EP2796619B1 - Schwimmfähige Arbeitsplattform mit einem Hubsystem und Verfahren zum Heben bzw. Absenken einer derartigen schwimmfähigen Arbeitsplattform - Google Patents

Schwimmfähige Arbeitsplattform mit einem Hubsystem und Verfahren zum Heben bzw. Absenken einer derartigen schwimmfähigen Arbeitsplattform Download PDF

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EP2796619B1
EP2796619B1 EP14164067.2A EP14164067A EP2796619B1 EP 2796619 B1 EP2796619 B1 EP 2796619B1 EP 14164067 A EP14164067 A EP 14164067A EP 2796619 B1 EP2796619 B1 EP 2796619B1
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EP
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water
working platform
lifting
support
floatable
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Brian Christopher Coll
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BITEK Bergungsdienst GmbH
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BITEK Bergungsdienst GmbH
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    • E02B17/08—Equipment specially adapted for raising, lowering, or immobilising the working platform relative to the supporting construction for raising or lowering
    • E02B17/0809—Equipment specially adapted for raising, lowering, or immobilising the working platform relative to the supporting construction for raising or lowering the equipment being hydraulically actuated
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    • E02F3/9243—Passive suction heads with no mechanical cutting means
    • E02F3/925—Passive suction heads with no mechanical cutting means with jets
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    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/96—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements for alternate or simultaneous use of different digging elements
    • E02F3/963—Arrangements on backhoes for alternate use of different tools
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
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    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/06—Floating substructures as supports
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    • E02B17/00—Artificial islands mounted on piles or like supports, e.g. platforms on raisable legs or offshore constructions; Construction methods therefor
    • E02B2017/0039—Methods for placing the offshore structure

Definitions

  • the invention relates to a buoyant work platform, in particular a work vessel, with a lifting system for lifting the work platform out of the water or lowering the work platform onto the water. Furthermore, the invention relates to a method for raising or lowering such a buoyant work platform.
  • lifting systems In order to work independently of the wave movement and the tides, usually watercraft are equipped with lifting systems. Such lifting systems can lift the vessel out of the water.
  • a watercraft with a lifting system for supplying an offshore wind energy plant is, for example, in DE 100 21 163 B4 shown.
  • Such lifting systems in which four lifting stilts are lowered perpendicular to the seabed, however, only reach a maximum lifting speed of 1 m per minute and are not suitable for a quick, flexible use.
  • GR 1 006 016 B2 shows a system for lifting floating marine structures such that the main hull of the marine structure is above the sea surface.
  • the system telescopically or otherwise extendable feet, which are installed internally in the marine structure or externally attached to the fuselage. The feet are solid or articulated and can lift and stabilize the entire marine structure from the water surface through proper movement.
  • US 2,600,761 A an offshore drilling unit having a plurality of telescopic legs pivotally attached to the offshore drilling unit. To lift the work platform out of the water, liquid is pressed into the legs with great pressure to extend it.
  • the invention is therefore based on the problem to provide an efficient and flexible device and a method to increase the productivity of working underwater, especially diving at the river bottom.
  • the invention solves this problem by the features of a buoyant work platform with a lifting system according to claim 1 and with a method for raising or lowering such a buoyant work platform with the features of claim 11.
  • the buoyant work platform according to the invention in particular work ship, is designed primarily for performing work under water and has a lifting system for lifting the work platform out of the water or lowering the work platform on the water, regardless of the sea state and / or the tides of to work from the work platform.
  • the lifting system has at least four hydraulically operated support organs, which are formed like a spider leg and allow the work platform accurate positioning over ground.
  • the support members according to the invention each have a hydraulically operated lift arm and a respective support leg, wherein the lift arm is pivotally mounted on a workbench at a first pivot point and pivotally mounted on the support leg at a second pivot point.
  • the two pivot points always have a constant distance from each other.
  • at least one hydraulic cylinder is arranged on the lifting arm in order to pivot the lifting arm about the first pivot point.
  • another hydraulic cylinder is arranged on the lift arm.
  • the lifting arm is preferably designed angled and a hydraulic cylinder is attached in the angular range. As a result, a favorable force on the support members is achieved when the lift arm is pivoted about the first pivot point.
  • the lifting arm is designed to lower the support leg laterally of the working platform, in particular on the longitudinal side of the working platform, until shortly over the water bottom, in particular 1 to 3 m above the water bottom into the water or to get out of the water.
  • the distance of the lowered support legs of the body of water preferably depends on the wave motion of the water, so that the support legs do not collide when moving up and down the work platform on the water body and are damaged.
  • the support legs have an inwardly disposed hydraulic cylinder to hydraulically push out or collect a support leg extension for lifting or lowering the work platform from the support leg.
  • the working platform is lifted out of the water and can hold their position regardless of the wave motion exactly.
  • the lifting process is advantageously faster than with conventional lifting stilts and is completed within 2 to 3 minutes.
  • the supporting organs are designed in this way to lift the working platform out of the water at a water depth of up to 20 m.
  • the support legs are lowered by means of the hydraulically operated lifting arms laterally of the working platform, in particular on the long side of the work platform, into the water or brought out. This is done by pivoting the lifting arm to the first pivot point by means of at least one hydraulic cylinder.
  • the support legs Due to the length of the lifting arms, the support legs are left at a predetermined distance from the work platform into the water, whereby the working platform advantageously has a safer state than conventional helicopters, such as. In DE 100 21 163 B4 shown. Since the support members are left side of the work platform into the water, they thus have a greater distance from each other than conventional lifting stilts.
  • the support legs are designed to be telescopic.
  • the support leg on a Tragbein groundêtraj and at least one mounted in the base telescopic stage.
  • One or more telescoping telescopic stages of the support legs advantageously allow a labor input even in deeper water.
  • the support legs are lowered by means of the lifting arms, which are responsible for the stroke up or down, to a predetermined height above the water bottom. Subsequently, at each Tragab drained at least one stored in a TragbeingrundSystem telescopic stage.
  • a lock is preferably unlocked and the telescopic stage or telescopic stages sink in a force-free operation to the bottom of the water.
  • the telescopic stage or the telescopic stages are locked.
  • the retrieval of the telescopic stage or telescopic stages takes place, for example, via a hydraulic cylinder located in the support leg or a drive via an internal rack.
  • the invention is not limited to the above-described operation for discharging or retrieving the telescopic stage or telescopic stages. Rather, any designs for deflation or recovery are conceivable.
  • the support members can advantageously save space in a transport position of the work platform.
  • a foot plate is arranged on each support leg.
  • the foot plate has a diameter of 1 to 5 m, but preferably 3 m, in order to advantageously allow a planar placement of the support member on the bottom of the water and to prevent deep penetration of the support member in the sediment at the bottom of the water.
  • the foot plates have air and rinse nozzles to allow the release from the sediment at the bottom of the water.
  • a joint is arranged between the support leg and the foot plate, which is designed in such a way to compensate for existing bumps and advantageously to allow a secure position of the support leg.
  • a further preferred embodiment of the invention comprises a computer control unit which is designed to control the movements of the support members during settling and lifting.
  • the movements of the support members are monitored by means of a plurality of sensors and pass the signals of the sensors of the computer control unit.
  • the computer control unit thus advantageously ensures a uniform movement of the supporting organs.
  • the working platform is vertically straight, evenly and quickly lifted out of the water, or lowered to the water, advantageously no torsional or bending forces acting on the work platform.
  • a mechanical locking device of the support members for fixing the support members after completion of the positioning of the working platform and for fixing the support members for producing a transport position is provided. This can be advantageously saved by switching off the hydraulic system energy. Further, a mechanical locking of the support members advantageously provides more security, since unwanted loosening of the support members is prevented by the mechanical lock.
  • the buoyant work platform on an excavator in particular a hydraulic excavator, on board.
  • the excavator can be mounted with the superstructure directly on the work platform or have its own chassis.
  • Prefers The excavator has a 360 ° rotatably mounted structure in order to move the boom flexible. Alternatively, only one excavator boom can be mounted on board the work platform to use different work equipment.
  • the excavator preferably has a quick-release closure on the excavator arm in order to quickly couple or uncouple working devices, such as, for example, a work tube, a flow protection tube or a clamshell grab.
  • a quick change of work equipment is feasible, which advantageously allows efficient use of the working platform according to the invention.
  • a coupling half of the quick coupling is attached to the implement and a second coupling half of the quick coupling on the excavator, so that if necessary, both coupling halves are brought together and locked.
  • the excavator on a Global Positioning System which advantageously takes place an accurate position determination of the excavator arm and coupled to the excavator arm working device and thus a precise work is feasible.
  • GPS system Global Positioning System
  • the buoyant working platform has a working tube which can be lowered into the water and has an underwater probe, in particular a magnetic field probe, in order to detect electrically conductive, old metallic loads or magnetizable ferromagnetic materials.
  • an underwater probe in particular a magnetic field probe.
  • the detection of objects by means of the underwater probe can also be advantageous if the object is hidden in the sediment of the water body.
  • the working tube is preferably made of aluminum and has a suction device and a flushing device in order to expose an object lying in the sediment.
  • the buoyant working platform has a flow protection tube or divers protection tube which can be lowered into the water and has a multiplicity of water passage openings in the lateral surface of the flow protection tube.
  • the flow protection tube is preferably made of a-magnetic aluminum and is used to protect a diver at the bottom of the water, so that the diver can work independently of the flow.
  • the flow protection tube offers the divers protection when working and allows a pointwise exposure of the object within the flow protection tube, which is why the flow protection tube can also be referred to as a diversion protection tube.
  • an inner pedestal is preferably mounted in the flow protection tube on the inner wall, which enables a diver located in the flow protection tube a firm footing when lowering and raising the flow protection tube.
  • a Portergang is arranged in the flow protection tube, which serves the diver to descend from the inner platform to the water bottom.
  • the buoyant working platform according to the invention has an acoustically operating locating device, in particular a side-scan sonar, which is configured in such a way as to create a soil profile of the body of water.
  • an acoustically operating locating device in particular a side-scan sonar, which is configured in such a way as to create a soil profile of the body of water.
  • the invention solves the above-mentioned. Problem further with a method for raising or lowering a buoyant work platform, in particular a work platform described above, by means of a lifting system with at least four hydraulically operated support members, wherein the support members are made in several parts and each have a lift arm and a support leg.
  • the lift arm For lifting or lowering the work platform, the lift arm is pivotally mounted on a workbench at a first pivot point and pivotally mounted on the support leg at a second pivot point.
  • the lifting arm is pivoted about the first pivot point by means of at least one hydraulic cylinder, so that the support leg is introduced or removed laterally from the working platform into the water by means of the hydraulically operated lifting arm.
  • the working platform is lifted by means of hydraulically operated support members from the water or deposited on the water.
  • the hydraulic pressure of the hydraulic cylinders in the support legs is further increased to lift the work platform out of the water. This is lifted out of the water only to the extent that safe working from the platform is possible.
  • the labor input is independent of weather conditions, in particular the height of the waves, feasible because the work platform is held above the water surface by the support members.
  • the work platform When the work to be done from the work platform is finished under water, the work platform is lowered back to the water by retracting the support leg extensions into the support legs and lifting the support legs out of the water.
  • the inventive design of the support members advantageously allows a uniform and rapid lifting and lowering of the working platform, whereby this can be preferably brought to Bergen or clearing objects on the riverbed flexibly and quickly from one suspicion point to the next.
  • Fig. 1 is a floating work platform according to the invention as a work vessel 2 for performing work under water, in particular for the recovery or clearing of sunken in a body of water 4 objects, such as obstacles, foreign objects, mines oa, shown.
  • the working vessel 2 floats on the water surface 6 and according to the invention has a lifting system with four support members 8, which is designed to lift the working vessel 2 from the water or to lower it to the water.
  • the support member 8 is formed in several parts and has a lift arm 10, a support leg 12 and a foot plate 14.
  • the support members 8 are displaced by means of the respective lifting arms 10 in different lifting and setting positions.
  • the work vessel 2 on board a hydraulic excavator 16 which is provided with a quick-release coupling 18 and has a counterweight, especially for water depths up to about 20 m.
  • the quick-release coupling 18 is a connection unit, which is designed such that a connection with little effort is possible. With the quick-release coupling 18 can thus advantageously different tools, such as.
  • the invention is not limited to the above-described quick connect coupling 18, but any types of connections for coupling work equipment to an excavator 16 or excavator as disclosed.
  • the support members 8 are in a transport position in which the support legs 12 are located on the deck of the work vessel 2 and are fixed.
  • Fig. 2 shows a schematic representation of a work vessel 2 with support members 8 in the transport position.
  • the support legs 12 are lifted from the side of the work boat 2 out of the water.
  • the working ship 2 moves to a specified position of a suspected point of a sunken object.
  • a soil profile of the body of water is created by means of a side-scan sonar.
  • the conditions of the body of water are transferred to a computer program of a computer control unit which controls the positioning and lowering of the support members 8.
  • To monitor the lifting operation are 14 sensors at the foot plates to detect the exact position of the foot plate 14.
  • the foot plates 14 are substantially circular in shape and have a diameter of 1 to 5 m, but preferably 3 m, and allow a stable state of the support members 8. In addition, the foot plates 14 advantageously prevent deep penetration into the sediment at the bottom of the water. To compensate for unevenness in the ground, a joint, in particular a ball joint, is arranged between the foot plates 14 and the supporting legs 12.
  • foot plates 14 are equipped with air and rinse nozzles to facilitate the detachment of the foot plates 14 from the sediment.
  • the lowering of the support members 8 is carried out with low hydraulic pressure by means of the lifting arms 10 on the longitudinal side of the working vessel 2 to the foot plate 14 are about 1 to 3 m (depending on the waves) above the water body.
  • the lifting arms 10 are pivoted laterally by means of a hydraulic cylinder about a first pivot point 24.
  • Tragbeinverinronneus 26 lowered to the bottom of the river 28. This is done either by lowering the support leg extensions 26 due to gravity or due to the arranged in the support legs 12 hydraulic cylinder.
  • the pressure in the lift arms 10 and / or in the support legs 12 is increased in order to stop possibly caused by the swell rolling and pitching movements of the work vessel 2.
  • the work vessel 2 If the work vessel 2 has a stable footing on the body of water 28, the work vessel 2 is lifted out of the water by increasing the hydraulic pressure through the hydraulic cylinders arranged in the support legs 12.
  • the lifting operation of the work vessel 2 is computer controlled in such a way that this process takes place very evenly.
  • the working ship 2 is vertically, straight, evenly and quickly, in particular within 2 to 3 minutes, lifted out of the water.
  • the working vessel 2 assumes a horizontal orientation in each stroke position.
  • the lowering process is analog computer-controlled and thus perpendicular, straight, even and fast.
  • the working ship 2, as it is in Fig. 3 is independent of the wave movements of the water and can keep its position accurately. Without a lifting system is a labor input, such as a diving mission for recovering an object, only up to a significant wave height of 0.8 m possible. With the lifting system according to the invention can be advantageously worked from the working vessel 2 to a wave height of 1.5 m or higher.
  • the lifting system according to the invention is further preferably used at a water depth of 0 to 20 m near the coast.
  • the support leg 12 has a Tragbein groundMech with at least one mounted in the base telescopic stage.
  • the support legs 12 are lowered laterally of the ship 2 to a predetermined depth, in particular about 2 m above the water bottom 28.
  • the depth of the discharged support legs 12 is dependent on the number and the length of the executable telescopic stages.
  • the telescopic stages are unlatched and sink due to gravity on the bottom of the water 28.
  • the working vessel 2 can now be lifted out of the water 4 as described above.
  • the lowering of the work vessel 2 on the water surface 6 takes place in the reverse manner.
  • the working vessel 2 is lowered by depressurizing by means of the lifting arms 10 to the water 4.
  • the telescopic stages of the support legs 12 are pulled into the Tragbein groundSuper. This is done, for example. by a drive via a traction system or by an internal hydraulic cylinder.
  • other mechanisms for retrieving the telescopic stages are applicable.
  • An alternative way to reach greater depths is a vertically mounted in a guide suspension of the lifting arm 10 on the support legs 12.
  • the anchor 30 of the lifting arm 10 is moved vertically in a guide of the support leg 12 up until the support leg 12 sits on the bottom of the river 28. Subsequently, the anchorage 30 of the lifting arm 10 is fixed in this position.
  • the fixation can be done, for example. Via a locking lug in a toothed rack attached to the support leg 12.
  • the working vessel 2 After fixing the anchoring 30, the working vessel 2 can be lifted out of the water as described above.
  • the lowering of the work vessel 2 is again in the reverse manner.
  • the working vessel 2 is deposited on the water 4.
  • the fixation of the anchor 30 is released on the support leg 12 and the support leg 12 is raised until the anchor 30 of the lifting arm 10 has reached the original position in the guide of the support leg 12 and the support leg 12 can be lifted by means of the lifting arm 10 from the water ,
  • the working vessel 2 For performing work under water, in particular for recovery or clearing of an object located on the body of water 28, the working vessel 2 has a working tube 20.
  • Fig. 4 shows a schematic illustration for explaining the application of the working tube 20, in which the working vessel 2 is lifted out of the water 4 and is securely on the support members 8.
  • the working tube 20 with the excavator 16, in particular excavator, connected and lowered by means of the excavator 16 and excavator arm in the water 4.
  • the working tube 20 has a diameter of 10 to 30 cm, but preferably 20 to 25 cm and is preferably connected to the on-board ship 2 hydraulic excavator 16 via a quick-release coupling 18.
  • the working tube 20 has an underwater camera, an underwater probe and suction and flushing devices.
  • the use of a sonar in the working tube is conceivable for detecting the working environment.
  • the working tube 20 is lowered into the water 4. In order to minimize the resistance load of the water flow on the excavator, this is preferably designed as a lattice boom.
  • the excavator 16 has its own GPS system in order to work with the working tube 20 coordinates true to. This makes it possible to use the underwater probe to relocalize a given suspicion point to an object in GPS coordinates.
  • the suction and flushing device allows flushing of the working tube 20 in the water bottom 28 for probing the object to determine the exact depth of the object. Furthermore, the suction and flushing device is used to expose the object in order to identify the object.
  • the working tube 20 has an interior space and a jacket area. At least one, but preferably two air ducts are arranged in the jacket area, with which compressed air is blown into the lower region of the inner space of the working tube 20. Furthermore, water lines, preferably up to four water lines, are arranged in the jacket area, with which water is flushed down from the working tube 20. By rising in the interior upwards Compressed air as well as through the downwardly directed water jet, a negative pressure is generated, whereby a flow in the interior of the working tube 20 is formed. This flow ensures that the soil material, such as sediment, is transported together with the sucked water in the interior of the working tube 20 through the working tube 20 upwards and is blown out through an outlet opening above the working tube 20.
  • water lines preferably up to four water lines
  • the procedure of the working tube 20 can be followed acoustically and visually by an operator on the working vessel 2, and possibly the object can be identified.
  • Fig. 5 is shown in a schematic representation of the use of a flow protection pipe or Tauchertikrohres 22.
  • the flow protection tube 22 is preferably formed substantially circular cylindrical with a height of 3 to 5 m, but preferably 4 m, and a diameter of 2 to 3 m, but preferably 2.5 m.
  • the working tube 20 is uncoupled from the excavator arm and coupled via the quick release 18, the flow protection tube 22 to the excavator 16.
  • the flow protection tube 22 is then lifted to the curb of the work vessel 2, so that a diver can enter an inner platform in the flow protection tube 22.
  • the flow protection tube 22 is parked with the diver centered on the object on the body of water 28.
  • the precise control of the movement also takes place here by means of the GPS system of the excavator 16.
  • the diver can descend from the inner pedestal to the bottom of the water via a ladder gear and carry out the identification of the object visually and / or by careful scanning or the exposure of the object by careful digging or rinsing.
  • This process can be advantageously monitored via a camera on the diving helmet by an operator on board the work vessel 2.
  • flow protection technology such as a flow protection tube 22 described above, advantageously also allows diving at the river bottom 28 at a flow velocity of the water body 4 of more than 0.6 m per second.
  • the object is a weapon or warfare agent
  • the object is mounted in a container or directly on the flow protection tube 22 to safely lift the object or, if necessary, blasted directly in place.
  • salvage can also take place via a clamshell grab, which is fastened to the excavator 16 by means of the quick-action coupling 18.
  • the object is gripped with the clamshell grab and lifted aboard the workboat 2, where it can be safely stored.
  • the movement of the clamshell bucket can be controlled by means of the GPS system of the hydraulic bucket 16.
  • a probing of the body of water 28 takes place by the diver or by means of the working tube 20. If the salvage or evacuation is completed to a suspicion point on the river bottom 28, all work equipment is secured on board the work vessel 2, stored and the working vessel 2 by means of the support members 8 again deposited on the water surface 6. After lifting the support legs 12 these are fixed in a transport position. The working vessel 2 can now drive to the next suspicion point and the procedure starts again.
  • the device according to the invention or the method according to the invention advantageously increases the productivity of working underwater, in particular diving work on the bottom of the water.
  • the computer-assisted, hydraulically operated, spider-leg-like supporting elements 8 advantageously increase the independence from weather influences, in particular from the height of the waves.
  • the lowering of the support legs 12 side of the work vessel 2 provides more stability and possibly allows the use of a narrower work vessel 2 than the prior art provides.
  • a working tube 20 according to the invention and a flow protection tube 22 according to the invention also advantageously increases independence from the tidal current. As a result, the work and process productivity and thus the efficiency of the labor input are advantageously increased.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine schwimmfähige Arbeitsplattform, insbesondere ein Arbeitsschiff, mit einem Hubsystem zum Herausheben der Arbeitsplattform aus dem Wasser bzw. Herabsenken der Arbeitsplattform auf das Wasser. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Heben bzw. Absenken einer derartigen schwimmfähigen Arbeitsplattform.
  • Auf dem Grund von Gewässern, insbesondere dem Meeresgrund, befinden sich eine Vielzahl von Objekten, wie bspw. Hindernisse, Fremdkörper, Minen oder ähnliches. Da anlässlich der Errichtung von Offshore-Windparks in küstennahen Bereichen zu dessen landseitiger Netzanbindung Seekabel in Meeresboden verlegt werden müssen, besteht ein großes Interesse die auf dem Gewässergrund befindlichen Objekte zu bergen oder zu räumen. Insbesondere auf dem Grund befindliche Kampfmittel, wie Seeminen oder versenkte Munition, stellen eine potentielle Gefahr dar. Es besteht daher ein Bedürfnis vor der Verlegung von Seekabeln verdächtige Objekte festzustellen, zu bergen oder zu räumen.
  • Herkömmlicherweise werden verschiedene Verfahren zum Bergen oder Räumen derartiger Objekte eingesetzt. Ein technisch unaufwendiges Verfahren sieht bspw. vor, dass Taucher das bzw. die Objekte identifizieren, bergen oder räumen. Die Produktivität der Taucher bei ihrer Arbeit am Gewässergrund ist jedoch aufgrund von Windgeschwindigkeit, Wassertiefe, Wellenhöhe und Gezeitenströmung stark eingeschränkt.
  • Um unabhängig von der Wellenbewegung und den Gezeiten arbeiten zu können, werden üblicherweise Wasserfahrzeuge mit Hubsystemen ausgestattet. Derartige Hubsysteme können das Wasserfahrzeug aus dem Wasser herausheben. Ein Wasserfahrzeug mit einem Hubsystem zum Versorgen einer OffshoreWindenergieanlage ist bspw. in DE 100 21 163 B4 gezeigt. Derartige Hubsysteme, bei denen vier Hubstelzen senkrecht zum Meeresboden hin abgesenkt werden, erreichen jedoch lediglich eine maximale Hubgeschwindigkeit von 1 m pro Minute und sind für einen schnellen, flexiblen Einsatz nicht geeignet.
  • GR 1 006 016 B2 zeigt ein System zum Heben schwimmender Meereskonstruktionen derart, dass der Hauptrumpf der Meereskonstruktion sich über der Meeresoberfläche befindet. Dazu weist das System teleskopartig oder anderweitig ausziehbare Füße auf, welche intern in der Meereskonstruktion eingebaut sind oder extern am Rumpf befestigt sind. Die Füße sind fest oder in Gelenkbauweise konstruiert und können die gesamte Meereskonstruktion durch einen geeigneten Bewegungsablauf von der Wasseroberfläche abheben und stabilisieren.
    Ferner zeigt US 2 600 761 A eine Offshore-Bohreinheit mit einer Mehrzahl von teleskopierbaren Beinen, die schwenkbar an der Offshore-Bohreinheit befestigt sind. Um die Arbeitsplattform aus dem Wasser herauszuheben, wird mit großem Druck Flüssigkeit in die Beine gepresst, um diese auszufahren.
  • Dieses Dokument offenbart die Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1. Des Weiteren zeigt US 2 863 293 A eine Lastkahnbefestigung im Bereich der Erdölbohrtechnik und besonders eine Vorrichtung zum Halten des Lastkahns über dem Gewässer während der Bohrarbeiten. Dazu weist der Kahn mindestens zwei Stützen auf jeder Seite auf, die mit dem oberen Ende an dem Kahn befestigt sind und an dem unteren Ende einen Schuh bzw. Fuß aufweisen.
  • Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, eine effiziente und flexible Vorrichtung sowie ein Verfahren zu schaffen, um die Produktivität von Arbeiten unter Wasser, insbesondere Taucharbeiten am Gewässergrund, zu erhöhen.
  • Die Erfindung löst dieses Problem durch die Merkmale einer schwimmfähigen Arbeitsplattform mit einem Hubsystem gemäß Anspruch 1 sowie mit einem Verfahren zum Heben bzw. Absenken einer derartigen schwimmfähigen Arbeitsplattform mit den Merkmalen des Anspruchs 11.
  • Die erfindungsgemäße schwimmfähige Arbeitsplattform, insbesondere Arbeitsschiff, ist primär zur Verrichtung von Arbeiten unter Wasser ausgelegt und weist dazu ein Hubsystem zum Herausheben der Arbeitsplattform aus dem Wasser bzw. Absenken der Arbeitsplattform auf das Wasser auf, um unabhängig vom Seegang und/oder von den Gezeiten von der Arbeitsplattform aus arbeiten zu können.
  • Das Hubsystem verfügt über mindestens vier hydraulisch betriebene Stützorgane, welche spinnenbeinartig ausgebildet sind und der Arbeitsplattform eine genaue Positionierung über Grund ermöglichen.
  • Die erfindungsgemäßen Stützorgane weisen jeweils einen hydraulisch betriebenen Hubarm und jeweils ein Tragbein auf, wobei der Hubarm an einem ersten Angelpunkt schwenkbar an der Arbeitsplattform angeordnet ist und an einem zweiten Angelpunkt schwenkbar an dem Tragbein angeordnet ist. Dabei weisen die beiden Angelpunkte stets einen konstanten Abstand zueinander auf. Ferner ist mindestens ein Hydraulikzylinder an dem Hubarm angeordnet, um den Hubarm um den ersten Angelpunkt zu verschwenken. Um das Tragbein um den zweiten Angelpunkt an dem Hubarm zu bewegen, ist ein weiterer Hydraulikzylinder an dem Hubarm angeordnet.
  • Der Hubarm ist bevorzugt gewinkelt ausgeführt und ein Hydraulikzylinder ist in dem Winkelbereich angesetzt. Dadurch wird eine günstige Krafteinwirkung auf die Stützorgane erzielt, wenn der Hubarm um den ersten Angelpunkt verschwenkt wird.
  • Ferner ist der Hubarm derart ausgestaltet, um das Tragbein seitlich der Arbeitsplattform, insbesondere an der Längsseite der Arbeitsplattform, bis kurz über den Gewässergrund, insbesondere 1 bis 3 m über den Gewässergrund, in das Wasser abzusenken bzw. aus dem Wasser herauszuholen. Der Abstand der abgesenkten Tragbeine von dem Gewässergrund richtet sich bevorzugt nach der Wellenbewegung des Wassers, so dass die Tragbeine beim Auf- und Abbewegen der Arbeitsplattform nicht auf dem Gewässergrund aufstoßen und dadurch beschädigt werden.
  • Des Weiteren weisen die Tragbeine einen inliegend angeordneten Hydraulikzylinder auf, um eine Tragbeinverlängerung zum Heben bzw. Absenken der Arbeitsplattform aus dem Tragbein hydraulisch herauszuschieben bzw. einzuziehen. Durch die in den Tragbeinen angeordneten Hydraulikzylinder wird der eigentliche Hubvorgang der Arbeitsplattform sehr schnell, insbesondere innerhalb einer Wellenbewegung, vollzogen, so dass die Arbeitsplattform bzw. die Stützorgane durch die Wellenbewegungen keinen Schaden nehmen.
  • Mittels der mehrteilig ausgeführten Stützorgane wird die Arbeitsplattform aus dem Wasser herausgehoben und kann ihre Position unabhängig von der Wellenbewegung genau halten. Dabei erfolgt der Hubvorgang vorteilhaft schneller als mit herkömmlichen Hubstelzen und ist innerhalb von 2 bis 3 Minuten abgeschlossen. Die Stützorgane sind dabei derart ausgestaltet, um bei einer Wassertiefe von bis zu 20 m die Arbeitsplattform aus dem Wasser zu heben.
  • Zum Heben bzw. Absenken der Arbeitsplattform werden die Tragbeine mittels der hydraulisch betriebenen Hubarme seitlich der Arbeitsplattform, insbesondere an der Längsseite der Arbeitsplattform, in das Wasser abgesenkt bzw. herausgeholt. Dies erfolgt durch Verschwenken des Hubarmes um den ersten Angelpunkt mittels mindestens eines Hydraulikzylinders.
  • Durch die Länge der Hubarme werden die Tragbeine in einem vorbestimmten Abstand zur Arbeitsplattform ins Wasser gelassen, wodurch die Arbeitsplattform vorteilhaft einen sichereren Stand aufweist als herkömmliche Hubschiffe, wie bspw. in DE 100 21 163 B4 gezeigt. Da die Stützorgane seitlich der Arbeitsplattform ins Wasser gelassen werden, weisen sie somit einen größeren Abstand zueinander auf als herkömmliche Hubstelzen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Tragbeine teleskopierbar ausgeführt. Dazu weist das Tragbein einen Tragbeingrundkörper auf und mindestens eine in dem Grundkörper gelagerte Teleskopstufe. Eine oder mehrere ineinander gelagerte Teleskopstufen der Tragbeine ermöglichen vorteilhaft einen Arbeitseinsatz auch in größeren Wassertiefen.
  • Zum Heben der Arbeitsplattform werden die Tragbeine mittels der Hubarme, welche für den Hub nach oben oder unten zuständig sind, bis auf eine vorbestimmte Höhe über dem Gewässergrund abgesenkt. Anschließend wird an jedem Tragbein mindestens eine in einem Tragbeingrundkörper gelagerte Teleskopstufe abgelassen.
  • Zum Ablassen der Teleskopstufe bzw. Teleskopstufen wird bevorzugt eine Verriegelung entriegelt und die Teleskopstufe bzw. Teleskopstufen sinken in einem kraftfreien Vorgang bis zum Gewässergrund. Bei Erreichen des Gewässergrundes wird die Teleskopstufe bzw. werden die Teleskopstufen verriegelt.
  • Zum Absenken der Arbeitsplattform auf das Wasser werden die abgelassenen Teleskopstufen zur Lagerung in den Tragbeingrundkörper eingezogen.
  • Das Einholen der Teleskopstufe bzw. Teleskopstufen erfolgt bspw. über einen in dem Tragbein innenliegenden Hydraulikzylinder oder einen Antrieb über eine innenliegende Zahnstange.
  • Die Erfindung ist jedoch nicht auf die vorstehend ausgeführte Funktionsweise zum Ablassen bzw. Einholen der Teleskopstufe bzw. Teleskopstufen beschränkt. Vielmehr sind jedwede Ausführungen zum Ablassen bzw. Einholen denkbar.
  • Durch die Ausgestaltung der Tragbeine als Teleskopbeine lassen sich die Stützorgane vorteilhaft Platz sparend in eine Transportposition der Arbeitsplattform heben.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist an jedem Tragbein ein Fußteller angeordnet. Der Fußteller weist einen Durchmesser von 1 bis 5 m, bevorzugt jedoch 3 m, auf, um vorteilhaft ein flächiges Aufsetzen des Stützorgans auf dem Gewässergrund zu ermöglichen und ein tiefes Eindringen des Stützorgans in das Sediment am Gewässergrund zu verhindern.
  • Zur Erfassung der genauen Position beim Heben und Senken der einzelnen Fußteller weisen diese entsprechende Sensoren auf. Ferner weisen die Fußteller Luft- und Spüldüsen auf, um das Hinauslösen aus dem Sediment am Gewässergrund zu ermöglichen. Bevorzugt ist zwischen dem Tragbein und dem Fußteller ein Gelenk angeordnet, welches derart ausgestaltet ist, um vorhandene Bodenunebenheiten auszugleichen und vorteilhaft einen sicheren Stand des Tragbeins zu ermöglichen.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung weist eine Computersteuereinheit auf, welche derart ausgestaltet ist, um die Bewegungen der Stützorgane beim Absetzen und Heben zu steuern. Die Bewegungen der Stützorgane werden dabei mittels einer Mehrzahl von Sensoren überwacht und die Signale der Sensoren der Computersteuereinheit übergeben. Die Computersteuereinheit sorgt somit vorteilhaft für eine gleichmäßige Bewegung der Stützorgane. Dadurch wird die Arbeitsplattform lotrecht gerade, gleichmäßig und schnell aus dem Wasser gehoben, bzw. auf das Wasser abgesenkt, wobei vorteilhaft keine Torsions- bzw. Biegekräfte auf die Arbeitsplattform einwirken.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine mechanische Verriegelungsvorrichtung der Stützorgane zum Fixieren der Stützorgane nach Abschluss der Positionierung der Arbeitsplattform sowie zum Fixieren der Stützorgane zur Herstellung einer Transportposition vorgesehen. Dadurch lässt sich vorteilhaft durch Abschalten des hydraulischen Systems Energie einsparen. Ferner sorgt eine mechanische Verriegelung der Stützorgane vorteilhaft für mehr Sicherheit, da ein unerwünschtes Lösen der Stützorgane durch die mechanische Verriegelung verhindert wird.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die schwimmfähige Arbeitplattform einen Bagger, insbesondere einen Hydraulikgroßbagger, an Bord auf. Dabei kann der Bagger mit dem Oberwagen direkt auf der Arbeitsplattform montiert sein oder ein eigenes Fahrwerk aufweisen. Bevorzugt weist der Bagger einen um 360° drehbar gelagerten Aufbau auf, um den Ausleger flexibel bewegen zu können. Alternativ kann auch nur ein Baggerausleger an Bord der Arbeitsplattform befestigt sein, um verschiedene Arbeitsgerätschaften zu verwenden.
  • Bevorzugt weist der Bagger einen Schnellkupplungsverschluss an dem Baggerarm auf, um Arbeitsgerätschaften, wie bspw. ein Arbeitsrohr, ein Strömungsschutzrohr oder einen Zweischalengreifer, schnell anzukoppeln bzw. abzukoppeln.
  • Durch die Schnellkupplung am Baggerarm ist ein schneller Wechsel der Arbeitsgerätschaften durchführbar, was vorteilhaft einen effizienten Einsatz der erfindungsgemäßen Arbeitsplattform ermöglicht. Dabei ist eine Kupplungshälfte der Schnellkupplung am Arbeitsgerät und eine zweite Kupplungshälfte der Schnellkupplung am Bagger befestigt, so dass bei Bedarf beide Kupplungshälften zusammengebracht und verriegelt werden.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Bagger ein Global Positioning System (GPS-System) auf, wodurch vorteilhaft eine genaue Positionsbestimmung des Baggerarms sowie des an dem Baggerarm angekoppelten Arbeitsgerätes erfolgt und somit ein präzises Arbeiten durchführbar ist. Zur Erhöhung der Genauigkeit der Positionsbestimmung ist ebenso die Verwendung von Differenzmethoden, insbesondere Differenzial-GPS, oder ein Einsatz anderer hochgenauer Navigationssysteme zur Positionsbestimmung denkbar.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die schwimmfähige Arbeitsplattform ein ins Wasser absenkbares Arbeitsrohr mit einer Unterwassersonde, insbesondere eine Magnetfeldsonde, auf, um elektrisch leitende, metallische Altlasten bzw. magnetisierbare ferromagnetische Materialien zu detektieren. Die Detektion von Objekten mittels der Unterwassersonde kann vorteilhaft auch dann erfolgen, wenn das Objekt im Sediment des Gewässergrundes verborgen ist.
  • Ferner ist das Arbeitsrohr bevorzugt aus Aluminium gefertigt und weist eine Saugvorrichtung sowie eine Spülvorrichtung auf, um ein im Sediment liegendes Objekt freizulegen.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die schwimmfähige Arbeitsplattform ein ins Wasser absenkbares Strömungsschutzrohr bzw. Taucherschutzrohr auf mit einer Vielzahl von Wasserdurchlassöffnungen in der Mantelfläche des Strömungsschutzrohres. Das Strömungsschutzrohr ist bevorzugt aus a-magnetischem Aluminium gefertigt und wird zum Schutz eines Tauchers am Gewässergrund eingesetzt, damit der Taucher unabhängig von der Strömung arbeiten kann.
  • Durch die Wasserdurchlassöffnungen wird ein Großteil der Strömungskräfte abgegeben, welche bspw. durch Meeresströmungen aufgrund von Wettereinflüssen und/oder durch Gezeiten entstehen. Gleichzeitig wird der Widerstand des Strömungsschutzrohres vorteilhaft verringert, wodurch ein fester Stand des Strömungsschutzrohres auf dem Gewässergrund ermöglicht wird.
  • Auch bei geringen Strömungen oder gar keinen Strömungen bietet das Strömungsschutzrohr dem Taucher Schutz beim Arbeiten und ermöglicht ein punktuelles Freilegen des Objektes innerhalb des Strömungsschutzrohres, weshalb das Strömungsschutzrohr auch als Taucherschutzrohr bezeichnet werden kann.
  • Ferner ist bevorzugt in dem Strömungsschutzrohr an der Innenwand ein Innenpodest angebracht, welches einem in dem Strömungsschutzrohr befindlichen Taucher einen festen Stand beim Ablassen und Hochheben des Strömungsschutzrohres ermöglicht.
  • Darüber hinaus ist in dem Strömungsschutzrohr ein Leitergang angeordnet, welcher dem Taucher zum Absteigen von dem Innenpodest auf den Gewässergrund dient.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die erfindungsgemäße schwimmfähige Arbeitsplattform eine akustisch arbeitende Ortungseinrichtung, insbesondere ein Side-Scan-Sonar, auf, welche derart ausgestaltet ist, um ein Bodenprofil des Gewässergrundes zu erstellen. Auf der Grundlage einer derartigen Erfassung der Gegebenheiten des Gewässergrundes lassen sich vorteilhaft mittels der Computersteuereinheit die Stützorgane beim Herablassen und Hochheben steuern.
  • Die Erfindung löst das o.g. Problem ferner mit einem Verfahren zum Heben bzw. Absenken einer schwimmfähigen Arbeitsplattform, insbesondere eine vorstehend beschriebene Arbeitsplattform, mittels eines Hubsystems mit mindestens vier hydraulisch betriebenen Stützorganen, wobei die Stützorgane mehrteilig ausgeführt sind und jeweils einen Hubarm und ein Tragbein aufweisen.
  • Zum Heben bzw. Absenken der Arbeitsplattform ist der Hubarm an einem ersten Angelpunkt schwenkbar an der Arbeitsplattform angeordnet und an einem zweiten Angelpunkt schwenkbar an dem Tragbein angeordnet. Der Hubarm wird mittels mindestens eines Hydraulikzylinders um den ersten Angelpunkt verschwenkt, so dass das Tragbein mittels des hydraulisch betriebenen Hubarms seitlich der Arbeitsplattform in das Wasser eingebracht bzw. herausgeholt wird.
  • Wenn die Tragbeine auf dem Gewässergrund einen festen Stand haben, wird die Arbeitsplattform mittels der hydraulisch betriebenen Stützorgane aus dem Wasser gehoben bzw. auf das Wasser abgesetzt.
  • Dabei kann das Ablassen der Stützorgane aufgrund der Schwerkraft mit geringem hydraulischen Druck in den Hydraulikzylindern das Hubraumes erfolgen. Wenn sich die Stützorgane mit dem Tragbein 1 bis 3 m über dem Gewässergrund stehen, werden die inliegend in den Tragbeinen angeordneten Tragbeinverlängerungen auf den Gewässergrund abgesenkt. Anschließend wird der hydraulische Druck in den Tragbeinen und/oder in den am Hubarm angeordneten Hydraulikzylindern etwas erhöht, um die Roll- und Stampfbewegungen der schwimmfähigen Arbeitsplattform zu stoppen.
  • Ist die schwimmfähige Arbeitsplattform stabil gelagert, wird der hydraulische Druck der Hydraulikzylinder in den Tragbeinen weiter erhöht, um die Arbeitsplattform aus dem Wasser zu heben. Dabei wird diese nur soweit aus dem Wasser gehoben, dass ein sicheres Arbeiten von der Plattform aus möglich ist. Vorteilhaft ist der Arbeitseinsatz unabhängig von Witterungseinflüssen, insbesondere von der Höhe der Wellen, durchführbar, da die Arbeitsplattform über der Wasseroberfläche durch die Stützorgane gehalten wird.
  • Ist die von der Arbeitsplattform aus auszuführende Arbeit unter Wasser beendet, wird die Arbeitsplattform wieder auf das Wasser abgesenkt, indem die Tragbeinverlängerungen in die Tragbeine eingezogen werden, und die Tragbeine aus dem Wasser gehoben werden.
  • Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Stützorgane ermöglicht vorteilhaft ein gleichmäßiges und schnelles Heben und Absenken der Arbeitsplattform, wodurch diese bevorzugt zum Bergen oder Räumen von Objekten auf dem Gewässergrund flexibel und schnell von einem Verdachtspunkt zum nächsten gebracht werden kann.
  • Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus den anhand der Zeichnung näher erläuterten Ausführungsbeispielen.
  • In der Zeichnung zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung eines Arbeitsschiffes mit Hubsystem zum Bergen und/oder Räumen von versunkenen Objekten,
    Fig. 2
    eine schematische Darstellung eines Arbeitsschiffes mit Stützorganen in Transportposition,
    Fig. 3
    eine schematische Darstellung eines gehobenen Arbeitsschiffes auf Stützorganen,
    Fig. 4
    eine schematische Darstellung eines positionierten Arbeitsschiffes beim Sondieren und/oder Identifizieren mit einem Arbeitsrohr und
    Fig. 5
    eine schematische Darstellung eines positionierten Arbeitsschiffes mit abgelassenem Strömungsschutzrohr.
  • In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße schwimmfähige Arbeitsplattform als Arbeitsschiff 2 zum Verrichten von Arbeiten unter Wasser, insbesondere zum Bergen oder Räumen von in einem Gewässer 4 versunkenen Objekten, wie Hindernisse, Fremdkörper, Mienen o.ä., dargestellt. Das Arbeitsschiff 2 schwimmt an der Wasseroberfläche 6 und weist erfindungsgemäß ein Hubsystem mit vier Stützorganen 8 auf, welches derart ausgestaltet ist, um das Arbeitsschiff 2 aus dem Wasser zu heben bzw. auf das Wasser abzusenken.
  • Das Stützorgan 8 ist dazu mehrteilig ausgebildet und weist einen Hubarm 10, ein Tragbein 12 und einen Fußteller 14 auf. Die Stützorgane 8 sind mittels der jeweiligen Hubarme 10 in unterschiedliche Hub- und Festsetzstellungen verlagerbar.
  • Ferner weist das Arbeitsschiff 2 an Bord einen Hydraulikgroßbagger 16 auf, welcher mit einer Schnellverschlusskupplung 18 versehen ist und ein Kontergewicht aufweist, insbesondere für Wassertiefen bis ca. 20 m. Die Schnellverschlusskupplung 18 ist eine Anschlusseinheit, welche derart ausgebildet ist, dass eine Verbindung mit geringem Aufwand möglich ist. Mit der Schnellverschlusskupplung 18 lassen sich somit vorteilhaft verschiedene Arbeitsgeräte, wie bspw. Arbeitsrohr 20 und Strömungsschutzrohr 22, mit dem Hubgestänge bzw. dem Baggerarm des Baggers 16 verbinden.
  • Die Erfindung ist jedoch nicht auf vorstehend beschriebene Schnellverschlusskupplung 18 beschränkt, vielmehr sind jedwede Arten von Verbindungen zum Ankuppeln von Arbeitsgeräten an einen Bagger 16 bzw. Baggerarm als offenbart zu betrachten.
  • Zunächst befinden sich die Stützorgane 8 in einer Transportposition, in der die Tragbeine 12 sich an Deck des Arbeitsschiffes 2 befinden und fixiert sind.
  • Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Arbeitsschiffes 2 mit Stützorganen 8 in Transportposition. Die Tragbeine 12 sind seitlich des Arbeitsschiffes 2 aus dem Wasser gehoben. Das Arbeitsschiff 2 fährt zu einer angegebenen Position eines Verdachtpunktes eines versunkenen Objekts.
  • Vor dem Herablassen der Stützorgane 8 wird ein Bodenprofil des Gewässergrundes mittels eines Side-Scan-Sonars erstellt. Die Gegebenheiten des Gewässergrundes werden einem Computerprogramm einer Computersteuereinheit übergeben, welches die Positionierung und das Herablassen der Stützorgane 8 steuert. Zur Überwachung des Hubvorgangs befinden sich an den Fußtellern 14 Sensoren, um die genaue Position der Fußteller 14 zu erfassen.
  • Die Fußteller 14 sind im Wesentlichen kreisförmig ausgebildet und weisen einen Durchmesser von 1 bis 5 m, bevorzugt jedoch 3 m, auf und ermöglichen einen stabilen Stand der Stützorgane 8. Zusätzlich verhindern die Fußteller 14 vorteilhaft ein tiefes Eindringen in das Sediment am Gewässergrund. Zum Ausgleich von Bodenunebenheiten ist zwischen den Fußtellern 14 und den Tragbeinen 12 ein Gelenk, insbesondere ein Kugelgelenk, angeordnet.
  • Ferner sind die Fußteller 14 mit Luft- und Spüldüsen ausgestattet, um das Herauslösen der Fußteller 14 aus dem Sediment zu erleichtern.
  • Das Herablassen der Stützorgane 8 erfolgt mit geringem hydraulischen Druck mittels der Hubarme 10 über die Längsseite des Arbeitsschiffes 2 bis die Fußteller 14 sich ca. 1 bis 3 m (je nach Wellengang) über dem Gewässergrund befinden. Dazu werden die Hubarme 10 mittels eines Hydraulikzylinders um einen ersten Angelpunkt 24 seitlich verschwenkt.
  • Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines gehobenen Arbeitsschiffes 2 über der Wasseroberfläche 6 eines Gewässers 4. Beim Schwenken der Hubarme 10 seitlich des Arbeitsschiffes 2, werden die Tragbeine 12 durch einen weiteren an dem Hubarm 10 angeordneten Hydraulikzylinder um einen zweiten Angelpunkt 25 bewegt und in das Wasser 4 eingebracht.
  • Zum Heben des Arbeitsschiffes 2 werden dann inliegend in den Tragbeinen 12 angeordnete Tragbeinverlängerungen 26 auf den Gewässergrund 28 abgesenkt. Dies erfolgt entweder durch absinken der Tragbeinverlängerungen 26 aufgrund der Schwerkraft oder aufgrund der in den Tragbeinen 12 angeordneten Hydraulikzylinder.
  • Dann wird der Druck in den Hubarmen 10 und/oder in den Tragbeinen 12 erhöht, um evtl. durch den Seegang hervorgerufene Roll- und Nickbewegungen des Arbeitsschiffes 2 zu stoppen.
  • Weist das Arbeitsschiff 2 einen stabilen Stand auf dem Gewässergrund 28 auf, wird das Arbeitsschiff 2 durch ein Erhöhen des hydraulischen Drucks durch die in den Tragbeinen 12 angeordneten Hydraulikzylinder aus dem Wasser gehoben.
  • Der Hubvorgang des Arbeitsschiffes 2 wird derart computergesteuert, dass dieser Vorgang sich sehr gleichmäßig vollzieht. Das Arbeitsschiff 2 wird lotrecht, gerade, gleichmäßig und schnell, insbesondere innerhalb von 2 bis 3 Minuten, aus dem Wasser gehoben. Das Arbeitsschiff 2 nimmt in jeder Hubstellung eine waagerechte Ausrichtung ein.
  • Der Absenkvorgang erfolgt analog computergesteuert und somit lotrecht, gerade, gleichmäßig und schnell.
  • Das Arbeitsschiff 2, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, ist unabhängig von den Wellenbewegungen des Wassers und kann seine Position genau halten. Ohne Hubsystem ist ein Arbeitseinsatz, beispielsweise ein Taucheinsatz zum Bergen eines Objektes, lediglich bis zu einer signifikanten Wellenhöhe von 0,8 m möglich. Mit dem erfindungsgemäßen Hubsystem kann vorteilhaft von dem Arbeitsschiff 2 bis zu einer Wellenhöhe von 1,5 m oder höher gearbeitet werden. Das erfindungsgemäße Hubsystem wird ferner bevorzugt bei einer Wassertiefe von 0 bis 20 m in Küstennähe eingesetzt.
  • Sind Arbeiten in größeren Wassertiefen zu verrichten, besteht die Möglichkeit alternativ teleskopierbare Tragbeine 12 zu verwenden. Dazu weist das Tragbein 12 einen Tragbeingrundkörper mit mindestens einer in dem Grundkörper gelagerten Teleskopstufe auf.
  • Zum Heben des Arbeitsschiffes 2 werden die Tragbeine 12 seitlich des Schiffes 2 bis zu einer vorbestimmten Tiefe, insbesondere ca. 2 m über dem Gewässergrund 28, herabgelassen. Dabei ist die Tiefe der abgelassenen Tragbeine 12 jedoch abhängig von der Anzahl und der Länge der ausführbaren Teleskopstufen. Anschließend werden die Teleskopstufen ausgeklinkt und sinken aufgrund der Schwerkraft auf den Gewässergrund 28. Beim Aufliegen auf dem Gewässergrund 28 erfolgt eine Verriegelung der Teleskopstufen. Das Arbeitsschiff 2 kann nun wie vorstehend beschrieben aus dem Wasser 4 gehoben werden.
  • Das Absenken des Arbeitsschiffes 2 auf die Wasseroberfläche 6 erfolgt in umgekehrter Weise. Zunächst wird das Arbeitsschiff 2 durch Druckablassen mittels der Hubarme 10 auf das Wasser 4 abgesetzt. Anschließend werden die Teleskopstufen der Tragbeine 12 in den Tragbeingrundkörper eingezogen. Dies erfolgt bspw. durch einen Antrieb über ein Zugsystem oder durch einen innenliegenden Hydraulikzylinder. Es sind jedoch auch weitere Mechanismen zum Einholen der Teleskopstufen anwendbar.
  • Eine alternative Möglichkeit zum Erreichen größerer Tiefen ist eine vertikal in einer Führung verschiebbar gelagerte Aufhängung des Hubarms 10 an den Tragbeinen 12. Beim Herablassen des Tragbeins 12 wird die Verankerung 30 des Hubarms 10 in einer Führung des Tragbeins 12 vertikal nach oben verschoben, bis das Tragbein 12 auf dem Gewässergrund 28 aufsetzt. Anschließend wird die Verankerung 30 des Hubarms 10 in dieser Position fixiert. Die Fixierung kann bspw. über eine Rastnase in einer am Tragbein 12 befestigten Zahnstange erfolgen.
  • Nach dem Fixieren der Verankerung 30 kann das Arbeitsschiff 2 wie vorstehend beschrieben aus dem Wasser gehoben werden.
  • Das Absenken des Arbeitsschiffes 2 erfolgt wieder in umgekehrter Weise. Zunächst wird das Arbeitsschiff 2 auf das Wasser 4 abgesetzt. Anschließend wird die Fixierung der Verankerung 30 an dem Tragbein 12 gelöst und das Tragbein 12 angehoben, bis die Verankerung 30 des Hubarms 10 in der Führung des Tragbeins 12 die ursprüngliche Position erreicht hat und das Tragbein 12 mittels des Hubarms 10 aus dem Wasser gehoben werden kann.
  • Zum Verrichten von Arbeiten unter Wasser, insbesondere zum Bergen oder Räumen eines auf dem Gewässergrund 28 befindlichen Objektes, weist das Arbeitsschiff 2 ein Arbeitsrohr 20 auf.
  • Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Anwendung des Arbeitsrohrs 20, bei der das Arbeitsschiff 2 aus dem Wasser 4 gehoben ist und sicher auf den Stützorganen 8 steht. Um unter Wasser Arbeiten mit dem Arbeitsrohr 20 zu verrichten, wie beispielsweise Lokalisieren, Freilegen und/oder Identifizieren von Objekten am Gewässergrund 28, wird das Arbeitsrohr 20 mit dem Bagger 16, insbesondere Baggerarm, verbunden und mittels des Baggers 16 bzw. Baggerarms in das Wasser 4 abgesenkt.
  • Das Arbeitsrohr 20 weist einen Durchmesser von 10 bis 30 cm, bevorzugt jedoch 20 bis 25 cm auf und wird mit dem an Bord des Arbeitsschiffes 2 befindlichen Hydraulikgroßbagger 16 bevorzugt über eine Schnellverschlusskupplung 18 verbunden. Zum Durchführen von Unterwasserarbeiten verfügt das Arbeitsrohr 20 über eine Unterwasserkamera, eine Unterwassersonde sowie Saug- und Spülvorrichtungen. Ferner ist zur Erfassung der Arbeitsumgebung die Verwendung eines Sonars in dem Arbeitsrohr denkbar. Mittels des Baggers 16 wird das Arbeitsrohr 20 in das Gewässer 4 hinabgelassen. Um die Widerstandsbelastung der Wasserströmung auf den Baggerarm zu minimieren, ist dieser bevorzugt als Gittermastarm ausgebildet.
  • Ferner weist der Bagger 16 ein eigenes GPS-System auf, um mit dem Arbeitsrohr 20 koordinatengetreu arbeiten zu können. Dadurch ist es möglich, mittels der Unterwassersonde einen vorgegebenen Verdachtspunkt zu einem Objekt GPS-koordinatengetreu zu relokalisieren.
  • Die Saug- und Spülvorrichtung ermöglicht ein Einspülen des Arbeitsrohrs 20 in den Gewässergrund 28 zum Sondieren des Objektes, um die genaue Tiefenlage des Objektes festzustellen. Ferner dient die Saug- und Spülvorrichtung zum Freilegen des Objektes, um das Objekt identifizieren zu können.
  • Dazu weißt das Arbeitsrohr 20 einen Innenraum und einen Mantelbereich auf. Im Mantelbereich sind mindestens ein, bevorzugt jedoch zwei Luftleitungen, angeordnet, mit denen Druckluft in den unteren Bereich des Innenraumes des Arbeitsrohres 20 eingeblasen wird. Ferner sind in dem Mantelbereich Wasserleitungen, bevorzugt bis zu vier Wasserleitungen, angeordnet, mit denen Wasser unten aus dem Arbeitsrohr 20 gespült wird. Durch die in dem Innenraum nach oben steigende Druckluft sowie durch den nach unten gerichteten Wasserstrahl wird ein Unterdruck erzeugt, wodurch eine Strömung im Innenraum des Arbeitsrohrs 20 entsteht. Diese Strömung sorgt dafür das Bodenmaterial, wie z.B. Sediment, zusammen mit dem angesaugten Wasser im Innenraum des Arbeitsrohrs 20 durch das Arbeitsrohr 20 nach oben transportiert wird und durch eine Austrittsöffnung oberhalb des Arbeitsrohres 20 ausgeblasen wird.
  • Über die Unterwasserkamera sowie einer zugehörigen Kabelverbindung vom Arbeitsrohr 20 zum Arbeitsschiff 2 kann die Vorgehensweise des Arbeitsrohrs 20 akustisch und visuell von einem Bediener auf dem Arbeitsschiff 2 verfolgt werden, und ggf. das Objekt identifiziert werden.
  • Ist eine Identifizierung des Objektes, zum Beispiel aufgrund schlechter Sichtverhältnisse, mittels der Unterwasserkamera nicht möglich, erfolgt die Identifikation direkt durch den Einsatz eines Tauchers am Gewässergrund 28 Zum Schutz des Tauchers am Gewässergrund 28 wird erfindungsgemäß Strömungsschutztechnik eingesetzt, welche ein Arbeiten am Gewässergrund 28 sicher und ohne Einfluss der Strömung im Wasser 4 ermöglicht.
  • In Fig. 5 ist in einer schematischen Darstellung der Einsatz eines Strömungsschutzrohres bzw. Taucherschutzrohres 22 gezeigt. Das Strömungsschutzrohr 22 ist bevorzugt im Wesentlichen kreiszylinderförmig ausgebildet mit einer Höhe von 3 bis 5 m, bevorzugt jedoch 4 m, und einem Durchmesser von 2 bis 3 m, bevorzugt jedoch 2,5 m.
  • Für einen Arbeitseinsatz wird das Arbeitsrohr 20 vom Baggerarm abgekoppelt und über den Schnellverschluss 18 das Strömungsschutzrohr 22 an den Bagger 16 angekoppelt. Das Strömungsschutzrohr 22 wird dann an die Bordkante des Arbeitsschiffes 2 gehoben, so dass ein Taucher ein Innenpodest in dem Strömungsschutzrohr 22 betreten kann.
  • Mittels des Baggers 16 wird das Strömungsschutzrohr 22 mit dem Taucher mittig über dem Objekt am Gewässergrund 28 abgestellt. Die genaue Steuerung der Bewegung erfolgt auch hier mittels des GPS-Systems des Baggers 16.
  • Befindet sich das Strömungsschutzrohr 22 fest auf dem Gewässergrund 28, kann der Taucher über einen Leitergang von dem Innenpodest auf den Gewässergrund 28 hinabsteigen und die Identifizierung des Objektes visuell und/oder durch vorsichtiges Abtasten bzw. die Freilegung des Objektes durch vorsichtiges Graben oder Spülen durchführen. Dieser Vorgang lässt sich vorteilhaft über eine Kamera am Taucherhelm von einem Bediener an Bord des Arbeitsschiffes 2 überwachen.
  • Der Einsatz von Strömungsschutztechnik, wie beispielsweise ein vorstehend beschriebenes Strömungsschutzrohr 22, ermöglicht vorteilhaft auch Taucharbeiten am Gewässergrund 28 bei einer Fließgeschwindigkeit des Gewässers 4 von mehr als 0,6 m pro Sekunde.
  • Handelt es sich bei dem Objekt um ein Kampfmittel oder Kampfstoff, wird das Objekt in einen Behälter oder direkt am Strömungsschutzrohr 22 befestigt, um das Objekt sicher zu heben, oder ggf. direkt an Ort und Stelle gesprengt.
  • Handelt es sich bei dem Objekt hingegen um kein Kampfmittel oder Kampfstoff sondern um ein am Gewässergrund 28 liegendes Hindernis, kann eine Bergung auch über einen Zweischalengreifer erfolgen, welcher mittels der Schnellverschlusskupplung 18 an dem Bagger 16 befestigt wird. Dazu wird das Objekt mit dem Zweischalengreifer gegriffen und an Bord des Arbeitsschiffes 2 gehoben, wo es sicher gelagert werden kann. Die Bewegung des Zweischalengreifers kann mithilfe des GPS-Systems des Hydraulikgroßbaggers 16 gesteuert werden.
  • Nach der Bergung oder Räumung eines Objektes erfolgt eine Nachsondierung des Gewässergrundes 28 durch den Taucher oder mittels des Arbeitsrohres 20. Ist die Bergung bzw. Räumung zu einem Verdachtspunkt auf dem Gewässergrund 28 abgeschlossen, werden alle Arbeitsgerätschaften an Bord des Arbeitsschiffes 2 gesichert, gelagert und das Arbeitsschiff 2 mittels der Stützorgane 8 wieder auf der Wasseroberfläche 6 abgesetzt. Nach dem Heben der Tragbeine 12 werden diese in einer Transportposition festgesetzt. Das Arbeitsschiff 2 kann nun zum nächsten Verdachtspunkt fahren und das Verfahren beginnt erneut.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren erhöht vorteilhaft die Produktivität von Arbeiten unter Wasser, insbesondere Taucharbeiten am Gewässergrund 28 Die computergestützten, hydraulisch betriebenen, spinnenbeinartigen Stützorgane 8 steigern vorteilhaft die Unabhängigkeit von Witterungseinflüssen, insbesondere von der Höhe der Wellen. Das Herablassen der Tragbeine 12 seitlich des Arbeitsschiffes 2 sorgt für mehr Stabilität und ermöglicht ggf. die Verwendung eines schmaleren Arbeitsschiffes 2 als es der Stand der Technik vorsieht.
  • Der Einsatz eines erfindungsgemäßen Arbeitsrohres 20 sowie eines erfindungsgemäßen Strömungsschutzrohres 22 steigert zudem vorteilhaft die Unabhängigkeit von der Gezeitenströmung. Dadurch werden die Arbeits- und Ablaufproduktivität und somit die Effizienz des Arbeitseinsatzes vorteilhaft erhöht.

Claims (15)

  1. Schwimmfähige Arbeitsplattform, insbesondere Arbeitsschiff, mit einem Hubsystem zum Herausheben der Arbeitsplattform (2) aus dem Wasser (4) bzw. Herabsenken der Arbeitsplattform (2) auf das Wasser (4), wobei das Hubsystem mindestens vier hydraulisch betriebene Stützorgane (8) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Stützorgane (8) jeweils einen hydraulisch betriebenen Hubarm (10) und jeweils ein Tragbein (12) aufweisen, wobei der Hubarm (10) an einem ersten Angelpunkt (24) schwenkbar an der Arbeitsplattform (2) angeordnet ist und an einem zweiten Angelpunkt (25) schwenkbar an dem Tragbein (12) angeordnet ist und
    mindestens ein Hydraulikzylinder an dem Hubarm (10) angeordnet ist, um den Hubarm (10) um den ersten Angelpunkt (24) zu verschwenken.
  2. Schwimmfähige Arbeitsplattform nach Anspruch 1,
    gekennzeichnet durch
    eine Ausgestaltung der Tragbeine (12) als teleskopierbare Konstruktion mit einem Tragbeingrundkörper und mindestens einer in dem Grundkörper gelagerten Teleskopstufe.
  3. Schwimmfähige Arbeitsplattform nach Anspruch 1 oder 2,
    gekennzeichnet durch
    jeweils einen Fußteller (14) an dem Tragbein (12) zum flächigen Aufsetzen des Stützorgans (8) auf dem Gewässergrund (28), wobei die Fußteller (14) Sensoren zur Erfassung der genauen Position der Fußteller (14) aufweisen und/oder Luftdüsen und Spüldüsen aufweisen und/oder ein Gelenk zwischen Fußteller (14) und Tragbein (12) zum Ausgleichen von Bodenunebenheiten aufweisen.
  4. Schwimmfähige Arbeitsplattform nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    gekennzeichnet durch
    eine Computersteuereinheit, welche derart ausgestaltet ist, um die Bewegungen der Stützorgane (8) beim Absetzen und Heben zu steuern.
  5. Schwimmfähige Arbeitsplattform nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    gekennzeichnet durch
    eine mechanische Verriegelungsvorrichtung der Stützorgane (8) zum Fixieren der Stützorgane (8) nach Abschluss der Positionierung der Arbeitsplattform (2) sowie zum Fixieren der Stützorgane (8) zur Herstellung einer Transportposition.
  6. Schwimmfähige Arbeitsplattform nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    gekennzeichnet durch
    einen Bagger (16), insbesondere einen Hydraulikgroßbagger, an Bord der Arbeitsplattform (2), wobei der Bagger (16) einen Schnellkupplungsverschluss (18) an dem Baggerarm aufweist, zum schnellen Ankoppeln und Abkoppeln von Arbeitsgerätschaften, insbesondere Arbeitsrohr (20), Strömungsschutzrohr (22) oder Zweischalengreifer.
  7. Schwimmfähige Arbeitsplattform nach Anspruch 6,
    gekennzeichnet durch
    eine Ausgestaltung des Baggers (16), insbesondere des Baggerarms, mit einem GPS-System.
  8. Schwimmfähige Arbeitsplattform nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    gekennzeichnet durch
    ein ins Wasser (4) absenkbares Arbeitsrohr (20) mit einer Unterwassersonde, insbesondere einer Magnetfeldsonde, sowie einer Saugvorrichtung und einer Spülvorrichtung.
  9. Schwimmfähige Arbeitsplattform nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    gekennzeichnet durch
    ein ins Wasser (4) absenkbares Strömungsschutzrohr (22), wobei das Strömungsschutzrohr (22) eine Vielzahl an Wasserdurchlassöffnungen in der Mantelfläche des Strömungsschutzrohres (22) aufweist.
  10. Schwimmfähige Arbeitsplattform nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    gekennzeichnet durch
    eine akustisch arbeitende Ortungseinrichtung, insbesondere ein Side-Scan-Sonar, an Bord der Arbeitsplattform (2), welche derart ausgestaltet ist, um ein Bodenprofil des Gewässergrundes (28) zu erstellen.
  11. Verfahren zum Heben bzw. Absenken einer schwimmfähigen Arbeitsplatt-form (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mittels eines Hubsystems mit mindestens vier hydraulisch betriebenen Stützorganen (8),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Stützorgane (8) jeweils einen Hubarm (10) und ein Tragbein (12) aufweisen, wobei der Hubarm (10) an einem ersten Angelpunkt (24) schwenkbar an der Arbeitsplattform (2) angeordnet ist und an einem zweiten Angelpunkt (25) schwenkbar an dem Tragbein (12) angeordnet ist,
    der Hubarm (10) mittels mindestens eines Hydraulikzylinders um den ersten Angelpunkt (24) verschwenkt wird, um das Tragbein (12) mittels des hydraulisch betriebenen Hubarms (10) seitlich der Arbeitsplattform (2) in das Wasser (4) einzubringen bzw. herauszuholen,
    die Arbeitsplattform (2) mittels der hydraulisch betriebenen Stützorgane (8) bei festem Stand der Tragbeine (12) aus dem Wasser (4) herausgehoben wird bzw. auf das Wasser (4) abgesetzt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    zum Heben der Arbeitsplattform (2) die Tragbeine (12) mittels der Hubarme (10) bis auf eine vorbestimmte Höhe über dem Gewässergrund (28) abgesenkt werden und jeweils mindestens eine in einem Tragbeingrundkörper des Tragbeins (12) gelagerte Teleskopstufe der Tragbeine (12) abgelassen wird,
    zum Absenken der Arbeitsplattform (2) auf das Wasser (4) jeweils mindestens eine in einem Tragbeingrundkörper des Tragbeins (12) gelagerte Teleskopstufe der Tragbeine (12) eingezogen wird und die Tragbeine (12) mittels der Hubarme (10) aus dem Wasser (4) gehoben werden.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Bewegungen der Stützorgane (8) beim Absetzen und Heben der Stützorgane (8) mittels einer Computersteuereinheit gesteuert werden und mittels einer Mehrzahl von Sensoren an den Stützorganen (8) überwacht wird.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Stützorgane (8) nach dem Heben der Arbeitsplattform (2) sowie nach Erreichen einer Transportposition der Tragbeine (12) mechanisch verriegelt werden, um die Stützorgane (8) zu fixieren.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    an den Tragbeinen (12) jeweils ein Fußteller (14) mit Luftdüsen und Spüldüsen angeordnet ist und mittels der Luftdüsen und Spüldüsen das Eindringen der Tragbeine (12) in den Gewässergrund (28) minimiert wird sowie das Herauslösen der Tragbeine (12) aus dem Gewässergrund (28) erleichtert wird.
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