DE68914662T2

DE68914662T2 - Ankerverbindung mit drehbaren nocken.

Info

Publication number: DE68914662T2
Application number: DE68914662T
Authority: DE
Inventors: George Peppel
Original assignee: Shell Oil Co
Current assignee: Shell USA Inc
Priority date: 1988-05-20
Filing date: 1989-04-17
Publication date: 1994-09-15
Anticipated expiration: 2009-04-18
Also published as: JPH0686235B2; EP0417123A4; NO302350B1; NO905005D0; EP0417123B1; AU638209B2; WO1989011415A1; EP0417123A1; NO905005L; JPH03504221A; DE68914662D1; AU3538789A

Description

Diese Erfindung betrifft die Offshore-Ölgewinnung und insbesondere einen Verbinder zum lösbaren Befestigen einer Fessel einer Zugankerplattform (tension leg plattform).
Die Offshore-Erdölsuche und -förderung ist weltweit zu einer bedeutenden Industrie geworden. Viele Verfahren sind entwickelt worden, um das zunächst unmöglich erscheinende zu bewerkstelligen, das Bohren nach und Fördern von Erdölreserven von unterhalb des Meeresbodens zu einer Plattform an der Erdoberfläche.
Eine wichtige Entwicklung, die in der Offshore-Erdölförderung großen Erfolg gehabt hat, ist die Zugankerplattform. Bei dieser Konstruktion wird eine Plattform durch eine Anzahl von Fesseln, die sich vom Meeresboden vertikal zur auf der Oberfläche schwimmenden Plattform erstrecken, buchstäblich am Meeresboden befestigt. Die Fesseln werden durch den Auftrieb der Plattform unter Zug gehalten. Gezeitenbewegungen und Seegang werden durch seitliche Bewegung der Plattform und der Fesseln ausgeglichen. Vertikalbewegungen, die normalerweise mit Hebe- und Senkbewegungen, Nickbewegungen und Rollbewegungen des Meeres assoziiert werden, werden durch den vereinten Auftrieb der Plattform und der Fesseln eliminiert. Typischerweise ist eine Verriegelungs anordnung zur Aufnahme der Fesseln mit einem Schwenkbewegungen der Fesseln gestattenden Mechanismus am Meeresboden dauerhaft angebracht. Die Plattform wird dann in Stellung gebracht, wobei die Fesseln in der Anordnung am Meeresboden verriegelt werden. Die Plattform kann während des Bohrens und des Förderung für viele Jahre an Ort und Stelle bleiben, es ist jedoch vorauszusehen, daß die Plattform und die Fesseln schließlich von der am Meeresboden angebrachten Verriegelungsanordnung zum erneuten Einsatz anderswo oder zur Verschrottung gelöst werden.
Es sind verschiedene Konstruktionen für Verriegelungsvorrichtungen vorgeschlagen worden, um Fesseln an Meeresbodenaufnahmeeinrichtungen zu befestigen. Eine ist in der US-A-4 498 814 (erteilt am 12. Februar 1985 und auf Vickers übertragen) offenbart. Die Konstruktion weist eine Patronenanordnung mit Schulterbacken auf, die in Berührung mit einer Vertäuhülse am Meeresboden entfaltet werden. Eine flexible Verbindung läßt eine Winkel- oder Drehbewegung der Fessel zu. Diese Konstruktion erfordert jedoch zum Entriegeln der Fessel eine hydraulische Betätigung. Die erforderliche hydraulische Betätigung macht es notwendig, daß sich eine Hydraulikdruckleitung von dem Verbinder am Meeresboden zur Oberfläche erstreckt, wo sich die Hydraulikpumpe und -steueranlage befindet. Die Hydraulikleitung ist typischerweise durch das hohle Innere der Fessel geführt. Wenn Teile des Fesselinneren dafür vorgesehen sind, zur Erhöhung des Auftriebs trocken zu sein, so erfordert dies einen erheblichen Aufwand, um die Leitung an der bodenseitigen Trennwanddurchdringung am unteren Ende der Fessel abzudichten. Werden Wartungswerkzeuge durch das Fesselinnere geführt, können diese die zum Verbinder führende Hydraulikleitung verschmutzen und beschädigen. Dieses Vertrauen auf eine hydraulische Betätigung wirft eine Frage hinsichtlich der Zuverlässigkeit des Lösens des Verbinders über die lange Einsatzdauer auf, die von dieser Art von System verlangt wird. Eingesetzte Dichtungen können über einen Zeitraum, der bis zu 30 Jahren betragen kann, leicht verschleißen und ausfallen. Da die Arbeitsteile des Verbinders innen im Verriegelungskörper und von außen nicht sichtbar sind, ist eine Untersuchung oder Feststellung eines; mechanischen oder hydraulischen Problems durch eine Sichtkontrolle praktisch unmöglich.
Eine andere Konstruktion eines Zugankerplattform-Verbinders ist in der US-A-4 439 055 (erteilt am 27. März 1984 und auf seinem Deckblatt auf Vetco Offshore, Inc. übertragen) offenbart. Die Konstruktion aus diesem Patent vertraut auf eine Reihe von Verriegelungsklauen mit daran angebrachten Schulterbacken. Die Verriegelungsklauen sind am unteren Ende der Fessel befestigt und in der zurückgezogenen Stellung gehalten, wenn das untere Ende der Fessel in einen Hohlraum der am Meeresboden befestigten Anordnung gestoßen wird. Jede Klaue ist schwenkbar an der Fessel eingesetzt. Wird die Fessel in die Anordnung am Meeresboden gestoßen, löst ein Betriebswerkzeug die Klauen zum chwenken gegen einen Aufnahme-Druckring, um die Fessel zu befestigen. Zum Lösen der Fessel wird eine Lösewerkzeug durch das Innere der Fessel nach unten geführt, um die Klauen zurückzuziehen. Die Konstruktion ist mit einer Fessel, die ein trockenes Inneres hat, nicht kompatibel, da das Lösewerkzeug sich innerhalb der Fessel von der Oberfläche zum Verbinder bewegen muß. Eine Sichtkontrolle oder Überprüfung der Verriegelung ist auch hier schwierig.
Die Forderung der Industrie nach dem Vorhandensein einer Hilfsentriegelungsmöglichkeit dann, wenn die Hauptentriegelungsmethode ausfällt, führt zu einer weiteren Verkomplizierung der Verbinderkonstruktion.
Die GB-A-2 178 101 offenbart einen Verbinder gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die EP-A-0 302 546 (die eine nachveröffentlichte Schrift ist und nur DE, FR, GB und NL als benannte Vertragsstaaten mit der vorliegenden Anmeldung gemeinsam hat) offenbart einen Verbinder ähnlich dem der GB-A-2 178 101, dessen zylindrische Aufnahme jedoch zum Aufnehmen des Rings angeordnet ist und dessen Schwenk- und Dreheinrichtung dem Ring zugeordnet ist, und bei dem der Nocken beim Einrücken in die Aussparung mit der Aussparung in Eingriff tritt, um die Fessel am Meeresboden zu befestigen.
Erfindungsgemäß ist (nur hinsichtlich der Benennung Schwedens) ein Verbinder zum lösbaren Befestigen einer Fessel einer Zugankerplattform am Meeresboden bereitgestellt, mit:
einem ersten Bauteil zum Festmachen am Meeresboden; einem zweiten Bauteil zum Festmachen an einem unteren Ende der Fessel;
einem Ring zur Befestigung an einem der ersten und zweiten Bauteile, wobei der Ring eine vertikale Mittelachse und zumindest einen sich waagrecht dazu längs eines auf die Mittelachse zentrierten Radius' erstreckenden Nocken aufweist;
einem Zylinder zur Befestigung an dem anderen der ersten und zweiten Bauteile, wobei der Zylinder eine vertikale Mittelachse, eine Hauptführungsfläche einen Vertikalschlitz, eine Zusatzführungsfläche und eine Aussparung aufweist; und
Mitteln zum Schwenken und Drehen, die mit dem Ring oder dem Zylinder verbunden sind, um ein Schwenken der Fessel relativ zum Meeresboden und eine Drehung des Rings oder des Zylinders um seine vertikale Mittelachse relativ zu dem ihm zugeordneten ersten oder zweiten Bauteil zu gestatten, wobei der Nocken und die Hauptführungsfläche so angeordnet sind, daß im Gebrauch ein Absenken der Fessel bewirkt, daß der Nocken die Hauptführungsfläche berührt, und ein weiteres Absenken der Fessel bewirkt, daß die Hauptführungsfläche den Nocken in den Vertikalschlitz hinein und längs diesem und in Berührung mit der Zusatzführungsfläche führt, wobei die Zusatzführungsfläche zum Führen des Nockens in Richtung auf ein Fluchten mit der Aussparung angeordnet ist, so daß eine darauffolgende Aufwärtsbewegung der Fessel bewirkt, daß der Nocken in die Aussparung einrückt;
dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder ein zylindrisches Behältnis zur Aufnahme des Rings aufweist, daß die Mittel zum Schwenken und Drehen mit dem Ring verbunden sind, und daß der Nocken beim Einrücken in die Aussparung mit der Aussparung in Eingriff tritt, um die Fessel am Meeresboden zu befestigen.
Erfindungsgemäß ist (hinsichtlich der Benennungen von Deutschland, Frankreich, dem Vereinigten Königreich und den Niederlanden, bezüglich derer ein älteres europäische Recht in Form der EP-A-0 302 546 existiert, und Italien, wo ein älteres nationales Recht in Form der IT-B-12 14 271 existiert) ein Verbinder entsprechend der im vorangegangenen Absatz enthaltenen Definition bereitgestellt, der jedoch zusätzlich dadurch gekennzeichnet ist, daß die Mittel zum Schwenken und Drehen eine Elastomer-Einheit einschließen, die an dem ersten oder dem zweiten Bauteil und auch an einem Kragen befestigt ist, auf dem der Ring zur Drehung um seine Vertikalachse drehbar angebracht ist.
Im Betrieb wird die Fessel vertikal abgesenkt, bis der Nocken die Hauptführungsfläche berührt. Bei einem darauffolgenden Absenken der Fessel dreht die Hauptführungsfläche den Nocken in den Vertikalschlitz hinein und längs diesem sowie in Berührung mit der Zusatzführungsfläche. Bei einem weiteren Absenken der Fessel kann die Zusatzführungsfläche den Nocken ungefähr den halben Weg zur Aussparung drehen. Eine anschließende Aufwärtsbewegung der Fessel bewirkt, daß der Nocken sich den verbleibenden Weg zur Aussparung dreht, um in die Aussparung einzugreifen und die Fessel am Meeresboden zu befestigen. Während dieses Vorgangs wird die Fessel nur vertikal bewegt und es ist nicht erforderlich, sie um ihre Mittelachse zu drehen oder zu schwenken. Die zum Führen des Nockens in die Aussparung notwendige Bewegung wird vollständig durch die Drehung des Rings und des Nockens besorgt.
Zum Lösen der Fessel vom Meeresboden wird die Fessel wieder abgesenkt, wodurch der Nocken in Eingriff mit einer Löse- oder Ausrückführungseinrichtung gebracht wird. Bei einer weiteren Absenkbewegung der Fessel dreht die Ausrückführungseinrichtung den Nocken ungefähr den halben Weg zu einem zweiten Vertikalschlitz. Eine Aufwärtsbewegung der Fessel dreht den Nocken den verbleibenden Weg, zieht den Nocken durch den zweiten Vertikalschlitz und löst das erste Bauteil von dem zweiten Bauteil.
Der Ring ist vorzugsweise am zweiten Bauteil angebracht (welches vorzugsweise zumindest drei Nocken aufweist, die um seinen Außenumfang in gleichem Abstand voneinander angeordnet sind) und das Elastomerteil ist zwischen der Ringeinrichtung und dem zweiten Bauteil gebunden, um eine Schwenkbewegung der Fessel um ein Rotationszentrum zu gestatten, das auf der vertikalen Mittelachse der Fessel liegt. Bei dieser Konstruktion ist das zylindrische Behältnis starr am ersten Bauteil befestigt und hat genügend Hauptführungsflächen, Vertikalschlitze und Zusatzführungsflächen um allen Nocken zu ermöglichen, zum Befestigen der Fessel am Meeresboden in Aussparungen einzugreifen.
Bei einer alternativen Anordnung können die Nocken am ersten Bauteil auf dem Meeresboden befestigt sein. Bei dieser Konstruktion können die Führungen, Schlitze und Rückhalteaussparungen am zweiten Bauteil am unteren Ende der Fessel befestigt sein. Bei diesem Aufbau kann jedes oder beide der Bauteile die Drehanordnung tragen, die den Nocken erlaubt, mit den Rückhalteaussparungen in und außer Eingriff zu treten.
Falls gewünscht, können Vielfach-Nockenreihen vorgesehen sein, die mit Vielfachreihen von Aussparungen zusammenwirken. Desweiteren kann der Ablauf des Befestigens des Elastomerteils, der Nocken und der Aussparungen zwischen der Fessel und dem Meeresboden so abgeändert werden, wie es für eine bestimmte Anwendung erforderlich ist.
Für den Fall, daß eine Verschmutzung auftritt, die eine freie Drehung des Rings und der Nocken in bezug auf ihre angrenzenden Bauteile verhindert, kann die Fessel gelöst werden, in dem sie vertikal bewegt wird und es der gesamten Fessel erlaubt wird, sich zu drehen und die Fessel und die Verriegelungsanordnung von der am Meeresboden befestigten Behälteranordnung zu lösen. Auf diese Weise ist eine zuverlässige Hilfsentriegelungseinrichtung zur Erfüllung dieser Forderung der Industrie bereitgestellt.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird nun anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ankerverbindung mit drehbaren Nocken ist;
Fig. 2 ein Vertikalschnitt der im Verbinder gemäß Fig. 1 eingesetzten Verriegelungsanordnung ist;
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Aufnahmeanordnung aus Fig. 1 ist; und
Fig. 4 eine ebene Darstellung der inneren Konfiguration der Aufnahmeanordnung ist.
Unter Bezugnahme auf Figur 1 ist eine Ankerverbindung 10 mit drehbaren Nocken zum Verankern einer Fessel 12 einer Zugankerplattform am Meeresboden dargestellt. Der Verbinder schließt eine Ankerverriegelungsanordnung 18, die das untere Ende der Fessel 12 bildet, und eine Aufnahmeanordnung 20 ein, die dauerhaft am Meeresboden 16 befestigt ist.
Unter Bezugnahme auf Figur 2 werden nun weitere Details der Verriegelungsanordnung 18 beschrieben. Die Verriegelungsanordnung 18 kann mit jeder Fesselkonstruktion verwendet werden, die eine vertikale Aufwärts- und Abwärtsbewegung der Anordnung zuläßt. Die dargestellte Fessel 12 hat jedoch eine rohrförmige Gestalt mit einem hohlen, trockenen Inneren, das so ausgelegt ist, daß es zu einem nahezu neutralen Auftrieb der installierten Fessel führt. Beispielsweise kann die Fessel längs ihrer im wesentlichen gesamten Länge einen Hauptdurchmesser von 102 cm (40 inches) haben. Vorzugsweise zieht sich die Fessel in einem Bereich 22, in dem die Anordnung befestigt ist, ein, um die Belastungen in der Fessel beim Schwenken relativ zum Verbinder 10 und zum Meeresboden 16 zu vermindern (siehe Fig. 1). Beispielsweise kann der Bereich 22 auf einen Enddurchmesser von 69 cm (27 inches) ausgehend von dem zuvor für den Hauptbereich der Fessel angegebenen Durchmesser eingezogen sein. Ein solcher Einzug oder eine alternative Konstruktion wird jedoch im allgemeinen durch den Gesamtaufbau des Systems und nicht durch den Betrieb der vorliegenden Erfindung vorgegeben.
Am Bereich 22 ist eine Zentralwelle 24 befestigt. Das untere Ende der Welle 24 endet in einer halbkugeligen konkaven Oberfläche 26, die um einen Radius R&sub1; gebildet ist, der auf einen Punkt 28 auf der vertikalen Symmetrieachse 30 der Fessel 12 und der Verriegelungsanordnung 18 zentriert ist. Die Oberfläche 26 ist zum Teil durch einen Flansch 32 gebildet, der auf seiner äußeren Oberfläche eine kalottenförmige Oberfläche 34 mit einem Krümmungsradius R2, der ebenfalls am Punkt 28 zentriert ist, testlegt.
Eine Elastomer-Einheit 36 ist auf ihrer Innenfläche 38 an die Oberfläche 34 des Flansches 32 gebunden. Die Elastomer-Einheit ist vorzugsweise eine Anordnung aus einer Anzahl einzelner Elastomer-Elemente 40 aus Elastomermaterial, die in kalottenförmige Abschnitte mit auf den Punkt 28 zentrierten Radii geformt und zu Bildung der Einheit 36 aneinander gebunden sind. Falls gewünscht, können starre Verstärkungselemente 42, von denen jedes ein kalottenförmiger Abschnitt ist, dessen Radius auf den Punkt 28 zentriert ist, zum Verstärken der Elastamer- Einheit 36 zwischen die Elemente gebunden werden. Ein Kragen 44, der eine kalottenförmige Innenfläche 46 hat, deren Radius auf den Punkt 28 zentriert ist, ist an die Äußenfläche 48 der Elastomer-Einheit 36 gebunden.
Ein drehbarer Ring 50 ist wie gezeigt um den Flansch 32 und den Kragen 44 angeordnet. Der Ring 50 umfaßt eine Zentrierkugel 52 mit einer konvexen halbkugeligen Oberfläche 54 mit einem Radius von ungefähr R&sub1;, der auf den Punkt 28 zentriert ist, die sich gegen die Oberfläche 26 der Zentralwelle 24 stützen kann, um eine Schwenkbewegung zwischen den Elementen um den Punkt 28 zu führen. Der Kragen 44 berührt eine Schulter 56 auf dem Ring 50, um den Ring auf dem Kragen 44 zu halten, erlaubt jedoch dem Ring 50, sich um die Achse 30 relativ zum Flansch 32 und zur Fessel 12 zu drehen. Drei Nocken 58 erstrecken sich radial von der Außenfläche 60 des Rings auf sich rechtwinklig zur Achse 30 erstreckenden Radii nach außen. Wie am besten aus Fig. 1 zu ersehen, können die Nocken eine rautenförmige Gestalt mit oberen geneigten Flächen 62 und 64 und unteren geneigten Flächen 66 und 68 haben. Die Nocken sind in gleichem Abstand voneinander auf der Außenfläche 60 angeordnet, was für drei Nocken einen Abstand von 120º zwischen einem Nocken und den benachbarten Nocken ergibt.
Unter Bezugnahme auf die Figuren 1, 3 und 4 werden nun die Details des Behälters der Anordnung 20 beschrieben. Die Anordnung 20 umfaßt einen Zylinder 70, der starr ist und dauerhaft am Meeresboden 16 befestigt ist. Die Befestigung kann mittels jeder akzeptablen Methode erfolgen. Auf der Innenfläche 72 des Zylinders 70 sind drei Glieder 74, 76 und 78 befestigt. Jedes Glied legt geneigte Hauptführungsflächen 80 und 82, Seitenwände 84 und 86, untere geneigte Flächen 88 und 90 und eine Aussparung 92 in seinem Inneren fest. Mit Abstand unterhalb der Glieder 74, 76 und 78 angeordnet ist ein kreisförmiger Ring 94, der eine Reihe von Hilfs- bzw. Zusatzführungsflächen 96 festlegt, die zwischen Hilfs- bzw. Zusatzeingriffsführungsflächen 98 und Zusatzausrückführungsflächen 100 wechseln. Jeder der Führungsflächen 96 zugeordnet ist eine gegenüberliegende Vertikalfläche 102 zum Anhalten der Drehung von Nocken 58 im richtigen Abstand. Unter besonderer Bezugnahme auf Figur 4 kann die Arbeitsweise des Verbinders beschrieben werden. Die Fessel und die Ankerverriegelungsanordnung 18 werden in die Nähe der Aufnahmeanordnung 20 abgesenkt. An einem bestimmten Punkt werden die Nocken 58 in die Öffnung des Zylinders 70 eintreten und sich in dichte Nähe mit den Hauptführungsflächen 80 und 82 bewegen. Es ist ersichtlich, daß die Führungsfläche 80 des einen Teils und die Führungsfläche 82 des benachbarten Führungsglieds zusammenwirken, um den Ring 50 zu drehen und die Nocken durch Berühren einer der Flächen in Vertikalschlitze 104 dirigieren, die zwischen den Seitenwänden 84 und 86 benachbarter Glieder festgelegt sind.
Jeder der drei oder mehr Nocken 58 berührt eine der Flächen 80 oder 82 ungefähr zur selben Zeit. Die Nocken gleiten dann entlang der Flächen nach unten und der Ring 50 dreht sich um die Achse 30, um die Nocken auf die Vertikalschlitze 104 auszurichten. Zur Aufnahme der Bewegung dreht die Schulter 56 gegen den Kragen 44, so daß keine Drehung der Fessel um ihre Vertikalachse 30 erforderlich ist, um den Verbinder in Eingriff zu bringen.
Sowie die Fessel ihre Abwärtsbewegung fortsetzt, kommt die untere geneigte Fläche 68 jedes Nockens in Eingriff mit der Zusatzeingriffsführungsfläche 98 am Boden jedes Vertikalschlitzes 104. Eine fortgeführte Abwärtsbewegung bewirkt, daß sich der Ring 50 um die Achse 30 relativ zur Fessel dreht, bis die Nocken gegen Anschläge 102 stoßen. Nun kann sich die Fessel nicht weiter abwärts bewegen. An der Oberfläche gibt das Stoppen der Abwärtsbewegung der Fessel das Signal, die Fessel anzuheben, um die letzten Schritte des Eingreifens der Verriegelungsanordnung innerhalb der Behälter- bzw. Aufnahmeanordnung durchzuführen. Wird die Fessel angehoben, kommt die obere geneigte Fläche 64 jedes Nockens mit der Fläche 90 eines Bauteils in Eingriff und dreht den Ring genügend weit zum Ausrichten jedes Nockens mit einer Aussparung 92 um die Achse 30, um jeden Nocken innerhalb einer Aussparung zum Vollenden der Verbindung zu befestigen. Der durch den Auftrieb der Plattform in der Fessel 12 bewirkte Zug hält die Nocken innerhalb der Aussparungen 92.
Auf die Plattform wirkende Wellen- und Gezeitenbewegungen können bei hergestellter Verbindung durch eine Schwenkbewegung der Fessel 12 um den Schwenkpunkt 28 aufgenommen werden, die durch die Biegung der Elastomer-Einheit 36 zugelassen ist. Bei einer typischen Anwendung werden mehrere Fesseln und Verbinder für jede Plattform verwendet.
Wenn es notwendig wird, die Fessel 12 von der Anordnung 20 zu trennen, gleich ob zur Wartung, Instandhaltung oder Entfernung der Plattform vom Einsatzort, wird die Fessel 12 nach unten bewegt, so daß jeder Nocken eine Zusatzausrückführungsfläche 100 berührt. Eine weitere Abwärtsbewegung der Fessel bewirkt, daß die Nocken an den Flächen 100 nach unten gleiten, wobei der Ring 50 sich wieder relativ zur Fessel um die Achse 30 dreht, bis die Nockenbewegung von den Anschlägen 102, die den Flächen 100 gegenüberliegen, angehalten wird. Das Bewegungsende wird wiederum an der Oberfläche festgestellt und gibt das Signale mit dem Anheben der Fessel zu beginnen.
Beim Anheben der Fessel berühren die Flächen 64 auf den Nocken 58 die Flächen 88 an jedem der Glieder 74, 76 und 78, um den Ring 50 zu drehen und den Nocken zu erlauben, sich nach oben durch die Vertikalschlitze 104 zu bewegen und die Ankerverriegelungsanordnung von der Aufnahmeanordnung 20 zu trennen.
Wenn ein ferngesteuertes Tauchfahrzeug zur Verfügung steht, können die Fessel- und die Aufnahmeanordnung mit verschiedenen Axial- und Umfangsmarkierungen, die vom Tauchfahrzeug erkennbar sind, versehen werden, um den Verriegelungs- und Entriegelungsvorgang zu überwachen.
Beispielsweise kann die richtige Einführung der Fessel in die Aufnahmeanordnung vom ferngesteuerten Tauchfahrzeug unterstützt und bestätigt werden, indem Axialmarkierungen an der Fessel und der Aufnahmeanordnung vorgesehen werden, die sich bei richtiger Einführung der Fessel zueinander ausrichten. Das ferngesteuerte Tauchfahrzeug kann auch zum Unterstützen und Bestätigen einer axialen Relativbewegung des Rings 50 und der Aufnahmeanordnung zu verschiedenen axialen Funktionspunkten durch Ausrichtung von Umfangsmarkierungen auf der Fessel und der Aufnahmeanordnung eingesetzt werden.
Ein bedeutender Vorteil der vorliegenden Erfindung gegenüber herkömmlichen Konstruktionen ist die Möglichkeit, eine zuverlässige Hilfsentriegelunseinrichtung bereitzustellen. Wie bereits ausgeführt worden ist, braucht die Fessel 12 im Normalbetrieb beim Verriegeln oder Entriegeln der Fessel nie um ihre Vertikalachse gedreht zu werden. Die zum Eingreifen der Nocken 58 in die Aussparungen 92 und zum darauffolgenden außer Eingriff bringen dieser Nocken notwendige Drehung wird durch eine Drehung des Rings 50 relativ zur Fessel vorgenommen. Sollte jedoch ein Normalbetrieb des Verbinders aufgrund von Korrosion, einer Beschädigung oder aus einem anderen Grund unmöglich sein, können die Nocken relativ zu den Gliedern 74, 76 und 78 bewegt werden, in dem Vorkehrungen zum Drehen der Fessel 12 um ihre Vertikalachse 30 und Ausrücken der Nocken aus den Aussparungen getroffen werden.
Obwohl drei Nocken 58 und kooperierende Aussparungen 92 in den Figuren dargestellt und obenstehend beschrieben worden sind, ist es klar, daß die Vorteile der vorliegenden Erfindung durch Einsatz einer größeren oder kleineren Zahl kooperierender Nocken und Aussparungen erreicht werden können.
Obwohl die Nocken mit rautenförmiger Gestalt dargestellt worden sind, kann jede andere Gestalt, die mit den Führungsflächen und Aussparungen zusammenwirkt, eingesetzt werden. Beispielsweise können die Nocken eine runde Gestalt haben. Vorzugsweise werden die Aussparungen und die mit den Aussparungen in Eingriff tretenden Flächen der Nocken ähnlich gestaltet, um die zwischen den Nocken und Aussparungen übertragenen Kräfte so gleichmäßig wie möglich zu verteilen.
Desweiteren sind die Nocken in elastisch am unteren Ende der Fessel befestigter Weise dargestellt worden. Jedoch können die Nocken entweder innerhalb des Zylinders 70 oder an einer anderen Anordnung dauerhaft am Meeresboden angebracht sein, wobei elastisch am unteren Ende der Fessel befestigte Glieder 74, 76 und 78 in im wesentlichen derselben Weise mit den Nocken zusammenwirken. Bei einer solchen Anordnung können entweder die Nocken oder die Glieder 74, 76 und 78 zur Drehung um die Achse 30 angebracht werden. Es können sogar die Nocken und die Glieder 74, 76 und 78 alle zur Drehung um die Achse 30 angebracht werden. Falls wünschenswert, kann die Elastomer-Einheit ein Teil der ständigen Meeresbodeninstallation bilden und wie gewünscht mit den zugeordneten Gliedern oder Nocken verbunden sein.
In den Figuren und der obenstehenden Beschreibung ist nur eine Reihe Nocken und Aussparungen eingesetzt worden. Es kann jedoch wünschenswert sein, mehrere Reihen von Nocken und Aussparungen zu verwenden, um für eine größere Kraftübertragungsfähigkeit zu sorgen. Bei einer solchen Konstruktion kann der Zylinder 70 in seiner Höhe vergrößert werden, um mehrere Reihen von Gliedern 75, 76 und 78 zu tragen, die in vertikalen Reihen gestapelt sind, jedoch gemeinsame Vertikalschlitze festlegen. Der Ring kann mehrere Reihen von Nocken tragen, wobei jeder Nocken einer Reihe vertikal über oder unter einem entsprechenden Nocken einer benachbarten Reihe "gestapelt" ist. Die Glieder 74, 76 und 78 würden vertikal genügend weit voneinander entfernt "gestapelt", so daß ein Nocken in einer gegebenen Reihe zwischen der Fläche 90 eines gegebenen Gliedes und der Fläche 82 des darunter befindlichen Gliedes drehen kann, um in die Aussparung des gegebenen Gliedes einzugreifen. Bei dieser Ausführung würde die unterste Reihe Nocken die obersten Glieder 74, 76 und 78 berühren, um den Ring und die Nocken in Ausrichtung mit den Vertikalschlitzen zu orientieren. Wenn die Nocken sich abwärts bewegen, würde die unterste Reihe Nocken mit Flächen 98 in Eingriff treten, um die Nocken aller Reihen in Ausrichtung mit den Aussparungen zu bringen, die zu ihrer Aufnahme bestimmt sind. Eine vertikale Aufwärtsbewegung der Fessel würde dann alle Nocken gleichzeitig mit ihren zugeordneten Aussparungen in Eingriff bringen. Beim außer Eingriff bringen der Nocken könnte die Fläche 68 jedes Nockens und die Fläche 80 des genau darunter befindlichen Gliedes gleichzeitig mit der Eingriffsfläche 100 der untersten Nockenreihe in Eingriff treten, um die Nocken zur Entnahme auszurichten.
Obwohl eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und in der vorstehenden Figurenbeschreibung beschrieben worden ist, versteht es sich, daß die Erfindung nicht auf die of fenbarte Ausführungsform beschränkt ist, sondern daß eine Reihe von Umgruppierungen, Abwandlungen und Substitutionen von Teilen und Elementen möglich ist, ohne den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche zu verlassen.

Claims

1. Verbinder zum lösbaren Befestigen einer Fessel einer Zugankerplattform am Meeresboden, mit:

einem ersten Bauteil zum Festmachen am Meeresboden;

einem zweiten Bauteil zum Festmachen an einem unteren Ende der Fessel (12);

einem Ring (50) zur Befestigung an einem der ersten und zweiten Bauteile, wobei der Ring eine vertikale Mittelachse (20) und zumindest einen sich waagrecht dazu längs eines aut die Mittelachse zentrierten Radius' erstreckenden Nocken (58) aufweist;

einem Zylinder (70) zur Befestigung an dem anderen der ersten und zweiten Bauteile, wobei der Zylinder eine vertikale Mittelachse (30), eine Hauptführungsfläche (80, 82), einen vertikalschlitz (104), eine Zusatzführungsfläche (98) und eine Aussparung (92) aufweist; und

Mitteln (26, 44, 54, 56) zum Schwenken und Drehen, die mit dem Ring (50) oder dem Zylinder (70) verbunden sind, um ein Schwenken der Fessel relativ zum Meeresboden und eine Drehung des Rings oder des Zylinders um seine vertikale Mittelachse relativ zu dem ihm zugeordneten ersten oder zweiten Bauteil zu gestatten, wobei der Nocken und die Hauptführungsfläche so angeordnet sind, daß im Gebrauch ein Absenken der Fessel (12) bewirkt, daß der Nocken (58) die Hauptführungsfläche (80, 82) berührt, und ein weiteres Absenken der Fessel bewirkt, daß die Hauptführungsfläche den Nocken in den Vertikalschlitz (104) hinein und längs diesem und in Berührung mit der Zusatzführungsfläche (98) führt, wobei die Zusatzführungsfläche zum Führen des Nockens in Richtung auf ein Fluchten mit der Aussparung (92) angeordnet ist, so daß eine darauffolgende Aufwärtsbewegung der Fessel bewirkt, daß der Nocken in die Aussparung einrückt;

dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (70) ein zylindrisches Behältnis zur Aufnahme des Rings (50) aufweist, daß die Mittel zum Schwenken und Drehen mit dem Ring verbunden sind, daß die Mittel zum Schwenken und Drehen eine Elastomer- Einheit (36) einschließen, die an dem ersten oder dem zweiten Bauteil und auch an einem Kragen (44) befestigt ist, auf dem der Ring zur Drehung um seine Vertikalachse drehbar angebracht ist, und daß der Nocken beim Einrücken in die Aussparung mit der Aussparung in Eingriff tritt, um die Fessel am Meeresboden zu befestigen.

2. Verbinder nach Anspruch 1, wobei sich drei Nocken (58) von dem Ring (50) erstrecken und um den Ring in gleichem Abstand voneinander angeordnet sind, und wobei das zylindrische Behältnis (70) drei Glieder (74, 76, 78) einschließt, die je eine Aussparung (92) zur Aufnahme eines der Nocken festlegen.

3. Verbinder nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das zylindrische Behältnis darüber hinaus zumindest eine Zusatzausrückführungsfläche (100) einschließt, die so angeordnet ist, daß beim Absenken der Fessel der oder jeder Nocken (58) außer Eingriff mit seiner Aussparung (92) kommt, in Berührung mit der oder einer Zusatzausrückführungsfläche gebracht wird und um die vertikale Mittelachse in Richtung auf ein Fluchten mit einem Vertikalschlitz (104) gedreht wird, wobei eine anschließende Aufwärtsbewegung der Fessel bewirkt, daß der oder jeder Nocken sich durch einen genannten Vertikalschlitz bewegt, um die Fessel freizugeben.

4. Verbindung nach Anspruch 1, wobei das zylindrische Behältnis an einer Innenwand desselben befestigte erste, zweite und dritte Glieder (74, 76, 78) einschließt, jedes Glied auf sich eine Hauptführungsfläche (80, 82) und eine Aussparung (92) unter der Hauptführungsfläche festlegt, ein genannter Vertikalschlitz (104) zwischen jedem der Glieder festgelegt ist, und wobei die zylindrische Einheit darüber hinaus einen Kreisring (94) aufweist, der an der Innenfläche des zylindrischen Behältnisses unter den Gliedern (74, 76, 78) angebracht ist, wobei der Kreisring eine vielzahl der nach oben gewandten Zusatzführungsflächen (98) festlegt.

5. Verbinder nach Anspruch 4, wobei das eine der ersten und zweiten Bauteile eine Zentralwelle (24) aufweist, die eine halbkugelige konkave Oberfläche (26), welche auf einen ersten Punkt (28) auf der vertikalen Mittelachse des Rings (50) zentriert ist, und einen Flansch (32) festlegt, welcher eine kalottenförmige Oberfläche (34) festlegt, die ebenfalls auf den ersten Punkt (28) zentriert ist, wobei der Ring (50) eine Zentrierkugel (52) aufweist, die eine konvexe halbkugelige Oberfläche zum gleitenden Eingriff mit der halbkugeligen konkaven Oberfläche (26) der Zentralwelle festlegt, und wobei die halbkugeligen Oberflächen im wesentlichen identische Krümmungsradien haben.

6. Verbinder nach Anspruch 5, wobei die Elastomer-Einheit (36) betriebsfähig zwischen der halbkugeligen Oberfläche (34) des Flansches (32) und dem Kragen (44) des Rings (50) angeordnet ist, wobei die Elastomer-Einheit zur Gestattung einer Schwenkbewegung der Fessel um den ersten Punkt (28) angeordnet ist, und wobei der Ring darüber hinaus sich horizontal von ihm erstreckende erste, zweite und dritte Nocken (58) aufweist.

7. Verbinder nach Anspruch 6, wobei die Nocken (58) zum Eingriff mit den Hauptführungsflächen (80, 82) angeordnet sind, um die Nocken und den Ring (50) um die Vertikalachse zum Fluchten der Nocken mit den Vertikalschlitzen (104) zwischen den drei Gliedern (74, 76, 78) zu drehen, während die Fessel abgesenkt wird, und wobei der Ring und die auf ihm vorhandenen Nocken so angeordnet sind, daß sie sich in dem zylindrischen Behältnis nach unten bewegen, um die Zusatzführungsflächen (98) zum Führen der Nocken und Drehen des Rings zu berühren, um jeden Nocken unterhalb eines der ersten, zweiten und dritten Glieder (74, 76, 78,) zu positionieren, wodurch die Nocken mit den Aussparungen in Eingriff bringbar sind, um die Fessel am Meeresboden zu befestigen.

8. Verbinder nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei jedes der Glieder (74, 76, 78) eine umgekehrt U-förmige Gestalt mit ersten und zweiten schrägen Hauptführungsflächen (80, 82), ersten und zweiten unteren schrägen Flächen (88, 89), senkrechten Seitenwänden (84, 86) und einer Aussparung (92) aufweist.

9. Verbinder nach einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei die Elastomer-Einheit aus einer Vielzahl miteinander verbundener Elastomer-Elemente (40) gebildet ist, und wobei jedes Element aus einem kalottenförmigen Abschnitt mit einem auf den ersten Punkt zentrierten Radius gebildet ist.

10. Verbinder nach Anspruch 9, wobei die Elastomer-Einheit (36) starre Verstärkungselemente (42) aufweist, die in Gestalt kalottenförmiger Abschnitte mit einem auf den ersten Punkt (28) zentrierten Radius geformt sind.

11. Verbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der oder jeder Nocken (58) eine rautenf örmige Gestalt mit ersten und zweiten schrägen oberen Flächen (62, 64) und ersten und zweiten schrägen unteren Flächen (66, 68) aufweist.