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Verfahren und Anlage zum Gründen eines Bauwerks
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am Meeresboden Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gründen eines
bodenfesten Bauwerks am Meeresboden, Es ist bekannt, für eine Bohr- und Produktionsplattform
als Fundament eine durchgehende Unterwasserplatte vorzusehen, auf der Standbeine
der Plattform unter Wasser montiert werden können (Zeitschrift ?tSteel Times", Dezember
1973, Seite 859). Dieses Gründungsverfahren erfordert ein Planieren des Meeresbodens,
damit die Unterwasserplatte gleichmäßig aufliegt und keine zusätzlichen Spannungen
entstehen.
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Es ist auch bekannt, ein Fachwerk einer solchen Plattform durch Rammpfähle
zu gründen, die bündelweise um Standbeine herum angeordnet sind und bis zu mehr
als 100 Meter tief in den Boden eingetrieben werden (VDI Nachrichten 1973, Seite
8). Durch das Vorbohren und Rammen bedingt, sind auch hier umfangreiche Unterwasserarbeiten
auszuführen. Hinzu kommt, daß die Stahlrohrkonstruktionen der Fachwerke üblicherweise
liegend auf Helgen oder in Trockendocks von Werften montiert und in dieser Stellung
auf besonderen Schwimmkörpern zu dem Standort geschleppt werden, um sie erst dort
unter Wasser und wahrend des Absetzens durch Fluten aufzurichten (Zeitschrift t'Meerestechnik"
1973, Nr. 6, Seite 207off)* Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den baulichen
und zeitlichen Aufwand beim Gründen stark herabzusetzen und den Gründungsvorgang
zu vereinfachen und unabhängig vom Seegang und Wettereinflüssen zu gestalten.
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Diese Aufgabe ist nach dem erfindungsgemäBen Verfahren dadurch gelöst,
daß Schüttgut, insbesondere Sand und Kies, in der Nähe des Bauwerks aus dem Meeresboden
gewonnen und anschließend zu einer oder mehreren Gründungsstellen an dem Bauwerk
gefördert wird, Als solche Bauwerke kommen z.B. Bohr- und Produktionsplattformen
und Leuchtmasten in Betracht. Für das Schüttgut ergeben sich minimale Förderwege.
Da ein Seetransport des Schüttgutes ganz oder doch weitgehend entfällt, ist die
Gründung unabhängig von Wetter und Seegang, Gewinnung und Förderung des Schüttgut
es finden weit unterhalb des Welleneinflusses und meist auch in einem Tiefenbereich
statt, in dem keine störenden starken Meeresströmungen mehr auftreten. Das Gründungsverfahren
ist auch bei extremen Meerestiefen von etwa 500 m in seinem Ablauf genau zu überwachen,
z.B. mittels eines InBpektions-U-Boots. Gründungestellen können z,B, die Füße des
Bauwerks sein. Die Zusammensetzung des Meeresbodens ist
auch im
Bereich des beabsichtigten Abräumfeldes in der Nähe des Bauwerks lange vor dem Aufstellen
des Bauwerks durch Bodenuntersuchungen sehr genau bekannt. Wenn also für die Gründung
bestimmte Bodenarten, z.B, Kies, erforderlich, aber in dem Abraumfeld nicht vorhanden
sind, können diese fehlenden Bodenarten z.B. mit Schiffen zugeliefert und in das
Gründungssystem eingespeist werden. Dies gilt auch für Bruch- oder Formsteine, die
z,B. durch das sogenannte "Klappen" aus Spezialschiffen mit großer Treffgenauigkeit
über den Gründungsstellen abgeworfen werden können. Die hohe und weitgehend konstante
Pörderleistung des Schüttgutes ermöglicht eine verhältnismäßig einfache und kostengünstige
Ausbildung des Bauwerks im Bereich der Gründungsstellen. Die Gewinnung und Förderung
des Schüttgutes kann je nach den vorherrschenden Bodenverhältnissen entweder rein
hydraulisch oder hydraulisch-pneumatisch oder mechanisch-hydraulisch erfolgen. Im
letzteren Fall wird der Boden zunächst mechanisch gelockert und damit für die hydraulische
Abförderung'aufbereitet.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird das Schüttgut vor Erreichen
der Gründungsstellen klassiert. Diese Klassierung kann von dem Arbeitsdeck der Plattform
oder einem Führungsschiff aus gesteuert werden und gestattet es, Schüttgut bestimmter
gewünschter Körnungen in den einzelnen Gründungsphasen und örtlich gezielt zur Verfügung
zu stellen.
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Zur Einsparung von Förderenergie ist es zweckmäßig, erfindungsgemäß
das Schüttgut von einem Gewinnungsort bis zu der oder den Gründungsstellen in Meeresbodennähe
zu fördern.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden Gründungskörper
des Bauwerks im Abstand von dem Meeresboden gehalten und dann unter die Gründungskörper
Fundamentschüttgut und anschließehd auf die Gründungskörper Ballastschüttgut gebracht.
Das Fundamentschüttgut besteht vorzugsweise aus Kies. Die Gründungskörper und das
Fundamentschüttgut werden mit dem Ballastschüttgut in hoher Überdeckung überschüttet.
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Dadurch tritt eine natürliche und sehr wirkungsvolle Verdämmung und
damit Sicherung des Fundamentschüttguts
ein. Deswegen brauchen
an das Fundamentschüttgut keine besonders hohen Ansprüche gestellt zu werden, so
daß es im allgemeinen auch aus dem benachbarten Meeresboden entnommen werden kann.
Das Ballastschüttgut kann z,B aus Sand und/oder Kies bestehen und bildet naturgemäß
unter Wasser eine verhältnismäßig flache Böschung aus, die ein gegebenenfalls an
den Gründungsstellen vorhandenes Strömungsfeld kaum stört und deshalb auch von der
Strönung praktisch nicht beschädigt wird, Wenn jedoch wegen besonders starker Grund
strömungen eine solche Beschädigung zu erwarten ist, kann nach der Erfindung der
letzte Teil des Ballastschüttguts zur Sicherung der Böschung mit einem Bindemittel
versetzt werden.
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Dies kann z,B durch Injektion oder Sprühen des Bindemittels geschehen.
Es können auch Matten, Paschinen o.dgl.
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zum Schutz der Böschung gegen Auskolken verwendet werden.
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Wahlweise kann die oberste Schicht des Ballastschüttguts aus Bruch-
oder Formsteinen bestehen, die z.B. durch das sogenannte Klappen aufgeworfen werden,
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist ferner gelöst durch eine Anlage,
bei der im Abstand von dem Bauwerk eine oder mehrere Gewinnungs- und Fördereinheiten
für das Schüttgut auf dem Meeresboden absetzbar sind, und bei der sich von jeder
Gewinnungs- und Fördereinheit ein oder mehrere Förderrohre jeweils zu einer der
Gründungsstellen erstrecken, Solche Gewinnungs- und Fördereinheiten, die entweder
rein hydraulisch oder hydraulisch-pneumatisch oder mechanisch-hydraulisch arbeiten,
sind an sich bekannt und bewahrt. Diese Einheiten können entweder trocken (druckfest)
oder naß (geflutet) ausgelegt sein. Außerdem können die Einheiten für ein Andocken
ausgebildet sein, um an Ort und Stelle Inspektionen und Wartungen durchführen und
gegebenenfalls in den Betriebsablauf direkt eingreifen zu können. Die Einheit oder
Einheiten können eine gewisse Zeit nach Beendigung der Schttgutförderung noch an
Ort und
Stelle verbleiben, um gegebenenfalls auftretende Formänderungen
der Schüttkegel noch ausgleichen zu können.
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Im Anschluß daran können die Einheiten und auch die Förderrohre wiedergewonnen
werden.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist jede Gewinnungs- und
Fördereinheit und/oder jedes Förderrohr über ein oder mehrere Tragseile mit einem
Schiff verbunden.
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Die Energieversorgungs- und Steuerleitungen für die Einheiten fuhren
zu einem Schiff und/oder einem Arbeitsdeck des Bauwerks. Die Einheiten mit ihren
Pörderrohren lassen sich von dem Schiff aus leicht über den Meeresgrund bewegen
und versetzen.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich
jedes Förderrohr mit einer Abwurfstelle in die Mitte und oberhalb einer der Gründungsseellen,
z.B.
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in einen Verteiler. Damit ist die selbsttätige, bezüglich der Gründungsstellen
symmetrische Schüttkegelausbildung gewährleistet, Über den Verteiler können z.B.
unterschiedliche Schüttgutfraktionen an unterschiedliche Ort innerhalb einer Gründungsstelle
gelangen.
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Die Flexibilität der Anlage wird gesteigert und die Wiedergewinnung
erleichtert, wenn erfindungsgemäß jedes Förderrohr mit dem Bauwerk lösbar verbunden,
z,B, auf dem Bauwerk abgelegt, ist, Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe
ist auch gelöst durch eine Anlage, bei der an dem Bauwerk wenigstens ein Förderrohr
angelenkt ist, an dessen freiem Ende eine Gewinnungs- und Fördereinheit für das
Schüttgut angeordnet ist, während Mittel zur Schwenkung des Pörderrohrs umsetne
Anlenkstelle einerseits mit dem Förderrohr und andererseits mit dem Bauwerk verbunden
sind. Die Anlenkung geschieht zweckmäßigerweise so, daß eine universelle Schwenkung
des Förderrohrs in der waagerechten und/ oder senkrechten Ebene ermöglicht ist,
Die Mittel zur Schwenkung können z.B. aus Seilen oder Arbeitszylindern
bestehen,
die von dem Arbeitsdeck des Bauwerks gesteuert werden. Hierbei ist also die Anlage
in das Bauwerk integriert. Die Anlage kann jedoch nach Abschluß der Gründungsarbeiten
auch wiedergewonnen und an anderer Stelle erneut eingesetzt werden.
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Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung mündet jedes Förderrohr
an seiner Anlenkstelle mit einer Abwurfstelle in einen Verteiler, der eine Gründungsstelle
mit dem Schüttgut versorgt, Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mündest
wenigstens ein Förderrohr an seiner Anlenkstelle mit einer Abwurfstelle in einen
Hauptverteiler, wobei von dem Hauptverteiler Verzweigungsleitungen zu Verteilern
führen, die jeweils eine Gründungsstelle mit Schüttgut versorgen. Die Auswahl des
jeweiligen Versorgungssystems richtet sich nach der Konstruktion des Bauwerks und
den örtlichen Bodenverhältnissen.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist eine Steuereinrichtung
zur Steuerung der Beaufschlagung der einzelnen Verzweigungsleitungen mit Schüttgut
vorgesehen, Damit kann die Reihenfolge der Versorgung der einzelnen Gründungsstellen
mit Schüttgut nach Bedarf beeinflußt werden, Einer selbsttätigen gleichmäßigen Versorgung
der Gründungestellen mit Schüttgut dient es, wenn der Hauptverteiler nach der Erfindung
zumindest annähernd auf der Längsachse des Bauwerks angeordnet ist.
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Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist je ein Verteiler
oberhalb der Mitte der zugehörigen GrUndungsstelle angeordnet. Jeder Verteiler kann
über Leitungen mit wenigstens einer Fundamentierungszone innerhalb der zugehörigen
Gründungsetelle verbunden sein. Über diese Leitungen läßt sich z.B. eine Fundamentschüttung
unter die Gründungskörper bringen, bevor eine Ballastschüttung
aus
dem Verteiler über die Gründungskörper und ihre Fundamentschüttung gegeben wird,
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung führt bei einem Bauwerk mit einer
Anzahl von im Abstand voneinander angeordneten Beinen und einen zwischen den Beinen
angeordneten und durch ein Förderrohr einer Gewinnungs- und Fördereinheit mit Schüttgut
versorgten Hauptverteiler von jedem Bein ein Seil zu einer von dem Hauptverteiler
entfernten Stelle des Förderrohres. Dadurch ist es möglich, die Gewinnungs- und
Fördereinheit von einem Abräumfeld, das zwischen zwei Beinen hindurch erreichbar
war, in jedes andere Abräumfeld umzusetzen, das zwischen einer anderen Kombination
von zwei Beinen hindurch erreichbar ist, Auf diese Weise kann mit nur einer einzigen
Gewinnungs- und Fördereinheit Schüttgut praktisch ring um das gesamte Bauwerk herum
gewonnen werden.
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Der Vereinfachung des Betriebs und der leichteren Führung der verschiedenen
Seile dient es, wenn erfindungsgemäß alle Seile an einem auf dem Förderrohr drehbaren
Ring befestigt sind.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist an der Abwurfstelle
jedes Förderrohrs eine Klassiervorrichtung angebracht. Auf diese Weise geht keine
Fraktion des gewonnenen Schüttguts verloren. Vielmehr kann jede Körnung des Schüttgutes
zeitlich und räumlich optimal eingesetzt werden.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist von jedem Förderrohr
eine Trennleitung mit einem Absperrventil abgezweigt und ist in Förderrichtung hinter
der Abzweigungsstelle ein Absperrventil in dem Förderrohr vorgesehen. Dies dient
der Selektion der für die Gründung geeigneten von den ungeeigneten Bodenarten. Die
ungeeigneten Bodenarten gelangen auf diese Weise gar nicht erst zu den Gründungsstellen,
sondern
werden durch die Trennleitung an einer entfernten, nicht störenden Stelle deponiert.
Die Absperrventile können fernsteuerbar ausgebildet sein. Die Kontrolle der Förderung
kann z.B. mittels eines Inspektions-U-Bootes geschehen.
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Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist jedes Förderrchr
teleskopierbar ausgebildet. Dieses Teleskopieren kann z.B, hydraulisch erfolgen.
Dadurch wird das für die Schüttgutgewinnung ausnutzbare Abräumfeld erheblich vergrößert,
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist das Bauwerk mit wenigstens einer Einrichtung
zur örtlichen Nachbesserung von Fehlstellen der Gründungsschüttung versehen.
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Bei diesen Fehlstellen kann es sich z,B, um Setzungen oder Kolkungen
aufgrund von Meeresströmungen handeln. Mit der Naohbesserungseinrichtung kann stets
das gewünschte Idealprofil der Schüttung wiederhergestellt werden.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung führt von einem
Arbeitsdeck des Bauwerks zu der Fehlstelle eine flexible Leitung, an deren unterem
Ende sich ein auf der Gründungsschüttung absetzbarer Schüttkopf befindet. Die Leitung
kann als Schlauch oder Rohr ausgebildet sein.
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Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind längs der Leitung
eine Anzahl flexible Steuerleitungen für ein Druckmedium, z.B. Druckwasser, verlegt,
die zumindest an dem unteren Ende der Leitung im Abstand voneinander und über den
Umfang der Leitung verteilt angeordnet und mit ihrem Ausströmende jeweils nach außen
hin umgelenkt sind, Diese Steuerleitungen sind wahlweise einzeln oder in Kombinationen
mit dem Druckmedium beaufschlagbar und liefern aufgrund ihrer Umlenkung Steuerkräfte,
die ine genaue Positionierung der Leitung an der Pehlstelle gestatten,
Nach
einer Ausführungsform der Erfindung ist die Leitung an Windenseilen aufgehängt,
wobei in das obere Ende der Leitung ein von einer Einfüllstation am Arbeitsdeck
beaufschlagbarer Einfüllstutzen hineinragt. Eine Schiebepassung zwischen Leitung
und Einfüllstutzen gleicht auf einfache Weise axiale Bewegungen der Leitung aus.
Die Leitung und/oder der Einfüllstutzen können erfindungsgemäß im Durchtrittsbereich
des Meeresspiegels mit einem Schutzrohr gegen Wellenschlag und andere äußerte Einwirkungen
umgeben sein.
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Zur Erzielung einer selbsttätigen und besseren Verankerung in der
Schüttung kann der Schüttkopf erfindungsgemäß mit- einem Ballastgewicht versehen
sein. Die Nachbesserung erfolgt durch die Leitung mit Schüttgut, das in begrenztem
Umfang auf dem Arbeitsdeck des Bauwerks und/oder auf Schiffen bereitgestellt wird.
In jedem Fall wird es sich dabei nur um verhältnismäßig geringe Schüttgutmengen
handeln. Einmal nachgebesserte Fehlstellen können im übrigen durch ein gleichzeitig
eingebrachtes Bindemittel oder Matten vor erneuter Beschädigung geschützt werden.
Die Nachbesserung kann auch mit Bruch- oder Formsteinen geschehen, die durch das
sogenannte Klappen in die Pehlstelle geworfen werden.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist das Bauwerk an jeder
Gründungsstelle im Abstand von dem Meeresboden wenigstens einen Gründungskörper
auf, wobei mit der Anlage unter die Gründungskörper Pundamentschüttgut, z.B, Kies,
und auf die Gründungskörper Ballastschüttgut, z.B, Kies und/oder Sand, bringbar
sind. So kommt man mit einer verhältnismäßig geringen Fundamentschüttgutmenge und
entsprechend einfacher Konstruktion der Gründungskörper bei Gewährleistung einer
sehr sicheren Abstützung der Plattform gegenüber dem Meeresboden aus. An den Gründungskörpern
auftretende Zugkräfte werden ebenso sicher durch die Ballastschüttung aufgenommen.
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In den Zeichnungen sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Beuchtmastes,
Fig. 2 die Schnittansicht nach Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 eine Seitenansicht
eines Teils eines Bauwerks mit einer Gewinnungs- und Fördereinheit sowie einem Förderrohr
Fig. 4 einen schematischen Grundriß der Anlage gemäß Fig. 3 mit Ergänzungen, Fig.
5 eine Einzelheit aus Fig, 3 in vergrößerter Darstellung, Fig. 6 eine Seitenansicht
des unteren leils eines Bauwerks mit daran angelenktem Förderrohr, Fig. 7 die schematische
Schnittansicht nach Linie VII-VII in Fig. 6 mit Ergänzungen, Fig, 8 einen teilweisen
Längsschnitt durch eine Gründungsstelle gemäß Fig, 6 in vergrößerter Darstellung,
Fig. 9 einen teilweisen Längsschnitt durch das Förderrohr gemäß Fig. 7 in vergrößerter
Darstellung, Fig. 10 einen teilweisen Längsschnitt durch einen Hauptverteiler gemäß
Fig. 6 und 7 in vergrößerter Darstellung, Fig. 11 eine Seitenansicht eines Teils
eines Bauwerks mit daran angelenktem Förderrohr, Fig. 12 eine schematische Schnittansicht
entsprechend Linie XII-XII in Fig. 11, Fig. 13 eine Fig, 7 entsprechende Anlage
mit umsetztbarem Förderrohr, Fig. 14 die Draufsicht auf eine Bohr- und Produktionsplattform
in Transportschwimmlage, Fig. 15 eine Seitenansicht der Plattform gemäß Fig. 14,
Fig.
16 eine Seitenansicht der Plattform während ihrer Aufstellung auf dem Meeresboden,
Fig. 17 eine Seitenansicht des oberen Teils einer Plattform mit einer Einrichtung
zur Nachbesserung der Gründungsschüttung, Fig. 18 einen Längsschnitt durch einen
Teil einer schadhaften Gründungsböschung, Pig. 19 einen schematischen Längsschnitt
durch die Nachbesserungseinrichtung gemäß Fig. 17 in vergrößerter Darstellung, Fig.
20 die Schnittansicht nach Linie It-XX in Fig. 19,
In Fig. 1 weist
ein Leuchtmast 30 eine zentrale Säule 31 mit einem darauf aufgesetzten Leuchtkopf
33 und drei Beinen 35, 36 und 37 auf. Jedes Bein steht mit einer Fußplatte 40, 41
und 42 auf dem Meeresboden 45. Die Säule 31 trägt über Stützen 47, 48 und 49 einen
Haltering 50, auf dem mit einem Haken 53 ein teleskopierbares Förderrohr 55 abgehängt
ist.
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Das Förderrohr 55 weist an seinem freien Ende eine Gewinnungs- und
Fördereinheit 57 auf, die aus dem Meeresboden 45 Schüttgut aufnimmt und in Richtung
eines Pfeiles 59 durch das Förderrohr 55 drückt, Das Schüttgut verläßt das Förderrohr
55 an einer Abwurfstelle 60 in Richtung eines Pfeiles 61 und bildet über der Fußplatte
42 einen in den Fig. 1 und 2 gestrichelt angedeuteten Schüttkegel 63. Dabei kann
das Förderrohr 55 bei Bedarf gegenüber der Darstellung in Fig. 1 teleskopisch ausgefahren
und in gewissen Grenzen auch seitlich über den Meeresboden 45 hinweg bewegt werden.
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Sobald auf diese Weise der Schüttkegel 63 fertiggestellt ist, wird
das Förderrohr 55 mittels zweier zu einem Schiff 65 führender Seile 67 und 68 hochgeschwenkt,
wobei sich der Haken 53 weiterhin auf dem Haltering 50 abstützen kann. Das Förderrohr
55 wird dann mittels des Schiffes 65 um 1200 um die Säule 31 herum über die Fußplatte
41 geschwenkt Dort und später über der Fußplatte 40 werden in der gleichen Weise
wie zuvor beschrieben, Schüttkegel 70 und 71 hergestellt und damit die Gründung
des Leuchtmastes abgeschlossen. Das Förderrohr 55 wird schließlich von dem Schiff
65 eingezogen und kann mit seiner Gewinnungs- und Fördereinheit 57 an anderer Stelle
erneut eingesetzt werden.
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Der Meeresspiegel ist mit 73 bezeichnet.
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In Fig. 3 weist ein Bein 80 einer Bohr- und Produktionsplattform
83 unten einen Schubkörper 85 und drei Gründungskörper 87, 88 und 89 auf. Der Schubkörper
85 ist schon in den Meeresboden 45 eingedrungen und hält die Gründungskörper 87
bis 89 in einem gewissen Abstand von dem Meeresboden
45.
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Oberhalb der Gründungskörper 87 bis 89 ist an dem Bein 80 ein Verteiler
90 befestigt, von dem jeweils eine Leitung 93, 94 und 95 unter den Scheitelbereich
der Gründungskörper 87 bis 89 führt. An dem Verteiler 90 ist oben ein Arm 97 mit
einer Kugel98 befestigt, auf der mit einer Kugelpfanne 99 ein Förderrohr 100 abgelegt
ist.
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Das Förderrohr 100 weist zwei gegenüber einander teleskopierbare
und abgedichtete Rohre 103 und 104 auf.
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Das Rohr 104 ist mit einer Auslaßöffnung einer Gewinnungs-und Fördereinheit
107 verbunden, die über ein Seil 109 mit einem nicht gezeichneten Schiff verbunden
ist. In einem ebenfalls zu dem Schiff führenden Kabel 110 sind Energieversorgungs-
und Steuerleitungen für die Einheit 107 zusammengefaßtJ In an sich bekannter Weise
ist die Einheit 107 mit Motor, Pumpe, Getriebe, Saug- und Kratzkopf, Ventilen, einer
Steuereinrichtung, usw. ausgerüstet. Die Einheit 107 nimmt Schüttgut aus dem Meeresboden
45 auf und fördert es durch das Förderrohr 100 in Richtung eines Pfeiles 113. Das
Schüttgut verläßt das Förderrohr 100 an einer Abwurfstelle 115 (vgl. auch Fig. 5)
und gelangt über ein Sieb 117 in den Verteiler 90. Auf dem Sieb 117 findet eine
Klassierung des Schüttguts derart statt, daß die feineren Fraktionen des Schüttguts
in Richtung von Pfeilen 119 durch das Sieb hindurch fallen und nur die gröberen
Fraktionen in Richtung eines Pfeiles 120 in den Verteiler 90 gelangen, Diese gröberen
Fraktionen werden dann durch die Leitungen 95 bis 95 unter die Gründungskörper 87
bis 89 geleitet und bilden dort gut tragfähige Pundamentschüttungen 125 aus. Die
feineren Praktionen und, wenn die Fundamentschüttungen 125 fertiggestellt sind,
auf dem Wege des aber laufs aus dem Verteiler 90 auch die gröberen Fraktionen, bilden
eine Ballastschüttung 127, die alle drei Gründungskörper 87 bis 89 an einer Gründungsstelle
130 überdeckt.
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Die Ballastschüttung 127 hat zum einen den Zweck, die FundamentschUttu-ngen
125 außen einzudämmen und zum anderen an dem Bein 80 auftretende und nach oben gerichtete
Zugkräfte über die Gründungskörper 87 bis 89 aufzunehmen.
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In Fig -4 sind schematisch die drei Gründungsstellen 130, 131 und
132 der drei Beine 80, 135 und 136 aufweisenden Plattform 83 dargestellt. Die Gewinnungs-
und Fördereinheit 107 versorgt nicht nur die Gründungsstelle 130 sondern über ein
teleskopierbares Förderrohr 138 auch die Gründungsstelle 132 mit Schüttgut. Gegebenenfalls
kann die Einheit 107 über ein gestrichelt eingetragenes Förderrohr 140 auch noch
die Gründungsstelle 131 mit Schüttgut versorgen. Alternativ kann diese letztere
Versorgung aber auch eine in Fig. 4 eingezeichnete zweite Gewinnungs- und Fördereinheit
143 über ein Förderrohr 145 übernehmen. Die in Fig. 4 nur gestrichelt angedeuteten
Beine 80, 135 und 136 laufen in der Nähe des auch in Fig. 3 nicht gezeichneten Meeresspiegels
in einem Knotenpunkt zusammen.
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Fig, 5 zeigt die Klassiereinrichtung für das Schüttgut in vergrößerter
schematischer Darstellung, Das Förderrohr 100 ist jenseits seiner Abwurfstelle 115
mit einem in die Kugeipfanne 99 auslaufenden Ausleger 147 versehen.
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In den nachfolgenden Piguren sind jeweils gleiche Teile mit gleichen
Bezugszahlen versehen.
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Fig. 6 und 7 zeigen wiederum einen Teil der Bohr- und Produktions-Plattform
83. Die Beine 80 und 136 sind oben starr miteinander verbunden. Das Bein 135 ist
in diesem Verbindungsbereich an dem Doppelbein 80, 136 angelenkt, wie dies aus den
Pig. 14 und 15 ersichtlich ist. Ein Bodenstern 150 ist mit zwei Armen 153 und 154
jeweils an den Beinen 80 und 136 angelenkt und gegenüber diesen Beinen schwenkbar.
Mit einem dritten Arm 155 ist gemäß den Fig.
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6 und 7 der Bodenstern 150 in eine Kupplung 157 des Beines 135 eingerastet,
Der
Bodenstern 150 trägt in seiner Mitte einen Hauptverteiler 160, der durch ein teleskooierbares
Förderrohr 163 und eine daran befestigte Gewinnungs- und Fördereinheit 165 in Richtung
eines Pfeiles 167 mit Schüttgut versorgt wird. Das Förderrohr 163 ist an dem Hauptverteiler
160 sowohl um eine senkrechte als auch um eine waagerechte Achse schwenkbar angelenkt.
Die eine Schwenkendstellung des Pörderrohrs 163 ist in Fig. 7 strichpunktiert eingetragen.
Desgleichen ist in Fig. 7 strichpunktiert die am weitesten teleskopierte Stellung
der Einheit 165 eingezeichnet. Mit diesem Bewegungsschema der Einheit 165 ist es
möglich, ein in Fig. 7 strichpunktiert eingezeichnetes Abräumfeld 170 abzuräumen
und das Schüttgut daraus zu gewinnen, Dabei kann, um die Standsicherheit der Plattform
83 so wenig wie möglich zu beeinträchtigen, ein Abräumprofil 173 mit im wesentlichen
dreieckiger Querschnittsfläche eingehalten werden, dessen Spitze auf die Plattform
zu gerichtet ist. Die Einheit 165 dringt dann in ihrer Plattform nächsten Stellung
kaum und in der Plattform fernsten Stellung am tiefsten in den Meeresboden ein.
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An dem Förderrohr 163 sind zwei Seile 175 und 176 angeschlagen, die
über Umlenkrollen 178 und 179 an den Beinen 80 und 136 nach oben umgelenkt und von
einem nicht gezeichneten Arbeitsdeck der Plattform 83 betätigbar sind.
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Mit diesen Seilen 175, 176 wird die Einheit 165 über das Abräumfeld
170 gezogen.
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Die Einheit 165 wird gemäß Fig. 6 über ein Kabel 183 vom Arbeitsdeck
der Plattform 89 mit Energie versorgt und gesteuert.
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Von dem Förderrohr 163 zweigt eine Trennleitung 185 mit einem fernsteuerbaren
Absperrventil 187 ab. In Förderrichtung hinter der Abzweigungsstelle ist in dem
Förderrohr 163 ebenfalls ein fernsteuerbares Absperrventil 188 vorgesehen, Die Trennleitung
185 dient dazu, für die Gründung
der Plattform 83 nicht geeignete
Bodenarten aus dem Abräumfeld 170 nicht an die Gründungsstellen 130 bis 132 gelangen
zu lassen, sondern an einer nicht störenden Stelle zu deponieren. Dies gilt z.B.
für Mud, der gelegentlich dem für die Gründung brauchbaren Meeresboden überlagert
ist. Eine solche Mudschicht wird bei geschlossenem Absperrventil 188 und geöffnetem
Absperrventil 187 von der Einheit 165 aufgenommen und durch das Förderrohr 1G3 und
die Trennleitung 185 abgefördert. Nach Abschluß dieses Vorgangs werden die Absperrventile
187 und 188 umgeschaltet, so daß die Förderung von brauchbarem Schüttgut an die
Gründungsstellen 130 bis 132 beginnen kann. Das Schüttgut gelangt von dem Hauptverteiler
160 durch die Arme 153 bis 155 des Bodensterns 150 und daran jeweils angeschlossene
Verbindungsleitungen 190 bis 192 in den zugehörigen Verteiler 90, 194 und 195. Aus
den Verteilern erfolgt die Weiterleitung des Schüttguts in ähnlicher Weise wie bei
dem Ausführingsbeispiel in Fig. 3.
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Wenn das Abraumfeld 170 nicht ausreicht, kann an den Haupt$Erteiler
160 noch ein weiteres, zwischen den Beinen 135arbeitendes Förderrohr 196 eingesetzt
werden, das in Figq 7 gestrichelt eingetragen ist und in der gleichen Weise wie
das Förderrohr 163 betätigt wird. Zwischen den Beinen 80 und 135 könnte noch ein
weiteres Förderrohr arbeiten.
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Diese Verteilung ist im einzelnen in Fig. 8 vergrößert dargestellt.
enn das Schüttgut für die Ballastschüttung 127 von unterschiedlicher Körnung ist,
trennen sich die gröberen FraLktionen von den feineren auf dem Weg von dem Verteiler
90 entlang der Böschung der Ballastschüttung 127 selbsttätig, so daß die gröberen
Fraktionen bevorzugt außen und unten an der Ballastschüttung 127 zu finden sind.
Das ist insofern günstig, als ein eventueller Angriff der Ballastechüttung 127 durch
Meeresströmungen in der Regel
am äußeren Rand der Ballastschüttung
127 erfolgen wird.
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Dieser äußere Rand kann bei Bedarf z.B. durch in Fig. 8 strichpunktiert
angedeutete Matten 197 zusätzlich gesicnert werden. Außerdem kann dem letzten Teil
des Ballastschut-tguts z B. in oder an dem Verteiler 90 auch ein Bindemittel zugesetzt
werden, das durch eine an dem Bein 80 verlegte Leitung dosiert zugeführt wird. In
den Verteiler 90 mündet noch eine weitere an dem Bein 80 verlegte Leitung 200, durch
die dem Verteiler 90 Bodenarten, z.B, grober Kies für die Fundamentschüttungen 125,
dann vom Arbeitsdeck der Plattform 83 zugeführt werden kann, wenn diese Bodenarten
in dem hbräumfeld 170 nicht vorhanden sind.
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In Fig. 9 sind Einzelheiten zur Teleskopierung des Eörderrohrs 163
dargestellt. Dieses Förderrohr 163 weist ein Außenrohr 202 und ein Innenrohr 203
auf, an dem außen die Gewinnungs- und Fördereinheit 165 befestigt ist. An dem Außenrohr
202 befindet sich in der Nähe des Absperrventils 188 ein Anschlußstutzen 205 für
Druckwasser und am freien Ende ein weiterer Anschlußstutzen 206 für Druckwasser
und ein Führungsring 207 für das Innenrohr 203.
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Außen an dem Führungsring 207 ist noch eine Vorrichtung 209 mit einer
nicht eingezeichneten Längsnut vorgesehen, in die ein Längsvorsprung 210 an dem
Innenrohr 203 zur Drehsicherung des Innenrohres 203 gegenüber dem Außenrohr 202
eingreift.
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Außerdem dient die Vorrichtung 209 zur Festklemmung des Innenrohres
203 gegenüber dem Außenrohr 202 in jeder gewünschten axialen Relativstellung. Diese
Klemmung geschieht in an sich bekannter Weise hydraulisch, wobei die Hydraulikflüssigkeit
durch eine Leitung 2;172 zugeführt wird, An seinem inneren Ende zeigt das Innenrohr
203 einen Ringkolben 213, der mit der Innenfläche des Außenrohres 202 einen Drosselspalt
bildet, Wird Druckwasser durch den Anschlußstutzen 205 eingeleitet, bewegt sich
das Innenrohr 203 nach außen. Umgekehrt fährt das Innenrohr 203 ein, wenn Druckwasser
durch den Anschlußstutzen 206 eingeleitet wird.
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Fig. 10 zeigt den Hauptverteiler 160 mit einem Gehäuse 220 und einem
Deckel 221, an den ein Schwenkzapfen 223 gelagert ist. An dem Schwenkzapfen 223
ist um eine waagerechte Achse 225 das Förderrohr 163 schwenkbar gelagert.
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Der Innenraum des Förderrohrs 163 ist durch einen Schlauch 227 mit
einer Kammer 229 in dem Gehäuse 220 verbunden. In der Kammer 229 sind an einer Trennwand
Stellmotoren 232, 233 und 234 angebracht, die über Spindeln durch die Trennwand
230 hindurch die axiale Verstellung von Ventilkörpern 237, 238 und 239 relativ zu
Ventilsitzen 242, 243 und 244 ermöglichen, die mit den Armen 153 bis 155 des Bodensterns
150 in Verbindung stehen.
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Die Stellmotoren 232 bis 234 sind durch nicht dargestellte, an sich
bekannte Mittel bei Bedarf so steuerbar, daß jede beliebige Kombination der Arme
153 bis 155 mit Schüttgut beaufschlagt werden kann, In den Fig. 11 und 12 ist das
Förderrohr 163 nicht mit einem Hauptverteiler sondern unmittelbar mit dem Verteiler
90 an dem Bein 80 verbunden. Zwei Seile 246 und 247 sind an dem Förderrohr-163 angeschlagen
und über schwenkbare Umlenkrollen 249 und 250 an den Beinen 135 und 136 umgelenkt
und zum Arbeitsdeck der Plattform 83 geführt. Wird auf-eines der Seile 246, 247
Zug ausgeübt, schwenkt das Förderrohr 163 mit einem Lagerstück 252 um eine senkrechte
Achse relativ zu dem Verteiler 90, Der Schwenkbereich ist in Fig. 12 strichpunktiert
eingetragen, so daß sich ein Abräumfeld 253 ergibt, In den beiden Schwenkendstellungen
des Förderrohrs 165 ist jeweils eines der Seile 246, 247, an dem Bein 80 umgelenkt,
1 Die Verteiler 194 und 195 an den Gründungsstellen 131 und 132 können entweder
durch nicht dargestellte Verzweigungsleitungen von dem Verteiler 90 oder durch eigene
Förderrohre mit Gewinnungs- und Fördereinheiten mit Schüttgut versorgt werden. Werden
eigene Förderrohre und Gewinnungs-und
Fördereinheiten für die
Verteiler 194 und 195 verwendet, entsteht ein geschlossenes Abräumfeld rings um
die Plattform 83 herum.
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Ein ebenfalls an dem Förderrohr angeschlagenes Tragseil 255 führt
zum Arbeitsdeck der Plattform 83 und gestattet es, die Gewinnungs- und Fördereinheit
165 z.B. zum Überfahren örtlicher Hindernisse am Meeresboden 45 anzuheben und auch
in eine Transport- oder Ruhelage am Bein 80 ganz hochzuschwenken. Diese Schwenkbewegung
vollzieht sich um eine waagerechte Achse 257 des Lagerstücks 252, Fig. 13 zeigt
eine Ausführungsform, bei der das Förderrohr 163 mit seiner Gewinnungs- und Fördereinheit
165 zwischen jeweils zwei benachbarte Beine 80, 135, 136 der Plattform 83 umgesetzt
werden kann. Dazu ist an dem Förderrohr 163 ein Ring 260 drehbar gelagert, an dem
drei Seile 262, 263 und 264 angeschlagen sind, Diese Seile sind jeweils über eine
schwenkbar an den Beinen 80, 135, 136 gelagerte Umlenkrolle 267, 268 und 269 zum
Arbeitsdeck der Plattform 83 geführt und von dort betätigbar.
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Wenn das Förderrohr 163 in Fig. 13 nicht mehr zwischen den Beinen
80 und 136 arbeiten soll, werden die Seile 262 und 264 locker gelassen und das Seil
263 angezogen, so daß das Förderrohr 163 durch den Innenraum der Plattform 83 hindurchschwenkt
und entweder zwischen den Beinen 80 und 135 oder den Beinen 135 und 136 zur Fortsetzung
der Schüttgutgewinnung wieder abgelassen werden kann.
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In den Fig. 14, 15 und 16 sind der Transport und die Aufstellung
der Plattform 83 schematisch dargestellt. Das Doppelbein 80, 136 ist über ein Universalgelenk
273 mit dem dritten Bein 135 verbunden und befindet sich wie dieses gemäß Fig. 15
in einer leicht gegenüber der Waagerechten geneigten Schwimmlage, in der die Plattform
83 von der Werft zur Location geschleppt wird, In dieser Transportphase
ist
der Bodenstern 150 an das Doppelbein 80, 136 hochgeschwenkt und liegt an einer Traverse
275 gesicher-t an.
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Desgleichen is-t das Förderrohr 153 mit der Gewinnungs- und Fördereinheit
165 hochgeschwenkt und an einer Traverse 276 gesichert.
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Wenn die Plattform 83 an der Location angekommen ist, werden das
Doppelbein 80, 136 und das Bein 135 gesteuert bis zur Berührung miteinander abgeschwenkt.
Dieser Zustand ist in Fig. 16 gezeichnet, Dann wird der Bodenstern an einem Seil
277 von einem Arbeitsdeck 279 aus abgeschwenkt und rastet in der Kupplung 157 des
Beines 175 ein. Während dieser Zeit ist das Förderrohr 163 noch hochgeschwenkt und
hängt mit seiner Einheit 165 an einem von dem Arbeitsdeck 279 ausgehenden Seil 280.
Anschließend wird die Plattform 83 weiter gesteuert abgesenkt, bis die Schubkörper
(vgl. 85 in Fig. 3) in ausreichenden Eingriff mit dem Meeresboden 45 getreten sind.
Dann wird das Förderrohr 163 an seinem Seil 280 bis in Berührung mit dem Meeresboden
45 abgeschwenkt, und die-Förderung von Schüttgut für den Gründungsvorgang beginnt.
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Das Förderrohr 163 und seine Gewinnungs- und Fördereinheit 165 können
anschließend noch so lange an Ort und Stelle verbleiben, bis feststeht, daß die
verschiedenen Gründungsschüttungen vollständig und stabil sind und Kolkungen nicht
auftreten. Danach können Förderrohr 163 und Einheit 165 für anderweitigen Einsatz
wiedergewonnen werden.
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Sollte dennoch später die örtliche Nachbesserung von Gründungsschüttungen
erforderlich werden, kann dies mit der in den Fig. 17 bis 20 dargestellten Einrichtung
geschehan.
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Dort ist an dem Arbeitsdeck 279 ein Schutzrohr 283 befestigt, das
unter den Meeresspiegel 73 hinabreicht, Innerhalb des Schutzrohres 283 ist gemäß
Fig. 19 an Windenseilen 285 und 286 eine flexible Leitung 288 aufgehängt, an deren
unterem Endlich auf der Ballastschüttung 127 absetzbarer Schüttkopf 290 befindet.
Der Schüttkopf 290 ist an seinem unteren Ende mit einem Ballastgewicht 291 ausgerüstet,
das in die
Ballastschüttung 127 eingedrückt wird.
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Axialbewegungen der flexiblen Leitung 288 relativ zu dem Schutzrohr
283 werden durch einen Einfüllstutzen 293 geführt, der mit nicht dargestellten Mitteln
an dem Arbeitsdeck 279 befestigt ist und oben einen Schüttrichter 295 aufweist.
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Die Positionierung des Schüttkopfes 290 auf der Ballastschüttung
127 wird durch eine Anzahl Steuerleitungen 296 bis 299 erleichtert, die flexible
und über den Umfang der Leitung 288 verteilt angeordnet und mit ihrem Ausströmende
unmittelbar an dem Schüttkopf 290 nach außen hin umgelenkt sind, Durch diese flexiblen
Steuerleitungen 296 bis 299 können wahlweise z,B, Druckwasserimpulse gegeben und
damit Richtungsänderungen des Schüttkopfes 290 hervorgerufen werden, bis der Schüttkopf
seine endgültige Position auf der Ballastschüttung erreicht hat, Eine in Fig. 18
gezeichnete Kolkung 300 wird dann dadurch beseitigt, daß von dem Arbeitsdeck 279
Füllmaterial, z,B, Grobkies, in den Schüttrichter 295 gegeben wird und durch die
Leitung 288 und den Schüttkopf 290 in die Kolkung 300 gelangt. Anstelle des Manövrierens
des Schüttkopfes 290 mit den Steuerleitungen 296 bis 299 kann der Schüttkopf 290
z B, auch durch ein U-Boot gegriffen und an die gewünschte Stelle in der Ballastschüttung
127 gesetzt werden.
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