-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abführen eines aus dem Meeresgrund hervorquellenden Materials. Die Erfindung betrifft zudem ein entsprechendes Verfahren.
-
Eine gattungsgemäße Vorrichtung oder ein gattungsgemäßes Verfahren kann beispielsweise dann zum Einsatz kommen, wenn aus dem Meeresgrund ein Gas oder beispielsweise Öl austritt, das kontrolliert abgeführt werden muss. Insbesondere bei Defekten oder Unfällen bei Unterwasser-Tiefseebohrungen kann es dazu kommen, dass ein eigentlich zu fördernder Rohstoff, beispielsweise Erdöl oder Gas, unkontrolliert aus dem Meeresboden hervorquillt. Um hier Umweltkatastrophen zu verhindern ist es nötig, möglichst schnell, sauber und sicher das Öl- bzw. Gasleck abzudichten und gegebenenfalls herausquellendes Material abzuführen. In einigen Fällen kann es jedoch auch sinnvoll sein, auf natürliche Weise aus dem Meeresgrund hervorquellendes Material kontrolliert abzuführen.
-
Öl- und Gasvorkommen, die für die Nutzung des Rohstoffs angebohrt werden, liegen heute oftmals unterhalb des Meeresbodens, sodass die Erschließung derartiger Rohstoffvorkommen unter Wasser geschehen muss und entsprechend aufwändig, kompliziert und kostenintensiv ist. Soll nun beispielsweise ein Gasleck, bei dem beispielsweise Erdgas unkontrolliert aus dem Meeresboden austritt, gestopft und abgedichtet werden, kommt neben den Schwierigkeiten, die allein dadurch entstehen, dass ein entsprechendes Verfahren unter Wasser durchgeführt werden muss, hinzu, dass das Gas zumeist unter sehr großem Druck und daher mit großer Strömungsgeschwindigkeit aus dem Loch im Meeresboden austritt. Es ist somit nicht einfach möglich, eine Absaugglocke, einen Stutzen oder eine sonstige Absaugvorrichtung auf das Leck und das austretende Material aufzusetzen und das Material so kontrolliert abzuführen. Die große Strömungsgeschwindigkeit wird oftmals zudem dadurch noch erhöht, dass das austretende Gas eine geringere Dichte als das umgebende Meerwasser hat, sodass hier zusätzlich zu dem das Gas aus dem Leck herausdrückenden Druck ein weiterer Auftrieb entsteht, der die Austrittsgeschwindigkeit des Gases weiter erhöht.
-
Aus der
DE 29 32 195 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abdichten von außer Kontrolle geratenen unter Druck stehenden Erdölbohrlöchern bekannt, bei dem ein Rohr so in den Meeresboden gerammt wird, dass es das außer Kontrolle geratene Bohrloch vollständig umgibt. Entlang der Längsrichtung des Rohres sind Entnahmestelle vorhanden, bei denen Öl kontrolliert entnommen und abgeführt werden kann, so dass der Druck am oberen offenen Ende des Rohres abnimmt. Sobald der Druck an dieser Stelle einen bestimmten Minimaldruck unterschreitet, kann das Rohr oben abgedichtet werden und das Ölbohrloch ist abgedichtet.
-
Aus der
DE 22 62 261 A ist ein Verfahren zur Einrichtung und Steuerung unterseeischer Anlagen, insbesondere des Schachtkopfes einer unterseeischen Erdölbohrung bekannt. Dabei wird ein unten offener Container oder eine Sammelglocke über die abzudichtende Gas- und/oder Ölquelle geführt, der über eine erste und eine zweite Leitung verfügt. Durch die erste Leitung wird dabei ein gasförmiger Anteil des austretenden Öl-Gas-Gemisches abgeleitet, während die zweite Leitung für den flüssigen Anteil vorgesehen ist.
-
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Abführen eines aus dem Meeresgrund hervorquellenden Materials vorzuschlagen, das einfach, schnell und sicher durchführbar ist und zudem eine Weiterverwendung des ausgetretenen Materials erlaubt.
-
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch eine gattungsgemäße Vorrichtung, die ein Außengehäuse und eine rohrförmige Leiteinrichtung aufweist, die eine Längsrichtung, eine Mantelfläche und eine Mehrzahl von Segmenten aufweist, die in eine Öffnungsposition und in eine Schließposition bringbar sind, wobei die Mantelfläche in der Schließposition der Segmente geschlossen ist, sodass die Leiteinrichtung einen Durchfluss des Materials nur entlang der Längsrichtung erlaubt und wobei die Mantelfläche in der Öffnungsposition der Segmente wenigstens eine Öffnung aufweist.
-
Das Außengehäuse der Vorrichtung ist beispielsweise glockenförmig ausgebildet und wird zum Abführen des aus dem Meeresgrund herausquellenden Materials mit einem unteren Rand auf dem Meeresboden aufgesetzt. Dabei wird das Außengehäuse so aufgesetzt, dass sich die Stelle des Meeresgrundes, aus der das Material hervorquillt, unterhalb des Außengehäuses befindet. Das aus dem Meeresgrund hervorquellende Material dringt folglich von Außen in das Außengehäuse der Vorrichtung ein und kann das Außengehäuse nahezu ungehindert nach oben verlassen.
-
Ein Aufsetzen der Vorrichtung auf die Materialquelle im Meeresboden ist somit relativ unproblematisch möglich, da der große Druck, mit dem das Material aus dem Meeresboden hervorquillt, nicht oder nur zu einem relativ geringen Teil auf die Vorrichtung übertragen wird. Die Vorrichtung kann beispielsweise Ballasttanks oder andere Ballastbehälter aufweisen, die nach dem Aufsetzen des Außengehäuses auf den Meeresgrund mit einem Material befüllt werden, das eine besonders große Dichte hat. Hier sind beispielsweise Bitumen, Beton oder ähnliche Materialien denkbar. Damit wird erreicht, dass die Vorrichtung sicher auf dem Meeresgrund gehalten wird.
-
Im Inneren des Außengehäuses befindet sich die rohrförmige Leiteinrichtung, die eine Mehrzahl von Segmenten aufweist, die beim Aufsetzen des Außengehäuses auf den Meeresgrund in der Öffnungsposition sind. Auch die rohrförmige Leiteinrichtung verfügt über eine zum Meeresboden gerichtete und eine von Meeresboden weg gerichtete Öffnung. Zwischen diesen beiden Öffnungen befindet sich die Mantelfläche, die wenigstens eine Öffnung aufweist, da sich die Segmente beim Aufsetzen auf dem Meeresboden in der Öffnungsposition befinden. Die Leiteinrichtung setzt dem aus dem Meeresboden hervorquellenden Material folglich nur einen relativ geringen Strömungswiderstand entgegen, sodass auch nur eine relativ geringe Kraft durch das aus dem Meeresboden hervorquellende Material auf die Vorrichtung und insbesondere auf die Leiteinrichtung ausgeübt wird. Auch dies trägt dazu bei, dass die Vorrichtung relativ einfach auf dem Meeresgrund positioniert werden kann.
-
Optimalerweise wird die Vorrichtung dabei so auf dem Meeresboden positioniert, dass die dem Meeresboden zugewandte Öffnung der Leiteinrichtung genau oberhalb der Materialquelle im Meeresboden angeordnet wird. Nachdem die Vorrichtung sicher am Meeresboden fixiert wurde, können die Segmente von der Öffnungsposition in die Schließposition gebracht werden. Dadurch wird die Mantelfläche der Leiteinrichtung geschlossen, sodass durch die Mantelfläche kein Material, das aus dem Meeresboden herausquillt, mehr austreten kann. Es ist folglich lediglich ein Durchfluss des Materials durch die Leiteinrichtung entlang der Längsrichtung, also von der dem Meeresboden zugewandten Öffnung zu der dem Meeresboden abgewandten Öffnung möglich. Dadurch wird der dem Material zur Verfügung stehende Strömungsquerschnitt deutlich verringert, was eine Erhöhung des Strömungswiderstandes und damit auch eine Erhöhung der auf die Vorrichtung wirkenden Kraft zur Folge hat. Gleichzeitig wird der Strom des aus dem Meeresboden strömenden Materials fokussiert und gebündelt und kann so relativ leicht abgeführt werden.
-
Vorteilhafterweise verfügt die Vorrichtung über eine Bodenfläche, die über wenigstens eine verschließbare Öffnung verfügt. In diesem Fall wird die Vorrichtung beim Aufsetzen auf dem Meeresgrund also nahezu vollflächig auf dem Meeresboden aufgesetzt. Insbesondere wenn die Stelle, aus der das Material herausquillt, einen größeren Durchmesser aufweist, als die dem Meeresboden zugewandte Öffnung der Leiteinrichtung, strömt auch im Bereich der Bodenfläche aus dem Meeresboden heraus. Damit diesem ein möglichst geringer Strömungsquerschnitt durch die Vorrichtung entgegengesetzt wird, verfügt die Bodenfläche über wenigstens eine Öffnung. Dabei wird der Strömungswiderstand reduziert, wenn die Anzahl der Öffnungen möglichst groß gewählt wird.
-
Nachdem die so ausgerüstete Vorrichtung auf dem Meeresboden und insbesondere auf der Materialquelle aufgesetzt und am Meeresboden fixiert wurde, können die verschließbaren Öffnungen gleichzeitig oder nacheinander verschlossen werden. Dadurch wird zwar der Strömungswiderstand und damit auch die auf die Vorrichtung wirkende Kraft erhöht, das aus dem Meeresboden ausströmende Material muss jedoch unterhalb der Bodenfläche entlangströmen und muss somit zwangsläufig durch die dem Meeresboden zugewandte Öffnung der Leiteinrichtung in die Leiteinrichtung eintreten. Vorzugsweise befinden sich die Segmente der Leiteinrichtung in diesem Moment noch in der Öffnungsposition, sodass das von unten in die Leiteinrichtung hereinströmende Material auch durch die Mantelfläche die Leiteinrichtung verlassen kann. Anschließend wird, wie bereits beschrieben, die Mantelfläche der Leiteinrichtung geschlossen, indem die Segmente aus der Öffnungsposition in die Schließposition gebracht werden.
-
Mit einer derartigen Vorrichtung und dem beschriebenen Verfahren ist es folglich möglich, ein relativ großflächig aus dem Meeresboden herausquellendes Material zu fokussieren und durch einen relativ geringen Querschnitt strömen zu lassen, sodass ein kontrolliertes Abführen möglich wird.
-
Vorteilhafterweise weist die Bodenfläche wenigstens zwei Platten mit versetzt angeordneten Ausnehmungen auf, die zum Schließen der Öffnungen aneinander anlegbar sind und bei geöffneten Öffnungen einen Abstand voneinander aufweisen. Dies kann beispielsweise in Form von zwei parallelen Platten erreicht werden, die an unterschiedlichen Stellen Ausnehmungen aufweisen. Sofern die beiden Platten einen Abstand voneinander aufweisen, kann das aus dem Meeresboden herausquellende Material durch die Ausnehmungen der ersten Platte und anschließend durch die versetzt dazu angeordneten Ausnehmungen der zweiten Platte hindurch in das Außengehäuse der Vorrichtung hineinströmen. Sollen die Öffnungen in der Bodenfläche geschlossen werden, werden die beiden Platten aufeinander zu bewegt, bis sie aneinander anliegen. In diesem Moment wird ein Durchströmen der Bodenfläche von dem Material wirksam verhindert. Das Material muss folglich an der dem Meeresboden zugewandten Seite der Bodenfläche entlangströmen, bis es in die dem Meeresboden zugewandte Öffnung der Leiteinrichtung einströmen kann.
-
Als besonders vorteilhaft hat sich dabei herausgestellt, wenn die Bodenfläche mehrere nebeneinander angeordnete Bodensegmente aufweist, zwischen denen Dichtelemente angeordnet sind. Dies bedeutet, dass die Bodenfläche nicht aus einem einzelnen Element sondern aus mehreren Bodensegmenten besteht, die insbesondere gelenkig aneinander angeordnet und mit zwischen ihnen angeordneten Dichtelementen versehen sind. Dadurch kann insbesondere einem nicht ganz ebenen Meeresboden Rechnung getragen werden, ohne dass die Funktionsweise der Vorrichtung beeinträchtig würde. Jedes der Bodensegmente kann dabei über wenigstens eine verschließbare Öffnung aufweisen, die wie bereits beschrieben ausgebildet sein können.
-
Um die Vorrichtung am Meeresgrund möglichst sicher verankern zu können, verfügt die Vorrichtung vorteilhafterweise über wenigstens eine Verankerungsvorrichtung. Diese kann in Form von Ankern, Haken oder großen dornartigen Vorsprüngen ausgebildet sein, die in den Meeresboden eingreifen. Dabei können sie beispielsweise durch eine Erhöhung des Gewichts der Vorrichtung in den Meeresboden eingedrückt werden. Natürlich sind auch andere Möglichkeiten der Verankerung denkbar. Zudem können unterschiedliche Verankerungsmöglichkeiten miteinander kombiniert werden. Um insbesondere eine Verschiebung der Vorrichtung parallel zum Meeresboden nach dem Aufsetzen auf den Meeresboden zu verhindern, kann es sinnvoll sein, die Bodenfläche an der Unterseite mit Noppen oder Vorsprüngen auszustatten, die in den Meeresboden eingreifen und so eine Verschiebung relativ zum Meeresboden verhindern können.
-
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung verfügt die Vorrichtung über wenigsten eine Rüttelvorrichtung zum Bearbeiten des Meeresgrundes. Dies ist insbesondere für den Fall von Vorteil, dass der Meeresboden insbesondere an den Positionen, an denen die Verankerungselemente am Meeresboden befestigt werden sollen, sehr uneben oder besonders locker ist. Durch die an der Vorrichtung angeordnete Rüttelvorrichtung kann der Meeresboden dabei so bearbeitet werden, dass die Verankerungselemente oder ein sonstiges Bauteil der Vorrichtung, beispielsweise das Außengehäuse, sicher am Meeresboden befestigt werden kann.
-
Vorteilhafterweise weist die Vorrichtung ein Absaugelement, insbesondere einen Schlauch, auf, an das dem Meeresboden abgewandte Ende der Leiteinrichtung montierbar ist, wenn sich die Segmente in der Schließstellung befinden. Damit ist eine besonders einfache, saubere und sichere Abführung des aus dem Meeresboden hervorgequollenen Materials möglich.
-
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Außengehäuse einen Durchmesser auf, der zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert vorzugsweise stufenlos verstellbar ist. Damit ist die Vorrichtung für unterschiedlich große Austrittsquellen von Material aus dem Meeresboden einsetzbar. Innerhalb des verstellbaren Bereichs des Durchmessers des Außengehäuses kann so gewährleistet werden, dass das Außengehäuse in einem Kontaktbereich auf dem Meeresboden aufgesetzt wird, der die Austrittsquelle vollständig umgibt. Dadurch wird der dem austretenden Material durch die Vorrichtung während des Aufsetzens entgegen gesetzte Strömungswiderstand reduziert und somit die Vorrichtung einfacher auf den Meeresboden aufsetzbar.
-
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Abführen eines aus dem Meeresgrund hervorquellenden Material weist dabei die folgenden Schritte auf:
- a) Absenken einer oben beschriebenen Vorrichtung auf den Meeresgrund, sodass sich das Außengehäuse über einer Stelle des Meeresgrundes befindet, aus der das Material hervorquillt, wobei sich die Segmente in der Öffnungsposition befinden,
- b) Abdichten eines Kontaktes zwischen dem Außengehäuse und dem Meeresgrund, und
- c) Bringen der Segmente in die Schließstellung, sodass das Material durch die Leiteinrichtung abgeführt wird.
-
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens sind die Öffnungen in der Bodenfläche der Vorrichtung beim Absenken der Vorrichtung auf den Meeresgrund geöffnet und werden geschlossen, bevor die Segmente in die Schließstellung gebracht werden. Das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip liegt darin, beim Absenken der Vorrichtung auf den Meeresboden in eine Stellung, in der die Austrittsquelle im Meeresboden vollständig von der Vorrichtung überdeckt wird, dem ausströmenden Medium möglichst wenig Strömungswiderstand entgegen zu setzen und erst nach dem sicheren Fixieren der Vorrichtung auf dem Meeresboden und nach dem Abdichten des Kontaktes zwischen dem Außengehäuse und dem Meeresgrund die dem ausströmenden Medium zur Verfügung stehenden Fläche, durch die das Medium nach oben strömen kann, nach und nach zu verringern und so zwar den Strömungswiderstand Schritt für Schritt zu erhöhen, das austretende Medium jedoch zu fokussieren und so eine leichtere Abführung zu gewährleisten.
-
Mit Hilfe einer Zeichnung wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung näher erläutert. Es zeigt:
-
1 – die schematische Schnittdarstellung durch eine Vorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung während des Absenkens auf den Meeresboden,
-
2 – eine schematische Schnittdarstellung durch die Vorrichtung aus 1 nach dem Durchführen des Verfahrens gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
-
3 – die schematische Schnittdarstellung durch eine Vorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
-
4 – eine schematische Schnittdarstellung durch die Vorrichtung aus 3 nach dem Aufsetzen der Vorrichtung auf dem Meeresboden,
-
5 – die Darstellung aus 4 nach dem Ausführen des Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
-
6 – eine schematische Schnittdarstellung auf eine Vorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einer Draufsicht,
-
7 – eine Draufsicht auf eine Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
-
8 – die schematische Darstellung eines Bauteils einer Vorrichtung,
-
9 – eine weitere schematische Schnittdarstellung durch eine Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
-
10 – die schematische Darstellung eines Ausschnittes aus der Schnittdarstellung einer Vorrichtung,
-
11 – die Darstellung eines Segmentes und
-
12a–c – die Schnittdarstellung durch eine Leiteinrichtung einer Vorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
-
1 zeigt eine Vorrichtung 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, die auf einen Meeresgrund 2 abgesenkt wird. Aus dem Meeresgrund 2 tritt Material 4 aus, was in Form durchgezogener Linien in 1 dargestellt ist.
-
Die Vorrichtung 1 verfügt über ein Außengehäuse 6, an dessen Unterseite sich eine Verankerungsvorrichtung 8 befindet. Diese wird im in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel in den Meeresgrund 2 eingedrückt und arretiert so die Vorrichtung 1 am Meeresgrund 2.
-
Innerhalb des Außengehäuses 6 befindet sich eine Leiteinrichtung 10, deren Längsrichtung sich im in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel von oben nach unten erstreckt. Man erkennt, dass die Leiteinrichtung 10 eine Mehrzahl von Segmenten 12 aufweist, die sich im in 1 gezeigten Zustand in einer Öffnungsposition befinden. Material 4 tritt durch eine Mantelfläche der Leiteinrichtung 10, die im vorliegenden Beispiel durch die Segmente 12 gebildet wird, hindurch aus der Leiteinrichtung 10 aus.
-
An der Unterseite der Vorrichtung 1 befindet sich eine Bodenfläche 14, die auf den Meeresgrund 2 aufgesetzt werden soll. In der Mitte befindet sich eine Einströmöffnung 16, durch die das Material 4 in die Leiteinrichtung 10 eindringen kann. Im in 1 gezeigten Zustand strömt ein Teil des Materials 4 außen an der Bodenfläche 14 vorbei und dringt in das Außengehäuse 6 ein. Das gesamte in das Außengehäuse 6 eindringende Material kann nach oben durch eine Austrittsöffnung 18 die Vorrichtung 1 verlassen. An dieser Stelle könnte auch ein großer Absaugstutzen oder eine sonstige Aufnahmeeinrichtung für an dieser Stelle austretendes Material 4 angeordnet sein.
-
An der dem Meeresgrund 2 abgewandten Seite der Leiteinrichtung 10 befindet sich ein Absaugelement 20, durch das das Material 4, das durch die Leiteinrichtung 10 hindurchströmt, abgeführt wird. Die einzelnen Segmente 12 sind über Betätigungselemente 22, von denen jeweils zwei für das rechte und linke Segment 12 gezeigt sind, aus der in 1 gezeigten Öffnungsposition in die Schließposition bringbar.
-
2 zeigt die Vorrichtung 1 aus 1 nachdem sie auf den Meeresgrund 2 aufgesetzt wurde und das Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung durchgeführt wurde. Man erkennt, dass die Verankerungsvorrichtungen 8 in den Meeresgrund 2 eingedrückt sind und so eine Arretierung der Vorrichtung 1 am Meeresgrund 2 bewirken. Das Material 4, das aus dem Meeresgrund 2 ausströmt, kann nur noch durch die Einströmöffnung 16 in das Außengehäuse 6 und damit in die Vorrichtung 1 eindringen. Im in 2 gezeigten Zustand befinden sich die Segmente 12 in der Schließstellung, sodass kein Material 4 durch die Mantelfläche der Leiteinrichtung 10 austreten kann. Man erkennt zudem, dass sämtliches Material 4, dass durch die Einströmöffnung 16 in die Leiteinrichtung 10 gelangt, diese nach oben verlässt und durch das Absaugelement 20 abgeführt wird. Die Bodenfläche 14 liegt am Meeresgrund 2 an und führt so zu einer Abdichtung, sodass ein seitliches Eintreten von Material 4 in das Außengehäuse 6 verhindert wird.
-
Sowohl in 1 als auch in 2 sind eine Mehrzahl von längenverstellbaren Stützelementen 24 dargestellt, die unterschiedliche Aufgaben haben. Einige der Stützelemente 24 sind mit der jeweiligen Bodenfläche 14 verbunden. Man erkennt, dass die Bodenfläche 14 aus wenigstens zwei Bodensegmenten 26 besteht, die jeweils mit mindestens zwei Stützelementen 24 verbunden sind. Auf diese Weise kann einem unebenen Meeresgrund 2 Rechnung getragen werden. So ist es beispielsweise möglich, die einzelnen Bodensegmente 26 gegebenenfalls sogar getrennt voneinander leicht anzuheben, abzusenken oder abzuschrägen, um selbst bei auf dem Meeresgrund 2 aufgesetztem Außengehäuse 6 eine optimale Anpassung an einen unebenen Meeresgrund 2 zu erreichen. Andere Stützelemente 24 und insbesondere auch die Betätigungselemente 22 sind ebenfalls längenverstellbar ausgebildet, um einen Durchmesser des Außengehäuses 6 verändern zu können. Damit kann unterschiedlichen Durchmessern von Austrittsquellen, durch die Material 4 aus dem Meeresgrund 2 austritt, Rechnung getragen werden.
-
3 zeigt die schematische Schnittdarstellung durch eine Vorrichtung 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Auch hier befindet sich im unteren Bereich die Bodenfläche 14, die wiederum wenigstens zwei gezeigten Bodensegmenten 26 aufweist. Zwischen den Bodensegmenten 26 befindet sich die Einströmöffnung 16, oberhalb derer sich die Leiteinrichtung 10 anschließt. Die Betätigungselemente 22, mit denen die Segmente 12 der Leiteinrichtung 10 aus der Öffnungsposition in die Schließposition und umgekehrt bringbar sind, sind im vorliegenden Beispiel als Kegelzahnräder ausgebildet. Man erkennt, dass die Bodensegmente 26 aus jeweils zwei übereinander angeordneten Platten 28 bestehen, die an unterschiedlichen Stellung Ausnehmungen 30 aufweisen, durch die Material 4 aus dem Meeresgrund 2, der in 3 nicht dargestellt ist, hindurchströmen kann. Über Betätigungselemente 32 können die jeweils übereinanderliegenden Platten 28 voneinander beabstandet oder aneinander angelegt werden. Dadurch, dass ein Ende der Betätigungselemente 32 in dafür vorgesehenen Langlöchern 34 verläuft, kann zudem die jeweils obere Platte 28 relativ zur jeweils unteren Platte 28 verschoben werden, was auch eine Verschiebung der Leiteinrichtung 10 relativ zur Einströmöffnung 16 zur Folge hat. Damit kann nach dem Aufsetzen der Vorrichtung 1 auf dem Meeresgrund 2 die tatsächliche Position der Leiteinrichtung 10 nachträglich justiert werden.
-
4 zeigt die Vorrichtung 1 gemäß 3 nach dem Aufsetzen auf den Meeresgrund 2. Man erkennt zum einen, dass verglichen mit den 1 und 2 das Material 4 großflächig aus dem Meeresgrund 2 austritt. Die jeweils unteren Platten 28 liegen vollflächig am Meeresgrund 2 an, erlauben jedoch durch die vorgesehenen Ausnehmungen 30, dass das Material 4 durch diese Ausnehmungen 30 hindurchtritt und, da die beiden übereinanderliegenden Platten 28 jeweils voneinander beanstandet angeordnet sind, auch durch Ausnehmungen 30 in der jeweils oberen Platte 28 hindurchtritt. Die Öffnungen in der Bodenfläche 14 sind somit geöffnet.
-
Ein Teil des Materials 4 tritt jedoch auch durch die Leiteinrichtung 10 hindurch, die im gezeigten Zustand aufgeweitet ausgebildet ist, da die einzelnen Segmente 12 nach jeweils Außen verkippt sind. Dabei kommt die Kegelfläche der einzelnen Kegelzahnräder, die als Betätigungselement 22 fungieren mit dafür an der Außenseite der Segmente 12 vorgesehenen Zahnreihen in Kontakt.
-
5 zeigt die Situation, nachdem das Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung durchgeführt wurde. Die jeweils übereinander angeordneten Platten 28 der Bodenfläche 14 liegen nun aneinander an und verhindern so durch die versetzte Anordnung Ausnehmungen 30, dass an diesen Stellen Material 4 vom Meeresgrund 2 in die Vorrichtung 1 eindringen kann. Dies ist lediglich durch die Einströmöffnung 16 bzw. in diesem Bereich angeordnete Ausnehmungen 30 möglich. Die Öffnungen in der Bodenfläche 14 sind somit geschlossen. Das Material 4 tritt in diesem Bereich in die Leiteinrichtung 10 ein. Die einzelnen Segmente 12 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel wieder in die senkrechte Position gekippt und in die Schließposition gebracht worden, wozu die Betätigungselemente 22 verwendet worden.
-
6 zeigt eine schematische Schnittdarstellung in einer Ebene parallel zum Meeresboden 2. Man erkennt vier viertelkreisförmige Bodensegmente 26. In der Mitte befindet sich die Einströmöffnung 16 die von vier Segmenten 12 umgeben wird. Diese können über die Betätigungselemente 22 von der Schließ- in die Öffnungsposition und umgekehrt gebracht werden.
-
Der äußerste Ring wird gebildet durch das Außengehäuse 6, das über unterschiedliche Stützelemente 24 mit den übrigen Bauteilen verbunden ist. Auch hier sind die Stützelemente 24 längenverschieblich ausgebildet, um so den Durchmesser des Außengehäuses 6 verändern zu können.
-
7 zeigt die Darstellung aus 6 jedoch nicht in einer Schnittdarstellung sondern in einer Draufsicht. Das Außengehäuse 6 begrenzt die Vorrichtung nach außen, in der Mitte sind die vier Bodensegmente 26 und die Segmente 12 zu erkennen. Wie in 6 befinden sich die Segmente 12 in der Öffnungsposition, sodass die Leiteinrichtung 10 keine geschlossene Mantelfläche aufweist. Dennoch ist an dem den Meeresboden abgewandten Ende der Leiteinrichtung 10 eine Anordnungsvorrichtung 36 dargestellt, an der ein Absaugelement 20, beispielsweise ein Schlauch, angeordnet werden kann. Dies ist durch die in 7 gut zu erkennende Austrittsöffnung 18 sichtbar.
-
8 zeigt die schematische Darstellung eines Haltegerüstes 38, in dem sich die Einströmöffnung 16 befindet. Um den Umfang des Haltegerüstes 38 befinden sich Verankerungsvorrichtungen 8, mit denen das Haltegerüst 38 am Meeresboden 2 verankert werden kann. Am oberen Ende des Haltegerüstes 38 sind Transportösen 40 angeordnet, an denen beispielsweise nicht dargestellte Hakenelemente befestigt werden können, sodass das Haltegerüst 38 in kontrollierter Weise auf dem Meeresboden abgesetzt und positioniert werden kann. An dem Haltegerüst 38 können weitere Bauteile, insbesondere die Segmente 12 befestigt werden. Auf diese Weise wird eine besonders gute Verankerung der an dem Haltegerüst 38 befestigten Bauelemente und Bauteile gewährleistet.
-
9 zeigt eine weitere Schnittdarstellung durch eine Vorrichtung 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Sie weist jedoch einige Unterschiede zu der beispielsweise in 1 dargestellten Vorrichtung auf, auf die gesondert eingegangen werden soll. Innerhalb der Austrittsöffnung 18 befindet sich das Absaugelement 20, das an seinem unteren Enden ein erstes Kontaktelement 42 aufweist. Dieses kann mit einem zweiten Kontaktelement 44 verbunden werden, das oberhalb der Leiteinrichtung 10 angeordnet ist. Im in 9 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die beiden Kontaktelemente 42, 44 noch nicht miteinander verbunden.
-
Die Leiteinrichtung selbst besteht wieder aus mehreren Segmenten 12, die durch Betätigungselemente 22 aus einer geschlossenen in eine geöffnete Position und umgekehrt bringbar sind.
-
Die Bodenfläche 14 ist im Bereich um die Einströmöffnung 16 herum als großflächiges Element ausgebildet. Im Randbereich verfügt die Vorrichtung jedoch über Plattenelemente 46, zwischen denen sich Öffnungen befinden, sodass eine ausreichende Festigkeit und Stabilität der Vorrichtung 1 am Meeresboden 2 gewährleistet wird und gleichzeitig das aus dem Meeresboden 2 ausströmende Material, das in 9 nicht dargestellt ist, an mehreren unterschiedlichen Positionen in die Vorrichtung 1 eindringen kann.
-
In den äußeren Randbereichen der Vorrichtung sind zusätzlich Verankerungsvorrichtungen 8 angeordnet, die für eine weitere Stabilisierung der Vorrichtung am Meeresboden 2 sorgen.
-
Die in 9 dargestellte Vorrichtung verfügt zudem über Auftriebstanks 48, die mit Luft oder Wasser gefüllt werden können und so den Auftrieb der Vorrichtung 1 regulieren. Damit kann sichergestellt werden, dass die Vorrichtung 1 gerade auf den Meeresboden 2 absinkt und durch Einblasen weiterer Luft auch das Wiederauftauchen der Vorrichtung 2 nach getaner Arbeit initiiert werden.
-
10 zeigt die schematische Darstellung eines Ausschnittes aus einer Vorrichtung 1. Man erkennt die Bodenfläche 14, die an einem Radial inneren Ende einen Befestigungsdorn 50 aufweist. Oberhalb der eigentlichen Bodenfläche 14 befinden sich Beschwerungselemente 52, durch die ein Druck auf die Bodenfläche 14 ausgeübt und diese so in den Meeresboden eingedrückt werden kann. Zudem sind die Betätigungselemente 22, die Einströmöffnung 16 sowie zwei Plattenelemente 46 angedeutet.
-
An der Unterseite der Beschwerungselemente 52 ist eine Dichtmasse 62 angeordnet. Diese ist bereits in den 3, 4 und 5 in Form dicker Stricke dargestellt und weist eine Konsistenz auf, die es ihr ermöglicht, in gegebenenfalls vorhandene Hohlräume einzudringen. Dadurch wird nicht nur eine Abdichtung der entsprechenden Hohlräume gewährleistet, sondern die Hohlräume werden gefüllt, so dass sich kein beispielsweise von unten einströmendes Gas in den Hohlräumen sammeln kann. Dies hätte einen erhöhten Auftrieb auf die Vorrichtung zur Folge, die eine sichere Halterung der Vorrichtung am Meeresboden erschweren würde.
-
Die Bodenfläche 14 weist in 10 mehrere Vorrichtungen und Vorkehrungen auf, um eine möglichst gute Anpassung und Anordnung am Meeresboden zu erlauben. So kann an unterschiedlichen Stellen der Bodenfläche 14 eine Querschnittsverringerung 64 vorgesehen sein. Auf diese Weise wird die Elastizität der Bodenfläche 14, die beispielsweise aus einem Metall besteht, an dieser Stelle erhöht, so dass die Bodenfläche 14 gegebenenfalls vorhandenen Unebenheiten im Meeresboden besser folgen kann. Aus dem gleichen Grund ist in 10 beispielsweise auch ein Gelenk 66 dargestellt, wodurch erreicht wird, dass sich die Anteile der Bodenfläche 14, die sich rechts und links des Gelenks 66 befinden, gegeneinander bewegen können, so dass hier eine optimale Anpassung an den Meeresboden erreicht wird.
-
Zudem ist in der Bodenfläche 14 eine Rütteleinrichtung 68 angeordnet, die durch eine rotierbare Unwucht realisiert wird. Dadurch ist es zum einen möglich, den Befestigungsdorn 50 und gegebenenfalls vorhandene weitere Befestigungselemente in den Meeresboden einzubringen und gleichzeitig den sich unter der Bodenfläche befindenden Meeresboden zu verdichten.
-
11 zeigt ein Segment 12, wie sie für eine Leiteinrichtung 10 einer Vorrichtung 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Im Inneren des Segmentes 12 verlaufen Bohrungen 54, die einerseits das Gewicht des Segmentes 12 reduzieren und andererseits Beispielsweise als Heiz- oder Kühlleitung verwendet werden können. In der Oberfläche des Segmentes 12 verlaufen zudem Führungsschienen 56, in denen nicht dargestellte Werkzeuge verfahren werden können, um diese beispielsweise an der benötigen Position zu arretieren. Auch am Segment 12 sind Transportösen 40 angeordnet, die einerseits zum Transport der Segmente 12 dienen und andererseits auch als Angriffspunkt für Betätigungselemente 22 verwendet werden können.
-
Die 12a bis 12c zeigen in einer Schnittdarstellung unterschiedliche Querschnitte von Leiteinrichtungen 10, die im gezeigten Ausführungsbeispiel aus jeweils vier Segmenten 12 bestehen. Die einzelnen Segmente können dabei beispielsweise um eine Schwenkachse, die senkrecht zur Zeichenebene verläuft, gedreht werden und so aus einer geöffneten in eine geschlossene Position und umgekehrt gebracht werden. Insbesondere bei der Variante, die in 12b dargestellt ist, bei der die Leiteinrichtung 10 aus vier plattenförmigen Segmenten 12 besteht, sind zwischen den einzelnen Segmenten 12 Dichtelemente 58 dargestellt, die dafür sorgen, dass die Leiteinrichtung 10 im geschlossenen Zustand dicht ist, sodass kein Material 4, das aus dem Meeresboden 2 ausströmt, die Leiteinrichtung 10 in einer nicht gewünschten Richtung verlassen kann.
-
Insbesondere in der unteren Darstellung von 12b wird ein Vorteil dieser Ausführungsform deutlich. Werden beispielsweise aufgrund externer Krafteinwirkung oder durch andere Notwendigkeiten, wie beispielsweise der speziellen Form des Meeresbodens oder aufgrund anderer Gründe die einzelnen Segmente 12 nicht in ihrer optimalen Position, die in 12b im oberen Teil dargestellt ist, angeordnet, sorgen die Dichtelemente 58 dennoch für eine dichte Verbindung und stellen die Funktionalität der Vorrichtung sicher.
-
12c zeigt eine weitere Möglichkeit, vier Segmente 12 zu einer Leiteinrichtung 10 zu kombinieren, wobei zwischen jeweils zwei benachbarten Segmenten 12 eine Dichtfläche 60 vorgesehen ist.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Vorrichtung
- 2
- Meeresgrund
- 4
- Material
- 6
- Außengehäuse
- 8
- Verankerungsvorrichtung
- 10
- Leiteinrichtung
- 12
- Segment
- 14
- Bodenfläche
- 16
- Einströmöffnung
- 18
- Austrittsöffnung
- 20
- Absaugelement
- 22
- Betätigungselement
- 24
- Stützelement
- 26
- Bodensegment
- 28
- Platte
- 30
- Ausnehmung
- 32
- Betätigungselement
- 34
- Langloch
- 36
- Anordnungsvorrichtung
- 38
- Haltegerüst
- 40
- Transportöse
- 42
- erstes Kontaktelement
- 44
- zweites Kontaktelement
- 46
- Plattenelement
- 48
- Auftriebstank
- 50
- Befestigungsdorn
- 52
- Beschwerungselement
- 54
- Bohrung
- 56
- Führungsschiene
- 58
- Dichtelement
- 60
- Dichtfläche
- 62
- Dichtmasse
- 64
- Querschnittsreinigung
- 66
- Gelenk
- 68
- Rütteleinrichtung
