DE1531661C - Grundanker für tiefes Wasser - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Grundanker für tiefes Wasser, der aus einem unten offenen, eine relativ geringe Wandstärke aufweisenden, rohrförmigen Teil und einer dieses oben abschließenden Gewichtskappe besieht, wobei die Gewichtskappe oben mit einem Tragring versehen ist, und zum Druckabsenken bzw. zur Druckerhöhung im rohrförmigen Teil eine von einem an der Wasseroberfläche befindlichen Fahrzeug zum Ausbringen bzw. Aufholen des Grundankers über eine Schaltleitung fernbedienbare Saug- bzw. Fülleinrichtung aufweist.

Die Verankerung von Versorgungsschiffen, Mannschaftsschiffen usw., Bohrschiffen und schwimmenden Bohrplattformen zum Bohren vom Ufer entfernter Bohrungen ist schwierig, weil es zu keiner wesentlichen seitlichen Versetzung des Schiffes kommen darf. In den Fällen, die eine möglichst geringe seitliche Versetzung des schwimmenden Gebildes erfordern, werden bei speziellen Bodenverhältnissen, wie Sand oder Schlick; bekanntlich Anker verwendet, die sich durch große, sich einpflügende Halteflächen auszeichnen. Solche Anker, die für eine bestimmte Bodenbeschaffenheit konstruiert sind, sind bei anderen Bodenbeschaffenheiten jedoch nicht oder weniger wirksam. Außerdem sind bei diesem Ankertyp die erforderlichen Seil- oder Kettenlängen gewöhnlich 5- bis 15mal so groß wie die Wassertiefe, abhängig von der Größe der Ankerlasten und dem Gewicht der Kette oder des Seils. Solche Längen müssen eingehalten werden, um zu verhindern, daß vertikale Kraftkomponenten auf den Anker übertragen werden; denn die Haltekraft wird bei Angreifen vertikaler Kräfte radikal verringert. Die Kosten eines solchen Ankersystems werden bei Anwendung in tiefem Wasser' extrem hoch.

Wegen dieser Nachteile war es üblich, Stahlpfähle in den Boden zu treiben, wenn das Verrutschen eines Ankers kostspielig und/oder katastrophal sein könnte. Ankerpfähle sind in einem weiten Bereich von Bodenbeschaffenheiten wirkungsvoll erprobt worden. Wenn solche Ankerpfähle zur Verankerung in den Meeresboden getrieben werden, können kürzere Ketten und Seile verwendet werden. Solche Ankerpfähle können gewisse vertikale Lasten aufnehmen. Die Kosten "des Einrammens der Pfähle in den Meeresboden sind jedoch in tiefem Wasser extrem hoch.

ίο Es wurden verschiedene Vorrichtungen entworfen, um die oben aufgezeigten Schwierigkeiten zu überwinden. So ist z. B. in der USA.-Patentschrift 1 758 911 ein glockenförmiger Grundanker für tiefes Wasser beschrieben, der durch sein Eigengewicht in weicheren Boden eindringt, wobei eingeschlossene Luft oder eingeschlossenes Wasser aus dem oberen Teil des inneren Hohlraums durch ein Ventil entweichen kann. Darüber hinaus sind im Inneren bewegliche Sperrglieder angeordnet, die beim Eindringen des Grundankers in den Boden nach oben klappen, jedoch einem Herausziehen des Ankers aus dem Meeresboden erheblichen Widerstand entgegensetzen, indem sie in die waage- ^. rechte Lage zurückklappen. Dadurch mag dieser An- ■■( I ker zwar eine gute Verankerung bieten, ist jedoch für mehrmalige Verwendung nicht geeignet. Da dieser ( Anker nur durch sein Eigengewicht in den Meeres- ~ boden eindringt, ist er nur bei weichem Boden verwendbar.

DurchdiedeutscheGebrauchsmusterschrift 1 940003 ist ein Verankerungsstein zum Festmachen von Schiffen bekannt, unter welchem beim Einbringen in den Boden des Gewässers vorhandener Schlamm und Sand abgesaugt werden können, so daß er leichter in den Boden eindringen kann, wobei außerdem an eine Druckwasserleitung angeschlossene Spülrohre dazu

. dienen, den Boden unter dem Verankerungsstein zu lockern bzw. wegzuspülen. Auf Grund der erheblichen Anzahl erforderlicher Leitungen ist jedoch dieser Verankerungsstein ebenfalls nur für relativ geringe Wassertiefen verwendbar.

Weiter beschreibt die britische Patentschrift 229 563 einen Grundanker für tiefes Wasser, welcher aus einem Block mit einem nach unten offenen Hohlraum besteht. Zum Druckabsenken bzw. zur Druckerhöhung im Hohlraum ist ein Saug- bzw. Füllrohr von dem Hohlraum durch den Block nach außen geführt, an 'Γ welches eine mit einer Pumpe verbindbarc Leitung über ein Absperrorgan angeschlossen ist. Dieser/ Grundanker ist in erster Linie zur Einlagerung in Schlamm, d. h. also sehr weichen Meeresboden, vorgesehen. Bei festerem Meeresboden findet auf Grund der großen Auflagefläche dieses Ankerblockes kein Einsinken statt, und das Absaugen festeren Materials aus der Mitte im Bereich des Hohlraumes ist nicht möglich. Darüber hinaus muß beim Absenken oder Heben dieses Ankers jeweils ein Taucher das am Anker angeordnete Absperrventil betätigen und die angeschlossene Leitung lösen oder befestigen.

Die USA.-Patentschrift 3 263 641 zeigt einen Grund-

^fio anker mit den eingangs genannten Merkmalen, der ohne Taucherhilfe eingebettet und auch wieder entfernt werden kann. Bei diesem Anker wird das im rohrförmigen Teil befindliche Wasser infolge des in der hohlen Gewichtskappe herrschenden Unterdrucks über ein beide Teile verbindendes, mit einem fernbedienbaren Ventil versehenes Saug- bzw. ■ Füllrohr in den Hohlraum der Gewichtskappe gesaugt, wodurch ein Unterdruck im rohrförmigen Teil zwecks

müßte der schüsseiförmige Abschlußteil 22 in eine Betonkappe 24 eingebettet werden, um dem ■ rohrförmigen Teil 20 zusätzliches Gewicht zu verleihen. Die aus Beton bestehende ' Gewichtskappe 24 ist mit dem schüsseiförmigen Abschlußteil 22 verbunden. Kurze Metallstäbe 26 sind mit dem schüsseiförmigen Abschlußteil 22 verbunden und ragen von diesem in den Beton, um die Verbindung zwischen Beton und Abschlußteil zu verbessern. Die aus Beton bestehende

Unterstützung des Einsenkens erzielt wird. Das Lösen
des Ankers wird dadurch unterstützt, daß das rohrförmige Teil unter Umgebungsdruck gesetzt wird. Zu
diesem Zweck weist die Gewichtskappe ein mit einem
fernbedienbaren Ventil versehenes Füllrohr auf, durch
das das umgebende Wasser in den Hohlraum strömen
kann. Nachteilig bei diesem Anker ist.jedoch, daß der
Druck im Inneren nur in Abhängigkeit vom herrschenden Wasserdruck geändert werden kann, insbesondere kann im rohrförmigen Teil kein Überdruck i° Gewichtskappe 24 hat eine halbkugelartige Form, woerzeugt werden. bei die gekrümmte Fläche nach oben zur Meeres-

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen oberfläche zeigt, wenn der Anker in den Meeresboden

Grundanker der eingangs genannten Art zu schaffen, 18.eingebettet ist. Der Durchmesser dieser halbkugel-

der sowohl in weicheren als auch in festeren Meeres- förmigen, aus Beton bestehenden Gewichtskappe 24

boden leicht eingebettet und auch leicht wieder daraus *5 ist größer als der Durchmesser des rohrförmigen Tei-

entfernt werden kann. les 20, und sie ragt über diesen hinaus, um als Auf-

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- lage 28 auf der Oberfläche (30) des Meeresbodens (18)

löst, daß die Länge des rohrförmigen Teils ein Viel- zu dienen, wenn sich der Grundanker 16 an seinem

faches seines Durchmessers beträgt und die Gewichts- ' Platz befindet. Außerdem ergibt die nach oben wei-

kappe ausschließlich mit festem Ballast beschwert ist ²⁰ sende kugelförmige Gestalt der aus Beton bestehenden

und daß in an sich bekannter Weise auf dem Fahrzeug Gewichtskappe 24 einen festen Aufbau, der den ex-

zum Ausbringen und Aufholen des Grundankers eine tremen Drücken im tiefen Wasser besser standhalten

Pumpe angeordnet ist, die über eine Saug- bzw. kann. Das zusätzliche Gewicht der aus Beton beste-

Druckleitung mit der Saug- bzw. Fülleinrichtung für henden Gewichtskappe 24 am oberen Ende des rohr-

das rohrförmige Teil verbunden ist, so daß der Druck 25 förmigen Teiles 20 bewirkt, daß das untere Ende des

unabhängig vom Wasserdruck geändert werden kann. rohrförmigen Teiles 20 dann, wenn es mit dem Mee-

Vorteilhaft ist beim erfindungsgemäßen Grundanker resboden 18 in Berührung kommt, zum Teil darin

die beim Einbetten in den Meeresboden auftretende einsinkt und damit eine Abdichtung bildet, die für das

große Flächenpressung infolge des günstigen Verhält- nachfolgende Absenken des Druckes notwendig ist.

nisses vom Durchmesser zur Länge des rohrförmigen 3° Ein Tragring 32 ist an der, aus Beton bestehenden

Teils. Er sinkt auch in festeren Meeresboden allein auf Grund seines Gewichtes etwas ein. Dabei bildet der Meeresboden einen dichten Abschluß des unteren Endes des rohrförmigen Teiles, und im Innenraum

Gewichtskappe 24 angebracht und ragt in diese hinein bis zu dem schüsseiförmigen Abschlußteil 22, wo er angeschweißt oder auf andere geeignete Weise be-■ festigt ist. Der Tragring 32 ragt von der Mitte der

kann ein erheblicher Unterdruck hergestellt werden, 35 Gewichtskappe 24 nach oben, so daß der ganze der das Einbetten des Grundankers unterstützt. Grundanker 16 von einer Kette oder einem Seil 34,

Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines in ' das daran befestigt ist, senkrecht herabhängen kann, der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles d. h. so, daß sich der rohrförmige Teil in senkrechter zum besseren Verständnis näher erläutert. Es zeigt Lage befindet. Außerdem ist ein Saug- und Füllrohr

F i g. 1 eine schematische Darstellung des Grund- 4° 35, das das Innere des rohrförmigen Teils 20 mit ankers nach dem Einbetten in den Meeresboden von seiner Umgebung verbindet, in die aus Beton besteeinem Arbeitsschiff aus und hende Gewichtskappe 24 eingebettet und läuft durch

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Grund- den schüsseiförmigen Abschlußteil 22 hindurch. Das ankers der Fig. 1, teilweise vertikal geschnitten. Saug- und Füllrohr 35 ist an seinem oberen Ende mjt

In F i g. 1 ist ein Arbeitsschiff 12 dargestellt, das 45 einem schnell betätigbaren Absperrorgan 38 verbunan einer Stelle in dem Wasser 14 über dem Ort ver- den, an das eine Saug- und Druckleitung 40 angeankert ist, wo der Grundanker 16 in den Meeresboden schlossen ist, die bis zur Meeresoberfläche läuft und 18 eingebettet werden soll. Der eigentliche Grund- mit einer Pumpe 42 auf dem Arbeitsschiff 12 vertounanker 16 kann an irgendeiner Uferstelle zusammen- - den ist. Die Pumpe 42 entfernt das Wasser aus dem gesetzt und an den Ankerplatz gebracht werden. Das zu 5° Inneren des rohrförmigen Teiles 20 und erzeugt einen verankernde Schiff kann ein Bohrschiff oder ein Bohr- Unterdruck darin, bewirkt damit einen Druckunterponton sein, der z. B., wenn eine Bohrung niederge- schied und benutzt dadurch das Gewicht des Wassers bracht wird, notwendigerweise in einer bestimmten über dem rohrförmigen Teil 20 des Grundankers Schwimmlage innerhalb sehr enger Grenzen gehalten dazu, das Eintreiben desselben in den Meeresboden werden muß. Dementsprechend würde um das Schiff 55 zu unterstützen. Es versteht sich, daß die Pumpe oder das Gebilde herum eine Anzahl solcher Grund- in umgekehrter Richtung arbeiten und damit Wasser anker 16 angeordnet werden, um die Verankerung mit in den rohrförmigen Teil 20 gepumpt werden kann, der geforderten Toleranz zu erzielen. . ' um dadurch den Innenraum unter Druck zu setzen

Der Grundanker 16 besteht aus einem rohrförmigen und eine entgegengesetzte Druckdifferenz wie beim Teil 20, der vorzugsweise aus Stahl oder Beton her- 6o Einbetten des Grundankers zu- erzeugen und um gestellt ist und ein offenes unteres Ende 21 zum leich- dementsprechend einen Auftrieb zu erzeugen, damit

der Grundanker 16 aus dem Meeresboden gehoben wird. Das Druckabsenken oder die Druckerhöhung im Innenraum des rohrförmigen Teiles 20 durch Aus-

ten Einführen in den Meeresboden 18 besitzt. Wie in F i g. 2 zu sehen ist, ist das obere Ende des rohr-' förmigen Teils 20 durch einen konvexen Teil 22 ab

geschlossen, der im wesentlichen schüsseiförmig ist 65 oder Einpumpen einer Flüssigkeit, wie z. B. Wasser, und in entsprechender Weise vorzugsweise aus Stahl bringt weiterhin den hydraulischen Vorteil mit sich,

daß die auf den rohrförmigen Teil 20 wirkende vertikale Kraft proportional dem Verhältnis der Quer

oder Beton besteht. Wenn für den rohrförmigen Teil 20 und den konvexen Teil 22 Stahl verwendet ist, dann

schnitte des rohrförmigen Teils 20 und des Saug- und Füllrohres 35 ist. Natürlich sind die Wandungen des rohrförmigen Teiles 20 und der aus Beton bestehenden Gewichtskappe 24 sowie des Saug- und Füllrohres 35 so bemessen, daß sie den Drücken standhalten, die nötwendig sind, um den rohrförmigen Teil 20 des Grundankers 16 im tiefen Wasser in den Meeresboden einzubetten oder zu bergen. Die Art des Materials des Meeresbodens 18 und insbesondere die Verankerungskraft, die zu überwinden ist, um den Anker 16 aus dem Meeresboden zu entfernen, sind sei bst verstand -lieh in die Betrachtungen bei der Konstruktion des Grundankers 16 einzubeziehen.

Eine Schaltleitung 43 ist mit dem schnell betätigbaren Absperrorgan 38 am oberen Ende des Saug- und Füllrohres 35 verbunden und läuft bis zu dem Arbeitsschiff 12 an der Meeresoberfläche. Diese Schaltleitung 43 wird dazu verwendet, das schnell betätigbare Absperrorgan 38 vom Arbeitsschiff aus zu betätigen und dadurch die Saug- und Druckleitung 40 zu öffnen öder zu schließen. Wenn der Grundanker 16 wie in Fig. 1 im Meeresboden eingebettet ist, kann die Saug- und Druckleitung 40 von ihm getrennt werden, und das Seil oder die Kette 34 von dem Anhängering 32 in der Mitte der Betongewichtskappe 24 kann an einem Schwimmkörper, ähnlich dem mit 48 bezeichneten, befestigt werden, um den' Grundanker für eine mögliche spätere Entfernung zu markieren. Das Arbeitsschiff 12 wird dann zu einer weiteren für die Einbettung eines anderen Grundankers 16 geeignete Stelle gebracht. Wenn der Grundanker 16 nicht mehr benötigt wird, kann er vollständig geborgen werden, indem er wieder mit der Saug- und Druckleitung 40 verbunden wird. Bei dem vorstehenden Beispiel muß«dies mit einem Taucher oder einer anderen Unterwassereinrichtung erfolgen. Wenn jedoch die baldige Entfernung des Ankers beabsichtigt ist, dann können die Saug- und Druckleitung 40 und die zum schnellen Absperren dienende Schaltleitung 43 in geeigneten Abständen an dem Seil oder der Kette 34, die zum Einbetten bzw. Aufholen des Grundankers dienen, befestigt werden und bleiben für die spätere Verwendung beim Bergen des Grundankers ohne Benutzung von Tauchern an Ort und Stelle.

An der Außenseite des rohrförmigen Teiles 20 des Ankers 16 ist ein zweiter Ring 44 angeordnet. Dieser Ring 44 ist vorzugsweise in der Mitte zwischen dem oberen Ende und dem unteren Ende des rohrförmigen Teiles 20 befestigt, so daß ein seitlicher Zug, der" darauf ausgeübt wird, z. B. durch ein an der Ankerkette oder dem Ankerseil 46 festgemachtes Schiff, den ganzen Anker 16 seitwärts ziehen will, anstatt daß er ein Drehmoment auszuüben sucht, wie es bei einer Befestigung des Ringes 44 an dem oberen Ende oder dem unteren Ende des rohrförmigen Teiles 20 auftreten würde. Wenn dieser Ring 44 in der Nähe oder am oberen Ende des rohrförmigen Teiles 20 angebracht wäre und eine seitliche Kraft darauf ausgeübt würde, dann würde der größte Teil des Druckes auf den weicheren Schlick ausgeübt werden, der sich in der Umgebung der Oberfläche des Meeresbodens befindet, und damit mehr Spannung im Grundanker 16 verursachen und die Möglichkeit eines gewissen seitlichen Verrutschcns oder Neigens desselben vergrößern. Die Ankerkette 46 ist in der F i g. 1 mit

.5 einem Schwimmkörper 48 verbunden dargestellt. Es versteht sich, daß die Kette 46 gemeinsam mit den möglichen anderen Ketten von Grundankern gleicher Konstruktion mit einem schwimmenden Gebilde, wie z. B. einem Bohrschiff, verbunden werden müssen, um

io' das Gebilde an einer bestimmten Stelle zu halten, so daß Bohrungen usw. ausgeführt werden können. Der obere Tragring 32 kann nicht nur zum Versenken des Grundankers 16 an einer Stelle in dem Meeresboden verwendet werden, sondern kann auch als Ankerverbindung benutzt werden, wenn vorwiegend vertikale Kräfte auf den Grundanker ausgeübt werden sollen.

Wenn sich das Arbeitsschiff 12 über der Ankerstelle befindet, wird der Grundanker 16 von dem Arbeitsschiff aus mit Hilfe einer Kette oder eines Seils 34, die mit dem oberen Tragring 32 verbunden sind, hinabgelassen. Wenn der Meeresboden 18 erreicht ist, dann sinkt das offene Ende 21 des rohrförmigen Teiles 20 (j des Grundankers 16 in den weichen Boden 18 ein

as Stück ein, was sowohl von der Weichheit des Meeres- ( bodens als auch von dem Gewicht des Grundankers 16 selbst abhängt. Wenn der Grundanker 16 in den Meeresboden 18 einsinkt, dann tritt das in dem rohrför-. migen Teil 20 eingeschlossene Wasser durch das Saug- und Füllrohr 35 und die Saug- und Druckleitung 40 aus ihm aus. Die Pumpe 42 auf dem Arbeitsschiff 12 wird dann dazu benutzt, das Wasser aus dem Inneren des rohrförmigen Teiles 20 zu pumpen und darin Unterdruck zu erzeugen. Der Unterdruck im rohrförmigen Teil und das Gewicht des Grundankers 16 selbst werden dazu benutzt, den Grundanker 16 das erforderliche Stück in den Meeresboden zu senken. Wenn sich der Grundanker 16 an Ort und Stelle befindet, wird die Saug- und Druckleitung 40 durch Betätigen des schnell betätigbaren Absperrorgans 38 geschlossen. Das zu verankernde Gebilde kann dann entweder mit einer an dem seitlichen Ring 44 oder einer an dem oberen Tragring 32 befestigten Kette oder Seil verbunden werden. . /

Der Grundanker 16 wird durch Wiederöffnen der Saug- und Druckleitung 40 und Umkehren der Pumpe 42 geborgen, wobei Wasser oder Luft in das Innere ^ des rohrförmigen Teiles 20 gepumpt wird, um darin einen Überdruck zum Heben zu erzeugen. Gleichzeitig mit der Druckerhöhung im Innenraum des rohrförmigen Teiles 20 des Grundankers 16 wird das Seil oder die Kette 34 dazu verwendet, zusätzlich von dem an der Oberfläche befindlichen Schiff aus zu ziehen, um das Entfernen des Ankers 16 zu unterstützen. Auf diese Weise kann der Grundanker 16 für eine weitere Verwendung vollständig geborgen werden. Das Einbetten und Bergen des Ankers 16 an einer Stelle im tiefen Wasser sowohl in weicheren als auch in festeren Meeresboden ohne Verwendung einer üblichen Rammvorrichtung oder eines Bohrschiffes irgendwelcher Art ist ein entschiedener Vorteil.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Grundanker für tiefes Wasser, der aus einem unten offenen, eine relativ geringe Wandstärke aufweisenden, rohrförmigen Teil und einer dieses oben abschließenden Gewichtskappe besteht, wobei die Gewichtskappe oben mit einem Tragring versehen ist, und zum Druckabsenken bzw. zur Druckerhöhung im rohrförmigen Teil eine von einem an der Wasseroberfläche befindlichen Fahrzeug zum Ausbringen bzw. Aufholen des Grundankers über eine Schaltleitung .fernbedienbare Saug- bzw. Fülleinrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des rohrförmigen Teils (20) ein Vielfaches seines Durchmessers beträgt und die Gewichtskappe (24) ausschließlich mit festem Ballast beschwert ist und daß in an sich bekannter Weise auf dem Fahrzeug (12) zum Ausbringen und Aufholen des Grundankers (16) eine Pumpe (42) angeordnet ist, die über eine Saug- bzw. Druckleitung (40) mit der Saug- bzw. Fülleinrichtung (35, 38, 43) für das rohrförmige Teil (20) verbunden ist, so daß der Druck unabhängig vom Wasserdruck geändert werden kann.