DE2655767C2

DE2655767C2 - Vorrichtung zum Betätigen einer Unterwasseranlage

Info

Publication number: DE2655767C2
Application number: DE2655767A
Authority: DE
Inventors: William H. San Franzisco Calif. Silcox
Original assignee: Chevron Research Co
Current assignee: Chevron USA Inc
Priority date: 1976-01-26
Filing date: 1976-12-09
Publication date: 1986-06-26
Also published as: NL184336C; JPS5540159B2; NL7700787A; AU1875676A; US4095421A; GB1559419A; DK28577A; NO770244L; NL184336B; DK155447C; AU505224B2; DE2655767A1; CA1060790A; IS1071B6; NO155848B; DK155447B; IS2354A7; JPS5291704A; NO155848C; ES455349A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betätigen einer Unterwasseranlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Untermeerische Systeme (die elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betrieben werden) können für mancherlei Zwecke verwendet werden. Sie können z. B. zur Steuerung von unter dem Meer liegenden Tankventilen oder Bohrlochköpfen verwendet werden.

Zur Erläuterung der Erfindung wird ein »Blow-outpreventer-Stapel« beim Bohren auf dem Meeresgrund als Beispiel herangezogen. Dieser »Blow-out-preventer« (BOP) sieht eine Einrichtung vor, einen Bohrlochkopf vollständig oder um das Bohrrohr herum zu verschließen, so daß der Druck im Bohrloch geregelt wird sowie ein Strömungsmittel von und zum Unterwasserölbohrloch laufen und so arbeiten kann, daß die Druckkontrolle aufrechterhalten wird Es kommt manchmal vor, daß das Hauptsystem versagt und der BOP-Stapel nicht mehr mit Energie versorgt wird.

Das zum gegenwärtigen Zeitpunkt verwendete Verfahren beim Auftreten eines derartigen Versagens besteht in der Verwendung einer abtauchenden Energieversorgung. Hierdurch geht sehr viel Zeit verloren. Darüber hinaus verbietet sich das Verfahren in größeren Tiefen; es könnte dort nur mit einem Un'erseeboot durchgeführt werden.

In einem anderen Lösungsversuch, der ebenfalls zeitaufwendig ist, wird ein energiespendender (an hydraulisehen Leitungen liegender) Hydrospeer in einen Aufnahmeteil am BOP-Stapel abgesenkt Dieses Aufnahmeteil ist Ober Hydroleitungen mit Stellgliedern verbunden, die gewählte Funktionen des BOP-Stapels ausführen. Sollte dies nicht möglich sein, könnte die Steuerung des untermeerischen Systems verlorengehen oder zumindest vorübergehend lahmgelegt sein.

Die US-PS 32 05 969 betrifft eine Vorrichtung zum Betätigen einer Unterwasseranlage, die mittels einer zwischen den beiden Öffnungen der Unterwasseranlage bestehenden Druckdifferenz betrieben werden kann und die einen Speicher aufweist, in der ein unter dem hydrostatischen Umgebungsdruck an der Unterwasserstelle liegender Druck herrscht Zum Betrieb der Unterwasseranla^e werden die Einlaßöffnung durch eine Ventileinheit mit dem hydrostatischen Druck der Umgebung und die Auslaßöffnung mit dem Speicher in Verbindung gesetzt. Die Anlage kann daher bis zum Ausgleich der Druckdifferenz betrieben werden. Zum erneuten »Laden« der Unterwasseranlage ist ein Abpumpen aus dsm Speicher erforderlich, um dessen Druck wieder zu erniedrigen.

Der Hydraulikmotor bei einer derartigen Einrichtung steht auch während einer Betriebsruhe der Einrichtung mit de"m umgebenden iv'eerwasser in Verbindung. Bei langer Einwirkungszeit des salzhaltigen Meerwassers können di.her leicht Koriosionsprobleme auftreten, die die Anlage als Sicherungseinrichtung für plötzlich auftretende Energiebedarfsfälle unbrauchbar machen kann. Weiter ist eine derartige Einrichtung nur zum einmaligen Abgeben eines Energiepaketes vorgesehen, ohne daß eine zusätzliche Steuerung des Hydraulikmotors möglich wäre. Da die Einrichtung nur ein Ventil zwischen Hydraulikmotor und Speicher aufweist, steht der Hydraulikmotor unter ständigem Umgebungsdruck. Sämtliche Komponenten des Motors müssen daher für langdauernden Gebrauch für eventuell sehr hohe Druckbelastungen ausgelegt sein.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Betreiben einer Unterwasseranlage anzugeben, bei der die Antriebseinrichtung bei Stillsetzung nicht mit dem umgebenden Meerwasser in Verbindung steht und somit weitgehend von den Umgebungseinflüssen freigestellt ist Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Die Unteransprüche sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung, insbesondere geben die Ansprüche 12—16 Möglichkeiten an, die Unterwassereinrichtung von der Wasseroberfläche aus zu betätigen.

Bei der Erfindung ist die Unterwasseranlage im Betrieb an einem Strömungsmittelkreis angeschlossen, durch den die Unterwasseranlage steuerbar ist Insbesondere kann ein Hydraulikmotor in beiden Richtungen betätigt werden. Sowohl an der Einlaßöffnung der Anlage als auch an der Auslaßöffnung der Anlage sind Ventileinheiten vorgesehen, die im »Ruhebetrieb« die Unterwasseranlage mit der Hauptenergiequelle verbinden und die bei Umschaltung die Einlaßseite der Unterwasseranlage mit dem umgebenden Medium und die Auslaßseite an eine Unterwassereinrichtung anlegen, die insbesondere ein unter dem Umgebungsdruck der Anlage stehender Speicher ist Dadurch wird die Unterwasseranlage nur bei Betätigung der \ .',ltile auf ihrer Einlaßseite mit dem umgebenden Meerwa ,ser verbunden. Die Einflußmöglichkeit des Meerwassers ist daher auf die Einlaßseite beschränkt und damit werden Probleme aufgrund Korrosion sehr klein gehalten.

Es hii sich herausgestellt daß ein Versagen der Energieversorgung weniger wahrscheinlich wird, wenn die Vorrichtung nach der Erfindung als Hauptenergiequelle verwendet wird. Der Grund hierfür liegt darin, daß man sich hierbei nicht vollständig auf das Wirken eines hydraulisch oder elektrisch betriebenen Systems verläßt Darüber hinaus ist die Vorrichtung schnellansprechend, da das System gleich neben der Ausrüstung liegt die von ihm versorgt wird.

Der Hauptbauteil ist nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ein Druckbehälter, der ein Aufnahmeteil oder eine abgedichtete Kammer zum Halten des atmosphärischen Drucks darstellt Andererseits kann der Behälter oder die Kammer so ausgebildet sein, daß diese über der Wasseroberfläche entlüftet werden, wodurch atmosphärischer Druck im Behälter aufrechterhalten wird, der dann mit einem Stellantrieb unter der Wasseroberfläche verbunden ist Die Ein- und Auslaßöffnungen des Stellantriebs werden ihrerseits mit den jeweiligen fernbedienten Ventiler verbunden, die den Lauf des Strömungsmittels von und zu den Austrittsöffnungen steuern, um die für die Steuerung des Bohrlochkopfes erforderliche Anlage zu betreiben. Die Ventile setzen die Einlaßöffnungen des Stellantriebs dem Meerwasser aus, wobei die Austrittsöffnungen unter atmosphärischem Druck zur Kammer entlüftet werden.

Die Erfindung kann verwendet werden, um die Einidßönnung des Stellantriebs zum Meerwasser zu öffnen, während gleichzeitig die Austrittsöffnun» des Stellantriebs zum Behälter oder 7ur Kammer entlüftet wird. Eine Druckdifferenz (die sich aus dem hydrostatischen Druck an der untermeerischen Stelle der Einlaßöffnung und der im wesentlichen auf atmosphärischem Druck liegenden Kammer an der Austrittsöffnung ergibt) dient zum Betrieb des Stellantriebs. Diese Druckdifferenz innerhalb des Stellantriebs kann dann zurr Schließen der Ventile, zur Inbetriebsetzung und Außerbetriebsetzung von Pumpen oder an anderen Geräten unter der Wasseroberfläche verv.ondet werden, zu deren Betrieb ein Energiebedarf besteht.

In seichten Gewässern kann zur Erhöhung des verfügbaren Wasserdrucks ein Druckverstärker vorgese-

hen werden, um das Druckdifferential zur Inbetriebsetzung des Stellantriebs herzustellen. Darüber hinaus kanri eine Zusatzeinrichtung vorgesehen werden, um den entlüftbaren Druckbehälter durchzublasen, wenn dieser mit dem Strömungsmittel beaufschlagt wurde, das den Stellantrieb in Tätigkeit setzt.

Ausführungsbeispiele nach der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen beschrieben. Eis zeigen

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines besonderen Beispiels der Anlage, die mit der Erfindung gesteuert werden kann. Die Figur ist ein Seitenriß einer Bohrlochsicherung (Blow-out-preventer) zur Steuerung der Bohrtätigkeit eines Bohrlochkopfes unter dem Meeresboden, und zwar von einer schwimmenden Plattform aus. Die Vorrichtung nach der Erfindung kann mit diesem BOP-System betriebsmäßig verbunden werden.

F i £· 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsart der Vorrichtung, mit der die Erfindung durchgeführt werden kann und die eine unter atmosphärischen Druck oder Vakuum stehende abgedichtete Kammer aufweist. Die Zeichnung zeigt den Zustand vor der Inbetriebnahme.

F i g. 3 eine schematische Darstellung der Erfindung, in der der Stellantrieb mit einem vorbestimmten Druck zur Kammer entlüftet wird. In diesem Zustand befindet sich die Vorrichtung in Betrieb.

F i g. 4 eine schematische Darstellung der Erfindung, in der ein Druckschalter zur Steuerung des Stellantriebs anstelle eines Schall-Senders/Empfängers nach F i g. 1 verwendet wird.

F i g. 5 eine schematische Darstellung eines weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels, das ein Hilfs- oder Stützsystem zum Betrieb einer elektrisch arbeitenden Vorrichtung zeigt.

F i g. 6 eine schematische Darstellung der Erfindung nach F i g. 2 unter Verwendung eines Druckverstärkers zum Verstärken des Betriebsdrucks, der sich aus dem hydrostatischen Druck an der Bohrstelle unter dem Meeresboden ergibt.

F i g. 7 eine schematische Darstellung eines weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels, nach der die untermeerische Kammer zur Atmosphäre entlüftet wird.

Fig.8 eine schematische Darstellung des Ausführungsbeispiels nach F i g. 7, in dem die untermeerische Kammer durch eine Öffnung durch- bzw. ausgeblasen werden kann.

Fig.9 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Au-führungsbeispiels, in dem eine Entleerungspumpe und ein Zusatztank vorgesehen sind, um die abgedichtete untermeerische Kammer durchzublasen, und

Fig. 10 ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung, das als Hauptenergieversorger zum Betrieb des untermeerischen Systems verwendet wird.

Die untermeerische Vorrichtung kann ein Haupt-, Hilfs- oder Stützsystem zur Betätigung der hydraulisch betriebenen Vorrichtung, wie des Stellantriebs 106 (F i g. 2, 10) sein. Die beiden Stellglieder 106 können die Kolben eines BOP-Stapels (F i g. 1) betätigen, die pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch betrieben werden, wie nachstehend erläutert wird. Der Stapel weist gewöhnlich eine Reihe von senkrecht miteinander verbundenen Bohrlochsicherungen verschiedener Typen auf, welche unabhängig voneinander betätigt werden, um die Bohrlochflüssigkeit dann zu regulieren, wenn der Bohrlochdruck das Bohrlochflüssigkeitsgefälle übersteigt.

In der Anlage der F i g. I stellt das Bezugszeichen 118 eine (um ein Bohrgestänge mitsamt Schwerstange passende) wickelbauartige Bohrlochsicherung dar. Die Bohrlochschieber 122, 124, und 126 sind kolbenartige Preventer (sie blockieren das Bohrloch oder passen nur um das Bohrgestänge). Die Atischlußteile 128 und 130 stellen einen hydraulisch angetriebenen Steiger und Bohrlochkopf verbinder dar.

Das Anschlußteil 128 liegt am Steiger 132 unter dem Kugelgelenk 234 und kann am Oberteil des BOP-Schachts angeschlossen und von diesem gelöst werden, wogegen das Anschlußteil 130 lösbar an die Verrohrung angeschlossen werden kann.

is Von Bedeutung ist darüber hinaus das hydraulische oder pneumatische Steuersystem für einen derartigen BOP-Schacht. Das hydraulische oder pneumatische Strömungsmittel (das von der Oberfläche her gesteuert wird) wird im allgemeinen durch Schläuche geführt, die zu einem Bündel 116 zusammengefaßt sind. Diese Strömungsbahn liegt mit dem Sammler 22 in Serie der den untermeerischen Speicherraum für die von der über der Wasseroberfläche liegenden Anlage erzeugten Hydro- oder Druckluftenergie darstellt. Demzufolge sind die Unterwasseranschlußteile 128, 130, und die Preventer 118,122,124,126 von der Wasseroberfläche her steuerbar. Denroch wird der Fachmann es begrüßen, daß nicht alle diese Vorrichtungen für die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in jeder Situation erforderlich sind.

Es ist jedoch zumindest erwünscht, daß die Blow-outpreventer unabhängig voneinander arbeiten. Um dies im Normalbetrieb zu erreichen, wird das Hydrauliköl von einer Druckquelle an der Wasseroberfläche im Sammler 22 (Fig. 1) unter Druck gespeichert. Das mit Druck beaufschlagte Hydrauliköl wird durch die Leitung 180 zum Stellventil 232 geführt, das über die Steuerleitung 229 durch hydraulische, pneumatische oder elektrische Signale von der Wasseroberfläche her gesteuert wird. Abhängig von der vom Stellantrieb 106 durchzuführenden Funktion wird das Stellventil entweder über die Leitung 120 oder die Leitung 121 von Hydrauliköl durchströmt.
Ähnlich wird auch das abgegebene Strömungsmittel über die Leitungen 121 oder 120 vom Stellantrieb 106 an das Stellventil 232 abgegeben, das über die Öffnungen 233 entlüftet wird. Die Vorrichtung kann also als Aushilfs- oder Stützsystem zum beschriebenen Hauptregelsystem dienen. Hiervon sind typische Beispiele in den Fig.2—9 dargestellt, in denen das Bezugszeiche:. 100 die Wasseroberfläche andeutet

In den Fig.2—9 ist der Stellantrieb unter der Wasseroberfläche dargestellt und liegt an einer ersten Ventileinheit, dem Stellventil 107 mit dem gepfropften Ausgang 152. Dieses Ventil isoliert die Erregerseite 210 des Stellantriebs 106, so daß es nicht mit der mit Druck beaufschlagten Hydraulikqueile in Verbindung treten kann (siehe F i g. 2 und 3). Gleichzeitig stellt es die Verbindung her zwischen der Erregerseite des Stellantriebs 106 mit dem umgebenden Wasser an der abgetauchten Stelle. Eine zweite Ventileinheit, das Stellventil 108 mit dem gepfropften Ausgang 150, befindet sich an der Abfluß- oder Austrittsseite 201 des Stellantriebs 106. Dieses Ventil isoliert den Abfluß des Stellantriebs 106 vom BOP-Steuersystem, während es gleichzeitig die Austrittsseite des Stellantriebs mit der Kammer 105 in Verbindung setzt.
Demzufolge ist das Ventil 108 zur Kammer 105 ge-

schlossen, dessen Innenraum unter einem festgelegten Druck steht (d. h. einem Druck, der unter dem liegt, der außerhalb der Kammer 105 herrscht). Dabei ist das Ventil 107 normalerweise gegenüber dem hydrostatischen Gefalle geschlossen, das durch die Wassertiefe gegeben ist, bei der es liegt. Sollte die Energieversorgung ausfallen, durch die die Ventile gewöhnlich betrieben werden, so ku,.nen die passend ausgebildeten und angeordneten Ventile fernbedient werden.

Ein Schall-Sender 102 der sich z. B. auf einer Offshore-Plattform befindet erzeugt ein Schallsignal, das durch das Wasser zum Empfänger 104 gelangt, der in der Nähe des Meeresbodens liegt. Der Empfänger wandelt das Schallsignal in einen elektrischen Impuls um, der die Relais 109 und 110 schließt, so daß die Batterie 155 oder eine andere Energiequelle wie ein weiterer Akkumulator oder ein sonstiges mit der Erfindung verwendbares System die Ventile 107 bzw. 108 betätigt, die in der Nähe der untermeerischen Steile in Stellung gebracht wurden. Demzufolge ist die Verbindung der normalen BOP-Steuerleitung 120 und 121 — die z. B. mit den Stellventilen für die Blow-out-preventer hydraulisch in Serie liegen — zur Erreger- oder Öffnungsseite 210 (F i g. 3) des Stellantriebs unterbrochen und dem Wasserdruck oder dem hydrostatischen Druck an der Unterwasserstelle des Stellantriebs ausgesetzt. Gleichzeitig ist die Austrittsseite 201 des Stellantriebs 106 hydraulisch mit der Kammer 105 verbunden. Folglich wird die Differenz des hydrostatischen Drucks an der Unterwasserstelle und dem Druck der Kammer 105 zum Betreiben des Stellantrieos 106 verfügbar, der Hydrauliköl durch die Austrittsöffnung 201 in die Kammer 105 (F i g. 3) abgibt.

In Abwandlung kann diese Folge abgebrochen werden durch den Druckschalter 220 mit einer unabhängigen Energiequelle, die an die Steuerleitung (F i g. 4) angeschlossen ist. Wenn dieser eine Veränderung im Druck ermittelt, der über einen bestimmten Bereich hinausgeht, werden die Ventile 107 und 108 von dem Schalter angesteuert und verlassen ihre Normalstellung, um den Stellantrieb wie oben in Betrieb zu setzen.

Als Aushilfs- oder Stützsystem zum Betrieb eines untermeerischen, elektrisch, arbeitenden Systems (F i g. 5) wird der Stellantrieb 106 an das elektrische System angeschlossen, so daß es vom Stellantrieb betrieben werden kann. Das System weist z. B. nach F i g. 5 ein Ventil 211 und ein bei Betriebsausfall offenbleibendes Ventil auf, das normalerweise vom elektrischen Stellglied 215 geöffnet und geschlossen wird. Dieses Ventil regelt den Durchfluß durch die Unterwasserölleitung 212. Ein Verfahrensweg, das System durch den Stellantrieb 106 in Betrieb setzen zu können, besteht darin, einen zusätzlichen Hydraulikstromkreis vorzusehen, durch den der Stellantrieb 106 an ein zweites Stellventil 213 angeschlossen wird, das in der Nähe von Ventil 211 untergebracht ist Ein Durchgangsventil 202 liegt an der Erregerseite 210 des Stellantriebs 106 und ein zweites Durchgangsventil 203 liegt zwischen der Austrittsseite 201 des Stellantriebs und der Kammer 105, in der ein vorbestimmter Gasdruck herrscht

Das Ventil 202 ist eine Einrichtung, die Erregerseite des Stellantriebs dem hydrostatischen Druck an der Unterwasserstelle auszusetzen. Dagegen stellt das Ventil 203 eine Einrichtung dar, die Austrittsseite des Stellantriebs mit der Kammer in Verbindung zu setzen. Die Ventile 202 und 203 werden von dem Schall-Empfänger 104 über die Relais 109 und 110 gleichzeitig betätigt, wenn ein Signal von dem Schall-Sender 102 an der Wasseroberfläche empfangen wird. Durch diese Anordnung wird ermöglicht, daß die sich ergebende Druckdifferenz von Innendruck der Kammer und des an der Unterwasserstelle bestehenden hydrostatischen Druck des Stellantriebs den Stellantrieb und die daran angeschlossene Anlage in Betrieb setzt. Dies geschieht, wenn Wasser der Umgebung in die Erregerseite des Stellantriebs einströmt und Hydrauliköl von der Austrittsseite des Stellantriebs in die Kammer gedrängt wird.
Dem System können weitere Geräteteile hinzugefügt

ίο werden, so daß das System auf die Umgebungsbedingungen sachgerecht zugeschnitten ist. So kann z. B. ein Wassertiefendruckverstärker 216 (F i g. 6) an die Einschaltseite des Stellantriebs 106 angeschlossen werden. Durch diesen Druckverstärker wird der Arbeitsdruck an der Unterwasserstelle verstärkt, wenn der hydrostatische Druck zum Betreiben der Stellantriebsvorrichtung 106 nicht ausreichend ist. Mit anderen Worten, es kann ein Verstärker zur Erhöhung des Arbeitsdrucks in der gegebenen Wassertiere des Stellantrieb;. 506 vorgesehen werden, wenn diese Tiefe für den Betrieb des Stellantriebs keine ausreichende Druckdifferenz zwischen hydrostatischem Druck und dem Innendruck der Kammer hergibt.
Die Kammer 105 (F i g. 2—10) steht unter einem vorbestimmten Druck, wie bereits erwähnt, der im wesentlichen dem atmosphärischen Druck entsprechen kann (Fig.2—6, 9), der Atmosphäre in Verbindung stehen (Fig.7, 8 und 10) oder vakuumversiegelt sein kann (F i g. 2—6 und 9). Somit ist die Kammer, der Tank oder Druckbehälter eine Einrichtung, in der ein Innendruck herrscht, der unter dem Druck des Strömungsmittels liegt, der auf die Unterwasseranlage ausgeübt wird.

Die Lage der Kammer 105 ist dergestalt, daß der begleitende Druckabfall, der mit Rohrleitungen sowie verschiedenen Eingangs- und Ausgangsdruckverlusten über die Ventile einhergeht, das hydrostatische Gefälle nicht unter den Wert sinken läßt, der für den Betrieb eines gegebenen Teils der Unterwasseranlage erforderlich ist. Es werden hierfür zwei Beispiele angeführt.

Zunächst wird der Fall einer Unterwasserstelle be· 12,2 Metern Tiefe behandelt, für die nur ein geringer Arbeitsdruck von ca. 0,14 kg/cm² erforderlich ist, wobei die Kammer 105 in drei Metern Wassertiefe liegt Falls beim Gesamtdruckabfall eine ausreichende Druckdifferenz zum Betrieb der Anlage verbleibt, ist auch die Lage und der Druck in der Kammer ausreichend. Verlangt jedoch die Anlage einen hohen Druck (z. B. 105,5 kg/ cm²) und befindet sie sich in 914 Metern Tiefe, während die Kammer bei einem, dem atmosphärischen Druck an

so der Wasseroberfläche entsprechenden Innendruck liegt, so ergibt sich für den Betrieb der Anlage ein unzureichendes Druckdifferential. Dies wäre jedoch nicht der Fall, befände sich die Kammer auch in der gleichen Tiefe.

Die einzige Bedingung im Hinblick auf Lage und Druck in der Kammer ist die, daß sich eine hinreichende Druckdifferenz zwischen dem Innendruck und dem hydrostatischen Gefalle zum Betrieb der Unterwasseranlage ergibt Selbstverständlich sollten jedoch sachgemäße Berechnungen bezüglich der verschiedenen Verluste durch Rohrleitungen, Ventile oder dgl. durchgeführt werden.

Wenn der Entlüftungsschacht 117 dazu verwendet wird, den Druck in der Kammer zu beeinflussen (Fig.7), kann der Schacht an das Stellventil 112 angeschlossen werden, das an einer beliebigen Stelle auf der Länge des Entlüftungsrohrs liegen kann. Das Ventil ist dabei mit dem Stellventil über ein Relais 170 derart

verbunden, daß es sich selbsttätig öffnet, wenn keine Energie mehr von der Steuerbühne 101 zugeführt wird. Es kann auch ein Schwimmerventil 157 (Fig. 7) vorgesehen werden, durch das ein Strömungsmittelaustritt vom Schacht verhindert wird, wenn nicht erwünscht ist, das Hydrauliköl mit dem umgebenden Meerwasser zu vermischen, nachdem eine Hydraulikölabgabe in der Kammer 105 aufgenommen wurde und die Gefahr des Überlaufens besteht.

Der Schacht 117 kann dazu verwendet werden, die ι ο Kammer 105 durchzublasen, wie dies nachstehend anhand der F i g. 8 und 10 beschrieben wird. Zunächst wird das Ventil 158 über Fernbedienung durch ein Signal vom Schall-Sender 102 zum Empfänger 104 geöffnet, der einen elektrischen Impuls an das Relais 111 liefert, durch das das Ventil 158 betätigt wird. Hiernach strömt Luft oder ein anderes Gas, das unter einem größeren Druck als dem atmosphärischen steht, in den Schacht, nachdem das Veniii ΐ7ί vom Kompressor ίόΟ (Druckquelle) geöffnet wird. Durch diesen Druck wird das Schwimm- oder Absperrventil 157 geschlossen, so daß der Inhalt der Kammer untermeerisch austreten kann oder von einem (nicht dargestellten) Zusatztank aufgefangen wird.

Wenn kein Entlüftungsschacht vorhanden ist, kann eine Entleerungspumpe 130 geeigneterweise an die Kammer 105 (F i g. 9) angeschlossen werden. Durch die Pumpe wird die Austrittsflüssigkeit, die die Kammer aufnimmt, entfernt, wenn der Stellantrieb von einem untermeerischen Negativenergiesystem betrieben wird. Nach dem ferngesteuerten öffnen des Ventils 172 über das Relais 173 kann der Abfluß zum versetzbaren Zusatztank 221 gepumpt werden. Hiernach kann der Tank von der Unterwasserstelle zum Zwecke der Reinigung entfernt werden, ohne dabei nach dem Schließen der Ventile 174 und 175 die ausfallsicheren Eigenschaften des Systems zu beeinträchtigen.

Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Systems als HauptenergiequeHe (F ig. 10) zur Steuerung der Unterwasserrohrleitung 212 durch das Ventil 213 über den Stellantrieb 106 müssen jedoch noch einige Dinge berücksichtigt werden. Das hydraulische Strömungsmittel ist z. B. in diesem Falle das Meerwasser. Die Zusatztanks, wie der oben beschriebene Tank 221 entfallen, da das Meerwasser selbstverständlich mit sich selbst vermengt werden kann. Es ergibt sich folglich, daß Abänderungen an dem Ventil- und Steuersystem vorgenommen werden muß, um das durchlaufende Meerwasser aufzunehmen. Es ist z. B. nur ein Steüventi! 202 und ein Relais 109 erforderlich, obgleich zwei angeordnet werden können, wie F i g. 5 zeigt Ein weiterer Punkt ist der, daß die Größe und Anzahl von Behältern wie die Kammer 105 und die zugeordneten Pumpen zu berücksichtigen sind, die diese Behälter entleeren, wenn sie mit Wasser angefüllt sind.

Hierzu 10 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Betätigen einer Unterwasseranlage (106), die Ein- und Auslaßöffnungen (210,201) aufweist und mittels einer zwischen den beiden Öffnungen bestehenden Druckdifferenz zu betreiben ist, wobei die Vorrichtung eine Unterwassereinrichtung (105) aufweist, in der ein unter dem hydrostatischen Umgebungsdruck der Unterwasseranlage (106) liegender Druck herrscht, und die Einlaßöffnung (210) der Unterwasseranlage (106) durch eine Ventileinheit mit dem hydrostatischen Druck der Umgebung sowie die Auslaßöffnung (201) der Unterwasseranlage (106) mit der Unterwassereinrichtung (105) in Verbindung zu setzen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterwasseranlage

(106) an einen Strömungsmittelkreis (120,121) angeschlossen ist der eine mit einer Energiequelle verbundene Erregerseite (121) und eine Abgabeseite (120) zum Abführen des Strömungsmitteis aus der Anlage (106) aufweist, wobei durch ein erstes Ventil

(107) die Verbindung der Einlaßöffnung (210) der Anlage (106) mit der Energiequelle zu sperren und an den hydrostatischen Umgebungsdruck zu legen sowie durch ein zweites Ventil (108) gleichzeitig die Auslaßöffnung (201) der Unterwasseranlage (106) mit der Unterwassereinrichtung (105) zu verbinden und die Abgabeseite (120) des Strömungsmittelkreises zu sperren ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Hauptrnergiecjelle eine pneumatische Kraftquelle verwendet wird.

3. Vorrichtung nach Anspmch ',dadurch gekennzeichnet, daß als Hauptenergiequelle eine hydraulisehe Kraftquelle verwendet wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Ableiten der Hydraulikflüssigkeit aus der Anlage vorgesehen ist

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein versetzbarer Zusatztank zur Aufnahme der aus der Anlage abgeleiteten Hydraulikflüssigkeit und eine zusätzliche Ventileinheit vorgesehen sind, diesen Zusatztank zu einem späteren Zeitpunkt zu entleeren.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1—5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckschalter vorgesehen ist, der die Druckverluste in der Hauptenergiequelle erfaßt und dann die erste und die zweite Ventileinheit (107, 108) in Betrieb setzt, wenn das unter Druck stehende Strömungsmittel aus der Hauptenergiequelle ausfällt.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Entlüftungsrohr (117) an ein Ende der Anlage angeschlossen ist durch das ein bestimmter Innendruck zu halten ist, und das andere Ende des Entlüftungsrohres (117) mit der Wasseroberfläche in Verbindung steht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckquelle (160) zum Anschluß an das Entlüftungsrohr (117), durch das das Strömungsmittel aus der Unterwassereinrichtung (105) herausblasbar ist, und eine weitere Ventileinheit (158) vorgesehen sind, die mit der Unterwassereinrichtung (105) in Verbindung steht und durch die das Strömungsmittel aus dieser entleerbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1—6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Entlüftungsschacht

(117) an einem Ende an der Unterwassereinrichtung (105) liegt und unter Wasser bis zu einer Stelle über der Wasseroberfläche geführt ist sowie ein Absperrventil (157) am Entlüftungsschachir (117) liegt wobei das Strömungsmittel im Entlüftungsschacht (117) eingeschlossen ist

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet daß eine Druckquelle (160) an den Entlüftungsschacht (1Ϊ7) anschlieO'bar ist mittels der die Unterwassereinrichtung (105) entleerbar ist und daß ein Fernbedienungsventil (158) vorgesehen ist durch das hindurch das Strömungsmittel aus der Unterwassereinrichtung (105) herausblasbar ist

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet daß ein Stellventil (112) am Entlüftungsschacht (117) liegt durch das der Entlüftungsschacht (117) automatisch zur Atmosphäre an der Wasseroberfläche zu öffnen ist wenn ein Versagen der Hauptenergiequelle eintritt und daß das Absperrventil (157) in der Nähe des Stellventils (112) angeordnet und derart betätigbar ist daß kein Strömungsmittel aus dem Schacht ablaßbar ist wenn das Stellventil (112) den Schacht (117) zur Atmosphäre freigibt

IZ Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sender (102) zum Erzeugen eines Signals für die Aktivierung der ersten Ventileinheit (107) entfernt von dieser angeordnet ist daß ein Empfänger (104) in der Nähe der ersten Ventileinheit (107) zur Aufnahme des Signals untergebracht ist und daß ein Kraftantrieb betriebsfähig mit dem Empfänger (104) gekoppelt ist wobei die erste Ventileiniheit (107) auf ein vom Sender (102) empfangenes Signal hin aktivierbar ist

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Sender (102) an der Wasseroberfläche befindet.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet daß die erste und zweite Ventileinheit (107,108) neben der Unterwasseranlage (106) liegen, daß sich eine Einrichtung (102) zum Erzeugen eines Signals zur Aktivierung der ersten und zweiten Ventileinheit (107,108) an der Wasseroberfläche befindet daß der Empfänger (104) für das Signal nahe der Unterwasseranlaf;e (106) angeordnet ist und daß ein Kraftantrieb vorgesehen ist, durch den die erste und zweite Ventileinheit (107, 108) auf ein vom Erzeuger (102) abgegebenes und vom Empfänger (104) aufgefangenes Signal zu sperren sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalerzeuger (102) ein Schallsignal erzeugt, auf das der Empfänger (104) anspricht.

16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß ein Druckverstärker (216) vorgesehen ist, durch den der hydrostatische Druck an der Unterwasseranlage (106) zur Einlaßöffnung (210) hin zu verstärken ist, wenn der hydrostatische Druck der Umgebung zum Betrieb der Anlage (106) nicht ausreicht.