DE2320734C3

DE2320734C3 - Underwater vehicle for work on the seabed

Info

Publication number: DE2320734C3
Application number: DE19732320734
Authority: DE
Inventors: Fritz Dr. Abels; Wilfried Ing.(Grad.) 2400 Luebeck Block; Gert Ing.(Grad.) Ingwersen; Peter Dipl.-Ing. 2401 Ratekau Krueger
Original assignee: Ingenieurkontor Luebeck Prof Dipl- Ing Ulrich Gabler 2400 Luebeck
Current assignee: Ingenieurkontor Luebeck Prof Dipl- Ing Ulrich Gabler 2400 Luebeck
Priority date: 1973-04-25
Filing date: 1973-04-25
Publication date: 1978-06-08
Also published as: DE2320734B2; DE2320734A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Unterwasserfahrzeug mit Antrieben für eine allseitige Bewegung, bestehend aus einem durchfluteten Hüllkörper, der druckfeste, miteinander durch Tunnel verbundenen Kapseln, Tauchzellen und Trimmzellen umgibt.The invention relates to an underwater vehicle with drives for all-round movement, consisting of a flooded enveloping body, the pressure-resistant capsules connected to one another by tunnels, diving cells and surrounds trim cells.

Für bestimmte Unterwasserarbeiten auf dem Meeresboden sind Tauchfahrzeuge sowie bemannte und unbemannte fernsteuerbare Arbeitsgeräte entwickelt worden. Diese Arbeitssysteme können im wesentlichen nur mit hochspezialisierten Tauchergruppen bemannt werden und sind ferner so ausgelegt, daß sie keine großen Reaktionskräfte bei kraftschlüssigen Arbeiten aufnehmen können. Bei Einsat/ von Tauchern sind diese Systeme in ihrer Tauchtiefe eingeschränkt.For certain underwater work on the seabed are submersible vehicles as well as manned and unmanned remote-controlled work equipment has been developed. These work systems can essentially are manned only with highly specialized diving groups and are also designed so that they do not can absorb large reaction forces during frictional work. When used by divers, these are Systems limited in their diving depth.

So ist in der britischen Patentschrift 11 87 8J5 ein Unterwasserfahrzeug offenbart, das innerhalb eines durchfluteten Hüllkörpers druckfeste, durch Tunnel miteinander verbundene Kapseln als Arbeits-, Aufenthalls- und anderweitige Niitzräume aufweist, wobei ein Teil der Räume zu einer torusartigen Einheit zusammengefaßt ist. Einige Räume dieser Einheit weisen nach außen gerichtete Fenster zur Beobachtung von Taucherarbeiten auf, während der Innenraum des Torus mit Antriebsbatterien für das Unterwasserfahrzeug vollständig ausgefüllt ist. Neben den schon erwähnten Nachteilen ist bei diesem Fahrzeug zu bemängeln, daß alle außerhalb des Fahrzeugs durchzuführenden Arbeiten von Tauchern ausgeführt werden müssen, daß das Fahrzeug keine unter Wasser zu installierenden Baueinheiten wie beispielsweise Bohrbrunnen, Bohrköpfe, oder anderweitig zu benutzende Hilfseinrichtungen wie Ausstiegskammern, Dekompressionskarnmern von Versorgungsbasen, z. I). Schiffen, übernehmen und transportieren kann und daß diese Einheiten und Einrichtungen ohne Ausstieg von Tauchern und ohne Positionsänderung des Unterwasserfahrzeuges nicht manövriert und montiert werden können.So is in British Patent 11 87 8J5 a Underwater vehicle discloses that pressure-resistant through tunnel within a flooded enveloping body interconnected capsules as work, residence and other rivet spaces, some of the spaces combined to form a toroidal unit is. Some rooms in this unit have outward-facing windows for observation Diving works on, while the interior of the torus with propulsion batteries for the underwater vehicle is completely filled out. In addition to the disadvantages already mentioned, this vehicle has to criticize that all work to be carried out outside the vehicle must be carried out by divers so that the Vehicle no structural units to be installed under water such as drilling wells, drilling heads, or other auxiliary equipment to be used such as exit chambers, decompression chambers of supply bases, e.g. I). Ships, can take over and transport and that these units and Facilities without the exit of divers and without changing the position of the underwater vehicle are not can be maneuvered and assembled.

Aus der US-Patentschrift M 08 822 ist eine anilriebslose Tauchstation für Unterwasserarbeiten bekannt. Abgesehen davon, daß diese Station infolge ihrer erforderlichen Fesselung an eine Versorgungsbasis nicht unabhängig von der Basis unter Wasser angetrieben und manövriert werden kann, somit also wetterund seegangsabhängig ist, ist der Arbeitsraum dieser Station als gegen das Meerwasser abdichtbare Kammer ausgebildet. Nach der Positionierung der Station auf einer am Meeresboden bereits montierten Einrichtung ragt ein Teil dieser Einrichtung in die Kammer hinein, und aus dieser Kammer muß nun das Wasser entfernt werden, um Arbeiten an dem Teil der Einrichtung durchführen zu können. Das Arbeiten mit und in dieser Station ist daher sehr umständlich.From US patent specification M 08 822 is a non-drive Diving station known for underwater work. Apart from the fact that this station as a result of her required shackling to a supply base not powered independently from the base underwater and can be maneuvered, i.e. it is dependent on the weather and the sea, this is the work area Station designed as a sealable chamber against the sea water. After positioning the station on of a device already installed on the seabed, part of this device protrudes into the chamber, and the water must now be removed from this chamber in order to work on that part of the facility to be able to perform. Working with and in this station is therefore very cumbersome.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Unterwasserfahrzeuges der einleitend angeführten Art, welches einfach aufgebaut und mit dem es ίο möglich ist, in der Meerestechnik, insbesondere bei der Gewinnung von Erdöl und Erdgas aus größeren Tauchtiefen im Offshore-Bereich, ohne Beeinflussung durch Wetter- und Seegangsbedingungen schwere Geräte und Baueinheiten auf einfache Weise zuverlässig "5 zum Meeresboden zu transportieren, absetzen und montieren und/oder hier kraftschlüssige Arbeiten ausführen zu können.The object of the invention consists in creating an underwater vehicle of the ones mentioned in the introduction Kind, which is simply structured and with which it is ίο possible in marine technology, especially in the Extraction of crude oil and natural gas from greater depths in the offshore area, without interference due to weather and sea conditions heavy equipment and structural units reliably and in a simple manner "5 to transport, set down and assemble to the seabed and / or here force-fit work to be able to perform.

Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß ein durchfluteter Arbeitsraum zentral zwischen einerThe solution to the problem is that a flooded work space centrally between a

^o vorderen und hinteren bemannten Kapsel und seitlichen Tauchzellen und Trimmzellen unterhalb einer mit den bemannten Kapseln durch Tunnel verbundenen, eine obere und untere Schleuse aufweisenden Versorungskapsel angeordnet ist und als Transport- oder Laderaum mit von den Kapseln aus beobachtbaren und betätigbaren, zur Übernahme von Lasten dienenden Winden, Geräten und Manipulatoren versehen ist.^ o anterior and posterior manned capsule and lateral Immersion cells and trim cells below one connected to the manned capsules by tunnels, one Upper and lower lock having supply capsule is arranged and as a transport or cargo space with winches that can be monitored and operated from the capsules and used to take over loads, Devices and manipulators is provided.

Durch diese Lösung ist ein bemanntes, angetriebenes und von eine:. Versorgungsbasis unabhängiges Unterwasserfahrzeug geschaffen, mit dem alle vorkommenden Unterwasserarbeiten bis zu Tauchtiefen des Kontinentalschelfabhanges unter atmosphärischem Druck vom Innern der Kapsel aus durchgeführt werden können. Auch ist es möglich, Arbeiten von druckfesten Einheiten vornehmen zu können, die, angekuppelt an die Versorgungskapsel, an dem jeweiligen Arbeitsplatz in Stellung gebracht sind. Diese Arbeiten sind am Meeresboden direkt unabhängig von Seegangs- und Wetterbedingungen in dem brunnenartigen Laderaum durchführbar, in den von unten Arbeitsgeräte und Baueinheiten, die von einem Versorgungsschiff in das Wasser gelassen werden, durch Winden geschützt innerhalb des Hüllkörpers übernommen und angedockt werden, wobei die Übernahme im getauchten oder ungetauchten Zustand des Unterwasserfahrzeuges erfolgen kann. Das Unterwasserfahrzeug ist dabei in der Lage, die Arbeitsgeräte oder Baueinheiten ungestört an genau festgelegten Stellen des Meeresbodens abzusetzen, wobei dann die erforderlichen Arbeiten unter normalem Atmosphärendruck vom Innern der Kapsel aus durchgeführt werden können, wobei auch Arbeiten, die erhebliche Kräfte erfordern, kraftschlüssig bewältigt werden können. Durch den bruiiiienartigen Transport- und Laderaum treten keine Überhänge der Arbeitsgeräte oder Baueinheiten aus dem Hiillkörper heraus, so daß das Unterwasserfahrzeug voll manövrierfähig bleibt, sich auf dem Meeresboden absetzen sowie an Begleitschiffen oder Kaianlagen anlegen kann, ohne daß seine Ladung beschädigt wird.Through this solution is a manned, powered and one of :. Supply base independent underwater vehicle created, with which all occurring underwater work up to diving depths of the The continental shelf slope can be carried out under atmospheric pressure from inside the capsule can. It is also possible to work from pressure-resistant units that are coupled to the supply capsule are positioned at the respective workplace. This work is on Sea floor directly independent of swell and weather conditions in the well-like hold feasible, in the implements and structural units from below that are transferred from a supply ship to the Water left, taken over protected by winds within the envelope and docked the takeover in the submerged or non-submerged state of the underwater vehicle can be done. The underwater vehicle is able to connect the equipment or structural units undisturbed precisely defined locations on the seabed, with the necessary work then being carried out under normal atmospheric pressure can be carried out from inside the capsule, including work which require considerable forces, can be mastered with a force fit. Due to the bruiiiien-like transport and cargo space, no overhangs of the implements or structural units come out of the shell, so that the underwater vehicle remains fully maneuverable, settles on the seabed as well as on Can moor escort ships or quays without damaging its cargo.

Die Erfindung ist nachstehend aniiand eines in der Zeichnung dargestellten Aiisfiihningsbeispieles näher erläutert. Es zeigtThe invention is hereinafter referred to as one in the Drawing shown Aiisfiihningsbeispieles closer explained. It shows

Fig. 1 einen mittleren senkrechten schematischen Längsschnitt durch das Unterwasserfahrzeug bzw. denFig. 1 is a central vertical schematic longitudinal section through the underwater vehicle or the

''5 Geräteträger,'' 5 equipment carriers,

Fig. 2 einen vergrößerten Querschnitt nach Linie H-Il der F ig. I,Fig. 2 is an enlarged cross-section along the line H-Il the fig. I,

Fig.) einen vergrößerten schematischen SchnittFig.) An enlarged schematic section

nach Linie JII-IIIder Fig. 1,according to line JII-III of Fig. 1,

Fi g. 4 eine Darstellung zur Übernahme von Geräteoder Baueinheiten durch den Geräteträger von einem Versorgungsschiff in drei Übernahmephasen.Fi g. 4 shows a representation of the takeover of devices or Structural units through the equipment carrier from a supply ship in three takeover phases.

Das Unterwasserfahrzeug bzw. der Geräteträger besteht aus einem durchfluteten schiffsförniigen Hüllkörper 1 mit Oberdeck 2, aus zwei im Hüllkörper mit freiem Abstand in Längsrichtung angeordneten druckfesten Kapseln 3,4, die mittels druckfester Tunnel 5 über tine druckfeste Versorgungskapsel 6 miteinander verbunden sind. Außerhalb der Kapseln 3, <* sind m Hüllkörper ί beidseitig großräumige Tauchzellen Ta und große Regel- und Trimmzellen 7 angeordnet. Die Kapseln 3, 4, die seitlichen Regel- und Triinmzellen 7, die seitlichen Tauchzellen 7a und untere seitliche Kufen 8 begrenzen unterhalb der Versorgungskapsel 6 und des Oberdecks 2 einen unten offenen brunnenartigen Arbeitsraum 9 zur Aufnahme von zu transportierenden Arbeitsgeräten oder Baueinheiten.The underwater vehicle or the equipment carrier consists of a flooded ship-shaped enveloping body 1 with upper deck 2, two pressure-resistant capsules 3, 4 arranged in the enveloping body at a free distance in the longitudinal direction, which are connected to one another by means of a pressure-tight tunnel 5 via a pressure-tight supply capsule 6. Outside the capsules 3, <* are arranged m enveloping body ί on both sides large-scale immersion cells Ta and large control and trim cells 7. The capsules 3, 4, the lateral control cells 7, the lateral diving cells 7a and lower lateral runners 8 delimit below the supply capsule 6 and the upper deck 2 a well-like working space 9 open at the bottom for accommodating work equipment or units to be transported.

Vor und hinter dem Brunnen 9 ist der Geräteträger beidseitig mit verschwenkbaren Propellerantrieben 10 versehen, durch die der Geräteträger im Wasser aufwärts und abwärts manövriert werden kann, und außerdem sind vor und hinter dem Brunnen beidseitig zusätzliche Propellerantriebe 11 vorgesehen, durch die der Geräteträger traversieren und um eine lotrechte Achse drehen kann.In front of and behind the well 9 there is the equipment carrier with pivotable propeller drives 10 on both sides provided, through which the equipment carrier can be maneuvered up and down in the water, and In addition, additional propeller drives 11 are provided on both sides in front of and behind the well, through which the equipment carrier can traverse and rotate around a vertical axis.

Hie Kapseln 3, : sind mit Fenstern \2 zur Beobachtung des Brunnens 9 versehen und im I mern dieser Kapseln J, 4 sind von der Bemannung bedienbare .Steuerungen angeordnet, durch die im Brunnen 9 gelagerte Pumpen, Winden, hydraulische Manipulatoren, Geräte, Blockiereinrichtungen, Scheinwerfer od. dgl. betätigbar sind. Die Kapseln 3, 4 dienen also dazu, im Brunnen 9 Arbeiten oder Geräte zu beobachten, zu überwachen und zu bedienen. Die obere, den Brunnen 9 abdeckende Versorgungskapsel 6 ist vorteilhaft über eine Nabelschnur oder ein Kabel 13 mit einer Versorgungseinheit, z. B. einem Versorgungsschiff, einer Versorgungsboje od. dgl. verbunden, so daß den Antrieben des Geräteträgers die erforderliche Energie zugeführt werden kann, ohne daß dadurch die eigene Bewegungsfreiheit des Geräteträgers gestört wird. Zusätzlich wird in den Kapseln eine eigene Energiequelle, z. B. Batterieeinheiten, untergebracht, um Ausfallzeiten zu überbrücken.Hie capsules 3,: are provided with windows \ 2 for observing the well 9 and inside these capsules J, 4 are arranged controls that can be operated by the crew, through which pumps, winches, hydraulic manipulators, devices, blocking devices stored in the well 9 , Headlights or the like. Are operable. The capsules 3, 4 are therefore used to observe, monitor and operate work or devices in the well 9. The upper, the well 9 covering supply capsule 6 is advantageous via an umbilical cord or a cable 13 with a supply unit, for. B. od a supply ship, a supply buoy. In addition, the capsules have their own energy source, e.g. B. Battery units, housed to bridge downtime.

Die Versorgungskapsel 6 ist weiter mit einer oberen und unteren Schleuse 14 und 15 versehen, über deren oberes Element 14 Geräte, Ersatzteile, Verbrauchsgüter und Besatzungen einschleusbar sind, während das unten; Element zur Kopplung an druckfeste, leerpumpbare Ausstiegkammern, Dekompressionskammern, Produktionsbruiitien, Bohrkopfverschlüsse 16 (strichpunktiert angedeutet) od. dgl. dient, in die die Bemannung einsteigen kann, um z. B. Rohranschlüsse herzustellen, die zu einer Sammelstelle von Erdöl od. d^l führen.The supply capsule 6 is further provided with an upper and lower lock 14 and 15, over which Upper element 14 devices, spare parts, consumables and crews can be smuggled in, while the below; Element for coupling to pressure-resistant, pumpable exit chambers, decompression chambers, Production branches, drill head locks 16 (dash-dotted indicated) or. The like. Serves, in which the crew can board to B. Establish pipe connections, to a collection point of petroleum od. d ^ l to lead.

Die Arbeitsweise des Geräteträgers zum Transport von Arbeitsgeräten, Baueinheiten od. dgl. zu bestimm ten Stellen des Meeresbodens erfolgt z. B. nach Fig. 4 so, daß die Baueinheit 17 vom Versorgungsschiff 18 über einen Kran und eine Winde ins Wasser abgesenkt wird, nachdem vorher die Seile der im Ladebrunnen 9 des Geräteträgers vorgesehenen Winden angeschlagen sind, wie in der Position 1 angedeutet ist. Der an der ί Wasseroberfläche befindliche Geräteträger übernimmt nach Positionen 2 und 3 über die Windseile nach und nach das Gewicht der Baueinheit 17, bis sie etwa senkrecht nach unten hängt. Es werden dann die Seile der Winde des Versorgungsschiffes gelöst und dann ίο wird die Baueinheit durch die Winden des Geräteträgers in den Ladebrunnen gehievt, wo sie durch hydraulische Gestänge 20 blockiert wird. Damit ist die Baueinheit allseitig geschützt im Brunnen 9 untergebracht. Sodann beginnt die Tauchbewegung des 5 Geräteträgers, bis sich sein Brunnen genau oberhalb der Stelle des Meeresbodens befindet, an der die Baueinheit abgesetzt und montiert werden soll, wobei sich der Geräteträger mit den Kufen 8 auf dem Boden abstützt. Um dabei Bodenunebenheiten auszugleichen, können aus den Kufen 8 Stelzen 19 ausgefahren werden.The mode of operation of the equipment carrier for the transport of work equipment, structural units or the like. To be determined th places of the seabed takes place z. B. according to FIG. 4 so that the structural unit 17 is lowered from the supply ship 18 via a crane and a winch into the water, after hitting the ropes of the winches provided in the loading well 9 of the equipment carrier are as indicated in position 1. The equipment carrier located on the ί surface of the water takes over after positions 2 and 3 over the wind ropes gradually the weight of the structural unit 17 until it is about hangs straight down. The ropes of the winch of the supply ship are then loosened and then ίο is the unit through the winches of the device carrier heaved into the loading well, where it is blocked by hydraulic rods 20. That’s the Unit housed in well 9 protected on all sides. Then the diving movement of the begins 5 equipment carrier until its well is exactly above the point on the seabed where the structural unit is is to be set down and assembled, the equipment rack being supported with the runners 8 on the floor. In order to compensate for unevenness in the ground, 8 stilts 19 can be extended from the runners.

Es ist selbstverständlich möglich, die zu transportierende Baueinheit od. dgl. auch bei getauchtem Geräteträger zu übernehmen, wobei es entweder möglich ist, die Baueinheit durch die Winde des VersorgungsschiffesIt is of course possible to transport the structural unit or the like even when the equipment rack is submerged to take over, whereby it is either possible to winch the structural unit through the supply ship

2s unter den schwebenden Geräteträger oder bis auf den Meeresboden abzusenken, wobei aber vorher die Windenseile des Geräteträgers ebenfalls an der Baueinheit befestigt sind. Nach Lösen der Baueinheit von den Seilen des Versorgungsschiffes bewegt sich der2s under the floating equipment rack or up to the Lower the sea floor, but before that the winch cables of the equipment carrier also have to be attached to the Assembly are attached. After detaching the unit from the ropes of the supply ship, the moves

,o Geräteträger getaucht im Wasser, bis er sich senkrecht über der auf dem Meeresboden abgesetzten Baueinheit befindet, die dann von der Winde im Ladebrunnen unter Erhöhung des Auftriebs des Geräteträgers bis in den l.adebrunnen angehoben und blockier! wird. Darauf, o Equipment carrier submerged in water until it is vertical is located above the subassembly, which is set down on the seabed, which is then lifted by the winch in the loading well below Increase in buoyancy of the device carrier up to the loading well raised and blocked! will. Thereon

^ erfolgt wieder die Abwartsbewegung des Geräteträgers, bis er sich genau oberhalb der Montagestelle am Meeresboden befindet, so daß dann das erwähnte Absetzen und Montieren der Baueinheit erfolgen kann. In jedem Fall ist es durch den Geräteträger möglich.^ the downward movement of the device carrier takes place again, until it is exactly above the assembly point on the seabed, so that then that mentioned Deposition and assembly of the unit can be done. In any case, it is possible through the equipment rack.

unbeeinflußt durch Wetter- und Seegangsbedingungen schwerste Arbeitsgeräte oder Bauelemente im Ladebruniien geschützt aufzunehmen und genau an jeder erforderlichen Stelle des Meeresbodens abzusetzen und zu montieren, wobei die Arbeiten von den Kapseln 3, 4 aus bei Atmosphärendruck unter Beobachtung, Überwachung und Bedienung gesteuert werden. Durch den Geräteträger ist es möglich, ein gezieltes und dosiertes Absetzen und Absenken von Bauteilen ajch für am Meeresboden angeordnete Einrichtungen, z. B. Bohrlochköpfe, durchzuführen und auch möglich, Bodenuntersuchungen, Standortbestimmungen, Vorbereitungsarbeilen für Bohreinheiten, Arbeiten am Bohrloch beim Bohren, die Ausrüstung des Bohrlochkopfes und die Einrichtung von Sammelleitungen od. dgl. vorzuneh-Unaffected by weather and sea conditions, the heaviest work equipment or components in the loading bridge protected and set down at every required point on the seabed and to assemble, the work being carried out from the capsules 3, 4 at atmospheric pressure under observation, supervision and operation can be controlled. With the device carrier it is possible to carry out a targeted and dosed Settling and lowering of components ajch for facilities arranged on the seabed, e.g. B. Wellheads, to carry out and also possible, soil investigations, location determinations, preparatory work for drilling units, work on the borehole while drilling, the equipment of the wellhead and the Establishment of collecting lines or the like to be carried out

5s men.5s men.

Der Geräteträger kann auch durch die ausfahrbaren Stelzen 19 gegenüber dem Meeresboden geliftet werden, um ζ Β. versandete Bauteile, Verankerungen, Leitungen od. JgI. aus dem Meeresboden zu brechenThe equipment carrier can also be lifted by the extendable stilts 19 opposite the seabed be to ζ Β. Silted up components, anchors, lines or JgI. to break out of the ocean floor

do und dabei auch Kontrollen auszuführen.do and also carry out controls.

Hiei/u 4 Matt ZeichnungenHiei / u 4 matt drawings

Claims

Claim:

Underwater vehicle with drives for all-round movement, consisting of a flooded enveloping body, the pressure-resistant capsules connected to one another by tunnels. Surrounds diving cells and trim cells, characterized in that a flooded work space (9) centrally between a front and rear manned capsule (3, 4) and lateral diving cells (7a) and trim cells (7) below one with the manned capsules through a tunnel (5) connected, an upper and lower lock (14, 15) having supply caps! (6) and is provided as a transport or loading space with winches, devices and manipulators that can be monitored and operated from the capsules and used to take over loads.