DE3506123A1 - Unterwasserstation mit gelenkturm fuer erdoel-, erdgasproduktion, meeresbergbau o.dgl. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Unterwasserstation, bestehend
• aus einer oder mehreren Tiefseestationen,wie Unterwasser-Druckbehältern, und einem gelenkig gelagerten Turm, der eine Uberwasserplattform und zwischen Fundament und Turm ein Kugelgelenk aufweist, wobei Turmschaft, Kugelgelenk und Fundament unter atmosphärischen Bedingungen begehbar sind.
• Unterwasserstationen für die Gewinnung und Aufbereitung von Erdöl und Erdgas sind aus verschiedenen Veröffentlichungen bekannt. Es handelt sich in der Mehrzahl dabei um modularisierte Behälter aus Stahl oder Beton, in denen die verschiedenen Prozeßkomponenten in trockener Atmosphäre entweder unter atmosphärischem Druck oder der jeweiligen Einsatztiefe angepaßtem Druck angeordnet sind.
• Der Betrieb der Komponenten erfolgt automatisch, ihre Bedienung wird ferngesteuert. Nur zum Zweck der Wartung und Inspektion erfolgt ein sporadischer Besuch durch Taucher oder durch Personal, das die Station mit Unterseebooten ansteuert. Solche Wartungsphasen sind wetterabhängig und der Wartungszeitraum hängt vom Aktionsradius der Unterseeboote ab.
• Aus der GB-PS 1 208 834 ist ein am Meeresboden gelenkig gelagerter Turmschacht für die Lagerung von flüssigen Treibstoffen im Meeresboden bekannt. In eine Fachwerkträgerstruktur ist ein zylindrischer Schacht eingebaut. Die Fachwerkstruktur ist am Meeresboden mit einem Kardangelenk verankert, der Schacht führt durch das hohle Kreuzstück des Kardans hindurch bis in eine Kammer am Meeresboden.
• In der Zeitschrift "Offshore Services and Technology" (Juli '81, Seite 10 und August '81, Seite 20) wird über Studien zu einem Tiefwasserproduktionssystem berichtet.
• Die Produktionsanlagen befinden sich in druckfesten Behältern, die auf dem Meeresboden abgesetzt werden. Die Anlagen werden von einer entfernt stehenden festen Plattform oder vom Ufer aus ferngesteuert. Es wird auch an die Versorgung von einem in dem Feld installierten Gelenkturm gedacht. Die Unterwasserbehälter werden allerdings nur kurzzeitig in größeren Abständen zu Wartungs- und Reparaturzwecken von Personal aufgesucht. Nach diesem Konzept kann dies nur über Taucherglocken oder Unterseeboote, die die Station ansteuern, erfolgen.
• Der Einsatz von Gelenktürmen ist grundsätzlich bekannt.
• Derartige Türme sind in der Mehrzahl als Ladetürme für die Ubergabe des Erdöls auf Tanker im Betrieb. In einem Fall ist auch der Einsatz eines Gelenkturmes als unbemannter Kontrollturm für Unterwasserfördereinrichtungen bekannt. Die wesentliche Funktion ist der Betrieb als Relaisstation zur Übertragung der Fernsteuersignale.
• Aus der DE-PS 2 549 859 ist ein Gelenkturm mit einem kraftübertragenden Kugelgelenk bekannt. Dieses Gelenk bietet die Möglichkeit, durch den Turm und das Gelenk bis in das Fundament unter atmosphärischen Bedingungen hindurchzusteigen. Die auf dem gleichen Kugelgelenklagerprinzip beruhende DE-PS 31 32 711 beschreibt auch noch die Möglichkeit, in abgeschlossene Nebenkammern einzusteigen, die in das Fundament eingebaut sind.
• Alle im Betrieb befindlichen Gelenktürme sind mit einem Kardangelenk zwischen Fundament und Turm ausgestattet.
• Durch das Kardangelenk werden Produktleitungen geführt.
• Es gibt aber keine Möglichkeit, aus dem Turm über das Kardangelenk auf den Meeresboden zu gelangen.
• Den Durchstieg durch ein Gelenk und die Führung von Produktleitungen und Serviceleitungen nebeneinander bietet nur das o.g. Kugelgelenk.
• Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verknüpfung zwischen dem bekannten Gelenkturm mit Kugelgelenk und Fundament und den bekannten Unterwasserstationen (Unterwasser-Druckbehälter) herzustellen, um damit eine optimale Bedienung und Wartung der Unterwasserstationen, unabhängig vom Wetter und vom Aktionsradius von Tauchern oder Unterseebooten, zu gewährleisten.
• Diese Aufgabe wird in der Weise gelöst, wie es in den Patentansprüchen angegeben ist.
• Die Erfindung berücksichtigt dabei die vereinzelt vorliegenden Ideen bzw. Systeme und verknüpft sie zu einem neuen, vorteilhaften Gesamtsystem.
• Die Verknüpfung des Gelenkturmes mit Kugelgelenk und Fundament und den Unterwasserdruckbehältern erfolgt über Tunnel, die an Behälter und Fundament gelenkig angeschlossen sind. Die Verbindung läßt Längen- und Winkelausgleich zu, Kräfte werden nicht übertragen. Die Verbindung ist lösbar und läßt eine spätere VErwendung an anderer Stelle zu.
• Eine solche Anordnung verfügt über die folgenden Vorteile: - Zwischen der Unterwasserprozeßstation und der Meeresoberfläche wird eine permanente atmosphärische Verbindung hergestellt.
• - Über das begehbare Kugelgelenk gibt es einen permanenten Zugang vom Turm in die .Unterwasserprozeßstation.
• Der Zugang von der Überwasserplattform bis zur Unterwasserstation ist wetterunabhängig.
• Über das Kugelgelenk ist eine Durchführung von Leitungen und Rohren möglich. Die Leitungen können elektrische Leisten oder Steuer- und Nachrichtensignale übertragen. Die Rohre können Zuluft und Abluft in die Unterwasserstation für den Betrieb von Motoren leiten oder eben auch nur für intensive Belüftung sorgen. Außerdem können die Rohre für Produktführung von Erdöl und Erdgas durch das Gelenk geführt werden oder auch Rohre zur hydraulischen Energieübertragung.
• Der Gelenkturm mit Unterwasserstation ist wiederverwendbar, d.h. der Turm kann am Gelenk vom Fundament gelöst werden, um ihn nach Wartung und evtl. Modifikation in einem anderen Feld einzusetzen. Das gleiche gilt für die Behälter der Unterwasserstation. über das begehbare Kugelgelenk kann ein solcher Vorgang leicht vorbereitet und sicher durchgeführt werden.
• In eisgefährdeten Gebieten erlaubt ein vorübergehendes Lösen und Bergen des Gelenkturmes mit nachfolgender Wiederinstallation die überbrückung von Schlechtwetterzeiten.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert.
• Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Unterwasserstatonen mit Gelenkturm und Fig. 2 einen Längsschnitt durch die mittels Tunnelröhren mit dem Gelenkturm verbundenen Unterwasserstationen.
• Gelenkturm 1 und Unterwasserstationen 11 ruhen auf der Gründung 12 auf dem Meeresboden.
• Der Gelenkturm besitzt ein Fundament 3, oberhalb dessen das Kugelgelenk 4 angeordnet ist, das die Gelenkigkeit des Turmschaftes 1 mit der über dem Meeresspiegel angeordneten Überwasserplattform 2 bewirkt.
• Der Gelenkturm 1, das Kugelgelenk 4, das Fundament 3 sind begehbar. In Fig. 2 ist ein Fahrstuhl 5 angedeutet, der von der Überwasserplattform 2 bis hinab in das Turmfundament 3 reicht und, wie ersichtlich, durch das Kugelgelenk 4 hindurchgeführt ist.
• Die Verbindung des Gelenkturmes bzw. des Turmfundamentes 3 mit den Unterwasserstationen 11 erfolgt über Tunnelröhren 7. Diese Tunnelröhren können aus Stahl oder Beton hergestellt sein und sind in der Regel zylindrisch. Handelt es sich um Tunnelröhren aus Beton, so kann der Querschnitt der Röhren auch Tropfenform besitzen, um die evtl.
• Auflagerung auf dem Meeresboden zu verbessern.
• Die Tunnelröhren 7 sind gelenkig an die Unterwasserbehälter 11 und das Turmfundament 3 angeschlossen. Diese Verbindung, die über Kompensatoren 8 oder dergl. vorgenommen wird, läßt einen Längen- und Winkelausgleich zu.
• An den Enden der Tunnelröhren 7 sind Sicherheitsschotten 9 (Fig. 2) vorgesehen. Diese dienen sowohl der Sicherheit, sie sind aber auch für die Montage und Demontage der Anlage erforderlich.
• In den Unterwasserstationen 11 sind Maschinen, Aggregate und sonstige Einrichtungen 13 untergebracht, wie aus Fig. 2 ersichtlich.
• Gelenkturm, Kugelgelenk, Turmfundament und Tunnelröhren sind nicht nur für das Bedienungs- und Wartungspersonal begehbar, sondern durch sie hindurch werden auch elektrische Versorgungsleitungen, Leitungen für die Be- und Entlüftung der Räume, Kabel für Nachrichtenübermittlung usw.6 geführt.
• Zwischen den Unterwasserstationen 11 und der Meeresoberfläche (Uberwasserplattform 2) wird auf die geschilderte Weise eine permanente atmosphärische Verbindung hergestellt.
• - Leerseite -

Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Unterwasserstation, bestehend aus einer dder mehreren Tiefseestationen, wie Unterwasser-Druckbehältern, und einem gelenkig gelagerten Turm, der eine Uberwasserplattform und zwischen Fundament und Turm ein Kugelgelenk aufweist, wobei Turmschaft, Kugelgelenk und Fundament unter atmosphärischen Bedingungen begehbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Fundament (3) des Gelenkturmes (1) mit den im Umkreis um den Gelenkturm auf dem Meeresboden angeordneten und ebenfalls unter atmosphärischen Bedingungen stehenden Unterwasserstationen (11) mittels begehbarer Tunnelröhren (7) lösbar verbunden sind.
2. 2. Unterwasserstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tunnelröhren (7) auf ihrer Länge mindestens einen als Längen und/oder Winkelausgleich in Form eines Kompensators oder dgl. ausgebildeten Ausschnitt (8) aufweisen.
3. 3. Unterwasserstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils an beiden Enden einer Tunnelröhre (7) Sicherheitsschotten (9) angeordnet sind.
4. 4. Unterwasserstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Gelenkturmes (1) ein Fahrstuhl (5) angeordnet ist, der durch das Kugelgelenk (4) bis in das Fundament (3) reicht.
5. 5. Unterwasserstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Versorgungsleitungen (6), Be- und Entlüftungsleitungen, ferner Leitungen zur Ubermittlung von Nachrichten, Daten und Meßwerten durch den Gelenkturm (1), das Kugelgelenk (4), das Fundament (3), die Tunnelröhren (7) bis hin zu den Unterwasserstationen (11) geführt sind.