DE2320734C3 - Unterwasserfahrzeug für Arbeiten auf dem Meeresboden - 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.

Für bestimmte Unterwasserarbeiten 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 kraftschlüssigen Arbeiten aufnehmen können. Bei Einsat/ von Tauchern sind diese Systeme in ihrer Tauchtiefe eingeschränkt.

So ist in der britischen Patentschrift 11 87 8J5 ein Unterwasserfahrzeug offenbart, das innerhalb eines durchfluteten Hüllkörpers druckfeste, durch Tunnel miteinander verbundene Kapseln als Arbeits-, Aufenthalls- und anderweitige Niitzräume 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, Dekompressionskarnmern von Versorgungsbasen, z. I). 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.

Aus der US-Patentschrift M 08 822 ist eine anilriebslose 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 das 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.

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 "5 zum Meeresboden zu transportieren, absetzen und montieren und/oder hier kraftschlüssige Arbeiten ausführen zu können.

Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß ein durchfluteter Arbeitsraum zentral zwischen einer

^o 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 Laderaum mit von den Kapseln aus beobachtbaren und betätigbaren, zur Übernahme von Lasten dienenden Winden, Geräten und Manipulatoren versehen ist.

Durch diese Lösung ist ein bemanntes, angetriebenes und von eine:. Versorgungsbasis unabhängiges Unterwasserfahrzeug geschaffen, mit dem 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 bruiiiienartigen Transport- und Laderaum treten keine Überhänge der Arbeitsgeräte oder Baueinheiten aus dem Hiillkörper 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.

Die Erfindung ist nachstehend aniiand eines in der Zeichnung dargestellten Aiisfiihningsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen mittleren senkrechten schematischen Längsschnitt durch das Unterwasserfahrzeug bzw. den

''5 Geräteträger,

Fig. 2 einen vergrößerten Querschnitt nach Linie H-Il der F ig. I,

Fig.) einen vergrößerten schematischen Schnitt

nach Linie JII-IIIder Fig. 1,

Fi g. 4 eine Darstellung zur Übernahme von Geräteoder Baueinheiten durch den Geräteträger von einem Versorgungsschiff in drei Übernahmephasen.

Das Unterwasserfahrzeug bzw. der Geräteträger besteht aus einem durchfluteten schiffsförniigen 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 tine druckfeste Versorgungskapsel 6 miteinander verbunden sind. Außerhalb der Kapseln 3, <* sind m Hüllkörper ί beidseitig großräumige Tauchzellen Ta und große Regel- und Trimmzellen 7 angeordnet. Die Kapseln 3, 4, die seitlichen Regel- und Triinmzellen 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.

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.

Hie Kapseln 3, : sind mit Fenstern \2 zur Beobachtung des Brunnens 9 versehen und im I mern dieser Kapseln J, 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.

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 unten; Element zur Kopplung an druckfeste, leerpumpbare Ausstiegkammern, Dekompressionskammern, Produktionsbruiitien, 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. d^l führen.

Die Arbeitsweise des Geräteträgers zum Transport von Arbeitsgeräten, Baueinheiten od. dgl. zu bestimm ten Stellen des Meeresbodens erfolgt z. B. nach Fig. 4 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 ί 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 5 Geräteträgers, 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.

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

2s 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

,o 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 l.adebrunnen angehoben und blockier! wird. Darauf

^ erfolgt wieder die Abwartsbewegung des Geräteträgers, bis er sich genau oberhalb der Montagestelle am Meeresboden befindet, so daß dann das erwähnte Absetzen und Montieren der Baueinheit erfolgen kann. In jedem Fall ist es durch den Geräteträger möglich.

unbeeinflußt durch Wetter- und Seegangsbedingungen schwerste Arbeitsgeräte oder Bauelemente im Ladebruniien geschützt aufzunehmen und genau an jeder erforderlichen Stelle des Meeresbodens abzusetzen und zu montieren, wobei die Arbeiten von den Kapseln 3, 4 aus bei Atmosphärendruck unter Beobachtung, Überwachung und Bedienung gesteuert werden. Durch den Geräteträger ist es möglich, ein gezieltes und dosiertes Absetzen und Absenken von Bauteilen ajch für am Meeresboden angeordnete Einrichtungen, z. B. Bohrlochköpfe, durchzuführen und auch möglich, Bodenuntersuchungen, Standortbestimmungen, Vorbereitungsarbeilen für Bohreinheiten, Arbeiten am Bohrloch beim Bohren, die Ausrüstung des Bohrlochkopfes und die Einrichtung von Sammelleitungen od. dgl. vorzuneh-

5s men.

Der Geräteträger kann auch durch die ausfahrbaren Stelzen 19 gegenüber dem Meeresboden geliftet werden, um ζ Β. versandete Bauteile, Verankerungen, Leitungen od. JgI. aus dem Meeresboden zu brechen

do und dabei auch Kontrollen auszuführen.

Hiei/u 4 Matt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   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 Kapsel (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 Transportoder Laderaum mit von den Kapseln aus beobachtbaren und betätigbaren, zur Übernahme von Lasten dienenden Winden, Geräten und Manipulatoren versehen ist.