DE2742343A1 - Seismischer unterwasser-schleppstrang - Google Patents

Description

Pa-ertarwälte Dipl.-Ing. Curt Wallach

D:pl.-Ing. Günther Koch

_. Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach

^ Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d

Datum: 20. September 1977

Unser Zeichen: 15 820 - Fk/Ne

Whitehall Corporation
Dallas, Texas / USA

Seismischer Unterwasser-Schleppstrang

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Die Erfindung bezieht sich auf einen seismischen Unterwasser-Schleppstrang und allgemein auf seismische Unterwasser-Schleppstränge, die durch eine Vielzahl von miteinander verbundenen seismischen Schleppstrang-Abschnitten gebildet sind, die in Reihe miteinander angeordnet sind und in einer vorgegebenen Tiefe geschleppt werden, um eine seismische Überwachung für Frospektierungszwecke durchzuführen, um unter Wasser liegende geologische Formationen zu untersuchen und Ol enthaltende, unter der Oberfläche liegende Erdstrukturen zu erforschen, indem seismische Signale erfaßt werden, die von einer Vielzahl von Unterwassermikrophon-Anordnungen in dem Schleppstrang-Abschnitt empfangen werden. Derartige Unterwasser-Schleppstränge weisen Einrichtungen auf, die den Schleppstrang in vorgegebener Tiefe halten, wobei diese Tiefe durch geeignete Einrichtungen gemessen wird.

Es ist eine Vielzahl von seismischen Unterwasser-Scblepp-8trängen bekannt, die zur Durchführung von seismischen Untersuchungen an unter der Oberfläche liegenden Erdstrukturen unter der Meeresoberfläche verwendet werden. Beispiele für derartige Unterwasser-Schleppstränge sind in den US-Patentschriften 2 465 669 und 2 725 300 beschrieben. Derartige Unterwasser-Schleppstränge verwendeten ein Einführungskabel und eine lange Reihe von seriell miteinander verbundenen aktiven Schleppstrang-Abschnitten, die üblicherweise durch ein Kunststoffrohr gebildet sind, das mit einer Flüssigkeit mit ausgewählten Auftriebseigenschaften gefüllt ist und das an den gegenüberliegenden Enden durch Endkappenverbinder abgedichtet ist. In dem Kunststoffrohr ist eine Anordnung von Unterwassermikrophonen, Zug- oder Spannseilen, mechanischen Abstandsstücken, Transformatoren

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und Transformatorhaltern sowie mechanischen und elektrischen Leitungen angeordnet· Derartige seismische Unterwasser-Schleppstränge können in vielen Fällen eine Länge von 1,8 km oder mehr aufweisen, wobei jeder Schleppstrang-Abschnitt eine typische Länge von 30 m oder mehr aufweist. Während seismischer Erforschungs- oder Prospektierungs-Vorgänge werden derartige Schleppstränge von dem Forschungsschiff in einer ausgewählten Tiefe unter der Meeresoberfläche geschleppt und werden mit Hilfe verschiedener Arten von Einrichtungen in der gewünschten Wassertiefe gehalten, wobei der Wirkungsgrad der seismischen Überwachung und Erforschung in großem Ausmaß von der Möglichkeit abhängt, die verschiedenen Unterwassermikrophone entlang der Länge des Schleppstranges in der gleichen vorgegebenen Tiefe zu halten.

Es wurde versucht, den seismischen Unterwasser-Schleppstrang während des Schleppens durch das Forschungsschiff dadurch in einer ausgewählten vorgegebenen Wassertiefe zu halten, daß eine Vielzahl von Gewichten unter Abständen entlang des Schleppstranges verteilt wurde, um dem Schleppstrang eine negative Auftriebskraft zu erteilen, wobei gleichzeitig Auftriebseinrichtungen oder Ringbojen mit dem Schleppstrang verbunden wurden, um diesen in der gewünschten Tiefe zu halten. Weiterhin wurden Steuerflügelanordnungen verwendet, die an dem Schleppstrang befestigt waren und Steuerebenen aufwiesen, die in vorbestimmter Beziehung zu druckabhängigen Elementen in der Wand der Steuerflügel eingestellt wurden, um eine gewünschte Tiefe aufrechtzuerhalten.

Ähnliche lange geschleppte Unterwassermikrophon-Anordnungen

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wurden weiterhin als Unterwasser-Horcheinrichtungen zur Feststellung von U-Booten oder anderen Unterwasserschiffen für Kriegszwecke verwendet und derartige geschleppte Unterwassermikrophon-Anordnungen wurden als passive Unter» wasser-Detektorsysteme zur U-Boot-Abwehr gebraucht. Auch in diesem Fall hängt die Zuverlässigkeit der Ortsbestimmung des durch derartige Schleppstränge zu erfassenden Objektes von der Genauigkeit ab, mit der die Unterwassermikrophone entlang der Länge des Schleppstranges in der gewünschten Wassertiefe gehalten werden.

Bei geschleppten Unterwassermikrophon-Anordnungen der vorstehend genannten Arten sprechen die seismischen Druckdetektorelemente oder Unterwassermikrophone, die entlang des Schleppstranges angeordnet sind, auf Wasser-Schalldruckwellen oder von den Unterwassermikrophonen zu erfassende Erscheinungen an und wandeln diese Erscheinungen in elektrische Informationen in Form einer Auegangsspannung um, die proportional zum ausgeübten Schalldruck ist. Diese elektrischen Informationen werden Signalverarbeitungsgeräten auf dem geophysikalischen Forschungsschiff oder dem Schleppschiff zugeführt. In der US-Patentschrift 3 660 ist eine spezielle Unterwassermikrophon-Anordnung beschrieben, die bei derartigen seismischen Unterwasser-Schleppsträngen verwendet werden kann und bei der die Beschleunigungsempfindlichkeit der Unterwassermikrophon-Elemente verringert ist, ohne daß die Druckmeßempfindlichkeit beeinträchtigt wird, so daß eine hohe Empfindlichkeit gegenüber Schalldruckänderungen innerhalb des erforderlichen Frequenzbereiches und eine niedrige Empfindlichkeit gegenüber Beschleunigungen erzielt wird, die durch Schwingungen in dem Schleppstrang-System hervorgerufen werden·

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Ein System zur veränderlichen Steuerung des Auftriebs eines seismischen Schleppstranges ist in der US-Patentschrift 3 371 739 beschrieben. Dieser Schleppstrang ist durch eine Vielzahl von Abschnitten gebildet, die mit einer einen neutralen Auftrieb aufweisenden Flüssigkeit gefüllt sind und ein Steuerflüssigkeits-Einlaßventil und ein Steuerflüssigkeits-Auslaßventil in jedem Schleppstrang-Abschnitt aufweisen, um die Menge der den Auftrieb steuernden Flüssigkeit in dem Schleppstrangabschnitt zu steuern, so daß ein vorgegebenes Ausmaß des Auftriebs aufrechterhalten wird. Tiefenmeßwandlerelemente oder Meßfühler sind in den Schleppstrang-Abschnitten vorgesehen, um Tiefenanzeigesignale zu erzeugen, deren Frequenz sich mit der Tiefe ändert. Diese Signale werden den zu dem Schleppschiff übertragenen Unterwassermikrophon-Signalen überlagert. Bei einer Ausführungsform dieses bekannten Systems beobachtet die Bedienungsperson auf dem Schleppschiff einen Tiefenanzeiger und betätigt manuell Schalter auf dem Schleppschiff, um die Ventile in den Schleppstrang-Abschnitten fernzusteuern, so daß der Auftrieb in geeigneter Weise eingestellt wird. Gemäß einer weiteren Ausführungsform betätigen die den Unterwassermikrophon-Signalen überlagerten Tiefenanzeigesignale eine Tiefenanzeigeschaltung auf dem Schleppschiff, um Heiais auf dem Schleppschiff zu betätigen, durch die die Ventile in den Schleppstrang-Abschnitten ferngesteuert werden. Alternativ können Ventile in den Schleppstrang-Abschnitten vorgesehen sein, die direkt durch die Tiefenmeßfühlerelemente in dem zugehörigen Schleppetrang-Abschnitt gesteuert werden, um dem Schleppstrang-Abschnitt eine zusätzliche Menge der den Auftrieb steuernden Flüssigkeit zuzuführen oder diese Flüssigkeit aus dem Schleppstrang-Abschnitt zu entfernen, so daß der

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Auftrieb des Schleppstrang-Abschnittes gesteuert wird und dieser die gewünschte Tiefe einhält.

Sie Tiefenmeßfühler derartiger Schleppstränge sind üblicherweise Druckmeßfühler. Der Wasserdruck in verschiedenen Tiefen ist selbstverständlich proportional zur Wassertiefe. Bei einem seismischen Unterwasser-Schleppstrang ist der Druck- oder Tiefenmeßfühler in den meisten Fällen innerhalb eines Schleppstrang-Abschnittes in einer Flüssigkeit angeordnet, die üblicherweise eine geringere Dichte aufweist als das den Schleppstrang umgebende Wasser. Der Wasserdruck außerhalb des Schleppstranges wird über die biegsame, aus Kunststoff, Gummi oder anderem Material bestehende und den Schleppstrang umhüllende Hülse auf die Flüssigkeit im Inneren des Schleppstranges übertragen und betätigt einen Druckmeßfühler, der von irgendeinem Typ sein kann, wie z. B. eine Dehnungsmeßeinrichtung, ein eine veränderliche Reluktanz aufweisender Druckmeßwandler oder irgendein anderer Meßwandler. Signale von diesen Meßwandlern werden zu Anzeigen oder Aufzeichnungseinrichtungen an Bord des Schleppschiffes übertragen, um eine Anzeige der Tiefe zu liefern, In der der Abschnitt des Schleppstranges betrieben wird, in dem der Meßfühler angeordnet ist. Derartige Signale von Meßfühlern können weiterhin zur automatischen Ansteuerung oder zur direkten Steuerung von den AuftriebJBteuemden Ventilen oder ähnlichen Einrichtungen in dem Schleppstrang verwendet werden·

Um sicherzustellen, daß die an Hand der Meßfühlersignale erzeugten Tiefenanzeigen oder -aufzeichnungen an Bord des Schleppschiffes die richtige Tiefe angeben, ist es erforderlich, das Meßfühler-Anzeigesystem genau zu eichen. Dies

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wird in vielen Fällen so erreicht, daß der Meßfühler und der Schleppstrang in eine bekannte Tiefe abgesenkt werden und die Anzeige mit der tatsächlichen Tiefe verglichen wird. Dieses Verfahren ist zeit- und arbeitsaufwendig, jedoch genau. Ein weiteres Verfahren zur Eichung des Meßfühler-Anzeigesystems besteht darin, den Teil des Schleppstranges, der den Tiefenmeßfühler enthält, mit einer gummiartigen Blase zu umgeben, die mit Luft bei verschiedenen Drücken gefüllt werden kann. Der Teil des Schleppstranges, der nicht von dieser Gummiblase abgedeckt ist, muß vorher im Inneren abgedichtet werden, damit die den Meßfühler umgebende Flüssigkeit den Aufblasdruck der Gummiblase annimmt. Der Druck in der Gummiblase wird dann zu Eichzwecken mit der Tiefenanzeige verglichen. Die Gummiblasenanordnung muß ein äußeres festes Gehäuse aufweisen, um den ausgeübten Prüfdruck auszuhälten. Diese gummiartige Blasenanordnung weist üblicherweise eine Länge von 1 bis 2 m auf und wiegt zwischen 22 und 34- kg. Es ist erforderlich, diese Gummiblase um den den Meßfühler enthaltenden Schleppstrang-Abschnitt herum zu befestigen, wobei sich der Schleppstrang-Abschnitt üblicherweise in einer nahezu horizontalen Stellung befindet, und für diesen Arbeitsvorgang können 5 his 10 Minuten erforderlich sein. Weiterhin treten bestimmte üngenauigkeiten auf, weil der genaue, der Gummiblase zugeführte Druck nicht genau auf die Flüssigkeit im Inneren des Schleppstranges übertragen wird, wenn der Sitz zwischen der Gummiblase und dem Schleppstrang nicht ausgezeichnet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen seismischen Unterwasser-Schleppstrang der eingangs genannten Art zu schaffen, der einen Tiefenmeßfühler in einem

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Schleppstrang-Abschnitt aufweist, um Tiefenanzeigesignale an eine Anzeigeeinrichtung an Bord des Schleppschiffes zu liefern, und bei dem eine schnelle und genaue Eichung des Meßfühler-Anzeigesystems möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprächen.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des seismischen Unterwasser-Schleppstranges ist eine sehr einfache Eichung des Tiefenmeßfühlers möglich und es ist lediglich erforderlich, eine Eichleitung mit einem Abstandsstück oder einem anderen Teil des Schleppstrangabschnittes zu verbinden, um dem Druckmeßfühler einen bestimmten, durch ein Meßinstrument überwachten Druck von einer Pumpe zuzuführen, wobei diese Eichleitung in einfacher Weise an dem Schleppstrang-Abschnitt befestigt oder von diesem getrennt werden kann. Hierbei ist der Tiefenmeßfühler vorzugsweise vom Druckwandler-Typ und innerhalb eines Gehäuses in dem Schleppstrang angeordnet. Dieses Gehäuse und damit der Druckmeßwandler ist hydraulisch über ein Rohr mit einem speziellen Abstandsstück in dem Schleppstrang verbunden, das so aufgebaut ist, daß der Anschluß der Eichleitung und der mit einem Meßinstrument versehenen Pumpe so erleichtert wird, daß eine schnelle Ankopplung und Abkopplung der Eichleitung möglich ist.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen noch näher

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erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform des seismischen Unterwasser-Schleppstranges im Normalzustand während des Schleppvorganges,

Fig. 2 eine Längsschnittansicht eines Teils eines Schleppstrang-Abschnittes des Unterwasser-Schleppstranges nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Querschnittsansicht mit vergrößertem Maßstab durch das spezielle Abstandsstück und die Eichstopfen- und Ventilbaugruppenanordnung entlang der Linie 3-3 nach Fig. 2,

Fig. 4- eine bruchstückhafte Längsschnittansicht entlang der Linie 4—4- nach Fig. 3,

Fig. 5 eine der Fig. 4· ähnliche Schnitt ansicht durch die Eichstopfen- und Ventilbaugruppenanordnung des speziellen AbstandsStückes, wobei jedoch der Verschlußstopfen entfernt ist und das Tiefen-Meßwandler-Eich-Paßstück eingesetzt ist, um den Tiefenmeßwandler zu eichen,

Fig. 6 eine Querschnittsansicht durch das Eich-Faßstück entlang der Linie 6-6 nach Fig. 5.

In den Zeichnungen ist in Fig. 1 in etwas schematischer Form ein seismischer Unterwasser-Schleppstrang 10

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dargestellt, der an einer Trommel 10a befestigt ist und mit Hilfe eines Schleppschiffes, z. B. des Schiffes 11, in verschiedenen, vorher ausgewählten Tiefen durch Süß- oder Salzwasser geschleppt wird. Der seismische Unterwasser-Schleppstrang 10 schließt ein Einführungskabel 12 ein, das Umkleidungen aufweisen kann und Signalleitungen, Zugseile und andere Verbindungselemente enthält, die für den Betrieb des Unterwasser-Schleppstranges erforderlich sind. Auf das Einführungskabel folgt beispielsweise ein elastischer Abschnitt 13» auf den andererseits die aktiven Schleppstrang-Abschnitte 14- folgen, von denen einer oder mehrere ein zugehöriges Abstandsstück enthalten können, wie dies noch näher erläutert wird. In das Schleppstrang-System können inaktive Abschnitte eingefügt sein und es kann eine übliche Nachlaufeinrichtung am hinteren Ende des Schleppstranges verwendet werden· Gemäß der bevorzugten Ausführungsform weist das System weiterhin Tiefenanzeigeeinrichtungen auf, die schematisch mit 16 bezeichnet sind und die an Bord des Schleppschiffes angeordnet sind, wobei elektrische Signale über Leitungsdrähte übertragen werden, die sich durch die Schleppstrangabschnitte hindurch von den darin eingebauten Tiefenmeßfühlereinrichtungen und durch das Einführungskabel 12 zur Tiefenanzeigeeinrichtung auf dem Schleppschiff erstrecken. Die allgemeine Betriebsanwendung derartiger Schleppstrangsysteme zur Durchführung seismischer Forschungen ist beispielsweise in der US-Patentschrift 2 465 696 beschrieben und ein· typische Konstruktion der Schleppstrang-Abschnitte ist in der US-Patentschrift 3 371 739 erläutert. Eine Anzahl von druckempfindlichen Unterwassermikrophonen oder Hydrophonen, die in einer gewünschten Anordnung oder Gruppe entlang der Achse des Schleppstranges angeordnet sind, ist in jeden der

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aktiven Schleppstrang-Abschnitte vorgesehen. Beispiele für geeignete druckempfindliche Unterwassermikrophone oder Hydrophone zur Feststellung seismischer Signale und zur Weiterleitung einer elektrischen Anzeige hiervon an die Signalverarbeitungsgeräte auf dem Schleppschiff sind in den US-Patentschriften 3 660 809 und 3 930 254 beschrieben.

Die Schleppstrang-Abschnitte 14, von denen eine Vielzahl in serieller Beziehung entlang des Schleppstranges oder Schleppstrang-Systems angeordnet ist, sind miteinander mit Hilfe von verschiedenen Arten von Kupplungseinrichtungen verbunden und bilden typischerweise einen Schleppstrang mit einer Länge von 1,8 km oder mehr, wobei die Anordnungen oder Gruppen von Unterwassermikrophonen in den jeweiligen aktiven Schleppstrang-Abschnitten in einer gewünschten Anordnung mit Abständen entlang des zugehörigen Schleppstrang-Abschnittes verteilt sind. Die Ausgänge der Unterwassermikrophone in Jedem Abschnitt können in üblicher Weise parallelgeschaltet und mit einem Impedanz-Anpaßtransformator verbunden sein, der die in Abhängigkeit von den an den Unterwassermikrophonen aufgrund von Schalldruckänderungen erzeugten elektrischen Spannungssignale den Signalverarbeitungsgeräten auf dem Schleppschiff zuführt. Die Unterwassermikrophone können andererseits auch auf andere Weise mit den Signalverarbeitungsgeräten verbunden sein, beispielsweise durch lange verdrillte Leiterpaare, die sich durch das Einführungskabel zu den Signalverarbeitungsgeräten erstrecken und in diesen Signalverarbeitungegeräten mit geeigneten Verstärkungseinrichtungen verbunden sind. Die Signalleitungen von den Unterwassermikrophonen, den Unterwassermikrophon-Gruppen und den

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Transformatoren für Jeden Schleppstrang-Abschnitt sowie von den Tiefenmeßfühlerelementen für diese Schleppstrang-Abschnitte und Signalleitungen, die durch den bestimmten Schleppstrang-Abschnitt hindurchgeführt werden, um die Signalleitungen in den zugehörigen weiter hinten gelegenen aktiven Schleppstrang-Abschnitten zu verbinden, sind in irgendeiner Weise mit Hilfe von Kupplungseinrichtungen verbunden, die zwischen benachbarten Schleppstrang-Abschnitten vorgesehen sind, und diese Kupplungseinrichtungen weisen üblicherweise die Form von Vielfachsteckverbindungen auf.

Jeder Schleppstrang-Abschnitt besteht typischerweise aus einem äußeren rohrförmigen Schlauch oder einer Hülse 18, die in gewissem Ausmaß flexibel ausdehnbar ist und beispielsweise aus Polyvinylmaterial hergestellt ist. Diese Hülse umgibt und umschließt die inneren Bauteile des aktiven Schleppstrang-Abschnittes, wie z. B. die Zugseile, die Signalleitungen, die Unterwassermikrophon-Einheiten 17 und ähnliches. Die Hülsen oder Hülsensegmente für jeden aktiven Schleppstrang-Abschnitt sind vorzugsweise an jedem Ende gegenüber den End-Kupplungsbauteilen abgedichtet, durch die die Signalleitungen und Zugseile hindurchlaufen, so daß jeder Schleppstrang-Abschnitt eine oder mehrere abgedichtete Kammern bildet, die mit Ol oder einer anderen Flüssigkeit gefüllt sind, um dem Schleppstrang einen im wesentlichen neutralen Auftrieb zu erteilen, wenn er mit der Flüssigkeit gefüllt ist und in das Wasser in der gewünschten Tiefe eingetaucht ist. Der Druck der den Auftrieb steuernden Füllflüssigkeit in dem Schleppetrang-Abschnltt reicht vorzugsweise aus, um die Hülse dieses Schleppstrang-Abschnittes etwas gegenüber dem Ausgangs-

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zustand auszudehnen.

In Fig. 2 ist ein bruchstückhafter Längsschnitt eines Teils eines aktiven Schleppstrang-Abschnittes gezeigt, bei dem die äußere rohrförmige Hülse 18 durch ein spezielles Abstandsstück 20 unterbrochen ist, das in erfindungsgemäßer Weise so aufgebaut ist, daß es eine schnelle und genaue Eichung des Meßfühler-Anzeiger-Systems ermöglicht. Das spezielle Abstandsstück 20 weist eine allgemein ähnliche Form wie die End-Kupplungsteile auf und bei dem dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel weist es einen allgemein zylindrischen Körper auf, der beispielsweise aus einem für diesen Zweck geeigneten Kunststoffmaterial hergestellt ist und sich in Axialrichtung erstreckende Bohrungen für die Zugseile, von denen eines bei 21 dargestellt ist, und für die Signalleitungsbündel 22 entsprechend üblicher Praxis aufweist. Die gegenüberliegenden Endteile des zylindrischen Körpers des Abstandsstückes weisen gegenüber dem Mittelabschnitt einen geringfügig verringerten Durchmesser auf und entsprechen im wesentlichen dem Innendurchmesser der Hülsenabschnitte 18a, 18b, die hiermit verbunden werden. Die Endteile benachbarter Hülsenabschnitte 18a, 18b sind fest an den einen verringerten Durchmesser aufweisenden Enden des Abstandsstückes 20 befestigt und auf diese mit Hilfe von Klemmschellen oder Spannbändern 23 aufgebracht.

Wie es in Fig. 2 gezeigt ist, ist ein Tiefenmeßfühler-Druckwandler von üblichem Aufbau, der beispielsweise mit 24 bezeichnet ist, in einem starren Gehäuse 25 befestigt und mit Anschlüssen versehen, die sich durch abgedichtete Offnungen für diese Anschlüsse in dem starren Gehäuse 25

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hindurch erstrecken und die elektrisch außerhalb des Gehäuses mit Leitungsdrähten 26 verbunden sind, die einen Teil des Signalleitungsbündels 22 bilden, um die Signale von dem Tiefenmeßfühler-Druckmeßwandler 24 an Anzeigeeinrichtungen 16 auf dem Schleppschiff zu übertragen. Das starre Gehäuse 25 weist einen Anschluß 25a auf, der die einzige öffnung zum Inneren des starren Gehäuses 25 bildet und der über ein Rohr 27 mit einem Kupplungsstück 28 verbunden ist, das in das Ausgangsende oder die Öffnung einer Leitung 29 in dem Abstandsstück 20 eingeschraubt ist. Die Leitung 29 erstreckt sich zu einer inneren Eichkammer 31 in dem Abstandsstück 20. Die Eichkammer 31 enthält eine federvorgespannte Kugel 32 und weist eine Leitung oder Ausgangsöffnung 33 auf, die sich nach innen von dem Boden der Eichkammer 31 aus erstreckt und mit der den Auftrieb steuernden flüssigkeit in der Hülse beispielsweise über die Bohrung 34 in dem Abstandsstück in Verbindung steht. Die federvorgespannte Kugel 32 bildet ein Ventilelement in der Eichkammer 31 und ist zwischen einem ersten Ventilsitz, der beispielsweise durch einen O-Ring 35 gebildet ist, und einem zweiten Ventilsitz, der durch einen O-Ring 36 gebildet ist,beweglich. Bei dem in den Fig. 3 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die O-Ring-Ventilsitze 35 und 36 an einem kreisringförmigen Einsatz 37 ausgebildet, der eine sich durch diesen Einsatz hindurch erstreckende Hohlbohrung 37a und einen radialen Kanal 37b aufweist, der sich durch die Außenwand des Einsatzes erstreckt. Der innere Endteil der Hohlbohrung 37a ist so geformt, daß er den O-Ring 36 aufnimmt und diesen gegen die untere Wand der in dem Abstandsstück 20 gebildeten Eichkammer 3^1 drückt, wobei ein weiterer kreisringförmiger Einsatz 38 vorgesehen ist, der einen Bundteil 38a zur

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Aufnahme des O-Ringes 35 aufweist und dessen Bohrung im radial äußeren Bereich mit Gewinde versehen ist, um ein ebenfalls mit Gewinde versehenes Verschlußstopfenteil aufzunehmen. Der äußere Endteil des kreisringförmigen Einsatzes 38 ist mit einer sich nach außen erstreckenden Lippe versehen, um einen Dichtungsring 4Ό gegen eine Schulter am Eingangsende der Eichkammer 31 in dem Abstandsstück zu pressen, und der Verschlußstopfen 39 ist mit einem vergrößerten Kopfteil 39a versehen, das eine kreisringförmige Oberfläche benachbart des Umfanges bildet, um einen Dichtungsring 41 gegen die Oberfläche des äußeren kreisringförmigen Einsatzes 38 zu pressen. Der Außenumfang des kreisringförmigen Einsatzes 38 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ebenfalls mit Gewinde versehen, um die Anbringung dieses Einsatzes in der richtigen Stellung in dem Eichhohlraum 31 zu erleichtern, wobei dieser Eichhohlraum ebenfalls in dem entsprechenden Abschnitt mit Gewinde versehen ist, um diesen Einsatz aufzunehmen.

Das Kugelventilelement 32 ist mit Hilfe einer Feder in eine normale Betriebsstellung vorgespannt, in der es gegen den O-Ring-Ventilsitz 35 anliegt, so daß der Tiefenmeßfühler-Druckwandler 24 in dem starren Gehäuse 25 hydraulisch über das Rohr 27, die öffnung und die Leitung 29, die Eichkammer 31 und die öffnung und Leitung 33 mit dem den Auftrieb steuernden öl oder der Füllflüssigkeit in der Hülse 18 des Schleppstranges in Verbindung steht. Daher entspricht der Druck im Inneren des starren Gehäuses 25, auf den der Tiefenmeßfühler 24 anspricht, dem Druck des Öls und der Füllflüssigkeit in der Hülse unter diesen Bedingungen. Beim normalen Betrieb des Schleppstranges wird

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daher der von der umgebenden Seewassermasse über die Hülse 18 auf die Füllflüssigkeit in der Hülse ausgeübte Druck von der Füllflüssigkeit auf den Tiefenmeßfühler 24 übertragen, weil die Füllflüssigkeit die Öffnung und Leitung 33» die Eichkammer 31, die öffnung und Leitung 29 und das Rohr 27 sowie das starre Gehäuse 25 füllt. Zur Erleichterung einer schnellen und genauen Eichung des Tiefenmeßfühler-Anzeigesystems ist ein Eich-Anschlußstück vorgesehen, das allgemein mit der Bezugsziffer 43 bezeichnet ist. Dieses Eich-Anschlußstück wird über ein Rohr oder einen Schlauch mit einer Druckpumpen- und Manometer-Baugruppe verbunden und weist eine Sonde oder einen Niederdrücker auf, der in den mit Gewinde versehenen Bohrungsteil des äußeren kreiaringförmigen Einsatzes 38 und in die Kammer 31 eingesetzt wird, nachdem das Verschlußstopfenteil 39 entfernt wurde. Das Eich-Anschlußstück 43 weist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen in Axialrichtung langgestreckten rohrförmigen Körper 44 mit einer Axialbohrung 45 und mit einem Anschlußnippel 46 am äußeren Ende auf, mit dem ein Schlauch oder ein Rohr 47 verbindbar ist. Bei der dargestellten Aueführungsform weist die Hittelbohrung 45 einen mit Gewinde versehenen Teil 45a am Auelaßende, einen glattwandigen zylindrischen Mittelteil 45b und einen ebenfalls glattwandigen, einen kleineren Durchmesser aufweisenden zylindrischen Teil 45c in der Nähe des oberen oder Zuführungsendes auf, der in einem Auslaßkanalabschnitt 45d endet. Eine langgestreckte, in Axialrichtung bewegliche Sonde oder ein Niederdrückteil 48 erstreckt sich durch den Hauptteil der Bohrung 45 und springt von dem Ende 44a des Anschlußstück-Körpers vor. Das Niederdrückteil weist eine zylindrische Form und einen gleichförmigen Durchmesser entlang seiner Länge auf, der dem

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Durchmesser des Bohrungsteils 45c entspricht, und es ist ein Bundring oder eine Schulter 48a in der Nähe des mittleren Bereiches dieses Niederdrückteils vorgesehen. Ein mit Außengewinde versehener Führungseinsatz ist in den Teil 45a der Mittelbohrung 45 eingeschraubt und das Außengewinde dieses Führungseinsatzes entspricht hinsichtlich der Größe und Steigung dem Gewinde des Gewindeteile 38b des äußeren kreisringförmigen Einsatzes 38, von dem normalerweise der Gewindeteil des Verschlußstopfens 39 aufgenommen wird. Der Führungseinsatz 49 weist eine Mittelbohrung mit der gleichen zylindrischen Form und dem gleichen Durchmesser auf wie der zylindrische Teil des Niederdrückteils 48, so daß dieser in Axialrichtung verschiebbar geführt ist. Der äußere Endteil dieses Niederdrückteils 48 ist in dem Bohrungsteil 45c des Körpers 44 des Eich-Anschlußstückes geführt. Eine Schraubenfeder 50 umgibt den zylindrischen Teil des Niederdrückteils, der sich von der Schulter 48a aus nach außen erstreckt, und die Feder ist in dem einen größeren Durchmesser aufweisenden Bohrungsabschnitt 45b angeordnet und stützt sich gegen die Schulter 48a ab, um dieses Niederdrückteil in die ausgefahrene Stellung vorzuspannen. Das mit dem Anschlußnippel 46 verbundene Rohr oder der Schlauch 47 ist am gegenüberliegenden Ende mit einer Pumpe 51 verbunden, beispielsweise mit einer handbetätigten Pumpe, die ein damit verbundenes llanometer 52 aufweist, um den Druck in dem Rohr 47 anzuzeigen, das als Druckzuführungsrohr für das Eich-Anschlußstück 43 dient.

Aufgrund dieser Konstruktion kann der Verschlußstopfen 39 einfach dadurch entfernt werden, daß er aus dem Gewindeteil 38b des äußeren kreisringförmigen Einsatzes 38 in dei

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speziellen Abstandsstück 20 ausgeschraubt wird, worauf das Eich-Anschlußstück 43 in diese Bohrung eingeschraubt wird, wobei das Gewinde auf dem Führungseinsatz 39 mit dem Gewinde des Gewindeteils 38b des äußeren kreisringförmigen Einsatzes 38 in Eingriff kommt. Wenn das Eich-Anschlußstück in den äußeren kreisringförmigen Einsatz 38 so weit wie möglich nach unten eingeschraubt ist, kommt das innere Ende des Niederdrückteils 48, das einen kleineren Durchmesser als der Innendurchmesser des ersten, durch den 0-Ring 35 gebildeten Ventilsitzes aufweist, in Berührung mit dem Ventilkugelelement 33 und drückt dieses gegen die Wirkung der Vorspannfeder 42a in eine Stellung, in der das Ventilkugelelement dichtend gegen den durch den O-Ring 36 gebildeten Ventilsitz anliegt, so daß dieses Ventilku^gelelement die sogenannte Eich-Stellung einnimmt· Hierdurch wird die Eichkammer 31 gegenüber der öffnung und Leitung 33 abgedichtet und die Druckpumpe 51» das Zuführungsrohr 47 und die Bohrungsteile 45c und 45b der Bohrung in dem Eich-Anschlußstück 43 werden über einen Einschnitt oder einen hinterschnittenen Teil 48b über die Länge des Niederdrückteils in Verbindung mit der Eichkammer 31 gebracht. Weil die Eichkammer 31 weiterhin über das Rohr 27 und die öffnung und Leitung 29 mit dem Inneren des Tiefenmeßfühler-Gehäuses 25 in Verbindung steht, kann die Pumpe einen Druck auf das Innere des starren Gehäuses 25 ausüben, so daß ein gesteuerter Druck auf den Tiefenmeßfühler 24 ausgeübt wird. Die Pumpe 51 wird dann betätigt, um verschiedene gewünschte Drücke in dem Inneren des starren Gehäuses 25 hervorzurufen, wobei diese Drücke in Druckwerten (oder Tiefenwerten) auf dem Manometer 52 angezeigt werden, und die von dem Manometer 52 angezeigten Druck- oder Tiefenwerte werden dann zur Eichung des Druckmeßfühler-

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Anzeigesystems des Schleppstranges verwendet. Wenn das Eich-Anschlußstück 4-3 aus dem Gewindeteil des äußeren kreisringförmigen Einsatzes 38 in der Eichkammer 31 herausgeschraubt wird, kehrt das Ventilkugelelement 32 in den normalen Abdichtzustand gegen den ersten, durch den O-Ring 35 gebildeten Ventilsitz zurück, so daß das Innere des Gehäuses 25 wieder über die Eichkammer 31» die öffnung und die Leitung 33 mit der Füllflüssigkeit in der Hülse in Verbindung steht, und daß Verschlußstückteil 39 wird wieder in den kreisringförmigen Einsatz 38 eingeschraubt, um den Schleppstrang in den Betriebszustand zu versetzen.

Ee ist verständlich, daß ein zusätzlicher Auslaßkanal und eine Abdichtschraube 53 zusätzlich in dem Eich-Abstandsstück 20 vorgesehen sein können, wobei der Auslaßkanal über geeignete innere Kanäle in dem Abstandsstück mit dem Inneren der Hülsenabschnitte 18a, 18b in Verbindung steht, um Luft aus dem Inneren der Hülse zu lassen, wenn diese mit der den Auftrieb steuernden Flüssigkeit gefüllt wird oder wenn dies zu Wartungszwecken erforderlich ist.

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Claims (6)

1y Seismischer Uhterwasser-Schleppstrang mit einer Anzahl von in Reihe miteinander verbundenen Schleppstrangabschnitten, die eine Unterwassermikrophon-Anordnung enthalten und Jeweils mit einer den Auftrieb regelnden Füllflüssigkeit gefüllt sind, wobei jeder Schleppstrang-Abschnitt eine langgestreckte Schleppstrang-Hülse mit allgemein zylindrischer rohrförmiger Form aufweist, die die TJnterwassermikrophone und Zugseile sowie Signalleitungen enthält, die sich durch die Schleppstrang-Abschnitte erstrecken, und wobei Endkupplungsteile vorgesehen sind, die die Enden des Schleppstrang-Abschnittes gegen ein Austreten der Füllflüssigkeit abdichten, dadurch gekennzeichnet , daß ein Tiefenmeßfühler (24) in der Hülse (18) angeordnet ist und elektrische Signale erzeugt, die die Tiefe des Schleppstranges (10) anzeigen, daß ein starres Gehäuse (25) in der Hülse (18) angeordnet ist und den Tiefenmeßfühler (24) umgibt, daß ein Ventilgehäusekörper (20) in dem Schleppstrang-Abschnitt eine Eichkammer

(31) bildet und mit einer von außen zugänglichen Anschlußöffnung und mit ersten und zweiten Strömungsmittelleitungen (29, 33) versehen ist, daß Einrichtungen (27, 34) vorgesehen sind, die die erste Strömungsmittelleitung (29) mit dem Inneren des starren Gehäuses (25) bzw. die zweite Strömungsmittelleitung (33) mit dem Inneren der Hülse (18) verbinden und mit der Füllflüssigkeit in Verbindung stehen, daß ein entfernbarer Verschlußstopfen (39) für die Anschlußöffnung vorgesehen ist, daß in der Eichkammer (31) Ventilelemente (32, 35» 36) angeordnet sind, die ein bewegliches Ventilteil

(32) einschließen, das in eine erste Normalstellung vorgespannt ist, in der die ersten und zweiten

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ORIGINAL INSPECTED

Strömungsmittelleitungen (29, 33) in Verbindung miteinander gebracht werden, um das Innere des starren Gehäuses (25) und den darin angeordneten Tiefenmeßfühler (24) mit den die Tiefe anzeigenden Druckbedingungen der Füllflüssigkeit in der Hülse (18) in Verbindung zu bringen, daß das Ventilelement (32) eine zweite Eichstellung aufweist, in der die zweite Strömungsmittelleitung (33) gegenüber der Kammer (31) abgedichtet ist, während die erste Strömungsmittelleitung (29) und das Innere des starren Gehäuses (25) mit der Anschlußöffnung in Verbindung steht, und daß das Ventilelement (32) in der ersten Stellung bezüglich der Anschlußöffnung so angeordnet ist, daß es durch eine nach Entfernen des Verschlußstopfens (39) in die Anschlußöffnung eingeführte Sonde (43) in die zweite Stellung bewegt wird, so daß das Innere des starren Gehäuses (25) und der Tiefenmeßfühler (24) festgelegten Eichdrücken aus einer Druckmittelquelle (S>1, 52) aussetzbar sind.

2. Unterwasser-Schleppstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilgehäusekörper ein allgemein zylindrisches Abstandsstück (20) ist, das in den Schleppstrang-Abschnitt eingesetzt ist und einen Durchmesser aufweist, der dem Durchmesser der Hülse (18) entspricht, und daß das Abstandsstück (20) gegenüber der Hülse (18) abgedichtet ist.

3· Unterwasser-Schleppstrang nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (32) geradlinig zwischen den ersten und zweiten Stellungen entlang einer Ventilbewegungsachee beweglich ist, die im wesentlichen parallel zu einer diametralen Achse der

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Hülse (18) verläuft und sich durch die Anschlußöffnung hindurch erstreckt.

4. Unterwasser-Schleppstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Eichstellung des Ventilelementes (32) radial nach innen entlang der Ventilbewegungsachse bezüglich der ersten Normalstellung des Ventilelementes (32) angeordnet ist.

5· Unterwasser-Schleppstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Strömungsmittelleitung (29) mit der Eichkammer (31) an einem Zwischenbereich zwischen den ersten und zweiten Stellungen des Ventilteils (32) in Verbindung steht und sich seitlich zur Ventilbewegungsachse erstreckt, um das Innere des starren Gehäuses (25) und den Tiefenmeßfühler (24) mit dem Druck der Füllflüssigkeit bzw. mit ausgewählten Eichdrücken aus einer Sonde (43) in der Anschlußöffnung in der ersten bzw. zweiten Stellung des Ventilelementes (32) in Verbindung zu bringen.

6. Unterwasser-Schleppstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilteile (32, 35, 36) Einrichtungen (35, 36) einschließen, die erste und zweite kreisförmige Ventilsitze bilden, die in Ebenen senkrecht zur Ventilbewegungsachse angeordnet sind und voneinander einen Abstand in Radialrichtung der Hülse (18) aufweisen, wobei der erste Ventilsitz (35) weiter von der Mittelachse der Hülse (18) entfernt ist als der zweite Ventilsitz (36), so daß sich das Ventilelement (32) zwischen diesen Ebenen bewegen kann, und daß die Ventilsitze an Verbindungspunkten der

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ersten und zweiten Strömungsmittelleitungen (29, 33) mit der Eichkammer (3Ό angeordnet sind, wobei das Ventilelement (32) ein Kugelventil ist, das geradlinig zwischen den Ventilsitzen (35, 36) beweglich ist und elastisch in der ersten Stellung gegen den ersten Ventilsitz (35) gepreßt ist, während es durch die Sonde (43) nach innen gegen den zweiten Ventilsitz (36) anpreßbar ist.

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