WO2024052302A2 - System zur bergung von fluiden, insbesondere aus schiffswracks - Google Patents

System zur bergung von fluiden, insbesondere aus schiffswracks Download PDF

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WO2024052302A2
WO2024052302A2 PCT/EP2023/074227 EP2023074227W WO2024052302A2 WO 2024052302 A2 WO2024052302 A2 WO 2024052302A2 EP 2023074227 W EP2023074227 W EP 2023074227W WO 2024052302 A2 WO2024052302 A2 WO 2024052302A2
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connection fitting
hollow body
hull
fluid
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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
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B25/00—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby
    • B63B25/02—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods
    • B63B25/08—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid
    • B63B25/082—Arrangements for minimizing pollution by accidents

Definitions

  • the invention relates to a connection fitting for attachment to an underwater fluid container, in particular to a ship's hull, with a tubular hollow body and a drill bit arranged distally on the hollow body, the hollow body having a thread-forming section, a threaded section, arranged axially one behind the other on its outer circumference from distal to proximal , a radially projecting collar section with a seal, and a coupling section for coupling to a drill drive or to a hose or pipeline, wherein the hollow body has two or more lateral openings as a fluid inlet, and wherein in the interior of the hollow body there is an externally actuable valve for Controlling the flow through the hollow body between the fluid inlet and the proximal end of the hollow body is provided as a fluid outlet
  • the invention also relates to an underwater drilling device, an underwater recovery system and a method for recovering a fluid from a hull of a shipwreck lying on the seabed.
  • Salvaging prevents the oil from being released into the environment.
  • the main approaches used are in which the hull of the wreck is drilled and the oil is sucked out through the hole in the ship's side.
  • connection fitting that can be used for such a method is described in DE 102017 007 700 A1.
  • the well-known connection fitting is used to be attached to the ship's hull, ie to the side of a shipwreck.
  • the oil in the wreck can then be pumped out via a fluid line that can be connected to the connection fitting.
  • the connection fitting has a tubular hollow body that forms a passage for the oil to be pumped out.
  • a drill bit is arranged distally on the hollow body, which serves to drill a suitable hole in the side wall for attaching the connection fitting.
  • the hollow body has, on its outer circumference, arranged axially one behind the other from distal to proximal, a thread forming section, a threaded section, a radially projecting collar section with a seal, and a coupling section in the form of a connecting plate for coupling to a drill drive or to a hose or pipeline.
  • the connection fitting for attachment to the side of a ship is coupled to the drill drive in a torque-transmitting manner at its coupling section.
  • the drilling drive causes the fitting to rotate as a whole in order to drill the hole in one operation using the drill bit and sealingly insert the connection fitting into the hole without oil escaping in any significant quantities.
  • connection fitting After the hole has been drilled using the drill bit, the rotation movement continues, with the Thread forming section forms a thread in the hole.
  • the connection fitting is then further screwed into this thread with its threaded section and finally lies firmly and sealingly against the side wall with the seal on the collar section.
  • the hollow body of the known connection fitting has two or more lateral openings in the threaded section as fluid inlets.
  • an externally operable valve in the form of a ball valve is provided for controlling the flow through the hollow body between the fluid inlet and the proximal end of the hollow body as a fluid outlet.
  • connection fitting has a comparatively complex, multi-part structure.
  • One or more thread forming wheels, ie movable parts, are arranged in the thread forming section, which produce the thread in the hole by cold deforming the hole wall.
  • the thread section following the thread forming section in the axial direction when screwing in the connection fitting is very long, significantly longer than the thick side wall, in order to provide sufficient area for the side openings as a fluid inlet. It takes a correspondingly long time to insert the connection fitting into the side wall. There is also the risk that the connection fitting will tilt when the very long threaded section is screwed into the side wall and that a sufficiently tight fit of the connection fitting cannot be achieved.
  • the known connection fitting Since the entire process of inserting the known connection fitting is lengthy and energy-consuming and a high degree of accuracy is required when screwing in, the known connection fitting is particularly poorly suited for deep-sea applications in which oil is recovered from wrecks lying several thousand meters deep on the seabed should.
  • ROV “Remotely Operated Underwater Vehicle”
  • robust and simply designed components are required.
  • the individual work processes must be able to be carried out as quickly and easily as possible and should, if possible, place no special demands on the precision when handling the components used. It is therefore the object of the invention to demonstrate improved techniques for recovering fluids from underwater containers, in particular oil from shipwrecks.
  • the invention solves this problem starting from a connection fitting of the type specified in that the thread-forming section is formed by two or more cutting edges arranged one behind the other in the circumferential direction, each with several chip-removing teeth, the side openings in the thread-forming section being arranged in the area of the cutting edges, to which the thread section connects proximally.
  • distal denotes areas of the connection fitting that face away from the user, operator or ROV, i.e. facing the ship’s hull
  • proximal refers to areas of the connection fitting that face the user, operator, ROV, i.e. facing away from the ship’s hull.
  • the thread forming section is formed by two or more cutting edges which are distributed over the outer circumference of the hollow body in the circumferential direction.
  • the cutting edges each have several teeth, each of which removes a chip.
  • the contour of the teeth dictates the shape of the thread.
  • the front edge of each tooth in the direction of rotation lifts off the chip, the other contour serves to guide the thread that has already been cut.
  • Individual teeth can be penetrated by the side openings, so that guidance is ensured by the teeth arranged in front of or behind the openings in the axial direction.
  • the cutting front edges of the teeth can connect directly to the respective side opening, so that the removed chips escape into the opening and can be picked up from there inside the hollow body.
  • each cutting edge is expediently assigned a lateral opening.
  • the side openings can also each be arranged between two cutting edges of the thread forming section which follow one another in the circumferential direction.
  • the side openings in the connection fitting according to the invention are not in the threaded section, but in the Thread forming section, ie provided in the area of the cutting edges.
  • the thread forming section can be used for the openings serving as fluid inlets.
  • the axial length of the thread forming section is expediently (significantly) larger than the axial length of the thread section.
  • the thread section can be made short in the axial direction so that tilting is avoided.
  • the axial length of the threaded section is expediently adapted to the wall thickness of the fluid container. The length of the threaded section can therefore be approximately equal to the wall thickness of the side wall, or can only exceed it by a few millimeters.
  • connection fitting according to the invention is significantly shorter and more compact than the prior art and can be screwed in in a shorter time.
  • the risk of tilting is reduced. Accordingly, tight access to the fluid tank can be established with greater reliability. No particular precision in handling is required.
  • the connection fitting according to the invention does not require any moving parts for producing the thread and accordingly has a simpler construction compared to the prior art.
  • the connection fitting according to the invention is more suitable for deep-sea applications than the prior art.
  • the hollow body is closed at its distal end. Since the passage of fluid through the hollow body from the side openings to its proximal end is guaranteed, the hollow body can be closed at the end, for example by an end wall.
  • the drill bit can advantageously be attached to this end wall, for example by screwing.
  • the valve of the connection fitting has a flap that controls the flow and is rotatably mounted on an axis in the flap plane in the collar section between a closed position and an open position.
  • the end of the axle is expediently guided outwards through the wall of the hollow body.
  • the axis can be designed with a polygonal attachment using an appropriate tool to be able to exert a torque on the axis.
  • a flap valve is used instead of a ball valve (as in the prior art).
  • the flap valve has the advantage that essentially the entire free cross section inside the hollow body is available for the fluid flow. The flow cross section is hardly restricted by the valve flap.
  • the flap plane is aligned essentially transversely to the longitudinal axis of the hollow body in the closed position and essentially parallel to the longitudinal axis of the hollow body in the open position, where the flap can extend into the threaded section on the one hand and into the coupling section on the other hand.
  • the coupling section and the threaded section are also used to accommodate the valve flap inside the hollow body. This means that practically no additional installation space is required for the valve.
  • the collar section in which the axis of the flap is mounted does not need to be much longer in the axial direction than the diameter of the axis. This in turn enables very compact dimensions of the connection fitting while at the same time improving (particularly fluid) properties compared to the prior art.
  • the hollow body of the connection fitting is monolithically made of a metallic material, preferably stainless steel.
  • the hollow body as the main component of the connection fitting can be manufactured from a uniform metallic workpiece, for example by CNC milling. The one-piece design results in a very robust and reliable structure.
  • connection fitting according to the invention can be used not only for recovering oil (particularly heavy oil) from shipwrecks, but also for pumping out other fluids, e.g. chemicals.
  • a heating device e.g. electric heating element
  • a heating device can also be introduced into a heavy oil tank of a shipwreck in order to heat the cold heavy oil and thereby liquefy it before it can even be pumped out of the tank.
  • two or more are typically used Connection fittings are installed in the side of the ship's hull.
  • One access can be used for heating, as described.
  • Another access is used to pump out the oil, while a third access allows water to flow in from the outside to replace the volume of pumped oil and thus equalize the pressure.
  • connection fitting can also be used to blow air into the interior of a shipwreck.
  • the resulting buoyancy makes it easier to lift the shipwreck (at least in shallow water).
  • connection fitting can also be used to insert measuring sensors, cameras, endoscopes, etc. into a shipwreck. This can be advantageous, for example, to determine whether there is dangerous cargo in the shipwreck.
  • connection fitting can be further advantageous when salvaging damaged submarines.
  • sailors who are still in the respective submarine can be supplied with breathing air.
  • drinking water and/or food can be introduced into the submarine via the connection fitting. This means that the sailors can be kept alive for a longer period of time during the rescue operation.
  • a communication connection to the sailors in the submarine can be established via the connection fitting.
  • the invention further relates to an underwater drilling device with a substantially V-shaped base element, having two arms which are connected to one another at the tip of the V-shape, three holding elements which are attached to the base element in the area of the free ends of the arms and at the tip of the V-shape and are designed to hold the drilling device on the surface of a ship's hull, a linear actuator arranged on the base element and oriented essentially perpendicular to the plane of the base element System, and a drilling drive arranged on the linear actuator system and thus movable towards and away from the ship's hull, the axis of the drilling drive essentially running through the center of gravity of a triangle, which is given by the three connecting elements as corner points.
  • Such a drilling device is particularly used in shallower water (less than 100 meters deep), where it can be handled by divers.
  • the drilling device is used for this purpose.
  • the base element is fixed to the side of the shipwreck with the holding elements.
  • the linear actuator system arranged on the base element carries the drill drive, to which a connection fitting, which can be designed as described above, can be coupled via a coupling element.
  • the linear actuator which can work manually or motorically, is used to move the drill drive with the connecting fitting in a linear manner towards the side wall as vertically as possible. This is how the hole is drilled and the connection fitting is screwed into the side wall.
  • the V-shape of the base element has the advantage that the connection fitting with the drill bit and the point on the side wall where the connection fitting is to be used remain freely accessible and clearly visible from the open side of the V-shape. This makes the work much easier.
  • the significant axial forces to be applied during drilling, thread cutting and screwing in the connection fitting are essentially only supported by forces acting on the holding elements in the axial direction (ie essentially without shear force components).
  • the holding elements This causes the holding elements to stop the side of the ship is better and large forces can be applied.
  • the drilling process can be carried out quickly and safely.
  • the symmetrical arrangement of the holding elements around the axis of the drill drive is also advantageous with regard to torque support. All holding elements are loaded in essentially the same way to support the torque and can be designed in the same way.
  • the holding elements of the underwater drilling device can be designed as magnets or as suction cups or as a combination thereof.
  • Permanent magnets or electromagnets can be used as magnets.
  • a (e.g. hydraulic) axial drive can expediently be provided, which moves the magnets towards or away from the side wall in order to establish or release the adhesion to the side wall.
  • the suction cups When attaching the suction cups to the side wall, the water located between the side wall and the suction cup is expediently pumped out using a pump. Due to the surrounding water pressure, considerable holding forces can be applied using the suction cups.
  • magnets can be provided within the suction cups in order to enable particularly high holding forces and to still ensure a secure hold if the suction cups fail, e.g. if the surface of the side wall is particularly rough.
  • the drill drive can be a so-called torque tool, ie a common commercial component intended for handling by ROV, which is intended for the rotating drive of a wide variety of tools. The torque tool is gripped by the ROV's gripping arms and guided underwater.
  • the torque arm is not connected to the drill drive, i.e. the torque drive is not firmly connected to the torque arm.
  • the ROV can freely handle the drill drive and attaches it to the torque arm to insert the connection fitting.
  • the torque arm has a through opening into which the drill drive is inserted using the ROV.
  • the through opening offers an axial guide for the drill drive, through which the drill drive is freely movable in the axial direction in the through opening, but at the same time the torque to be applied during drilling, thread cutting and screwing is supported, i.e. the drill drive cannot rotate about its longitudinal axis in the through opening and cannot be moved in a direction transverse to the longitudinal axis.
  • the cross section of the through opening can have a non-axially symmetrical profile, which appropriately corresponds to an outer contour of the drill drive.
  • the holding element is intended to hold the torque support on the surface of the ship's hull and thereby support the torque transmitted by the drill drive via the guide on the ship's hull.
  • torque support does not have to be provided by the ROV itself.
  • the axial delivery of the drill drive (and the connection fitting coupled to it) to the side wall can be completely controlled by the ROV. To do this, the ROV inserts the drilling drive into the through-hole of the torque arm, activates the drilling drive and advances the drilling drive with the connecting fitting during drilling, tapping and inserting the connecting fitting. Handling by the ROV is therefore particularly easy and reliable.
  • the holding element is an annular magnet arrangement or an annular suction cup, which coaxially encloses the through opening at its distal end. With that become the acting forces are supported symmetrically around the point at which the connection fitting is inserted into the side wall. This means that high holding forces can be applied. Accordingly, a high torque can be supported. In addition, only a single holding element has to be handled.
  • the drilling drive can include a hydraulic rotary drive. Hydraulically powered torque tools are common for underwater work.
  • connection fitting can have a coupling element which releasably engages the coupling section of the connection fitting, wherein the connection fitting can be driven in rotation with the drill bit pointing towards the ship's hull by means of the drilling drive.
  • the subject of the invention is an underwater recovery system with an underwater drilling device designed as described above and with a connection fitting according to the invention.
  • the drilling drive has a coupling element which releasably engages the coupling section of the connection fitting, wherein the connection fitting can be driven in rotation with the drill bit pointing towards the ship's hull by means of the drilling drive.
  • the system also includes an underwater hydraulic unit which has an electrically driven hydraulic pump and a hydraulic fluid container, wherein the hydraulic rotary drive of the drill drive can be acted upon by the underwater hydraulic unit with a volume flow of a hydraulic fluid circulating in a closed circuit.
  • the drilling drive is supplied with hydraulic energy from the underwater hydraulic unit.
  • the hydraulic unit with hydraulic pump and hydraulic fluid container is lowered (e.g.
  • the hydraulic unit works electrically and can be supplied with power from the surface via a simple electrical cable.
  • the hydraulic supply via the underwater hydraulic unit is opposite the supply of hydraulic fluid from the surface has significant advantages.
  • conventional hydraulic lines have to be used with considerable lengths (possibly several thousand meters), which is very complex and also risky.
  • Short hydraulic lines are sufficient for the invention, as only the distance between the underwater hydraulic unit and the drill drive needs to be bridged.
  • the energy losses in the hydraulic supply from the surface through lines that reach to the seabed are significant.
  • the underwater hydraulic unit can of course supply any other units or tools that are used underwater during rescue with hydraulic energy.
  • the underwater hydraulic unit can be used to distribute the electrical energy obtained from the surface to electrically operated units or tools used during salvage in the area around the shipwreck.
  • the recovery system expediently also has an underwater suction pump, which can be connected to the connection fitting on the suction side via a fluid line and is designed to pump a fluid out of the ship's hull via the connection fitting.
  • the suction pump must be located approximately at the height of the ship's hull; suction of the fluid from the surface is not possible. Suitable pumps are commercially available.
  • An underwater container is also advantageously provided, which can be connected to the pressure side of the suction pump via a further fluid line and is designed to receive the fluid pumped out of the ship's hull.
  • This can be designed to be correspondingly simple and inexpensive.
  • Pumping the fluid (especially heavy oil) to the surface via long lines is complex and risky. The long pipe can break due to currents, causing the fluid to be released undesirably into the seawater. With the underwater container, short lines are sufficient.
  • the underwater container is lowered (e.g. filled with seawater) to the shipwreck, then connected via ROV to the pressure side of the suction pump.
  • the fluid is then pumped into the underwater container, whereby the seawater contained therein is displaced from the container.
  • the container can be lifted to the surface by crane, for example to transfer the fluid into a floating tank.
  • the container is then lowered again and the process is repeated until all fluid has been pumped out of the shipwreck. It is advisable to work with two or more underwater containers in a cycle in order to be able to pump out the fluid as quickly and continuously as possible.
  • the invention relates to a method for recovering a fluid, in particular oil, from a hull of a shipwreck lying on the seabed.
  • an underwater drilling device according to the invention as described above, is lowered to the shipwreck from a recovery vehicle floating on the sea surface, for example by crane.
  • an underwater hydraulic unit, an underwater suction pump and an underwater container as described above, are also expediently lowered to the shipwreck.
  • a connection fitting according to the invention can then be attached to the ship's hull.
  • the suction side of the underwater suction pump is connected to the connection fitting and the pressure side to the underwater container.
  • Fig. 1 schematically the situation when recovering fuel from a shipwreck according to the invention
  • Fig. 2 connection fitting according to the invention
  • Fig. 4 Underwater drilling device in a first variant
  • Fig. 5 Underwater drilling device in a second variant
  • Fig. 6 Underwater drilling device of Fig. 5 in
  • Fig. 7 Underwater drilling device in a second variant.
  • FIG. 1 illustrates the approach according to the invention for recovering oil stored in a shipwreck 2 lying on the seabed 1.
  • Salvaging prevents the oil from being released into the environment.
  • the hull of wreck 2 is drilled and the oil is sucked out through the hole in the ship's side.
  • a connection fitting 3 is used, which is inserted into the side wall in a previous step, as described above.
  • the oil in the wreck 2 can then be pumped out via a fluid line 4 that can be connected to the connection fitting.
  • An underwater suction pump 5 is used for this purpose, which is connected to the suction side via the fluid line 4 Connection fitting 3 is connected.
  • the suction pump 5 is located approximately at the height of the hull of the wreck 2 on the seabed 1.
  • the suction pump 5 is lowered in advance by a recovery vehicle 6 to the seabed 1 and is connected to it via an electric cable 7 to supply the suction pump 5 with electrical energy .
  • an underwater container 8 is provided, which is connected to the pressure side of the suction pump 5 via a further fluid line 9 and is designed to receive the oil pumped out of the ship's hull 2.
  • the underwater container 8 is, as shown, lowered by crane from the recovery vehicle 6 to the shipwreck 2 and then connected to the pressure side of the suction pump 5 via the fluid line 9 by means of an ROV 10 controlled from the recovery vehicle 6. The oil is then pumped into the underwater container 8.
  • the container 8 As soon as the container 8 is filled, it is in turn raised to the surface by crane in order, for example, to transfer the oil into a tank of the recovery vehicle 6. The container is then lowered again 8 and the process is repeated until all the oil has been pumped out of the shipwreck 2.
  • connection fitting 3 in detail.
  • This has a tubular hollow body 20, which forms a passage for the oil to be pumped out.
  • a drill bit 21 is arranged distally on the hollow body 20, here in the form of a hole saw with a central pilot drill 22 for centering. The drill bit 21 is used to drill a suitable hole in the side wall for attaching the connection fitting 3.
  • the hollow body 20 has, on its outer circumference, arranged axially one behind the other from distal to proximal, a thread forming section 23, a threaded section 24, a radially projecting collar section 25 with a seal 26, and a coupling section 27 for coupling to a drill drive or to the fluid line 4.
  • the connection fitting 3 is coupled to the drill drive in a torque-transmitting manner at its coupling section 20 for attachment to the side wall of the wreck 2.
  • the drill drive causes the fitting 3 to rotate as a whole in order to drill the hole in one operation using the drill bit 21 and to insert the connecting fitting 3 into the hole in a sealing manner.
  • connection fitting 3 is then further screwed into this thread with its threaded section 24 and finally rests sealingly against the side wall with the seal 26 on the collar section.
  • a plurality of lateral openings 28 are provided as the fluid inlet of the connection fitting 3, distributed over the outer circumference.
  • the fluid outlet is provided through the proximal opening of the hollow body 20 in the area of the coupling section 27.
  • the thread forming section 23 is formed by a plurality of cutting edges 29, which are distributed over the outer circumference of the hollow body 20 in the circumferential direction. The cutting edges 29 each have several cutting teeth. As can be seen in FIGS.
  • a valve that can be operated from the outside is provided inside the hollow body 20.
  • the valve has a flow-controlling flap 30, which is rotatably mounted on an axis 31 in the flap plane in the collar section 25 between a closed position and an open position.
  • the axis 31 is designed with a hexagonal extension.
  • the flap plane of the flap 30 is aligned essentially transversely to the longitudinal axis of the hollow body 20 in the closed position (not shown) and essentially parallel to the longitudinal axis of the hollow body 20 in the open position (FIG.
  • connection fitting 3 where the flap 30 is in the threaded section 24 (and also into the thread forming section 23) on the one hand and into the coupling section 27 on the other hand.
  • the hollow body 20 of the connection fitting 3 is made monolithically from stainless steel in the exemplary embodiment.
  • the drilling device designated overall by 40, has a substantially V-shaped base element 41. This consists of two arms 42, 43, which are connected to each other at the top of the V-shape. Furthermore, three holding elements 44 are provided, which are arranged on the base element 41 in the area of the free ends of the arms 42, 43 and at the tip of the V-shape. They are used to attach the drilling device to the surface of a ship's hull hold. 4, 5, 6 also show a linear actuator system 45 arranged on the base element 41 in the area of the tip of the V-shape and aligned essentially perpendicular to the plane of the base element 41.
  • a hydraulic drill drive 46 is guided in an axially movable manner on this .
  • the linear actuator system 45 is set up to move the drill drive 46 towards the ship's hull (FIG. 5) or away from it (FIG. 4). 4, 5, 6, this is done manually (by a diver) using a hand spindle 47.
  • the axis A (marked in FIG. 6) of the drill drive 46 runs essentially through the center of gravity of the triangle, which is formed by the three connecting elements 44 is given as corner points.
  • the drilling device shown in FIGS. 4, 5, 6 is used in particular in shallower water (less than 100 meters deep), where it can be handled by divers.
  • the connection fitting 3 can be detachably coupled to the drill drive 46 via a coupling element 47.
  • the linear actuator 45 thus serves to move the drill drive 46 with the connecting fitting 3 linearly, as vertically as possible towards the side wall.
  • the axial forces required are applied via the hand spindle 47 with a suitable transmission (eg via a rack).
  • the torque to be applied during drilling and thread cutting is supported on the side wall via the base element 41 and the holding elements 44.
  • the holding elements 44 of the underwater drilling device 40 can work with magnets (Figs. 5 and 6) or with suction cups (Fig. 4) or with a combination thereof. 5, 6, permanent magnets are used, for which an integrated hydraulic axial drive (not shown) is provided, which moves the magnets towards or away from the side of the shipwreck 2 in order to establish or adhere to the side of the ship . to solve.
  • the permanent magnets are extended from corresponding receiving openings in the base element 41. To release the permanent magnets are inserted back into the openings.
  • the suction cups When attaching the suction cups to the side wall with the embodiment of FIG. 4, the water located between the side wall and the suction cup is pumped out using a pump (not shown).
  • FIG. 7 shows an underwater drilling device 50 intended primarily for deep-sea use.
  • This includes a hydraulic drilling drive 51, here in the form of a torque tool that is common in itself.
  • the torque tool has handles 52 so that it can be gripped and guided by the grippers of the ROV 10.
  • a torque support 53 that is not connected to the drill drive 51 is provided.
  • This has a holding element 54, which holds the torque support 53 on the surface of the ship's hull and thereby supports the torque applied by the drill drive 51 on the ship's hull.
  • the torque support 53 has a through opening 55 as a guide for the drill drive 51, which at least partially accommodates the drill drive 51.
  • the drilling drive 51 can be guided axially freely movable towards and away from the ship's hull by means of the ROV 10.
  • the torque arm 53 is first attached to the side wall using the ROV 10 without the drill drive 51.
  • the torque support 53 also has corresponding handles 56.
  • the ROV 10 places the torque arm on the side wall at the desired location and activates the holding element 54.
  • the torque arm 53 then remains on the side wall and is released by the ROV 10. This next grabs the drill drive 51.
  • the ROV 10 can freely handle the drill drive 51 and places it on the torque arm 53 to insert the connection fitting 3.
  • the through opening 55 offers an axial guide for the drill drive 51, through which the drill drive 51 is freely movable in the axial direction in the through opening 55, but at the same time the torque to be applied during drilling, thread cutting and screwing is supported, ie the drill drive 51 can be in the through opening 55 cannot be rotated about its longitudinal axis. At the same time, lateral movements of the drill drive 51 are prevented.
  • the torque arm 53 also ensures centering.
  • the cross section of the through opening can have a non-axially symmetrical profile, which appropriately corresponds to an outer contour 57 of the drill drive 51.
  • the ROV 10 introduces the drill drive 51 into the through opening 55 of the torque arm 53, activates the drill drive 51 and advances the drill drive 51 with the connection fitting 3 during drilling, tapping and insertion of the connection fitting 3.
  • the holding element 55 is an annular suction cup which coaxially encloses the through opening 55 at its distal end.
  • the drill drive 51 also has a coupling element (not shown) which releasably engages the coupling section 27 of the connection fitting 3, the connection fitting 3 with the drill bit 21 pointing towards the ship's hull being rotatably drivable by means of the drill drive 51 is.
  • the underwater drilling device 40 or 50 shown in FIGS. 4, 5, 6, 7 is expediently supplied with hydraulic energy by means of an underwater hydraulic unit (not shown), which has an electrically driven hydraulic pump and a hydraulic fluid container.
  • the hydraulic rotary drive of the drill drive 46 or 51 is acted upon by the underwater hydraulic unit with a volume flow of a hydraulic fluid circulating in a closed circuit.
  • the underwater hydraulic unit with hydraulic pump and hydraulic fluid container is lowered by crane from the recovery vehicle 6 to the shipwreck 2, where it is connected to the drill drive 46 or 51 via a flexible hydraulic line.
  • the hydraulic unit works electrically and is supplied with power via an electric cable from the recovery vehicle 6.
  • the hydraulic fluid container and the hydraulic lines of the underwater hydraulic unit are ideally pressure-compensated relative to the surrounding water.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anschlussarmatur zur Anbringung an einem unter Wasser befindlichen Fluidbehälter, insbesondere an einem Schiffsrumpf, mit einem rohrförmigen Hohlkörper (20) und einer distal an dem Hohlkörper (20) angeordneten Bohrkrone (21), wobei der Hohlkörper (20) an seinem Außenumfang axial hintereinander angeordnet von distal nach proximal einen Gewindeformabschnitt (23), einen Gewindeabschnitt (24), einen radial überstehenden Kragenabschnitt (25) mit einer Dichtung (26), und einen Kopplungsabschnitt (27) zum Ankoppeln an einen Bohrantrieb (46, 51) oder an eine Schlauch- oder Rohrleitung (4) aufweist, wobei der Hohlkörper (20) zwei oder mehrere seitliche Öffnungen (28) als Fluideinlass aufweist, und wobei im Inneren des Hohlkörpers (20) ein von außen betätigbares Ventil zum Steuern des Durchflusses durch den Hohlkörper (20) zwischen dem Fluideinlass und dem proximalen Ende des Hohlkörpers (20) als Fluidauslass vorgesehen ist. Es ist Aufgabe der Erfindung, verbesserte Techniken zum Bergen von Fluiden aus unter Wasser befindlichen Behältnissen, insbesondere von Öl aus Schiffswracks, aufzuzeigen. Hierzu schlägt die Erfindung vor, dass der Gewindeformabschnitt (23) durch zwei oder mehrere in Umfangsrichtung hintereinander angeordnete Schneiden (29) mit jeweils mehreren Span abhebenden Zähnen gebildet ist, wobei die seitlichen Öffnungen (28) in dem Gewindeformabschnitt (23) im Bereich der Schneiden (29) angeordnet sind, an den sich proximal der Gewindeabschnitt (24) anschließt. Außerdem betrifft die Erfindung eine Unterwasser-Bohrvorrichtung, ein Unterwasser-Bergungssystem sowie ein Verfahren zum Bergen eines Fluids aus einem Schiffsrumpf eines auf dem Meeresgrund (1) liegenden Schiffswracks (2).

Description

System zur Bergung von Fluiden, insbesondere aus Schiffswracks
Die Erfindung betrifft eine Anschlussarmatur zur Anbringung an einem unter Wasser befindlichen Fluidbehälter, insbesondere an einem Schiffsrumpf, mit einem rohrförmigen Hohlkörper und einer distal an dem Hohlkörper angeordneten Bohrkrone, wobei der Hohlkörper an seinem Außenumfang axial hintereinander angeordnet von distal nach proximal einen Gewindeformabschnitt, einen Gewindeabschnitt, einen radial überstehenden Kragenabschnitt mit einer Dichtung, und einen Kopplungsabschnitt zum Ankoppeln an einen Bohrantrieb oder an eine Schlauch- oder Rohrleitung aufweist, wobei der Hohlkörper zwei oder mehrere seitliche Öffnung als Fluideinlass aufweist, und wobei im Inneren des Hohlkörpers ein von außen betätigbares Ventil zum Steuern des Durchflusses durch den Hohlkörper zwischen dem Fluideinlass und dem proximalen Ende des Hohlkörpers als Fluidauslass vorgesehen ist
Außerdem betrifft die Erfindung eine Unterwasser-Bohrvorrichtung, ein Unterwasser-Bergungssystem sowie ein Verfahren zum Bergen eines Fluides aus einem Schiffsrumpf eines auf dem Meeresgrund liegenden Schiffswracks.
Tausende Schiffswracks liegen über den gesamten Globus verteilt auf dem Meeresgrund. Im Zweiten Weltkrieg sanken besonders viele Schiffe auf den Grund der Weltmeere. Dabei handelt es sich vor allem um Tanker, Frachter und um Kriegsschiffe. Seit vielen Jahrzehnten sind die Schiffsrümpfe der Wracks der Korrosion ausgesetzt. An Bord dieser Wracks dürften nach geltenden Schätzungen zwischen zwei und fünfzehn Millionen Tonnen Öl lagern (hauptsächlich Treibstoff in Form von Schweröl). Das ist ein Vielfaches der Menge an Öl, die bei den größten Ölkatastrophen bisher freigesetzt wurde. Die Gefahr, dass die Schiffswracks nach der Durchrostung des Rumpfes das darin befindliche Öl in die Umwelt freisetzen, wächst stetig an. Einige Wracks verlieren bereits heute signifikante Ölmengen. Das Öl kann langsam aus dem zunehmend löchrigen Schiffsrumpf lecken. Es ist aber auch möglich, dass ein Wrack plötzlich auseinander bricht und seinen gesamten Öl-Inhalt auf einmal freigibt, mit entsprechend katastrophalen Auswirkungen auf die Umwelt.
Es sind Techniken zur Bergung des in den auf dem Meeresgrund liegenden Schiffswracks lagernden Öls bekannt. Durch die Bergung wird der Freisetzung des Öls in die Umwelt vorgebeugt. Dabei werden vor allem Ansätze verfolgt, bei denen der Schiffsrumpf des Wracks angebohrt und das Öl durch das Loch in der Bordwand abgesaugt wird.
Eine für ein solches Verfahren verwendbare Anschlussarmatur wird in der DE 102017 007 700 A1 beschrieben. Die bekannte Anschlussarmatur dient dazu, am Schiffsrumpf, d.h. an der Bordwand eines Schiffswracks, angebracht zu werden. Das in dem Wrack befindliche Öl kann dann über eine an die Anschlussarmatur anschließbare Fluidleitung abgepumpt werden. Die Anschlussarmatur weist einen rohrförmigen Hohlkörper auf, der einen Durchlass für das abzupumpende Öl bildet. An dem Hohlkörper ist distal eine Bohrkrone angeordnet, die dazu dient, für die Anbringung der Anschlussarmatur ein passendes Loch in die Bordwand zu bohren. Der Hohlkörper weist an seinem Außenumfang axial hintereinander angeordnet von distal nach proximal einen Gewindeformabschnitt, einen Gewindeabschnitt, einen radial überstehenden Kragenabschnitt mit einer Dichtung, und einen Kopplungsabschnitt in Form einer Verbindungsplatte zum Ankoppeln an einen Bohrantrieb oder an eine Schlauch- oder Rohrleitung auf. Die Anschlussarmatur zur Anbringung an der Bordwand eines Schiffs ist an ihrem Kopplungsabschnitt an den Bohrantrieb drehmomentübertragend angekoppelt. Der Bohrantrieb versetzt die Armatur insgesamt in Drehung, um in einem Arbeitsgang das Loch mittels der Bohrkrone zu bohren und die Anschlussarmatur dichtend in das Loch einzusetzen, ohne dass Öl in nennenswerten Mengen austreten kann. Nachdem das Loch mittels der Bohrkrone gebohrt ist, wird die Drehbewegung fortgesetzt, wobei der Gewindeformabschnitt ein Gewinde in dem Loch formt. In dieses Gewinde wird die Anschlussarmatur dann mit ihrem Gewindeabschnitt weiter eingedreht und liegt schließlich mit der Dichtung an dem Kragenabschnitt fest und dichtend an der Bordwand an. Der Hohlkörper der bekannten Anschlussarmatur weist in dem Gewindeabschnitt zwei oder mehrere seitliche Öffnung als Fluideinlass auf. Im Inneren des Hohlkörpers ist ein von außen betätigbares Ventil in Form eines Kugelventils zum Steuern des Durchflusses durch den Hohlkörper zwischen dem Fluideinlass und dem proximalen Ende des Hohlkörpers als Fluidauslass vorgesehen.
Die bekannte Anschlussarmatur weist einen vergleichsweise aufwendigen, mehrteiligen Aufbau auf. In dem Gewindeformabschnitt sind eine oder mehrere Gewindeformräder, d.h. bewegliche Teile angeordnet, die das Gewinde in dem Loch durch Kaltverformung der Lochwandung erzeugen. Der in axialer Richtung beim Eindrehen der Anschlussarmatur auf den Gewindeformabschnitt folgende Gewindeabschnitt ist sehr lang, und zwar wesentlich länger als die Dicke Bordwand, um ausreichend Fläche für die seitlichen Öffnungen als Fluideinlass zur Verfügung zu stellen. Entsprechend lange dauert es, die Anschlussarmatur in die Bordwand einzusetzen. Außerdem besteht die Gefahr, dass die Anschlussarmatur beim Eindrehen des sehr langen Gewindeabschnitts in die Bordwand verkantet und kein hinreichend dichter Sitz der Anschlussarmatur erreicht werden kann. Da außerdem der gesamte Vorgang der Einbringung der bekannten Anschlussarmatur langwierig und energieaufwendig ist und außerdem eine hohe Genauigkeit beim Eindrehen erforderlich ist, eignet sich die bekannte Anschlussarmatur insbesondere nur schlecht für Tiefseeanwendungen, bei denen Öl aus mehrere tausend Meter tief auf dem Meeresgrund liegenden Wracks geborgen werden soll. Bei Tiefseeanwendungen erfolgen die Arbeiten am Schiffswrack mittels von der Oberfläche aus ferngesteuerter Tauchroboter (ROV = „Remotely Operated Underwater Vehicle“). Um mit ROVs zuverlässig und sicher arbeiten zu können, sind robuste und einfach konstruierte Komponenten erforderlich. Die einzelnen Arbeitsvorgänge müssen möglichst schnell und einfach ausgeführt werden können und sollten möglichst keine besonderen Anforderungen an die Präzision bei der Handhabung der verwendeten Komponenten stellen. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, verbesserte Techniken zum Bergen von Fluiden aus unter Wasser befindlichen Behältnissen, insbesondere von Öl aus Schiffswracks, aufzuzeigen.
Diese Aufgabe löst die Erfindung ausgehend von einer Anschlussarmatur der eingangs angegebenen Art dadurch, dass der Gewindeformabschnitt durch zwei oder mehrere in Umfangsrichtung hintereinander angeordnete Schneiden mit jeweils mehreren Span abhebenden Zähnen gebildet ist, wobei die seitlichen Öffnungen in dem Gewindeformabschnitt im Bereich der Schneiden angeordnet sind, an den sich proximal der Gewindeabschnitt anschließt.
Mit „distal“ werden von dem Benutzer, Bediener oder von dem ROV abgewandte, d.h. dem Schiffsrumpf zugewandte Bereiche der Anschlussarmatur bezeichnet, mit „proximal“ dem Benutzer, Bediener, ROV zugewandte, d.h. von dem Schiffsrumpf abgewandte Bereiche der Anschlussarmatur.
Die Erfindung schlägt vor, dass der Gewindeformabschnitt durch zwei oder mehrere Schneiden gebildet ist, die über den Außenumfang des Hohlkörpers in Umfangsrichtung verteilt vorgesehen sind. Die Schneiden haben, wie bei einem Gewindebohrer, jeweils mehrere Zähne, die jeweils einen Span abheben. Die Kontur der Zähne gibt die Form des Gewindes vor. Die in Drehrichtung vordere Kante jedes Zahns hebt den Span ab, die weitere Kontur dient der Führung in dem bereits geschnittenen Gewinde. Einzelne der Zähne können von den seitlichen Öffnungen durchsetzt sein, so dass die Führung durch die in axialer Richtung jeweils vor bzw. hinter den Öffnungen angeordneten Zähne gewährleistet ist. Gleichzeitig können sich die spanabhebenden Vorderkanten der Zähne direkt an die jeweilige seitliche Öffnung anschließen, so dass die abgehobenen Späne in die Öffnung ausweichen und von dort im Inneren des Hohlkörpers aufgenommen werden können. Bei dieser Ausgestaltung ist zweckmäßig jeder Schneide eine seitliche Öffnung zugeordnet. Es können die seitlichen Öffnungen auch jeweils zwischen zwei in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Schneiden des Gewindeformabschnitts angeordnet sein.
Im Unterschied zum Stand der Technik sind die seitlichen Öffnungen bei der erfindungsgemäßen Anschlussarmatur nicht im Gewindeabschnitt, sondern im Gewindeformabschnitt, d.h. im Bereich der Schneiden vorgesehen. Auf diese Weise kann der Gewindeformabschnitt für die als Fluideinlass dienenden Öffnungen genutzt werden. Dabei ist die axiale Länge des Gewindeformabschnitts zweckmäßig (deutlich) größer als die axiale Länge des Gewindeabschnitts. Der Gewindeabschnitt kann in axialer Richtung kurz ausgeführt werden, so dass ein Verkanten vermieden wird. Zweckmäßig ist die axiale Länge des Gewindeabschnitts an die Wandstärke des Fluidbehälters angepasst. Die Länge des Gewindeabschnitts kann demnach etwa gleich der Wandstärke der Bordwand sein, oder diese nur um wenige Millimeter übersteigen.
Die erfindungsgemäße Anschlussarmatur baut gegenüber dem Stand der Technik deutlich kürzer und kompakter und kann in kürzerer Zeit eingeschraubt werden. Die Gefahr des Verkantens ist reduziert. Entsprechend lässt sich mit höherer Zuverlässigkeit ein dichter Zugang zu dem Fluidtank herstellen. Eine besondere Präzision bei der Handhabung ist nicht erforderlich. Außerdem kommt die erfindungsgemäße Anschlussarmatur ohne bewegliche Teile für die Erzeugung des Gewindes aus und weist entsprechend gegenüber dem Stand der Technik eine einfachere Konstruktion auf. Die erfindungsgemäße Anschlussarmatur eignet sich gegenüber dem Stand der Technik besser für Tiefseeanwendungen.
Bei einer möglichen Ausgestaltung ist der Hohlkörper an seinem distalen Ende geschlossen. Da der Fluiddurchlass durch den Hohlkörper von den seitlichen Öffnungen zu seinem proximalen Ende gewährleistet ist, kann der Hohlkörper endseitig geschlossen sein, z.B. durch eine Stirnwand. An dieser Stirnwand kann mit Vorteil die Bohrkrone befestigt werden, z.B. durch Verschrauben.
Bei einer weiteren möglichen Ausgestaltung weist das Ventil der Anschlussarmatur eine den Durchfluss steuernde Klappe auf, die an einer in der Klappenebene liegenden Achse in dem Kragenabschnitt zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung verdrehbar gelagert ist. Zur Betätigung des Ventils von außen ist zweckmäßig das Ende der Achse durch die Wandung des Hohlkörpers nach außen geführt. Dort kann die Achse mit einem Mehrkantansatz ausgestaltet sein, um mittels entsprechendem Werkzeug ein Drehmoment auf die Achse ausüben zu können. Bei dieser Ausgestaltung kommt statt eines Kugelventils (wie im Stand der Technik) ein Klappenventil zum Einsatz. Das Klappenventil hat den Vorteil, dass im Wesentlichen der gesamte freie Querschnitt im Inneren des Hohlkörpers für den Fluidstrom zur Verfügung steht. Der Strömungsquerschnitt wird durch die Ventilklappe kaum eingeschränkt. Die Klappenebene ist in der Schließstellung im Wesentlichen quer zur Längsachse des Hohlkörpers und in der Öffnungsstellung im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Hohlkörpers ausgerichtet ist, wo sich die Klappe in den Gewindeabschnitt einerseits und in den Kopplungsabschnitt andererseits hinein erstrecken kann. In der Öffnungsstellung werden also auch der Kopplungsabschnitt und der Gewindeabschnitt (und ggf. auch der Gewindeformabschnitt) für die Aufnahme der Ventilklappe im Inneren des Hohlkörpers genutzt. Damit wird für das Ventil praktisch kein zusätzlicher Bauraum benötigt. Der Kragenabschnitt, in dem die Achse der Klappe gelagert ist, braucht in axialer Richtung nicht viel länger zu sein als der Durchmesser der Achse. Dies ermöglicht wiederum sehr kompakte Abmessungen der Anschlussarmatur bei gleichzeitig gegenüber dem Stand der Technik verbesserten (insbesondere strömungstechnischen) Eigenschaften.
Bei einer möglichen Ausgestaltung ist der Hohlkörper der Anschlussarmatur monolithisch aus einem metallischen Werkstoff, vorzugsweise aus Edelstahl, ausgebildet. Der Hohlkörper als Hauptkomponente der Anschlussarmatur kann aus einem einheitlichen metallischen Werkstück hergestellt werden, beispielsweise durch CNC-Fräsen. Durch die einteilige Ausgestaltung ergibt sich ein sehr robuster und zuverlässiger Aufbau.
Hinzuweisen ist darauf, dass die erfindungsgemäße Anschlussarmatur nicht nur zum Bergen von Öl (insbesondere Schweröl) aus Schiffswracks verwendet werden kann, sondern auch zum Abpumpen anderer Fluide, z.B. Chemikalien.
Durch den mittels der Anschlussarmatur geschaffenen Zugang kann außerdem eine Heizvorrichtung (z.B. elektrischer Heizstab) in einen Schweröltank eines Schiffswracks eingebracht werden, um das kalte Schweröl zu erwärmen und dabei zu verflüssigen, bevor es überhaupt aus dem Tank abgepumpt werden kann. Im praktischen Einsatz werden typischerweise zwei oder mehrere Anschlussarmaturen in die Bordwand des Schiffsrumpfes eingebracht. Ein Zugang kann dabei zum Heizen verwendet werden, wie beschrieben. Ein weiterer Zugang wird zum Abpumpen des Öls benutzt, während ein dritter Zugang ermöglicht, dass Wasser von außen nachströmen kann, um das Volumen des abgepumpten Öls zu ersetzen und so für einen Druckausgleich zu sorgen.
Weiter kann die Anschlussarmatur dafür genutzt werden, Luft in das Innere eines Schiffswracks einzublasen. Durch den dadurch erzielten Auftrieb wird ein Heben des Schiffswracks (jedenfalls in flachem Gewässer) erleichtert.
Auch kann die Anschlussarmatur zum Einbringen von Messsensoren, Kameras, Endoskopen usw. in ein Schiffswrack genutzt werden. Dies kann vorteilhaft sein, um z.B. zu ermitteln ob sich in dem Schiffswrack eine gefährliche Ladung befindet.
Die Möglichkeit des Einblasens von Luft durch die erfindungsgemäße Anschlussarmatur kann weiter vorteilhaft sein bei der Bergung von havarierten Unterseebooten. Auf diese Weise können noch in dem jeweiligen Unterseeboot befindliche Seeleute mit Atem lüft versorgt werden. Außerdem können Trinkwasser und/oder Lebensmittel über die Anschlussarmatur in das Unterseeboot eingebracht werden. Somit können die Seeleute während der Dauer der Bergung über einen längeren Zeitraum am Leben erhalten werden. Schließlich kann über die Anschlussarmatur eine Kommunikationsverbindung zu den Seeleuten im Unterseeboot hergestellt werden.
Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Unterwasser-Bohrvorrichtung mit einem im Wesentlichen V-förmigen Basiselement, aufweisend zwei Arme, die an der Spitze der V-Form miteinander verbunden sind, drei Halteelementen, die an dem Basiselement im Bereich der freien Enden der Arme und an der Spitze der V-Form angeordnet und dazu ausgelegt sind, die Bohrvorrichtung an der Oberfläche eines Schiffsrumpfes zu halten, einem an dem Basiselement angeordneten, im Wesentlichen senkrecht zu der Ebene des Basiselementes ausgerichteten Linearaktuator- System, und einem an dem Linearaktuator-System angeordneten und damit auf den Schiffsrumpf zu und von diesem weg beweglichen Bohrantrieb, wobei die Achse des Bohrantriebs im Wesentlichen durch den Flächenschwerpunkt eines Dreiecks verläuft, das durch die drei Verbindungselemente als Eckpunkte gegeben ist.
Eine derartige Bohrvorrichtung kommt insbesondere in flacherem Wasser (weniger als 100 Meter Tiefe) zum Einsatz, wo sie von Tauchern gehandhabt werden kann. Beim Bohren des Lochs in die Bordwand, beim Schneiden des Gewindes und beim Eindrehen der Anschlussarmatur müssen ein erhebliches Drehmoment und auch eine erhebliche Kraft in axialer Richtung aufgebracht werden. Das Drehmoment und auch die axiale Kraft müssen abgestützt werden. Hierzu dient die Bohrvorrichtung. Das Basiselement wird mit den Halteelementen an der Bordwand des Schiffswracks fixiert. Das an dem Basiselement angeordnete Linearaktuator-System trägt den Bohrantrieb, an den über ein Kopplungselement eine Anschlussarmatur, die wir zuvor beschrieben ausgestaltet sein kann, ankoppelbar ist. Der Linearaktuator, der manuell oder motorisch arbeiten kann, dient dazu, den Bohrantrieb mit der Anschlussarmatur linear geführt möglichst senkrecht auf die Bordwand zuzubewegen. So wird die Bohrung ausgeführt und die Anschlussarmatur in die Bordwand eingedreht.
Die V-Form des Basiselements hat den Vorteil, dass die Anschlussarmatur mit der Bohrkrone und die Stelle an der Bordwand, wo die Anschlussarmatur eingesetzt werden soll, von der offenen Seite der V-Form her frei zugänglich und gut sichtbar bleiben. Dies erleichtert die Arbeiten erheblich. Dadurch dass die Achse des Bohrantriebs im Wesentlichen durch den Flächenschwerpunkt des Dreiecks verläuft, das durch die drei Verbindungselemente als Eckpunkte gegeben ist, ergibt sich eine optimale Abstützung der beim Bohren und Eindrehen wirkenden Kräfte. Mit anderen Worten sollte der Abstand der Achse des Bohrantriebs von allen drei Verbindungselementen in etwa gleich sein. Die beim Bohren, Gewindeschneiden und Eindrehen der Anschlussarmatur aufzubringenden, erheblichen Axialkräfte werden im Wesentlichen nur durch in axialer Richtung auf die Halteelemente wirkende Kräfte (d.h. im Wesentlichen ohne Scherkraftkomponenten) abgestützt. Dadurch halten die Halteelemente an der Bordwand besser, und es können große Kräfte aufgebracht werden. Der Bohrvorgang kann entsprechend schnell und sicher ausgeführt werden. Auch in Bezug auf die Drehmomentabstützung ist die symmetrische Anordnung der Halteelemente um die Achse des Bohrantriebs von Vorteil. Alle Halteelemente sind in im Wesentlichen gleicher Weise bei der Drehmomentabstützung belastet und können entsprechend gleich ausgelegt werden.
Die Halteelemente der Unterwasser-Bohrvorrichtung können als Magnete oder als Saugnäpfe oder als eine Kombination derselben ausgebildet sein. Als Magnete kommen Permanentmagnete oder Elektromagnete in Frage. Beim Einsatz von Permanentmagneten kann zweckmäßig ein (z.B. hydraulischer) Axialantrieb vorgesehen sein, der die Magneten auf die Bordwand zu bzw. von dieser weg bewegt, um die Anhaftung an der Bordwand herzustellen bzw. zu lösen. Bei der Anbringung der Saugnäpfe an der Bordwand wird zweckmäßig mittels einer Pumpe das jeweils zwischen Bordwand und Saugnapf befindliche Wasser abgepumpt. Aufgrund des umgebenden Wasserdrucks können mittels der Saugnäpfe erhebliche Haltekräfte aufgebracht werden. Bei einer Kombinationslösung können Magnete innerhalb der Saugnäpfe vorgesehen sein, um besonders hohe Haltekräfte zu ermöglichen und um bei einem Versagen der Saugnäpfe, z.B. bei einer besonders rauen Oberfläche der Bordwand, dennoch für einen sicheren Halt zu sorgen.
Eine vor allem für den Tiefseeeinsatz vorgesehene Unterwasser- Bohrvorrichtung umfasst einen Bohrantrieb, eine mit dem Bohrantrieb unverbundene Drehmomentstütze, und ein Halteelement, dazu ausgelegt, die Drehmomentstütze an der Oberfläche des Schiffsrumpfes zu halten und dabei das von dem Bohrantrieb aufgebrachte Drehmoment an dem Schiffsrumpf abzustützen, wobei die Drehmomentstütze eine Führung aufweist, dazu ausgelegt, den Bohrantrieb in einer Durchgangsöffnung, die den Bohrantrieb zumindest teilweise in sich aufnimmt, axial frei beweglich auf den Schiffsrumpf zu und von diesem weg zu führen. Bei dem Bohrantrieb kann es sich um ein sog. Torque-Tool, d.h. um eine gängige für die Handhabung per ROV vorgesehene handelsübliche Komponente handeln, die zum drehenden Antrieb verschiedenster Werkzeuge vorgesehen ist. Das Torque-Tool wird mittels der Greifarme des ROV ergriffen und damit unter Wasser geführt.
Die Drehmomentstütze ist mit dem Bohrantrieb unverbunden, d.h. der Drehmomentantrieb ist mit der Drehmomentstütze nicht fest verbunden. Das ROV kann den Bohrantrieb frei handhaben und setzt diesen zur Einbringung der Anschlussarmatur an der Drehmomentstütze an. Die Drehmomentstütze weist eine Durchgangsöffnung auf, in die der Bohrantrieb mittels des ROV eingeführt wird. Die Durchgangsöffnung bietet eine axiale Führung für den Bohrantrieb, durch die der Bohrantrieb in axialer Richtung in der Durchgangsöffnung frei beweglich ist, gleichzeitig aber das beim Bohren, Gewindeschneiden und Eindrehen aufzubringende Drehmoment abgestützt wird, d.h. der Bohrantrieb kann in der Durchgangsöffnung nicht um seine Längsachse rotiert werden und auch nicht in Richtung quer zur Längsachse bewegt werden. Hierfür kann der Querschnitt der Durchgangöffnung ein nicht-axialsymmetrisches Profil aufweisen, das in geeigneter Weise zu einer Außenkontur des Bohrantriebs korrespondiert. Gleichzeitig ist das Halteelement dafür vorgesehen, die Drehmomentstütze an der Oberfläche des Schiffsrumpfes zu halten und dabei das von dem Bohrantrieb über die Führung übertragene Drehmoment an dem Schiffsrumpf abzustützen. Somit muss die Drehmomentabstützung nicht durch das ROV selbst erfolgen. Gleichzeitig kann die axiale Zustellung des Bohrantriebs (und der daran gekoppelten Anschlussarmatur) zu der Bordwand vollständig von dem ROV kontrolliert werden. Das ROV führt hierzu den Bohrantrieb in die Durchgangsöffnung der Drehmomentstütze ein, aktiviert den Bohrantrieb und schiebt den Bohrantrieb mit der Anschlussarmatur während des Bohrens, Gewindeschneidens und Einsetzens der Anschlussarmatur weiter vor. Die Handhabung durch das ROV ist damit besonders einfach und zuverlässig möglich.
Bei einer möglichen Ausgestaltung ist das Halteelement eine ringförmige Magnetanordnung oder ein ringförmiger Saugnapf, die bzw. der die Durchgangsöffnung an ihrem distalen Ende koaxial umschließt. Damit werden die wirkenden Kräfte symmetrisch um den Punkt herum, an dem die Anschlussarmatur in die Bordwand eingebracht wird, abgestützt. Damit sind hohe Haltekräfte aufbringbar. Entsprechend kann ein hohes Drehmoment abgestützt werden. Außerdem muss nur ein einziges Halteelement gehandhabt werden.
Bei sämtlichen zuvor beschriebenen Varianten der Unterwasser-Bohrvorrichtung kann der Bohrantrieb einen hydraulischen Drehantrieb umfassen. Hydraulisch angetriebene Torque-Tools sind bei Unterwasserarbeiten üblich.
Die zuvor beschriebenen Unterwasser-Bohrvorrichtungen werden zweckmäßig in Kombination mit einer erfindungsgemäßen Anschlussarmatur eingesetzt. Hierzu kann der Bohrantrieb ein Kopplungselement aufweisen, das an dem Kopplungsabschnitt der Anschlussarmatur lösbar angreift, wobei die Anschlussarmatur mit der zu dem Schiffsrumpf hin weisenden Bohrkrone mittels des Bohrantriebs drehend antreibbar ist.
Weiter ist Gegenstand der Erfindung ein Unterwasser-Bergungssystem mit einer wie zuvor beschrieben ausgebildeten Unterwasser-Bohrvorrichtung und mit einer erfindungsgemäßen Anschlussarmatur. Dabei weist der Bohrantrieb ein Kopplungselement auf, das an dem Kopplungsabschnitt der Anschlussarmatur lösbar angreift, wobei die Anschlussarmatur mit der zu dem Schiffsrumpf hin weisenden Bohrkrone mittels des Bohrantriebs drehend antreibbar ist. Außerdem umfasst das System ein Unterwasser-Hydraulikaggregat, das eine elektrisch angetriebene Hydropumpe und einen Hydraulikfluidbehälter aufweist, wobei der hydraulische Drehantrieb des Bohrantriebs von dem Unterwasser- Hydraulikaggregat mit einem in einem geschlossenen Kreislauf zirkulierenden Volumenstrom eines Hydraulikfluids beaufschlagbar ist. Hierbei erfolgt die Versorgung des Bohrantriebs mit hydraulischer Energie durch das Unterwasser- Hydraulikaggregat. Das Hydraulikaggregat mit Hydropumpe und Hydraulikfluidbehälter wird (z.B. per Kran) zum Schiffswrack abgesenkt, wo es zweckmäßig über eine flexible Hydraulikleitung mit dem Bohrantrieb verbunden wird. Das Hydraulikaggregat arbeitet elektrisch und kann über ein einfaches Elektrokabel von der Oberfläche her mit Strom versorgt werden. Die Hydraulikversorgung über das Unterwasser-Hydaulikaggregat hat gegenüber der Versorgung mit Hydraulikfluid von der Oberfläche her erhebliche Vorteile. Bei Tiefseeanwendungen muss konventionell mit Hydraulikleitungen erheblicher Länge (ggf. mehrere tausend Meter) gearbeitet werden, was sehr aufwendig und auch risikoreich ist. Für die Erfindung reichen kurze Hydraulikleitungen aus, da nur die Distanz zwischen Unterwasser-Hydraulikaggregat und Bohrantrieb überbrückt werden muss. Die Energieverluste bei der Hydraulikversorgung von der Oberfläche durch bis zum Meeresgrund reichende Leitungen sind erheblich. Diese Nachteile werden durch das von der Erfindung vorgeschlagene Unterwasser-Hydraulikaggregat nahezu vollständig vermieden. Der Hydraulikfluidbehälter und die Hydraulikleitungen sollten gegenüber dem umgebenden Wasser zweckmäßig druckkompensiert sein. Ein geeigneter Druckausgleich kann mit einfachen Maßnahmen erzielt werden, da das Hydraulikfluid inkompressibel ist.
Das Unterwasser-Hydraulikaggregat kann selbstverständlich beliebige weitere Aggregate oder Werkzeuge, die unter Wasser bei der Bergung eingesetzt werden, mit hydraulischer Energie versorgen. Außerdem kann das Unterwasser- Hydraulikaggregat dazu genutzt werden, die von der Oberfläche her bezogene elektrische Energie an bei der Bergung in der Umgebung des Schiffswracks verwendete elektrisch betriebene Aggregate oder Werkzeuge zu verteilen.
Das Bergungssystem weist zweckmäßig außerdem eine Unterwasser- Saugpumpe auf, die über eine Fluidleitung saugseitig mit der Anschlussarmatur verbindbar und dazu ausgelegt ist, ein Fluid über die Anschlussarmatur aus dem Schiffsrumpf abzupumpen. Die Säugpumpe muss sich in etwa auf der Höhe des Schiffsrumpfes befinden, ein Ansaugen des Fluids von der Oberfläche her ist nicht möglich. Geeignete Pumpen sind kommerziell verfügbar.
Mit Vorteil ist weiter ein Unterwasser-Container vorgesehen, der über eine weitere Fluidleitung mit der Druckseite der Säugpumpe verbindbar und dazu ausgelegt ist, das aus dem Schiffsrumpf abgepumpte Fluid aufzunehmen. Somit wird das abgepumpte Fluid nicht von der Säugpumpe direkt zur Oberfläche gefördert, sondern in einen auf den Meeresgrund zu dem Schiffswrack abgesenkten Unterwasser-Container. Entsprechend ist auch bei Tiefsee- Anwendungen nur ein geringer Druck von der Säugpumpe aufzubringen. Diese kann entsprechend einfach und kostengünstig ausgebildet sein. Das Pumpen des Fluids (insbesondere Schweröl) zur Oberfläche über lange Leitungen ist aufwendig und risikoreich. Die lange Leitung kann durch Strömung reißen, so dass das Fluid unerwünscht in das Meerwasser freigesetzt wird. Mit dem Unterwasser-Container genügen kurze Leitungen. Der Unterwasser-Container wird (z.B. mit Meerwasser gefüllt) zu dem Schiffswrack abgesenkt, dann per ROV an die Druckseite der Säugpumpe angeschlossen. Das Fluid wird danach in den Unterwasser-Container verpumpt, wobei das darin befindliche Meerwasser aus dem Container verdrängt wird. Sobald der Container befüllt ist, kann dieser per Kran zur Oberfläche angehoben werden, um z.B. dort das Fluid in einen schwimmenden Tank umzufüllen. Danach wird der Container wieder abgesenkt und der Vorgang wird wiederholt, bis sämtliches Fluid aus dem Schiffswrack abgepumpt ist. Es kann zweckmäßig mit zwei oder mehreren Unterwasser-Containern im Zyklus gearbeitet werden, um das Fluid möglichst schnell und kontinuierlich abpumpen zu können.
Die Erfindung betrifft schließlich ein Verfahren zum Bergen eines Fluides, insbesondere Öl, aus einem Schiffsrumpf eines auf dem Meeresgrund liegenden Schiffswracks. Zunächst wir eine erfindungsgemäße, wie oben beschriebene Unterwasser-Bohrvorrichtung von einem auf der Meeresoberfläche schwimmenden Bergungsfahrzeug aus zu dem Schiffswrack absenkt, z.B. per Kran. Bei einer Tiefseebergung werden zweckmäßig auch ein Unterwasser- Hydraulikaggregat, eine Unterwasser-Saugpumpe und ein Unterwasser- Container, wie zuvor beschrieben, zu dem Schiffswrack abgesenkt. Mittels der Unterwasser-Bohrvorrichtung kann dann eine erfindungsgemäße Anschlussarmatur, wie oben beschrieben, an dem Schiffsrumpf angebracht werden. Die Saugseite der Unterwasser-Saugpumpe wird mit der Anschlussarmatur und die Druckseite mit dem Unterwasser-Container verbunden. Danach beginnt das Abpumpen des Fluids aus dem Schiffsrumpf in den Unterwasser-Container. Schließlich wird der mit dem Fluid gefüllte Unterwasser-Container vom Meeresboden zur Meeresoberfläche und z.B. auf das Bergungsfahrzeug angehoben. Bei Bedarf wird mit mehreren Unterwasser- Containern gearbeitet, in die das Fluid abwechselnd oder zyklisch abgepumpt wird. Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen illustrieren weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung. Es zeigen:
Fig. 1 : schematisch die Situation bei der Bergung von Treibstoff aus einem Schiffswrack gemäß der Erfindung;
Fig. 2: erfindungsgemäße Anschlussarmatur;
Fig. 3: Anschlussarmatur in geschnittener
Ansicht;
Fig. 4: Unterwasser-Bohrvorrichtung in einer ersten Variante;
Fig. 5: Unterwasser-Bohrvorrichtung in einer zweiten Variante;
Fig. 6: Unterwasser-Bohrvorrichtung der Fig. 5 in
Draufsicht;
Fig. 7: Unterwasser-Bohrvorrichtung in einer zweiten Variante.
In der nachfolgenden Figurenbeschreibung werden für die gleichen Elemente die gleichen Bezugszeichen und die gleichen Begriffe verwendet.
Die Fig. 1 illustriert den erfindungsgemäßen Ansatz zur Bergung von in einem auf dem Meeresgrund 1 liegenden Schiffswrack 2 lagerndem Öl. Durch die Bergung wird der Freisetzung des Öls in die Umwelt vorgebeugt. Dabei wird der Schiffsrumpf des Wracks 2 angebohrt und das Öl durch das Loch in der Bordwand abgesaugt. Hierzu wird eine Anschlussarmatur 3 verwendet, die in einem vorangehenden Arbeitsschritt in die Bordwand eingesetzt wird, wie oben beschrieben. Das in dem Wrack 2 befindliche Öl kann dann über eine an die Anschlussarmatur anschließbare Fluidleitung 4 abgepumpt werden. Hierzu dient eine Unterwasser-Saugpumpe 5, die über die Fluidleitung 4 saugseitig mit der Anschlussarmatur 3 verbunden ist. Die Säugpumpe 5 befindet sich in etwa auf der Höhe des Schiffsrumpfes des Wracks 2 auf dem Meeresgrund 1. Die Säugpumpe 5 wird vorab von einem Bergungsfahrzeug 6 zum Meeresgrund 1 abgesenkt und ist mit diesem über ein Elektrokabel 7 zur Versorgung der Säugpumpe 5 mit elektrischer Energie verbunden. Weiter ist ein Unterwasser- Container 8 vorgesehen, der über eine weitere Fluidleitung 9 mit der Druckseite der Säugpumpe 5 verbunden und dazu ausgelegt ist, das aus dem Schiffsrumpf 2 abgepumpte Öl aufzunehmen. Der Unterwasser-Container 8 wird, wie dargestellt, per Kran von dem Bergungsfahrzeug 6 aus zu dem Schiffswrack 2 abgesenkt und dann mittels eines von dem Bergungsfahrzeug 6 aus gesteuerten ROV 10 über die Fluidleitung 9 an die Druckseite der Säugpumpe 5 angeschlossen. Das Öl wird danach in den Unterwasser-Container 8 verpumpt. Sobald der Container 8 befüllt ist, wird dieser wiederum per Kran zur Oberfläche angehoben, um z.B. dort das Öl in einen Tank des Bergungsfahrzeugs 6 umzufüllen. Danach wird der Container wieder abgesenkt 8 und der Vorgang wird so lange wiederholt, bis sämtliches Öl aus dem Schiffswrack 2 abgepumpt ist.
Die Fig. 2 und 3 zeigen die Anschlussarmatur 3 im Detail. Diese weist einen rohrförmigen Hohlkörper 20 auf, der einen Durchlass für das abzupumpende Öl bildet. An dem Hohlkörper 20 ist distal eine Bohrkrone 21 angeordnet, hier in Form einer Lochsäge mit zentralem Pilotbohrer 22 zur Zentrierung. Die Bohrkrone 21 dient dazu, für die Anbringung der Anschlussarmatur 3 ein passendes Loch in die Bordwand zu bohren.
Der Hohlkörper 20 weist an seinem Außenumfang axial hintereinander angeordnet von distal nach proximal einen Gewindeformabschnitt 23, einen Gewindeabschnitt 24, einen radial überstehenden Kragenabschnitt 25 mit einer Dichtung 26, und einen Kopplungsabschnitt 27 zum Ankoppeln an einen Bohrantrieb oder an die Fluidleitung 4 auf. Die Anschlussarmatur 3 wird zur Anbringung an der Bordwand des Wracks 2 an ihrem Kopplungsabschnitt 20 an den Bohrantrieb drehmomentübertragend angekoppelt. Der Bohrantrieb versetzt die Armatur 3 insgesamt in Drehung, um in einem Arbeitsgang das Loch mittels der Bohrkrone 21 zu bohren und die Anschlussarmatur 3 dichtend in das Loch einzusetzen. Nachdem das Loch mittels der Bohrkrone 21 gebohrt ist, wird die Drehbewegung fortgesetzt, wobei der Gewindeformabschnitt 23 ein Gewinde an der Innenwandung des Lochs formt. In dieses Gewinde wird die Anschlussarmatur 3 dann mit ihrem Gewindeabschnitt 24 weiter eingedreht und liegt schließlich mit der Dichtung 26 an dem Kragenabschnitt dichtend an der Bordwand an. Als Fluideinlass der Anschlussarmatur 3 sind über den Außenumfang verteilt mehrere seitliche Öffnungen 28 vorgesehen. Der Fluidauslass ist durch die proximale Öffnung des Hohlkörpers 20 im Bereich des Kopplungsabschnitts 27 gegeben. Der Gewindeformabschnitt 23 ist durch mehrere Schneiden 29 gebildet, die über den Außenumfang des Hohlkörpers 20 in Umfangsrichtung verteilt vorgesehen sind. Die Schneiden 29 haben jeweils mehrere spanabhebende Zähne. Die Zähne sind, wie in Fig. 2 und 3 zu erkennen ist, von den seitlichen Öffnungen 28 durchsetzt. Jeder der Schneiden 29 ist bei dem Ausführungsbeispiel eine seitliche Öffnung 28 zugeordnet. Im Inneren des Hohlkörpers 20 ist ein von außen betätigbares Ventil vorgesehen. Das Ventil weist eine den Durchfluss steuernde Klappe 30 auf, die an einer in der Klappenebene liegenden Achse 31 in dem Kragenabschnitt 25 zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung verdrehbar gelagert ist. Zur Betätigung des Ventils ist die Achse 31 mit einem Sechskantansatz ausgestaltet. Die Klappenebene der Klappe 30 ist in der Schließstellung (nicht dargestellt) im Wesentlichen quer zur Längsachse des Hohlkörpers 20 und in der Öffnungsstellung (Fig. 3) im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Hohlkörpers 20 ausgerichtet ist, wo sich die Klappe 30 in den Gewindeabschnitt 24 (und zum auch noch in den Gewindeformabschnitt 23) einerseits und in den Kopplungsabschnitt 27 andererseits hinein erstreckt. Der Hohlkörper 20 der Anschlussarmatur 3 ist bei dem Ausführungsbeispiel monolithisch aus Edelstahl gefertigt.
Die Fig. 4, 5 und 6 zeigen unterschiedliche Ausführungsformen und Perspektiven einer ersten Variante der erfindungsgemäßen Unterwasser- Bohrvorrichtung. Die insgesamt mit 40 bezeichnete Bohrvorrichtung weist ein im Wesentlichen V-förmiges Basiselement 41 auf. Dieses besteht aus zwei Armen 42, 43, die an der Spitze der V-Form miteinander verbunden sind. Weiter sind drei Halteelemente 44 vorgesehen, die an dem Basiselement 41 im Bereich der freien Enden der Arme 42, 43 und an der Spitze der V-Form angeordnet sind. Sie dienen dazu, die Bohrvorrichtung an der Oberfläche eines Schiffsrumpfes zu halten. Die Fig. 4, 5, 6 zeigen außerdem ein an dem Basiselement 41 im Bereich der Spitze der V-Form angeordnetes, im Wesentlichen senkrecht zu der Ebene des Basiselementes 41 ausgerichtetes Linearaktuator-System 45. An diesem ist ein hydraulischer Bohrantrieb 46 axial beweglich geführt. Das Linearaktuator-System 45 ist dazu eingerichtet, den Bohrantrieb 46 auf den Schiffsrumpf zu (Fig. 5) bzw. von diesem weg (Fig. 4) zu bewegen. Dies erfolgt bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 4, 5, 6 manuell (durch einen Taucher) per Handspindel 47. Die Achse A (in Fig. 6 markiert) des Bohrantriebs 46 verläuft im Wesentlichen durch den Flächenschwerpunkt des Dreiecks, das durch die drei Verbindungselemente 44 als Eckpunkte gegeben ist. Die in Fig. 4, 5, 6 dargestellt Bohrvorrichtung kommt insbesondere in flacherem Wasser (weniger als 100 Meter Tiefe) zum Einsatz, wo sie von Tauchern gehandhabt werden kann. An den Bohrantrieb 46 ist über ein Kopplungselement 47 die Anschlussarmatur 3 lösbar ankoppelbar. Der Linearaktuator 45 dient somit dazu, den Bohrantrieb 46 mit der Anschlussarmatur 3 linear geführt möglichst senkrecht auf die Bordwand zuzubewegen. Die dabei erforderlichen Axialkräfte werden über die Handspindel 47 mit geeigneter Übersetzung (z.B. per Zahnstange) aufgebracht. Über das Basiselement 41 und die Halteelemente 44 wird das beim Bohren und Gewindeschneiden aufzubringende Drehmoment an der Bordwand abgestützt.
Die Halteelemente 44 der Unterwasser-Bohrvorrichtung 40 können mit Magneten arbeiten (Fig. 5 und 6) oder mit Saugnäpfen (Fig. 4) oder mit einer Kombination derselben. In Fig. 5, 6 kommen Permanentmagnete zum Einsatz, wobei für diese ein integrierter hydraulischer Axialantrieb (nicht dargestellt) vorgesehen ist, der die Magneten auf die Bordwand des Schiffswracks 2 zu bzw. von dieser weg bewegt, um die Anhaftung an der Bordwand herzustellen bzw. zu lösen. Um die Anhaftung herzustellen, werden die Permanentmagnete aus entsprechenden Aufnahmeöffnungen des Basiselements 41 ausgefahren. Zum Lösen werden die Permanentmagnete wieder in die Öffnungen eingefahren. Bei der Anbringung der Saugnäpfe an der Bordwand mit der Ausführungsform der Fig. 4 wird mittels einer Pumpe (nicht dargestellt) das jeweils zwischen Bordwand und Saugnapf befindliche Wasser abgepumpt. Die Fig. 7 zeigt eine vor allem für den Tiefseeeinsatz vorgesehene Unterwasser- Bohrvorrichtung 50. Diese umfasst einen hydraulischen Bohrantrieb 51 , hier in Form eines an sich üblichen Torque-Tools. Das Torque-Tool weist Griffe 52 auf, um von den Greifern des ROV 10 ergriffen und geführt werden zu können. Außerdem ist eine mit dem Bohrantrieb 51 unverbundenen Drehmomentstütze 53 vorgesehen. Diese weist ein Halteelement 54 auf, das die Drehmomentstütze 53 an der Oberfläche des Schiffsrumpfes hält und dabei das von dem Bohrantrieb 51 aufgebrachte Drehmoment an dem Schiffsrumpf abstützt. Die Drehmomentstütze 53 weist als Führung für den Bohrantrieb 51 eine Durchgangsöffnung 55 auf, die den Bohrantrieb 51 zumindest teilweise in sich aufnimmt. In der Durchgangsöffnung 55 kann der Bohrantrieb 51 mittels des ROV 10 axial frei beweglich auf den Schiffsrumpf zu und von diesem weg geführt werden. Die Drehmomentstütze 53 wird zunächst ohne den Bohrantrieb 51 mittels des ROV 10 an der Bordwand angebracht. Hierzu weist auch die Drehmomentstütze 53 entsprechende Griffe 56 auf. Das ROV 10 setzt hierfür die Drehmomentstütze an der Bordwand an der gewünschten Stelle an und aktiviert das Halteelement 54. Dann verbleibt die Drehmomentstütze 53 an der Bordwand und wird von dem ROV 10 losgelassen. Dieses ergreift als nächstes den Bohrantrieb 51. Das ROV 10 kann den Bohrantrieb 51 frei handhaben und setzt diesen zur Einbringung der Anschlussarmatur 3 an der Drehmomentstütze 53 an. Die Durchgangsöffnung 55 bietet eine axiale Führung für den Bohrantrieb 51 , durch die der Bohrantrieb 51 in axialer Richtung in der Durchgangsöffnung 55 frei beweglich ist, gleichzeitig aber das beim Bohren, Gewindeschneiden und Eindrehen aufzubringende Drehmoment abgestützt wird, d.h. der Bohrantrieb 51 kann in der Durchgangsöffnung 55 nicht um seine Längsachse rotiert werden. Gleichzeitig werden seitliche Bewegungen des Bohrantriebs 51 unterbunden. Die Drehmomentstütze 53 sorgt also auch für eine Zentrierung. Hierfür kann der Querschnitt der Durchgangöffnung ein nicht-axialsymmetrisches Profil aufweisen, das in geeigneter Weise zu einer Außenkontur 57 des Bohrantriebs 51 korrespondiert. Zum Anbringen der Anschlussarmatur 3 führt das ROV 10 den Bohrantrieb 51 in die Durchgangsöffnung 55 der Drehmomentstütze 53 ein, aktiviert den Bohrantrieb 51 und schiebt den Bohrantrieb 51 mit der Anschlussarmatur 3 während des Bohrens, Gewindeschneidens und Einsetzens der Anschlussarmatur 3 weiter vor. Bei der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform ist das Halteelement 55 ein ringförmiger Saugnapf, der die Durchgangsöffnung 55 an ihrem distalen Ende koaxial umschließt.
Auch bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 7 weist der Bohrantrieb 51 ein Kopplungselement (nicht dargestellt) auf, das an dem Kopplungsabschnitt 27 der Anschlussarmatur 3 lösbar angreift, wobei die Anschlussarmatur 3 mit der zu dem Schiffsrumpf hin weisenden Bohrkrone 21 mittels des Bohrantriebs 51 drehend antreibbar ist.
Die in den Fig. 4, 5, 6, 7 jeweils dargestellte Unterwasser-Bohrvorrichtung 40 bzw. 50 wird zweckmäßig mittels eines Unterwasser-Hydraulikaggregats (nicht dargestellt), das eine elektrisch angetriebene Hydropumpe und einen Hydraulikfluidbehälter aufweist, mit hydraulischer Energie versorgt. Dabei wird der hydraulische Drehantrieb des Bohrantriebs 46 bzw. 51 von dem Unterwasser-Hydraulikaggregat mit einem in einem geschlossenen Kreislauf zirkulierenden Volumenstrom eines Hydraulikfluids beaufschlagt. Das Unterwasser-Hydraulikaggregat mit Hydropumpe und Hydraulikfluidbehälter wird per Kran von dem Bergungsfahrzeug 6 zu dem Schiffswrack 2 abgesenkt, wo es über eine flexible Hydraulikleitung mit dem Bohrantrieb 46 bzw. 51 verbunden wird. Das Hydraulikaggregat arbeitet elektrisch und wird über ein Elektrokabel von dem Bergungsfahrzeug 6 aus mit Strom versorgt. Der Hydraulikfluidbehälter und die Hydraulikleitungen des Unterwasser-Hydraulikaggregats sind gegenüber dem umgebenden Wasser idealerweise druckkompensiert.
- Patentansprüche -

Claims

Patentansprüche
1. Anschlussarmatur zur Anbringung an einem unter Wasser befindlichen Fluidbehälter, insbesondere an einem Schiffsrumpf, mit einem rohrförmigen Hohlkörper (20) und einer distal an dem Hohlkörper (20) angeordneten Bohrkrone (21 ), wobei der Hohlkörper (20) an seinem Außenumfang axial hintereinander angeordnet von distal nach proximal einen Gewindeformabschnitt (23), einen Gewindeabschnitt (24), einen radial überstehenden Kragenabschnitt (25) mit einer Dichtung (26), und einen Kopplungsabschnitt (27) zum Ankoppeln an einen Bohrantrieb (46, 51 ) oder an eine Schlauch- oder Rohrleitung (4) aufweist, wobei der Hohlkörper (20) zwei oder mehrere seitliche Öffnungen (28) als Fluideinlass aufweist, und wobei im Inneren des Hohlkörpers (20) ein von außen betätigbares Ventil zum Steuern des Durchflusses durch den Hohlkörper (20) zwischen dem Fluideinlass und dem proximalen Ende des Hohlkörpers (20) als Fluidauslass vorgesehen ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Gewindeformabschnitt (23) durch zwei oder mehrere in Umfangsrichtung hintereinander angeordnete Schneiden (29) mit jeweils mehreren Span abhebenden Zähnen gebildet ist, wobei die seitlichen Öffnungen (28) in dem Gewindeformabschnitt (23) im Bereich der Schneiden (29) angeordnet sind, an den sich proximal der Gewindeabschnitt (24) anschließt.
2. Anschlussarmatur nach Anspruch 1 , wobei jeder Schneide (29) eine seitliche Öffnung zugeordnet (28) ist.
3. Anschlussarmatur nach Anspruch 1 oder 2, wobei die axiale Länge des Gewindeformabschnitts (23) größer ist als die axiale Länge des Gewindeabschnitts (24).
4. Anschlussarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die axiale Länge des Gewindeabschnitts (24) an die Wandstärke des Fluidbehälters angepasst ist.
5. Anschlussarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Hohlkörper (20) distal geschlossen ist.
6. Anschlussarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Ventil eine den Durchfluss steuernde Klappe (30) aufweist, die an einer in der Klappenebene liegenden Achse (31 ) in dem Kragenabschnitt (25) zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung verdrehbar gelagert ist.
7. Anschlussarmatur nach Anspruch 6, wobei die Klappenebene in der Schließstellung im Wesentlichen quer zur Längsachse des Hohlkörpers (20) und in der Öffnungsstellung im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Hohlkörpers (20) ausgerichtet ist, wo sich die Klappe (30) in den Gewindeabschnitt (24) einerseits und in den Kopplungsabschnitt (27) andererseits hinein erstreckt.
8. Anschlussarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Hohlkörper (20) monolithisch aus einem metallischen Werkstoff, vorzugsweise aus Edelstahl, ausgebildet ist.
9. Unterwasser-Bohrvorrichtung mit einem im Wesentlichen V-förmigen Basiselement (41 ), aufweisend zwei Arme (42, 43), die an der Spitze der V-Form miteinander verbunden sind, drei Halteelementen (44), die an dem Basiselement (41 ) im Bereich der freien Enden der Arme (42, 43) und an der Spitze der V-Form angeordnet und dazu ausgelegt sind, die Unterwasser-Bohrvorrichtung (40) an der Oberfläche eines Schiffsrumpfes zu halten, einem an dem Basiselement (41 ) angeordneten, im Wesentlichen senkrecht zu der Ebene des Basiselementes ausgerichteten Linearaktuator- System (45), und einem an dem Linearaktuator-System (45) angeordneten und damit auf den Schiffsrumpf zu und von diesem weg beweglichen Bohrantrieb (46), wobei die Achse des Bohrantriebs (46) im Wesentlichen durch den Flächenschwerpunkt eines Dreiecks verläuft, das durch die drei Verbindungselemente (44) als Eckpunkte gegeben ist.
10. Unterwasser-Bohrvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die drei Halteelemente (44) als Magnete oder als Saugnäpfe ausgebildet sind.
11. Unterwasser-Bohrvorrichtung mit einem Bohrantrieb (51 ), einer mit dem Bohrantrieb (51 ) unverbundenen Drehmomentstütze (53), und wenigstens einem Halteelement (55), dazu ausgelegt, die Drehmomentstütze (53) an der Oberfläche eines Schiffsrumpfes zu halten und dabei das von dem Bohrantrieb (51 ) aufgebrachte Drehmoment an dem Schiffsrumpf abzustützen, wobei die Drehmomentstütze (53) eine Führung aufweist, dazu ausgelegt, den Bohrantrieb (51 ) in einer Durchgangsöffnung (55), die den Bohrantrieb (51 ) zumindest teilweise in sich aufnimmt, axial frei beweglich auf den Schiffsrumpf zu und von diesem weg zu führen.
12. Unterwasser-Bohrvorrichtung nach Anspruch 11 , wobei das Halteelement (55) eine ringförmige Magnetanordnung oder ein ringförmiger Saugnapf ist.
13. Unterwasser-Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei der Bohrantrieb (46, 51 ) einen hydraulischen Drehantrieb umfasst.
14. Unterwasser-Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, mit einer Anschlussarmatur (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Bohrantrieb (46, 51 ) ein Kopplungselement (47) aufweist, das an dem Kopplungsabschnitt (27) der Anschlussarmatur (3) lösbar angreift, wobei die Anschlussarmatur (3) mit der zu dem Schiffsrumpf hin weisenden Bohrkrone (21 ) mittels des Bohrantriebs (46, 51 ) drehend antreibbar ist.
15. Unterwasser-Bergungssystem mit einer Unterwasser-Bohrvorrichtung nach Anspruch 13 und mit einer Anschlussarmatur (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Bohrantrieb (46, 51) ein Kopplungselement (47) aufweist, das an dem Kopplungsabschnitt (27) der Anschlussarmatur (3) lösbar angreift, wobei die Anschlussarmatur (3) mit der zu dem Schiffsrumpf hin weisenden Bohrkrone (21 ) mittels des Bohrantriebs (46, 51 ) drehend antreibbar ist, wobei das Unterwasser-Bergungssystem ein Unterwasser- Hydraulikaggregat umfasst, das eine elektrisch angetriebene Hydropumpe und einen Hydraulikfluidbehälter aufweist, wobei der hydraulische Drehantrieb des Bohrantriebs (46, 51 ) von dem Unterwasser-Hydraulikaggregat mit einem in einem geschlossenen Kreislauf zirkulierenden Volumenstrom eines Hydraulikfluids beaufschlagbar ist.
16. Unterwasser-Bergungssystem nach Anspruch 15, mit einer Unterwasser-Saugpumpe (5), die über eine Fluidleitung (4) saugseitig mit der Anschlussarmatur (3) verbindbar und dazu ausgelegt ist, ein Fluid über die Anschlussarmatur (3) aus dem Schiffsrumpf abzupumpen.
17. Unterwasser-Bergungssystem nach Anspruch 16, mit einem Unterwasser-Container (8), der über eine weitere Fluidleitung (9) mit der Druckseite der Säugpumpe (5) verbindbar und dazu ausgelegt ist, das aus dem Schiffsrumpf abgepumpte Fluid aufzunehmen.
18. Verfahren zum Bergen eines Fluids aus einem Schiffsrumpf eines auf dem Meeresgrund (1 ) liegenden Schiffswracks (2), mit den folgenden Verfahrensschritten:
Absenken einer Unterwasser-Bohrvorrichtung (40, 50) nach einem der Ansprüche 9 bis 14 von einem auf der Meeresoberfläche schwimmenden Bergungsfahrzeug (6) aus zu dem Schiffswrack (2),
Anbringen einer Anschlussarmatur (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 an dem Schiffsrumpf mittels der Unterwasser-Bohrvorrichtung (40, 50), Absenken einer Unterwasser-Saugpumpe (5) von dem Bergungsfahrzeug (6) aus zu dem Schiffswrack (2),
Absenken eines Unterwasser-Containers (8) von dem Bergungsfahrzeug (6) aus zu dem Schiffswrack (2), Verbinden der Saugseite der Unterwasser-Saugpumpe (5) mit der Anschlussarmatur (3) und der Druckseite der Unterwasser-Saugpumpe (5) mit dem Unterwasser-Container (8),
Abpumpen des Fluids aus dem Schiffsrumpf in den Unterwasser- Container (8), und
Anheben des mit dem Fluid gefüllten Unterwasser-Containers (8) vom Meeresboden (1 ) zur Meeresoberfläche.
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