DE2317913B2 - Einrichtung zum verbinden eines unterseeischen rohranschlusstueckes und einer von der wasseroberflaeche aus absenkbaren rohrleitung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Verbinden eines unterseeischen, senkrecht stehenden Rohranschlußstückes und einer von der Wasseroberfläche auf den Meeresboden absenkbaren Rohrleitung, mit einem an dem einen Ende eines Zugseils angebrachten Vcrriegelungskopf, an die die absenkbarc Rohrleitung anschließbar und durch den sie in einer Aufnahmevorrichtung festlegbar ist, die an einer Basisplatte angeordnet und durch die das Zugseil hindurchgeführt ist.

Aus der DT-AS 12 26 056 ist eine Technik bekannt, um an einen auf dem Meeresboden angeordneten Bohrlochkopf von einer über dem Wasserspiegel angeordneten Arbeitsstation aus eine Rohrleitung anzuschließen. Dazu wird eine Ausrichtvorrichtung an dem Unterwasser-Bohrlochkopf verankert, und von einer Überwasserstation aus wird ein durch die Ausrichtvorrichtung hindurchgeführtes Zugseil, an dessen unterem Ende das Ende der zu verlegenden Rohrleitung angekoppelt ist, so weit hindurchgezogen, bis das Rohrleitungsende in eine gegenüber dem Unterwasser-Bohrlochkopf ausgerichtete Lage gelangt, in der eine Verriegelung zwischen der Ausrichtvorrichtung und dem Rohrleitungsendc erfolgt.

Weiterhin ist gemäß DT-AS 13 00 886 eine Einrichtung bekannt zum Anschließen einer Rohrleitung voider Wasseroberfläche aus an eine Unterwasseranlage insbesondere an einen Bohrlochkopf, mittels einer absenkbaren und an der Unterwasseranlage verankerbaren Ausrichtvorrichtung, einschließlich eines Zugseil.» für das Verbringen des einen Endes der zu verlegender Rohrleitung in eine bezüglich der Unterwasseranlagc ausgerichtete Position. Bei dieser bekannten Einrichtung wird von einer schwimmenden Arbeitsplaufonr aus ein Rohrstrang mit einem daran angeschlossener Rahmen auf Führungsmittel einer den Unterwasser Bohrlochkopf umgebenden Basisplatte abgelassen, wo bei der Rahmen ein Verriegelungswerkzeug trägt, da; mit einer an der Basisplatte befestigten Ausrichtvorrichtung in Eingriff gebracht wird. Wie bei der zucrsi genannten bekannten Einrichtung wird auch hier mittels eines Zugseils das Ende des zu verlegenden Rohre; durch die Ausrichtvorrichtung in das darüber befindliche Verriegelungswerkzeug hineingezogen.

Mit Hilfe eines durch den Rohrstrang und das Ver riegelungswerkzeug abgelassenen zweiten Zugseils um einem daran befestigten Einholwerkzeug wird nunmehi das mit der zu verlegenden Rohrleitung gekoppelte Seil eingefangen und dann durch die Ausrichtvorrich tung bis in das Verriegelungswerkzeug hineingezogen um eine Ausrichtung bezüglich des anzuschließender Bohrlochkopfes herbeizuführen. Nachdem das an/u schließende Ende der zu verlegenden Rohrleitung au

Weise bezüglich des Bohrlochkopfes und im Hinölick auf die später dazwischen anzubringende Rohrverbindung ausgerichtet worden ist. wird dis Verricgelungswerkzeug zusammen mit dem R-.ihmen und dem Rohrstrang zur Arbeitsplatiform wieder hochgezogen. Diese bekannte Einrichtung erfordert einen verhältnismäßig großen Aufwand und unter Berücksichtigung des mittels eines Rohrstrangs abzulassenden und wieder einzuhoLviden Rahmens mit daran befestigtem Verriegelungswcrkzeug eine umständliche Handhabung insbesondere bei größerer Meerestiefe.

Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs bezeichneten Art dahingehend weiterzubilden, daß sich der Gesamiaufbau vereinfacht und insbesondere die bei Arbeiten in größerer Meerestiefe auftretenden Schwierigkeiten beseitigt werden.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Basisplatte als Einheit mit der auf ihr fest angeordneten Aufnahmevorrichtung auf den Meeresboden absenkbar und auf diesem festlegbar ist und daß der Verricgelungskopf einen Teil eines mit einem vertikalen Anschluß der absenkbaren Rohrleitung versehenen Rahmens bildet, der mit Hilfe des Verricgelungskopfes und der Aufnahmevorrichtung bezüglich der Basisplatte ausrichtbar ist und eine den Anschluß für die absenkbarc Rohrleitung umgebende, vertikale Führungsvorrichtung aufweist.

Ein Vorteil dieser Einrichtung besteht darin, daß sie sich im wesentlichen aus zwei verhältnismäßig einfach zu handhabenden Einheiten oder Baugruppen zusammensetzt, die mit Hilfe des Verricgelungskopfes untereinander verbunden werden. Die eine Baugruppe besteht aus der Basisplatle mit der auf ihr fest angeordneten Aufnahmevorrichtung, wobei zum Ablassen dieser Basiseinheit vom Arbeitssehiff od. dgl. nur ein Zugseil erforderlich ist. Die zweite Baugruppe besteht aus dem den vertikalen Anschluß der absenkbaren anzuschließenden Rohrleitung tragenden Rahmen, an dem außerdem der Verriegelungskopf befestigt ist. Mit Hilfe des Verriegelungskopfes wird über das Zugseil die gesamte Rahmen-Baugruppe bezüglich der Basisplatte positioniert. Die vorgeschlagene Einrichtung ermöglicht die einfache Durchführung des Arbeitsverfahrens mit großer Zuverlässigkeit, unabhängig von der Meerestiefe. Die eigentliche Verbindung zwischen dem bereits vorhandenen unterseeischen Rohranschluß, ζ. Β. einem Bohrlochkopf, und dem innerhalb der vertikalen Führungsvorrichtung auf dem Rahmen angeordneten vertikalen Anschluß der abgelassenen Rohrleitung kann mit Hilfe einer z. B. an einem Seil abzulassenden und einfach zu handhabenden automatischen Kupplungsvorrichtung erfolgen, die jedoch nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist.

Um die Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit der Einrichtung zu gewährleisten, insbesondere auch im Hinblick auf die sich möglicherweise am Verricgelungskopf festsetzenden Algen u.dgl., wird weiterhin vorgeschlagen, daß die Aufnahmevorrichtung mit Längsmessern versehen ist. deren Profil demjenigen des Verriegelungskopfes angepaßt ist. wobei der in der Aulnahmevorrichtung aufgenommene Verriegelungskopf auf die Messer aufsetzbar ist. Dadurch werden beim Einführen des Verriegelungskopfes Alagen und andere Ablagerungen durch die Schneiden gelöst und in die dazwischen befindlichen Zwischenräume verdrängt.

Weiterhin wird vorgeschlagen, daß an dem oberen Abschnitt der Führungsvorrichtung, die den senkrechten Anschluß der zu verlegenden Rohrleitung umgibt, eine Schwimmeinrichtung angeordnet ist; diese hält den Rahmen bezüglich der Basisplatte in einer Ankupplungsstellung. Dadurch wird das Absetzen, des Rahmens vereinfacht und das Einfädeln bzw. Ausrichten des Verriegelungskopfes bezüglich der Aufnahmevorrichtung beschleunigt.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen; in der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels ist die Erfindung an Hand von Zeichnungen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Schnittdarstellung der Basisplatte der Verbindungsanordnung während der Verankerung.

F i g. 2 eine schematische Darstellung des Arbeitsverfahrens beim Ablassen der Basisplatte von der Meeresoberfläche auf den Grund,

F i g. 3 eine schematische Darstellung des Arbeitsverfahrens beim Ablassen des Anschlußrahmens für das Ende des ersten Rohrleitungsabschnittes auf der Basisplane.

Fig.4 einen Schnitt durch die Befestigungsvorrichtung für den Verriegelungskopf des Rahmens, F i g. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V in F i g. 4, Fig. 6a einen Teilschniit durch den Rahmen,

F i g. 6b einen Schnitt durch den Rahmen und durch die Basisplatte in Fortsetzung der Darstellung von F i g. 6a an der Anschlußlinie A und F i g. 7 eine Übersicht über die Gesamtanordnung nach der Erfindung.

Die schematische Schnittdarstellung nach F i g. 1 zeigt eine Einheit 10 mit einer Basisplatte 1 und den darauf befestigten Bauteilen, nämlich einer Aufnahmc- und Befestigungsvorrichtung 3 für den Verriegelungskopf 22 und einer Seilrolle 7, die in Lagerstützen 24 gelagert ist. Diese Bauteile sind mit dem Sockel der Basisplatte fest verbunden. Dieser Sockel ist auf dem Meeresgrund an einem Pfahl 2 verankert, der in einer Mittelstellung dargestellt ist, um das Anbringen der Einheit 10 zu erläutern. Wenn der Pfahl eingetrieben ist, wird er an der Stelle 30 einbetoniert.

Die Aufnahme- und Befestigungsvorrichtung 3 enthält einen Führungskonus 21, ferner ein Gehäuse 12 mit einem Mantel 15 mit Messern 25, die ein ähnliches Profi! wie der Verriegelungskopf 22 besitzen und im einzelnen in F i g. 4 und 5 sichtbar sind, wobei das Gehäuse in einer Anschlagplatte 17 endet, die eine Öffnung 17;; enthält.

Wenn die Einheit 10 der Basisplatte 1 an Ort und Stelle gebracht bzw. abgelassen wird, verwendet man ein Seil 19, von dem ein Ende um eine Winde 27 eines Schiffes 28 läuft. Das andere Seilende ist um die Seilrolle 7 geführt, ferner durch die Führungsvorrichtung 3 und dann nach oben auf eine Winde 49 eines Bohrschiffcs 50. Das Einrammen bzw. die Verankerung eines Pfahls 2 in einer Öffnung der Basisplatte 1 ist ein an sich bekannter Vorgang, der nicht näher beschrieben zu werden braucht. Der Verankerungspfahl 2 wird bum Eintreiben gleichzeitig einzementiert. Sobald dieser Abschnitt des Arbeitsverfahrens durchgeführt worden ist, wird an dem auf dem Bohrschiff 50 oder einer Bohrinsel od. dgl. zum Zusammensetzen der Rohrabschnitte befindlichen Bereich des Seils 19 ein Schäkel 23 (Fig. 6b) befestigt, der mit einem Ring 29 des Verriegelungskopfes 22 gekuppelt ist und mit der Rohrstange 18 in Verbindung steht, die einen Teil des Rahmens 20 (Fig. 3) bildet. Diese Einheil bildet das Ende des ersten Abschnitts der auf der

Bohrinsel oder dem Bohrschiff 50 zusammengesetzten Rohrleitung.

Der Rahmen 20 enthält außer dem in Fig. bb gezeigten Verriegelungskopf 22, der am Ende der Rohrstange 18 befestigt ist, eine Schwimmeinrichtung 6 und eine am Sockel 4 (F i g. 6a) befestigte Kammer 31. Der am Schäkel 23 befestigte Ring 29 ist an dem Axialdrucklager 26 des Verriegelungskopfes 22 befestigt, dessen rückwärtiges Ende eine Schulter 32 bezüglich der Rohrstange 18 bildet.

Oberhalb der Kammer 31 befindet sich eine Führungs- und Ankupplungsvorrichtung 11, die einen vertikalen Anschluß 33 umgibt, welcher das Ende des ersten Abschnitts der Rohrleitung 34 bildet, an die sie mittels eines Krümmers 35 und einer horizontalen Drehdich- '5 tung 36 angeschlossen ist. Der Anschluß 33 kann durch eine Stopfbuchse 8 und durch eine Schutzkappe 9 verschlossen sein.

Um Betriebsfehler der Aufnahme- und Befestigungsvorrichtung 3 zu vermeiden, wenn der Verriegelungskopf 22 mit Algen oder anderen Meeresablagerungen 37 (F i g. 4) bedeckt ist, ist diese Vorrichtung zur zweimaligen Funktion während ihrer Einführungsbewegung ausgelegt. Zu diesem Zweck ist der Mantel 15 am Gehäuse 12 durch einen Scherstift 16 gehalten. Wenn im ²S Laufe des ersten Arbeitsganges das Seil 19 den Verriegelungskopf 22 in den Führungskonus 21 hineinzieht, werden die Meeresablagerungen 37 durch die Messer 25 (F i g. 5), auf die sich der Körper des Verriegelungs kopfes 22 anlegt, zurückgehalten oder zerrissen. In dem Maße, in dem das Seil 19 seine Zugkraft ausübt, werden die noch nicht von den Messern oder Schneiden abgerissenen Ablagerungen mitgenommen und dann in den Räumen zusammengedrückt, die die Schneiden voneinander trennen, so daß sich schließlich der Verriegelungskopf 22 vollständig im Inneren der Aufnahme befindet, die durch das Profil der Messer 25 gebildet ist. Der Scherstift 16 zerbricht unter der kontinuierlich über das Kabel 19 ausgeübte Zugwirkung, wenn sich der Verriegelungskopf vollständig auf die Schneiden aufgesetzt hat. Im zweiten Arbeitsgang ist der den Verriegelungskopf 22 entsprechend F i g. 6b umgebende Mantel 15 nicht mehr durch den Scherstift 16 gehaltert, so daß er sich nach rechts verschieben kann. Dadurch wird ein Haltebolzen 14 bewegt, der zuvor dazu gedient hat, eine Sperrklinke 13 außerhalb des Führungsweges des Verriegelungskopfes 22 zu halten. Am Ende der Bewegung gibt der Bolzen 14 die Sperrklinke i3 frei, die unter der Vorspannung einer Feder 38 sich hinter die Schulter 32 des Verriegelungskopfes 22 setzt, so daß dieser gefangen ist.

Obwohl man durch den mit dem Seil 19 ausgeübten Zug den Bruch des Scherstiftes 16 feststellen könnte, wird das Vollenden der Verriegelung durch Signale weitcrgemeldct, die beim Schließen eines schematisch angedeuteten Schalters 39 entstehen. Das Schließen des Schalters erfolgt auf Grund des nach unten gerichteten Antriebs der Schalterstange 40 bei der Entspannung der Vorspannfeder 38. Der Schalter 39 kann jeden beliebigen Signalgeber betätigen bzw. erregen, wie er an der Stelle 41 schematisch angedeutet ist.

Nach der Anzeige der Verriegelung des Verriegclungskopfes 22 im Rahmen 20 auf der Finhcit 10 der Basisplatte 1 kann man durch Verwendung eines Gestängezuges die Stopfbüchsendichtung beseitigen, die gegebenenfalls den vertikalen Anschluß 33 verschließt, worauf man diesen mit dem zugeordneten Rohrelement 45 (Fig. 7), das bereits am Meeresboden installiert ist, verbindet, und zwar mit Hilfe einer Anordnung, wie sie in der DT-OS 23 17 531, offengelcgt am 18. Oktober 1973, näher beschrieben ist. Die Führungsvorrichtung 11 und die bereits auf einem Sockel 46 befestigte Führungsvorrichtung 44 für die Rohrleitung 45 enthalten zu diesem Zweck Anschläge oder Nocken, die eine automatische Verriegelung der beiden Verbindungsstücke 43 und 47 steuern, die mittels einer Drehdichtungen 42 enthaltenen flexiblen Rohrleitung 48 untereinander verbunden sind, jedes Verbindungsstück besitzt einen Verriegelungs-Betätigungsteil 43;? oder 47a. der in Längsrichtung derart beweglich ist, daß bei einem Ablassen eines automatischen Verbindungsstückes 43 oder 47 in das Innere der Führungsanordnung 44 oder 11 ein automatischer Anschluß des Verbindungsstückes auf dem Ankupplungsflanscb 45a oder 33a des entsprechenden vertikalen Rohrelements 45 oder Anschlusses 33 erfolgt. Da die Verbindungsstücke 43 und 47 während ihres Absenkens durch die flexible Rohrleitung 48 miteinander in Verbindung stehen, braucht man nur eine Anordnung entsprechend der vorgenannten Patentanmeldung zu benutzen, um die Verbindung des vertikalen Anschlusses 33 mit dem vertikalen Rohrelement 45 in einem Arbeitsgang durchzuführen, wozu die vorgenannte Trägervorrichtung für die beiden Verbindungsstücke 43 und 47 einmal abgelassen wird.

Es sind zahlreiche Abänderungen möglich. Die Um lenk-Seilrolle kann durch beliebige andere Führungseinrichtungen ersetzt oder auch ganz weggelassen werden. Die Führungseinrichtungen können entweder di rekt auf der Basisplatte oder an der Aufnahmevorrich tung befestigt sein.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Verbinden eines unterseeischen, senkrecht stehenden Rohranschlußstückes i und einer von der Wasseroberfläche auf den Meeresgrund absenkbaren Rohrleitung, mit einem an dem einen Ende eines Zugseils angebrachten Verriegelungskopf, an den die absenkbare Ruhrleitung anschließbar und durch den sie in einer Aufnahmevorrichtung festlegbar ist, die an einer Basisplatte angeordnet und durch die das Zugseil hindurchgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisplatte (1) als Einheit (10) mit der auf ihr fest angeordneten Aufnahmevorrichtung (3) aui den ;s Meeresboden absenkbar und auf diesem festlegbar ist und daß der Verriegeiungskopf (22) einen Teil eines mit einem vertikalen Anschluß (33) der absenkbaren Rohrleitung (34) versehenen Rahmens (20) bildet, der mit Hilfe des Verriegelungskopfes ;o (22) und der Aufnahmevorrichtung (3) bezüglich der Basisplatte (1) ausrichtbar ist und eine den Anschluß (33) für die absenkbare Rohrleitung (34) umgebende vertikale Führungsvorrichtung (11) aufweist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Abschnitt des Rahmens (20) einen mit seitlichen Gleitkufenabschnitten versehenen Sockel (4) mit einer darauf angeordneten Kammer (31) aufweist, in der der vertikale Anschluß (33) an eine horizontale Drehdichtung (36) angeschlossen ist, an welcher der erste Abschnitt der Rohrleitung (34) befestigt ist, und daß der der Drehdichtung gegenüberliegende Abschnitt des Rahmens (20) an den Verriegeliingskopf (22) angeschlossen ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikale Führungsvorrichtung (11) des Rahmens (20) an ihrem oberen Abschnitt eine Schwimmeinrichtung (6) trägt.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmevorrichtung (3) für der Verriegelungskopf (22) einen Führungskonus (21). eine sich an den Konus (21) anschließende Aufnahmekammer und eine Sperrklinke (13) und der Verriegelungskopf (22) des Anschlußrahmens (20) mindestens eine Schulter (32) aufweisen, hinter die nach der Einführung des Verriegelungskopfes in die Aufnahmevorrichtung (3) die Sperrklinke (13) anlegbar ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmekammer mit Längsmessern (25) versehen ist, deren Profil demjenigen des Verriegelungskopfes (22) angepaßt ist, wobei der Verriegelungskopf auf die Messer (25) aufsetzbar ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5. dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmevorrichtung (3) einen verschiebbaren Mantel (15) mit einem Riegelbolzen (14) aufweist, der die Sperrklinke (13) hält und durch den die Sperrklinke (13) nach Aufnahme des Verriegelungskopfcs (22) in der Aufnahmevorrichtung (3) unter Verschiebung des beweglichen Mantels (15) freisetzbar ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (15) in seiner Ausgangsstellung durch einen Scherstift (16) gehaltert ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Signalgeber und ein diesem zugeordneter Schalter (39) vorgesehen sind und daß die Sperrklinke (13) eine Einrichtung zur Betätigung des Schalters aufweist, wobei der Schalter (39) durch das Freisetzen der Sperrklinke (13) beaufschlagbar ist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8. dadurch gekennzeichnet, daß auf der Basisplatte (1) eine Seilrolle (7) gelagert ist und der Verriegelungskopf (22) des Anschlußrahmens (20) mindestens eine Kupplungseinrichtung aufweist, wobei das Zugseil (19) von einer auf der Meeresoberfläche befindlichen Winde (27) um die Seilrolle (7) geführt ist.