DE2952525C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur fernbetätigten Verbindung eines Paares axial fluchtender Flansche von Unterwasserleitungen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Vorrichtungen kommen zum Einsatz bei Öl- und Gasbohrungen in tiefen Gewässern, wo der Einsatz von Tauchern nicht in Betracht kommt.

Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der US-PS 40 19 334 bekannt. Im vorliegenden Fall geht es speziell um die Ausgestaltung der Verriegelungseinrichtung. Bei der bekannten Vorrichtung sind die Rasten der Verriegelungseinrichtung in Form von schwenkbaren Klinken ausgebildet, die hinter Vorsprünge an dem Verbindungsmittel greifen. Das Verschwenken dieser Klinken erfolgt durch einen Hydraulikzylinder, der eine Kolbenstange bewegt, deren Ende eine die Klinken tragende Welle über einen Hebel dreht.

Eine derartige Ausgestaltung einer Verriegelungseinrichtung ist für den Einsatz in tiefen Gewässern insoweit nur bedingt geeignet, als er einen relativ komplizierten Aufbau aufweist, was die Gefahr mit sich bringt, daß der Mechanismus durch Fremdkörper am Meeresgrund in seiner Funktion beeinträchtigt wird.

In der US-PS 37 22 585 ist eine Vorrichtung zum Verbinden von Flanschen an Unterwasserleitungen bekannt, die dazu dient, zwischen den mittels Hydraulikzylindern zusammengezogenen Flanschen eine Dichtplatte anzubringen. An einem Verbindungswerkzeug wird diese Dichtplatte zusammen mit keilförmig ausgebildeten Klemmen angebracht und verriegelt. Nach dem Zusammenziehen der zu verbindenden Flansche werden die Klemmen freigegeben und bewegen sich radial zu den Unterwasserleitungen bzw. Flanschen, um dort mit keilförmigen Gegenelementen zusammenzuwirken, was zur Folge hat, daß die Dichtplatte zwischen den Flanschen zusammengepreßt wird. Danach kann das Verbindungswerkzeug gelöst werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß das Verriegeln und das Lösen zwischen Verbindungswerkzeug und Verbindungsmittel problemlos mit einer konstruktiv einfachen Anordnung erreicht wird.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird in der Verriegelungseinrichtung der Keil von der Feder derart beaufschlagt, daß die Rasten in die Verriegelungsstellung vorgespannt sind. Damit wird einem unbeabsichtigten Lösen der Verbindung vorgebeugt. Das Lösen der Verbindung erfolgt durch Beaufschlagen der anderen Seite des Zylinders über die Hydraulikleitung.

Besonders geschützt ist die Verriegelungseinrichtung insofern, als praktisch sämtliche bewegten Elemente der Verriegelungseinrichtung innerhalb des Zapfens angeordnet sind, der Zapfen also ein den Mechanismus schützendes Bauteil dargestellt, aus dem lediglich die äußeren Enden der Rasten herausragen. Die Hydraulikleitung ist vorzugsweise im Inneren des Zapfens ausgebildet, so daß auch sie nicht beschädigt werden kann. Da nur eine Seite des Zylinders mit Hydraulikmedium beaufschlagt wird, kann zum Beispiel eine Axialbohrung des Zapfens als Hydraulikleitung dienen.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Schnittdarstellung des Meeres mit Schwimmkörpern zur Ausführung der Verbindung und die schematische Darstellung der Vorrichtung,

Fig. 2 die perspektivische Ansicht des Basisaufbaus mit der Darstellung eines Flanschs zur Verbindung mit einer Unterwasserleitung,

Fig. 3 die perspektivische Ansicht eines Einziehwerkzeugs, das zum Ziehen einer Unterwasserleitung in die Verbindungsstellung verwendet wird,

Fig. 4 die Vorderansicht des Einziehwerkzeuges der Fig. 3,

Fig. 5 die Ansicht des Endes der Unterwasserleitung mit einem daran angeordneten Einziehadapter, mit dem der Flansch in die Verbindungsstellung gezogen wird,

Fig. 6 eine Draufsicht auf das Ende von Flanschen hydraulischer oder elektrischer Leitungen mit daran angeordnetem Einziehadapter,

Fig. 7 eine teilweise geschnittene Ansicht zur Darstellung des Ziehens des Einziehadapters durch das Einziehwerkzeug,

Fig. 8 die Schnittdarstellung einer an einer abgerundeten Nase gesicherten Klinke, die bei einer Ausführungsform des Einziehwerkzeuges verwendet wird,

Fig. 9 die Ansicht von Einziehadapter und Einziehwerkzeug gemäß Fig. 7,

Fig. 10 die teilweise geschnittene Ansicht eines Flansches und damit verbundenem Einziehadapter,

Fig. 11 bis 14 der Fig. 10 ähnliche Darstellungen aufeinander folgender Betriebsphasen,

Fig. 15 die Ansicht eines Verbindungswerkzeuges in einer Stellung kurz vor dem Erfassen der zu verbindenden Flansche,

Fig. 16 bis 18 die Ansichten des Verbindungswerkzeuges der Fig. 15 in aufeinanderfolgenden Betriebsstellungen,

Fig. 19 eine teilweise geschnittene Ansicht eines Teils des Einziehwerkzeuges zur Betätigung des Verriegelungsmechanismus zwischen dem Einziehadapter, des Flansches und der Basis,

Fig. 20 die teilweise geschnittene Draufsicht des Teils des Einziehwerkzeuges gemäß Fig. 19,

Fig. 21 die Ansicht des in den Fig. 15 bis 18 gezeigten Verbindungswerkzeuges in einer zur Fig. 15 rechtwinkligen Ebene und

Fig. 22 einen Vertikalschnitt der Verriegelungseinrichtung.

In Fig. 1 ist ein Schwimmkörper A dargestellt, der ein Bohrgestänge 10 sowie verschiedene Führungsseile 11 aufweist, welche sich zu einer Unterwasser- Produktionseinheit 12 erstrecken. Ein Rohrlegeschiff B zur Verlegung von Unterwasserleitungen ist über eine Unterwasserleitung 13 an die Produktionseinheit 12 mit einem Einziehadapter 14 am Seegrund 15 verbunden.

In Fig. 2 ist ein Teil eines Unterwasser-Verteilerzentrums 16 mit einer Produktionseinheit 17 und einer Basis 18 gezeigt, von der Führungsrohre 20 mit Führungsstützen 22 abgehen. Ein Flansch 24 ist verschiebbar zwischen den Führungsrohren 20 in einem Lagergehäuse 23 auf Stangen 23a befestigt. Der Flansch 24 besitzt eine Dichtfläche 24a, ein zylindrisches Lagerteil 24b sowie einen dazwischenliegenden Kragen 24c. Der Lagerteil 24b ist verschiebbar in einem nicht gezeigten Lager in einem Lagergehäuse 23 gelagert und mit Unterwasserleitungen 25 und 27′ verbunden. Der nach außen gerichtete Teil der Basis 18 bildet einen Vorbau 26 mit einer Rampe 27.

Wie Fig. 3 zeigt, ist ein Einziehwerkzeug 39 auf dem Vorbau 26 abgesetzt worden. Dieses wurde durch den Eingriff von Führungsrohren 40 mit den Führungsstützen 22 an Ort und Stelle geführt. Dabei waren auch Beine 42 und 44 in Eingriff mit den Reaktionsstützen 28 bzw. 30. Die Beine 44 sind mit Hilfe von Bauelementen 46 mit den Führungsrohren 40 verbunden. Die oberen Enden der Beine 42 sind über U-förmige Bügel 48 miteinander verbunden, welche sich nach außen erstrecken, um eine nach unten wirkende Schubstange 50 zu schützen, welche sich zwischen den Führungsbeinen 42 erstreckt und relativ zu diesen vertikal beweglich ist. Auf der Schubstange 50 ist ein Dreh-Druck-Mechanismus 62 mit Dreh-Druck-Zapfen 64 befestigt.

Das Einziehwerkzeug 39 wird mit Hilfe eines Hydraulikzylinders 41 nach unten auf der Basis 18 verriegelt; der Hydraulikzylinder 41 ist in einer solchen Stellung auf einem Führungsrohr 40 befestigt, daß seine Kolbenstange 43 durch miteinander fluchtende Bohrungen im Bein 44 und in einer Stütze hindurchtreten kann.

Ein Querträger 56 erstreckt sich zwischen den Bauelementen 46 und trägt einen Zugapparat 58 mit einer nasenförmigen Klinke 60. Wie Fig. 3 zeigt, liegt die Klinke 60 über den sich nach innen erstreckenden Flansch 24 und ragt über diese nach außen hervor.

An der nach innen gerichteten Seite des Einziehwerkzeuges 39 und fluchtend mit der Klinke 60 ist ein hydraulischer Kabelziehapparat 66 angeordnet, mit dem das Bohrgestänge 10 verbunden ist. Ein ziehendes Seil 68 verläuft durch das Bohrgestänge, durch einen später noch erläuterten Mechanismus und durch die Klinke 60, aus der es hervortritt.

Fig. 4 zeigt das Einziehwerkzeug. Die Schubstange 50 ist mit zwei Dreh-Druck-Mechanismen 62 ausgerüstet.

In Fig. 5 ist das Ende der Unterwasserleitung 13 und der damit verbundene Einziehadapter 14 gezeigt. Die Unterwasserleitung 13 endet in einer Dreh-Druck-Konstruktion 70, die ständig mit dem Ende der Unterwasserleitung 13 und mit dem Flansch 72 verbunden ist. Der Flansch 72 ist in einem Schutzkäfig 74 getragen, an dessen Oberkante eine Platte 76 mit einem Richtschlitz 77 vorgesehen ist. Rechtwinklig zu der Platte 76 erstreckt sich eine abgerundete Nase 78, mit der das Ende des Seils 68 verbunden ist. Der Einziehadapter 14 mit der Platte 76 und mit der Nase 78 sowie dem Schutzkäfig 74 und einer damit verbundenen Verriegelungshülse 80 sind abnehmbar an der Dreh-Druck-Konstruktion 70 und der Flansch 72 mit Hilfe eines Verriegelungszapfens 82 befestigt.

Der Flansch 72 hat eine Dichtfläche 72a sowie einen Kragen 72b zwischen dieser Dichtfläche und der Dreh-Druck-Konstruktion 70. Mit dem Flansch ist ein Schutzdeckel 200 abnehmbar verbunden.

Wie Fig. 10 zeigt, hat die Dreh-Druck-Konstruktion 70 zwei Verriegelungsbohrungen 71, von denen jede am unteren Ende eine verriegelnde Aussparung 73 und eine zwischen dem oberen Ende und der Aussparung liegende Anschlagschulter 69 hat. In jeder Verriegelungsbohrung 71 ist eine Verriegelungsbuchse 75 mit einem erweiterten oberen Ende als Richtschlitz 77 aufgenommen. Die Verriegelungsbuchse 75 ist in Längsrichtung an ihrem unteren Ende geschlitzt, wodurch mehrere, nachgiebige Finger 79 gebildet werden, die im Bereich 81 zum Eingriff in die Aussparung 73 erweitert sind.

Auch die Verriegelungshülse 80 ist geschlitzt, wodurch nach unten ragende, nachgiebige Finger 79 gebildet werden, die mit erweiterten Bereichen 81 in Aussparungen 73 eingreifen. Ein Verriegelungszapfen 82 mit einem Kopf 83 und einem Kragen 85 paßt in den Grundteil jeder Verriegelungshülse 80, wobei dessen unteres Ende eine Bewegung der Finger 79 aus den Aussparungen 73 verhindert und dadurch den Einziehadapter 14 in der Buchsenkonstruktion einschließlich der Dreh-Druck-Konstruktion sichert.

Der Aufbau der Beine 42 und der Schubstange 50 ist im einzelnen in den Fig. 19 und 20 dargestellt. Jedes Bein 42 umfaßt einen Teil eines teleskopischen Hydraulikzylinders 150, 152, von denen der eine am Boden des Beines befestigt ist, wobei sich die Kolbenstange nach oben erstreckt, während der andere an der Spitze des Beines mit sich nach unten erstreckender Kolbenstange befestigt ist. Die Zylinder sind mit nicht dargestellten Hydraulikverbindungen für die Energiezufuhr verbunden, so daß der Hydraulikzylinder 150 nach oben und der Hydraulikzylinder 152 nach unten drückt. Beide Kolbenstangen sind mit einem einzigen, angetriebenen Organ 154 verbunden, umfassend eine Platte, an der Blöcke 156 und 158 befestigt sind. Jeder Block hat eine Bohrung für die Aufnahme des Endes der Kolbenstange sowie einen Stift 160 zur Befestigung der Kolbenstange an dem Block. Von dem Block 158 steht eine Hülse 162 nach oben ab, die mit einer Rahmenstütze 164 ausgerüstet ist, an der eine Lasche 166 angebracht ist. Das andere Ende jeder Lasche 166 ist mit der Schubstange 50 verbunden.

Die Schubstange 50 hat ein Paar von Dreh-Druck-Zapfen-Haltebuchsen 168, die auf einer Rahmenplatte 170 befestigt sind, welche i. w. in der Mitte der Schubstange 50 fest mit dieser verbunden ist. Jede Dreh-Druck-Zapfen-Haltebuchse 168 erstreckt sich von der Rahmenplatte 170 nach oben und besitzt ein halbzylindrisches Fenster 172, das so angeordnet ist, daß es eine Gabel 174 aufnehmen kann, die an der Kolbenstange 176 eines Hydraulikzylinders 178 befestigt ist, welcher auf der Rahmenplatte 170 gelagert ist.

Ein gleiches Paar von Hydraulikzylindern 180 ist auf der unteren Rahmenplatte 182 der Schubstange angeordnet, und gleiche Gabeln sind mit den Kolbenstangen dieser Zylinder verbunden. Diese Gabeln sind so angeordnet, daß sie sich durch Fenster 276 in Dreh-Druck-Zapfen-Haltebuchsen 278 erstrecken.

Fig. 6 zeigt die Draufsicht eines Einziehadapters für hydraulische Leitungen 84 und elektrische Leitungen 86. Ein Paar von Dreh-Druck-Konstruktionen 70 ist mit Hilfe von Verriegelungszapfen 82 und Verriegelungshülsen 80 mit der Platte 76 verbunden, auf der ein Schutzkäfig 74a angeordnet ist, der einen Schutz für Flansch 72 darstellt. Die Platte 76 nimmt außerdem eine abgerundete Nase 78 auf, mit der ein ziehendes Seil 68 verbunden ist.

Fig. 7 zeigt die Verwendung des ziehenden Seils 68 zum Ziehen des Einziehadapters 14 über die Rampe 27 auf den Vorbau 26. In manchen Fällen können der Einziehadapter 14 und die Flanschanordnung vom Boden abgehoben sein, aber die Vorrichtung arbeitet in beiden Fällen in derselben Weise. Das ziehende Seil 68 erstreckt sich von der nasenförmigen Klinke 60 über ein Kreuzgelenk 88, einen Drehantrieb 90 und einen Hydraulikzylinder 92. Nach dem Austritt aus dem Hydraulikzylinder 92 läuft das Seil 68 über eine Reihe von Rollen 96 und Seilscheiben 97, 98 und 99, bevor es in den hydraulischen Kabelziehapparat 66 hineinführt.

Die Kolbenstange 94 und ein Kolben 240 sind zentrisch bei 242 durchbohrt, so daß das ziehende Seil 68 hindurchtreten kann. In dem Hydraulikzylinder 92 ist ein rohrförmiges Organ 244 verschiebbar und abdichtend angeordnet, das eine Führung für den Durchtritt des Seils 68 aus dem Zylinder heraus bildet.

Auf der Kolbenstange 94 ist ein Keilzahnrad 246 befestigt, das mit einer Zahnstange 248 in Eingriff ist, die zum Antrieb mit einem nicht gezeigten Hydraulikzylinder verbunden ist. Die aus Zahnstange, Zahnrad und Zylinder bestehende Einheit kann die Kolbenstange und damit die Klinke 60 insgesamt um 360° drehen, d. h. mindestens um 180° in beiden Richtungen von der Mittelstellung die in den Figuren dargestellt ist.

Fig. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Klinke 60 mit der eingeklinkten Nase 78. Die Klinke 60 weist ein i. w. zylindrisches Gehäuse mit einer Rückplatte 250 und einer Frontöffnung 252 auf, durch die die Nase 78 hindurchtreten kann. Mehrere Klemmbacken 254, vorzugsweise drei, sind bei 256 in einer solchen Stellung schwenkbar gelagert, daß sie in Eingriff hinter die Schulter 258 der Nase 78 geschwenkt werden können. Zur Schwenkbewegung dienen Hydraulikzylinder 260, die jeweils einer Klemmbacke 254 zugeordnet sind. Die Kolbenstange 262 jedes Hydraulikzylinders 260 ist durch eine Verbindung 264 an der Klemmbacke 254 angelenkt. Das Gehäuse weist ferner einen Richtzapfen 266 auf, der verschiebbar in einer Bohrung 268 in der Vorderseite der Klinke 60 gelagert ist. Der Richtzapfen 266 ist in der Bohrung 268 durch eine Sicherungsmutter 270 gehalten, die auf das Ende eines Bereichs 272 mit verringertem Durchmesser des Richtzapfens 266 aufgeschraubt ist. Eine Feder 274 drückt den Richtzapfen 266 in die in der Figur dargestellte Lage, in der das Ende des Richtzapfens über die Stirnseite der Klinke hinaussteht.

Fig. 9 zeigt eine Draufsicht zur Darstellung der Stellung der Klinke 60 bezüglich des Einziehadapters 14, an dem die Nase 78 in die Klinke 60 hineingezogen ist. An diesem Punkt befinden sich üblicherweise die Unterwasserleitung und ihr Flansch 72 nicht in fluchtender Stellung mit dem Flansch 24. Allerdings wird der Flansch 72 annähernd in seiner Endstellung sein.

Fig. 15 zeigt das Verbindungswerkzeug 100 für die Unterwasserleitungen, das mit Hilfe des Bohrgestänges 10 auf seinen Platz abgesenkt worden ist. Das Verbindungswerkzeug 100 ist in die richtige Stellung mit Hilfe von Führungsrohren 107 geführt worden, welche an Führungsstützen 22 und Führungsseilen 11 geführt sind. Das Verbindungswerkzeug 100 hat einen Tragrahmen mit einem Kopf 102 und einem davon abhängenden, vertikalen Rahmen 104. An dem Rahmen 104 ist eine Gabel 105 angeordnet, während eine weitere Gabel 106 (vgl. Fig. 2) an einem Stützglied 110 befestigt ist, welches zu dem Rahmen 104 seitlich beweglich ist. Zwei Hydraulikmotoren 113 und Getriebe 114 sind für eine Horizontalbewegung mit den Hydraulikzylindern gelagert. Ein sechseckiger Sockel 115 ist so verbunden, daß er durch die Ausgangswelle jedes Getriebes 114 angetrieben werden kann. Unter den Getrieben 114 ist als Verbindungsmittel 110 ein Durchflußleitungsverbinder 116 über zwei Zapfen 118 befestigt.

Der Durchflußleitungsverbinder kann so ausgebildet sein, wie es in der US-PS 38 43 168 dargestellt ist. Derartige Verbindungsmittel haben, wie beispielsweise die Fig. 15 zeigt, ein Paar von Platten 120 und 122, die an einer Dichtplatte 124 befestigt sind, welche ihrerseits zwischen den beiden Hälften 126 und 128 einer Klemme befestigt ist. Ein Paar zylindrischer Buchsen 130 erstreckt sich zwischen der oberen Platte 120 und der unteren Platte 122 und nimmt durch diese die Zapfen 118 auf, welche von dem Verbindungswerkzeug 100 abstehen. Wie die Fig. 22 zeigt, ist jeder Zapfen 118 in der Nähe seines unteren Endes mit einem Paar von seitlich verschiebbaren Rasten 132 ausgerüstet, die mit einem konischen Teil 134 in Eingriff kommen können, welcher am Ende einer Kolbenstange 136 getragen ist, welche ihrerseits mit einem Kolben 138 verbunden ist. Der Kolben 138 ist in einem Zylinder 140 in dem Zapfen 118 gelagert und wird durch eine Feder 142 nach oben gedrückt. Eine Hydraulikleitung 144 dient zur Zufuhr und Abfuhr eines hydraulischen Mediums zu bzw. von dem Zylinder 140.

Das Einziehwerkzeug 39 wird auf dem Schwimmkörper A getestet, um sicher zu sein, daß es richtig funktioniert. Auf dem Rohrlegeschiff B wird eine Unterwasserleitung bereitgestellt, und der Einziehadapter 14, der Flansch 72 und der Schutzdeckel werden daran befestigt. Mit dem Einziehwerkzeug 39 werden die erforderlichen Hydraulikschläuche verbunden, und die Seilverbindung, welche das Seil 68 zum Einzug enthält, wird vorbereitet, indem ein Wiederbeschaffungspfeil an einem Ende und ein Drehkopf am anderen Ende befestigt werden; der Wiederbeschaffungspfeil ist in dem Kabelziehapparat 66 angeordnet, während der Drehkopf in der Nase 78 auf dem Rohrlegeschiff B installiert wird. Die Führungsleitungen werden dann durch die Führungsrohre 40 auf dem Einziehwerkzeug gefädelt, und das Bohrgestänge 10 wird mit dem hydraulischen Kabelziehapparat 66 verbunden, worauf das Werkzeug auf den Boden abgesenkt wird. Während der Absenkung wird das Seil 68 aus dem Rohrlegeschiff B ausgelegt, wobei eine Spannung auf dieses aufrechterhalten wird, um Verwicklungen zu vermeiden.

Der Wiederbeschaffungspfeil wird durch ein Gestängerohr erfaßt und an die Oberfläche gezogen, wobei das Seil 68 zur Kompensation aus dem Rohrlegeschiff B ausgelegt wird. Das Ende des Seils 68 wird auf dem Schwimmkörper A mit einer Winde verbunden.

Die Unterwasserleitung wird dann von dem Rohrlegeschiff B in Richtung auf den Meeresboden abgesenkt, wobei überschüssiges Seil auf dem Schwimmkörper A aufgespult wird. Es ist wichtig, sorgfältig Einzugsbelastungen festzustellen, um zu verhindern, daß die maximale Seilkapazität überschritten wird. Nachdem sich die Unterwasserleitung dem Meeresboden genähert oder diesen erreicht hat, wird der Zug durch das Seil fortgesetzt, bis sich der Einziehadapter 14 der Rampe 27 nähert. Vorzugsweise wird eine Fernsehkamera eingesetzt, um die Operation zu überwachen und feststellen zu können, wenn sich der Einziehadapter in der richtigen Stellung befindet. Der Zug wird fortgesetzt, bis die Nase 78 in die Klinke 60 eintritt. Das kann durch eine Fernsehkamera mit Monitor festgestellt werden. Außerdem kann der Eintritt durch den plötzlichen Anstieg der Last auf dem Seil 68 festgestellt werden. Falls erforderlich, kann Wasser durch das Gestängerohr hinuntergepumpt werden, um den Einziehadapter mit scharfem Strahl zu waschen.

Wenn die Nase in die Klinke eingetreten ist, wird ein Druck auf die "Sperr"-Seite der Hydraulikzylinder 260 der Klinken aufgebracht, so daß sich die Klemmbacken 254 der Klinke um die Nase herum schließen. Um eine radiale Ausrichtung zu erreichen, wird der Drehantrieb 90 eingeschaltet, so daß die Klinke entweder im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn rotiert, bis der Richtzapfen 266 in den Richtschlitz 77 des Einziehadapters eingreift. Dann wird der Drehantrieb nochmals betätigt, um den Einziehadapter mit dem daran befestigten Flansch 72 zu drehen, bis er mit dem nach innen gerichteten Flansch 24 ausgerichtet ist.

An diesem Punkt sind die Klinke und der Einziehadapter beispielsweise in der in Fig. 9 gezeigten Stellung, weil üblicherweise die Ausrichtung nicht exakt ist. Darauf wird auf den Hydraulikzylinder 92 ein Druck aufgebracht, wodurch die Rückplatte 250 der Klinke 60 in Eingriff mit der Platte 280 des Drehantriebs 90 gezogen wird. Wenn eine Kante der Rückplatte 250 die Platte 280 ergreift, bewirkt ein zusätzlicher Zug, daß die Klinke mit dem daran verankerten Einziehadapter um die Berührungskante schwenkt, bis sich die Platten in voller Berührung befinden und der Flansch 72 axial mit dem Flansch 24 fluchtet.

Die verschiedenen Teile befinden sich zu diesem Zeitpunkt in den in Fig. 10 gezeigten Stellungen. Danach wird die Schubstange 50 durch die teleskopischen Hydraulikzylinder 150 und 152 abgesenkt, bis die unteren Enden der Haltebuchsen 184 in die oberen Enden der Verriegelungsbuchsen 75 eingreifen. Wie die Fig. 10 zeigt, ist in der Haltebuchse 184 ein Verriegelungsstift 186 angeordnet, der in der Haltebuchse durch die Gabel 174 gehalten ist. In der Nähe des unteren Endes ist der Verriegelungsstift 186 mit einer federbelasteten Sperre 188 ausgerüstet. Wenn die Haltebuchse in Eingriff mit dem oberen Ende der Verriegelungsbuchse 75 kommt, wie Fig. 11 zeigt, ragt das untere Ende des Stiftes nicht in die Öffnung 190 verringerten Durchmessers am unteren Ende der Verriegelungsbuchse 75. Daher bewirkt eine nach unten gerichtete Kraft auf die Verriegelungsbuchse 75, daß sich die erweiterten Bereiche 81 aus der Aussparung 73 nach innen bewegen, so daß sich die Verriegelungsbuchse nach unten in eine Aussparung 192 in der Dreh-Druck- Bohrung 32 des Vorbaus bewegt, wie Fig. 11 zeigt. Danach werden die Gabeln 174 zurückgezogen, und die Schubstange 50 wird angehoben, bis sich die Gabeln über der Spitze des Verriegelungsstiftes 186 befinden, wie Fig. 12 zeigt. Danach werden die Gabeln erneut in die Haltebuchse 184 vorgeschoben, worauf die Schubstange nach unten bewegt wird. Die Gabeln erfassen das obere Ende des Verriegelungsstiftes 186 und drücken diesen nach unten, bis er in die untere Öffnung 190 mit verringertem Durchmesser eingreift. Die erweiterten Enden im Bereich 81 der Finger 79 werden dadurch in Eingriff mit der Aussparung 192 gehalten, so daß die Dreh-Druck-Konstruktion 70 mit dem Vorbau 26 verriegelt ist.

Danach werden die Gabeln 174 erneut zurückgezogen, und die Schubstange 50 wird abgesenkt, bis sich die Hülse 162 auf dem oberen Ende der Verriegelungshülse 80 abstützt, wie Fig. 13 zeigt. Danach werden die Hydraulikzylinder 178 betätigt, um die Gabeln 174 in die Dreh-Druck-Zapfen-Haltebuchse 168 zu bewegen, wodurch sie den Verriegelungszapfen 82 zwischen dem Kopf 83 und dem Kragen 85 erfassen.

Wie Fig. 14 zeigt, wird darauf die Schubstange 50 nach oben bewegt. Die Bewegung der Gabeln 174 zieht den Verriegelungszapfen 82 aus der Verriegelungshülse 80, wodurch diese entriegelt wird. Danach wird (vgl. Fig. 3) der Hydraulikzylinder 41 zurückgezogen, um das Einziehwerkzeug von der Basis zu lösen, und das gesamte Einziehwerkzeug wird mit Hilfe des Bohrgestänges 10 angehoben, wodurch die Verriegelungshülse 80 von der Dreh-Druck-Konstruktion 70 abgezogen wird und der Schutzkäfig 74 aus seiner Stellung entfernt wird, in der er den Flansch 72 abdeckt. Auf diese Weise werden der Flansch 24 und der Flansch 72 i. w. in ihrer Endstellung gelassen, wobei jede von ihnen durch einen Schutzdeckel 200 geschützt ist.

Anschließend wird das Verbindungswerkzeug 100 am Führungsseil 11 installiert und, wie Fig. 15 zeigt, auf das Bohrgestänge 10 abgesenkt. Wenn sich das Verbindungswerkzeug abwärts bewegt, spreizen die Gabeln 105 und 106 die Buchsenaufnahmen 192 und 194 hinter den Kragen 24c und 72b. Bei einer weiteren Abwärtsbewegung erfassen Knöpfe 211 die Drückerplatten 220 und gegeben dadurch die Schutzdeckel 200 frei, so daß diese von den nach innen bzw. nach außen gerichteten Flansche abfallen. Die Endstellung des Verbindungswerkzeugs ist wie in Fig. 16 dargestellt, wobei sich die Dichtplatten 124 zwischen den beiden Flanschen befindet. Dann werden die Hydraulikzylinder 108 betätigt, um die beiden Flansche zusammen durch die auf die Gabeln 105 und 106 wirkende Kraft zu ziehen, wie Fig. 17 zeigt. Da der Flansch 72 auf dem Vorbau untergehakt ist, bewegt sich nur der Flansch 24, in der er durch das Lagergehäuse 23 gleitet und diese Bewegung in den Unterwasserleitungs-Schleifen am Steigrohrkopf absorbiert wird.

Danach werden die beiden Hälften 126 und 128 der Klemme gegeneinander bewegt, um die einander gegenüberliegenden Flansche in dichtende Berührung mit der Dichtung durch Rotation des sechseckigen Sockels 115 zu bringen, welcher durch die Hydraulikmotoren 113 und das Getriebe 114 angetrieben wird.

Dann wird hydraulischer Druck auf den Kolben 138 in dem Zapfen 118 aufgebracht, um dadurch die Rasten 132 freizugeben. Das gesamte Verbindungswerkzeug 100 wird dann mit Hilfe des Gestängerohres nach oben gezogen, wie Fig. 18 zeigt, und kann dann von dem Schwimmkörper A aufgenommen werden. Die Vorrichtung stellt auch Mittel für den Wiedereinsatz und die Entkupplung der Flansche, zur Wiederverwendung oder zum Wiedereinsatz der Dichtung sowie zur Lösung des Flansches von dem Vorbau und zu deren Anhebung an die Oberfläche zur Reparatur und für den Ersatz zur Verfügung, falls das notwendig sein sollte.

Auf diese Weise kann das Verbindungswerkzeug 100 durch das Gestängerohr wieder abgesenkt werden, wobei die Gabeln 105 und 106 die Buchsenaufnahmen 192 und 194 hinter den Kragen 24c und 72b spreizen. Die Zapfen 118 können in die Buchsen 130 eintreten und in diesen nach unten vordringen, bis die Rasten 132 aus dem Boden heraustreten. Die sechseckigen Sockel 115 können in Eingriff mit den sechseckigen Antrieben der Klemme kommen, und der Hydraulikmotor 113 kann zum Öffnen der Klemme angetrieben werden, wodurch die Flansche und die Dichtungen freigegeben werden. Wenn das Verbindungswerkzeug 100 angehoben wird, tragen die Zapfen 118 die Klemme und die Dichtung zusammen mit dem Antriebswerkzeug nach oben. Darauf kann eine Dichtung in derselben Weise wie zuvor beschrieben eingesetzt werden.

Wenn es erforderlich ist, einen Flansch zu reparieren oder zu ersetzen, wird das Einziehwerkzeug 39 mit dem Einziehadapter 14 nach unten in Stellung gebracht. Die Verriegelungshülse 80 tritt in die Dreh-Druck-Konstruktion 70 ein und kommt in Eingriff mit der Aussparung 73. Der Hydraulikzylinder 41 wird bestätigt, um das Einziehwerkzeug am Vorbau zu befestigen. Die Schubstange 50 wird abgesenkt, um den Verriegelungszapfen 82 in die Verriegelungshülse 80 zu bringen und diese dadurch in der Dreh-Druck-Konstruktion zu verriegeln. Die Gabeln 174 werden betätigt, um die Verriegelungsstifte 186 zu erfassen, wodurch diese bei einer Aufwärtsbewegung der Schubstange 50 nach oben gezogen werden. Die Sperren 188 ergreifen die unteren Enden der Verriegelungsbuchsen 75 und ziehen diese aus den Verriegelungsbohrungen 71, wodurch die Dreh-Druck-Konstruktion von dem Vorbau gelöst wird. Der Hydraulikzylinder 41 kann dann zurückgezogen werden, und das gesamte Einziehwerkzeug kann zur Oberfläche angehoben werden, wobei mit diesem das Ende des Flansches getragen wird. Statt dessen oder zusätzlich kann ein Seil zum Einzug zusammen mit dem Einziehadapter abgesenkt worden sein, wobei dieses Seil zum Unterstützen der Aufwärtsbewegung benutzt wird.

Claims (1)

1. Vorrichtung zur fernbetätigten Verbindung eines Paares axial fluchtender Flansche (24, 72) von Unterwasserleitungen (13, 25, 27′) mit einem von der Wasseroberfläche an Führungsseilen (11) heruntergelassenen Verbindungswerkzeug (100), das eine Zugeinrichtung (105, 106, 108) mit zwei durch Hydraulikzylinder (108) betätigte Gabeln (105, 106) aufweist, um die Flansche (24, 72) axial aufeinander zuzubewegen, das weiterhin eine Antriebseinrichtung (113, 114, 115) zur Betätigung eines Verbindungsmittels (116) zum Abdichten und Zusammenhalten der Flansche (24, 72) und eine Verriegelungseinrichtung (118, 130) aufweist, mit der das Verbindungswerkzeug (100) mit dem Verbindungsmittel (116) verriegelt und von diesem wieder gelöst werden kann, wobei die Verriegelungseinrichtung (118, 130) zwei Rasten (132) aufweist, die von einem Kolben (138) in einem Zylinder (140) über eine Kolbenstange (136) in eine Verriegelungsstellung und in eine Freigabestellung bringbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungseinrichtung (118, 130) aus einem Zapfen (118) am Verbindungswerkzeug (100) besteht, der in einer zylindrischen Buchse (130) am Verbindungsmittel (116) aufgenommen wird und an seinem unteren Ende zwei seitlich verschiebbare Rasten (132) aufweist, die mit einem konischen Keil (134) im Zapfen (118) in Eingriff bringbar sind, wobei der konische Keil (134) über die Kolbenstange (136) mit dem Kolben (138) verbunden ist, der in dem Zylinder (140) im Zapfen (118) angeordnet ist, und der Kolben (138) auf der einen Seite durch eine Feder (142) so nach oben gedrückt wird, daß der Keil (134) die Rasten (132) in die Verriegelungsstellung drückt, während zur Freigabe der Rasten (132) der Kolben (138) auf seiner anderen Seite durch dem Zylinder (140) über eine Hydraulikleitung (144) zugeführtes Hydraulikmedium so beaufschlagt wird, daß der Keil (134) nach unten gedrückt wird und die Rasten (132) freigegeben werden.