DE102016107558B4

DE102016107558B4 - Vorrichtung zur lösbaren Verbindung eines Drahtes und Verfahren zum Ausbringen des Gerätes in ein Gewässer mit der Vorrichtung

Info

Publication number: DE102016107558B4
Application number: DE102016107558.2A
Authority: DE
Inventors: Heidrun Kopp; Dietrich Lange; Klaus-Peter Steffen; Florian Petersen
Original assignee: Geomar Helmholtz Zentrum fur Ozeanforschung Kiel Stiftung Oeffentlichen Rechts Des Landes Schleswig; Geomar Helmholtz-Zentrum fur Ozeanforschung Kiel Stiftung Offentlichen Rechts Des Landes Schleswig-Holstein
Current assignee: Geomar Helmholtz Zentrum fur Ozeanforschung Kiel Stiftung Oeffentlichen Rechts Des Landes Schleswig; Geomar Helmholtz-Zentrum fur Ozeanforschung Kiel Stiftung Offentlichen Rechts Des Landes Schleswig-Holstein
Priority date: 2016-04-22
Filing date: 2016-04-22
Publication date: 2018-05-30
Anticipated expiration: 2036-04-23
Also published as: DE102016107558A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur lösbaren Verbindung eines Drahtes, insbesondere eines Tiefseedrahtes (1), mit einem Gerät, insbesondere Tiefseegerät (9), wobei eine Auslöseeinheit (11) zwischen dem Draht (1) und dem Gerät (9) vorgesehen ist, die zum bedarfsweisen Lösen der Verbindung des Drahts (1) mit dem Gerät (9) unter Wasser ausgebildet ist. Erfindungsgemäß sind zumindest ein erster und ein zweiter Transponder (4, 8) vorgesehen, die zwischen dem Draht (1) und der Auslöseeinheit (11) angeordnet sind, wobei der Draht (1) über eine Verbindung mit der Auslöseeinheit (11) verbunden ist und die Verbindung eine definierte Länge aufweist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Ausbringen des Gerätes (9) in ein Gewässer, insbesondere in Meerwasser, vorzugsweise in die Tiefsee, mit dieser Vorrichtung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur lösbaren Verbindung eines Drahtes mit einem Gerät gemäß der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art und ein Verfahren zum Ausbringen des Gerätes in ein Gewässer mit dieser Vorrichtung.
Ein wesentliches Problem für das Absetzen von Geräten, insbesondere Tiefseegeräten, ist die positionsgenaue Anordnung des Gerätes an einem vorbestimmten Absetzpunkt unter Wasser, insbesondere in der Tiefsee auf dem Meeresboden.
Bei klassischen Verfahren zum Absetzen von Geräten unter Wasser, wie sie z.B. von der Firma Sonardyne Sonardyne International Ltd, Blackbushe Business Park, Yateley, Hampshire, GU46 6GD United Kingdom: PRODUCTS, 2016. URL: https://www.sonardyne.com/products/positioning.html [abgerufen am 08.02.2016] angewendet werden, werden ROV, also Remotely Operated Vehicle, also ein Tiefseeroboter bzw. ferngesteuertes Tiefseefahrzeug, zusammen mit Transpondern verwendet, die durch weitere Messsysteme unterstützt werden, die in der Regel an einem weiteren Wasserfahrzeug, wie einem Schiff befestigt sind. Mit diesen ROV werden Geräte, wie Messsonden, sowohl transportiert, positioniert und auf dem Meeresboden abgesetzt, als auch wiedergefunden und aufgenommen. Hierbei werden sogenannte UBSL-Transponder eingesetzt. USBL bedeutet ultra-short baseline. USBL ist ein Verfahren der akustischen Unterwassernavigation. Ein vollständiges USBL System besteht aus einem Sende- und Empfangsgerät, welches regelmäßig an einem Vorsprung unter einem Schiff angeordnet ist. Mittels eines Rechners wird die Position des Unterwasserfahrzeugs, an dem der Transponder angeordnet ist, aus den von der Send- und Empfangseinheit erhaltenen Daten und Informationen berechnet.
Die EP 2 962 975 A1 zeigt einen starren Rahmen, an dem z.B. eine hängemattenartige Struktur, mit einem mechanischen Auslöser lösbar befestigt ist, als ein Tiefseegerät. An dem starren Rahmen sind zwei Transponder in fester Entfernung zueinander fixiert. Der Rahmen ist an einem käfigartigen ROV mit Antrieben zum Manövrieren des Tiefseegeräts über ein Geschirr mit Schäkeln an Kabeln hängend mit dem Kabel eines Krans verbunden. Über eine, mit einem Steuerpult an der Wasseroberfläche verbundene, Steuerungseinheit am ROV werden die Antriebe gesteuert, um das am Kabel hängende Tiefseegerät zu manövrieren. Die relative Lage des Tiefseegeräts wird dabei über die Transponder am starren Rahmen, die mit einem nicht gezeigten Empfänger am Steuerpult an der Wasseroberfläche korrespondieren kontrolliert.
Diese Systeme werden in der Offshore-Industrie sowohl für den Service sowie für wissenschaftliche Zwecke eingesetzt. Dabei werden bei geforderten Genauigkeiten im Bereich von zehn Metern und mehr mit einem oder mehreren von einem Schiff oder mehreren schwimmfähigen Plattformen aus ferngesteuerten Tiefseerobotern vorbestimmte Absetzpositionen angefahren. Vom Schiff aus wird im Allgemeinen mit einer unterstützenden Telemetrie, die am Schiff oder weiteren Plattformen zumindest eine Sensorik aufweist, und bildgebenden Systemen, die durch geeignete Sensorik des ROV unterstützt werden, der eingesetzte ROV an die Position herangeführt, um dort dann geregelt eingreifen zu können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung gemäß der im Anspruch 1 angegebenen Art derart weiter zu bilden, dass auf einfache Weise in positionsgenaues Absenken des Gerätes ermöglicht wird. Die Vorrichtung soll dabei vor allem eine einfache Konstruktion aufweisen und eine Ressourcen Material, Personal, Zeit etc. schonende Adaption an bestehende Kran- oder Winsch-Systeme ermöglichen, bevorzugt an Bord eines Schiffes, insbesondere einem für wissenschaftliche bzw. Offshore-Industrie Einsätze ausgerüsteten Schiffes. Vorzugsweise soll die Vorrichtung einfach und zuverlässig aufgebaut sei und mit allgemein verfügbaren Bordmitteln bedarfsweise zusammenwirken können.
Des Weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Ausbringen des Gerätes in ein Gewässer mit dieser Vorrichtung anzugeben, welches ein präzises, positionsgenaues und zugfreies Absetzen von Apparaten, Geräten, Bauteilen oder dergleichen auf einen Grund unter Wasser, insbesondere von Tiefseegeräten am Meeresboden in der Tiefsee ermöglicht. Das Verfahren soll insbesondere auch unter schwierigen Bedingungen, wie eingeschränkter Sicht, schwerer Seegang etc., möglich sein. Der Verfahren soll vorzugsweise ohne besonders geschultes Personal auskommen, wie es derzeit z.B. beim Einsatz von ROV unterstützten Systemen zwingend erforderlich ist.
Diese Aufgabe wird für die Vorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 in Verbindung mit den Oberbegriffsmerkmalen gelöst und für das Verfahren durch die Merkmale des Anspruches 10 gelöst.
Die Unteransprüche bilden vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Die Vorrichtung zur lösbaren Verbindung eines Drahtes, insbesondere eines Tiefseedrahtes, mit einem Gerät, insbesondere Tiefseegerät nach der Erfindung weist eine Auslöseeinheit zwischen dem Draht und dem Gerät auf. Die Auslöseeinheit ist zum bedarfsweisen Lösen der Verbindung des Drahts mit dem Gerät unter Wasser ausgebildet. Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung mit zumindest einem ersten und einem zweiten Transponder versehen, die zwischen dem Draht und der Auslöseeinheit vorgesehen sind. Der Draht ist über eine Verbindung mit der Auslöseeinheit verbunden und die Verbindung weist eine definierte Länge auf. Hiermit lässt sich auf einfache Weise ein Gerät unter Wasser auf dem Grund Position genau absetzen. Mittels der Transponder kann jederzeit die Position des Gerätes erfasst werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der erste Transponder an einem Übergang zwischen Draht und der Verbindung angeordnet. Des Weiteren kann dabei der zweite Transponder an einem weiteren Übergang zwischen der Verbindung und der Auslöseeinheit angeordnet sein. Hierdurch ist es möglich entsprechend den Anforderungen den Draht auf der einen Seite und die Verbindung auf der anderen Seite entsprechend auszubilden, ohne die Funktionalität der Transponder zu beeinträchtigen.
Um insbesondere im zweiten Transponder beim Absenken und Aufsetzen auf dem Grund unter Wasser in einer vorbestimmten Position zu halten, ist zwischen dem ersten und zweiten Transponder an der Verbindung, insbesondere mittig, eine Hauptauftriebseinheit fixiert, die unter Wasser zumindest einen hinreichenden Auftrieb für das Gewicht der Verbindung bereitstellt. Hierdurch wird gewährleistet, dass auch bei aufgesetztem Gerät der Transponder einen vorbestimmten Abstand zum Gerät einhält.
Vorzugsweise ist zwischen der Hauptauftriebseinheit und dem ersten Transponder an der Verbindung ein Schwergewicht angeordnet ist. Das Schwergewicht hat die Aufgabe, den Draht mit dem ersten Transponder senkrecht beim Absenken zu halten.
Insbesondere ist zwischen der Hauptauftriebseinheit und dem Schwergewicht an der Verbindung zumindest eine Auftriebseinheit, insbesondere näher zur Hauptauftriebseinheit als zum Schwergewicht an der Verbindung angeordnet, vorgesehen, um einen Auftrieb für diesen Bereich der Verbindung bereit zu stellen, bzw. diesen zu unterstützen. Hierdurch wird verhindert, dass das Gewicht der Verbindung die Position des zweiten Transponders relativ zum Gerät, insbesondere nach dem Aufsetzen auf dem Grund, beeinflusst.
Um weiter zu verhindern, dass das Gewicht der Verbindung die Position des zweiten Transponders relativ zum Gerät, insbesondere nach dem Aufsetzen auf dem Grund, beeinflusst, ist die Verbindung durch eine Leine mit einer Dichte gebildet, deren Auftrieb im Wasser, insbesondere Meerwasser, größer oder gleich der Gewichtskraft der Leine ist, sowie einem Seil mit einer Dichte gebildet, dessen Auftrieb im Wasser, insbesondere Meerwasser, kleiner der Gewichtskraft des Seils ist. Insbesondere ist dabei an der Verbindung zwischen der Leine und dem Seil die Hauptauftriebseinheit angeordnet.
Vorzugsweise bilden die Auslöseeinheit und der zweite Transponder eine Baueinheit mit einem gemeinsamen Gehäuse. Hierdurch kann zum einen Gewicht eingespart werden. Zum anderen wird die Fläche verkleinert, an denen sich Muscheln, Algen oder ähnliches im Betrieb festsetzen kann.
Von Vorteil ist es, wenn die Transponder durch USBL-Transponder gebildet sind. Hierdurch können auf einfache Weise bekannte akustische Verfahren zur Positionsbestimmung angewandt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Ausbringen des Gerätes in ein Gewässer, insbesondere in Meerwasser, vorzugsweise in die Tiefsee, mit einer eben skizzierten Vorrichtung weitergebildet. Bei diesem Verfahren haben beim Ausbringen und Absenken des Gerätes in Richtung Boden/Grund der erste und zweite Transponder einen konstanten Abstand zueinander. Insbesondere entspricht der Abstand dabei der definierten Länge der Verbindung.
Vorzugsweise ändert sich der Abstand der Transponder relativ zueinander, sobald das Gerät den Boden/Grund erreicht hat, indem eine weitere Relativbewegung des ersten Transponders gegenüber dem zweiten Transponder in Richtung Boden erfolgt und dabei der zweite Transponder in einem konstanten Abstand relativ zum Gerät gehalten wird. Hierdurch kann durch detektieren der relativen Abstandsänderung der Transponder zueinander auf einfache Weise ermittelt werden, wann das Gerät auf dem Grund aufsetzt.
Insbesondere wird die Absenkbewegung in Richtung Boden gestoppt, sobald das Gerät auf dem Boden abgesenkt ist und sich eine Relativbewegung des ersten Transponders gegenüber dem zweiten Transponder ergibt. Dabei kann nach Abstoppen der Absenkbewegung die Auslöseeinheit aktiviert werden, wodurch die Verbindung zum Gerät gelöst und die Vorrichtung ohne Gerät wieder eingeholt wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird nach Abstoppen der Absenkbewegung und vor Aktivieren der Auslöseeinheit überprüft, ob das Gerät sich in der vorgesehenen Absetzposition befindet. Sollte das Gerät sich nicht in der vorgesehenen Absetzposition befinden, wird das Gerät über die Vorrichtung angehoben und die Position durch Verfahren eines die Vorrichtung tragenden Schiffes oder einer die Vorrichtung tragenden Plattform entsprechend korrigiert und anschließend das Gerät mittels der Vorrichtung wieder abgesenkt. Auf einfache Weise kann dadurch sichergestellt werden, dass das Gerät auf alle Fälle im Bereich der vorbestimmten Absetzposition abgesetzt wird.
Vorzugsweise senden die Transponder Signale an einem an einem Schiff oder einer Plattform angeordneten Transceiver, der mit einem Rechner zusammenwirkt, in dem die Position der einzelnen Transponder berechnet. Um auf einfache Weise die jeweilige Position des auf dem Grund abzusetzenden Gerätes überwachen zu können, werden der Abstand der einzelnen Transponder relativ zueinander und/oder die Position der Transponder relativ zu einem geplanten Absetzpunkt des Gerätes auf dem Boden und/oder die Position der einzelnen Transponder relativ zum Schiff oder zur Plattform und/oder die Position des Schiffes oder der Plattform relativ zum vorgesehenen Absetzpunkt des Gerätes fortlaufend auf einem Display angezeigt wird bzw. angezeigt werden. Hierdurch weiß man zu jeder Zeit, wo sich das Gerät befindet und kann gegebenenfalls entsprechende Maßnahmen zur Korrektur einleiten.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.
In der Beschreibung, in den Ansprüchen und in der Zeichnung werden die in der unten aufgeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet. In der Zeichnung bedeutet:

1 ein schematischer Aufbau der Vorrichtung nach der Erfindung als Draht-Seil-Anordnung mit entkoppeltem Tiefseedraht;
2a ein schematischer Aufbau der Vorrichtung nach der Erfindung als Draht-Seil-Anordnung mit entkoppeltem Tiefseedraht während des Abfierens;
2b ein schematischer Aufbau der Vorrichtung nach der Erfindung als Draht-Seil-Anordnung mit entkoppeltem Tiefseedraht nach dem Aufsetzen auf dem Meeresboden;
3 eine beispielhafte Darstellung des Monitoring zur kontinuierlichen Überwachung des Abfierens in relativer Lage zu einem Schiff und der Topografie des Meeresbodens und der Lage der Transponder zueinander auf einer Skala am rechten Bildrand, und
Fig, 4 eine beispielhafte Darstellung des Monitoring und Archivierens von Absetzpositionen von Tiefseegeräten A101-A108 relativ zueinander und zu einer festgelegten, geplanten Absetzposition als Referenzpunkt in Form eines schwarzen, gefüllten Dreiecks in Wassertiefen um 2600 m.

Die in 1 gezeigte Vorrichtung nach der Erfindung zeigt den schematischen Aufbau als Draht-Seil-Anordnung mit einem schiffsseitig entkoppeltem Tiefseedraht 1. Der Tiefseedraht 1 weist an seinem dem Schiff abgewandten Ende einen ersten USBL-Transponder 4 auf, der in eine Schwimmleine 5 übergeht.
Die Schwimmleine 5 im Beispiel der 1 ist etwa 30 m lang. An der Schwimmleine 5, nahe bei dem ersten Transponder 4, ist ein Schwergewicht 6 gehalten. Durch den Zug des Schwergewichts 6 auf die Schwimmleine 5 wird der erste Transponder 4 mit dem Tiefseedraht 1 straff in Richtung Meeresboden 10 gehalten, siehe Pfeil P1. Das Schwergewicht 6 ist im Beispiel über 500 kg schwer.
Zwischen dem Schwergewicht 6 und dem Übergang der Schwimmleine 5 in ein Stahlseil 7 ist zumindest eine Hauptauftriebseinheit 3 angebracht. Zwischen der Hauptauftriebseinheit 3 und dem Schwergewicht 6 ist bevorzugt zumindest eine weitere Auftriebseinheit 2 angeordnet.
Am der Hauptauftriebseinheit 3 abgewandten Ende des Stahlseils 7 ist ein zweiter USBL-Transponder 8 mit Auslöseeinheit 11 angebracht. An der Auslöseeinheit 11 ist ein Tiefseegerät 9 entkoppelbar befestigt. Während des Absenkvorgangs ist eine Distanz D zwischen dem ersten USBL-Transponder 4 und dem zweiten USBL-Transponder 8 konstant, siehe 2a. Sobald das Tiefseegerät 9 am Meeresboden 10 aufsetzt wird der zweite USBL-Transponder 8 durch die Hauptauftriebseinheit 3 weiterhin in seiner Position relativ zum Tiefseegerät 9, im Beispiel der 1 ein Stahldreibein 12 mit einem Messzylinder 13, durch den Auftrieb unter Zug in Richtung Oberfläche gehalten, siehe Pfeil P2. Der erste USBL-Transponder 4 wird weiterhin durch das Schwergewicht 6 in Richtung Meeresboden 10 gemäß Pfeil P1 gezogen, wobei sich die relative Entfernung zwischen dem ersten USBL-Transponder 4 und dem zweiten USBL-Transponder 8 verändert, vgl. 2b.
In 2a und 2b sind zwei Positionen des erfinderischen Verfahrens unter Nutzung einer erfinderischen Vorrichtung mit der Lage und Anordnung der Bauteile der Vorrichtung während des Abfierens in 2a und nach dem Aufsetzen auf dem Meeresboden 10 in 2b gezeigt. Während des in 2a gezeigten Abfiervorganges bleibt die Distanz zwischen dem ersten USBL-Transponder 4 und dem zweiten USBL-Transponder 8 im Rahmen der Messgenauigkeit konstant, da das Tiefseegerät 9 relativ zur Hauptauftriebseinheit 3 und optionalen zusätzlichen Auftriebseinheiten 2 schwerer ist und damit die Anordnung der USBL-Transponder 4, 8 zueinander auf Spannung gehalten wird. Erst nachdem das Tiefseegerät 9 auf dem Meeresboden 10 aufsetzt, hat der zweite USBL-Transponder 8 seine maximale Tiefe und damit eine Endposition erreicht und nur noch der erste USBL-Transponder 4 bewegt sich relativ zur der Endposition bzw. wird relativ zur Endposition bewegt.
Während des Abfiervorgangs wird die Distanz zwischen dem ersten USBL-Transponder 4 und dem zweiten USBL-Transponder 8 über ein Display z.B. mit einer Distanzanzeige 14 als Skala, wie in 3, angezeigt. Alle Veränderungen der Distanz zwischen dem ersten USBL-Transponder 4 und dem zweiten USBL-Transponder 8 sind dadurch detektierbar, anzeigbar und können, z.B. kontinuierlich aufgezeichnet werden (Logging).
Weiter sind, unabhängig von einer manuellen Bedienung/Bedienbarkeit des Absenkens des Tiefseegeräts 9, dadurch auch entsprechende Sicherheitseinrichtungen, Warneinrichtungen und Regeleinrichtungen in die Messung mit einbeziehbar, die über Aktoren steuern bzw. regeln und Verfahrensschritte beeinflussen können. Insbesondere zeigt eine Verringerung der Distanz zwischen dem ersten USBL-Transponder 4 und dem zweiten USBL-Transponder 8 ein Aufsetzen des Tiefseegerätes 9 auf einem Grund oder dem Meeresboden an.
3 zeigt eine beispielhafte Darstellung eines Monitoring zur kontinuierlichen Überwachung des Abfierens des Tiefseegeräts in relativer Lage zu einem Schiff 15 und der Topografie des Meeresbodens 10 und der Lage der USBL-Transponder 4, 8 zueinander auf einer Skala am rechten Bildrand. Dabei sind die Tiefenwerte T₁ des ersten Transponder 4 und die Tiefenwerte T₂ des zweiten Transponder 8 in einer Distanzanzeige 14 zusammen mit der relativen Position in Bezug auf die Topografie und geplante Absetzposition dem der Position des Schiffes 15 bzw. einer Absetzeinheit auf einem Display 16 gezeigt. Sobald sich die Distanz zwischen den Tiefenwerten verringert, hat das Tiefseegerät 9 den Meeresboden 10 erreicht.
In 4 ist eine beispielhafte Darstellung des Monitoring und Archivierens von Absetzpositionen von weiteren Tiefseegeräten A101 bis A108 relativ zueinander und zu einer festgelegten, geplanten Absetzposition als Referenzpunkt - schwarzes, gefülltes Dreieck - in einer Wassertiefe um 2600 m gezeigt. Dabei ist eine tatsächliche, gemessene Absetzposition des jeweiligen Tiefseegerätes als offenes Dreieck in Bezug zu der jeweils geplanten Absetzposition - schwarzes, gefülltes Dreieck - dargestellt.
Zur einfachen Erfassung der Abstände zur geplanten Absetzposition sind Kreise dargestellt, wobei der innerste Kreis einen Durchmesser von 10m aufweist und die weiteren Kreise nach außen gehend jeweils einen Durchmesser von 10m mehr aufweisen. Die Kreise haben einen gemeinsamen Mittelpunkt, nämlich die geplante Absetzposition. Die Kreise bilden sogenannte Isolinien, da der Abstand entlang des Kreises zur Absetzposition jeweils der Gleiche ist. Die Genauigkeiten der Absetzpositionen bei diesen Tiefen sind kleiner als 20m in Bezug auf die geplante Absetzposition. Mit Station A101 wurde ein nicht nach dem erfinderischen Verfahren abgesetztes Tiefseegerät, im sogenannten, Freifall-Modus, über der geplanten Absetzposition - schwarzes, gefülltes Dreieck - gemessen, welches außerhalb der 60m Isolinie zu liegen kam.
Die Erfindung zeichnet sich somit durch die einfache und nachvollziehbare Absetzung von Tiefseegeräten aus.
Das Verfahren basiert auf der von dem Schiff 15 oder einer Plattform ausgebrachten Vorrichtung mit der oben beschriebenen Draht-Seil-Anordnung. Die Vorrichtung weist zur mechanischen Entkopplung das Schwergewicht 6 auf, welches durch die Schwimmleine 5 mit der Hauptauftriebseinheit 3 verbunden ist zur Straffhaltung des letzten Stahlseils 7 gegenüber dem abzusetzenden Gerät 9. Des Weiteren beinhaltet die Vorrichtung zwei USBL-Transponder 4, 8, deren vertikaler Abstand als Anzeiger als Eingangsgröße zum Erfassen des Erreichens des Meeresbodens 11 und zum punktgenauen Auffinden der Absetzkoordinate genutzt wird.
Das Verfahren umfasst den auf dem Schiff 15 permanent installierten Tiefseedraht 1 zum Abfieren des Tiefseegerätes 9. Am oberen Ende des Tiefseedrahtes ist der erste akustische USBL-Transponder 4 befestigt, der sich oberhalb eines Schwergewichtes 6 mit einem Gewicht von größer als 500 kg befindet. Dieses Schwergewicht 6 hält den Tiefseedraht 1 auf Zug, um ein Aufschwingen im Wasser während des Abfierens der Vorrichtung zu vermeiden, siehe 2. Das Schwergewicht 6 ist durch die Schwimmleine 5 mit der Auftriebseinheit 2 und verbunden dem Hauptauftriebskörper 3, unterhalb dessen der zweite USBL-Transponder 8 befestigt ist. Dieser zweite USBL-Transponder 8 umfasst in einem gemeinsamen Gehäuse die akustische betriebene Auslöseeinheit 11, die das abzusetzende Tiefseegerät 9 trägt. Der Hauptauftriebskörper 3 hält das Stahlseil 7, das ihn mit dem zweiten USBL-Transponder 8 und somit mit dem Tiefseegerät 9 verbindet, permanent auf Zug, während das Tiefseegerät 9 nach dem Aufsetzen auf dem Meeresboden aufgrund der Schwimmleine 5 zwischen dem Hauptauftriebskörper 3 und dem Schwergewicht 6 vom Tiefseedraht 1 entkoppelt ist. Der vertikale Abstand zwischen erstem USBL-Transponder und zweiten USBL-Trasnsponder wird auch als Bodenanzeiger genutzt.
Im Folgenden werden die einzelnen Schritte zum Absetzen des Tiefseegerätes 9 durch die Vorrichtung nach der Erfindung sukzessive beschrieben:
Zunächst erfolgt ein Ausbringen der Vorrichtung mit dem abzusetzenden Tiefseegerät 9, dem zweitem USBL-Transponder 8, dem Hauptauftriebskörper 3, der Auftriebseinheit 2, der Schwimmleine 5, dem Schwergewicht 6, dem erstem USBL-Transponder 4 vom Arbeitsdeck des Schiffes 15 oder einer Arbeitsplattform ins Meer. Aufgrund der Gesamtlänge der Vorrichtung erfordert dies im allgemeinen mehrere Arbeitsschritte und ein separates Ausbringen der Einzelkomponenten in Abhängigkeit der Schiffsinfrastruktur insbesondere der vorhandenen Bordkräne.
Sobald sich die Vorrichtung im Wasser befindet und abgefiert wird, werden von Bord aus die Tiefenwerte der beiden USBL-Transponder 4,8 ermittelt siehe 3. Beide USBL-Transponder 4, 8 übermitteln die jeweilige Wassertiefe. Die Differenz der Tiefenwerte der beiden USBL-Transponder 4, 8 ist während des Abfierens konstant, da das Schwergewicht 6 des abzusetzenden Tiefseegeräts 9 den Tiefseedraht 1 auf Spannung hält, siehe 2. Das Volumen des Hauptauftriebskörpers 3 und der Auftriebseinheit 2 muss an das Gewicht des abzusetzenden Tiefseegerätes 9 so angepasst sein, dass auch die Schwimmleine 5 beim Abfieren unter Spannung bleibt, siehe 2.
Während des Absetzens übermitteln die beiden USBL-Transponder 4, 8 ihre jeweilige Position an das bordseitige System z.B. Posidonia, so dass die Abfiertiefe ständig überwacht wird.
Die Vorrichtung wird zum Meeresboden 11 abgefiert. Sobald sich die Differenz zwischen den Tiefenwerten der beiden USBL-Transponder 4, 8 ändert, d.h. verringert, hat das Tiefseegerät 9 den Meeresboden 11 erreicht. Anhand der Zugänderung am Tiefseedraht 1 alleine ist dies bei großen Wassertiefen, also bei Wassertiefen von größer als 2000m nicht eindeutig zu erkennen, da das Eigengewicht des Tiefseedrahtes 1 zu groß wird. Die genaue Position kann mittels der Positionierungswerte des zweiten USBL- Transponders 8 ermittelt werden. Sollten die Werte nicht der geplanten Position entsprechen, kann die Vorrichtung um 10m bis 20m gehievt werden, so dass das Schiff die Position nachkorrigieren kann. Bei Wassertiefen bis 5000m können so Absetzgenauigkeiten von kleiner als 20m erreicht werden, siehe 4.
Sobald die gewünschte Position erreicht ist, setzt die Auslöseeinheit 11 das Tiefseegerät 9 frei. Der zweite Transponder 8 und das 25 Meter lange Stahlseil 7 steigen dann um die Länge der Schwimmleine auf und befinden sich dann räumlich oberhalb und damit getrennt über dem abzusetzenden Gerät. Anschließend wird die Vorrichtung insgesamt wieder Hochgefiert und auf das Schiff verbracht.
Bezugszeichenliste

1: Tiefseedraht
2: Auftriebseinheit
3: Hauptauftriebseinheit
4: erster USBL-Transponder
5: Schwimmleine
6: Schwergewicht
7: Stahlseil
8: zweiter USBL-Transponder
9: Tiefseegerät
10: Meeresboden
11: Auslöseeinheit
12: Stahldreibein
13: Messzylinder
14: Distanzanzeige
15: Schiff
16: Display
D: Distanz zwischen erstem und zweitem UBSL-Transponder
P₁: Pfeil in Richtung Meeresboden 10
P₂: Pfeil in Richtung Meeresoberfläche
T₁: Tiefenwert des ersten USBL-Transponders 4
T₂: Tiefenwert des zweiten USBL-Transponders 8

Claims

Vorrichtung zum bedarfsweisen Lösen einer Verbindung (5) eines Drahtes (1), mit einem Gerät (9), welches in ein Gewässer ausbringbar ist, wobei eine Auslöseeinheit (11) zwischen dem Draht (1) und dem Gerät (9) angeordnet ist, die zum bedarfsweisen Lösen der Verbindung (5) des Drahts (1) mit dem Gerät (9) unter Wasser ausgebildet ist, gekennzeichnet durch zumindest einen ersten und einen zweiten Transponder (4, 8), die zwischen dem Draht (1) und der Auslöseeinheit (11) angebracht sind, wobei der Draht (1) über eine Verbindung (5) mit der Auslöseeinheit (11) verbunden ist und die Verbindung (5) eine definierte Länge aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Transponder (4) an einem Übergang zwischen Draht (1) und der Verbindung (5) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Transponder (8) an einem weiteren Übergang zwischen der Verbindung (5) und der Auslöseeinheit (11) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten und zweiten Transponder (4, 8) an der Verbindung (5), eine Hauptauftriebseinheit (3) fixiert ist, die unter Wasser zumindest einen hinreichenden Auftrieb für das Gewicht der Verbindung (5) bereitstellt.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Hauptauftriebseinheit (3) und dem ersten Transponder (4) an der Verbindung (5) ein Schwergewicht (6) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Hauptauftriebseinheit (3) und dem Schwergewicht (6) an der Verbindung (5) zumindest eine Auftriebseinheit (2) angeordnet ist, um einen Auftrieb für diesen Bereich der Verbindung (5) bereit zu stellen.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (5) durch eine Leine (5) mit einer Dichte gebildet ist, deren Auftrieb im Wasser größer oder gleich der Gewichtskraft der Leine ist, und einem Seil (7) mit einer Dichte gebildet ist, dessen Auftrieb im Wasser kleiner der Gewichtskraft des Seils ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass an der Verbindung (5) zwischen der Leine (5) und dem Seil (7) die Hauptauftriebseinheit (3) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslöseeinheit (11) und der zweite Transponder (8) eine Baueinheit mit einem gemeinsamen Gehäuse bilden.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transponder (4,8) durch USBL-Transponder gebildet sind.
Verfahren zum Ausbringen des Gerätes (9) in ein Gewässer mit einer Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Ausbringen und Absenken des Gerätes (9) in Richtung Boden (10) der erste und zweite Transponder (4, 8) einen konstanten Abstand zueinander haben.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der definierten Länge der Verbindung (5) entspricht oder eines Abschnitts der Verbindung (5).
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Abstand der Transponder (4, 8) relativ zueinander ändert, sobald das Gerät (9) den Boden erreicht hat, indem eine weitere Relativbewegung des ersten Transponders (4) gegenüber dem zweiten Transponder (8) in Richtung Boden (10) erfolgt und dabei der zweite Transponder (8) in einem konstanten Abstand relativ zum Gerät (9) gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Absenkbewegung in Richtung Boden (10) gestoppt wird, sobald das Gerät (9) auf dem Boden (10) abgesenkt ist und sich eine Relativbewegung des ersten Transponders (4) gegenüber dem zweiten Transponder (8) ergibt.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass nach Abstoppen der Absenkbewegung die Auslöseeinheit (11) aktiviert, dadurch die Verbindung (5) zum Gerät (9) gelöst und die Vorrichtung (5) ohne Gerät (9) wieder eingeholt wird.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass nach Abstoppen der Absenkbewegung und vor Aktivieren der Auslöseeinheit (11) überprüft wird, ob das Gerät (9) sich in der vorgesehenen Absetzposition (9) befindet, sollte das Gerät (9) sich nicht in der vorgesehenen Absetzposition befinden, wird das Gerät (9) über die Vorrichtung angehoben und die Position durch Verfahren eines die Vorrichtung tragenden Schiffes (15) oder einer die Vorrichtung tragenden Plattform entsprechend korrigiert und anschließend das Gerät (9) mittels der Vorrichtung wieder abgesenkt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Transponder (4, 8) Signale an einem Schiff (15) oder einer Plattform angeordneten Transceiver senden, der mit einem Rechner zusammenwirkt, in dem die Position der einzelnen Transponder (4, 8) berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der einzelnen Transponder (4, 8) relativ zueinander und/oder die Position der Transponder (4,8) relativ zu einem geplanten Absetzpunkt des Gerätes (9) auf dem Boden (10) und/oder die Position der einzelnen Transponder (4, 8) relativ zum Schiff (15) oder zur Plattform und/oder die Position des Schiffes (15) oder der Plattform relativ zum vorgesehenen Absetzpunkt des Gerätes (9) fortlaufend auf einem Display (16) angezeigt wird bzw. angezeigt werden.