DE2628870A1 - Behaelter am meeresboden - Google Patents

Behaelter am meeresboden

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DE2628870A1
DE2628870A1 DE19762628870 DE2628870A DE2628870A1 DE 2628870 A1 DE2628870 A1 DE 2628870A1 DE 19762628870 DE19762628870 DE 19762628870 DE 2628870 A DE2628870 A DE 2628870A DE 2628870 A1 DE2628870 A1 DE 2628870A1
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container
water
working
tanker
pressure
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DE19762628870
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Rudolf Dr Ing Vogel
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65DCONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D88/00Large containers
    • B65D88/78Large containers for use in or under water

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Loading And Unloading Of Fuel Tanks Or Ships (AREA)

Description

  • In den Zeichnungen sind mehrere Ausführungsbeispiele der
  • Erfindung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen schematischen Aufriß eines Behälters, Fig. 2 die Einzelheit I - den Behälterkopf in Fig. 1 -in vergrößertem Maßstab, Fig. 3 eine besondere Konfiguration der am Behälter wirkenden Differenzkräfte, Fig. 4 Behälterstütze in schematischer Darstellung, - Einzelheit II in Fig. 1 -, Fig. 5 die Draufsicht auf das Behälterdach mit dem Raster - Einzelheit III in Fig. 1 - zur Aufnahme des Ballastes, Fig. 6 schematische Darstellung eines Beispiels der Füllungsverhältnisse der Arbeitsmedien bei voll eingetauchtem Behälter, Fig. 7 Beispiel der Fullungsverhältnisse in einer Tauch-Zwischenposition, Fig. 8 Beispiel der Fiillungsverhältnisse beim Absetzen des Behälters auf dem Meeresgrund, Fig. 9 Beispiel des Volumenverlaufes bei 3 Arbeitsmedien.
  • In Fig. 1 ist schematisch ein Behälter 1 dargestellt. Die Einze1«ellen 2 sind in zwei schichten übereinander angeordnet. Der Behälter sitzt sich iiber eine größere Zahl Stützen II auf dem Meeresboden ab. Die Zuführungsschläuche 3 für das Füllen und Entleeren des Behälters 1 sind fiir die Verfahren "Absenken und Aufschwimmen" des Behälters 1 als Luftsperre bis zum Behälterboden heruntergeführt. Die zu den Zellen 2 führenden Rohre 6 und die Zuführtleitungen 3 sind im Behälter-VerteilerIzusammengeführt.
  • Die Fig. 2 zeigt den Behälter-Verteiler I in einem größeren Iaßstab. Die beiden Schläuche 3 sind in einem Schlauchkopf 5 zusammengefaßt und werden in nicht dargestellter Weise mit dem Behälter-Verteiler I gekuppelt. Die im Schlauchkopf 5 installierten Steuerungs- und Arbeitsvorrichtungen für die Kupplung werden durch Leitungen 4 gespeist. Der Behälter-Verteiler I ist durch Trennwände 9 in zwei gleichausgebildete Druckkammern unterteilt, um die Drucke für die beiden Zellenschichten 12,13 feinstufig anzupassen. Jeder Rohröffnung 6 ist ein Dichtstopfen 7, der von einem Stellgerät 8 fernbetätigt wird, zugeordnet, damit die Behälterzellen 2 unabhängig voneinander beaufschlagt bzw. im Speicherbetrieb bei Zellendefekten dicht gesetzt werden können.
  • Der Rohranschluß lo wird für die Entleerung. des Speichers 2 in einen Tanker dann benötigt, wenn eine zusätzliche Rohöldruckpumpe, die auf der Förderplattform angeordnet sein kann, für eine schnelle Füllung des Lenkers erforderlich ist. Die Rohrstutzen 11 dienen einmal dem Zufluß des geförderten Rohöles von der Plattform über die Rohre 6 in die Zeilenschicht 12, bzw. 13.
  • Im Falle einer Rohöldruckpumps auf der Förderplattform bekommt zum anderen die Pumpe beim Entleeren des Behälters 1 über die Rohranschlüsse 11 den natürlichen Pumpenzulauf, um das Rohöl über die Rohranschlüsse 1o und in die Schläuche 3 in den Tanker zu drücken.
  • Fig. 3 zeigt eine besonders günstige Konfiguration der Differenzkräfte 14 und 15, die durch die unabhängig voneinander beaufschlagbaren Einzelzellen2ermöglicht ist. Beim lotrechten Bewegen des Behälters 1 im Wasser ist er gleichsam an den Kräften 14 aufgehängt. Die Differenzkräfte 14 und 15 stellen ein Gleichgewichtssystem dar.
  • Die in der Pig. 4 dargestellte Behälterstütze II ermöglicht über das steilgängige Sagengewinde des Schraubenbolzens 20 und der Schraubenmutter 21 ein selbsttätiges Anpassen der Stützen beim absetzen des Behälters 1 auf dem unebenen Meeresboden 41.
  • An der Gewindemutter 21 ist ein spatenförmiger Stützkörper 27 über Scherbolzen 29 angehängt. Der Stützkörper 23 besteht aus einlesen um ein zentrales Rohr angeordneten Rippen, deren oberer Absch'uß durch die Haube 22 gebildet wird. Die Stütze II ist in die Stahlbetonbasis 18 des Behälters 1 integriert. Pür das 'sWiederaufschwimmen des Behälters 1 zur Weiterverwendung wird zum leichteren Herausziehen des Stützkörpers 23 aus dem Meeresboden 41 dieser durch Druckwasser 27 unterspült. Es kann aber auch z.B.
  • durch Abscheren der Bolzen 29 durch die Auflast des Behälters 1 der Stützkörper 23 von der Gewindemutter 21 gelöst werden, so daß er beim Aufschwimmen des Behälters 1 im Meeresboden verbleibt.
  • In Fig. 4 ist eine mechanische Ausführung der Stütze II dargestellt. Die Behälterstütze II kann aber auch aus einem nicht dargestellten hydraulisch betätigbaren Mehrfachteleskopzylinder bestehen. Der Funktionsumfang geht dann über den der in Fig. 4 dargestellten Stützenausführung hinaus.
  • Fig. 5 zeigt das Behälterdach 3o in perspektivischer Darstellung. Durch lotrechte nde geringerer Höhe wird ein nach oben offener Raster gebildet, in den nach dem Absetzen des Behälters 1 auf dem Meeresboden 41 Ballastmaterial 31 aufgespült bzw. vor dem Aufschwimmen abgesaugt wird. Beides nach bekanntem Verfahren. Hierdurch werden die Voraussetzungen für das Absenken und Aufschwimmen des Behälters 1 günstig.
  • In den Fig. 6,7,8 und 9 sind für einen schematisch dargestellten behälter 1 die Volumen-Verhältnisse der Arbeitsmedien 37, 38 und 40 Lur das lotrechte Bewegen des Behälters 1 dargestellt.
  • Fig. 6 zeigt den Behälter, nachdem er für das Absenken voll eingetaucht ist. Das Arbeitsmedium 37 ist im allgemeinen die im Behälter abgesperrte und komprimierte Luft. Das 4rbeitsmedium 38 ist das durch die ständig offene Flutöffnung 36 in den Behälter 1 eingedrungene Wasser Das Einfüllen weiterer medien geschieht über den Rohrbogen der Leitungen mit der Püllöffnung 35. Der Rohrbogen stellt eine Sperre für das Luftvulumen 37 dar, ohne daß das Einfüllen weiterer Arbeitsmedien behindert wird.
  • Fig. 7 stellt eine Tauch-Zwischenposition dar. Es befinden sich drei Arbeitsmedien, 37, 38, 40, im Behälter 1, die sich wegen der unterschiedlichen Wichte durch Trennflächen 43 gegeneinander abgrenzen. Im allgemeinen ist 37 Luft, 38 Seewasser und 40 ein leichteres Rohöl.
  • In der Fig. 8 ist der Behälter 1 auf dem I.eeresboden 41 abgesetzt. Es befindet sieh nur noch wenig Wasser 38 im Behälter. Die Luft 37 ist auch auf ein geringes Volumen zusammengedrückt, hat aber wegen ihres immer noch geringen spezifischen Gewichtes einen relativ hohen Traganteil. Nach dem Absetzen wird der Behälter 1 geflutet, indem der Druck für das Rohöl 40 und damit auch für die komprimierte Luft 37 gesenkt wird. Damit wird die Arbeitsflüssigkeit 40 wieder in den Tanker zurückgeführt.
  • Fig. 9 zeigt den Verlauf der Volumenanteile der Arbeitsmedien 37, 38 und 40 in einem Diagramm. Die Meeresoberfläche ist durch 39, der Meeresboden durch 41 und das Speichervolumen durch 42 dargestellt. Zu Beginn des Absenkvorganges befinden sich lediglich Luft 37 und Wasser 38 im Behälter 1. Am Ende des Absenkvorganges sind diese beiden Medien durch das gegenüber dem Wasser leichtere Rohöl weitgehend komprimiert bzw. herausgedrängt worden. Im Ablauf von Punkt 39 zum Punkt 41 ist das schwerere Seewasser 38 weitgehend durch das leichtere Rohöl 40 ausgetauscht worden. Dieser nahezu hundertprozentige Austausch der beiden Arbeitsflüssigkeiten hat den Vorteil, daß das Ausgangsvolumen der abgesperrten Luft 37 nach Fig. 6 beträchtlich größer ist als wenn der Behälter 1 gleich eingangs mit dem leichteren Medium 40 gefüllt worden wäre.
  • Der Luft-Traganteil 37 wird beim Absenken des Behälters 1 dadurch beträchtlich vergrößert.
  • Pür eine Arbeitsflüssigkeit 40 mit besonders geringem spezifischen Gewicht kann auf die Mitwirkung der Luft 37 beim Absenken des Behälters 1 verzichtet erden. Auch in diesem Falle muß aber zumindest eine geringe fienge Seewasser 38 geflutet werden, um mit dem gesteuerten Druck der Arbeitsflüssigkeit 4o durch die Tankerpumpen die Auf- und Abwärtsbewegungen des Behälters 1 durch eine entsprechende tnderung der Volumenverteilung aller medien planmäßig zu steuern.
  • Gesuch vom 25. 6. 1976 Behälter am Meeresboden Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Absenken und Aufschwimmen eines zum Speichern von Plüssigkeiten auf dem Meeresboden dienenden Behälters.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Behälter auch großen Speicher-Volumens (bis ca. 300 ooo m3) und auch für große Wassertiefen (bis ca. 600 m) in technisch sicherer Weise und mit wirtschaftlich geringem Aufwand auf dem Meeresboden abzusetzen und wieder an die Meeresoberfläche aufzuschwimmen.
  • Diese Aufgabe ist nach der Erfindung dadurch gelöst, daß für große Wassertiefen und große Speicher-Volumen beim Absenken und Aufschwimmen des Behälters in jeder Arbeitslage durch Steuerung des Druckes eines der im Behälter enthaltenen Arbeitsmedien, -z.B. I,uCt, Wasser Rohöb- sowohl der Druck im Behälter an den Außendruck angeglichen, als auch der Gesamtauftrieb der Arbeitsmedien durch Verschieben der Volumenanteile der Arbeitsmedien im Behälter konstant und in Übereinstimmung mit dem Gewicht des Behälters gehalten wird. Durch die gesteuerte Änderung des Druckes z.B. der Förderpumpe eines der Arbeitsmedien, werden die Füllungsarmteile aller medien im Behalter der jeweiligen Wassertiefe entsprechend laufend so angepaßt verändert, daß der Ausgleich sowohl des veränderlichen Außendruckes als auch des konstanten Behiltergewichtes ständig gewahrt bleibt.
  • itach einer Ausf:uhrungsform der Erfindung werden das spezifische Gewicht wenigstens eines der Arbeitsmedien geringer als das spezifische Gewicht des Wassers und die Trennflächen aller Arbeitsmedien im Bereich der Bauhöhe des Behälters gehalten. Von dicen Medien wird das Wasser insbesondere bei größeren Wassertiefen nur einen geringen Volumenanteil im Behälter haben, da es zum Gewichtsausgleich durch Auftrieb nicht beiträgt; es wird als Steuerungsausgleich benötigt und verhindert das Austreten der anderen Medien in das umgebende Wasser, da seine Trennfläche zum spezifisch leichteren Arbeitsmedium innerhalb der Behälterbauhöhe gehalten wird. Das spezifisch leichtere flüssige Medium wird vorzugsweise Rohöl sein.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Absenken des Behälters ist durch folgende Schritte gekennzeichnet: (a) Die Behälterstützen - im Falle sie hydraulisch betätigbar als Teleskopstützen ausgebildet sind, - werden vor dem Absenken in ganzer Länge ausgefahren und der Druckmittelaustritt gedrosselt. Damit ist ein zusätzlichee Mittel zum sanften Absetzen des Behälters auf dem Meeresboden gegeben.
  • (b) Die Luft im Behälter wird gegenüber der Atmosph:.re abgesperrt und der Behälter mit ;.asser geflutet, bis er voll ins Wasser eingetaucht sich im Schwebezustand befindet.
  • Hierbei wird durch Druckbegrenzungsventile sichergestellt, daß der Druck der durch das einströmende Wasser komprimierten Luft den Speicher nicht überbeansprucht. Die Öffnung, durch die der Behälter mit Wasser geflutet worden ist, bleibt während der folgenden Verfahrensschritte und während des späteren Betriebes des Behälters am meeresboden ständig offen.
  • (c) Der zu der Behälterlocation gebrachte Tanker pumpt während des langsamen Absinkensdes Behälters die Arbeitsflüssigkeit, im allgemeinen leichteres Rohöl, in den Behälter. Dadurch wird einerseits Wasser aus dem Behälter gedrängt und insofern der Auftrieb erhöht und andererseits das Luftvolumen im Behälter weiter komprimiert und der Auftrieb entsprechend verringert. Damit wird ständig erreicht, daß sowohl die Summe der am Behälter wirkenden Auftriebs- und Xbtriebskräfte sich ausgleicht, als auch der Behälter gegenüber dem umgebenden eereswasser druckausgeglichen bleibt. Mit steigender Wassertiefe wird das Volumen der Arbeitsflüssigkeit ständig vergrößert und das geflutete Wasser-Volumen und das abgesperrte Luft-Volumen verkleinert, bis sich beim Absetzen auf dem Meeresboden kein oder nur noch ein geringes Wasser-Volumen im Behälter befindet. Durch diesen Austausch der Flüssigkeiten während des Absenkens wird eine höhere selbsttätige Komprimierung des abgesperrten Luft-Volumens erreicht, als wenn der Behälter schon anfangs mit der leichteren Arbeitsflüssigkeit gefullt worden wäre.
  • (d) Zur Beherrschung aller räumlichen Bewegungen des Behälters im voll getauchten Zustand - diese Bewegungen sind sowohl planmäßig Steuerbewegungen als auch Störbewegungen, die durch Wasserströmungen während des Absenkens verursacht werden - wird der Druck der Förderpumpe der Arbeitsflüssigkeit, die leichter als das geflutete Wasser ist, planmäßig geändert. Dadurch werden die Anteile aller Medien an der Füllung des Behälters geändert und entsprechende, lotrecht auf den Behälter wirkende Kräfte erzeugt. Durch die gesteuerte Beaufschlagung der voneinander unabhängigen Einzelzellen des Behälters werden sowohl aufwärts als auch abrts gerichtete Bewegungen eingeleitet oder verhindert, als auch iaomente um die Raumachsen des Behälters ausgeübt oder kompensiert.
  • (e) Nach dem Absetzen des Behälters auf dem Meeresboden wird er vollständig mit meerwasser geflutet und die komprimierte Luft freigegeben. Durch das zum Meerwasser geringere spezifische Gewicht der Arbeitsflüssigkeit wird diese, im allgemeinen Rohöl einer anderen ocation, in den Tanker zurückgedrängt. Damit hat der Tanker seine Funktion beim Absenken des Behälters auf den Meeresboden erfüllt und kann mit der Arbeitsflüssigkeit die Location verlassen.
  • (f) Um für das Absenken des Behälters, d.h. für den Ausgleich seines Gewichtes durch Auftriebskräfte günstigere Voraussetzungen zu schaffen, ist das Behälterdach zur Aufnahme eines billigen Ballastes, im allgemeinen Sand oder Kies, eingerichtet. Dieser Ballast wird erst dann auf das Dach des Behälters nach bekannten und bewährten Verfahren gespült, nachdem der Behälter auf dem Meeresboden abgesetzt ist.
  • (g) Die Verhältnisse für das Absenken aber auch für das spätere Wiederaufschwimmen des Behälters werden dann besonders günstig, wenn die Differenz aus dem spezifischen Gewicht der Arbeitsflüssigkeit und dem der späteren Betriebsflüssigkeit des Behälters besonders groß, d.h. die Arbeitsflüssigkeit beträchtlich leichter als die Betriebsflüssigkeit ist. Wird durch die Differenz der spezifischen Gewichte - Wasser zu Arbeitsflüssigkeit - multiplziert mit dem Volumen des Behälters ein Auftrieb ermöglicht, der größer ist als das Gewicht des Behälters, so kann auf die Mitwirkung komprimierter Luft beim Absenken völlig verzichtet werden. Es wird lediglich eine im allgemeinen geringere Menge Wasser geflutet, so daß der Schwebezustand des voll getauchten Behälters und seine Steuerungsfähigkeit gegeben sind. Diese Wassermenge wird durch Änderung des Pumpendruckes und damit des Volumens der Arbeitsflüssigkeit zur räumlichen Steuerung des Behälters entsprechend erhöht bzw. verringert, bis der Behälter auf dem Meeresboden abgesetzt ist.
  • (h) Für Spontansteuerungen des Behälters ist an Deck des Tankers ein Speicher mit einer kleineren Menge hochgespannter Arbeitsflüssigkeit aufgestellt, der kurzfristig auf den Behälter geschaltet werden kann. Damit kann überraschenden äußeren Einwirkungen auf die Behälterbewegungen schnell begegnet werden.
  • (i) Zum Absenken und Aufschwimmen werden zusätzlich Winchbargen, deren Seile am Behälter befestigt sind, über-den vier Ecken des Behälters positioniert. Die Auftriebskräfte der Arbeitsmedien werden so gesteuert, daß für beide Vorgänge nur geringe Differenz-Zukräfte für die Seile der minchbargen verbleiben, so daß der Behälter gleichsam an den Seilen abgelassen bzw. hochgezogen wird.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Aufschwimmen des Behälters ist durch folgende Schritte gekennzeichnet: (a) Ein an die Location des Behälters herangeführter Tanker drückt leichtere Arbeitsflüssigkeit in den Behälter. Dies könnte auch von einer benachbarten Produktionsplattform für Rohöl aus geschehen. Damit ist zum Aufschwimmen zumindest ein wesentlicher Anteil der benötigten Auftriebskraft gegeben.
  • (b) Die in den Meeresboden gedrückten Stützkörper an den Stützen des Behälters, insbesondere wenn vom Meeresboden der Location in der Folge eine hohe Uberdeckung zu erwarten ist, sind vom Behälter z.B. durch abgescherte Bolzen gelöst, so daß sie beim Aufschwimmen des Behälters im Meeresboden verbleiben. Bei insofern günstigeren Locationen werden die Stützkörper durch Druckwasser freigespült und mit dem Behälter aus dem Meeresboden gezogen.
  • Die Voraussetzungen zum Aufschwimmen sind damit unter allen möglichen Bodenverhältnissen begünstigt.
  • (c) Der Ballast aus Sand oder Kies auf dem Dach des Behälters wird durch bekannte Verfahren abgesaugt. Hierdurch wird ein erheblicher Beitrag zum Aufschwimmen beigesteuert.
  • (d) Erforderlichenfalls wird durch einen Kompressor Druckluft in den Behälter zur Unterstützung des Aufschwimmens gedrückt. ..Fenn es sich nur noch um einen kleineren Auftriebsanteil handelt, ist diese Maßnahme wirtschaftlich zu vertreten.
  • (e) Nachdem der Behälter aufgeschwommen ist, wird die Arbeitsflüssigkeit in den Tanker oder in die benachbarte Pörderplattform zurückgepumpt. Dieser Verfahrensschritt trägt wesentlich zur hohen Wirtschaftlichkeit des Gesamt-Verfahrens bei.
  • Vorzugsweise sind nach der Erfindung die als Arbeitsmedien durch Tanker herangebrachten Flüssigkeiten spezifisch leichter als das umgebende Wasser und insbesondere leichter als die später im Behälter gespeicherte Betriebsflüssigkeit. Sie werden von den Fumpen des Tankers druckgesteuert und eine geringere Menge Wasser geflutet in den Behälter eingebracht. Die spezifisch leichtere Plüssigkeit ermöglicht, das gesamte tehältergewicht einschließlich des Sicherheitsballastes gegen Aufschwimmen des am Meeresboden abgesetzten Behälters im Speicherbetrieb beim Absenken zu tragen. Auf die Iwsitwirkung eingesperrter komprimierter Luft kann hier im allgemeinen verzichtet werden. Insbesondere wird es sich bei der leichteren Flüssigkeit um ein Rohöl einer anderen Förderlocation handeln. Nach dem Absetzen des Behälters auf dem Meeresboden wird dieses Rohöl durch die vollständige Flutung wieder in den Tanker zurückgedrängt, der dann seine Reise z.B. zu einer Raffinerie fortsetzen kann. Damit ist ein sehr sicheres und wirtschaftliches Verfahren zum Absenken bzw. späteren Aufschwimmen des Behälters gegeben.
  • Vorteilhafterweise werden als Leitungen für das Zuführen der Arbeitsmedien in den Behälter insbesondere groSquerschnittige Schläuche vom Behälterdach zum tiefsten Punkt des Behälters herunter- und von dort umgelenkt bis zur Einfüllstelle der Medien hochgeführt. Durch diese Anordnung ist erreicht, daß in einfachster Weise die flüssigen Medien in den in allgemeinen mit komprimierter Luft gefüllten Raum eingebracht werden können, ohne daß die Luft entweichen kann. Die Flüssigkeitssäule in den im allgemeinen zwei Schläuchen bis zum tiefsten Punkt des Behälters ist eine armaturenlose Luftsperre.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird die Verteilung der Volumenanteile der Arbeitsmedien im Behälter und die Steuerung der räumlichen Bewegungen des Behälters durch den Druck der Förderpumpen der vom Tanker in den Behälter eingebrachten Arbeitsflüdsigkeiten bewirkt. Damit ist in einfacher und wirkungsvoller Weise die Anpassung an die Wassertiefe, d.h. den Außendruck auf den Behälter, den Gewichtsausgleich und die Steuerung der Behälterbewegungen gewährleistet.
  • Nach einer anderen Ausführungsform der erfindung wlrd beim Absenken des Behälters die durch die F()rderpuujpen des Tankers in den Behälter gedrückte Arbeitsflüssigkeit leichter als das umgebende Wasser die schwereren Flüssigkeiten, insbesondere das anfangs geflutete Wasser aus dem Behälter herausdrängen. Durch diesen Austausch der leichteren gegen die schwerere Arbeitsflüssigkeit wird dreierlei bewirkt: Das Ausgangs-Absperrvolumen der Luft im Behälter vergrößert, in einfacher und zuverlässiger eie der Gewichtsausgleich des Behälters bei steigender assertiefe gewahrleistet und die Komprimierung der Luft im Behälter gewichtskompensiert.
  • Vorteilhafterweise werden nach der Erfindung die von Tankern in den Behälter eingebrachten Arbeitsflüssigkeiten nach dem Absetzen des Behälters auf dem Meeresgrund durch Fluten des Behälters über den Behälter-Verteiler und die Leitungen in den Tanker zurückgedrängt. Damit ist erfindungsgemäß eine besonders einfache und wirtschaftliche Verfahrensweise für das Absenken und Aufschwimmen des Behälters gegeben. Es werden die für den späteren Behälterbetrieb am Meeresboden benötigten Mittel verwendet und die Tanker als weitere Hilfsmittel werden nur mit wenigen Umweg- und Arbeitstagen mit ihrer üblichen Ladung in Anspruch genommen.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung werden die festverlegten Zuführungsrohre zu den Zellen des Behälters und die mobilen äußeren Zuführungsleitungen zum Behälter in einem Behälter-Verteiler zusammengeführt und ist jeder Zellenrohr-Öffnung ein durch ein Stellgerät betätigbarer Dichtungsstopfen zugeordnet. Damit können die Behälterzellen unabhängig voneinander mit Arbeitsmedien beaufschlagt und nicht nur lotrechte Bewegungen des Behälters gesteuert, sondern auch Momente an den jeweils größten Hebeln um die Raumachsen des Behälters ausgeübt werden. Auch sind besonders günstige lotrechte Differenz-Kräftekonfigurationen auf den Behälter möglich, wobei der Behälter an seinen vier Ecken gleichsam aufgehängt erscheint. Im späteren Speicherbetrieb am Meeresboden werden außerdem defekte Zellen durch das Verschließen des zugehörigen Rohres ausgeschaltet. Der Behälter-Verteiler ist zweckmäßigerweise auf dem Dach oder auf einem Mast des Behälters angeordnet.
  • Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird bei mehr als einer Zellenschicht pro Behälter die Absperrung der Luft der Ze?lenschichten auf die unteren Zellenschichten beschränkt. Damit wird bei voll eingetauchtem Behälter die Vorkompression der Luft im Behälter höher geführt und damit der Traganteil der Luft am Ausgleich des Behältergewichtes erhöht.
  • Die Lösung der Erfindungsaufgabe wird dadurch erleichtert, daß da Dach des Behälters durch lotrechte Wände geringerer Höhe zu einem nach oben offenen Raster zum Aufspülen bzw. Absaugen von Ballaststoffen ausgebildet und die Stahlbetonbasis des Behälters druckfeste Stahlbeton-Hohlräume umschließt. Beide bauliche Maßnahmen wirken in gleicher Richtung. Der Ballast, im allgemeinen Sand oder Kies, wird nach dem Absetzen des Behälters auf dem Meeresboden in das Dachraster gespült bzw. vor dem Aufschwimmen von dort abgesaugt. Beides geschieht nach bekannten und bewährten Verfahren. Die Stahlbeton-Hohlräume werden nach dem Absetzen des Behälters geflutet. Durch diese Maßnahmen werden an die Arbeitsmedien bezüglich ihres Auftriebanteiles zum Ausgleich des Behälter gewichtes geringere Anforderungen gestellt bzw. können größere Wassertiefen überwunden Werden. Der Dachballast hat noch insofern weitere günstige Funktionen, als er im späteren Speicherbetrieb bei voller Füllung des Behälters am Meeresboden mit der gegenüber dem umgebenden Wasser leichteren Betriebsfüllung die das Behälter dach aufbiegenden statischen Momante reduziert und den teuren Stahlbeton der Behälterbasis - soweit dieser lediglich als Ballast benötigt würde - ersetzt.
  • Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung werden die in die Betonbasis des Behälters integrierten Stützen als hydraulisch betätigbare Mehrfachteleskop-Stützen ausgebildet und vor Beginn des Absenkens des Behälters mit ihrem gesamten Hub ausgefahren und der Austritt ihres Druckmittels gedrosselt. Damit wird noch einmal das gesamte Hydrauliksystem überprüft und insbesondere ein sanftes Aufsetzen des Behälters auf dem yeere:sboden zusätzlich begünstigt. Dies dadurch, daß einmal beim Aufsetzen das Eigengewicht der Stützkörper als wirkendes Speichergewicht spontan entfällt und zum anderen der lange hydraulische Federweg der Stützen den Behälter abfedert.
  • Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung werden sowohl bei mechanischen als auch hydraulischen sich dem Meeresboden anpassenden Stützen des Behälters die Zugverbindungen zu den an ihnen hängenden Stützkörpern z.B. durch Abscheren der Bolzen infolge der steigenden Stützenbelastungen beim Fluten des Behälters am 9Ideeresboden gelöst. Nach dem Absetzen des Behälters wird die Verbindung zu den Stützkörpern nur auf Druck und Schub benötigt.
  • Beim Aufschwimmen des Behälters werden die Behälterstützrohre aus den im Meeresboden verbleibenden Stützkörpern gezogen.
  • L e e r s e i t e

Claims (14)

  1. Patentansprüche vom 25. 6. 76 Patentansprüpche 1. Verfahren zum Absenken und Aufschwimmen eines zum Speichern von Flüssigkeiten auf dem Meersboden dienenden Behälters, dadurch gekennzeichnet, daß für große Wassertiefen und große Speichervolumen beim Absenken und Aufschwirnmen in jeder Arbeitslage durch Steuerung des Druckes eines der im Behälter (1) enthaltenen Arbeitsmedien (37, 38, 40) - z.B. Luft, Wasser, Rohöl - sowohl der Druck im Behälter (1) an den Außendruck angeglichen, als auch der Gesamtauftrieb der Arbeitsmedien (37, 38, 40) durch Verschieben der Vulumenanteile der Arbeitsmedien (37, 38, 40) im Behälter (1) konstant und in Übereinstimmung mit dem Gewicht des Behälters (1) gehalten wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das spezifische Gewicht wenigstens eines der arbeitsmedien (37, 38, 4o) geringer als das spezifische Gewicht des Wassers (z.B. 38) gehalten wird und die Trennflächen (43) aller Arbeitsmedien (37, 38 o) im Bereich der Bauhöhe des Behälters (1) gehalten werden.
  3. 3. Verfahren zum Absenken des Behälters nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch folgende verfahrensschritte: (a) Die Stützen (il) des Behälters (1) - im Palle sie hydraulich betätiger als Teleskopstützen ausgebildet sind -werden vor dem Absenken in ganzer Länge ausgefahren und der Austritt ihres Druekmittels aus den Zylindern gedrosselt.
    (b) Die Luft (37) im Behälter (1) wird gegenüber der Atmosphäre abgesperrt und der Behälter (1) mit Wasser (38) geflutet, bis er voll ins Wasser eingetaucht sich im Schwebezustand befindet.
    (c) in u der Tlooition des Behälters (1) herangebrachter Tanker pumpt während des langsamen Absinkens des Behältcrs (1) die Arbeitsflüssigkeit (40), im allgemeinen lichtes Rohöl, in den Behälter (1).
    (d) Die Volumenanteile aller Arbeitsmedien (37, 38, 4c) in cn ellen (2) des Behälters (i) werden durch planmäßige Druckänderungen, z.R. der Förderpumpen des Tankers gegeneinander verschoben und damit alle räumlichen Bewegungen des tjehtilters (1) gesteuert.
    (e) Nach dem Absetzen des Behälters (1) auf dem $Meeresboden (41) wird er vollständig mit Meerwasser geflutet und die kompriemeirte Luft (37) freigegeben. Dabei wird die durch Tanker heran- und eingebrachte Arbeitsflüssigkeit (40) wieder in den Tanker zurückgedrängt.
    (f) Das Behälterdach (30) ist zur Aufnahme von Schüttgutballast (31) einerichtet, der insbesondere nach dem Absetzen des Behälters (1) auf dem Meeresboden (41) aufgespült wird.
    (g) Die durch einen Tanker bereitgestellte und eingebrachte rbeitsflüssigkeit (40) ist spezifisch leichter als die Flüssigkeit, insbesondere Rohöl der Behälterlocation, des späteren Speicherbetriebes des Rehälters (1). Damit sind die Voraussetzungen für den Ausgleich des behältergewichtes besonders günstig.
    (1) Für Spontansteuerungen des Behälters (1) ist an Deck des Tankers ein Hilfsspeicher rnit einer kleineren Menge hochgespannter Arbeitsflüssigkeit (40) aufgestellt, der kurzfristig auf den Behälter (i) geschaltet und wieder gefüllt werden kann.
    (i) Zum Absenken und Aufschwimmen werden zusätzlich Winchhargen, deren Seile am Behälter (1) angeschlagen sind, über den vier Ecken des behälters (1) positioniert.
  4. 4. Verfahren um Aufschwimmen des Behälters nach den Ansptüchen l und 2, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: (a) Ein an die Location des Behälters (1) herangeführter Tanker drückt leichtere Arbeitsflüssihkeit (40) in den Behälter (1). Dies könnte auch von einer benachbarten Produktionsplattform für Rohöl. aus geschehen.
    (b) Die in den Meeresboden (41) gedrückten Stützkörper (23) des Behälters (1), insbesondere wenn vom Meeresboden (41) der Location in der Folge ihre hohe Überdeckung zu erwarten ist, sind als Zugverbindung vom Behälter (1) s.B.
    durch abgescherte Bolzen (29) gelöst, so daß sie beim Aufschwimmen des Behälters (1) im Meeresboden (41) verbleiben. Bei insofern günstigeren Locationen werden die Stützkörper (23) durch Druckwasser (27) freigespillt und mit dem Behälter (1) aus dem Mecresboden (41) gezogen.
    (c) Der Ballast (31) aus Sand oder Kies auf dem Dach des nchälters (1) wird durch bekannte Verfahren abgesaugt.
    (d) Erforderlichenfalls wird durch einen Kompressor Druck luft (37) in den Behälter (1) zur Unterstützung des Aufschwimmens gedrückt.
    (e) Nachdem der Behälter (1) aufgeschwommen ist, wird die eingebrachte Arbeitsflüssigkeit (4o) in den Tanker oder auf die benachbarte Förderplattform zurückgepumpt.
  5. 5. Behälter zur lurchführung der Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Arbeitsmedien durch Tanker herangebrachte Flüssigkeiten (40) spezifisch leichter als das umgebende Wasser und insbesondere leichter als die später im,Behälter (1) gespeicherte Betriebsflüssigkeit von den Förderpumpen des Tankers der jeweiligen Wassertiefe entsprechend druckgesteuert und eine geringere Menge Wasser (38) geflutet in den Behälter (1) eingebracht erden.
  6. b. Behälter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Leitungen (3) für das Zuführen der Arbeitsmedien (37, 38, 40) in den Behälter (1) insbesondere Schläuche ( 3) vom Behälterdach zum tiefsten Punkt des Behälters (1) herunter- und von dort umgelenkt bis zur Einfüllstelle (35) der Medien (37,38,40) hochgeführt werden.
  7. 7. Behälter nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilung der Volumenanteile der Arbeitsmedien (37, 38, 40) im Behälter (1) und die Steuerung der räumlichen Bewegungen des Behälters (1) durch den Druck der Förderpumpen der von Tankern in den Behälter (1) eingebrachten Arbeitsflüüsigkeiten (40) bewirkt wird.
  8. 8. Behälter nach den Ansprüchen 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß beim Absenken des Behälters (1) die durch die Förderpumpen des Tankers in den Behälter (1) gedrückten Arbeitsflüssigkeiten leichter als das umgebende Wasser die schwereren Flüssigkeiten, insbesondere das anfangs geflutete Wasser aus dem Behälter (1) herausdrängen.
  9. 9. Behälter nach den Ansprüchen 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die von Tankern in den Behälter (1) eingebrachten Arbeitsflüssigkeiten (40) nach dem Absetzen des Behälters (1) auf dem Meeresgrund (41) durch Fluten des Behälters (1) über den Behälter-Verteiler (I) und die Leitungen (3) in die Tanker zurückgedrängt werden.
  10. 10. Behälter, bestehend aus Einzelzellen und nach den Ansprüchen 5 bis 9,dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungsrohre (6) zu den Zellen (2) des Behälters (1) und die äußeren Zuführleitungen (3) zum Behälter (1) in einem Behälter-Verteiler (I) zusammengeführt sind und daß der Öffnung eines jeden Zellenrohres (6) ein durch ein Stellgerät (8) betätigbarer Dichtungsstopfen (7) zugeordnet ist.
  11. 11. Behälter nach den Ansprüchen 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehr als einer Zellenschicht pro Behälter (1) die Absperrung der Luft (37) der Zellenschichten sich auf die unteren Schichten der Zellen (2) beschränkt.
  12. 12. Im Wasser lotrecht und quasi-stationär bewegter getauchter Behälter mit einer im Behälterboden ständig offenen Verbindung zum umgebenden lasser, insbesondere Speicher für Rohöl nach den Ansprüchen 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Dach des Behalters durch lotrechte Wände geringerer Höhe zu einem nach oben offenen Raster (30) zum Aufspülen bzw. Absaugen von Ballaststoffen (31) ausgebildet und die Stahlbetonbasis (18) des Behälters (1) druckfeste Stahlbeton-Hohlräume (19) umschließt.
  13. 13. Behälter nach den Ansprüchen 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die in die-Betonbasis (18) des Behälters (1) integrierten Stützen (II) als hydraulisch betätigbare ehrfachteleskop-Stützen ausgebildet und zu Beginn des Absenkens des Behälters (1) mit ihrem gesamten Hub ausgefahren werden und der Austritt ihres Druckmittels gedrosselt wird.
  14. 14. Behälter nach den Ansprüchen 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl für mechanische als auch hydraulische sich dem Meeresboden anpassende Stützen (II) des Behälters (1) die Zugverbindungen zu den an ihnen hängenden Stützkörpern (23) z.B.
    durch Abscheren der Bolzen (29) infolge der steigenden Stützenbelastungen beim Fluten des Behälters (1) am Meeresboden gelöst werden.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19506806A1 (de) * 1995-02-27 1996-08-29 Weismann Hein Friedrich Dipl I Vorrichtung zur vorübergehenden Lagerung von großen Flüssigkeitsmengen

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DE19506806A1 (de) * 1995-02-27 1996-08-29 Weismann Hein Friedrich Dipl I Vorrichtung zur vorübergehenden Lagerung von großen Flüssigkeitsmengen

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