kapsel aus durchgeführt werden können, wobei auch Arbeiten, die erhebliche Kräfte erfordern, kraftschlüssig bewältigt werden können. Durch den brunnenartigen Transport- und Laderaum treten keine Überhänge der Arbeitsgeräte oder Baueinheiten aus dem Hüllkörper heraus, so daß das Unterwasserfahrzeug voll manövrierfähig bleibt, sich auf dem Meeresboden absetzen sowie an Begleitschiffen oder Kaianlagen anlegen kann, ohne daß seine Ladung beschädigt wird.This solution makes a manned, powered and independent underwater vehicle from a supply base created, because all occurring underwater work up to diving depths of the The continental shelf slope can be carried out under atmospheric pressure from inside the capsule can. It is also possible to work from pressure-resistant units that are coupled to the supply capsule are positioned at the respective workplace. This work is on Sea floor directly independent of swell and weather conditions in the well-like hold feasible, in the implements and structural units from below that are transferred from a supply ship to the Water left, taken over protected by winds within the envelope and docked the takeover in the submerged or non-submerged state of the underwater vehicle can be done. The underwater vehicle is able to connect the equipment or structural units undisturbed precisely defined locations on the seabed, with the necessary work then being carried out under normal atmospheric pressure can be carried out from inside the capsule, including work which require considerable forces, can be mastered with a force fit. Through the well-like transport and cargo space, no overhangs of the implements or structural units come out of the enveloping body, so that the underwater vehicle remains fully maneuverable, settles on the seabed as well as on Can moor escort ships or quays without damaging its cargo.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigtThe invention is described in more detail below with the aid of an exemplary embodiment shown in the drawing explained. It shows

Fig. 1 einen mittleren senkrechten schematischen Längsschnitt durch das Unterwasserfahrzeug bzw. den Geräteträger,Fig. 1 is a central vertical schematic longitudinal section through the underwater vehicle or the Equipment carrier,

F i g. 2 einen vergrößerten Querschnitt nach Linie IMIderFig. I,
F i g. 3 einen vergrößerten schematischen SchnittF i g. 2 shows an enlarged cross-section along the line IMIderFig. I,
F i g. 3 shows an enlarged schematic section

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nach Linie IU-IU der F ig.l,according to line IU-IU in Fig. 1,

ρ ig. 4 eine Darstellung zur Übernahme von Geräteoder Baueinheiten durch den Geräteträger von einem Versorgungsschiff in drei Übernahmephasen.ρ ig. 4 shows a representation of the takeover of devices or Structural units through the equipment carrier from a supply ship in three takeover phases.

Das Unterwasserfahrzeug bzw. der Geräteträger besteht aus einem durchfluteten schiffsförmigen Hüllkörper 1 mit Oberdeck 2, aus zwei im Hüllkörper mit freiem Abstand in Längsrichtung angeordneten druckfesten Kapseln 3,4, die mittels druckfester Tunnel 5 über eine druckfe&ie Versorgungskapsel 6 miteinander verbunden sind. Außerhalb der Kapseln 3, 4 sind im Hüllkörper 1 beidseitig großräumige Tauchzellen Ta und große Regel- und Trimmzellen 7 angeordnet. Die Kapseln 3, 4, die seitlichen Regel- und Trimmzellen 7, die seitlichen Tauchzellen 7a und untere seitliche Kufen 8 begrenzen unterhalb der Versorgungskapsel 6 und des Oberdecks 2 einen unten offenen brunnenartigen Arbeitsraum 9 zur Aufnahme von zu transportierenden Arbeitsgeräten oder Baueinheiten.The underwater vehicle or the equipment carrier consists of a flooded ship-shaped enveloping body 1 with upper deck 2, two pressure-resistant capsules 3, 4 arranged in the enveloping body at a free distance in the longitudinal direction, which are connected to one another by means of a pressure-resistant tunnel 5 via a pressurized supply capsule 6. Outside the capsules 3, 4, large-scale immersion cells Ta and large control and trim cells 7 are arranged on both sides in the envelope 1. The capsules 3, 4, the lateral control and trim cells 7, the lateral diving cells 7a and lower lateral runners 8 delimit below the supply capsule 6 and the upper deck 2 a well-like working space 9 open at the bottom for accommodating work equipment or units to be transported.

Vor und hinter dem Brunnen 9 ist der Geräteträger beidseitig mit verschwenkbaren Propellerantrieben 10 versehen, durch die der Geräteträger im Wasser aufwärts und abwärts manövriert werden kann, und außerdem sind vor und hinter dem Brunnen beidseitig zusätzliche Propellerantriebe 11 vorgesehen, durch die der Geräteträger traversieren und um eine lotrechte Achse drehen kann.In front of and behind the well 9 there is the equipment carrier with pivotable propeller drives 10 on both sides provided, through which the equipment carrier can be maneuvered up and down in the water, and In addition, additional propeller drives 11 are provided on both sides in front of and behind the well, through which the equipment carrier can traverse and rotate around a vertical axis.

Die Kapseln 3, 4 sind mit Fenstern 12 zur Beobachtung des Brunnens 9 versehen und im Innern dieser Kapseln 3,4 sind von der Bemannung bedienbare Steuerungen angeordnet, durch die im Brunnen 9 gelagerte Pumpen, Winden, hydraulische Manipulatoren, Geräte, Blockiereinrichtungen, Scheinwerfer od. dgl. betätigbar sind. Die Kapseln 3, 4 dienen also dazu, im Brunnen 9 Arbeiten oder Geräte zu beobachten, zu überwachen und zu bedienen. Die obere, den Brunnen 9 abdeckende Versorgungskapsel 6 ist vorteilhaft über eine Nabelschnur oder ein Kabel 13 mit einer Versorgungseinheit, z. B. einem Versorgungsschiff, einer Versorgungsboje od. dgl. verbunden, so daß den Antrieben des Geräteträgers die erforderliche Energie zugeführt werden kann, ohne daß dadurch die eigene Bewegungsfreiheit des Geräteträgers gestört wird. Zusätzlich wird in den Kapseln eine eigene Energiequelle, z. B. Batterieeinheiten, untergebracht, um Ausfallzeiten zu überbrücken.The capsules 3, 4 are provided with windows 12 for observing the well 9 and inside These capsules 3, 4 are arranged by the crew operable controls through which in the well 9 Bearing pumps, winches, hydraulic manipulators, devices, blocking devices, headlights or the like. Can be actuated. The capsules 3, 4 are therefore used to 9 work or equipment in the well observe, monitor and operate. The upper supply capsule 6 covering the well 9 is advantageously via an umbilical cord or cable 13 to a supply unit, e.g. B. od a supply ship, a supply buoy. Like. Connected, so that the drives of the equipment carrier can be supplied with the required energy without the own freedom of movement of the equipment wearer is disturbed. In addition, the capsules have their own Energy source, e.g. B. Battery units, housed to bridge downtime.

Die Versorgungskapsel 6 ist weiter mit einer oberen und unteren Schleuse 14 und 15 versehen, über deren oberes Element 14 Geräte, Ersatzteile, Verbrauchsgüter und Besatzungen einschleusbar sind, während das untere Element zur Kopplung an druckfeste, leerpumpbare Ausstiegkammern, Dekompressionskammern, Produktionsbrunnen, Bohrkopfverschlüsse 16 (strichpunktiert angedeutet) od. dgl. dient, in die die Bemannung einsteigen kann, um z. B. Rohranschlüsse herzustellen, die zu einer Sammelstelle von Erdöl od. dgl.The supply capsule 6 is further provided with an upper and lower lock 14 and 15, over which Upper element 14 devices, spare parts, consumables and crews can be smuggled in, while the lower element for coupling to pressure-tight, pumpable exit chambers, decompression chambers, Production wells, drill head closures 16 (indicated by dash-dotted lines) or the like, into which the crews can get in to z. B. produce pipe connections that od to a collection point of petroleum.

führen.to lead.

Die Arbeitsweise des Geräteträgers zum Transport von Arbeitsgeräten, Baueinheiten od. dgl. zu bestimmten Stellen des Meeresbodens erfolgt z. B. nach F i g. so, daß die Baueinheit 17 vom Versorgungsschiff 18 über einen Kran und eine Winde ins Wasser abgesenkt wird, nachdem vorher die Seile der im Ladebrunnen 9 des Geräteträgers vorgesehenen Winden angeschlagen sind, wie in der Position 1 angedeutet ist. Der an der S Wasseroberfläche befindliche Geräteträger übernimmt nach Positionen 2 und 3 über die Windseile nach und nach das Gewicht der Baueinheit 17, bis sie etwa senkrecht nach unten hängt. Es werden dann die Seile der Winde des Versorgungsschiffes gelöst und dann ίο wird die Baueinheit durch die Winden des Geräteträgers in den Ladebrunnen gehievt, wo sie durch hydraulische Gestänge 20 blockiert wird. Damit ist die Baueinheit allseitig geschützt im Brunnen 9 untergebracht. Sodann beginnt die Tauchbewegung des Gerateträgers, bis sich sein Brunnen genau oberhalb der Stelle des Meeresbodens befindet, an der die Baueinheit abgesetzt und montiert werden soll, wobei sich der Geräteträger mit den Kufen 8 auf dem Boden abstützt. Um dabei Bodenunebenheiten auszugleichen, können aus den Kufen 8 Stelzen 19 ausgefahren werden.The mode of operation of the equipment carrier for the transport of work equipment, structural units or the like to be determined Places of the seabed takes place z. B. according to FIG. so that the structural unit 17 from the supply ship 18 over a crane and a winch is lowered into the water after the ropes in the loading well 9 of the Equipment carrier provided winches are posted, as indicated in position 1. The one at the S equipment carrier located on the surface of the water takes over after positions 2 and 3 over the wind ropes gradually the weight of the structural unit 17 until it is about hangs straight down. The ropes of the winch of the supply ship are then loosened and then ίο is the unit through the winches of the device carrier heaved into the loading well, where it is blocked by hydraulic rods 20. That’s the Unit housed in well 9 protected on all sides. Then the diving movement of the begins Equipment carrier until its well is exactly above the point on the seabed where the structural unit is located is to be set down and assembled, the equipment rack being supported with the runners 8 on the floor. In order to compensate for unevenness in the ground, 8 stilts 19 can be extended from the runners.

Es ist selbstverständlich möglich, die zu transportierende Baueinheit od. dgl. auch bei getauchtem Geräteträger zu übernehmen, wobei es entweder möglich ist, die Baueinheit durch die Winde des Versorgungsschiffes unter den schwebenden Geräteträger oder bis auf den Meeresboden abzusenken, wobei aber vorher die Windenseile des Geräteträgers ebenfalls an der Baueinheit befestigt sind. Nach Lösen der Baueinheit von den Seilen des Versorgungsschiffes bewegt sich der Geräteträger getaucht im Wasser, bis er sich senkrecht über der auf dem Meeresboden abgesetzten Baueinheit befindet, die dann von der Winde im Ladebrunnen unter Erhöhung des Auftriebs des Geräteträgers bis in den Ladebrunnen angehoben und blockiert wird. Darauf 3<; erfolgt wieder die Abwärtsbewegung des Geräteträgers, bis er sich genau oberhalb der Montagestelle am Meeresboden befindet, so daß dann das erwähnte Absetzen und Montieren der Baueinheit erfolgen kann.It is of course possible to transport the structural unit or the like even when the equipment rack is submerged to take over, whereby it is either possible to winch the structural unit through the supply ship lower under the floating equipment rack or down to the sea floor, but before that the Winch cables of the device carrier are also attached to the structural unit. After releasing the unit submerged in the water by the ropes of the supply ship, the equipment carrier moves until it is vertical is located above the subassembly, which is set down on the seabed, which is then lifted by the winch in the loading well below Increasing the buoyancy of the equipment carrier until it is raised and blocked in the loading well. Thereon 3 <; the downward movement of the device carrier takes place again, until it is exactly above the assembly point on the seabed, so that then that mentioned Deposition and assembly of the unit can be done.

In jedem Fall ist es durch den Geräteträger möglich, unbeeinflußt durch Wetter- und Seegangsbedingungen schwerste Arbeitsgeräte oder Bauelemente im Ladebrunnen geschützt aufzunehmen und genau ar, jeder erforderlichen Stelle des Meeresbodens abzusetzen und zu montieren, wobei die Arbeiten von den Kapseln 3,4 aus bei Atmospnärendruck unter Beobachtung, Überwachung und Bedienung gesteuert werden. Durch den Geräteträger ist es möglich, ein gezieltes und dosiertes Absetzen und Absenken von Bauteilen auch für am Meeresboden angeordnete Einrichtungen, z. B. Bohrlochköpfe, durchzuführen und auch möglich, Bodenuntersuchungen, Standortbestimmungen, Vorbereitungsarbeiten für Bohreinheiten, Arbeiten am Bohrloch beim Bohren, die Ausrüstung des Bohrlochkopfes und die Einrichtung von Sammelleitungen od. dgl. vorzuneh-In any case, the equipment carrier enables Unaffected by weather and sea conditions, the heaviest work equipment or components in the loading well protected and accurate to set down at any required point on the seabed and to assemble, the work from the capsules 3, 4 at atmospheric pressure under observation, supervision and operation can be controlled. With the device carrier it is possible to carry out a targeted and dosed Settling and lowering of components also for facilities arranged on the seabed, e.g. B. Wellheads, to carry out and also possible, soil investigations, location determinations, preparatory work for drilling units, work on the borehole at Drilling, equipping the wellhead and setting up collecting lines or the like.

men.men.

Der Geräteträger kann auch durch die ausfahrbaren Stelzen 19 gegenüber dem Meeresboden geliftet werden, um z. B. versandete Sauteile, Verankerungen, Leitungen od. dgl. aus dem Meeresboden zu brechenThe equipment carrier can also be lifted by the extendable stilts 19 opposite the seabed be to z. B. sanded sawn parts, anchors, lines od. Like. To break from the seabed

und dabei auch Kontrollen auszuführe.i.and also to carry out checks i.

Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Unterwasserfahrzeug mit Antrieben für eine allseitige Bewegung, bestehend aus einem durchfluteten Hüllkörper, der druckfeste, miteinander durch Tunnel verbundene Kapseln, Tauchzellen und Trimmzellen umgibt, dadurch gekennzeichnet, daß ein durchfluteter Arbeitsraum (9) zentral zwischen einer vorderen und hinteren bemannten Kapse! (3, 4) und seitlichen Tauchzellen (7a) und Trimmzellen (7) unterhalb einer mit den bemannten Kapseln durch Tunnel (5) verbundenen, eine obere und untere Schleuse (14, 15) aufweisenden Versorgungskapse! (6) angeordnet ist und als Transport- oder Laderaum mit von den Kapseln aus beobachtbaren und betätigbaren, zur Übernahme von Lasten dienenden Winden, Geräten und Manipulatoren versehen ist.Underwater vehicle with drives for all-round movement, consisting of a flooded envelope, which surrounds pressure-resistant capsules, diving cells and trim cells connected to one another by tunnels, characterized in that a flooded work space (9) centrally between a front and rear manned capsule! (3, 4) and lateral immersion cells (7a) and trim cells (7) below a supply capsule which is connected to the manned capsules through a tunnel (5) and has an upper and lower lock (14, 15)! (6) is arranged and is provided as a transport or loading space with winches, devices and manipulators that can be observed and operated from the capsules and used to take over loads.