EP1459976A1 - Verfahren sowie Anordnung zum Bergen von umweltschädlichen Flüssigkeiten - Google Patents

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EP1459976A1
EP1459976A1 EP03405475A EP03405475A EP1459976A1 EP 1459976 A1 EP1459976 A1 EP 1459976A1 EP 03405475 A EP03405475 A EP 03405475A EP 03405475 A EP03405475 A EP 03405475A EP 1459976 A1 EP1459976 A1 EP 1459976A1
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EP
European Patent Office
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liquid
water
recovered
pump device
container
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EP03405475A
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English (en)
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EP1459976B1 (de
Inventor
Adrian Peterhans
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Buss AG
Original Assignee
Coperion Buss AG
Buss Compounding Systems AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63C—LAUNCHING, HAULING-OUT, OR DRY-DOCKING OF VESSELS; LIFE-SAVING IN WATER; EQUIPMENT FOR DWELLING OR WORKING UNDER WATER; MEANS FOR SALVAGING OR SEARCHING FOR UNDERWATER OBJECTS
    • B63C11/00—Equipment for dwelling or working underwater; Means for searching for underwater objects
    • B63C11/34—Diving chambers with mechanical link, e.g. cable, to a base
    • B63C11/36—Diving chambers with mechanical link, e.g. cable, to a base of closed type
    • B63C11/42—Diving chambers with mechanical link, e.g. cable, to a base of closed type with independent propulsion or direction control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B35/32—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for for collecting pollution from open water
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63C—LAUNCHING, HAULING-OUT, OR DRY-DOCKING OF VESSELS; LIFE-SAVING IN WATER; EQUIPMENT FOR DWELLING OR WORKING UNDER WATER; MEANS FOR SALVAGING OR SEARCHING FOR UNDERWATER OBJECTS
    • B63C7/00—Salvaging of disabled, stranded, or sunken vessels; Salvaging of vessel parts or furnishings, e.g. of safes; Salvaging of other underwater objects
    • B63C7/006—Emptying the contents of sunken, stranded, or disabled vessels, e.g. by engaging the vessel; Underwater collecting of buoyant contents, such as liquid, particulate or gaseous contents, escaping from sunken vessels, e.g. using funnels, or tents for recovery of escaping hydrocarbons

Definitions

  • the invention relates to a method for recovering liquids which are hazardous to the environment according to the preamble of claim 1 and a device for carrying out the method according to the preamble of claim 16.
  • a possible scenario with regard to the problem to be addressed here is that a tanker loaded with crude oil leaks and sinks to the bottom. Crude oil then escapes from the tanker, which rises to the surface of the water and pollutes the environment.
  • Various methods and devices are known for recovering this crude oil from the water surface, but all of them have disadvantages or can only be used under certain conditions and under certain meteorological conditions.
  • previous salvage methods provide for fixed installations such as pipes between the leakage point and the pump, which are to be brought down to a sea depth of up to 3500 m.
  • Such fixed installations involve a danger to the environment, especially in high seas.
  • such fixed installations have to be adapted to the respective local conditions at the accident site, which requires a correspondingly long preparation and installation time.
  • previous technologies provide for the thinning of the medium to be recovered using suitable thinners or solvents.
  • the supply of such auxiliary materials requires additional infrastructure and additional installations, which is associated with additional expenditure of time and additional environmental risk.
  • the disposal of such diluted media or the removal of the auxiliary material after the rescue is an additional environmental burden.
  • the object of the invention is now to propose a method for recovering liquids which are hazardous to the environment or which can be converted into a pumpable state, with which the liquid to be recovered can be recovered quickly, safely, efficiently and under a wide variety of conditions.
  • the basic idea of the invention is to bring a pump device provided for recovering the liquid to the liquid to be recovered or to the hollow body containing the liquid to be recovered and, depending on its viscosity, either to pump it directly or to liquefy it first and then to pump it out and to convey into a container. In this way, the liquid that is hazardous to the environment can be recovered quickly and an immediate danger to the environment can be largely avoided. Once the liquid has been recovered, it can then be disposed of, processed or processed in a suitable location without time pressure.
  • Another object of the invention is to propose an arrangement which is advantageously suitable for carrying out the method.
  • an arrangement is defined in claim 16, which comprises at least one pump device for pumping the liquid to be recovered.
  • the pump device is provided with control and drive means for maneuvering on the water surface or in the water.
  • Such a pumping device can be brought specifically to the liquid to be recovered and the latter can be pumped out.
  • the arrangement for recovering the crude oil comprises a number of pumping devices A1, A2, A3, A4, A5, A6 and a recovery ship B.
  • the respective pump device A1, A2, A3, A4, A5, A6 comprises a pump device 10, 20, 30, 40, 50, 60 provided with a pressure tank 11, 21, 31, 41, 51, 61.
  • a pump is arranged, which cannot be seen from this illustration.
  • the one pump device A3 is additionally combined with a device 5 for changing the rheology of the liquid, in particular for liquefying highly viscous to structurally viscous liquids, the structure and mode of operation of which will be explained in more detail below.
  • the pressure tank 11, 21, 31, 41, 51, 61 of each pump device 10, 20, 30, 40, 50, 60 is designed such that it withstands a pressure of up to 400 bar, corresponding to a water depth of 4000 meters.
  • the respective pressure tank 11, 21, 31, 41, 51 is provided on one side with an inlet flange 12, 22, 32, 42, 52 and on the opposite side with an outlet flange 13, 23, 33, 43, 53.
  • the pump for conveying the liquid is arranged between these two flanges in the interior of the pressure tank 11, 21, 31, 41, 51.
  • a balloon-like, expandable container 16, 26, 36, 46 is arranged on the outlet flange 13, 23, 33, 43 and is used to hold a large amount of pumped-out liquid, for example up to to 100m 3 .
  • This unfoldable container 16, 26, 36, 46 is made of a synthetic, flexible, oil-tight and oil-resistant fabric, which is provided on the outside with a waterproof coating. Instead of unfoldable containers, dimensionally stable containers can be used, which are flooded with water before the dive.
  • each pump device 10 is provided with at least one camera 15, with control and drive means 14 for maneuvering in the water, with control instruments and with lighting, the elements mentioned being only partially indicated or not at all.
  • the respective pumping device 10, 20, 30, 40, 50 is connected to the recovery ship B via a control and energy cable 18, 28, 38, 48, 58 and can be navigated remotely similar to a submarine.
  • the pump devices 10, 20, 30, 40, 50 are also provided with means which enable a tight docking and locking on the hollow body from which the liquid is to be recovered or pumped out.
  • funnels or sniffing funnels are provided, which can be attached to the inlet flange 12, 22, 32, 42, 52 of the pumping device 10, 20, 30, 40, 50 and the suction and suction of oil from the water surface to the said surface Serve depths down to 4000 meters.
  • the pump device A6 is provided with such a schematically illustrated sniffer funnel 70.
  • Such a sniffer funnel 70 can also be used in particular if the leak is very large or is not directly accessible.
  • the sniffer funnel can also be used, in particular, to capture liquid or crude oil strands floating or rising in the water.
  • a diameter-adjustable mechanism for example in the form of an aperture, is preferably provided between the sniffer funnel and the subsequent pump, co-kneader or screw extruder, which mechanism can be adapted to the size of the strand to be pumped out, so that water is sucked in Minimum can be reduced.
  • the one pump device A3 is provided with a device 5 for liquefying highly viscous to pseudoplastic liquids, so that they can then be pumped.
  • This device 5 also has a pressure tank 6, which is provided with an inlet flange 7 and an outlet flange 8.
  • the device is preferably also provided with control and drive means 9 for maneuvering in water, with control instruments, with lighting and with means for docking and locking to the respective container.
  • the device 5 is connected to the recovery ship via a control and power cable 68.
  • a continuously operating melt mixer kneader is arranged in the interior of the pressure tank 6 and is designed, for example, as a screw extruder.
  • Melt mixer kneaders of the type in question here are known in specialist circles in particular also under the term Buss KO-KNETER® and are used, for example, in the chemical and plastics processing industries to heat materials to such an extent by the kneading process and the introduction of mechanical shear energy, that a viscous melt is created that can be pumped using suitable pumps. With kneaders of the generic type, even elastic materials can be heated to such an extent that they can be pumped.
  • a pump device 30 is connected to the outlet flange 8 of the pressure tank 6.
  • the liquid can also be heated by introducing thermal energy, for example by means of a continuous-flow heater.
  • thermal energy for example by means of a continuous-flow heater.
  • chemical additives to liquefy the highly viscous or pseudoplastic liquid is also conceivable.
  • this variant has the disadvantage that the additive to be introduced into the hollow body itself poses a risk to the environment.
  • the salvage ship B is first driven to the location of the accident or the sunken tanker T. Thereafter, at least one pumping device 10 provided with a deployable container 16 is let into the water. This pumping device 10 is remotely controlled to the sunken tanker T via the energy and data cable. When the tanker T arrives, the pumping device is docked on the tank 1 to be emptied, as is represented by the pumping device 20. It should be mentioned that the pump device 20 was also maneuvered towards the tank 1 by means of its drive means 24. Docking can take place either at a flange 2 provided for this purpose or at another location, in particular at an existing leak or in the Area of the same.
  • the pump device 20 is connected to the interior of the tank 1 via a recess or opening after the docking. Since crude oil is lighter than water, the pumping device 20 is advantageously coupled to the upward-facing side of the tank 1 in the region of the highest point at an opening, so that at most water flowing into or flowing into the tank does not pump the crude oil floating on top influenced the sense that water is pumped out instead of crude oil. As soon as the pumping device 20 is docked, the pumping of the liquid tank content can begin. The pumped crude oil is pumped into the deployable container 26. In order to support the pumping process, in particular when the tank 1 is not damaged or has leaked, a further pump device 50 is docked to the tank 1 at another point, preferably at a lower point.
  • This further pumping device 50 is operated in reverse mode in that it is docked with its outlet flange 53 on the tank 1, with the aim of specifically pumping water from the outside into the tank 1 in order to replace the pumped-off crude oil with water so that the tank from prevailing ambient pressure is not pressed in or compressed. Possibly. the tank 1 can also be pressurized or flushed by pumping in water.
  • the pumping device 20 is uncoupled and, together with the filled container 26, guided remotely to the water surface, as is done by the further pumping device 40 with a filled container 46 is indicated. At the surface of the water, the filled container can either be pumped out or hoisted onto the salvage ship B. Another option is to tow the container and tow it to a disposal location.
  • a new pump device provided with an empty, unfoldable container is coupled to the opening in the tank 1.
  • the pump device can be provided with a safety valve (not shown) be connected upstream, which closes the opening with the removal of the pumping device and prevents the crude oil from escaping.
  • a safety valve (not shown) be connected upstream, which closes the opening with the removal of the pumping device and prevents the crude oil from escaping.
  • the forced pumping of crude oil out of the tank 1 has the advantage that the leakage of the crude oil through the leak is largely stopped, particularly in the case of a leaked tank 1 in which the leak cannot be sealed, due to the underpressure that arises during pumping inside the tank.
  • dimensionally stable containers can also be used, which are flooded with water before the dive.
  • the crude oil pumped into the dimensionally stable container during the pumping process displaces the water.
  • this is provided in the lower region with at least one outlet through which the water, which is heavier than crude oil, can escape.
  • Means can be provided in the area of said outlet or outlets to prevent crude oil from escaping.
  • the device 5 for liquefying viscous, highly viscous or structurally viscous liquids is used by connecting it upstream of the pump device 30.
  • the pump device 30 can be connected to the device 5 before the dive, so that the pump device 30 and the device 5 dive down to the sunken tanker T and the device 5 with the input flange 7 is docked on the tank 1 to be emptied. Due to the differential pressure between the inside of the device 5 and the interior of the tank 1, the highly viscous crude oil is forcibly supplied to the device 5.
  • the highly viscous crude oil is liquefied in the melt mixer kneader of the device 5, so that it can be pumped into the deployable container 36 via the pump device 30.
  • the emptying of the tank 1 can be promoted by coupling one or more pump device (s) 50 operated in reverse mode to an opening on the tank 1, which leads to the aforementioned differential pressure between the interior of the tank 1 and the device 5, which causes the highly viscous crude oil to be forced into the device 5.
  • one or more pump device (s) 50 operated in reverse mode to an opening on the tank 1, which leads to the aforementioned differential pressure between the interior of the tank 1 and the device 5, which causes the highly viscous crude oil to be forced into the device 5.
  • This variant can be used, for example, when the tanker has sunk to the bottom at a deep point and is at a depth of several hundred to a few thousand meters. Since low temperatures of up to approx. 4 ° C prevail at such depths, the crude oil that is liquid and pumpable at over 20 ° C can change its viscosity towards highly viscous, so that it can no longer be pumped. In this case, the device 5 described is used to liquefy viscous, highly viscous or structurally viscous liquids.
  • At least one pump device (s) 50 operated in reverse mode is coupled to the tank 1.
  • a delivery adapter 54 is connected to the inlet flange 52.
  • the pump device 50 operated in the reverse mode conveys ambient water into the tank 1.
  • the tank 1 can also be flushed by the water pumped in by the pump device 50 operated in the reverse mode together with residues in the tank at one point by means of a Pumping device 20 is pumped out.
  • a sniffing funnel 70 is connected to the inlet flange of the pump device A6, via which the crude oil or a mixture of water and crude oil is sucked in and out.
  • the sucked-in mixture can either be taken up by a deployable container or directly via a flexible line connected to the outlet flange of the pumping device Salvage ship promoted and received there in one or more designated tank (s).
  • crude oil can be recovered from a medium Newtonian viscosity, which can be pumped directly, to crude oil with a high Newtonian viscosity to crude oil with a high non-Newtonian viscosity, the latter of which cannot be directly pumped by possibly liquefying the crude oil before pumping it out.
  • the method according to the invention manages without auxiliary substances and only requires a supply of electrical energy.
  • the device for carrying out the method according to the invention is mobile, i.e. does not need fixed installations and is therefore quickly ready for use, flexible in adapting to the conditions at the accident site and can be used repeatedly.
  • the method and the arrangement according to the invention can also be used to recover liquids other than crude oil.
  • Use of the method or use of the device may even be possible for the recovery of non-liquid, for example powdery, substances if these are water-soluble or can be suspended using water.
  • one pump device can be used to flood the tank and another to pump the substance.
  • a great advantage of the method and the arrangement according to the invention can be seen in the fact that it is quickly ready for use and the containers which can be deployed in a balloon-like manner have a very large holding volume.
  • the pumping device and in particular the containers which can be unfolded like a balloon are also so light that they can be transported by means of airplanes or helicopters.

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Abstract

Es wird ein Verfahren und eine Anordnung zum Bergen von die Umwelt gefährdenden, Flüssigkeiten, die auf oder im Wasser schwimmen oder in im Wasser gesunkenen oder leckgeschlagenen Hohlkörpern aufgenommen sind, vorgeschlagen. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass eine zum Bergen der Flüssigkeit vorgesehene Pumpeinrichtung an die zu bergende Flüssigkeit oder an den die zu bergende Flüssigkeit enthaltenden Hohlkörper (1) herangeführt wird. Je nach Viskosität der zu bergenden Flüssigkeit wird diese entweder direkt abgepumpt oder zuerst verflüssigt und danach abgepumpt. Die abgepumpte Flüssigkeit wird entweder in einen oder mehrere formstabile oder entfaltbare Behälter oder in einen Tank auf einem Bergungsschiff (B) gepumpt. Die Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass diese zumindest eine Pumpeinrichtung (A1, A2) zum Pumpen des zu bergenden Stoffs umfasst, welche mit Steuer- und Antriebsmitteln (14, 24) zum Manövrieren an der Wasseroberfläche oder im Wasser versehen ist. Die Pumpeinrichtung (A1, A2) ist vorzugsweise mit einem ballonartig entfaltbaren Behälter (16, 26) versehen, der zur Aufnahme der abgepumpten Flüssigkeit ausgebildet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bergen von die Umwelt gefährdenden Flüssigkeiten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 16.
  • Ein mögliches Szenario mit Bezug auf die hier anzusprechende Problematik besteht darin, dass ein mit Rohöl beladener Tanker leck schlägt und auf den Grund sinkt. Aus dem Tanker tritt danach stetig Rohöl aus, welches an die Wasseroberfläche aufsteigt und die Umwelt verschmutzt. Zum Bergen dieses Rohöls an der Wasseroberfläche sind verschiedene Verfahren und Vorrichtungen bekannt, welche jedoch allesamt mit Nachteilen behaftet sind bzw. nur unter bestimmten Voraussetzungen und unter bestimmten meteorologischen Bedingungen anwendbar sind. Zudem gibt es bis heute praktisch kaum anwendbare Verfahren und Vorrichtungen, mittels welchen das Rohöl direkt aus einem gesunkenen Tanker geborgen werden kann. Diese Problematik tritt noch in verstärktem Masse auf, wenn der Tanker an einer tiefen Stelle auf Grund gesunken ist.
  • Bisherige Bergungsverfahren sehen beispielsweise feste Installationen wie Rohrleitungen zwischen Leckstelle und Pumpe vor, welche auf eine Meerestiefe bis 3500 m herabgeführt werden sollen. Solche festen Installationen bergen in sich ein Gefahrenmoment für die Umwelt, insbesondere bei hohem Seegang. Ferner müssen solche festen Installationen den jeweiligen örtlichen Gegebenheiten an der Havariestelle angepasst werden, was eine entsprechend lange Vorbereitungs- und Installationszeit erfordert. Für schwer oder nicht pumpbare Medien, welche es zu bergen gilt, sehen bisherige Technologien das Verdünnen des zu bergenden Mediums mittels geeigneter Verdünner oder Lösemitteln vor. Das Zuführen solcher Hilfsstoffe erfordert eine zusätzliche Infrastruktur und zusätzliche Installationen, was mit zusätzlichem Zeitaufwand und zusätzlicher Umweltgefährdung verbunden ist. Ferner stellt das Entsorgen derart verdünnter Medien oder das Abtrennen des Hilfsstoffes nach der Bergung eine zusätzliche Umweltbelastung dar.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, ein Verfahren zum Bergen von die Umwelt gefährdenden pumpbaren oder in einen pumpbaren Zustand überführbaren Flüssigkeiten vorzuschlagen, mit welchem die zu bergende Flüssigkeit schnell, sicher, effizient und unter verschiedensten Rahmenbedingungen geborgen werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angeführten Verfahrensschritte gelöst. Der grundlegende Erfindungsgedanke besteht darin, eine zum Bergen der Flüssigkeit vorgesehene Pumpeinrichtung an die zu bergende Flüssigkeit oder an den die zu bergende Flüssigkeit enthaltenden Hohlkörper heranzuführen, und die zu bergende Flüssigkeit, je nach ihrer Viskosität, entweder direkt abzupumpen oder zuerst zu verflüssigen und danach abzupumpen und in einen Behälter zu fördern. Auf diese Weise kann die die Umwelt gefährdende Flüssigkeit schnell geborgen und eine unmittelbare Gefährdung für die Umwelt weitgehend vermieden werden. Ist die Flüssigkeit erst einmal geborgen, kann diese danach ohne Zeitdruck an einem dafür geeigneten Ort entsorgt, weiterverarbeitet oder aufbereitet werden.
  • Bevorzugte Verfahren sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 15 umschrieben.
  • Bei einem bevorzugten Verfahren wird vorgeschlagen, die Flüssigkeit chargenweise zu bergen, indem diese abgepumpt und in formstabile oder ballonartig entfaltbare Behälter gefördert wird. Auf diese Weise kann, je nach Bedarf, eine adäquate Anzahl solcher formstabiler oder ballonartig entfaltbarer Behälter zur Aufnahme der abgepumpten Flüssigkeit eingesetzt werden, so dass auch sehr grosse Volumina an Flüssigkeit geborgen werden können, was beispielsweise dann von Vorteil sein kann, wenn die zu bergende Flüssigkeit mit Wasser vermischt ist oder überwiegend aus Wasser besteht. Dem möglichen Gesamt-Aufnahmevolumen, insbesondere beim Einsatz von ballonartig entfaltbaren Behältern, sind kaum Grenzen gesetzt.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Anordnung vorzuschlagen, welche sich in vorteilhafter Weise zur Durchführung des Verfahrens eignet.
  • Im Anspruch 16 ist dazu eine Anordnung definiert, welche zumindest eine Pumpeinrichtung zum Pumpen der zu bergenden Flüssigkeit umfasst. Die Pumpeinrichtung ist mit Steuer- und Antriebsmitteln zum Manövrieren an der Wasseroberfläche oder im Wasser versehen. Eine solche Pumpeinrichtung kann gezielt an die zu bergende Flüssigkeit herangeführt und letztere abgepumpt werden.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Anordnung sind in den abhängigen Ansprüchen 17 bis 26 definiert.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Es wird im vorliegenden Beispiel davon ausgegangen, dass Rohöl aus einem gesunkenen Tankschiff T geborgen werden soll.
  • Die Anordnung zum Bergen des Rohöls umfasst mehrere Pumpeinrichtungen A1, A2, A3, A4, A5, A6 und ein Bergungsschiff B. Im vorliegenden Fall sind beispielhaft sechs Pumpeinrichtungen A1, A2, A3, A4, A5, A6 dargestellt, wovon jede in einer unterschiedlichen Phase beim Bergen des Rohöls bzw. in einer unterschiedlichen Anwendung gezeigt ist. Die jeweilige Pumpeinrichtung A1, A2, A3, A4, A5, A6 umfasst eine mit einem Drucktank 11, 21, 31, 41, 51, 61 versehene Pumpvorrichtung 10, 20, 30, 40, 50, 60. Im Innenraum des jeweiligen Drucktanks 11, 21, 31, 41, 51, 61 ist eine Pumpe angeordnet, die aus dieser Darstellung nicht ersichtlich ist. Die eine Pumpeinrichtung A3 ist zusätzlich noch mit einer Einrichtung 5 zum Verändern der Rheologie der Flüssigkeit, insbesondere zum Verflüssigen von hochviskosen bis strukturviskosen Flüssigkeiten, kombiniert, deren Aufbau und Wirkungsweise anschliessend noch näher erläutert wird.
  • Der Drucktank 11, 21, 31, 41, 51, 61 jeder Pumpvorrichtung 10, 20, 30, 40, 50, 60 ist derart ausgebildet, dass er einem Druck von bis zu 400 bar, entsprechend einer Wassertiefe von 4000 Metern, standhält. Der jeweilige Drucktank 11, 21, 31, 41, 51 ist auf der einen Seite mit einem Eingangsflansch 12, 22, 32, 42, 52 und auf der gegenüberliegenden Seite mit einem Ausgangsflansch 13, 23, 33, 43, 53 versehen. Zwischen diesen beiden Flanschen ist im Innern des Drucktanks 11, 21, 31, 41, 51 die Pumpe zum Fördern der Flüssigkeit angeordnet. Bei einigen Pumpvorrichtungen 10, 20, 30, 40, 50, 60 ist am Ausgangsflansch 13, 23, 33, 43 ein ballonähnlicher, entfaltbarer Behälter 16, 26, 36, 46 angeordnet, der zur Aufnahme einer grossen Menge an abgepumpter Flüssigkeit, beispielsweise bis zu 100m3, ausgebildet ist. Dieser entfaltbare Behälter 16, 26, 36, 46 ist aus einem synthetischen, flexiblen, öldichten und ölbeständigen Gewebe gefertigt, das auf der Aussenseite mit einem wasserdichten Überzug versehen ist. Anstelle von entfaltbaren Behältern können auch formstabile Behälter verwendet werden, welche vor dem Tauchgang mit Wasser geflutet werden.
  • Im weiteren ist jede Pumpvorrichtung 10 mit zumindest einer Kamera 15, mit Steuerund Antriebsmitteln 14 zum Manövrieren im Wasser, mit Kontrollinstrumenten sowie mit einer Beleuchtung versehen, wobei die genannten Elemente teilweise nur angedeutet oder gar nicht ersichtlich sind. Die jeweilige Pumpvorrichtung 10, 20, 30, 40, 50 ist über ein Steuer- und Energiekabel 18, 28, 38, 48, 58 mit dem Bergungsschiff B verbunden und kann ferngesteuert einem Unterseeboot ähnlich navigiert werden. Die Pumpvorrichtungen 10, 20, 30, 40, 50 sind ferner mit Mitteln versehen, welche ein dichtes Andocken und Verriegeln an demjenigen Hohlkörper ermöglichen, aus dem die Flüssigkeit geborgen bzw. abgepumpt werden soll. Alternativ dazu sind Trichter bzw. Schnüffeltrichter vorgesehen, die am Eingangsflansch 12, 22, 32, 42, 52 der Pumpvorrichtung 10, 20, 30, 40, 50 befestigt werden können und dem Ab- und Einsaugen von Öl von der Wasseroberfläche bis in die genannten Tiefen von 4000 Meter hinunter dienen. Die Pumpeinrichtung A6 ist mit einem derartigen, schematisch dargestellten Schnüffeltrichter 70 versehen. Ein solcher Schnüffeltrichter 70 kann insbesondere auch dann eingesetzt werden, wenn das Leck sehr gross oder nicht direkt zugänglich ist. Der Schnüffeltrichter kann insbesondere auch zum Einfangen von im Wasser schwimmenden oder aufsteigenden Flüssigkeits- oder Rohölsträngen verwendet werden. Vorzugsweise ist zwischen dem Schnüffeltrichter und der nachfolgenden Pumpe, Ko-Kneter oder Schnecken-Extruder ein im Durchmesser verstellbarer Mechanismus, beispielsweise in Form einer Blende, vorgesehen, der an die Grösse des abzupumpenden Stranges angepasst werden kann, so dass das Einsaugen von Wasser auf ein Minimum reduziert werden kann.
  • Wie bereits erwähnt, ist die eine Pumpeinrichtung A3 mit einer Einrichtung 5 zum Verflüssigen von hochviskosen bis strukturviskosen Flüssigkeiten versehen, so dass diese danach pumpbar sind. Diese Einrichtung 5 weist ebenfalls einen Drucktank 6 auf, der mit einem Eingangsflansch 7 und einem Abgangsflansch 8 versehen ist. Vorzugsweise ist die Einrichtung ebenfalls mit Steuer- und Antriebsmitteln 9 zum Manövrieren im Wasser, mit Kontrollinstrumenten, mit einer Beleuchtung sowie mit Mitteln zum Andocken und Verriegeln am jeweiligen Behälter versehen. Die Einrichtung 5 ist über ein Steuer- und Energiekabel 68 mit dem Bergungsschiff verbunden.
  • Im Innenraum des Drucktanks 6 ist ein kontinuierlich arbeitender Schmelzmischkneter angeordnet, der beispielsweise als Schneckenextruder ausgebildet ist. Schmelzmischkneter der hier zur Rede stehenden Art sind in Fachkreisen insbesondere auch unter dem Begriff Buss KO-KNETER® bekannt und werden beispielsweise in der chemischen- und in der kunststoffverarbeitenden Industrie eingesetzt, um Materialien durch den Knetprozess und das Einbringen von mechanischer Scherenergie soweit zu erhitzen, dass eine viskose Schmelz entsteht, die mittels geeigneten Pumpen pumpbar ist. Mit gattungsgemässen Knetern können sogar elastische Materialien soweit erhitzt werden, dass sie pumpbar sind. Am Ausgangsflansch 8 des Drucktanks 6 ist eine Pumpvorrichtung 30 angeschlossen. Je nach Viskosität der zu bergenden Flüssigkeit und der sonstigen Rahmenbedingungen kann die Flüssigkeit auch durch das Einbringen von thermischer Energie, beispielsweise mittels eines Durchlauferhitzers, erhitzt werden. Natürlich ist auch das Einbringen von chemischen Zusatzstoffen zum Verflüssigen der hochviskosen oder strukturviskosen Flüssigkeit denkbar. Im Gegensatz zur Verwendung eines Schmelzmischkneters hat diese Variante jedoch den Nachteil, dass der in den Hohlkörper einzubringende Zusatzstoff selber eine Gefahr für die Umwelt darstellt.
  • Nachfolgend werden verschiedene Szenarien zum Bergen von die Umwelt gefährdenden Flüssigkeiten erläutert.
    • 1. Bergen von in einem gesunkenen Tankschiff T aufgenommenem Rohöl, das eine niedrige Viskosität aufweist und direkt abgepumpt werden kann.
  • Zuerst wird das Bergungsschiff B an den Ort der Havarie bzw. des gesunkenen Tankschiffs T gefahren. Danach wird zumindest eine mit einem entfaltbaren Behälter 16 versehene Pumpvorrichtung 10 ins Wasser gelassen. Diese Pumpvorrichtung 10 wird über das Energie- und Datenkabel ferngesteuert an das gesunkene Tankschiff T herangeführt. Beim Tankschiff T angekommen wird die Pumpvorrichtung an dem zu entleerenden Tank 1 angedockt, wie dies stellvertretend durch die Pumpvorrichtung 20 dargestellt ist. Zu erwähnen ist, dass die Pumpvorrichtung 20 ebenfalls mittels ihrer Antriebsmittel 24 an den Tank 1 heranmanövriert wurde. Das Andocken kann entweder an einem dafür vorgesehenen Flansch 2 oder an einer anderen Stelle, insbesondere an einem allenfalls bereits bestehenden Leck oder im Bereich desselben, erfolgen. Es versteht sich, dass die Pumpvorrichtung 20 nach dem Andocken über eine Ausnehmung oder Öffnung mit dem Innern des Tanks 1 verbunden ist. Da Rohöl leichter als Wasser ist, wird die Pumpvorrichtung 20 vorteilhaft an der nach oben gerichteten Seite des Tanks 1 im Bereich der höchsten Stelle an einer Öffnung angekoppelt, so dass allenfalls in den Tank ein- oder nachströmendes Wasser das Pumpen des oben aufschwimmenden Rohöls nicht in dem Sinne beeinflusst, dass anstelle des Rohöls Wasser abgepumpt wird. Sobald die Pumpvorrichtung 20 angedockt ist, kann mit dem Pumpen des flüssigen Tankinhalts begonnen werden. Das abgepumpte Rohöl wird dabei in den entfaltbaren Behälter 26 gepumpt. Um den Pumpvorgang, insbesondere bei nicht beschädigtem bzw. leckgeschlagenem Tank 1, zu unterstützen, wird an einer anderen Stelle, vorzugsweise an einem tieferen Punkt, eine weitere Pumpvorrichtung 50 an den Tank 1 angedockt. Diese weitere Pumpvorrichtung 50 wird im Reverse-Modus betrieben, indem sie mit ihrem Ausgangsflansch 53 am Tank 1 angedockt wird, mit dem Ziel, gezielt Wasser von aussen in den Tank 1 einzupumpen, um das abgepumpte Rohöl durch Wasser zu ersetzen, damit der Tank vom herrschenden Umgebungsdruck nicht ein- bzw. zusammengedrückt wird. Ggf. kann der Tank 1 durch das Einpumpen von Wasser auch unter Überdruck gesetzt oder gespült werden.
  • Nachdem der entfaltbare Behälter 26 mit dem abgepumpten Rohöl bzw. einem Gemisch aus Rohöl und Wasser gefüllt ist, wird die Pumpvorrichtung 20 abgekoppelt und zusammen mit dem gefüllten Behälter 26 ferngesteuert an die Wasseroberfläche geführt, wie dies durch die weitere Pumpvorrichtung 40 mit einem gefüllten Behälter 46 angedeutet ist. An der Wasseroberfläche kann der gefüllte Behälter entweder abgepumpt oder auf das Bergungsschiff B gehievt werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Behälter in Schlepptau zu nehmen und an einen Entsorgungsort zu schleppen. Nach dem Abkoppeln der Pumpvorrichtung 20 am Tank wird eine neue, mit einem leeren entfaltbaren Behälter versehene Pumpvorrichtung an der Öffnung am Tank 1 angekoppelt.
  • Um das Auslaufen von Rohöl nach dem Abkoppeln der Pumpvorrichtung zu verhindern, kann der Pumpvorrichtung ein Sicherheitsventil (nicht dargestellt) vorgeschaltet werden, welches die Öffnung mit dem Entfernen der Pumpvorrichtung verschliesst und ein Auslaufen des Rohöls verhindert.
  • Das zwangsweise Abpumpen von Rohöl aus dem Tank 1 hat den Vorteil, dass insbesondere auch bei einem leckgeschlagenen Tank 1, bei dem das Leck nicht abgedichtet werden kann, durch den im Tankinnern beim Pumpen entstehenden Unterdruck das Austreten des Rohöls über das Leck weitgehend gestoppt wird.
  • Wie bereits vorgängig erwähnt, können anstelle von entfaltbaren Behältern auch formstabile Behälter verwendet werden, welche vor dem Tauchgang mit Wasser geflutet werden. Das beim Abpumpvorgang in den formstabilen Behälter geförderte Rohöl verdrängt dabei das Wasser. Um das Austreten des verdrängten Wassers aus dem formstabilen Behälter zu ermöglichen, ist dieser im unteren Bereich mit zumindest einem Auslass versehen, über welchen das gegenüber Rohöl schwerere Wasser entweichen kann. Im Bereich des genannten Auslasses bzw. der Auslässe können Mittel vorgesehen werden, welche ein Austreten von Rohöl verhindern.
    • II. Bergen von in einem gesunkenen Tankschiff aufgenommenem, hochviskosem oder strukturviskosem, d.h. nicht pumpbarem Rohöl.
  • In diesem Fall kommt die Einrichtung 5 zum Verflüssigen von zähflüssigen, hochviskosen oder strukturviskosen Flüssigkeiten zum Einsatz, indem diese der Pumpvorrichtung 30 vorgeschaltet wird. Die Pumpvorrichtung 30 kann vor dem Tauchgang an die Einrichtung 5 angeschlossen werden, so dass die Pumpvorrichtung 30 und die Einrichtung 5 zusammen zu dem gesunkenen Tankschiff T hinuntertauchen und die Einrichtung 5 mit dem Eingangsflansch 7 an dem zu entleerenden Tank 1 angedockt wird. Durch den Differenzdruck zwischen dem Innern der Einrichtung 5 und dem Innenraum des Tanks 1 wird das hochviskose Rohöl der Einrichtung 5 zwangsweise zugeführt. Im Schmelzmischkneter der Einrichtung 5 wird das hochviskose Rohöl verflüssigt, so dass es über die Pumpvorrichtung 30 in den entfaltbaren Behälter 36 gepumpt werden kann. Auch in diesem Fall kann das Entleeren des Tanks 1 dadurch begünstigt werden, dass eine oder mehrere im Reverse-Modus betriebene Pumpvorrichtung(en) 50 an einer Öffnung an den Tank 1 angekoppelt werden, was zu dem genannten Differenzdruck zwischen dem Innenraum des Tanks 1 und der Einrichtung 5 führt, der das zwangsweise Zuführen des hochviskosen Rohöls in die Einrichtung 5 bewirkt.
  • Diese Variante kann beispielsweise dann zum Einsatz kommen, wenn das Tankschiff an einer tiefen Stelle bis zum Grund abgesunken ist und in mehreren hundert bis einigen tausend Metern Tiefe liegt. Da in solchen Tiefen niedrige Temperaturen bis zu ca. 4°C vorherrschen, kann das bei über 20°C flüssige und pumpbare Rohöl seine Viskosität in Richtung hochviskos ändern, so dass es nicht mehr pumpbar ist. In diesem Fall kommt die beschriebene Einrichtung 5 zum Verflüssigen von zähflüssigen, hochviskosen oder strukturviskosen Flüssigkeiten zum Einsatz.
    • III. Druckbeaufschlagung und/oder Reinigen eines gesunkenen Tanks
  • Um den zu entleerenden Tank 1 unter Überdruck zu setzen oder zu reinigen, wird zumindest eine im Reverse-Modus betriebene Pumpvorrichtung(en) 50 an den Tank 1 angekoppelt. Anstelle eines entfaltbaren Behälters wird ein Förder-Adapter 54 am Einlassflansch 52 angeschlossen. Die im Reverse-Modus betriebene Pumpvorrichtung 50 fördert Umgebungswasser in den Tank 1. In dieser Konfiguration kann der Tank 1 auch gespült werden, indem das von der im Reverse-Modus betriebenen Pumpvorrichtung 50 eingepumpte Wasser zusammen mit im Tank befindlichen Rückständen an einer Stelle mittels einer Pumpvorrichtung 20 abgepumpt wird.
    • IV. Bergen von Rohöl, das an der Wasseroberfläche schwimmt oder im Wasser schwebt.
  • In diesem Fall wird am Einlassflansch der Pumpvorrichtung A6 ein Schnüffeltrichter 70 angeschlossen, über welchen das Rohöl bzw. ein Gemisch aus Wasser und Rohöl ab- und eingesaugt wird. Das eingesaugte Gemisch kann entweder durch einen entfaltbaren Behälter aufgenommen werden oder über eine am Auslassflansch der Pumpvorrichtung angeschlossene flexible Leitung direkt zu dem Bergungsschiff gefördert und dort in einem oder mehreren dazu vorgesehenen Tank(s) aufgenommen werden.
  • Zum Entleeren eines Tanks 1 können gleichzeitig mehrere Pumpeinrichtungen zum Einsatz kommen. Dies kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn das Tankschiffwrack im Gleichgewicht gehalten oder ein möglichst schnelles Entleeren desselben stattfinden soll.
  • Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass Rohöl von einer mittleren-newtonschen-Viskosität, welches direkt pumpbar ist, über Rohöl mit einer hohen-newtonschen-Viskosität bis zu Rohöl mit hoher nicht-newtonscher-Viskosität, welch letztere nicht direkt pumpbar sind, geborgen werden kann, indem das Rohöl vor dem Abpumpen ggf. verflüssigt wird. Das erfindungsgemässe Verfahren kommt ohne Hilfsstoffe aus und braucht nur Versorgung mit elektrischer Energie. Die Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist mobil, d.h. braucht keine festen Installationen und ist daher rasch einsatzbereit, flexibel in der Anpassung an die Bedingungen an der Havariestelle und wiederholt einsetzbar.
  • Es versteht sich, dass das erfindungsgemässe Verfahren und die erfindungsgemässe Anordnung auch zum Bergen von anderen Flüssigkeiten als Rohöl eingesetzt werden kann. Eine Anwendung des Verfahrens bzw. ein Einsatz der Vorrichtung ist ggf. sogar zum Bergen von nicht flüssigen, beispielsweise pulverförmigen, Stoffen möglich, wenn diese wasserlöslich sind bzw. mittels Wasser aufgeschlemmt werden können. In diesem Fall kann eine Pumpvorrichtung zum Fluten des Tanks und eine weitere zum Pumpen des Stoffs verwendet werden.
  • Ein grosser Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens und der erfindungsgemässen Anordnung ist darin zu sehen, dass sie schnell einsatzbereit ist und die ballonartig entfaltbaren Behälter ein sehr grosses Aufnahmevolumen besitzen. Die Pumpvorrichtung und insbesondere die ballonartig entfaltbaren Behälter sind zudem so leicht, dass sie mittels Flugzeugen oder Hubschraubern transportierbar sind.

Claims (26)

  1. Verfahren zum Bergen von die Umwelt gefährdenden pumpbaren oder in einen pumpbaren Zustand überführbaren Flüssigkeiten, die auf oder im Wasser schwimmen oder in im Wasser gesunkenen oder leckgeschlagenen Hohlkörpern (1) aufgenommen sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine zum Bergen der Flüssigkeit vorgesehene Pumpeinrichtung (A1, A2) an die zu bergende Flüssigkeit oder an eine Öffnung des die zu bergende Flüssigkeit enthaltenden Hohlkörpers (1) herangeführt wird, und dass die zu bergende Flüssigkeit, je nach ihrer Viskosität, entweder direkt abgepumpt oder zuerst verflüssigt und danach abgepumpt und in einen oder mehrere Behälter gefördert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zu bergende Flüssigkeit über eine mit der Pumpeinrichtung verbundene Leitung in einen Behälter gefördert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zu bergende Flüssigkeit in einen an der Pumpeinrichtung (A1, A2) anschliessbaren, ballonartig entfaltbaren Behälter (16, 26) gefördert wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zu bergende Flüssigkeit in einen an der Pumpeinrichtung (A1, A2) anschliessbaren, formstabilen Behälter gefördert wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der formstabile Behälter vor dem Bergen der Flüssigkeit mit Wasser geflutet und danach an die zu bergende Flüssigkeit herangeführt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zu bergende Flüssigkeit vor dem Pumpen verflüssigt wird, insbesondere durch das Einbringen von thermischer Energie und/oder mechanischer Scherenergie.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpeinrichtung (A1, A2) ferngesteuert an die zu bergende Flüssigkeit herangeführt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit chargenweise geborgen wird, indem sie abgepumpt und in formstabile oder ballonartig entfaltbare Behälter (26, 36, 46) gefördert wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zum Bergen von direkt pumpbaren Flüssigkeiten aus im Wasser gesunkenen und/oder leckgeschlagenen Hohlkörpern (1), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Pumpeinrichtung (A1, A2) schwimmend an den jeweiligen Hohlkörper (1) herangeführt und an einer Öffnung angekoppelt wird, und dass danach die im Hohlkörper (1) aufgenommene Flüssigkeit abgepumpt und in einen formstabilen oder ballonartig entfaltbaren Behälter (16, 26) gefördert und letzterer danach an die Wasseroberfläche geführt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, zum Bergen von hochviskosen oder strukturviskosen Flüssigkeiten aus im Wasser gesunkenen und/oder leckgeschlagenen Hohlkörpern (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpeinrichtung (A3) schwimmend an den jeweiligen Hohlkörper (1) herangeführt und an einer Öffnung angekoppelt wird, dass danach die im Hohlkörper (1) aufgenommene Flüssigkeit in die Pumpeinrichtung (A3) gefördert und darin zuerst verflüssigt und danach in einen formstabilen oder ballonartig entfaltbaren Behälter (36) gepumpt und dieser danach an die Wasseroberfläche geführt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (1) während des Bergens der darin aufgenommenen Flüssigkeit mit dem umgebenden Wasser geflutet wird.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (1) während des Bergens der darin aufgenommenen Flüssigkeit durch zwangsweises Zuführen von Wasser unter Überdruck gesetzt wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die im Hohlkörper (1) aufgenommene Flüssigkeit an einer Stelle des Hohlkörpers (1) abgepumpt wird, die oberhalb derjenigen Stelle liegt, an der Wasser in den Hohlkörper (1) geleitet wird.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter mit der geborgenen Flüssigkeit an einen von der Bergungsstelle entfernten Ort transportiert wird, und dass die geborgene Flüssigkeit danach entsorgt, weiterverarbeitet oder aufbereitet wird.
  15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die pumpbare Flüssigkeit ein im Wasser gelöster oder aufgeschlemmter Stoff ist.
  16. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung zumindest eine Pumpeinrichtung (A1) zum Pumpen der zu bergenden Flüssigkeit umfasst, welche mit Steuer- und Antriebsmitteln (14) zum Manövrieren an der Wasseroberfläche oder im Wasser versehen ist.
  17. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpeinrichtung (A1, A2) eine mit einer Pumpe versehene Pumpvorrichtung (10, 20) umfasst.
  18. Anordnung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpeinrichtung (A3) eine Einrichtung (5) zum Verflüssigen von hochviskosen bis strukturviskosen Flüssigkeiten aufweist.
  19. Anordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (5) zum Verflüssigen von hochviskosen bis strukturviskosen Flüssigkeiten einen Extruder umfasst, der die hochviskose bis strukturviskose Flüssigkeit durch das Einbringen von mechanischer Scherenergie verflüssigt.
  20. Anordnung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass diese zumindest einen formstabilen oder ballonartig entfaltbaren Behälter (16, 26, 36, 46) umfasst, welcher an der Pumpeinrichtung (A1, A2, A3, A4) fixierbar und zur Aufnahme der geborgenen Flüssigkeit ausgebildet ist.
  21. Anordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (16, 26, 36, 46) ballonartig entfaltbar, wasserdicht, ölbeständig und flexibel ist.
  22. Anordnung nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung ein Bergungsschiff (B) umfasst, und dass die jeweilige Absaugvorrichtung (10, 20, 30, 40, 50) über ein Steuer- und Energiekabel (18, 28, 38, 48, 58) mit dem Bergungsschiff (B) verbunden ist.
  23. Anordnung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Bergungsschiff (B) mit zumindest einem Tank zur Aufnahme der geborgenen Flüssigkeiten versehen ist.
  24. Anordnung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Pumpvorrichtung über eine Förderleitung mit dem Bergungsschiff (B) verbunden ist.
  25. Anordnung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Pumpvorrichtung (60) mit einem trichterartigen Ansaugstutzen (70) zum Einsaugen von Flüssigkeiten, die an der Wasseroberfläche schwimmen oder im Wasser schweben, versehen ist.
  26. Anordnung nach einem der Ansprüche 17 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Pumpvorrichtung (10, 20, 30, 40, 50, 60) derart druckfest ausgebildet ist, dass sie Drücken von bis zu 400 bar standhält und in Tiefen von bis zu 4000 Metern operieren kann.
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