DE2802054C2

DE2802054C2 - System for conveying materials from an underwater base onto a tanker

Info

Publication number: DE2802054C2
Application number: DE19782802054
Authority: DE
Inventors: Frederick Scott Menlo Park Calif. Ellers; Luis Benjamin Belmont Calif. Serpas; Sam White Katy Tex. Small III
Original assignee: Bechtel International Corp
Current assignee: Bechtel International Corp
Priority date: 1978-01-18
Filing date: 1978-01-18
Publication date: 1983-08-04
Also published as: DE2802054A1

Description

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen im oberen Bereich und unterhalb des oberen Endes der Steigleitung (12) angeordneter Auftriebstank (74) umfaßt, oberhalb dem ar. der Steigleitung eine mit dem Tanker (22) verbundene Zugeinrichtung derart angreift, daß die durch die Zugeinrichtung auf die Steigleitung eingeleitete Zugkraft eine sich quer zur Längsachse der Steigleitung (12) erstreckende Komponente (86, 137) besitzt2. Plant according to claim 1, characterized in that the device has one in the upper area and a buoyancy tank (74) located below the upper end of the riser (12), above the ar. the riser engages a pulling device connected to the tanker (22) in such a way that the The tensile force introduced by the pulling device on the riser is transverse to the longitudinal axis the riser (12) has component (86, 137) extending

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Zugeinrichtung auf die Steigleitung (12) ausgeübte Zugkraft konstant ist.3. Plant according to claim 2, characterized in that the by the pulling device on the Riser (12) exerted tensile force is constant.

4. Anlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugeinrichtung mindestens an einem Drehring (76, 130) der Steigleitung (12) angreift.4. Plant according to claim 2 or 3, characterized in that the pulling device at least acts on a rotating ring (76, 130) of the riser (12).

5. Anlage nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Zugeinrichtung durch .,eile oder Ketten gebildet ist, weiche über Winden (82, 140, 146) des Tankers (22) geführt sind, und von denen zwei (78, 136) unter einem spitzen Winkel zur Längsachse der Steigleitung am Drehring (76,130) angreifen.5. Installation according to claim 4, characterized in that the pulling device by., Ropes or chains is formed, which are guided over winches (82, 140, 146) of the tanker (22), and of which two (78, 136) engage the rotating ring (76,130) at an acute angle to the longitudinal axis of the riser.

6. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Steigkopf einen relativ zur Steigleitung (12) drehbar gelagerten rohrförmigen Kern (92) aufweist, der über einen Drehringaufbau (108—112) materialleitend mit den Zuführleitungen (114—118) der Steigleitung (12) verbunden ist.6. Installation according to one of the preceding claims, characterized in that the riser head has a tubular core (92) which is rotatably mounted relative to the riser (12) and which Via a rotating ring structure (108-112) in a material-conducting manner with the supply lines (114-118) of the Riser (12) is connected.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a system according to the preamble of claim 1.

Seit Jahren wurden insbesondere für die Gewinnung von Erdöl, das aus im Meer befindlichen Ölquellen gepumpt wird, eine Anzahl von sogenannten Offshore-Terminals entwickelt, die für den Transport des gewonnenen Öls zu an Anlagestellen liegende Tanker oder dgl. geeignet sind. Unter diesen Anschlußsystemen befinden sich: Die künstliche Meeresinsel, die aus Stahlkonstruktions- oder Betonfertigpfeilern aufgebaut ist, welche am Meeresgrund verankert sind und Stahlaufbauten, Betonfertigaufbauten oder an Ort und Stelle gefertigte Betonaufbauten tragen; das sogenannte Vielfach-Bojen-Verankerungssystem, das aus mehreren Verankerungsbojen besteht, welche um einen Tankeranlegeplatz herum verankert sind; das Turmanlegesystem, das einen Stahlaufbau umfaßt, welcher mit Pfeilern am Meeresgrund befestigt ist und einen Drehtisch besitzt, welcher auf die Spitze des Aufbaus aufgesetzt ist, wobei der Tanker mit einer Verankerungstrosse am dazu benachbarten Liegeplatz mit dem Drehtisch verbunden ist; sowie das sogenannte Einpunkt-Verankerungssystem, bei dem zwei Arten vorhanden sind, nämlich im Fahrleitungs-Kettentyp als Einzelbojen-Verankerungssystem oder als Einzel-Ankerstütze-Anlegeeinheit Beide Arten ermöglichen es, daß ein Tanker sich frei drehen kann und die Pc ration ίο des geringsten Widerstandes gegenüber zusammenwirkenden äußeren Kräften einnehmen kann, die sich beispielsweise von Wellen, Meeresströmungen und Wind ergeben. Darüber hinaus gibt es noch andere Typen von Verankerungen, die eine Drehung zulassen. AU diese verschiedenen Systeme können nur über die spezielle Wahl der Stellen verglichen werden, wo diese Systeme angeordnet werden können. Bei allen derartigen Stellen müssen die Wassertiefe, die Meeres- und Wetterbedingungen zusammen mit den Verankerungskräften zwischen jedem System und einem zugeordneten Wasserfahrzeug beachtet werden.For years they have been used in particular for the extraction of crude oil from oil wells located in the sea is pumped, a number of so-called offshore terminals developed for the transport of the Obtained oil to tankers or the like lying at the installation points. Are suitable. Among these connection systems are located: The artificial sea island, which is built from steel construction or precast concrete pillars which are anchored to the seabed and steel structures, precast concrete structures or on site and Carrying site-made concrete structures; the so-called multiple buoy anchoring system, which consists of several Consists of mooring buoys anchored around a tanker berth; the tower lay-up system, which comprises a steel structure which is attached to the sea bed with pillars and a Has a turntable, which is placed on the top of the structure, the tanker with an anchoring hawser is connected to the turntable at the adjacent berth; as well as the so-called one-point anchoring system, of which there are two types, namely in the catenary chain type as Single buoy anchoring system or as a single anchor support mooring unit Both types make it possible to that a tanker can rotate freely and the pc ration ίο of the least resistance to interacting external forces, for example from waves, ocean currents and Surrender to the wind. In addition, there are other types of anchors that allow rotation. AU these different systems can only be compared via the special choice of places where they are Systems can be arranged. In all such places, the water depth, the sea and Weather conditions along with the anchoring forces between each system and an associated one Watercraft are observed.

Alle erwähnten Systeme zeigen bestimmte Nachteile, die besonders dann auftreten, wenn die Systeme in Meeresregionen verwendet werden, wo zu bestimmten Jahreszeiten extreme Wellenbewegungen auftreten. Beispielsweise tritt an bestimmten Stellen der Nordsee, wo nun in größeren? Ausmaß Bohrungen auf See stattfinden, eine Jahrhundertwelle mit einer geschätzten Höhe von 30 bis 33 m auf. Neuerdings hält man jedoch jo derartige Abschätzungen für falsch, wobei eine genauere Abschätzung sogar eine Höhe von 47 m ergab. Unter derartig extremen Wellenbedingungen ist es bislang praktisch unmöglich, zwischen einem Wasserfahrzeug und einem der erwähnten, auf See gelegenen Anschluß-J5 systemen eine Haltevertäuung aufrechtzuerhalten, ohne daß sowohl das Wasserfahrzeug als auch das Anschlußsystem beschädigt wird. Auch sind Spezialaufbauten und spezielle Verfahren, die sehr viel Zeit in Anspruch nehmen, notwendig, um das Wasserfahrzeug gegenüber dem Terminal unter derartigen extremen Wellenbedingungen zu lösen und daran wieder anzuschließen.All the systems mentioned have certain disadvantages that occur particularly when the systems are in Marine regions are used where extreme wave movements occur at certain times of the year. For example, in certain places in the North Sea, where does it occur in larger ones? Extent of drilling at sea take place, a century wave with an estimated height of 30 to 33 m. Recently, however, one stops jo such estimates were wrong, whereby a more precise estimate even resulted in a height of 47 m. Under Such extreme wave conditions have so far been practically impossible between a watercraft and one of the aforementioned connection J5s at sea systems to maintain a holding mooring without both the watercraft and the connection system damaged. Also, there are special structures and special procedures that take a lot of time take, necessary to move the watercraft across from the terminal under such extreme wave conditions to solve and connect to it again.

Auch besitzen die erwähnten, auf See liegenden Anschlußsysteme weitere Nachteile, wie beispielsweise Anwendung bei beschränkten Wassertiefen sowie übermäßige Kosten für Konstruktion und Unterhalt aufgrund der komplexen Struktur. Beispielsweise erweist sich die im Meer liegende künstliche Insel als so kostspielig, daß ihre Verwendung allgemein nur dann gerechtfertigt ist, wenn damit über etwa 30 000 m³ öl so gefördert werden kann und wenn sehr große Wasserfahrzeuge hierfür verfügbar sind. Auch sollte die Insel vor Wasserbewegungen gut abgeschützt sein, da sonst andererseits ein Wellenbrecher unter hohen Kosten vorgesehen werden muß. Weiterhin sollte die Tiefe, bei der die erwähnten Systeme betrieben werden können, nicht 90 m übersteigen.The mentioned connection systems lying at sea also have further disadvantages, such as use in limited water depths and excessive costs for construction and maintenance due to the complex structure. For example, the artificial island lying in the sea proves to be so expensive that its use is generally justified only if it ^{can be used to produce over 30,000 m 3 of} oil and if very large watercraft are available for this purpose. The island should also be well protected from water movements, otherwise a breakwater would have to be provided at high cost. Furthermore, the depth at which the mentioned systems can be operated should not exceed 90 m.

Das Vielfach-Bojen-Verankerungssystem findet seine Anwendung nur in geschützten seichten Gewässern oder an freiliegenden Stellen bei schwachen Wellenbedingungen und ist nur für relativ kleine Tanker geeignet. Ansonsten könnte dieses System leicht beschädigt werden. Somit kann es den, wie bereits erwähnt wurde, extremen Wetterbedingungen, die in der Nordsee auftreten, nicht widerstehen.The multiple buoy anchoring system is only used in sheltered shallow waters or in exposed places in weak wave conditions and is only suitable for relatively small tankers. Otherwise this system could easily be damaged. Thus, as already mentioned, it can not withstand extreme weather conditions that occur in the North Sea.

*>5 Beim sogenannten Turmanlegesystem ist das Aufrichten und der Betrieb relativ kostspielig. Da die Gefahr von Zusammenstößen vorhanden ist, eignet sich dieses System nur in relativ seichten Gewässern, die*> 5 With the so-called tower lay-up system, the erection is and relatively expensive to operate. Since there is a risk of collisions, this is suitable System only in relatively shallow waters that

gegenüber extremen Wellenbewegungen geschützt sind. Dieses System eignet sich somit nicht für einen Betrieb in der offenen Nordsee.are protected against extreme wave movements. This system is therefore not suitable for one Operation in the open North Sea.

Auch das sogenannte Empunkt-Verankerungssystem eignet sich nicht für den Einsatz unter extremen Wellenbedingungen, da die Gefahr besteht, daß die Trossen, mit denen der Tanker verankert wird, aufgrund der auftretenden hohen Sioß-Zugspannungs-Beanspruchungen, die von den auf das System ausgeübten Wellenkräften verursacht werden, brechen können. Die Wellen bewirken dann auch, daß die Boje vom Tanker getrennt und dann gegen den Tanker geschleudert wird. Auf diese Weise können die Wellen eine Beschädigung des Tankers oder der Boje oder eine Beschädigung beider Elemente bewirken.The so-called Empunkt anchoring system is also not suitable for use under extreme conditions Wave conditions, as there is a risk that the cables with which the tanker is anchored, due to the occurring high Sioß tensile stress loads, caused by the wave forces exerted on the system, can break. the Waves then also cause the buoy to be separated from the tanker and then thrown against the tanker. In this way, the waves can damage the tanker or the buoy or cause damage effect of both elements.

Im Falle des Einzel-Ankeistützen-Verankerungssystems verbindet eine Ankerkette einen Bojenkörper mit einem im allgemeinen starren, vertikalen Aufsatz, der vom Meeresgrund nach oben vorsteht Aufgrund extremer Wellenbewegungen kann jedoch diese Kette brechen, wodurch die Boje vom Aufsatz getrennt wird. Dadurch kann das System derart beschädigt werden, daß die Boje ersetzt werden muß. Lange Ausfallzeiten für die erforderlichen Reparaturen sind somit die Folge.In the case of the single anchor post anchoring system an anchor chain connects a buoy body to a generally rigid, vertical attachment, the protruding upwards from the seabed Due to extreme wave movements, however, this chain break, separating the buoy from the attachment. This can damage the system in such a way that that the buoy must be replaced. Long downtimes for the necessary repairs are the result.

Bei einer bekannten Anlage mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 1 (»The Oil and Gas Journal«, 9. Januar 1978, Seiten 55 bis 62) ist eine Steigleitung aus einer Unterwasserbasis auf einen Tanker verlegt, welche an der Unterwasserbasis und im Bereich des Meeresspiegels gelenkig gelagert und mit einer Auftriebseinrichtung versehen ist. Dabei ist die Steigleitung gelenkig an einem Zwischenträger gelagert, der mit dem Tanker verbunden ist. Bei einer solchen Kopplung ergeben sich aber gleichfalls bei extremen Seeverhältnissen Schwierigkeiten, da die Verbindungselemente aufgrund der sehr erheblichen Stoß-Zugspannungs-Beanspruchungen brechen können, so daß der Tanker mit der Verankerung der Steigleitung im Bereich der Wasseroberfläche zusammenstoßen kann. Dita kann zu erheblichen Beschädigungen am Tanker bzw. der Verankerungsstelle der Steigleitung führen.In a known system with the features of the preamble of claim 1 (“The Oil and Gas Journal ", January 9, 1978, pages 55 to 62) is a riser from an underwater base to one Tankers laid, which are articulated at the underwater base and in the area of sea level and with a buoyancy device is provided. The riser is articulated on an intermediate support, which is connected to the tanker. With such a coupling, however, also result at extreme sea conditions difficulties, as the fasteners due to the very considerable Impact tensile stresses can break, so that the tanker with the anchoring of the riser can collide in the area of the water surface. Dita can cause significant damage to the Guide the tanker or the anchorage point of the riser.

Schließlich ist eine Unterwasser-Bohreinrichtung (DE-AS 25 43 293) bekannt, bei welcher an der Steigleitung Auftriebsmaterial befestigt ist und die verbleibende Restzugkraft der Steigleitung durch Spanneinrichtungen aufgenommen wird, deren Zugseile an einem von der Steigleitung getragenen Drehlager angreifen. Dadurch steht die Steigleitung nach oben hin ständig unter Zugspannung. Allerding ist auch bei dieser Bohreinrichtung ein Zusammenstoß zwischen Tanker und angekoppelter Steigleitung bei entsprechend stürmischen Wetterverhältnissen nicht ausgeschlossen, so daß bei rauhen Seeverhältnissen die Gefahr von Beschädigungen am Tanker bzw. der Steigleitung bestehen, wenn nicht vorher die Steigleitung abgekoppelt worden ist.Finally, an underwater drilling device (DE-AS 25 43 293) is known in which at the Riser buoyancy material is attached and the remaining tensile force of the riser through Tensioning devices is added, the pull cords on a pivot bearing carried by the riser attack. As a result, the riser is constantly under tensile stress towards the top. However, this is also the case Drilling device a collision between the tanker and the attached riser at accordingly stormy weather conditions are not excluded, so that in rough sea conditions there is a risk of There is damage to the tanker or the riser if the riser has not been disconnected beforehand has been.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Haltevertäuung eines Tankers an einer Steigleitung zu schaffen, die auch bei extremen Seeyerhältnissen einen Zusammenstoß zwischen Tanker und angekoppelter Steigleitung und daraus resultierende Beschädigungen am Tanker und an der Steigleitung praktisch ausschließt.The object of the invention is to create a retaining mooring of a tanker on a riser, which also in extreme sea conditions, a collision between the tanker and the connected riser and practically eliminates the resulting damage to the tanker and the riser.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil von Patentanspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst, wobei zweckmäßige Ausgestaltungen in den Unteratisprüchen angegeben sind.This object is achieved according to the invention by what is specified in the characterizing part of claim 1 Measures resolved, with appropriate refinements being given in the subordinate claims.

Nach Maßgabe der Erfindung wird mittels der Haltevertäuung zu jedem Zeitpunkt ein Zug auf die Steigleitung ausgeübt, so daß durch eine resultierende seitliche Komponente stets die Steigleitung gegen den Tanker gehalten wird. Dadurch wird sichergestellt, daß die Steigleitung und der daran angeschlossene Tanker sogar in Zeiten mit extremen Wellen- und Windbedingungen auf der Wasseroberfläche nicht voneinander getrennt werden. Dies hat zur Folge, daß ein Zusammenstoß zwischen Tanker und mit dem TankerAccording to the invention, by means of the mooring, a train is at any time on the Riser exercised, so that by a resulting lateral component always the riser against the Tanker being held. This ensures that the riser and the tanker connected to it even in times of extreme wave and wind conditions are not separated from each other on the water surface. As a result, a Collision between the tanker and with the tanker

ίο mitbewegter Steigleitung und mit einem solchen Zusammenstoß einhergehende Beschädigungen des Tankers bzw. der Steigleitung praktisch verhindert wird bzw. werden. Damit ist selbst bei extremen Wellenbewegungen eine Förderung des gewonnenen Öls an dieίο a moving riser and with one Collision-related damage to the tanker or the riser is practically prevented or become. This means that even with extreme wave movements, the extracted oil is conveyed to the

is Wasseroberfläche auf den Tanker möglich. Vorteilhaft kann die Anlage auch bei sehr tiefer See eingesetzt werden.is water surface possible on the tanker. Advantageous the system can also be used in very deep seas.

Die Maßnahmen gemäß dem Unteranspruch 2 haben zur Folge, daß aufgrund dazwischengeschalteter Zug-The measures according to dependent claim 2 have the consequence that due to the intervening train

einrichtung vorteilhafterweise eir zusätzlicher Zug zu' dem ohnehin durch den Auftriebstank auf die Steigleitung wirkenden Zug ausgeübt wird.installation advantageously an additional train to ' which is exerted on the riser by the buoyancy tank anyway.

Wenn gemäß Anspruch 4 an der Steigleitung ein Drehring vorgesehen ist, an dem die Zugeinrichtung angreift, so werden die auf das Haltesystem einwirkenden Belastungen noch dadurch gemindert, daß sich der Tanker in Art einer Windfahne entsprechend den Seeverhältnissen einstellen kann, wodurch der Tanker leicht mit der Steigleitung ohne spezielle AufbautenIf, according to claim 4, a rotating ring is provided on the riser on which the pulling device attacks, so are those acting on the holding system Loads are still reduced by the fact that the tanker is in the manner of a wind vane according to the Can adjust sea conditions, which makes the tanker easy with the riser without special superstructures

Jo verbunden und davon gelöst werden kann.Jo can be connected and detached from it.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigtThe invention is described below, for example, with reference to the drawing; in this shows

F i g. 1 eine schematische Ansicht des bei der Erfindung verwendeten gegliederten Zuggestänges;F i g. 1 is a schematic view of the articulated drawbar used in the invention;

J"¹ gezeigt wird als Beispiel mehrerer Verwendungsmöglichkeiten der Stange der Transport von Erdöl von einer unter Wasser gelegenen Quelle auf ein Wasserfahrzeug, das in der Nähe des oberen Endes der Stange angelegt hat;J " ^{1 is} shown as an example of several uses of the rod in the transport of petroleum from an underwater well to a vessel that has docked near the top of the rod;

■to F i g. 2 eine Seitenansicht des oberen Gestängeendes; veranschaulicht wird die Art und Weise, in welcher ein Zug auf das Gestänge ausgeübt wird, wenn es an seitlich vorstehenden Hörnern am Bug des Wasserfahrzeugs angekoppelt ist;■ to F i g. Figure 2 is a side view of the upper end of the linkage; illustrates the manner in which a Pull is exerted on the linkage when it is on laterally protruding horns on the bow of the watercraft is coupled;

■»■■> Fig.2a eine Teilansicht von Gestänge und Zugsystem, bei der das Gestänge seine vertikale Position einnimmt;■ »■■> Fig. 2a a partial view of the linkage and pulling system, in which the boom is in its vertical position;

Fig.3 eine Draufsicht auf das Zugsystem des Gestänges nach F i g. 2;3 shows a plan view of the pulling system of the linkage according to FIG. 2;

-,ο F i g. 4 eine Vorderansicht des Gestängezugsystems nach F i g. 2;-, ο F i g. 4 is a front view of the linkage system according to FIG. 2;

F i g. 5 eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Klotzankerbasis für die Stange;F i g. 5 is a perspective view of a preferred embodiment of the block anchor base for the Pole;

Vi F i g. 6 eine tei'weise im Schnitt ausgeführte Seitenansicht der Klotzankerbasis, wenn diess im Grund eines Gewässers eingebettet ist; wiedergegeben ist die Anbringung der Stange durch ein Kugelgelenk an 'Jer Basis;Vi F i g. 6 shows a side view partially in section the block anchor base, if this is embedded in the bottom of a body of water; is reproduced Attachment of the rod to 'Jer base by means of a ball joint;

b° Fig.7 eine der Fig.6 ähnliche Ansicht, die jedoch eine andere Ausführungsform der Basis zeigt, welche dann für eine Verwendung geeignet ist, wenn der Grund des Gewässers durch eine Schicht aus weichen Schlamm bzw. Schlick bedeckt ist;b ° Fig.7 a view similar to Fig.6, but the shows another embodiment of the base which is suitable for use when the reason the water is covered by a layer of soft mud or silt;

Fig. 7A eine tier Fig.6 und der Fig. 7 ähnliche Ansicht, in der jedoch die Stange mit der Basis auf andere Weise gekoppelt ist;FIG. 7A is similar to FIG. 6 and FIG. 7 View, however, in which the rod is coupled to the base in a different way;

F i g. 7B eine der F i g. 7A ähnliche Ansicht, die jedochF i g. 7B one of the FIGS. 7A similar view, but showing

einen dreifußartigen oder pyramidenartigen Aufbau zeigt, der die Stange und die Basis miteinander verbindet;shows a tripod or pyramidal structure interconnecting the rod and base connects;

F i g. 8 ist eine fragmentarische Ansicht des oberen Stangenendes in vergrößertem Maßstab; gezeigt wird die Art und Weise, mit der Fluidströmungsleitungen durch die Stange hindurch mit Hilfe von Drehringen an einen Fluid-Drehringkern verbunden werden und wie ein oder mehrere Zulieferschläuche oder Leitungen mit einem Wasserfahrzeug oder einem anderen Auf nahmeelement verbunden sind;F i g. Fig. 8 is a fragmentary view of the rod upper end on an enlarged scale; will be shown the manner in which fluid flow lines pass through the rod with the aid of rotating rings a fluid rotating ring core are connected and like one or more delivery hoses or lines with connected to a watercraft or other receiving element;

Fig.9 eine Querschnittsansicht längs der Linie 9-9 nach Fig.8;Figure 9 is a cross-sectional view taken along line 9-9 according to Figure 8;

Fig. 10 eine der Fig.2 ähnliche Ansicht, die jedoch ein anderes Zugsystem zwischen der Stange und einem Wasserfahrzeug zeigt, wobei die Stange gegenüber dem Wasserfahrzeug in einer im wesentlichen windfahnenartig ausgerichteten Position ist;FIG. 10 is a view similar to FIG. 2, but showing shows another traction system between the rod and a watercraft, with the rod opposite the The watercraft is in a substantially wind vane position;

Fig. 11 eine der Fig. 10 ähnliche Ansicht, die jedoch die Stange in einer im wesentlichen übersteuerten Stellung zeigt;FIG. 11 is a view similar to FIG. 10, but showing shows the rod in a substantially overdriven position;

Fig. 12 eine Draufsicht auf das System nach Fig. 10;Figure 12 is a top plan view of the system of Figure 10;

F i g. 13 eine den F i g. 2 und 10 ähnliche Ansicht, die jedoch eine dritte Ausführungsform des Zugsystems zwischen der Stange und dem Wasserfahrzeug zeigt, wobei die Stange in einer gegenüber dem Wasserfahrzeug im wesentlichen windfahnenartig ausgerichteten Position ist;F i g. 13 a FIG. 2 and 10 similar view that however shows a third embodiment of the traction system between the rod and the watercraft, wherein the rod is oriented in a substantially wind vane-like manner with respect to the watercraft Position is;

F i g. 14 eine der F i g. 13 ähnliche Ansicht, die jedoch die Stange in einer im wesentlichen übersteuerten Position zeigt;F i g. 14 one of the F i g. 13 similar view, but that shows the rod in a substantially overdriven position;

Fig. 15 eine Draufsicht auf das System nach den Fig. 13 und 14;15 is a plan view of the system according to FIGS Figures 13 and 14;

Fig. 16 eine schematische Ansicht der Stange und des Wasserfahrzeugs nach den Fig. 13—15 auf dem Kamm einer Welle;16 is a schematic view of the rod and the 13-15 on the crest of a wave;

Fig. 16a eine fragmentarische Ansicht der Stange; gezeigt werden die Wellen- und Zugkräfte, die auf die Stange auf einem Wellenkamm ausgeübt werden, wenn sich die Welle in die Richtung bewegt, die in Fig. 16 gezeigt wird;Figure 16a is a fragmentary view of the rod; the shaft and tensile forces acting on the Rod can be exerted on a wave crest when the shaft moves in the direction shown in Fig. 16 will be shown;

Fig. 16b eine der Fig. 16a ähnliche Ansicht, die jedoch die Kräfte auf das Gestänge im Wellental zeigt, wenn sich die Welle in die Richtung bewegt, die in Fig. 16 zu sehen ist; und16b shows a view similar to FIG. 16a, but showing the forces on the linkage in the wave trough, when the shaft is moving in the direction seen in Figure 16; and

F i g. 17 eine der F i g. 16 ähnliche Ansicht, die jedoch Gestänge und Wasserfahrzeug im Wellental wiedergibt.F i g. 17 one of the F i g. 16 similar view, however Represents rods and watercraft in the trough of the waves.

Zur Erläuterung wird die erfindungsgemäße Förderanlage im folgenden als Anlage zur Fortleitung von Erdöl oder Gas beschrieben; die Fortleitung erfolgt von einer an ein oder mehreren in den Grund des Gewässers gebohrten Bohrlöchern angeschlossenen Hauptverzweigungsleitung durch Fluidströmungsleitungen zu einem Wasserfahrzeug, das an einer über den Bohrlöchern gelegenen Stelle an der Oberfläche schwimmt. Im folgenden ist mit Fluid Erdöl gemeint, das durch das erfindungsgemäße System gehandhabt werden soll. Jedoch kann das erfindungsgemäße System auch dazu verwendet werden, Partikelmaterial wie beispielsweise Manganknollen oder Erz unter Verwendung von Fördereinrichtungen an die Oberfläche des Gewässers zu heben.To explain the conveyor system according to the invention in the following as a system for forwarding Petroleum or gas described; the forwarding takes place from one to one or more in the bottom of the water main branch line connected to drilled boreholes by fluid flow lines a watercraft that is at a point above the boreholes on the surface swims. In the following, petroleum is meant by fluid that is to be handled by the system of the invention. However, the system according to the invention can also be used to use particulate matter such as manganese nodules or ore by lifting equipment to the surface of the water.

Das Konzept der Erfindung wird schematisch in F i g. 1 wiedergegeben,, in der die Förderanlage mit dem Bezugszeichen 10 eine langgestreckte, rohrförrnige Stange 12 enthält, die am einer Basis 14 am Giind 16 des Gewässers angeordnet ist; das Gewässer wird im folgenden als Meer betrachtet, so daß der Grund 16 als Meeresboden angesehen werden kann. Das Gestänge 12 erstreckt sich von der Basis nach oben zur Meeresoberfläche 18 hinauf und über sie hinaus und endet nahe dem Bug 20 eines Wasserfahrzeugs 22, das im folgenden als ein Tanker beschrieben wird, obwohl ein derartiges Wasserfahrzeug jeder .Schifftyp wie beispielsweise ein Lastkahn, ein Erzfrachter, ein Schwimmdock und dergleichen sein kann.The concept of the invention is shown schematically in FIG. 1 reproduced, in which the conveyor system with the Reference numeral 10 an elongated, tubular Includes rod 12 which is attached to a base 14 on Giind 16 of the Body of water is arranged; the body of water is considered in the following as the sea, so that the bottom 16 as Seabed can be viewed. The linkage 12 extends upwardly from the base Sea surface 18 up and beyond it and ends near the bow 20 of a watercraft 22 which hereinafter described as a tanker, although such a watercraft is any type of ship such as for example a barge, an ore freighter, a floating dock and the like.

Die Basis 14 wird am Meeresgrund in derThe base 14 is on the ocean floor in the

ίο Nachbarschaft von einem oder von mehreren ölbohrlöchern angeordnet; typischerweise sind es sechs an der Zahl, die voneinander mit variierenden Abständen angeordnet sein können. Fluidströmungsleitungen, die von den verschiedenen Bohrlöchern hericommen, und die zugeordnete Anlage, wie beispielsweise Ventile, Regelvorrichtungen, Steuervorrichtungen, Pumpen und dergleichen sind dafür vorgesehen, das Erdöl von den Bohrlochköpfen zu einer Hauptsammelleitung 27 zu führen und dann in das Gestänge 12 zürn Transport durch eine oder mehrere Fluidstromleitungen zu drücken, die sich durch die Stange hindurch zu ihrem oberen Ende erstrecken, und dann über andere Leitungsvorrichtungen, wie obenerwähnt, zum Tanker zu führen. Die Basis 14 ist in den Fig.5 und 6 als bevorzugte Ausführungsform wiedergegeben. Die Basis kann jede geeignete Form besitzen; zur Illustration jedoch umfaßt sie ein allgemein rechteckiges, oktogonales oder fjfldes hohles Gehäuse 24 mit einer Oberseite 26, die mit einem Paar von Rohren 28 und 30 ausgestattet ist, welche mit dem Inneren des Gehäuses in Verbindung stehen. Die Rohre 28 und 30 erstrecken sich entweder in das Gestänge 12 hinein oder erstrecken sich längs der Außenfläche des Gestänges nach oben zur Oberfläche 18. Sie werden zur Einleitung eines Ballastmaterials in das Gehäuse 24 hinein dann verwendet, wenn das Gehäuse auf dem Meeresgrund 16 verankert werden so!!.ίο the vicinity of one or more oil wells arranged; typically there are six in number, spaced from each other at varying intervals can be arranged. Fluid flow lines coming from the various wells, and the associated system, such as valves, regulating devices, control devices, pumps and the like are provided to carry the petroleum from the wellheads to a main manifold 27 lead and then into the linkage 12 for transport through one or more fluid flow lines that extend through the rod to its upper end, and then over others Line devices as mentioned above to lead to the tanker. The base 14 is in Figures 5 and 6 as preferred embodiment reproduced. The base can be of any suitable shape; for illustration however, it comprises a generally rectangular, octagonal or fjfld hollow housing 24 with a top 26 equipped with a pair of tubes 28 and 30 which are connected to the interior of the housing stay in contact. The tubes 28 and 30 either extend into the linkage 12 or extend up along the outer surface of the linkage to surface 18. You will be used to initiate a Ballast material is then used in the housing 24 when the housing is on the seabed 16 be anchored so !!.

Typisches Ballastmaterial ist Schlamm aus Eisenerz, Magnetit, Sand oder aus einem anderen schlammförmigTypical ballast material is sludge made from iron ore, magnetite, sand or some other sludge-shaped material

■to vorliegendem schweren Material, das von der Oberfläche in das Gehäuse 24 gepumpt werden soll. Mit diesem Ballasttyp kann das Eintauchen der Basis 14 gut gesteuert werden, da für diesen Zweck kein kompressibles Gas oder Fluid verwendet wird. Auch kann durch die Verwendung der Rohre 28 und 30 später der Ballast innerhalb des Gehäuses 24 fluidisiert und ausgestoßen werden, wenn es wünschenswert erscheint, die Basis 14 zu einer anderen Arbeitsstelle zu bewegen. Typischerweise wird die Basis 14 so hergestellt, daß sie leicht positiven Auftrieb besitzt, und damit ihr Transport zu einer Arbeitsstelle erleichtert wird. Ein typisches Ballastgewicht sind 1524 Tonnen oder mehr.■ to the presence of heavy material from the surface is to be pumped into the housing 24. With this type of ballast, the immersion of the base 14 can do well be controlled, as there is no compressible for this purpose Gas or fluid is used. Also, by using the tubes 28 and 30 later, the ballast fluidized within the housing 24 and expelled when it appears desirable, the base 14 move to another job. Typically, the base 14 is made to be lightweight has positive buoyancy, making it easier to transport to a job. A typical one Ballast weight is 1524 tons or more.

Das Gehäuse 24 kann aus einem oder aus mehreren Kammern bestehen, die entweder miteinander verbunden oder voneinander unabhängig sind. Im letzten Falle würde jede unabhängige Kammer ihre eigenen Rohre 28 und 30 besitzen. Die Kammern können rohrförmig sein und in besonderer geometrischer Anordnung aufgebaut sein, so daß eine Anpassung an die Meeres- und Bodenbedingungen bei der Arbeitsstelle erreicht wird.The housing 24 can consist of one or more chambers, which are either connected to one another or are independent of one another. In the latter case, each independent chamber would have its own pipes 28 and 30 own. The chambers can be tubular and have a special geometric arrangement be constructed so that an adaptation to the sea and soil conditions at the job is achieved will.

Das Gehäuse 24 besitzt einen kontinuierlich verlaufenden Eindringrand 32, der am Boden des Gehäuses festgemacht ist und sich von diesem aus, wie es in den Fig.5 und 6 zu erkennen ist, erstreckt Dieser Rand kann in den Meeresboden eindringen und damit einen positiven Anker für die Basis bereitstellen. Der Rand stellt für den Boden des Gehäuses 24 eine hydraulischeThe housing 24 has a continuously extending penetration edge 32 which is at the bottom of the housing is fixed and extends from this, as can be seen in Figures 5 and 6, this edge extends can penetrate the seabed, providing a positive anchor for the base. The edge provides a hydraulic for the bottom of the housing 24

Abdichtung dar, und Hilfsrohre 34 und 36, die sich von entgegengesetzter Seite des Gehäuses nach außen erstrecken und durch den Gehäuseboden verlaufen, könmen dazu verwendet werden, in dem von den Rändern umgebenen Raum einen Unterdruck oder eine ί Saugwirkung zu erzeugen; der sich ergebende hydraulische Druckunterschied drückt den Rand 32 in den Meivesgrund. Die Rohre 34 und 36 sind an eine geeignete Saugkraft beispielsweise auf dem Wasserfahrzeug angeschlossen, das während des Aufbaus der ι η Basis verwendet wird.Sealing and auxiliary tubes 34 and 36 extending outwardly from opposite sides of the housing and passing through the housing base can be used to create a negative pressure or ί suction in the space surrounded by the edges; the resulting hydraulic pressure difference presses the edge 32 into the Meivesgrund. The pipes 34 and 36 are connected to a suitable suction force, for example on the watercraft, which is used during the construction of the ι η base.

Zum Ablösen des Gehäuses 24 vom Meeresgrund kann durch die Rohre 34 und 36 der Bereich unter dem Gehäuseboden unter Druck gesetzt werden und damit das Herausbewegen des Randes 32 aus dem Meeresboden unterstützt werden. Dann kann die Basis durch Ausstoßen des Ballastmaterials aus dem Gehäuse 24 zu einem neuen Arbeitsplatz bewegt werden. Der Ballast kann aus dem Gehäuse durch entweder den Gehäuseboden oder durch andere Rohre, die sich durch das Gehäuse erstrecken, vermittels konventioneller Vorrichtungen herausgedrückt werden.To detach the housing 24 from the sea bed, the area below the can through the tubes 34 and 36 Housing bottom are put under pressure and thus the movement of the edge 32 from the seabed get supported. The base can then be closed by ejecting the ballast material from the housing 24 be moved to a new job. The ballast can be removed from the housing through either the housing base or other tubes extending through the housing by conventional means be pushed out.

In einigen Fällen besteht der Meeresgrund in tiefem Wasser aus einer Schicht 38 (F i g. 7) aus weichem feinen Sand oder aus Schlamm, wobei die Schicht 4,5 Meter oder mehr dick sein kann und auf einem gut tragenden Boden 40 ruht. In diesem Falle ist die Tragfähigkeit der Schicht 38 zu schwach, um die Basis 14 abzustützen. Für einen derartigen Fall besitzt die Basis gegenüber der in den Fig.5 und 6 gezeigten Konstruktion einen unterschiedlichen Aufbau; sie umfaßt eine durchgehene Seitenwand 41 (F i g. 7), die am Gehäuse 43 festgemacht ist und sich davon nach unten erstreckt. Wie aus der F i g. 7 zu erkennen ist, erstreckt sich von der Seitenwand 41 ein kontinuierlich verlaufender Eindringrand 42 nach unten; das Gehäuse 4 ist hohl und ist mit Rohren 4Λ und 46 sus^stattet die denselben Zweck wie die Rohre 28 und 30 der F i g. 5 und 6 dienen. Die kontinuierlich verlaufende Seitenwand 41 wird dazu verwendet, den Druck auf die Schicht 38 so zu verstärken, daß der Rand 42 effektiver die Schicht durchdringen kann und sich dann in das gut tragende Material 40 unter der Schicht hinein erstreckt. Das Innere des Volumens, das von der Seitenwand 41 umgeben ist und mit dem Bezugszeichen 48 bezeichnet ist, kann durch ein Paar von Rohren 50, die an eine geeignete Ansaugquelle angeschlossen sind, ausgepumpt werden. Wenn die Basis 14 vom Meeresgrund entfernt und zu einer anderen Arbeitsstelle gebracht werden soll, kann der Raum 48 unter Druck gesetzt werden.In some cases, the ocean floor in deep water consists of a layer 38 (Fig. 7) of soft fine sand or mud, which layer can be 4.5 meters or more thick and rests on a well-bearing bottom 40. In this case, the load-bearing capacity of the layer 38 is too weak to support the base 14. For such a case, the base has a different construction from the construction shown in FIGS. 5 and 6; it includes a continuous side wall 41 (Fig. 7) secured to housing 43 and extending downward therefrom. As shown in FIG. 7, a continuously running penetration edge 42 extends downward from the side wall 41; the housing 4 is hollow and is provided with tubes 4Λ and 46 sus ^ which have the same purpose as the tubes 28 and 30 of FIG. 5 and 6 serve. The continuously extending sidewall 41 is used to increase the pressure on the layer 38 so that the edge 42 can more effectively penetrate the layer and then extend into the well-supporting material 40 below the layer. The interior of the volume, which is surrounded by the side wall 41 and is indicated by the reference numeral 48, can be pumped out through a pair of tubes 50 which are connected to a suitable suction source. When the base 14 is to be removed from the ocean floor and moved to another work site, the space 48 can be pressurized.

Eine Möglichkeit der Anbringung der Stange 12 an der Basis 14 liegt in der Verwendung eines Kugelgelenks 54 (F i g. 6 und 7) wobei die Kugel des Gelenks an einem geeigneten Sockei 56 auf der Oberseite der Basis 14 angeordnet ist, während die Stange 12 an ihrem unteren Ende zur Ankopplung der Stange mit der Kugel ein Pfanneneiement 58 besitzt. Damit kann sich die Stange gegenüber der Basis 14 in allen Richtungen um horizontale Achsen durch die Kugel verschwenken; jedoch ist die Verbindung zur Verhinderung einer Drehung der Stange 12 um ihre Längsachse gegenüber dem Kugelgelenk mit (nicht gezeigten) Vorrichtungen ausgestattet Statt des Kugelgelenks kann für die gleiche Aufgabe ein Universalgelenk bzw. Kreuzgelenk verwendet werden.One way of attaching the rod 12 to the base 14 is through the use of a ball and socket joint 54 (Figs. 6 and 7) with the ball of the joint attached to a suitable socket 56 on top of the base 14 is arranged, while the rod 12 at its lower end for coupling the rod to the ball a pan element 58 has. In this way, the rod can turn in all directions with respect to the base 14 pivot horizontal axes through the ball; however, the link is to prevent one Rotation of the rod 12 about its longitudinal axis with respect to the ball joint with devices (not shown) equipped Instead of the ball joint, a universal joint or universal joint can be used for the same task will.

Andere Ausführungsformen des Mechanismus zwischen Stange und Basis sind in den F i g. 7A und 7B wiedergegeben. In Fig. 7A ist der Sockel 56 mit einem elastischen Ring oder mit elastischen Blöcken 60 ausgestattet, die darauf ruhen und mit der flachen oberen Oberfläche 62 des Sockels verbunden sind; diese Blöcke stützen den Boden der Stange 12 ab und sind mit ihm verbunden. Um die Kompression der Blöcke 60 dann zu begrenzen, wenn die Stange 12 die Tendenz zeigt, gegenüber der Vertikalen zu verkippen, kann eine Anzahl von Begrenzungsstäben oder -federn 64 verwendet werden, die in diesem Falle zwischen dem Sockel 56 und entsprechenden seitlichen ösen 66 am unteren Ende der Stange 12 angebracht werden. Die Begrenzungsstäbe 64 verhindern, daß sich die Blöcke 60 über ihre Elastizitätsgrenze hinaus deformieren können. Auf jeden Fall ermöglichen die Blöcke 60, daß sich die Stange 12 gegenüber der Basis 14 in alle Richtungen um allgemein horizontale Achsen durch den Block verschwenken kann, während die Begrenzungsstäbe 64 verhindern, daß sich die Stange 12 gegenüber der Basis um ihre Längsachse dreht.Other embodiments of the rod-to-base mechanism are shown in FIGS. 7A and 7B reproduced. In Fig. 7A, the base 56 is provided with a elastic ring or equipped with elastic blocks 60 that rest on it and with the flat upper surface 62 of the base are bonded; these blocks support the bottom of the rod 12 and are with connected to him. To limit the compression of the blocks 60 when the rod 12 tends shows tilting with respect to the vertical, a number of limiting rods or springs 64 can are used, which in this case between the base 56 and corresponding lateral eyelets 66 on the lower end of the rod 12 are attached. The delimitation rods 64 prevent the blocks 60 can deform beyond their elastic limit. In any event, blocks 60 allow the Pivot rod 12 relative to base 14 in all directions about generally horizontal axes through the block can, while the limit rods 64 prevent the rod 12 from facing the base rotates around its longitudinal axis.

Zur Verstärkung der strukturellen Eigenschaften und für die Berücksichtigung der wirtschaftlichen Seite einer in tiefen Gewässern angeordneten sehr langen Stange könnte die Basis 14 mit einem Gestell oder einem pyramidenartigen Aufbau von drei oder mehr Füßen 67 hergestellt sein, wie es in Fig. 7B zu sehen ist. Alle Durchflußleitungen könnten sich durch die Basis und die Beine 67 hindurch und in das Gestänge 12 hinein erstrecken. An der Oberseite der Pyramide ist eine Plattform 69 zur Anbringung von Sockel 56, Kugelverbindung 54 und Pfannenelement 58 vorgesehen. Dieses Merkmal ermöglicht die Verwendung eines relativ kurzen Gestänges, da die Beine 67 relativ lang ausgebildet werden können.To reinforce the structural properties and to take into account the economic side of a Very long rod arranged in deep waters could be the base 14 with a frame or a pyramidal structure of three or more feet 67, as seen in Fig. 7B. All Flow lines could extend through the base and legs 67 and into the linkage 12 extend. At the top of the pyramid is a platform 69 for attaching base 56, spherical connection 54 and socket element 58 are provided. This feature enables the use of a relative short linkage, since the legs 67 can be made relatively long.

Das Gestänge 12 stellt eine relativ dünnwandige Stahlkonstruktion mit beispielsweise einer Wanddicke von 5! Millimeter dar und besitzt einen relativ kleinen Durchmesser, der typischerweise ungefähr 3 M^ter beträgt. Alternativ dazu könnte das Gestänge aus Beton und Stahl oder einem anderen geeigneten Materiabestehen. Die Länge des Gestänges liegt typischerweise zwischen 76 bis 137 Meter, kann jedoch auch 610 Meter oder mehr sein. Die Länge wird so gewählt, daß der obere Teil des Gestänges sich von der Wasseroberfläche 18 nach oben erstreckt und durch einen Bereich 70 (Fig.3) zwischen einem Paar mit Abstand angeordneter im allgemeinen paralleler Bughörner 72 verläuft, die auf geeignete Weise am Bug 20 eines Tankers 22 angebracht sind. Das Oberende des Gestänges endet über den Bughörnern, wie es in F i g. 1 und 2 beispielsweise zu sehen ist.The linkage 12 is a relatively thin-walled steel structure with, for example, a wall thickness of 5! Millimeters and has a relatively small diameter, which is typically about 3 m ^ ter amounts to. Alternatively, the linkage could be made of concrete and steel or other suitable material. The length of the rod is typically between 76 to 137 meters, but it can also be 610 meters or be more. The length is chosen so that the upper part of the rod extends from the water surface 18 extends upward and through an area 70 (Figure 3) spaced between a pair of generally parallel bow horns 72 which are suitably attached to the bow 20 of a tanker 22 are attached. The top of the rod ends over the bow horns, as shown in FIG. 1 and 2 for example can be seen.

Das Gestänge 12 besitzt einen Auftriebstank 74 (F i g. 1), der an dem Gestänge nahe dessen oberen Ende und unter der Oberfläche 18 angebracht ist. Der Tank 74 bewirkt für das Gestänge 12 einen Auftrieb und erzeugt eine Zugkraft, die in nach oben gerichteter, axialer Richtung dann in jedem Augenblick auf das Gestänge ausgeübt wird, wenn der Tanker 22 von dem Gestänge getrennt ist Somit kann das Gestänge relativ kleiner Durchmesser besitzen. Wenn der Tanker sich in seiner Anlegeposition befindet, wird das Gestänge durch ein Stangenzugsystem weiterhin unter Spannung gesetzt, wie es im folgenden beschrieben wird.The linkage 12 has a buoyancy tank 74 (Fig. 1) attached to the linkage near the top thereof and attached below surface 18. The tank 74 causes and generates buoyancy for the linkage 12 a tensile force that is then applied in an upward, axial direction to the linkage at any moment is exerted when the tanker 22 is separated from the linkage. Thus, the linkage can be relatively smaller Own diameter. When the tanker is in his Is in the mooring position, the rods are still under tension by a rod pulling system, as described below.

Der Auftriebtank 74 kann entweder aus mit Luft gefüllten Auftriebskamrnem oder aus Auftriebskammern gebaut sein, die mit schwimmfähigem Material gefüllt sind, oder sowohl den einen als auch den anderen Kammertyp besitzen. Auch kann der Tank etwas größerThe buoyancy tank 74 can either consist of air-filled buoyancy chambers or of buoyancy chambers which are filled with buoyant material, or both one and the other Own chamber type. The tank can also be a bit bigger

ausgebildet sein, so daß er für die Durehflußleitungen einen oder mehrere Verteilerköpfe umfassen kann, womit eine Reduzierung der Drücke in den Durchflußleitiingen von ungefähr 207 bar auf ungefähr 21 bar möglich ist. Wenn eine große Anzahl von Durchflußleitungen in die Stange eingesetzt werden, reduzieren an dieser Stelle ein oder mehrere Verteilerköpfe die Ausgangsleitungei> auf eine Leitung oder mehrere Leitungen, die von der Stange zum Tanker verlaufen.be designed so that it is suitable for the flow lines may comprise one or more manifold heads, thereby reducing the pressures in the flow lines from about 207 bar to about 21 bar is possible. When a large number of flow lines are inserted into the rod, reduce one or more distributor heads at this point Output line i> on one or more lines that run from the pole to the tanker.

Unter bestimmten Bedingungen kann die Stange 12 nahe ihrem unteren Ende zur Aufnahme von Ballast einen Ballasttank 75 (F ig. I) besitzen, der als Unterstützung dafür dient, die Stange in ihre Position zu bringen. Der Ballasttank 75 verringert die Aufwärtskräfte auf die Basis 14 und dient als Unterstützung, die Stange 12 in einer aufrechten Position dann zu halten, wenn sich aus bestimmten Gründen die Stange von der Basis trennt. Der Ballasttank 75 kann eine Anzahl von Kammern besitzen und kann beim Schleppen der Stange zu einer Arbeitsstelle als Hilfe dienen, da der Tank 75 ohne innerem Ballastmaterial Auftrieb zeigt; außerdem kann er mit der Basis 14 dann, wenn diese frei von Ballast ist, so zusammenwirken, daß am unteren Ende der Stange eine Auftriebskraft bereitgestellt wird; somit kann die Stange in im allgemeinen horizontaler Stellung geschleppt werden, wobei das Vorderende der Stange durch den Tank 74 schwimmfähig gemacht ist.Under certain conditions, the rod 12 can be near its lower end for receiving ballast Have a ballast tank 75 (Fig. I) which serves as an aid in moving the rod into position. The ballast tank 75 reduces the upward forces on the base 14 and acts as a support to the rod 12 in FIG to hold an upright position if the bar separates from the base for some reason. The ballast tank 75 can have a number of chambers and can become one when towing the rod Work site serve as an aid, since the tank 75 shows buoyancy without internal ballast material; also can he then with the base 14, when this is free of ballast, cooperate so that at the lower end of the rod a lift force is provided; thus the rod can be towed in a generally horizontal position with the front end of the rod made buoyant by the tank 74.

Eine erste Ausführungsform des Stangen-Zugsystems ist in den Fig. 2—4 wiedergegeben. In dieser Ausführungsform besitzt das Gestänge einen Ring 76, der an einer Stelle entweder über oder unter der Wasseroberfläche drehbar an der Stange angeordnet ist. Ein Paar Zugglieder 78 wie beispielsweise Seile oder Kette verbinden den Ring 76 mit dem Tanker. Im speziellen ist ein Ende jedes Zuggliedes 78 mit einer Öse 80 nahe dem äußeren Ende des zugeordneten Bughorns 72 verbunden, während das entgegengesetzte Ende des Zuggliedes an eine Einrichtung 82 konstanter Zugspannung angekoppelt ist, wobei diese Spanneinrichtung 82 am Tanker nahe dem rückwärtigen Ende des zugeordneten Bughorns angebraciit ist. jedes Zugglied 78 läuft nach unten und über eine Lcitrolle 84, die an einer entsprechenden Seite des Rings 76(Fi g. 4) angebracht ist; somit bilden die zwei Abschnitte jedes Zuggliedes, die sich nach oben von der zugeordneten Leitrolle 84 erstrecken, gegenüber der Längsachse des Gestänges 12 einen spitzen Winkel. Auch erstrecken sich die Glieder 78 nach oben und seitlich nach außen (F i g. 4), um damit gleiche und entgegengesetzte seitliche Kraftkomponenten auf das Gestänge auszuüben, wodurch es im wesentlichen zwischen den Bughörnern zur Vermeidung von Stößen mit diesen Bughörnern gehalten wird.A first embodiment of the rod pulling system is shown in FIGS. 2-4. In this embodiment the linkage has a ring 76 which at one point either above or below the surface of the water is rotatably arranged on the rod. A pair of tension members 78 such as rope or chain connect the ring 76 to the tanker. In particular, one end of each tension member 78 has an eyelet 80 near it outer end of the associated bending horn 72, while the opposite end of the tension member is coupled to a device 82 of constant tensile stress, this tensioning device 82 on Tanker is located near the rear of the associated bow horn. each tension member 78 runs after below and over a Lcitrolle 84 attached to a corresponding side of the ring 76 (Fig. 4) is; thus, the two sections of each tension member which extend upwardly from the associated idler pulley 84 form extend, relative to the longitudinal axis of the linkage 12 at an acute angle. The limbs also extend 78 upwards and laterally outwards (FIG. 4), in order to thereby create equal and opposite lateral force components exert on the linkage, making it essentially between the bow horns to avoid from bumps with these bow horns.

Unter extremen Sturmbedingungen besitzt ein typischer, auf die Stange durch die Zugglieder 78 ausgeübter Zug einen Wert von 305 Tonnen. Eine derartige Belastung erfordert für jedes Zugglied eine sehr beanspruchbare Bauweise. Eine für diese Aufgabe geeignete Kette ist eine Di-Lok-Kette von 101,6 mm extremer Festigkeit Jedes Glied einer derartigen Kette ist 609,6 mm lang und 381 mm breit Prüfungstestverfahren dieser Kette umfassen das Anlegen von Belastungen bis zu 610 Tonnen. Alle bei diesem Kettentyp verwendete Leitrollen, wie sie gewöhnlich bei einer Schurfbohrungs-Haspel verwendet werden, sind so geformt, daß sie zu diesen Gliedern passen.In extreme storm conditions, a typical one has to be put on the pole by the tension members 78 pulled a value of 305 tons. Such loading requires one for each tension member very tough construction. A suitable chain for this task is a 101.6mm Di-Lok chain Extreme Strength Each link in such a chain is 609.6 mm long and 381 mm wide. Examination Test Method this chain includes the application of loads up to 610 tons. All on this type of chain idler pulleys used, such as those commonly used on a wellbore reel, are like this shaped to fit these limbs.

Diese Kettengröße sollte für einen Anliegetar.ker-Betrieb ausreichend sein, womit ein Tanker gemeint ist, der dauerhaft öüer Ketten mit der Stange verbunden bleibtThis chain size should be for a lay-on tar.ker operation be sufficient, which means a tanker that is permanently connected to the rod by chains

Falls ein Transittanker an die Stange angeschlossen werden soll, braucht die Kette nur einen kleinen Bruchteil der Festigkeit zu besitzen, wie sie für den Anliegetanker-Betrieb notwendig ist, da ein Transittanker nur unter weniger schweren Meeresbedingungen anlegen wird. Auch ist im allgemeinen der durchschnittliche Transittanker kleiner als im Durchschnitt der fest anliegende Tanker.If a transit anchor is to be attached to the pole, the chain only needs a small one To have a fraction of the strength required for a lay-on tanker operation as a transit anchor will only moor in less severe marine conditions. Also is generally the average Transit tanker smaller than the average fixed tanker.

Wenn die auf das Gestänge ausgeübten Wellenbeanspruchungen ansteigen, überträgt der Tanker, da er mit dem Gestänge durch Zugglieder 78 verbunden ist, eine größere Belastung auf das Gestänge, das daraufhin gegenüber Qiierwellenbelastungen einen größeren Widerstand entwickelt, so daß das Abbiegen des Gestänges minimiert werden kann. Diese Gestängekonstruktion zeigt die Tendenz. Wellenbelastungen auf das Gestänge selbst zu kompensieren und sich daraus ergebende Belastungen auf das Gestänge zu verringern.As the shaft stresses exerted on the linkage increase, the tanker transmits as it does with the linkage is connected by tension members 78, a greater load on the linkage, which thereupon developed a greater resistance to Qiierwelle loading, so that the turning of the Linkage can be minimized. This link construction shows the trend. Shaft loads on the To compensate for the linkage itself and to reduce the resulting loads on the linkage.

Darüber iiiriäüS vciSüCni das GcSiätigc aufgrund des Auftriebs des Auftriebtanks 74 und der Geometrie des Zugsystems seine aufrechte Lage beizubehalten. Wenn das Gestänge in seiner aufrechten Stellung (F i g. 2a) ist, bilden die Abschnitte jedes Zugglieds 78, die sich von der zugeordneten Leitrolle 84 weg erstrecken, mit der Längsachse des Gestänges im wesentlichen den gleichen Winkel, so daß die resultierende Zugkraft Tim allgemeinen vertikal verläuft. Der Hauptzweck der Tatsache, daß ein Verschwenken des Gestänges 12 ermöglicht wird, liegt darin, daß dem Gestänge die Möglichkeit gegeben wird, den horizontalen Bewegungen des Tankers eher zu folgen als sich relativ zum Tanker und phasenungleich mit dem Tanker zu bewegen und dann mit ihm zusammenzustoßen; dies würde zu einer Beschädigung von Tanker und/oder Gestänge führen. Wenn beispielsweise das Gestänge gezwungen wird, sich in Richtung auf den Tanker leicht zu neigen oder zu kippen, wie es in F i g. 2 zu sehen ist, verschieben sich die Leitrollen 34 um eine kurze Entfernung längs der entsprechenden Zugglieder 78 so, daß in Vorwärtsrichtung, d. h., zur rechten Seite in F i g. 2, sich eine nicht aufgehobene Kraft ergit., die zur Auftriebskraft des Auftriebtanks 74 beiträgt und damit das Gestänge in seine normale aufrechte Position zurückbringt. Der entgegengesetzte Effekt tritt gleichermaßen auf, wenn das Gestänge in der Richtung sich neigt, die entgegengesetzt zu der in F i g. 2 gezeigten Richtung ist.In addition iiiriäüS vciSüCni das GcSiätigc due to the Buoyancy of the buoyancy tank 74 and the geometry of the traction system to maintain its upright position. if When the linkage is in its upright position (Fig. 2a), the portions of each tension member 78 which extend from the the associated guide roller 84 extend away, with the longitudinal axis of the linkage substantially the equal angle so that the resulting tensile force Tim is generally vertical. The main purpose of the The fact that pivoting of the linkage 12 is made possible is that the linkage The possibility is given to follow the horizontal movements of the tanker rather than relative to the To move the tanker and out of phase with the tanker and then collide with it; this would damage the tanker and / or the rods. For example, if the linkage is forced to lean or tilt slightly towards the tanker as shown in FIG. 2 can be seen the guide rollers 34 move a short distance along the corresponding tension members 78 so that that in the forward direction, d. i.e., to the right in FIG. 2, a force that is not canceled Contributes buoyancy of the buoyancy tank 74 and thus the linkage in its normal upright position brings back. The opposite effect occurs equally when the linkage is in the direction tends to be opposite to that in FIG. 2 is the direction shown.

Die Funktion des Zugsystems nach den Fig. 2—4 besteht auch darin, das Gestänge zentral zwischen den Bughörnern 72 und mit Abstand von den Bughörnern 72 zu positionieren und zu halten und das Gestänge vom Bug aus nach vorne gerichtet und mit Abstand vom Bug 20 anzuordnen und zu halten. Das Zugsystem erlaubt auch Stampfbewegungen des Dampfers gegenüber dem Gestänge, wobei außerdem der Tanker und das Gestänge miteinander verkoppelt bleiben und das Gestänge im wesentlichen zentriert zwischen den Bughörnern bleibt Auch kann das Gestänge ohne Hilfsmaßnahmen zusätzlicher Wasserfahrzeuge vom Tanker gelöst und mit dem Tanker wieder verbunden werden. Unterschiedliche vertikale Kräfte, die auf den Tanker ausgeübt werden, lassen sich durch das Zugsystem, gewährleistet durch die Zugglieder 78 kompensieren.The function of the traction system according to FIGS. 2-4 also consists in placing the linkage centrally between the bent horns 72 and at a distance from the bent horns 72 to position and hold, and to point the linkage forward from the bow and at a distance from the bow 20 to be arranged and kept. The traction system also allows the steamer to pitch in on the Linkage, whereby the tanker and the linkage also remain coupled to one another and that The linkage remains essentially centered between the bow horns. The linkage can also be used without Relief measures for additional watercraft detached from the tanker and reconnected to the tanker will. Different vertical forces exerted on the tanker can be made possible by the The tension system ensured by the tension members 78 compensate.

Um das Gestänge in seiner aufrechten Position zu halten, braucht es sowohl eine Verankerung als auch einen Auftrieb. Dabei liefert, wie bereits erwähnt wurde, die Basis 14 die Verankerung, wodurch der gewünschteIn order to keep the linkage in its upright position, it needs both an anchoring and a boost. As already mentioned, the base 14 provides the anchoring, whereby the desired

negative Auftrieb erreicht wii'd. Durch Abwägen der Auftriebskraft des Auftriebtanks 74 und der Verankerung, die durch Ballast in der Basis 14 gewährleistet wird, kann das Gestänge für einen Schleppvorgang, zum Absenken und endgültigen Positionieren konstruiert werden, wobei auf Luftkammern wenig oder überhaupt nicht zurückgegriffen werden muß.negative buoyancy achieved wii'd. By balancing the buoyancy of the buoyancy tank 74 and the anchoring provided by ballast in the base 14 , the linkage can be constructed for towing, lowering, and final positioning with little or no use of air chambers.

Obwohl die Vorrichtung 82 zur Erzeugung von Zugspannung als Einrichtung mit konstanter Zugspannung beschrieben wurde, soll dies nur als Beispiel dienen, da es noch andere Möglichkeiten gibt, mit deren Hilfe ein konstanter Zug für die Zugglieder 78 erzeugt wird. Beispielsweise kann am Tankerbug oder an dem Gestänge ein Gegengewicht angebracht sein und mit den Zuggliedern 78 so verbunden sein, daß daran der gewünschte Zug von beispielsweise etwa 305 Tonnen bewirkt wird. Dieser Wert für die Zugspannung sollte ausreichend groß sein, um Stürmen gerecht zu werden, UlC bezüglich ihrci" Stärke älic 50 Jähre wiederkehren, ist jedoch für normale Erfordernisse in reichlichem Maße bemessen. Es besteht auch die Möglichkeit, daß das Gegengewicht von variabler Art ist, beispielsweise mit Meereswasser oder anderem Fluid gefüllt werden kann und so auf sich verändernde Meeresbedingungen eingestellt werden könnte.Although the tension generating device 82 has been described as a constant tension device, this is only intended to serve as an example as there are other ways in which a constant tension is generated for the tension members 78. For example, a counterweight can be attached to the tank bow or to the linkage and be connected to the tension members 78 in such a way that the desired pull of, for example, approximately 305 tons is effected thereon. This value for the tensile stress should be large enough to cope with storms, UlC with regard to their strength älic to 50 years, but is measured for normal requirements in ample measure. There is also the possibility that the counterweight is of a variable type, for example, can be filled with sea water or other fluid and could thus be adjusted to changing sea conditions.

An die Zugglieder 78 könnte vermittels eines oder mehrerer Druckluftzylinder/Kolben-Systeme ein variierbarer Zug angelegt werden. Ein derartiger Aufbau könnte typischerweise ungefäl-r 15 Meter lang sein und einen Durchmesser von 762 mm besitzen und unter einem Druck von 68 bar unter extremen Wetterbedingungen arbeiten.A variable air cylinder / piston system could be applied to the tension members 78 by means of one or more compressed air cylinder / piston systems Train. Such a structure could typically be about 15 meters long and have a diameter of 762 mm and under a pressure of 68 bar under extreme weather conditions work.

Auch sind Bewegungskompensatoren zur Anlegung einer konstanten Zugspannung an die Zugglieder 78 kommerziell erhältlich. Derartige Vorrichtungen sind von Lieferfirmen für die Industrie für Bohrungen im Meer kommerziel! erhältlich. Einige Typen von Bewegungskompensatoren umfassen eine Vielzahl von Kabeln und Leitrollen; somit sind sie nicht in dem Maße praktisch wie Winden konstanter Geschwindigkeit oder ein Gegengewicht.Movement compensators are also available a constant tension on the tension members 78 is commercially available. Such devices are of supplier companies for the industry for drilling in the sea commercial! available. Some types of Motion compensators include a variety of cables and pulleys; thus they are not to that degree practical like constant speed winches or a counterweight.

Während der konstanten Bewegung eines Tankers im offenen Meer würde die Bewegung von Kabeln über Leitrollen möglicherweise zu einer übermäßigen Abnutzung der Rollen und der Kabel führen. Jedoch können möglicherweise Bewegungskompensatoren vom Kabeltyp geeignet oder ausreichend sein.During the constant movement of a tanker in the open sea, cables would move across Idler pulleys can cause excessive wear on pulleys and cables. However, you can Cable type motion compensators may be suitable or sufficient.

In einigen Fällen könnten schwere Nylontrossen zur Aufrechterhaltung der Zugspannung auf das Gestänge verwendet werden. Die Gesamtlänge der Nylontrosse würde so gewählt werden, daß die Maximaldehnung 25 Prozent nicht überschreitet Innerhalb dieser Grenze zeigt Nylon elastische Eigenschaften.In some cases, heavy nylon cables could be used to maintain tension on the linkage be used. The total length of the nylon cable would be chosen so that the maximum elongation Does not exceed 25 percent Within this limit, nylon shows elastic properties.

Eine Drehringeinheit 90 (F i g. 8 und 9) ist am oberen Ende des Gestänges 12 angebracht und ermöglicht eine Drehung des Tankers 22 um das Gestänge 12. Die Drehringeinheit 90 umfaßt einen langgestreckten rohrförmigen Drehringkern 92, der durch mit Abstand angeordnete obere und untere Lager 94 und 96 am oberen Teil des Gestänges 12 so angebracht ist, daß sich der Kern 92 gegenüber dem Gestänge drehen kann. Eine Anzahl von Abzapfschläuchen 98, von denen in der Zeichnung nur einer wiedergegeben ist, stehen mit dem Inneren des Kerns 92 in Verbindung und sind an eine Stütze 100 (F i g. 2) angeschlossen, welche auf dem Bug des Tankers angeordnet ist. Die Stütze besitzt (nicht dargestellte) Durchflußleitungen, welche so an die Schläuche 98 angekoppelt sind, daß das Erdöl von entsprechenden Durchflußleitungen auf dem Gestänge den Gas-Öl-Verarbeitungseinrichtungen auf dem Tanker oder zu einem darin befindlichen Speichertank zugeführt werden kann.A rotating ring assembly 90 (Figs. 8 and 9) is attached to the upper end of the rods 12 and allows the tanker 22 to rotate about the rods 12. The rotating ring assembly 90 includes an elongated tubular rotating ring core 92 formed by spaced upper and lower Bearing 94 and 96 is attached to the upper part of the linkage 12 so that the core 92 can rotate relative to the linkage. A number of bleed hoses 98, only one of which is shown in the drawing, communicate with the interior of the core 92 and are connected to a support 100 (Fig. 2) which is located on the bow of the tanker. The support has flow lines (not shown) which are coupled to the hoses 98 so that the petroleum can be supplied from appropriate flow lines on the boom to the gas-oil processing facilities on the tanker or to a storage tank therein.

Eine Bohrloch-Kontroll-Leitung 102 erstreckt sich nach unten durch das Zentrum des Kerns 92 und kann 60 oder mehr hydraulische Hochdruckleitungen von geringem Durchmesser und 6 elektrische Leitungen für Druckabfall-(downhole pressureJ-AnzeigevorrichtunA well control line 102 extends down through the center of the core 92 and can accommodate 60 or more small diameter high pressure hydraulic lines and 6 downhole pressure indicator electrical lines

ίο gen tragen. Die Rohrleitung 102 ist gegenüber dem Gestänge so befestigt, daß sich der Kern 92 um die Leitung 102 drehen kann.ίο gen wear. The pipe 102 is fixed relative to the rod so that the core 92 can rotate about the line 102nd

Auf dem oberen Ende der Leitung 102 ist ein . Bohrloch-Kontroll-Drehring 104 angeordnet, der ein Versorgungskabel 106 besitzt, das zum Tanker läuft. Das Kabel 106 ist mit den verschiedenen Leitungen in der Rohrleitung 102 verbunden.On the top of the line 102 is a. Well control rotating ring 104 is arranged having a utility cable 106 which runs to the tanker. The cable 106 is connected to the various lines in the conduit 102 .

Von den Bohrlöchern am Meeresgrund können mehrere Durchflußlcitur.ger, sich durch das Gestänge nach oben zu einem Bereich hin erstrecken, der dem Kern 92 benachbart liegt. Typischerweise gibt es 7 hydraulische Durchflüsse durch den Drehring, von denen 6 dafür verwendet werden, Rohöl nach oben und in den Kern 92 hinein zu führen, wovon es durch das Rohr 98 zum Tanker übergeleitet wird. Die siebte Leitung wird für Bohrloch-Versuchsaufgaben verwendet und wird dazu benutzt, Erdgas oder Rohöl in das Gestänge nach unten zurückzuführen und dann zu einem nahegelegenen Anlegeplatz für Transittanker oder über eine Pipeline zu einer Aufnahmeanschlußstelle an Land zu bringen. Zur Erläuterung sind drei derartiger Durchflußleitungen über entsprechende Drehringe mit dem Kern 92 an entsprechenden Stellen längs des Kerns angeschlossen. Wie in F i g. 8 zu sehen ist, ist ein oberer Drehring 108, ein mittlerer Drehring 110 und ein unterer Drehring 112 vorhanden, wobei alle drei am Kern 92 drehbar angeordnet sind und geeignete Abdichtungen an den Verbindungsstellen von Kern und Drehring besitzen, so daß eine fluiddichtc Verbindung dazwischen gewährleistet ist. Unter Verwendung dieser allgemeinen Anordnung können beliebig viele Durchflußsysteme untergebracht werden. Die Durchflußleitungen 114, 116 und 118 sind mit entsprechenden Drehringen 108,110 und 112 verbunden.From the boreholes at the bottom of the sea, a plurality of throughflow pipes may extend up through the string to an area adjacent to the core 92. Typically there are 7 hydraulic flows through the rotating ring, 6 of which are used to carry crude oil up and into the core 92 from which it is transferred through pipe 98 to the tanker. The seventh line is used for well testing purposes and is used to return natural gas or crude oil down the pipe and then to a nearby transit anchorage or pipeline to a take-up port onshore. To illustrate, three such flow lines are connected to the core 92 via corresponding rotating rings at corresponding points along the core. As in Fig. 8, there is an upper rotary ring 108, a middle rotary ring 110 and a lower rotary ring 112 , all three of which are rotatably arranged on the core 92 and have suitable seals at the junctions of the core and the rotary ring so that a fluid-tight connection therebetween is ensured is. Any number of flow systems can be accommodated using this general arrangement. The flow conduits 114, 116 and 118 are connected to respective rotary rings 108, 1 10 and 112th

In diesem zur Erläuterung dienenden Beispiel ist der Kern 92 in drei Kammern 120, 122 und 124 unterteilt, wobei die Kammer 124 mit der Durchflußleitung 118, wie es in F i g. 9 zu sehen ist, in Verbindung steht. Die Durchflußleitungen 114 und 116 stehen gleichermaßen mit Kammern 120 bzw. 122 in Verbindung. Falls der Druck am Bohrlochkopf genügend groß ist, bewirkt er, daß Rohöl durch die Durchflußleitungen 114, 116 und 118 gepumpt wird. Für diese Aufgabe können auch Pumpen verwendet werden. Mit den drei Kammern 120, 122 und 124 stehen entsprechende Ableitungsschläuche 98 in Fluidverbindung. Ungeachtet der Winkelstellung des Tankers gegenüber der Stange strömt Rohöl durch die Schläuche 98 zum Tanker. In einer alternativen Ausführungsform könnte die Stange für die Durchflußleitungen einen Verteilerkopf besitzen. In diesem Falle wäre nur ein Schlauch 98 erforderlich.In this illustrative example, the core 92 is divided into three chambers 120, 122 and 124 , the chamber 124 with the flow line 118 as shown in FIG. 9 can be seen is connected. The flow lines 114 and 116 are likewise in communication with chambers 120 and 122, respectively. If the wellhead pressure is sufficient, it will cause crude oil to be pumped through flow lines 114, 116 and 118. Pumps can also be used for this task. Corresponding drainage tubes 98 are in fluid communication with the three chambers 120, 122 and 124. Regardless of the angular position of the tanker with respect to the rod, crude oil flows through hoses 98 to the tanker. In an alternative embodiment, the rod for the flow lines could have a distributor head. In this case only one hose 98 would be required.

Eine Trittleiter 126 als Zugang ist im oberen Ende der Stange, wie es in den Fig.8 und 9 zu sehen ist, vorgesehen. Die Tiefe dieser Trittleiter erstreckt sich im allgemeinen wenigstens bis zum Auftriebtank 74 und kann sich noch weiter nach unten erstrecken.A stepladder 126 for access is provided in the upper end of the bar, as can be seen in FIGS. 8 and 9. The depth of this step ladder generally extends at least as far as the buoyancy tank 74 and may extend further downward.

Eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage ist in den F i g. 10 bis 12 wiedergegeben, woAnother embodiment of the system according to the invention is shown in FIGS. 10 to 12 reproduced where

der obere Teil der Stange mit einem Drebring 130 zum Festmachen ausgestattet ist, der daran über der Auftriebkammer 74 an der Stange 12, wie es in F i g. 10 zu sehen ist, drehbar angebracht ist Die Stange besitzt auch einen Gleitring 132, der drehbar an der Stange zwischen einem Paar von Bughörnern 134 am Bug 20 des Tankers angebracht ist Zwei erste Zugglieder 136 sind an ihren unteren Enden an entsprechenden Seiten des Verankerungs-Drehrings 130 befestigt; die Zugglieder erstrecken sich nach oben zu einer gemeinsamen Leitrolle 138 am Bug 20 und Ober diese Rolle hinaus und verlaufen dann zu einer Einrichtung 140 für konstante Zugspannung, wie es beispielsweise eine Winde ist, die ei.ie konstante Zugspannung ausüben kann. Damit Oben die Glieder 136 auf die Stange 112 eine Zugkraft aus. Die Position des Verankerungsdrehrings 130 wird längs der Stange 12 so gewählt, daß der Winkel A (Fig. 10) zwischen jedem Zugglied 136 und der Längsachse der Stange 12 mit beispielsweise 10° bis 15° ziemlich spitz ist Die Zugglieder 136 sind bei diesem Winkel gegenüber der Stange so angeordnet daß immer eine seitliche Komponente 137 der Zugkraft 7*vorhanden ist, welche längs jedes Zuggliedes 136 ausgeübt wird, um die Stange in Richtung zum Tanker zu ziehen. Auf diese Weise wird verhindert, daß das Gestänge und der Tanker sich gegeneinander phasenverschoben bewegen; eine Beschädigung aufgrund von Zusammenstößen zwischen Tanker und Stange wird somit verhindertthe top of the rod is provided with a mooring pivot ring 130 attached to it above the buoyancy chamber 74 on the rod 12, as shown in FIG. 10 is rotatably attached. The rod also has a slip ring 132 rotatably attached to the rod between a pair of bow horns 134 on the bow 20 of the tanker. Two first tension members 136 are at their lower ends on respective sides of the rotating anchor ring 130 attached; the tension members extend upwardly to a common idler pulley 138 at the bow 20 and over that pulley and then pass to a constant tension device 140, such as a winch capable of applying constant tension. So that the links 136 exert a tensile force on the rod 112 at the top. The position of the rotating anchoring ring 130 is chosen along the rod 12 so that the angle A (Fig. 10) between each tension member 136 and the longitudinal axis of the rod 12 is fairly acute, for example 10 ° to 15 °. The tension members 136 are opposite at this angle of the rod so arranged that there is always a lateral component 137 of the pulling force 7 * which is exerted along each tension member 136 in order to pull the rod towards the tanker. In this way it is prevented that the rod and the tanker move out of phase with one another; damage due to collisions between the tanker and the rod is thus prevented

Ein zweites Paar von Zuggliedern 142 ist an ihren vorderen Enden mit entsprechenden Seiten des Gleitrings 132 verbunden, dann an entsprechende Leitrollen 144 in der Nähe der äußeren Enden der entsprechenden Bughörner 134 angelegt und sind dann mit entsprechenden Einrichtungen 146 für konstante Zugspannung an entgegengesetzten Seiten des Bugs angeschlossen, wie es in F i g. 12 zu sehen ist Wenn die Zugglieder 142 mit dem Gleitring 132 zusammenarbeiten, wird eine zentrale Position der Stange zwischen den Bughörnern 134 aufrechterhalten und die Stange gegenüber dem Bug des Tankers nach vorne mit Abstand gehalten, um einen Zusammenstoß der Stange und des Tankers selbst zu verhüten. Die Zugglieder 142 ermöglichen auch ein Stampfen bzw. ein Neigen des Tankers gegenüber der Stange. Die Auftriebskraft des Auftriebtanks 74 wird durch die Zugkraft der Zugglieder 136 unterstützt, wodurch die Stange in ihre normalerweise aufrechte Position hinein vorgespannt oder gezwungen wird.A second pair of tension members 142 are on theirs front ends connected to corresponding sides of the slip ring 132, then to corresponding Idler pulleys 144 are applied near the outer ends of the respective bow horns 134 and are then with corresponding constant tension means 146 on opposite sides of the bow connected as shown in FIG. 12 can be seen when the Tension members 142 cooperate with the slip ring 132, a central position of the rod between the Maintaining bow horns 134 and facing the rod facing forward with the bow of the tanker Maintained distance to prevent the rod and the tanker itself from colliding. The tension members 142 also allow the tanker to pitch or tilt relative to the rod. The buoyancy of the Buoyancy tanks 74 is assisted by the pulling force of the tension members 136, causing the rod in its biased or constrained into the normally upright position.

Fig. 10 zeigt eine im wesentlichen nach dem Wind ausgerichtete Position der Stange gegenüber dem Tanker, während F i g. 11 eine im wesentlichen übersteuerte Position der Stange gegenüber dem Tanker wiedergibt.Fig. 10 shows a position of the rod in relation to the wind, oriented substantially towards the wind Tanker, while F i g. 11 shows a substantially oversteered position of the rod with respect to the tanker reproduces.

Typischerweise beträgt die Neigung der Stange in der gegenüber dem Wind ausgerichteten Position ungefähr 20° und in der übersteuerten Position etwa 10°. In beiden Fällen bleibt die Stange zwischen den Bughörnern durch die Zugglieder 142 zentriert und mit Abstand angeordnet, während die Zugglieder 136 ihren Winkel gegenüber der Längsachse der Stange beibehalten. Typically, the incline of the rod is approximately 20 ° in the winded position and approximately 10 ° in the oversteered position. In either case, the rod remains centered and spaced between the bow horns by the tension members 142 while the tension members 136 maintain their angle with respect to the longitudinal axis of the rod.

Die in den Fig. 13—15 wiedergegebene Ausführungsform ist der in den Fig. 10—12 gezeigten Ausführungsform insofern sehr ähnlich, daß sie über dem Auftriebstank 74 einen drehbaren Verankerungs-Drehring 130 besitzt und ein Paar von Zuggliedern 136 aufweist, die sich nach oben zu einer gemeinsamen Leitrolle 138 am Bug des Tankers und über diese Rolle hinaus erstrecken und dann zu einer Einrichtung 140 fürThe embodiment shown in Figures 13-15 is that shown in Figures 10-12 Embodiment very similar in that it has a rotatable anchoring rotary ring 130 and a pair of tension members 136 above the buoyancy tank 74 which extends upwards to a common guide pulley 138 at the bow of the tanker and over this pulley extend out and then to a facility 140 for konstante Zugspannung laufen. Statt des Gleitrings 132 und der Zugglieder 142 der Fig. 10—12 besitzt die Ausführungsform der Fig. 13—15 einen abgeänderten Bughornaufbau 148, bei dem im vordersten Bereich eine V-förmige Kerbe oder Aussparung 150 (Fig. 15) vorgesehen ist und drei oder mehr Rollen 152 vorgesehen sind, welche bezüglich ihrer Winkelanordnung mit Abstand angeordnet sind und am Aufbau 148 in der Nähe des am meisten zurückgelegenen Bereichs ίο der Kerbe zur Drehung um entsprechende horizontale Achsen angeordnet sind. Die Rollen arbeiten so, daß sie zu allen Zeitpunkten mit dem benachbarten Teil der Stange in Eingriff stehen. Durch die seitliche Komponente 137 der Zugkraft T, die durch abgewinkelte Zugglieder 136 auf den Verankenings-Drehring 130 ausgeübt wird, wird die Stange 12 in Wälzkontakt mit den Rollen 152 gehalten, wobei außerdem die Stange durch die Auftriebskraft des Auftriebtanks 74 in einer normalerweise aufrechten Stellung mit Vorspannung versehen ist Fig. 13 zeigt eine Stellung der Stange gegenüber dem Tanker, die gegenüber dem Wind im wesentlichen ausgerichtet ist während Fig. 14 eine wesentlich übersteuerte Position der Stange wiedergibt In den F i g. 16,16a, 16b und 17 wird erläutert, wie die Wellenwirkung sich auf die gegenseitigen Positionen zwischen dem Gestänge und dem Tanker auswirkt Es sei für die folgende Beschreibung angenommen, daß das Zugsystem der Fig 10—12 die Kopplungsvorrichtung darstellt In den Fig. 16 und 16a werden die Effekte am JO Kamm einer Welle betrachtet, während die Fig. 16b und 17 die sich ergebenden Wirkungen im Wellental einer Welle wiedergeben.run constant tension. Instead of the slip ring 132 and tension members 142 of FIGS. 10-12, the embodiment of FIGS. 13-15 has a modified bent horn structure 148 in which a V-shaped notch or recess 150 (FIG. 15) and three are provided in the foremost region or more rollers 152 are provided which are angularly spaced and located on structure 148 near the most recessed area ίο of the notch for rotation about respective horizontal axes. The rollers work so that they are in engagement with the adjacent part of the rod at all times. The side component 137 of the tensile force T exerted by angled tension members 136 on the pivoting swivel 130 maintains the rod 12 in rolling contact with the rollers 152 and also maintains the rod in a normally upright position by the buoyancy of the buoyancy tank 74 13 shows a position of the rod with respect to the tanker, which position is essentially aligned with respect to the wind, while FIG. 14 shows a position of the rod that is substantially oversteered. In FIGS. 16, 16a, 16b and 17 it is explained how the wave action affects the mutual positions between the rod and the tanker. For the following description it is assumed that the towing system of FIGS. 10-12 represents the coupling device 16a the effects at the JO crest of a wave are considered, while FIGS. 16b and 17 show the resulting effects in the wave trough of a wave.

Der Wellenkamm (Fig. 16) zeigt das BezugszeichenThe wave crest (Fig. 16) shows the reference number

210; die Richtung der Welle läuft von rechts nach links,210; the direction of the wave is from right to left, wie es durch den Pfeil 208 wiedergegeben ist. Inas shown by arrow 208. In konventioneller Betrachtungsweise ist die Bewegungthe conventional way of looking at it is movement der Partikel in einer Welle kreisförmig, wie es durch dieof particles in a wave circular as it passes through the

Kreise 214,216 und 218 angedeutet ist; die DurchmesserCircles 214, 216 and 218 is indicated; the diameter

der Kreise werden in zunehmendem Maße kleiner,the circles are getting smaller and smaller, wenn sich die Kreise weg vom Wellenkamm 210 nachwhen the circles move away from the crest of the wave 210 after unten erstrecken.extend below.

In der Praxis besitzt die Welle an der Oberfläche 18 ihre größte Kraft wobei die Kraft der Welle weniger stark wird, wenn die Wassertiefe zunimmt. Die Kraft +5 des Wellenvorgangs wird auf verschiedene Bereiche längs des Gestänges ausgeübt, wobei die individuellen Kräfte an diesen Stellen durch Pfeile 220 bezeichnet sind, welche nach links zeigen.In practice, the wave has its greatest force at the surface 18, the force of the wave being less becomes strong as the water depth increases. The force +5 of the wave process is applied to different areas exerted along the linkage, the individual forces at these points indicated by arrows 220 are pointing to the left.

In der Fig. 16a ist die Zerlegung der verschiedenen Kräfte, die auf das Gestänge ausgeübt werden, wiedergegeben, wenn das Gestänge die geneigte Haltung nach Fig. 16 einnimmt; dabei wird angenommen, daß der Wellenkamm sich gerade vorbeibewegt und die Wellenrichtung von rechts nach links zeigt, wie es durch den Pfeil 208 angegeben ist. In diesem Falle überschreiten die durch den Wellenvorgang auf das Gestänge ausgeübten Kräfte und die Komponente 137 der Zugkraft jedes Zuggliedes 136 die seitliche Komponente der Kraft 139 aufgrund der Auftriebskraft so 141 des Auftriebtanks 74. Auf diese Weise wird das Gestänge in seiner normalen Kopplungsverbindung mit dem Bug des Tankers gehalten; das Problem einer Trennung des Tankers von der Stange aufgrund des Wellenvorgangs (Fig. 16) tritt im wesentlichen nicht auf. FIG. 16a shows the decomposition of the various forces which are exerted on the linkage when the linkage assumes the inclined position according to FIG. 16; it is assumed that the crest of the wave is just moving past and that the wave direction is from right to left, as indicated by arrow 208. In this case, the forces exerted by the wave action on the linkage and the component 137 of the tensile force of each tension member 136 exceed the lateral component of the force 139 due to the buoyancy force so 141 of the buoyancy tank 74. In this way, the linkage is in its normal coupling connection with the bow of the tanker held; the problem of the tanker separating from the rod due to the wave action (FIG. 16) is essentially eliminated.

Wenn sich das Wellental gerade vorbeibewegt und die Wellenrichtung die Richtung des Pfeiles 208 einnimmt, verlaufen die Wellenkräfte auf dem GestängeIf the trough is just moving past and the direction of the wave is the direction of arrow 208 occupies, the wave forces run on the linkage

in Richtung der Pfeile 222 (Fig. 16b), während das Gestänge diejenige geneigte Haltung einnehmen kann, die entgegengesetzt zu der in Fig. 16a gezeigten Haltung ist Die andere Möglichkeit ist, daß das Gestänge im wesentlichen aufrecht bleibt, obwohl im allgemeinen es in die eine oder andere Richtung leicht geneigt sein wird. Unter der Annahme, daß die Neigung des Gestänges so ist, wie es in Fi g. 16b wiedergegeben ist, müssen die seitlichen Komponenten 137 der Zugkraft aufgrund der Zugglieder 136 und die seitlichen Komponenten 139 der Auftriebskraft 141 des Auftriebtanks 74 wenigstens so groß wie die Summe der Kräfte des Wellenvorgangs sein, die mit dem Pfeil 222 bezeichnet sind. Da die Zugspannung der Zugglieder 136 relativ groß, beispielsweise 305 Tonnen oder mehr ist, ist die seitliche Komponente 137 so groß, daß sie das Gestänge wirksam mit dem Tanker sogar während extremer Bedingungen verbunden halten, wie sie beispielsweise im Wellental einer 18-m-Welle auftreten, die in Richtung des Pfeiles 208 nach F i g. 16 läuft Sogar unter der Annahme, daß die Stange sich in im wesentlichen aufrechter Position befindet, wenn die Welle an der Stange aufschlägt, bildet die seitliche Komponente 137 weiterhin das Gegengewicht zur Kraft der Welle oder übersteigt sogar die Wellenkraft ohne Mithilfe der Komponente 139, da in aufrechter Position die Komponente 139 nicht vorhanden ist, weil die Auftriebskraft 141 mit der Längsachse des Gestänges zusammenfällt Wenn der Zustand betrachtet wird, bei dem sich Tanker und Gestänge im Wellental 230 einer Welle befinden, die sich in Richtung des Pfeiles 208 (Fig. 17) bewegt, wird angenommen, daß der Welfcnvorgang in Richtung des Pfeiles 232 rotiert und dadurch seitliche Kräfte 234 entlang verschiedener Bereiche der Stange ausübt In diesem Falle muß die seitliche Komponente 137 der Zugspannung aufgrund des Gliedes 136 sowohl diese Kräfte 234 als auch die seitliche Komponente 139 der Auftriebskraft 141 ausgleichen, wenn die Stange 12 zur linken Seite hin, wie es in F i g. 16a zu sehen ist, geneigt ist Bei einer Neigung nach rechts, wie es in Fig. 16b wiedergegeben ist, besitzen die seitlichen Komponenten 137 und 139 die gleiche Richtung und summieren sich, wobei die Summe dieser Komponenten dann dazu dient, die Wellenkräfte 134 auszugleichen. Die Zugspannung der Glieder 136 ist dabei in ausreichendem Maße so groß, daß die Stärke der Komponente 137 wenigstens gleich oder größer als die Summe der Kräfte ist, welche aus der Komponente 139 und den Kräften 234 aufgrund der Wellenwirkung zusammengesetzt sind.in the direction of arrows 222 (Fig. 16b), while the linkage can assume the inclined posture which is opposite to that shown in Fig. 16a will be slightly inclined in one direction or another. Assuming that the inclination of the linkage is as shown in FIG. 16b, the lateral components 137 of the tensile force due to the tension members 136 and the lateral components 139 of the buoyancy force 141 of the buoyancy tank 74 must be at least as large as the sum of the forces of the wave process, which are indicated by the arrow 222. Since the tensile stress of the tension members 136, such as 305 tons or more is relatively large, the lateral component 137 is so large that they hold the linkage operatively connected to the tanker even during extreme conditions, as for example in the trough of a 18-m-shaft occur in the direction of arrow 208 according to FIG. 16 runs, even assuming that the rod is in a substantially upright position when the shaft hits the rod, the side component 137 continues to counterbalance or even exceed the shaft force without the aid of component 139, there in an upright position, the component 139 is not present, because the lift force 141 coincides with the longitudinal axis of the boom, when the condition is considered at which tankers and linkage are a wave in the wave trough 230, extending in the direction of arrow 208 (Fig. 17 ) moved, it is believed that the Welfcnvorgang in the direction of the arrow rotates 232 and thereby lateral forces 234 exerts along different portions of the rod in this case, the lateral component has 137 of the tensile stress due to the member 136, both these forces 234 and the lateral component 139 balance the buoyancy force 141 when the rod 12 to the left side, as shown in F i g. Is 16a to see inclined With an inclination to the right, as shown in Fig. 16b, 137 and 139 have the same direction of the side components and add up the sum of these components then serves to compensate for the wave forces 134th The tensile stress of the members 136 is sufficiently great that the strength of the component 137 is at least equal to or greater than the sum of the forces which are composed of the component 139 and the forces 234 due to the wave action.

Bei einem Wellenvorgang, der am Tal von Wellen stattfindet, die sich in einer zum Pfeil 208 entgegengesetzten Richtung bewegen, stellen die seitlichen Kräfte 236 Kräfte dar, die aufgrund der Wellenwirkung auftreten; diese seitlichen Kräfte zeigen in dieselbe Richtung wie die seitliche Komponente 137. Damit liegt hier ein Zustand vor, bei dem im wesentlichen keine Probleme auftreten, daß sich der Tanker abtrennt; damit bleiben die Stange und der Tanker wirksam miteinanderIn a wave event that occurs at the valley of waves moving in a direction opposite to arrow 208 , the lateral forces 236 represent forces that occur due to the wave action; these lateral forces point in the same direction as the lateral component 137. This is a condition in which there are essentially no problems with the tanker separating; this keeps the rod and tanker effective with one another

ίο verkoppelt Diese Stellung ermöglicht, daß der Tanker durch einfache Freigabe des Verbindungskabels von der Verankerung unter schwierigen Wetterbedingungen gelöst werden kann, ohne daß eine Unterstützung von anderen Wasserfahrzeugen nötig ist und ohne daßίο Coupled This position enables the tanker by simply releasing the connecting cable from the anchorage in difficult weather conditions can be solved without the need for assistance from other watercraft and without

is Arbeiter auf dem Bug des Tankers eingesetzt werden müssen.workers are deployed on the bow of the tanker have to.

Somit wird erfindungsgemäß eine Förderenlage für auf See gelegene Anschlußvorrichtungen und dergleichen geschaffen, bei der eine Stange mit FIuiddurchfluB-leitungen oder mit längs der Stange sich erstreckenden Materiaifördereinrichtungen durch ein Kugelgelenk, U-Gelenk, durch eine elastische Verbindung oder dergleichen an einer Basis am Grund eines Gewässers wie beispielsweise am Meeresgrund verankert ist Die Stange besitzt eine Auftriebskammer nahe ihres oberen Endes, wodurch zu jedem Zeitpunkt eine nach oben gerichtete Zugspannung an die Stange ausgeübt wird. Wenn ein Wasserfahrzeug sich in Nachbarschaft zum oberen Ende der Stange befindet, erstreckt sich eine Zugvorrichtung zwischen der Stange und Aufbauten am Bug des Wasserfahrzeugs und verbindet Stange und Wasserfahrzeug miteinander. Die Zugvorrichtung erzeugt eine seitliche Kraft, die auf die Stange so ausgeübt wird, daß die Stange auf das Wasserfahrzeug zu sogar dann vorgespannt wird, wenn dieses seine Position gegenüber der Stange aufgrund von Strömungs-, Wellen- und Windwirkungen ändert Mehrere Ausführungsformen der Zugvorrichtung sind wiedergegeben. Die von der Stange getragenen Fluiddurchflußleitungen verbinden einen Hauptverteilerkopf am Grund des Gewässers mit Abzapfschläuchen oder anderen Leitungselementen, welche Biegsamkeit besitzen können und mit dem Wasserfahrzeug zum Transport von Rohöl oder anderen Fluiden zum Wasserfahrzeug verbunden sind. Statt der Fluiddurchflußleitungen können zum Hochbringen von Partikelmaterial wie beispielsweise Manganknollen und Erz Materialfördereinrichtungen wie beispielsweise Becherförderwerke oder pneumatische Fördereinrichtungen verwendet v-erden, die von der Stange getragen werden.Thus, according to the invention, there is a conveyor system for connection devices and the like located at sea created with a rod with fluid flow lines or with material conveyors extending along the rod through a ball joint, U-joint, through an elastic connection or the like on a base at the bottom of a body of water such as being anchored to the seabed. The rod has a buoyancy chamber near its upper one End, whereby an upward tensile stress is exerted on the rod at all times. When a vessel is adjacent the top of the pole, one extends Pulling device between the rod and superstructures at the bow of the watercraft and connects rod and Watercraft with each other. The pulling device creates a lateral force that is so exerted on the rod is that the rod is biased towards the watercraft even when this is in position Several embodiments changed in relation to the rod due to the effects of currents, waves and wind the pulling device are shown. The fluid flow lines carried by the rod connect a main distributor head at the bottom of the body of water with dispensing hoses or other pipe elements, which flexibility can have and with the watercraft for the transport of crude oil or other fluids are connected to the watercraft. Instead of the fluid flow lines can for Elevating particulate matter such as manganese nodules and ore material handling equipment such as bucket conveyors or pneumatic conveyors are used by carried by the pole.

Hierzu S Blatt ZeichnungenSee S sheet drawings

Claims

Patent claims:

1. Plant for the extraction of materials extracted from the seabed, in particular petroleum or Natural gas, from an underwater base to a tanker via one between the base and the tanker laid riser that is articulated at the underwater base and in the area of sea level stored, provided with a buoyancy device and for forwarding material to a corresponding one Receiving device of the tanker can be connected, characterized by a train on the riser (12) engaging coupling device through which the riser head relative to Tanker boom (72) is mounted laterally displaceable