DE2822974A1

DE2822974A1 - Verfahren und vorrichtung zum nachfuellen und abdekcen eines grabens

Info

Publication number: DE2822974A1
Application number: DE19782822974
Authority: DE
Inventors: Hadriaan Van Nes
Original assignee: Akers Mek Verksted AS
Current assignee: Akers Mek Verksted AS
Priority date: 1977-06-06
Filing date: 1978-05-26
Publication date: 1978-12-07
Also published as: DK147580C; NL7806155A; NO139647B; IE781049L; NO139647C; DK147580B; IE46979B1; DK242978A; NO771973L; BR7803605A; GB1588011A

Description

PATENTANWALTS

R, SPLANEMANN dr. B. REITZNER J. RICHTER F. WERDERMANN

DIPL.-ING. DIPL.-CHEM. DIPL.-ING. DIPL.-ING.

MÖNCHEN

HAMBURG

A/S Akers Mek. Verksted

Oslo Norwegen

8000 MÜNCHEN 2 £6. Mai 1978

Tal 13

Telefon (089) 226207/226209 Telegramme: Inventius München

Unsere AkIe:
Ihr Zeichen:

1113-1-10.349

Patentanmeldung

Verfahren und Vorrichtung zum Nachfüllen und Abdecken eines Grabens

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung für den Einsatz beim Nachfüllen und Abdecken eines Grabens für eine Mineralöl- oder Gasrohrleitung am Meeresboden unter Einsatz eines an der Wasseroberfläche

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schwimmenden Fahrzeuges, welches mittels eines Ortungsgerätes stets in der richtigen Position über dem Graben gehalten wird, während Füllmasse vom Fahrzeug über den Graben bzw. den Meeresboden hinabgelassen wird.

Es ist bereits bekannt, derartige Gräben mittels Leichter auszufüllen, welche von der Wasseroberfläche Sand oder andere Abdeckmasse durch Bodenluken über den Graben entleeren, nachdem das Fahrzeug mittels Ortungsgeräte in die richtige Position über dem Graben gebracht wurde.

Beim Abdecken oder Auffüllen von Gräben bei grösseren Meerestiefen, wie 100 bis 200 m oder mehr, wird Sand, welcher aus einem Leichter an der Oberfläche entleert wird und durch das Wasser zum Meeresgrund absinkt, auch über bedeutende Bereiche zu beiden Seiten des Grabens verteilt, so dass unverhältnismässig grosse Mengen an Abdeckmasse zwei Auffüllen des Grabens benötigt werderuDsrartige Leichter werden im allgemeinen mit Sand vom Meeresgrund in Bereichen, wo die Tiefe etwa 30 m ist was eine normale Höchsttiefe zum Pumpen von Sand an die Meeresoberfläche ist - gefüllt. Derartige Bereiche liegen beispielsweise in zentralen Teilen der Nordsee etwa 6 bis 8 Fahrtstunden vom Graben entfernt. Die bisher bekannten unkontrollierten Abdeckungsmethoden sind somit sehr Kosten- und Zeitaufwendig.

Vor jeder Entleerung einer Ladung wird ausserdem viel Zeit vergeudet, bis der Leichter in die richtige Position über dem Graben oder der Auffüllstelle gebracht ist, und man muss, insbesondere bei schlechtem Wetter mit verhältnismässig grossen Abweichungen in der Position rechnen.

Es ist somit einleuchtend, dass die bisher verwendeten Verfahren sehr zeitraubend und kostenaufwendig sind und ausserdem viel Füllmasse benötigen.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist somit die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens der eingangs erwähnten Art, wobei die erwähnten f&chteile beseitigt werden.

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Erfindungsgemäss wird dies durch die im kennzeichnenden Teil des nachfolgenden Hauptanspruches angegebenen Merkmale erzielt. Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Auffüllvorrichtung geschaffen, welche dem Graben Füllmasse in einem geringen Abstand über dem Meeresgrund zuführt. Derart wird dafür Gewähr geschaffen, dass die zugeführte Masse gänzlich zum Ausfüllen des Grabens eingesetzt wird. Die Zufuhr erfolgt über ein relativ grob abgemessenes Rohr, welches die Füllmasse mit einer Konsistenz die leicht schüttbar und ohne wesentlichen Wassermengen ist, von der Meeresoberfläche hinableitet. Der obere Bereich des Rohres besteht aus einem Zyklon zum Abscheiden von Wasser aus der Füllmasse, die über einen schwimmenden Schlauch und in stark mit Wasser vermischtem Zustand aus einem in einem geeigneten Abstand vom Zyklon schwimmenden Leichter gepumpt wird. Der Zyklon konzentriert die Füllmasse, die wegen des weiten Transports im Schlauch vom Leichter zum Fahrzeug stark mit Wasser verdünnt werden müsste. Eine derartig aufgeschlemmte Masse würde beim Füllen grosse Geschwindigkeit direkt in das Fallrohr und während ihres Falles zum Meeresgrund haben und unerwünscht weit von der Auslauföffnung des Rohres verbreitet werden. Der Zyklon ist deshalb erforderlich zur Herabsetzung der Fallgeschwindigkeit der Masse, indem der wesentlichste Wasseranteil ausgeschieden wird, ehe die Masse dem Fallrohr zugeführt wird.

Die Masse strömt somit langsam durch das Rohr hinab und verbreitet sich nur unwesentlich vom Rohrauslauf. Eine geeignete Anzahl von Leichtern kann eingesetzt werden, um die Füllmasse zum Abdeckbereich zu führen und in auf hoher See üblicher Weise an den Schlauch angeschlossen und wieder abgeschaltet zu werden.

Das obenerwähnte Rohrmit Zyklon ist vorteilhaft auf einem Fahrzeug vorgesehen, mit Vorteil auf einer H-3 semi-submersible Plattform, welche die erforderlichen befriedigenden Eigenschaften hinsichtlich Tauchschwingen und Rollen hat. Unter dem Hauptdeck

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der Plattform befindet sich eine kleinere Plattform, wo der Zyklon vorgesehen ist. Der Zyklon ist an einen schwimmenden Transportschlauch angeschlossen, und der Auslauf"für die abgeschiedene Füllmasse ist an das zum Meeresgrund verlaufende Rohr angeschlossen.

Die H-3-Plattform oder das Fahrzeug weist fortschrittliche Ortungsgeräte auf, damit das Fahrzeug mit eigenen Schrauben und Maschinen stets die erwünschte Position oberhalb des Grabens oder abzudeckenden Bereiches einhalten kann. Eine Verlagerung des Fahrzeuges erfolgt somit ohne Einsatz von Verankerungen am Meeresgrund. Die Ortung erfolgt im übrigen in allgemein bekannter Weise über Signalgeber die entlang der zu folgenden Linie vorgesehen sind.

Der untere Bereich des Rohres oder der Auslaufbereich ist über eine geeignete Anzahl von Taus oder Kabel mit beispielsweise je einer Winde in jedem Eck des Fahrzeuges verbunden, wobei die Winden teilweise über ein EDV-System gesteuert werden können. Die Winden spannen bzw. lockern die jeweiligen Kabel derart, dass der Rohrauslauf jeweils verlagert werden kann, damit er sich genau in der erwünschten Lage befindet. Diese Lage wird am Fahrzeug über einen am.Rohrauslauf vorgesehenen Transponder überwacht und gesteuert.

Die obenerwähnte Steuerung des Rohres wird insbesondere bei hohem Seegang zur Beseitung der Verlagerungsträgheit des Fahrzeuges angewendet.

Der untere Rohrabschnitt ist teleskopisch ausgebildet, damit der Abstand des Auslaufendes vom Meeresgrund oder vom Ausfüllbereich stets an die herrschenden Verhältnisse angepasst werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemässe Konstruktion, die an einem

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semi-submersible Fahrzeug aufgehängt und in Ansicht gegen den Bugbereich gesehen ist.

Fig. 2 zeigt die Konstruktion in Seitenansicht.

Fig. 1 zeigt in groben Zügen eine semi-submersible Plattform 1, vorzugsweise Typ H-3, in eingetauchter Arbeitslage. Der Bohr- und Hebeturm der Plattform ist mit 2 bezeichnet, das Hauptdeck mit 3 und der Wasserspiegel mit 4. Die Plattformsäulen sind mit 5, die Pontone mit 6, der Antriebsmotor mit 7 und die Seitenschrauben oder Querstrahler mit 8 bezeichnet.

Ein Tragrahmen 9 ist mittels Tauen oder Stagen 10 unter dem Hauptdeck an den Stahlkonstruktionen der Plattform aufgehängt/ während die Stage Il den Tragrahmen gegen seitliche Verschiebungen versteifen. Der Tragrahmen 9 bildet die Unterlage für einen Zyklonenseparator 12, welcher abbaubar am Tragrahmen vorgesehen ist. Dar Zyklon ist vorzugsweise von der Gattung, die schwere Partikel aus einem Flüssigkeitsstrom ausscheidet, wobei die Partikel im grossen ganzen entlang dam konischen 3hnentmkreis des Zyklons nach unten strömen und den Zyklon im Bodenbereich 13 verlassen, während die Flüssigkeit aus dem oberen Zykionenbereich über das Auslaufrohr 14 und den Ventil 15 austritt, wobei die beiden Letzteren zwecks Drosselung der ausströmenden Wassermenge zur Festlegung und Veränderung des Wassergehalts der Füllmasse vorgesehen sind. Die stark mit Wasser vermischte Füllmasse wird dem Zyklon aus dem schwimmenden Transportschlauch 16 über den Einlaufstutzen 17 zugeführt. Der Transportschlauch 16 ist am entgegengesetzten Ende an die Pumpenanlage (nicht dargestellt) eines Leichters 18 angeschlossen.

Vom Auslaufstutzen 13 des Zyklons 12 verläuft ein Rohr 19 mit grossen Abmessungen abwärts zu dem abzudeckenden Graben 20, der früher zum Schutz der Rohrleitung 22 im Meeresgrund 21 ausgegraben wurde. Das Rohr 19 ist mittels Bünden 23 oder dergl. in Abschnitte 24 aufgeteilt, damit es während dem fortschreitenden Abdecken des Grabens der jeweiligen Arbeitstiefe angepasst werden kann.

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Zum Durchführen relativ geringer Tiefenregelungen des unteren Endabschnittes des Rohres 19 ist der untere Rohrabschnitt vorteilhaft teleskopisch ausgebildet und kann somit mittels Tauen oder Kabeln 26 lotrecht verstellt werden. Die Kabel 26 sind mit dem Auslaufabschnitt 28 des Rohres 19 bei 27 verbunden und verlaufen nach oben und aussen zu den Pontons 6 und weiter, über Rollen oder dergl. 29 zu am Hauptdeck 3 vorgesehenen Winden 30. Die Winden 30 können selbstverständlich einer Unterwassergattung und direkt auf den Pontons oder an einem anderen geeigneten Ort vorgesehen sein. Die Kabel 26 haben noch eine wichtige Aufgabe, nämlich der Steuerung des Rohrauslaufes 28, damit sich jenes stets in der erwünschten Lage oberhalb des Grabens 20 befindet.

Mi unteren Abschnitt des Rohres 19 oder in der Nähe desselben ist ein Signalempfänger 31 vorgesehen, welcher gegen den Graben im den Rohrstutzen 28 umgebenden Bereich gerichtet ist und den Operateuren an Bord des Mutterfahrzeuges stets die Kontrolle, ggf. über ein EDV-System über das Abdeckverfahren ermöglicht. Eine Anzahl von Signalgöbern 32 ist entlang der Grabenlinie vorgesehen, damit das Verhältnis zwischen Fahrzeug und Graben stets berichtigt werden kann.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

lj Verfahren beim Nachfüllen bzw. Abdecken eines Grabens für eine Mineralöl- und/oder Gasrohrleitung am Meeresgrund bei Einsatz eines Überwasserfahrzeuges/ welches mittels Ortungsgeräten in einer geeigneten Position über dem Graben gehalten wird, während Füllmasse zum Graben bzw. Meeresgrund vom Fahrzeug entladen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllmasse in stark mit Wasser vermischtem Zustand dem Überwasserfahrzeug aus einem Vorrat oder dergl. durch einen vorzugsweise schwimmenden Schlauch zugeführt wird, dass der Wassergehalt der Füllmasse in einem Separator an Bord des erwähnten Fahrzeuges herabgesetzt wird und dass die derart behandelte Füllmasse in an sich bekannter Weise durch ein Rohr oder dergl., dessen Mündung in der Nähe des Grabens bzw. Meeresgrundes gehalten wird, zu dem Graben bzw. Meeresgrund geführt wird.
2. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens laut Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen am Fahrzeug (1) befestigten Zyklonenseparator (12) mit einem Einlauf (17) für mit Wasser vermischter Füllmasse, einem oberen Auslauf (14) für Wasser und einem unteren Auslauf (13) für die Füllmasse mit herabgesetztem Wassergehlt;

ein Rohr oder dergl. (19), welches am einen Ende mit dem unteren Auslauf (13) des Separators (12) verbunden ist und an dessen anderen Ende (27) eine Mehrzahl von Tauen oder dergl.

(26) befestigt ist, wobei die Taue öder dergl. (26) in verschiedenen Richtungen aufwärts zu eventuellen Rollen (29) und Winden (30) am Fahrzeug (1) verlaufen; und Mittel (31) zur Festlegung der Lage des unteren Rohrendes gegenüber der Rohrleitung (22) bzw. entlang derselben vorgesehener Signalgeber

(32) umfasst.
3. Vorrichtung laut Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel zur völlig oder teilweise automatischen Steuerung der Winden (30) zur örtlichen Einstellung des Auslaufes (28) des Rohres oder dergl. (19) aufweist.

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4. Vorrichtung laut Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Auslauf (14) des Separators (12) eine Regeleinrichtung (15) für die Strömungsmenge aufweist.

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