WO2014135267A1 - Vorrichtung und verfahren zum abführen eines aus dem meeresgrund hervorquellenden materials - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum abführen eines aus dem meeresgrund hervorquellenden materials Download PDF

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Uwe Rohde
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Uwe Rohde
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    • E02B2017/0095—Connections of subsea risers, piping or wiring with the offshore structure

Definitions

  • the invention relates to a device for discharging a material emerging from the seabed.
  • the invention also relates to a corresponding method.
  • a generic device or a generic method can be used, for example, when exiting the seabed, a gas or oil, for example, must be removed controlled.
  • a gas or oil for example, must be removed controlled.
  • an actually to be conveyed raw material such as oil or gas
  • the invention is therefore based on the object to propose an apparatus and a method for discharging a bulging out of the seabed material that is simple, quick and safe to carry out and also allows further use of the leaked material.
  • the invention solves this problem by a generic device having an outer housing and a tubular guide having a longitudinal direction, a lateral surface and a plurality of segments, which can be brought into an open position and a closed position, wherein the lateral surface in the closed position the segments is closed, so that the guide allows a flow of the material only along the longitudinal direction and wherein the lateral surface in the opening position of the segments has at least one opening.
  • the outer housing of the device is bell-shaped, for example, and is placed on the seabed for discharging the material that swells out of the seabed with a lower edge. puts.
  • the outer housing is placed so that the point of the seabed, from which the material protrudes, is located below the outer housing.
  • the material that bubbles out from the seabed consequently penetrates from the outside into the outer housing of the device and can leave the outer housing almost unhindered upwards.
  • a placement of the device on the material source in the seabed is thus relatively easy, since the great pressure with which the material protrudes from the seabed, is not or only to a relatively small extent transferred to the device.
  • the device may for example comprise ballast tanks or other ballast containers, which are filled after placing the outer housing on the seabed with a material which has a particularly high density.
  • a material which has a particularly high density for example, bitumen, concrete or similar materials are conceivable. This ensures that the device is held securely on the seabed.
  • the tubular guide Inside the outer casing is the tubular guide having a plurality of segments which are in the open position when the outer casing is placed on the seabed. Also, the tubular guide has a directed to the seabed and directed away from the seabed opening. Between these two openings is the lateral surface, which has at least one opening, since the segments are in touchdown on the seabed in the open position. Consequently, the guide means opposes only a relatively small flow resistance to the material that protrudes from the seabed so that only a relatively small force is exerted on the device and in particular on the guide device by the material that protrudes out of the seabed. This also contributes to the fact that the device can be relatively easily positioned on the seabed.
  • the device is thereby positioned on the seabed so that the seabed facing the opening of the guide is placed just above the material source in the seabed.
  • the segments can be brought from the open position to the closed position.
  • the lateral surface of the guide is closed, so that no material that swells out of the seabed can escape more through the lateral surface. Consequently, only a flow of the material through the guide along the longitudinal direction, ie from the opening facing the seabed to the opening facing away from the seabed, is possible.
  • the flow cross-section available to the material is significantly reduced, which results in an increase in the flow resistance and thus also an increase in the force acting on the device.
  • the stream of material flowing out of the seabed is focused and bundled so that it can be removed relatively easily.
  • the device has a bottom surface which has at least one closable opening.
  • the device is placed so that it touches the seabed almost completely over the seabed.
  • the point from which the material swells out has a larger diameter than the opening of the guide facing the seabed, flows out of the seabed in the area of the bottom surface.
  • the bottom surface has at least one opening. In this case, the flow resistance is reduced if the number of openings is chosen as large as possible.
  • the closable openings can be closed simultaneously or subsequently. be closed otherwise.
  • the material flowing out of the seabed must flow below the bottom surface and must therefore inevitably enter the guide device through the opening of the guide device facing the seabed.
  • the segments of the guide are still in the open position at this moment, so that the material flowing in from below into the guide can also leave the guide through the lateral surface. Then, as already described, the lateral surface of the guide is closed by the segments are brought from the open position to the closed position.
  • the bottom surface has at least two plates with staggered recesses, which can be applied to one another for closing the openings and have a distance from one another when the openings are open.
  • This can be achieved for example in the form of two parallel plates having recesses at different locations. If the two plates are at a distance from one another, the material which swells out of the seabed can flow into the outer housing of the device through the recesses of the first plate and then through the recesses of the second plate arranged offset thereto. If the openings in the bottom surface are to be closed, the two plates are moved towards each other until they abut each other. At this moment, a flow through the bottom surface of the material is effectively prevented. The material must therefore be facing the seabed Flow side of the bottom surface until it can flow into the seabed facing the opening of the guide.
  • the bottom surface has a plurality of floor segments arranged next to one another, between which sealing elements are arranged.
  • the bottom surface does not consist of a single element but of a plurality of floor segments, which in particular are arranged articulated against one another and provided with sealing elements arranged between them.
  • Each of the floor segments may have at least one closable opening, which may be formed as already described.
  • the device advantageously has at least one anchoring device.
  • This may be in the form of anchors, hooks or large arbor-like projections which engage in the seabed. They can be pressed into the seabed, for example, by increasing the weight of the device.
  • anchoring devices can be combined with each other.
  • it may be useful to equip the bottom surface at the bottom with nubs or projections that engage in the seabed and thus prevent displacement relative to the seabed.
  • the device has at least one vibrating device for processing the seabed. This is particularly advantageous in the event that the marine floor, especially at the positions where the anchoring elements are to be attached to the seabed, is very uneven or very loose.
  • the seabed can be processed so that the anchoring elements or other component of the device, such as the outer casing can be securely attached to the seabed.
  • the device has a suction, in particular a hose, to which the seabed opposite end of the guide is mountable when the segments are in the closed position.
  • a suction in particular a hose
  • the outer housing has a diameter which is preferably infinitely variable between a minimum value and a maximum value.
  • the device for different sized outlet sources of material from the seabed can be used.
  • Within the adjustable range of the diameter of the outer housing can be ensured so that the outer housing is placed in a contact area on the seabed, which completely surrounds the outlet source.
  • the flow resistance that is opposed to the material emerging from the device during placement is reduced and thus the device can be placed more easily on the seabed.
  • a method for discharging a material that protrudes out of the seabed comprises the following steps: a) lowering a device described above onto the seabed, so that the outer housing projects over one point of the seabed; reshilles from which the material protrudes, wherein the segments are in the open position, b) sealing a contact between the outer housing and the seabed, and c) bring the segments in the closed position, so that the material is discharged through the guide.
  • the openings in the bottom surface of the device are opened when lowering the device to the seabed and are closed before the segments are brought into the closed position.
  • the principle of the invention is based, when lowering the device on the seabed in a position in which the outlet source in the seabed is completely covered by the device to set the flow medium as little as possible flow resistance and only after the secure fixing of the device on the seabed and after the sealing of the contact between the outer casing and the seabed, gradually reduce the area available for the outflowing medium, through which the medium can flow upwards, thus increasing the flow resistance step by step; However, to focus escaping medium and thus to ensure easier removal.
  • FIG. 1 shows the schematic sectional illustration through a device according to a first exemplary embodiment of the present invention during the lowering to the seabed
  • FIG. 2 shows a schematic sectional view through the device from FIG. 1 after carrying out the method according to a further exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 3 shows the schematic sectional illustration through a device according to a further exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 4 shows a schematic sectional view through the device from FIG. 3 after the device has been placed on the seabed
  • FIG. 6 shows a schematic sectional view of a device according to a further exemplary embodiment of the present invention in a top view
  • Figure 7 - a plan view of a device according to a
  • FIG. 9 shows a further schematic sectional view through a device according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • Figure 10 the schematic representation of a section of the
  • Figure 11 the representation of a segment
  • Figure 12a - c the sectional view through a guide of a
  • FIG. 1 shows a device 1 according to a first exemplary embodiment of the present invention, which is lowered onto a seabed 2. From the seabed 2 material 4 emerges, which is shown in the form of solid lines in Figure 1.
  • the device 1 has an outer housing 6, on the underside of which an anchoring device 8 is located. This is pressed in the embodiment shown in Figure 1 embodiment in the seabed 2 and thus locks the device 1 on the seabed. 2
  • a guide 10 Within the outer housing 6 is a guide 10, the longitudinal direction extends in the embodiment shown in Figure 1 from top to bottom. It can be seen that the guide 10 has a plurality of segments 12, which are in the state shown in Figure 1 in an open position. Material 4 passes through a The lateral surface of the guide 10, which is formed in the present example by the segments 12, through from the guide 10 from.
  • a bottom surface 14 which is to be placed on the seabed 2.
  • an inflow opening 16 through which the material 4 can penetrate into the guide 10.
  • part of the material 4 flows outside on the bottom surface 14 and penetrates into the outer housing 6.
  • the entire material penetrating into the outer housing 6 can leave the device 1 upwards through an outlet opening 18.
  • a large suction nozzle or other receiving device for exiting material at this point 4 could be arranged.
  • a suction element 20 On the side facing away from the seabed 2 of the guide 10 is a suction element 20, through which the material 4, which flows through the guide 10, is removed.
  • the individual segments 12 can be brought out of the opening position shown in FIG. 1 into the closed position via actuating elements 22, two of which are respectively shown for the right and left segment 12.
  • FIG. 2 shows the device 1 from FIG. 1 after it has been placed on the seabed 2 and the method according to an exemplary embodiment of the present invention has been carried out.
  • the anchoring devices 8 are pressed into the seabed 2 and thus cause a locking of the device 1 on the seabed 2.
  • the material 4, which flows out of the seabed 2 can only penetrate through the inflow opening 16 into the outer housing 6 and thus into the device 1.
  • the segments 12 are in the closed position, so that no material 4 can escape through the lateral surface of the guide 10.
  • the bottom surface 14 rests against the seabed 2 and thus leads to a seal, so that lateral entry of material 4 into the outer housing 6 is prevented.
  • a plurality of length-adjustable support members 24 are shown, which have different tasks. Some of the support members 24 are connected to the respective bottom surface 14. It can be seen that the bottom surface 14 consists of at least two bottom segments 26, which are each connected to at least two support elements 24. In this way, an uneven seabed 2 can be taken into account. Thus, it is possible, for example, to slightly raise, lower or bevel the individual floor segments 26, if necessary, even separately from one another, in order to achieve optimum adaptation to an uneven seabed 2 even when outer housing 6 is placed on the seabed 2. Other support elements 24 and in particular also the actuating elements 22 are likewise designed to be adjustable in length in order to be able to change a diameter of the outer housing 6. This allows different diameters of exit sources through which material 4 exits the seabed 2, be taken into account.
  • FIG. 3 shows the schematic sectional representation through a device 1 according to a further exemplary embodiment of the present invention.
  • the bottom surface 14 which in turn has at least two bottom segments 26 shown. Between the bottom segments 26 is the inflow opening 16, above which the guide 10 is connected.
  • the respective upper plate 28 can also be displaced relative to the respective lower plate 28, which also results in a displacement of the guide 10 relative to the inflow opening 16.
  • the actual position of the guide 10 can be adjusted later.
  • FIG. 4 shows the device 1 according to FIG. 3 after placement on the seabed 2. It can be seen on the one hand that, compared to FIGS. 1 and 2, the material 4 exits the seabed 2 over a large area.
  • the respective lower plates 28 abut the entire surface of the seabed 2, but allow by the provided recesses 30 that the material 4 passes through these recesses 30 and, since the two superimposed plates 28 are each spaced from each other, also by recesses 30 in the respective upper plate 28 passes.
  • the openings in the bottom surface 14 are thus opened.
  • Figure 5 shows the situation after the method according to an embodiment of the present invention has been performed.
  • the plates 28 of the bottom surface 14, which are arranged one above the other, are now in contact with each other. each other and prevent so by the staggered arrangement recesses 30 that at these locations material 4 from the seabed 2 can penetrate into the device 1. This is only possible through the inflow opening 16 or recesses 30 arranged in this area.
  • the openings in the bottom surface 14 are thus closed.
  • the material 4 enters the guide 10 in this area.
  • the individual segments 12 are tilted in the embodiment shown again in the vertical position and brought into the closed position, including the actuators 22 has been used.
  • Figure 6 shows a schematic sectional view in a plane parallel to the seabed 2. It can be seen four quarter-circular bottom segments 26. In the middle is the inflow opening 16 which is surrounded by four segments 12. These can be brought via the actuators 22 from the closed to the open position and vice versa.
  • the outermost ring is formed by the outer housing 6, which is connected via different support elements 24 with the other components. Again, the support members 24 are formed displaced length, so as to change the diameter of the outer housing 6 can.
  • Figure 7 shows the illustration of Figure 6 but not in a sectional view but in a plan view.
  • the outer housing 6 limits the device to the outside, in the middle of the four floor segments 26 and the segments 12 can be seen.
  • the segments 12 are in the open position, so that the guide 10 has no closed lateral surface.
  • an arrangement device 36 is shown on the end facing away from the seabed end of the guide 10, to which a suction element 20, for example, a hose can be arranged. This can be seen by the well to be recognized in Figure 7 outlet opening 18.
  • Figure 8 shows the schematic representation of a holding frame 38, in which the inflow opening 16 is located. Around the circumference of the holding frame 38 are anchoring devices 8, with which the holding frame 38 can be anchored to the seabed 2.
  • transport eyelets 40 are arranged, where, for example, not shown hook elements can be attached so that the support frame 38 can be placed and positioned in a controlled manner on the seabed.
  • other components in particular the segments 12 can be attached. In this way, a particularly good anchoring of the attached to the support frame 38 components and components is ensured.
  • FIG. 9 shows a further sectional illustration through a device 1 according to a further exemplary embodiment of the present invention. However, it has some differences from the device shown for example in Figure 1, to be discussed separately.
  • the suction element 20 which has a first contact element 42 at its lower end. This can be connected to a second contact element 44, which is arranged above the guide device 0. In the embodiment shown in Figure 9, the two contact elements 42, 44 are not yet connected.
  • the guide itself consists again of several segments 12 which can be brought by actuators 22 from a closed to an open position and vice versa.
  • the bottom surface 14 is formed in the region around the inflow opening 16 around as a large-area element.
  • the device has plate elements 46, between which there are openings, so that a sufficient strength and stability of the device 1 is ensured at the seabed 2 and at the same time from the seabed 2 outflowing material, which is not shown in Figure 9, can penetrate at several different positions in the device 1.
  • the device anchoring devices 8 are additionally arranged, which provide for a further stabilization of the device on the seabed 2.
  • the device shown in Figure 9 also has buoyancy tanks 48, which can be filled with air or water and thus regulate the buoyancy of the device 1. It can thus be ensured that the device 1 sinks straight onto the seabed 2 and, by blowing in additional air, the reappearance of the device 2 is also initiated after work has been completed.
  • buoyancy tanks 48 can be filled with air or water and thus regulate the buoyancy of the device 1. It can thus be ensured that the device 1 sinks straight onto the seabed 2 and, by blowing in additional air, the reappearance of the device 2 is also initiated after work has been completed.
  • Figure 10 shows the schematic representation of a section of a device 1. It recognizes the bottom surface 14 having a fastening pin 50 at a radially inner end. Above the actual bottom surface 14 there are weighting elements 52, by which a pressure on the bottom surface 14 exerted and this can be pressed into the seabed. In addition, the actuating elements 22, the inflow opening 16 and two plate elements 46 are indicated.
  • a sealing compound 62 is arranged at the bottom of the weighting elements 52.
  • This is already shown in Figures 3, 4 and 5 in the form of thick ropes and has a consistency that allows it to penetrate into any existing cavities. This not only ensures a seal of the corresponding cavities, but the cavities are filled, so that, for example, can not collect from the bottom inflowing gas in the cavities. This would result in an increased buoyancy on the device, which would make it difficult to secure the device on the seabed.
  • the bottom surface 14 has in Figure 10 a plurality of devices and provisions to allow the best possible adaptation and arrangement on the seabed. Thus, a cross-sectional reduction 64 may be provided at different locations of the bottom surface 14.
  • a vibrator 68 is arranged in the bottom surface 14, which is realized by a rotatable imbalance.
  • FIG. 11 shows a segment 12 as used for a guide 10 of a device 1 according to an embodiment of the present invention.
  • bores 54 which on the one hand reduce the weight of the segment 12 and on the other hand can be used, for example, as a heating or cooling line.
  • guide rails 56 In the surface of the segment 12 also guide rails 56, in which tools, not shown, can be moved in order to lock them, for example, at the required position.
  • transport eyelets 40 are arranged, which on the one hand serve to transport the segments 12 and on the other hand can also be used as a point of application for actuators 22.
  • FIGS. 12a to 12c show, in a sectional view, different cross sections of guide devices 10, which in the embodiment shown consist of four segments 12 in each case.
  • the individual segments can be rotated, for example, about a pivot axis which is perpendicular to the plane, and so are brought from an open to a closed position and vice versa.
  • a pivot axis which is perpendicular to the plane
  • 12 sealing elements 58 are shown between the individual segments, which ensure that the guide 10 is sealed in the closed state, so no Material 4, which flows out of the seabed 2, can leave the guide 10 in an undesirable direction.
  • FIG. 12c shows a further possibility of combining four segments 12 to form a guide device 10, wherein a sealing surface 60 is provided between each two adjacent segments 12.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum Abführen eines aus dem Meeresgrund (2) hervorquellenden Materials (4), die ein Außengehäuse (6) und eine rohrförmige Leiteinrichtung (10) aufweist, die eine Längsrichtung, eine Mantelfläche und eine Mehrzahl von Segmenten (12) aufweist, die in eine Öffnungsposition und in eine Schließposition bringbar sind, wobei die Mantelfläche in der Schließposition der Segmente (12) geschlossen ist, sodass die Leiteinrichtung (10) einen Durchfluss des Materials (4) nur entlang der Längsrichtung erlaubt und wobei die Mantelfläche in der Öffnungsposition der Segmente (12) wenigstens eine Öffnung aufweist.

Description

Titel
Vorrichtung und Verfahren zum Abführen eines aus dem Meeresgrund hervorquellenden Materials
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abführen eines aus dem Meeresgrund hervorquellenden Materials. Die Erfindung betrifft zudem ein entsprechendes Verfahren.
Eine gattungsgemäße Vorrichtung oder ein gattungsgemäßes Verfahren kann beispielsweise dann zum Einsatz kommen, wenn aus dem Meeresgrund ein Gas oder beispielsweise Öl austritt, das kontrolliert abgeführt werden muss. Insbesondere bei Defekten oder Unfällen bei Unterwasser- Tiefseebohrungen kann es dazu kommen, dass ein eigentlich zu fördernder Rohstoff, beispielsweise Erdöl oder Gas, unkontrolliert aus dem Meeresboden hervorquillt. Um hier Umweltkatastrophen zu verhindern ist es nötig, möglichst schnell, sauber und sicher das Öl- bzw. Gasleck abzudichten und gegebenenfalls herausquellendes Material abzuführen. In einigen Fällen kann es jedoch auch sinnvoll sein, auf natürliche Weise aus dem Meeresgrund hervorquellendes Material kontrolliert abzuführen.
Öl- und Gasvorkommen, die für die Nutzung des Rohstoffs angebohrt werden, liegen heute oftmals unterhalb des Meeresbodens, sodass die Erschließung derartiger Rohstoffvorkommen unter Wasser geschehen muss und entsprechend aufwändig, kompliziert und kostenintensiv ist. Soll nun beispielsweise ein Gasleck, bei dem beispielsweise Erdgas unkontrolliert aus dem Meeresboden austritt, gestopft und abgedichtet werden, kommt neben den Schwierigkeiten, die allein dadurch entstehen, dass ein entsprechendes Verfahren unter Wasser durchgeführt werden muss, hinzu, dass das Gas zumeist unter sehr großem Druck und daher mit großer Strömungsgeschwindigkeit aus dem Loch im Meeresboden austritt. Es ist somit nicht einfach möglich, eine Absaugglocke, einen Stutzen oder eine sonstige Absaugvorrichtung auf das Leck und das austretende Material aufzusetzen und das Material so kontrolliert abzuführen. Die große Strömungsgeschwindigkeit wird oftmals zudem dadurch noch erhöht, dass das austretende Gas eine geringere Dichte als das umgebende Meerwasser hat, sodass hier zusätzlich zu dem das Gas aus dem Leck herausdrückenden Druck ein weiterer Auftrieb entsteht, der die Austrittsgeschwindigkeit des Gases weiter erhöht.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Abführen eines aus dem Meeresgrund hervorquellenden Materials vorzuschlagen, das einfach, schnell und sicher durchführbar ist und zudem eine Weiterverwendung des ausgetretenen Materials erlaubt.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch eine gattungsgemäße Vorrichtung, die ein Außengehäuse und eine rohrförmige Leiteinrichtung aufweist, die eine Längsrichtung, eine Mantelfläche und eine Mehrzahl von Segmenten aufweist, die in eine Öffnungsposition und in eine Schließposition bringbar sind, wobei die Mantelfläche in der Schließposition der Segmente geschlossen ist, sodass die Leiteinrichtung einen Durchfluss des Materials nur entlang der Längsrichtung erlaubt und wobei die Mantelfläche in der Öffnungsposition der Segmente wenigstens eine Öffnung aufweist.
Das Außengehäuse der Vorrichtung ist beispielsweise glockenförmig ausgebildet und wird zum Abführen des aus dem Meeresgrund herausquellenden Materials mit einem unteren Rand auf dem Meeresboden aufge- setzt. Dabei wird das Außengehäuse so aufgesetzt, dass sich die Stelle des Meeresgrundes, aus der das Material hervorquillt, unterhalb des Außengehäuses befindet. Das aus dem Meeresgrund hervorquellende Material dringt folglich von Außen in das Außengehäuse der Vorrichtung ein und kann das Außengehäuse nahezu ungehindert nach oben verlassen. Ein Aufsetzen der Vorrichtung auf die Materialquelle im Meeresboden ist somit relativ unproblematisch möglich, da der große Druck, mit dem das Material aus dem Meeresboden hervorquillt, nicht oder nur zu einem relativ geringen Teil auf die Vorrichtung übertragen wird. Die Vorrichtung kann beispielsweise Ballasttanks oder andere Ballastbehälter aufweisen, die nach dem Aufsetzen des Außengehäuses auf den Meeresgrund mit einem Material befüllt werden, das eine besonders große Dichte hat. Hier sind beispielsweise Bitumen, Beton oder ähnliche Materialien denkbar. Damit wird erreicht, dass die Vorrichtung sicher auf dem Meeresgrund gehalten wird.
Im Inneren des Außengehäuses befindet sich die rohrförmige Leiteinrichtung, die eine Mehrzahl von Segmenten aufweist, die beim Aufsetzen des Außengehäuses auf den Meeresgrund in der Öffnungsposition sind. Auch die rohrförmige Leiteinrichtung verfügt über eine zum Meeresboden gerichtete und eine von Meeresboden weg gerichtete Öffnung. Zwischen diesen beiden Öffnungen befindet sich die Mantelfläche, die wenigstens eine Öffnung aufweist, da sich die Segmente beim Aufsetzen auf dem Meeresboden in der Öffnungsposition befinden. Die Leiteinrichtung setzt dem aus dem Meeresboden hervorquellenden Material folglich nur einen relativ geringen Strömungswiderstand entgegen, sodass auch nur eine relativ geringe Kraft durch das aus dem Meeresboden hervorquellende Material auf die Vorrichtung und insbesondere auf die Leiteinrichtung ausgeübt wird. Auch dies trägt dazu bei, dass die Vorrichtung relativ einfach auf dem Meeresgrund positioniert werden kann. Optimalerweise wird die Vorrichtung dabei so auf dem Meeresboden positioniert, dass die dem Meeresboden zugewandte Öffnung der Leiteinrichtung genau oberhalb der Materialquelle im Meeresboden angeordnet wird. Nachdem die Vorrichtung sicher am Meeresboden fixiert wurde, können die Segmente von der Öffnungsposition in die Schließposition gebracht werden. Dadurch wird die Mantelfläche der Leiteinrichtung geschlossen, sodass durch die Mantelfläche kein Material, das aus dem Meeresboden herausquillt, mehr austreten kann. Es ist folglich lediglich ein Durchfluss des Materials durch die Leiteinrichtung entlang der Längsrichtung, also von der dem Meeresboden zugewandten Öffnung zu der dem Meeresboden abgewandten Öffnung möglich. Dadurch wird der dem Material zur Verfügung stehende Strömungsquerschnitt deutlich verringert, was eine Erhöhung des Strömungswiderstandes und damit auch eine Erhöhung der auf die Vorrichtung wirkenden Kraft zur Folge hat. Gleichzeitig wird der Strom des aus dem Meeresboden strömenden Materials fokussiert und gebündelt und kann so relativ leicht abgeführt werden.
Vorteilhafterweise verfügt die Vorrichtung über eine Bodenfläche, die über wenigstens eine verschließbare Öffnung verfügt. In diesem Fall wird die Vorrichtung beim Aufsetzen auf dem Meeresgrund also nahezu vollflächig auf dem Meeresboden aufgesetzt. Insbesondere wenn die Stelle, aus der das Material herausquillt, einen größeren Durchmesser aufweist, als die dem Meeresboden zugewandte Öffnung der Leiteinrichtung, strömt auch im Bereich der Bodenfläche aus dem Meeresboden heraus. Damit diesem ein möglichst geringer Strömungsquerschnitt durch die Vorrichtung entgegengesetzt wird, verfügt die Bodenfläche über wenigstens eine Öffnung. Dabei wird der Strömungswiderstand reduziert, wenn die Anzahl der Öffnungen möglichst groß gewählt wird.
Nachdem die so ausgerüstete Vorrichtung auf dem Meeresboden und insbesondere auf der Materialquelle aufgesetzt und am Meeresboden fixiert wurde, können die verschließbaren Öffnungen gleichzeitig oder nachein- ander verschlossen werden. Dadurch wird zwar der Strömungswiderstand und damit auch die auf die Vorrichtung wirkende Kraft erhöht, das aus dem Meeresboden ausströmende Material muss jedoch unterhalb der Bodenfläche entlangströmen und muss somit zwangsläufig durch die dem Meeresboden zugewandte Öffnung der Leiteinrichtung in die Leiteinrichtung eintreten. Vorzugsweise befinden sich die Segmente der Leiteinrichtung in diesem Moment noch in der Öffnungsposition, sodass das von unten in die Leiteinrichtung hereinströmende Material auch durch die Mantelfläche die Leiteinrichtung verlassen kann. Anschließend wird, wie bereits beschrieben, die Mantelfläche der Leiteinrichtung geschlossen, indem die Segmente aus der Öffnungsposition in die Schließposition gebracht werden.
Mit einer derartigen Vorrichtung und dem beschriebenen Verfahren ist es folglich möglich, ein relativ großflächig aus dem Meeresboden herausquellendes Material zu fokussieren und durch einen relativ geringen Querschnitt strömen zu lassen, sodass ein kontrolliertes Abführen möglich wird.
Vorteilhafterweise weist die Bodenfläche wenigstens zwei Platten mit versetzt angeordneten Ausnehmungen auf, die zum Schließen der Öffnungen aneinander anlegbar sind und bei geöffneten Öffnungen einen Abstand voneinander aufweisen. Dies kann beispielsweise in Form von zwei parallelen Platten erreicht werden, die an unterschiedlichen Stellen Ausnehmungen aufweisen. Sofern die beiden Platten einen Abstand voneinander aufweisen, kann das aus dem Meeresboden herausquellende Material durch die Ausnehmungen der ersten Platte und anschließend durch die versetzt dazu angeordneten Ausnehmungen der zweiten Platte hindurch in das Außengehäuse der Vorrichtung hineinströmen. Sollen die Öffnungen in der Bodenfläche geschlossen werden, werden die beiden Platten aufeinander zu bewegt, bis sie aneinander anliegen. In diesem Moment wird ein Durchströmen der Bodenfläche von dem Material wirksam verhindert. Das Material muss folglich an der dem Meeresboden zugewandten Seite der Bodenfläche entlangströmen, bis es in die dem Meeresboden zugewandte Öffnung der Leiteinrichtung einströmen kann.
Als besonders vorteilhaft hat sich dabei herausgestellt, wenn die Bodenfläche mehrere nebeneinander angeordnete Bodensegmente aufweist, zwischen denen Dichtelemente angeordnet sind. Dies bedeutet, dass die Bodenfläche nicht aus einem einzelnen Element sondern aus mehreren Bodensegmenten besteht, die insbesondere gelenkig aneinander angeordnet und mit zwischen ihnen angeordneten Dichtelementen versehen sind. Dadurch kann insbesondere einem nicht ganz ebenen Meeresboden Rechnung getragen werden, ohne dass die Funktionsweise der Vorrichtung beeinträchtig würde. Jedes der Bodensegmente kann dabei über wenigstens eine verschließbare Öffnung aufweisen, die wie bereits beschrieben ausgebildet sein können.
Um die Vorrichtung am Meeresgrund möglichst sicher verankern zu können, verfügt die Vorrichtung vorteilhafterweise über wenigstens eine Verankerungsvorrichtung. Diese kann in Form von Ankern, Haken oder großen dornartigen Vorsprüngen ausgebildet sein, die in den Meeresboden eingreifen. Dabei können sie beispielsweise durch eine Erhöhung des Gewichts der Vorrichtung in den Meeresboden eingedrückt werden. Natürlich sind auch andere Möglichkeiten der Verankerung denkbar. Zudem können unterschiedliche Verankerungsmöglichkeiten miteinander kombiniert werden. Um insbesondere eine Verschiebung der Vorrichtung parallel zum Meeresboden nach dem Aufsetzen auf den Meeresboden zu verhindern, kann es sinnvoll sein, die Bodenfläche an der Unterseite mit Noppen oder Vorsprüngen auszustatten, die in den Meeresboden eingreifen und so eine Verschiebung relativ zum Meeresboden verhindern können.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung verfügt die Vorrichtung über wenigsten eine Rüttelvorrichtung zum Bearbeiten des Meeresgrundes. Dies ist insbesondere für den Fall von Vorteil, dass der Meeres- boden insbesondere an den Positionen, an denen die Verankerungselemente am Meeresboden befestigt werden sollen, sehr uneben oder besonders locker ist. Durch die an der Vorrichtung angeordnete Rüttelvorrichtung kann der Meeresboden dabei so bearbeitet werden, dass die Verankerungselemente oder ein sonstiges Bauteil der Vorrichtung, beispielsweise das Außengehäuse, sicher am Meeresboden befestigt werden kann.
Vorteilhafterweise weist die Vorrichtung ein Absaugelement, insbesondere einen Schlauch, auf, an das dem Meeresboden abgewandte Ende der Leiteinrichtung montierbar ist, wenn sich die Segmente in der Schließstellung befinden. Damit ist eine besonders einfache, saubere und sichere Abführung des aus dem Meeresboden hervorgequollenen Materials möglich.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Außengehäuse einen Durchmesser auf, der zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert vorzugsweise stufenlos verstellbar ist. Damit ist die Vorrichtung für unterschiedlich große Austrittsquellen von Material aus dem Meeresboden einsetzbar. Innerhalb des verstellbaren Bereichs des Durchmessers des Außengehäuses kann so gewährleistet werden, dass das Außengehäuse in einem Kontaktbereich auf dem Meeresboden aufgesetzt wird, der die Austrittsquelle vollständig umgibt. Dadurch wird der dem austretenden Material durch die Vorrichtung während des Aufsetzens entgegen gesetzte Strömungswiderstand reduziert und somit die Vorrichtung einfacher auf den Meeresboden aufsetzbar.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Abführen eines aus dem Meeresgrund hervorquellenden Material weist dabei die folgenden Schritte auf: a) Absenken einer oben beschriebenen Vorrichtung auf den Meeresgrund, sodass sich das Außengehäuse über einer Stelle des Mee- resgrundes befindet, aus der das Material hervorquillt, wobei sich die Segmente in der Öffnungsposition befinden, b) Abdichten eines Kontaktes zwischen dem Außengehäuse und dem Meeresgrund, und c) Bringen der Segmente in die Schließstellung, sodass das Material durch die Leiteinrichtung abgeführt wird.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens sind die Öffnungen in der Bodenfläche der Vorrichtung beim Absenken der Vorrichtung auf den Meeresgrund geöffnet und werden geschlossen, bevor die Segmente in die Schließstellung gebracht werden. Das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip liegt darin, beim Absenken der Vorrichtung auf den Meeresboden in eine Stellung, in der die Austrittsquelle im Meeresboden vollständig von der Vorrichtung überdeckt wird, dem ausströmenden Medium möglichst wenig Strömungswiderstand entgegen zu setzen und erst nach dem sicheren Fixieren der Vorrichtung auf dem Meeresboden und nach dem Abdichten des Kontaktes zwischen dem Außengehäuse und dem Meeresgrund die dem ausströmenden Medium zur Verfügung stehenden Fläche, durch die das Medium nach oben strömen kann, nach und nach zu verringern und so zwar den Strömungswiderstand Schritt für Schritt zu erhöhen, das austretende Medium jedoch zu fokussieren und so eine leichtere Abführung zu gewährleisten.
Mit Hilfe einer Zeichnung wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung näher erläutert. Es zeigt:
Figur 1 - die schematische Schnittdarstellung durch eine Vorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung während des Absenkens auf den Meeresboden,
Figur 2 - eine schematische Schnittdarstellung durch die Vorrichtung aus Figur 1 nach dem Durchführen des Verfahrens gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Figur 3 - die schematische Schnittdarstellung durch eine Vorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Figur 4 - eine schematische Schnittdarstellung durch die Vorrichtung aus Figur 3 nach dem Aufsetzen der Vorrichtung auf dem Meeresboden,
Figur 5 - die Darstellung aus Figur 4 nach dem Ausführen des Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
Figur 6 - eine schematische Schnittdarstellung auf eine Vorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einer Draufsicht,
Figur 7 - eine Draufsicht auf eine Vorrichtung gemäß einem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, Figur 8 - die schematische Darstellung eines Bauteils einer
Vorrichtung, Figur 9 - eine weitere schematische Schnittdarstellung durch eine Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Figur 10 - die schematische Darstellung eines Ausschnittes aus der
Schnittdarstellung einer Vorrichtung,
Figur 11 - die Darstellung eines Segmentes und Figur 12a - c - die Schnittdarstellung durch eine Leiteinrichtung einer
Vorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Figur 1 zeigt eine Vorrichtung 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, die auf einen Meeresgrund 2 abgesenkt wird. Aus dem Meeresgrund 2 tritt Material 4 aus, was in Form durchgezogener Linien in Figur 1 dargestellt ist.
Die Vorrichtung 1 verfügt über ein Außengehäuse 6, an dessen Unterseite sich eine Verankerungsvorrichtung 8 befindet. Diese wird im in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel in den Meeresgrund 2 eingedrückt und arretiert so die Vorrichtung 1 am Meeresgrund 2.
Innerhalb des Außengehäuses 6 befindet sich eine Leiteinrichtung 10, deren Längsrichtung sich im in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel von oben nach unten erstreckt. Man erkennt, dass die Leiteinrichtung 10 eine Mehrzahl von Segmenten 12 aufweist, die sich im in Figur 1 gezeigten Zustand in einer Öffnungsposition befinden. Material 4 tritt durch eine Mantelfläche der Leiteinrichtung 10, die im vorliegenden Beispiel durch die Segmente 12 gebildet wird, hindurch aus der Leiteinrichtung 10 aus.
An der Unterseite der Vorrichtung 1 befindet sich eine Bodenfläche 14, die auf den Meeresgrund 2 aufgesetzt werden soll. In der Mitte befindet sich eine Einströmöffnung 16, durch die das Material 4 in die Leiteinrichtung 10 eindringen kann. Im in Figur 1 gezeigten Zustand strömt ein Teil des Materials 4 außen an der Bodenfläche 14 vorbei und dringt in das Außengehäuse 6 ein. Das gesamte in das Außengehäuse 6 eindringende Material kann nach oben durch eine Austrittsöffnung 18 die Vorrichtung 1 verlassen. An dieser Stelle könnte auch ein großer Absaugstutzen oder eine sonstige Aufnahmeeinrichtung für an dieser Stelle austretendes Material 4 angeordnet sein.
An der dem Meeresgrund 2 abgewandten Seite der Leiteinrichtung 10 befindet sich ein Absaugelement 20, durch das das Material 4, das durch die Leiteinrichtung 10 hindurchströmt, abgeführt wird. Die einzelnen Segmente 12 sind über Betätigungselemente 22, von denen jeweils zwei für das rechte und linke Segment 12 gezeigt sind, aus der in Figur 1 gezeigten Öffnungsposition in die Schließposition bringbar.
Figur 2 zeigt die Vorrichtung 1 aus Figur 1 nachdem sie auf den Meeresgrund 2 aufgesetzt wurde und das Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung durchgeführt wurde. Man erkennt, dass die Verankerungsvorrichtungen 8 in den Meeresgrund 2 eingedrückt sind und so eine Arretierung der Vorrichtung 1 am Meeresgrund 2 bewirken. Das Material 4, das aus dem Meeresgrund 2 ausströmt, kann nur noch durch die Einströmöffnung 16 in das Außengehäuse 6 und damit in die Vorrichtung 1 eindringen. Im in Figur 2 gezeigten Zustand befinden sich die Segmente 12 in der Schließstellung, sodass kein Material 4 durch die Mantelfläche der Leiteinrichtung 10 austreten kann. Man erkennt zudem, dass sämtliches Material 4, dass durch die Einströmöffnung 16 in die Leiteinrichtung 10 gelangt, diese nach oben verlässt und durch das Absaugelement 22 abgeführt wird. Die Bodenfläche 14 liegt am Meeresgrund 2 an und führt so zu einer Abdichtung, sodass ein seitliches Eintreten von Material 4 in das Außengehäuse 6 verhindert wird.
Sowohl in Figur 1 als auch in Figur 2 sind eine Mehrzahl von längenverstellbaren Stützelementen 24 dargestellt, die unterschiedliche Aufgaben haben. Einige der Stützelemente 24 sind mit der jeweiligen Bodenfläche 14 verbunden. Man erkennt, dass die Bodenfläche 14 aus wenigstens zwei Bodensegmenten 26 besteht, die jeweils mit mindestens zwei Stützelementen 24 verbunden sind. Auf diese Weise kann einem unebenen Meeresgrund 2 Rechnung getragen werden. So ist es beispielsweise möglich, die einzelnen Bodensegmente 26 gegebenenfalls sogar getrennt voneinander leicht anzuheben, abzusenken oder abzuschrägen, um selbst bei auf dem Meeresgrund 2 aufgesetztem Außengehäuse 6 eine optimale Anpassung an einen unebenen Meeresgrund 2 zu erreichen. Andere Stützelemente 24 und insbesondere auch die Betätigungselemente 22 sind ebenfalls längenverstellbar ausgebildet, um einen Durchmesser des Außengehäuses 6 verändern zu können. Damit kann unterschiedlichen Durchmessern von Austrittsquellen, durch die Material 4 aus dem Meeresgrund 2 austritt, Rechnung getragen werden.
Figur 3 zeigt die schematische Schnittdarstellung durch eine Vorrichtung 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Auch hier befindet sich im unteren Bereich die Bodenfläche 14, die wiederum wenigstens zwei gezeigten Bodensegmenten 26 aufweist. Zwischen den Bodensegmenten 26 befindet sich die Einströmöffnung 16, oberhalb derer sich die Leiteinrichtung 10 anschließt. Die Betätigungselemente 22, mit denen die Segmente 12 der Leiteinrichtung 10 aus der Öffnungsposition in die Schließposition und umgekehrt bringbar sind, sind im vorliegenden Beispiel als Kegelzahnräder ausgebildet. Man erkennt, dass die Bodensegmente 26 aus jeweils zwei übereinander angeordneten Plat- ten 28 bestehen, die an unterschiedlichen Stellung Ausnehmungen 30 aufweisen, durch die Material 4 aus dem Meeresgrund 2, der in Figur 3 nicht dargestellt ist, hindurchströmen kann. Über Betätigungselemente 32 können die jeweils übereinanderliegenden Platten 28 voneinander beabstandet oder aneinander angelegt werden. Dadurch, dass ein Ende der Betätigungselemente 32 in dafür vorgesehenen Langlöchern 34 verläuft, kann zudem die jeweils obere Platte 28 relativ zur jeweils unteren Platte 28 verschoben werden, was auch eine Verschiebung der Leiteinrichtung 10 relativ zur Einströmöffnung 16 zur Folge hat. Damit kann nach dem Aufsetzen der Vorrichtung 1 auf dem Meeresgrund 2 die tatsächliche Position der Leiteinrichtung 10 nachträglich justiert werden.
Figur 4 zeigt die Vorrichtung 1 gemäß Figur 3 nach dem Aufsetzen auf den Meeresgrund 2. Man erkennt zum einen, dass verglichen mit den Figuren 1 und 2 das Material 4 großflächig aus dem Meeresgrund 2 austritt. Die jeweils unteren Platten 28 liegen vollflächig am Meeresgrund 2 an, erlauben jedoch durch die vorgesehenen Ausnehmungen 30, dass das Material 4 durch diese Ausnehmungen 30 hindurchtritt und, da die beiden übereinanderliegenden Platten 28 jeweils voneinander beanstandet angeordnet sind, auch durch Ausnehmungen 30 in der jeweils oberen Platte 28 hindurchtritt. Die Öffnungen in der Bodenfläche 14 sind somit geöffnet.
Ein Teil des Materials 4 tritt jedoch auch durch die Leiteinrichtung 10 hindurch, die im gezeigten Zustand aufgeweitet ausgebildet ist, da die einzelnen Segmente 12 nach jeweils Außen verkippt sind. Dabei kommt die Kegelfläche der einzelnen Kegelzahnräder, die als Betätigungselement 22 fungieren mit dafür an der Außenseite der Segmente 12 vorgesehenen Zahnreihen in Kontakt.
Figur 5 zeigt die Situation, nachdem das Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung durchgeführt wurde. Die jeweils übereinander angeordneten Platten 28 der Bodenfläche 14 liegen nun an- einander an und verhindern so durch die versetzte Anordnung Ausnehmungen 30, dass an diesen Stellen Material 4 vom Meeresgrund 2 in die Vorrichtung 1 eindringen kann. Dies ist lediglich durch die Einströmöffnung 16 bzw. in diesem Bereich angeordnete Ausnehmungen 30 möglich. Die Öffnungen in der Bodenfläche 14 sind somit geschlossen. Das Material 4 tritt in diesem Bereich in die Leiteinrichtung 10 ein. Die einzelnen Segmente 12 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel wieder in die senkrechte Position gekippt und in die Schließposition gebracht worden, wozu die Betätigungselemente 22 verwendet worden.
Figur 6 zeigt eine schematische Schnittdarstellung in einer Ebene parallel zum Meeresboden 2. Man erkennt vier viertelkreisförmige Bodensegmente 26. In der Mitte befindet sich die Einströmöffnung 16 die von vier Segmenten 12 umgeben wird. Diese können über die Betätigungselemente 22 von der Schließ- in die Öffnungsposition und umgekehrt gebracht werden.
Der äußerste Ring wird gebildet durch das Außengehäuse 6, das über unterschiedliche Stützelemente 24 mit den übrigen Bauteilen verbunden ist. Auch hier sind die Stützelemente 24 längenverschieblich ausgebildet, um so den Durchmesser des Außengehäuses 6 verändern zu können.
Figur 7 zeigt die Darstellung aus Figur 6 jedoch nicht in einer Schnittdarstellung sondern in einer Draufsicht. Das Außengehäuse 6 begrenzt die Vorrichtung nach außen, in der Mitte sind die vier Bodensegmente 26 und die Segmente 12 zu erkennen. Wie in Figur 6 befinden sich die Segmente 12 in der Öffnungsposition, sodass die Leiteinrichtung 10 keine geschlossene Mantelfläche aufweist. Dennoch ist an dem den Meeresboden abgewandten Ende der Leiteinrichtung 10 eine Anordnungsvorrichtung 36 dargestellt, an der ein Absaugelement 20, beispielsweise ein Schlauch, angeordnet werden kann. Dies ist durch die in Figur 7 gut zu erkennende Austrittsöffnung 18 sichtbar. Figur 8 zeigt die schematische Darstellung eines Haltegerüstes 38, in dem sich die Einströmöffnung 16 befindet. Um den Umfang des Haltegerüstes 38 befinden sich Verankerungsvorrichtungen 8, mit denen das Haltegerüst 38 am Meeresboden 2 verankert werden kann. Am oberen Ende des Haltegerüstes 38 sind Transportösen 40 angeordnet, an denen beispielsweise nicht dargestellte Hakenelemente befestigt werden können, sodass das Haltegerüst 38 in kontrollierter Weise auf dem Meeresboden abgesetzt und positioniert werden kann. An dem Haltegerüst 38 können weitere Bauteile, insbesondere die Segmente 12 befestigt werden. Auf diese Weise wird eine besonders gute Verankerung der an dem Haltegerüst 38 befestigten Bauelemente und Bauteile gewährleistet.
Figur 9 zeigt eine weitere Schnittdarstellung durch eine Vorrichtung 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Sie weist jedoch einige Unterschiede zu der beispielsweise in Figur 1 dargestellten Vorrichtung auf, auf die gesondert eingegangen werden soll. Innerhalb der Austrittsöffnung 18 befindet sich das Absaugelement 20, das an seinem unteren Enden ein erstes Kontaktelement 42 aufweist. Dieses kann mit einem zweiten Kontaktelement 44 verbunden werden, das oberhalb der Leiteinrichtung 0 angeordnet ist. Im in Figur 9 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die beiden Kontaktelemente 42, 44 noch nicht miteinander verbunden.
Die Leiteinrichtung selbst besteht wieder aus mehreren Segmenten 12, die durch Betätigungselemente 22 aus einer geschlossenen in eine geöffnete Position und umgekehrt bringbar sind.
Die Bodenfläche 14 ist im Bereich um die Einströmöffnung 16 herum als großflächiges Element ausgebildet. Im Randbereich verfügt die Vorrichtung jedoch über Plattenelemente 46, zwischen denen sich Öffnungen befinden, sodass eine ausreichende Festigkeit und Stabilität der Vorrichtung 1 am Meeresboden 2 gewährleistet wird und gleichzeitig das aus dem Meeresboden 2 ausströmende Material, das in Figur 9 nicht dargestellt ist, an mehreren unterschiedlichen Positionen in die Vorrichtung 1 eindringen kann.
In den äußeren Randbereichen der Vorrichtung sind zusätzlich Verankerungsvorrichtungen 8 angeordnet, die für eine weitere Stabilisierung der Vorrichtung am Meeresboden 2 sorgen.
Die in Figur 9 dargestellte Vorrichtung verfügt zudem über Auftriebstanks 48, die mit Luft oder Wasser gefüllt werden können und so den Auftrieb der Vorrichtung 1 regulieren. Damit kann sichergestellt werden, dass die Vorrichtung 1 gerade auf den Meeresboden 2 absinkt und durch Einblasen weiterer Luft auch das Wiederauftauchen der Vorrichtung 2 nach getaner Arbeit initiiert werden.
Figur 10 zeigt die schematische Darstellung eines Ausschnittes aus einer Vorrichtung 1. Man erkennt die Bodenfläche 14, die an einem Radial inneren Ende einen Befestigungsdorn 50 aufweist. Oberhalb der eigentlichen Bodenfläche 14 befinden sich Beschwerungselemente 52, durch die ein Druck auf die Bodenfläche 14 ausgeübt und diese so in den Meeresboden eingedrückt werden kann. Zudem sind die Betätigungselemente 22, die Einströmöffnung 16 sowie zwei Plattenelemente 46 angedeutet.
An der Unterseite der Beschwerungselemente 52 ist eine Dichtmasse 62 angeordnet. Diese ist bereits in den Figuren 3, 4 und 5 in Form dicker Stricke dargestellt und weist eine Konsistenz auf, die es ihr ermöglicht, in gegebenenfalls vorhandene Hohlräume einzudringen. Dadurch wird nicht nur eine Abdichtung der entsprechenden Hohlräume gewährleistet, sondern die Hohlräume werden gefüllt, so dass sich kein beispielsweise von unten einströmendes Gas in den Hohlräumen sammeln kann. Dies hätte einen erhöhten Auftrieb auf die Vorrichtung zur Folge, die eine sichere Halterung der Vorrichtung am Meeresboden erschweren würde. Die Bodenfläche 14 weist in Figur 10 mehrere Vorrichtungen und Vorkehrungen auf, um eine möglichst gute Anpassung und Anordnung am Meeresboden zu erlauben. So kann an unterschiedlichen Stellen der Bodenfläche 14 eine Querschnittsverringerung 64 vorgesehen sein. Auf diese Weise wird die Elastizität der Bodenfläche 4, die beispielsweise aus einem Metall besteht, an dieser Stelle erhöht, so dass die Bodenfläche 14 gegebenenfalls vorhandenen Unebenheiten im Meeresboden besser folgen kann. Aus dem gleichen Grund ist in Figur 10 beispielsweise auch ein Gelenk 66 dargestellt, wodurch erreicht wird, dass sich die Anteile der Bodenfläche 14, die sich rechts und links des Gelenks 66 befinden, gegeneinander bewegen können, so dass hier eine optimale Anpassung an den Meeresboden erreicht wird.
Zudem ist in der Bodenfläche 14 eine Rütteleinrichtung 68 angeordnet, die durch eine rotierbare Unwucht realisiert wird. Dadurch ist es zum einen möglich, den Befestigungsdorn 50 und gegebenenfalls vorhandene weitere Befestigungselemente in den Meeresboden einzubringen und gleichzeitig den sich unter der Bodenfläche befindenden Meeresboden zu verdichten.
Figur 11 zeigt ein Segment 12, wie sie für eine Leiteinrichtung 10 einer Vorrichtung 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Im Inneren des Segmentes 12 verlaufen Bohrungen 54, die einerseits das Gewicht des Segmentes 12 reduzieren und andererseits Beispielsweise als Heiz- oder Kühlleitung verwendet werden können. In der Oberfläche des Segmentes 12 verlaufen zudem Führungsschienen 56, in denen nicht dargestellte Werkzeuge verfahren werden können, um diese beispielsweise an der benötigen Position zu arretieren. Auch am Segment 12 sind Transportösen 40 angeordnet, die einerseits zum Transport der Segmente 12 dienen und andererseits auch als Angriffspunkt für Betätigungselemente 22 verwendet werden können. Die Figuren 12a bis 12c zeigen in einer Schnittdarstellung unterschiedliche Querschnitte von Leiteinrichtungen 10, die im gezeigten Ausführungsbeispiel aus jeweils vier Segmenten 12 bestehen. Die einzelnen Segmente können dabei beispielsweise um eine Schwenkachse, die senkrecht zur Zeichenebene verläuft, gedreht werden und so aus einer geöffneten in eine geschlossene Position und umgekehrt gebracht werden. Insbesondere bei der Variante, die in Figur 12b dargestellt ist, bei der die Leiteinrichtung 10 aus vier plattenförmigen Segmenten 2 besteht, sind zwischen den einzelnen Segmenten 12 Dichtelemente 58 dargestellt, die dafür sorgen, dass die Leiteinrichtung 10 im geschlossenen Zustand dicht ist, sodass kein Material 4, das aus dem Meeresboden 2 ausströmt, die Leiteinrichtung 10 in einer nicht gewünschten Richtung verlassen kann.
Insbesondere in der unteren Darstellung von Figur 12b wird ein Vorteil dieser Ausführungsform deutlich. Werden beispielsweise aufgrund externer Krafteinwirkung oder durch andere Notwendigkeiten, wie beispielsweise der speziellen Form des Meeresbodens oder aufgrund anderer Gründe die einzelnen Segmente 12 nicht in ihrer optimalen Position, die in Figur 12b im oberen Teil dargestellt ist, angeordnet, sorgen die Dichtelemente 58 dennoch für eine dichte Verbindung und stellen die Funktionalität der Vorrichtung sicher.
Figur 12c zeigt eine weitere Möglichkeit, vier Segmente 12 zu einer Leiteinrichtung 10 zu kombinieren, wobei zwischen jeweils zwei benachbarten Segmenten 12 eine Dichtfläche 60 vorgesehen ist. Bezugszeichenliste
1 Vorrichtung 40 Transportöse
2 Meeresgrund 42 erstes Kontaktelement
4 Material 44 zweites Kontaktelement
6 Außengehäuse 46 Plattenelement
8 Verankerungsvorrichtung 48 Auftriebstank
10 Leiteinrichtung 50 Befestig ungsdorn
12 Segment 52 Beschwerungselement
14 Bodenfläche 54 Bohrung
16 Einströmöffnung 56 Führungsschiene
18 Austrittsöffnung 58 Dichtelement
20 Absaugelement 60 Dichtfläche
22 Betätigungselement 62 Dichtmasse
24 Stützelement 64 Querschnittsreinigung
26 Bodensegment 66 Gelenk
28 Platte 68 Rütteleinrichtung
30 Ausnehmung
32 Betätigungselement
34 Langloch
36 Anordnungsvorrichtung
38 Haltegerüst

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (1) zum Abführen eines aus dem Meeresgrund (2) hervorquellenden Materials (4), die
ein Außengehäuse (6) und
eine rohrförmige Leiteinrichtung (10) aufweist, die
- eine Längsrichtung,
- eine Mantelfläche und
- eine Mehrzahl von Segmenten (12) aufweist, die
- in eine Öffnungsposition und in eine Schließposition bringbar
sind,
wobei die Mantelfläche in der Schließposition der Segmente (12) geschlossen ist, sodass die Leiteinrichtung ( 0) einen Durchfluss des Materials (4) nur entlang der Längsrichtung erlaubt und
wobei die Mantelfläche in der Öffnungsposition der Segmente (12) wenigstens eine Öffnung aufweist.
2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine Bodenfläche (14) mit wenigstens einer verschließbaren Öffnung aufweist.
3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenfläche (14) wenigstens zwei Platten (28) mit versetzt angeordneten Ausnehmungen (30) aufweist, wobei die Platten (28) zum Schließen der Öffnungen aneinander anlegbar sind und bei geöffneten Öffnungen einen Abstand voneinander aufweisen.
4. Vorrichtung (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenfläche (14) mehrere nebeneinander angeordnete Bodensegmente (26) aufweist, zwischen denen Dichtelemente angeordnet sind.
5. Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) wenigstens eine Verankerungsvorrichtung (8) zum Verankern der Vorrichtung (1) am Meeresgrund (2) aufweist.
6. Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) wenigstens eine Rüttelvorrichtung zum Bearbeiten des Meeresgrundes (2) aufweist.
7. Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) ein Absaugelement (20), insbesondere einen Schlauch, aufweist, der an ein dem Meeresboden (2) abgewandtes Ende der Leiteinrichtung (10) montierbar ist, wenn sich die Segmente ( 2) in der Schließstellung befinden.
8. Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Außengehäuse (6) einen Durchmesser aufweist, der zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert vorzugsweise stufenlos verstellbar ist.
9. Verfahren zum Abführen eines aus dem Meeresgrund (2) hervorquellenden Materials (4) wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: a) Absenken einer Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche auf den Meeresgrund (2), sodass sich das Außengehäuse (6) über einer Stelle des Meeresgrun- des (2) befindet, aus der das Material (4) hervorquellt, wobei sich die Segmente (12) in der Öffnungsposition befinden,
b) Abdichten eines Kontaktes zwischen dem Außengehäuse (6) und dem Meeresgrund (2),
c) Bringen der Segmente (12) in die Schließstellung, sodass das Material (4) durch die Leiteinrichtung (10) abgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (30) in der Bodenfläche (14) der Vorrichtung (1) beim Absenken der Vorrichtung (1) auf den Meeresgrund (2) geöffnet sind und geschlossen werden, bevor die Segmente (12) in die Schließstellung gebracht werden.
PCT/EP2014/000546 2013-03-05 2014-03-04 Vorrichtung und verfahren zum abführen eines aus dem meeresgrund hervorquellenden materials WO2014135267A1 (de)

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