DE60013930T2

DE60013930T2 - Ferngesteuertes Gerät zum Aussetzen und Bergen von ferngesteuerten Wasserfahrzeugen

Info

Publication number: DE60013930T2
Application number: DE60013930T
Authority: DE
Inventors: Leland Harris Jr. Houston Taylor
Original assignee: J Ray McDermott SA
Current assignee: J Ray McDermott SA
Priority date: 1999-02-24
Filing date: 2000-02-09
Publication date: 2006-02-16
Anticipated expiration: 2020-02-10
Also published as: NO20000820D0; EP1031506A3; ID24796A; US6148759A; MY120182A; DE60013930D1; ATE276919T1; EP1031506A2; EP1031506B1; NO318046B1; NO20000820L; OA11359A; BR0000653A

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf die Verwendung eines fernbetätigten Fahrzeugs (ROV) für Unterwasser-Arbeiten und insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, auf Mittel zum Aussetzen, Steuern und Bergen eines ROV.
Viele Unterwasser-Arbeiten, wie z.B. das Bohren nach und die Produktion von Öl und Gas, die Installation und Wartung von Offshore-Strukturen oder das Verlegen und Warten von Unterwasser-Pipelines erfordern die Verwendung eines fernbetätigten Fahrzeugs (ROV).
Die EP-A-0 788 969 offenbart einen fernbetätigten Halbtaucher für das Überwachen und Bergen von Objekten auf dem bzw. vom Meeresboden. Der Halbtaucher beinhaltet ein floßartiges erstes Modul, das ein zweites, wasserdichtes Modul trägt, welches eine kuppelartige Oberfläche hat. Funkantennen sind auf der Kuppeloberfläche angebracht, und im Gebrauch verbleiben die Spitze der Kuppel und die Antennen oberhalb der Wasseroberfläche, während der Rest des Fahrzeugs untergetaucht wird. Der Halbtaucher weist weiterhin Fernsehkameras und Detektoren für das Überwachen des Meeresbodens und, falls notwendig, das Bergen von Objekten auf.
Der Einsatz eines ROV wird typischerweise durchgeführt, indem die Einheit entweder von einer im Boden verankerten oder schwimmenden Grundplattform oder von einem dynamisch positionierten Seefahrzeug, das speziell für den Zweck angefertigt wurde, ein ROV zu tragen, z.B. einem ROV-Trägerfahrzeug (RSV), ausgesetzt wird.
Sowohl im Boden verankerte als auch schwimmende Grundplattformen werden in ihrer Position vor Ort fixiert und normalerweise für zusätzliche Aktivitäten wie das Bohren oder die Offshore-Produktion oder -Konstruktion eingesetzt. Somit sind die Operationen des ROV entsprechend der Entfernung, die ein ROV von der Grundplattform aus zurücklegen kann, sowie durch Einschränkungen der Tätigkeitszeiträume aufgrund der zusätzlichen Aktivitäten der Grundplattform begrenzt.
Im Falle des zielgerichteten Einsatzes von Fahrzeugen, wie z.B. eines RSV, sind mit dem Betrieb eines voll ausgerüsteten Seefahrzeugs und dessen Mobilisierung zu und von dem Arbeitsplatz des ROV bedeutende Kosten verbunden. Typischerweise kann ein speziell angefertigtes RSV eine Crew von zwanzig Mann haben und beträchtliche Kosten verursachen, die nicht direkt mit dem Betrieb des ROV in Beziehung stehen.
Das Betreiben und Überwachen von ROVs wird von der Grundplattform oder dem RSV aus mittels einer Versorgungsleitung zwischen der Grundplattform oder dem RSV und dem ROV gesteuert. Hieraus ist ersichtlich, daß der Arbeitsabstand des ROV direkt mit der Länge der Versorgungsleitung in Beziehung steht.
Die vorliegende Erfindung stellt ein fernbetätigtes ROV-Dienstfahrzeug zur Verfügung, das aufweist:
ein erstes schwimmfähiges Modul,
in dem ersten Modul aufgenommene elektrische Generatoren,
ein zweites Modul, das an dem ersten Modul befestigt und von diesem beabstandet ist,
eine Versorgungswinde mit einer Versorgungsleitung zur Befestigung an und für die Lieferung von Steuereingaben zu einem ROV,
an dem zweiten Modul vorgesehene dynamische Positionierungsstrahlruder, und
eine Funkübertragungsausrüstung, die so betreibbar ist, daß sie Funksignale empfängt und Steuereingaben den Generatoren, der Winde, den dynamischen Positionierungsstrahlrudem und dem an der Versorgungsleitung angebrachten ROV bereitstellt,
dadurch gekennzeichnet, daß
das erste Modul eine erste modulare Komponente ist,
das zweite Modul eine schwimmfähige zweite modulare Komponente ist,
die Versorgungswinde in der zweiten modularen Komponente aufgenommen ist,
dynamische Positionierungsstrahlruder ebenfalls an der ersten modularen Komponente vorgesehen sind,
eine dritte modulare Komponente am oberen Ende der zweiten modularen Komponente angebracht ist und
die Funkübertragungsausrüstung in der dritten modularen Komponente aufgenommen ist.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung stellt eine Vorrichtung zur Verfügung, die in der Lage ist, ein ROV auszusetzen, zu steuern und zu bergen und die die Beschränkungen, die mit dem Betrieb von einer fixierten Grundplattform aus verbunden sind, eliminiert und die Kosten in Verbindung mit einem bemannten, speziell angefertigten RSV reduziert.
Die bevorzugte Ausführungsform stellt ein fernbetätigtes Fahrzeug zur Verfügung, das die dynamische Positionierung verwendet. Das Fahrzeug wird durch Funkübertragung ferngesteuert, ist im Aufbau modular und kann ein Halbtaucher sein. Das Fahrzeug beinhaltet ein Funkübertragungspaket, einen oder mehrere Generatoren, eine Versorgungswinde für das Absenken und Anheben eines ROV, Raum für das Aufnehmen und Lagern eines ROV und eine Ballaststeuerung.
Die Erfindung wird nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung beschrieben, in der gleiche Teile mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet sind, und worin:
die einzige Figur eine perspektivische, teilweise weggeschnittene Ansicht eines ROV-Dienstfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist.
Gemäß der einzigen Figur ist das fernbetätigte ROV-Dienstfahrzeug 10 ein schwimmfähiges Fahrzeug, das eine Mehrzahl dynamischer Positionierungsstrahlruder 12 verwendet, von denen in jeder Ecke jeweils eines dargestellt ist.
Das Fahrzeug 10 ist modular im Aufbau, um den Transport per Lkw oder durch die Luft, die leichte Handhabbarkeit auf hoher See und den Austausch von Komponenten zum Zwecke der leichten Wartung und Reparatur zu vereinfachen. In jeder modularen Komponente sind ein oder mehrere Fahrzeug-Untersysteme aufgenommen. Eine typische Ausgestaltung wird unten beschrieben.
Ein schwimmfähiges erstes Modul 14 beinhaltet einen oder mehrere Generatoren 16. Die Generatoren 16 können von jedem geeigneten Typ sein, wie z.B. dieselangetriebene elektrische Generatoren, und werden verwendet, um die gesamte Ausrüstung auf dem Fahrzeug 10 mit Energie zu versorgen. Die Luke 15 erlaubt den Zugang ins Innere des Moduls für die Wartung der Generatoren 16.
Ein schwimmfähiges zweites Modul 18 beinhaltet eine Ballaststeuervorrichtung 20 und eine Versorgungswinde 22. Versorgungswinden sind im Stand der Technik allgemein bekannt und weisen nicht gezeigte Schleifringe auf, um die Kommunikation zwischen der um die Winde umlaufenden Versorgungsleitung und dem ROV-Oberflächensteuerungspaket zu erlauben. Jede geeignete Art von Ballaststeuereinrichtung, wie sie im Stand der Technik allgemein bekannt sind, kann für die Steuerung des Tiefgangs des Fahrzeugs 10 verwendet werden, um so die notwendige Stabilität gegenüber Umgebungsbedingungen bereitzustellen. Die Winde 22 wird durch Generatoren 16 angetrieben und wird verwendet, um das ROV 24 sowohl mit Energie zu versorgen als auch anzuheben und abzusenken.
Die ersten und zweiten Module 14, 18 sind starr miteinander verbunden und voneinander durch einen Rahmen 26 beabstandet. Der Abstand zwischen den Modulen ist so bemessen, daß das ROV 24 darin aufgenommen werden kann.
Das dritte Modul 28 ist an der Oberseite des zweiten Moduls 18 angebracht und beinhaltet eine kardanisch aufgehängte bzw. schwingungsausgeglichene Versorgungslaufrolle 30, eine Funkübertragungsausrüstung 32 und Funkübertragungsantennen 33. Die Funkübertragungsausrüstung 32 beinhaltet einen oder mehrere Empfänger und die notwendigen Steuerungen und Verbindungen für das Bereitstellen von Steuereingaben an die dynamischen Positionierungsstrahlruder 12, die Generatoren 16, die Ballaststeuereinrichtung 20, die Winde 22 und das ROV 24 für alle Operationen. Die Luke 29 ermöglicht den Zugang ins Innere des dritten Moduls 28 und des zweiten Moduls 18 für die Wartung der darin befindlichen Ausrüstung.
Die Versorgungsleitung 34 ist geeignet für die Befestigung an einer Vorrichtung 36 für die Handhabung des Halteseils am oberen Ende des ROV 24 und sorgt für die gesamte Kommunikation und alle Steuereingaben an das ROV 24. Die Versorgungsleitung 34 läuft über die Laufrolle 30 und nach unten zur Winde 22, wo eine für die Wassertiefe, in der Arbeiten ausgeführt werden, ausreichende Länge an Versorgungsleitung aufbewahrt wird. Die Versorgungsleitungen und die Halteseil-Handhabungsvorrichtung sind im Stand der Technik allgemein bekannt, wobei die Halteseil-Handhabungsvorrichtung in der Branche allgemein als Halteseil-Handhabungssystem bzw. Tether Management System (TMS) bezeichnet wird.
Die Halteseil-Handhabungsvorrichtung 36 ist ein Gehäuse, aus dem eine zweite, nicht gezeigte Versorgungsleitung herausgeführt wird für das Steuern des ROV, nachdem beide an der Hauptversorgungsleitung 34 bis zu einer geeigneten Tiefe untergetaucht wurden. Die zweite Versorgungsleitung sorgt für die Kommunikation und die Steuerung zwischen der Halteseil-Handhabungsvorrichtung 36 und dem ROV. Die Hauptversorgungsleitung 34 ist von robusterem Aufbau als die zweite Versorgungsleitung, die in der Halteseil-Handhabungsvorrichtung 36 unterge bracht ist und aus dieser herausgeführt wird. Die leichtere zweite Versorgungsleitung erlaubt es dem ROV, in größeren Tiefen aufgrund von geringerem Wasserwiderstand freier zu schwimmen.
Im Betrieb wird das Fahrzeug 10 zu einer Trägerplattform, wie z.B. einer fixierten oder schwimmenden Plattform oder einem Lastkahn, transportiert und, falls notwendig, zu dem in der Zeichnung dargestellten Aufbau zusammengesetzt. Das ROV 24 ist je nach Art der auszuführenden Arbeit mit zusätzlichen Werkzeugen ausgestattet und wird in dem Zwischenraum zwischen dem ersten und dem zweiten Modul untergebracht. Aufnahmepunkte 17, 19 auf dem ersten bzw. zweiten Modul werden verwendet, damit ein Kran oder Bootskran bzw. Davit das Fahrzeug 10 hochheben und ins Wasser setzen kann. Jede geeignete Art von Aufnahmevorrichtungen, wie sie in der Branche allgemein bekannt sind, können verwendet werden. Die Gleichgewichtseinstellung und die Stabilität des Fahrzeugs 10 werden unter Verwendung der Ballaststeuereinrichtung 20 über die Funkübertragungsausrüstung 32 angepaßt. Der Kran oder Davit ist von den Absenkpunkten 17, 19 unabhängig. Ein Bediener auf der Trägerplattform benutzt dann die Funkübertragungsausrüstung, um das Fahrzeug 10 unter Verwendung der dynamischen Strahlruder 12, die von den Generatoren 16 angetrieben werden, halb untergetaucht an den Einsatzort des ROV zu bewegen. Der Bediener benutzt dann die Funkübertragungsausrüstung, um die Winde 22 dazu zu bringen, die Versorgungsleitung 34 abzuwickeln und die Halteseil-Handhabungsvorrichtung 36 und das ROV 24 zu ihrer Arbeitstiefe zu leiten. Wenn das ROV ausgesetzt und die Hauptversorgungsleitung 34 ausgegeben worden sind, werden die Gleichgewichtseinstellung und die Stabilität des Fahrzeugs 10 unter Verwendung der Ballaststeuereinrichtung 20 angepaßt, wie es erforderlich ist. In der Arbeitstiefe schwimmt das ROV 24 frei von der Halteseil-Handhabungsvorrichtung 36 unter Verwendung der zweiten Versorgungsleitung. Das ROV wird noch immer unter Verwendung der Funkübertragungsausrüstung 32 gesteuert. Während das ROV die Aufgaben des Einsatzes erfüllt, behält das Fahrzeug 10 seine Position relativ zu der Halteseil-Handhabungsvorrichtung 36 bei, um die optimale Konfiguration der Hauptversorgungsleitung unter Verwendung der dynamischen Positionierungsstrahlruder 12 sicherzustellen. Sobald der Einsatz des ROV abgeschlossen ist, finden die obigen Operationen in umgekehrter Reihenfolge statt, um das ROV zu dem Fahrzeug zurückzuholen und das Fahrzeug zu der Aufnahmeeinrichtung zurückzubringen, wo es aus dem Wasser geborgen wird.
Obwohl die Komponenten oben als in einem bestimmten Modul installiert beschrieben wurden, versteht es sich, daß dies nur Zwecken der Beschreibung dient und daß jeder geeignete Aufbau verwendet werden kann.
Die Erfindung stellt gegenüber dem derzeit bekannten Stand der Technik eine Reihe von Vorteilen zur Verfügung. Die Erfindung erlaubt den Einsatz und die Verwendung eines ROV dort, wo ein speziell angefertigtes ROV-Trägerfahrzeug nicht leicht verfügbar ist. Die Erfindung ermöglicht es, daß Offshore-Einrichtungen wie Plattformen, Bohranlagen und schwimmende Produktionssysteme wie TLPs, FPSOs und Spars im Hinblick auf Unterwasser-Inspektionen und -Eingriffe autark sind und erlaubt somit eine schnelle Reaktion auf Systemausfälle oder Vorfälle, die die unterseeische Infrastruktur einbeziehen. Dies reduziert auch die Kosten im Zusammenhang mit der Bereithaltung eines ROV, da das speziell angefertigte ROV-Dienstfahrzeug und die Crew nicht benötigt werden.
Die Erfindung reduziert auch die Empfindlichkeit von ROV-Aussetzungs- und -Bergungsoperationen gegenüber dem Wetter und dem Zustand des Meeres. Dies ist der Fall, weil Arbeiten von einer im Boden verankerten Trägerplattform, einer schwimmenden Trägerplattform, wie z.B. einer in ihrer Position festgemachten schwimmenden Struktur, oder einem Lastkahn, der viel größer ist als ein speziell angefertigtes ROV-Trägerfahrzeug, aus durchgeführt werden können. Weil die Erfindung modular aufgebaut ist, kann sie durch alle Transportmittel mobilisiert werden, z.B. auf der Schiene, auf der Straße oder in der Luft. Dies erlaubt den schnellen Einsatz eines ROV dort, wo Schiffe oder Boote nicht unmittelbar verfügbar oder nicht kostengünstig sind. Dies ermöglicht es, daß die Erfindung bei Such- und Bergungsmissionen, bei der Erforschung von Mineralien auf dem Meeresgrund und ozeanographischen Studien zum Einsatz kommt, wo eine Mehrzahl von Einheiten von einem einzigen Grundfahrzeug aus eingesetzt werden könnten, um so eine maximale Abdeckung des Meeresbodens mit einem Minimum an beteiligten bemannten Fahrzeugen zu erlauben.

Claims

Fernbetätigtes Betriebswasserfahrzeug (ROV), das aufweist: ein erstes schwimmfähiges Modul (14), in dem ersten Modul (14) aufgenommene elektrische Generatoren (16), ein zweites Modul (18), das an dem ersten Modul (14) befestigt und von diesem beabstandet ist, eine Versorgungswinde (22) mit einer Versorgungsleitung (34) zur Befestigung an und für die Lieferung von Steuereingaben zu einem ROV (24), an dem zweiten Modul vorgesehene dynamische Positionierungsstrahlruder (12), und eine Funkübertragungsausrüstung (32), die so betreibbar ist, daß sie Funksignale empfängt und Steuereingaben den Generatoren (16), der Winde (22), den dynamischen Positionierungsstrahlrudern (12) und dem an der Versorgungsleitung (34) angebrachten ROV (24) bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Modul eine erste modulare Komponente (14) ist, das zweite Modul eine schwimmfähige zweite modulare Komponente (18) ist, die Versorgungswinde (22) in der zweiten modularen Komponente (18) aufgenommen ist, dynamische Positionierungsstrahlruder (12) ebenfalls an der ersten modularen Komponente vorgesehen sind, eine dritte modulare Komponente (28) am oberen Ende der zweiten modularen Komponente (18) angebracht ist und die Funkübertragungsausrüstung (32) in der dritten modularen Komponente (28) aufgenommen ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, welches weiterhin eine Ballaststeuereinrichtung (20) aufweist, die in dem zweiten Modul (18) aufgenommen ist.