| Patentan Sprüche : 1. Vorrichtung zum Verhindern des Durchtritts einer Flüssigkeit (26), insbesondere Öl, die in ein Gewässer (20) austritt, gekennzeichnet durch: • ein Schwebeelement (14a, 14b) zur schwebenden Positionierung über einem Grund (18) und unter einer Oberfläche (22) des Gewässers (20), wobei das Schwebeelement ( 14a, 14b) derart ausgebildet ist, dass bei Positionierung im Gewässer eine auf das Schwebeelement (14a, 14b) wirkende Auftriebskraft A größer ist als seine Abtriebskraft, insbesondere seine Gewichtskraft G, sodass das Schwebelement (14a, 14b) eine zur Oberfläche gerichtete Tragkraft bereitstellen kann; und • ein flächig ausgebildetes Begrenzungselement (24), welches für die Flüssigkeit (26) nicht permeabel ist, wobei sich das Begrenzungselement (24) am Schwebeelement (14a, 14b) vorbei erstreckt und mit diesem mechanisch verbunden ist, sodass sich bei Positionierung der Vorrichtung im Gewässer (20) ein Abschnitt des Begrenzungselements (24) unterhalb des Schwebeelements (14a, 14b) ergeben kann, dessen über die Auftriebskraft überschießende Abtriebskraft durch die entgegengerichtet wirkende Tragkraft reduziert, kompensiert, oder überkompensiert wird. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch • ein Grundelement (12) zur Positionierung auf einem Grund (18) des Gewässers (20), bei welchem eine auf das Grundelement ( 12) wirkende Abtriebskraft, insbesondere seine Gewichtskraft G, größer ist als seine Auftriebskraft A, sodass das Grundelement ( 12) durch die Abtriebskraft am Grund (18) des Gewässers (20) gehalten wird, wenn es dort positioniert wird, wobei das Schwebeelement (14a, 14b) in einer schwebenden Position über dem Grund ( 18) und unter der Oberfläche (22) des Gewässers (20) gehalten wird, wenn das Grundelement auf dem Grund positioniert wird. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch • ein Schwimmelement (16) zur schwimmenden Positionierung an der Oberfläche (22) des Gewässers (20), wobei das Schwimmelement (16) derart ausgebildet ist, dass die auf das Schwimmelement wirkende Auftriebskraft A bei einem vollständigen Untertauchen des Schwimmelements (16) im Gewässer (20) größer ist als die auf das Schwimmelement (16) wirkende Gewichtskraft. 4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Begrenzungselement (24) vom Grundelement (12) über das mindestens eine Schwebeelement (14a, 14b) bis zum Schwimmelement (16) erstreckt und mit jedem dieser Elemente mechanisch verbunden ist. 5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Schwebeelement (14a, 14b) derart ausgebildet ist, dass die auf das mindestens eine Schwebeelement (14a, 14b) wirkende Auftriebskraft A gleich der Gewichtskraft G ist, die durch das jeweilige Schwebeelement (14a, 14b) und zumindest einen Abschnitt des Begrenzungselements (24) sowie Befestigungs- und Hilfskonstruktionen verursacht wird, sofern diese Gewichtskraft G der genannten Komponenten nicht bereits durch das Schwimmelement (16) oder den Grund (18) des Gewässers (20) ausgeglichen wird, so dass ein Zug auf das Begrenzungselement (24) in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche (22) des Gewässers (20) reduziert wird. 6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Element aus Grundelement (12), Schwebelement (14a, 14b) und/oder Schwimmelement (16) rahmenförmig ausgebildet ist und das Begrenzungselement (24) derart mit dem rahmenförmigen Grundelement (12), Schwebeelement (14a, 14b) und/oder Schwimmelement (16) verbunden ist, dass das Begrenzungselement (24) die Mantelfläche eines im Wesentlichen zylinder-, kegel- oder pyramidenförmigen Körpers ausbildet, in dessen Innerem die ausgelaufene Flüssigkeit (26) aufnehmbar ist. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundelement ( 12) rahmenförmig ausgebildet ist und die Grundfläche des Körpers ausbildet, in dessen Innerem die ausgelaufene Flüssigkeit (26) aufnehmbar ist. 8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundelement (12), das mindestens eine Schwebeelement (14a, 14b) und das Schwimmelement (16) über Führungsvorrichtungen (28a,28b), insbesondere Führungseile und gegebenenfalls weitere Halteseile (32a, 32b), miteinander verbunden sind. 9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Begrenzungselement (24) mindestens eine Öffnung (31) aufweist, die von dem Gewässer durchströmbar ist und über die ein Druckausgleich zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Begrenzungselements (24) stattfindet. 10. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundelement (12), das mindestens eine Schwebeelement (14a, 14b) und das Schwimmelement (16) rahmenförmig ausgebildet sind und in einer Ebene parallel zur Oberfläche (22) des Gewässers (20) gleiche Abmessungen aufweisen. 1 1. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Schwebeelement (14a, 14b) und oder das Schwimmelement (16) einen Antrieb aufweisen, insbesondere einen Voith-Schneider-Propeller, durch den ein Schub erzeugbar ist, der horizontal wirkenden Strömungs Schwankungen des Gewässers (20) entgegen wirkt. 12. Vorrichtung nach Anspruch 1 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb einen Auftriebskörper und eine verankerte Umlenkung aufweist, wobei eine auf den Auftriebskörper wirkende vertikale Auftriebskraft mittels der Umlenkung eine horizontale Kraftkomponente erhält, welche auf das Schwebeelement (14a, 14b) und/oder das Schwimmelement (16) zum Gegenwirken gegen eine seitliche Strömung wirkt. 13. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundelement (12) ein erstes Grundelement (12a) und ein zweites Grundelement (12b) aufweist, wobei das zweite Grundelement (12b) mit einem unteren Ende des Begrenzungselementes (24) verbunden ist und wobei das erste Grundelement (12a) an Führungseilen (28a, 28b) befestigt ist und das zweite Grundelement (12b) Führungselemente (30a, 30b) aufweist, insbesondere Führungshülsen, in denen die Führungsseile (28a, 28b) geführt sind, sodass das zweite Grundelement (12b) bei bereits herabgelassenem ersten Grundelement (12a) entlang der Führungsseile (28a, 28b) bis zu dem ersten Grundelement (12a) auf den Grund (18) des Gewässers (20) geführt werden kann. 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Begrenzungselement (24) über das Schwimmelement (16) herumgeführt ist und zwischen diesem Schwimmelement ( 16) und einem weiteren zweiten Schwimmelement (16') ein Reservoir (34) zur Aufnahme eines Teils der ausgelaufenen Flüssigkeit (26) ausbildet. 15. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundelement (12), das mindestens eine Schwebeelement (14a, 14b) und das Schwimmelement (16) länglich ausgebildet sind, wobei mehrere Schwebeelemente (14a,14b) vorgesehen sind, und dass das Begrenzungselement (24) sich in einem Teilbereich (48) der Vorrichtung (10) in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche (22) des Gewässers (20) vom Grundelement (12) betrachtet nicht bis zum Schwimmelement (16), sondern lediglich bis zu dem obersten Schwebeelement ( 14a) erstreckt, das am nächsten zu der Oberfläche (22) des Gewässers (20) angeordnet ist, so dass die Vorrichtung (10) für Wasserfahrzeuge durchfahrbar ist, wobei das oberste Schwebeelement (14a) mindestens eine, insbesondere eine Vielzahl, von Düsen (46) aufweist, durch die ein Gas in das Gewässer (20) einbringbar ist, sodass das Gas an die Oberfläche (22) des Gewässers (20) steigt und für die Flüssigkeit (26) im Wesentlichen nicht passierbar ist. 16. Verwenden einer Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche zum Verhindern des Durchtritts der Flüssigkeit (26), insbesondere Öl, in das Gewässer (20). 17. Blowout-Hilf seinrichtung zum Beenden des Austretens einer Flüssigkeit (26), insbesondere Öl, die infolge eines defekten Blowout-Preventers in ein Gewässer (20) austritt, gekennzeichnet durch eine Basis, einen Mantel und einen Kragen, wobei die Basis zum Aufstellen auf einen Grund eingerichtet ist, der Mantel zum Umgeben des defekten Blowout-Preventers eingerichtet ist und der Kragen zum Einführen einer Gegengewichtsplatte eingerichtet ist. 18. Blowout-Hilf seinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel ein nach innen gerichtetes Auflager für die Gegengewichtsplatte aufweist. 19. Blowout-Hilf seinrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel seitliche Druckentlastungslöcher aufweist, sodass ein von der austretenden Flüssigkeit gegen die Gegengewichtsplatte bei deren Einfuhren in den Kragen ausgeübter Austrittsdruck reduziert wird. 20. Blowout-Hilfseinrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Gegengewichtsplatte mit einer zentralen Durchleitung vorgesehen ist. 21. Blowout-Hilfseinrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegengewichtsplatte einen Punktlagerring aufweist. 22. Blowout-Hilfseinrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegengewichtsplatte einen Gleitkragen mit Entlastungsöffnungen aufweist. 23. Verfahren zum Verwenden einer Blowout-Hilfseinrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst die Blowout-Hilfseinrichtung um den defekten Blowout-Preventer positioniert und dann mit einem schweren Füllstoff befüllt wird. 24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gegengewichtsplatte mit einer Durchleitung durch den Kragen eingesetzt wird, vor allem auf den defekten Blowout-Preventer, und bevorzugt anschließend beschwert wird. 25. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb des defekten Blowout-Preventers eine Absperrung und/oder ein intakter Blowout-Preventer in Wirkverbindung mit der Durchleitung gebracht werden. |
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verhindern des Durchtritts einer Flüssigkeit, die in ein Gewässer ausgelaufen ist, die Verwendung dieser Vorrichtung, eine Blowout-Hilfseinrichtung und ein Verfahren zum Verwenden dieser.
Bei der Flüssigkeit kann es sich beispielsweise um Erdöl handeln, das aus einer beschädigten Ölbohrplattform oder einem gesunkenen Schiff in ein Meer ausläuft. Um das Ausmaß von Umweltschäden zu minimieren, ist es wichtig, das austretende Öl möglichst schnell aufzufangen und abzuführen, so dass sich möglichst wenig Öl in dem Gewässer ausbreitet. Problematisch in diesem Zusammenhang ist häufig, dass sich die Olaustritts stelle in sehr großen Tiefen, teilweise über 1000 m unter der Meeresoberfläche, befindet.
Aus WO 2005/003510 AI ist es bekannt, ein Schwimmelement an der Wasseroberfläche zu verwenden, von dem aus ein Gewebeschlauch in Richtung des Meeresbodens herabgelassen wird. Am unteren Ende des Gewebeschlauches befinden sich Gewichte, die dieses untere Ende am Meeresboden halten. Der Gewebeschlauch wird um die Ölaustrittsstelle gelegt, so dass sich das austretende Öl innerhalb des Gewebeschlauches in Richtung der Meeresoberfläche bewegt. Dies kann aufgrund der geringeren Dichte des Öls gegenüber Wasser selbsttätig, d.h. ohne die Verwendung von Pumpen, erfolgen. An der Wasseroberfläche kann das Öl dann abgepumpt werden.
Nachteilig an der beschriebenen Vorrichtung ist, dass abhängig von der Masse der Gewichte am unteren Ende des Gewebeschlauches und abhängig von der Länge des Gewebeschlauches, die von der Meerestiefe abhängt, sehr große Zugkräfte entstehen, die auf den Gewebeschlauch wirken. In den oberen Abschnitten des Gewebeschlauches sind diese Zugkräfte besonders hoch, da diese Abschnitte das gesamte unter ihnen liegende Gewicht tragen müssen.
Alternativ ist es möglich, Zugentlastungselemente vorzusehen, die das Gewicht tragen und den Gewebeschlauch entlasten. Eine derartige Konstruktion ist jedoch komplex und kann den Gewebeschlauch femer lediglich von den Gewichten an dem unteren Ende des Gewebeschlauches, nicht aber von seinem Eigengewicht, entlasten. Ferner kann das Problem entstehen, dass der Gewebeschlauch, insbesondere wenn er eine sehr große Länge aufweist, in Querrichtung in sich kollabieren kann, so dass er vollständig verschlossen oder zumindest in seinem Querschnitt erheblich reduziert wird. Dies kann beispielsweise das Resultat von Meeresströmungen sein.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine gut einsetzbare Vorrichtung zum Verhindern des Durchtritts einer Flüssigkeit bereitzustellen
Gemäß unterschiedlichen Aspekten der Erfindung lösen diese Aufgabe die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Optionale Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.
Begrifflich sei hierzu erläutert:
Es ist mindestens ein„Schwebeelement" zur schwebenden Positionierung über dem Grund und unter der Oberfläche des Gewässers vorgesehen, wobei das Schwebeelement derart ausgebildet ist, dass die auf das Schwebeelement wirkende Auftriebskraft A größer als die Gewichtskraft G ist, die auf das Schwebeelement wirkt, so dass das Schwebeelement in einer schwebenden Position über dem Grund und unter der Oberfläche des Gewässers gehalten wird.
Sofern die auf das Schwebeelement wirkende Auftriebskraft A genau gleich der Gewichtskraft G ist, die auf das Schwebeelement wirkt, gleicht diese Auftriebskraft genau die Gewichtskraft des Schwebeelements aus.
Jedoch kann das Schwebeelement auch derart ausgebildet sein, dass die Auftriebskraft A etwas größer als die durch das Schwebeelement selbst verursachte Gewichtskraft ist, so dass durch diese Auftriebskraft eine etwas größere Gewichtskraft ausgeglichen werden kann. Diese etwas größere Gewichtskraft kann beispielsweise durch Komponenten verursacht werden, die mit dem jeweiligen Schwebeelement verbunden sind und sich unmittelbar unter diesem Schwebeelement befinden. Hierbei kann es sich insbesondere um einen Teil des flächig ausgebildeten Begrenzungselementes handeln, das sich unmittelbar unter dem Schwebeelement befindet und das im Weiteren näher beschrieben ird. Das Schwebeelement ist somit derart ausgebildet, dass es entweder lediglich sein Eigengewicht durch den Auftrieb schwebend hält oder aber sein Eigengewicht und zusätzlich das Gewicht weiterer Komponenten schwebend hält.
Ferner umfasst die Vorrichtung ein flächig ausgebildetes„Begrenzungselement", das für die Flüssigkeit nicht permeabel ist.
Dieses Begrenzungselement erstreckt sich bevorzugt vom Grundelement über das mindestens eine Schwebeelement bis zu dem Schwimmelement.
Anders ausgedrückt erstreckt sich dieses Begrenzungselement idealerweise vom Grund des Gewässers bis zu der Oberfläche des Gewässers und verläuft vorzugsweise in einer Richtung oder Ebene senkrecht zur Oberfläche des Gewässers.
Bevorzugt ist das Begrenzungselement mit dem Grundelement, dem mindestens einen Schwebeelement und dem Schwimmelement mechanisch verbunden, so dass es von diesen Komponenten an einer definierten Stelle und/oder in einer definierten Form gehalten wird.
Um deutlich zu machen, welch große Zugkräfte auf ein Begrenzungselement, das beispielsweise als Folie ausgebildet ist, ohne die Verwendung von Schwebeelementen wirken können, wird im Folgenden ein kurzes Rechenbei spiel dargestellt:
Geht man von einer Foliendicke von 2 mm aus und nimmt ferner eine Zugfestigkeit von 15 N/mm 2 an, so ergibt sich eine zulässige Zugkraft von 30 kN/m. Nimmt man eine Wassertiefe von 1500 m an, so entsteht durch die verwendete Folie und das Grundelement eine Gewichtskraft von beispielsweise 55 kN/m. Allein hierdurch wird schon die zulässige Zugkraft der Folie überschritten, so dass die genannte Folie in diesem Beispiel nicht eingesetzt werden könnte. Durch Meeresströmungen können weitere Kräfte auf die Folie einwirken. Diese bewegen sich in der Größenordnung von bis zu 300 kN/m, so dass in jedem Fall die zulässige Zugkraft bei der genannten Folie weit überschritten würde. Erst durch die Verwendung des oder der Schwebeelemente wird der Einsatz einer Folie mit geringerer Zugfestigkeit ermöglicht.
Die Vorrichtung umfasst bevorzugt ferner ein Schwimmelement zur schwimmenden Positionierung an der Oberfläche des Gewässers. Dieses Schwimmelement ist derart ausgebildet, dass die auf das Schwimmelement wirkende Auftriebskraft A bei einem vollständigen Untertauchen des Schwimmelements im Gewässer größer als die auf das Schwimmelement wirkende Gewichtskraft ist, so dass das Schwimmelement einen Auftrieb erfährt, derart, dass ein Teil des Schwimmelements aus der Oberfläche des Gewässers herausragt.
Bevorzugt ist ein Grundelement zur Positionierung auf dem Grund des Gewässers vorgesehen. Dieses ist derart ausgebildet, dass die auf das Grundelement wirkende Abtriebskraft, insbesondere seine Gewichtskraft G, größer ist als die Auftriebskraft A, die auf das Grundelement wirkt, so dass das Grundelement beispielsweise durch die Gewichtskraft G am Grund des Gewässers gehalten wird.
In einer erweiterten Betrachtung muss der„Grund" nicht tatsächlich der Grund des Gewässers sein. Vielmehr kann es ausreichen, wenn das Grundelement einfach tief genug im Gewässer angeordnet ist, um seine Aufgabe zu erfüllen. Beispielsweise kann es ausreichen, wenn das Grundelement mittels Verbindungsmitteln, vor allem mittels Seilen, zum tatsächlichen Grund des Gewässers oder zu einem Bauwerk oder zum Beispiel einem gesunkenen Schiff eine Verbindung aufweist. Das Grundelement soll jedenfalls das Begrenzungselement nach unten zum sicheren Einfangen der Flüssigkeit halten.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das mindestens eine Schwebeelement derart ausgebildet, dass die auf dieses Schwebeelement wirkende Auftriebskraft A gleich der Gewichtskraft G ist, die durch das jeweilige Schwebeelement und zumindest einen Abschnitt des Begrenzungselementes sowie Befestigungs- und Hilfskonstruktionen verursacht wird, sofern diese Gewichtskraft G der genannten Komponenten nicht bereits durch das Schwimmelement, den Grund des Gewässers oder anderen Faktoren ausgeglichen wird, so dass eine Zugkraft auf das Begrenzungselement in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche des Gewässers reduziert wird.
Durch die Vorrichtung wird es somit möglich, die Zugkräfte, die auf das Begrenzungselement wirken, erheblich zu reduzieren, so dass dieses Begrenzungselement, insbesondere in seinem oberen Abschnitt, weniger robust konstruiert werden muss. Ferner ist es bevorzugter Weise nicht notwendig, gesonderte Zugentlastungselemente vorzusehen. Ferner ist es möglich, durch eine entsprechende Ausbildung des oder der Schwebeelemente eine bestimmte gewünschte Form des Begrenzungselementes aufrecht zu erhalten.
Es ist bevorzugt, dass abhängig von der Wassertiefe, an der sich die Austrittsstelle der Flüssigkeit befindet, eine Vielzahl von Schwebeelementen in unterschiedlichen Tiefen im Gewässer verwendet wird. Beispielsweise können diese Schwebeelemente alle zwanzig, dreißig oder fünfzig Meter verwendet werden.
Es ist bevorzugt, dass mindestens ein Element aus Grundelement, Schwebeelement und/oder Schwimmelement rahmenförmig ausgebildet ist. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine rechteckige, quadratische, kreisrunde, ovale oder um eine andere Rahmenform handeln.
Das Begrenzungselement ist bevorzugt derart mit dem rahmenförmigen Grundelement, Schwebeelement und/oder dem Schwimmelement verbunden, dass das Begrenzungselement die Mantelfläche eines im Wesentlichen Zylinder-, kegel-, kegelstumpf-, pyramidenstumpf- oder pyramidenförmigen Körpers ausbildet, in dessen Innerem die ausgelaufene Flüssigkeit aufnehmbar ist.
Die genannten rahmenförmigen Elemente sind bevorzugt steif ausgebildet, so dass das Begrenzungselement durch diese rahmenförmigen Elemente in Form gehalten wird, so dass der oben beschriebene Körper zur Aufnahme der ausgelaufenen Flüssigkeit entsteht.
Durch die beschriebenen Merkmale wird ein Querschnitt des Körpers sichergestellt, der nicht oder nur in sehr geringem Ausmaß durch äußere Faktoren, beispielsweise eine Strömung im Gewässer, beeinflussbar ist, so dass der entstehende Körper ein im Wesentlichen konstantes Volumen aufweist und eine konstante Menge an Flüssigkeit in Richtung der Oberfläche des Gewässers gefördert werden kann.
Beispielsweise kann das Grundelement rahmenförmig ausgebildet sein und die Grundfläche des Körpers ausbilden, in dessen Innerem die ausgelaufene Flüssigkeit aufnehmbar ist.
Es ist bevorzugt, dass das Grundelement, das mindestens eine Schwebeelement und das Schwimmelement über Führungs Vorrichtungen, insbesondere über Führungsseile, miteinander verbunden sind. Das Begrenzungselement ist vorzugsweise als Folie ausgebildet. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine PE-HD-Kautschukfolie handeln, die gegen Teer, Bitumen, öl- und lösemittelhaltige Medien beständig ist und eine relativ hohe Zugfestigkeit in Längs- und Querrichtung aufweist.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass das Begrenzungselement mindestens eine Öffnung aufweist, die von der Flüssigkeit durchströmbar ist und über die ein Druckausgleich zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Körpers stattfindet.
Somit ist das Innere des Körpers vollständig mit einem Flüssigkeits- Wassergemisch ausgefüllt, so dass zwischen der Innenfläche des Körpers und seiner Außenfläche kein Druckunterschied besteht. Das Ausweichen der Flüssigkeit in das offene Gewässer wird im Übrigen durch die allseitig geschlossene Wand- oder Mantelfläche des Körpers verhindert.
Sofern das Grundelement, das mindestens eine Schwebeelement und das Schwimmelement rahmenförmig ausgebildet sind, können sie in einer Ebene parallel zur Oberfläche des Gewässers gleiche Abmessungen aufweisen. In diesem Fall würde ein beispielsweise zylinderförmiger Körper entstehen, wobei die Abmessungen der genannten Elemente in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche des Gewässers unterschiedlich sein können.
Um Strömungsschwankungen des Gewässers entgegenzuwirken, ist es möglich, dass das mindestens eine Schwebeelement und oder das Schwimmelement einen Antrieb, insbesondere einen Voith-Schneider- Propeller, aufweist, durch den ein Schub erzeugbar ist. Dieser Schub ist in seiner Stärke und Richtung derart regelbar, dass Strömungsschwankungen des Gewässers ausgeglichen werden können.
Alternativ oder kumulativ ist die Verwendung eines Auftriebsköpers und einer verankerten Umlenkung zum Gegenwirken gegen seitliche Strömung denkbar.
Die Querschnittsfläche des Körpers wird aus dem Förderstrom Q bestimmt, der aus der Austrittsstelle der Flüssigkeit strömt und ist ferner von den Abmessungen der rahmenförmigen Grund-, Schwebe- und Schwimmelemente abhängig. Das mindestens eine Schwebeelement weist bevorzugt Auftriebskörper mit einem Material auf, das eine geringere Dichte als Wasser aufweist. Hierbei kann es sich beispielsweise um Styropor, Holz oder Glasschaum-Granulat handeln.
Wichtig ist es, Auftriebskörper aus einem Material vorzusehen, das eine geringe Dichte auch bei größerem Druck in großen Wassertiefen beibehält.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist das Grundelement ein erstes und ein zweites Grundelement auf. Hierbei ist das zweite Grundelement mit einem unteren Ende des Begrenzungselementes verbunden. Das erste Grundelement ist an Führungsseilen befestigt und das zweite Grundelement weist Führungselemente, insbesondere Führungshülsen, auf, in denen die Führungs seile geführt sind, so dass das zweite Grundelement bei bereits herabgelassenem ersten Grundelement entlang der Führungsseile bis zu dem ersten Grundelement auf den Grund des Gewässers geführt werden kann.
Das erste Grundelement wird somit bevorzugt zuerst auf den Grund des Gewässers herabgelassen und durch sein Eigengewicht auf dem Grund des Gewässers fixiert. Nun kann das zweite Grundelement zusammen mit dem mit ihm verbundenen Begrenzungselement entlang der Führungsseile herabgelassen werden, so dass die gewünschte Position des Begrenzungselementes genau festgelegt werden kann. Insbesondere ist eine exakte Positionierung des ersten Grundelementes einfacher, solange das flächig ausgebildete Begrenzungselement noch nicht herabgelassen wurde, da zu diesem Zeitpunkt die Anfälligkeit für Strömungen aufgrund der geringeren Angriffsfläche der Vorrichtung kleiner ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Begrenzungselement über das Schwimmelement herumgeführt. Ferner ist ein weiteres zweites Schwimmelement vorgesehen, das sich an der Oberfläche des Gewässers in einem Abstand zum ersten Schwimmelement befindet, so dass zwischen dem ersten Schwimmelement und dem weiteren zweiten Schwimmelement ein Reservoir zur Aufnahme eines Teils der ausgelaufenen Flüssigkeit ausgebildet ist. Sofern somit die ausgelaufene Flüssigkeit innerhalb des Körpers nicht oder nicht in ausreichender Weise abgepumpt werden kann, kann diese Flüssigkeit oder ein Gemisch dieser Flüssigkeit mit dem Wasser über das erste Schwimmelement in das genannte Reservoir laufen oder schwappen und von dort, gegebenenfalls zu einem späteren Zeitpunkt, abgepumpt werden. Zusätzlich zum ersten Reservoir können in ähnlicher Weise auch weitere Reservoirs durch die Verwendung von weiteren Schwimmelementen auf der Oberfläche des Gewässers gebildet werden, so dass eine größere Menge an ausgelaufener Flüssigkeit aufgefangen werden kann.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausfiihrungsformen der Erfindung anhand von Figuren erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in einer schematischen Ansicht eine erste Ausführungsform der Vorrichtung einen vergrößerten Querschnitt durch ein Grund-, Schwebe-
S ch wimmelement,
Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht einer Ausführungsform des Grundelements,
Fig. 4 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung,
Fig. 5 eine schematische Ansicht einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung,
Fig. 6 eine Vorrichtung 10 wie vorstehend, gemeinsam mit einem Auftriebskörper und einer verankerten Umlenkung,
Figur 7 schematisch in einem vertikalen Schnitt einen defekten Blowout-Preventer mit austretendem Öl und einer darum positionierten Blowout-Hilfseinrichtung mit einer hoch positionierten Gegengewichtsplatte,
Figur 8 den defekten Blowout-Preventer mit der Blowout-Hilfseinrichtung aus Figur 7 in identischer Ansicht mit einer weiter abgesenkten Gegengewichtsplatte,
Figur 9 den defekten Blowout-Preventer aus den Figuren 7 und 8 in identischer Darstellung mit vollständig abgesenkter Gegengewichtsplatte,
Figur 10 den defekten Blowout-Preventer mit der Blowout-Hilfseinrichtung und der
Gegengewichtsplatte aus den Figuren 7, 8 und 9 mit Führungen für die Blowout-Hilfseinrichtung in einer Übersichtsdarstellung, g
Figur 11 den defekten Blowout-Preventer und die darum positionierte
BIowout-Hilf einrichtung aus Figur 10 mit entfernter Führung,
Figur 12 den defekten Blowout-Preventer und die darum positionierte
Blowout-Hilfseinrichtung in identischer Darstellung zu den Figuren 10 und 11, mit teilweise abgesenkter Gegengewichtsplatte,
Figur 13 den defekten Blowout-Preventer mit der darum positionierten
Blowout-Hilfseinrichtung aus den Figuren 10 bis 12 in identischer Darstellung, mit auf den defekten Blowout-Preventer abgesenkter Gegengewichtsplatte und einer Betonauffüllung,
Figur 14 eine alternative Ausführungsart einer Gegengewichtsplatte in einem Schnitt identisch zu den Darstellungen der Figuren 7, 8 und 9,
Figur 15 schematisch in einem aufrechneten Schnitt eine Ausführungsform für einen
Schweberahmen mit Führung für ein Führungsseil sowie
Figur 16 schematisch in einem aufrechten Schnitt einen Schweberahmen mit eine verschiebbaren Kolben.
Fig. 1 stellt die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zum Verhindern des Durchtritts einer Flüssigkeit 26, die in ein Gewässer 20 ausgelaufen ist, dar. Das Grundelement 12 ist auf dem Grund 18 des Gewässers 20 positioniert. Die auf das Grundelement 12 wirkende Gewichtskraft G ist größer als die Auftriebskraft A, die auf dieses Element wirkt, so dass das Grundelement 12 durch die Gewichtskraft G am Grund 18 des Gewässers 20 gehalten wird.
In Fig. 1 sind femer zwei Schwebeelemente 14a, 14b zur schwebenden Positionierung über dem Grund 18 und unter der Oberfläche 22 des Gewässers 20 dargestellt. Eine typische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 wird je nach Wassertiefe wesentlich mehr Schwebeelemente aufweisen. Die Schwebeelemente 14a, 14b sind derart ausgebildet, dass die auf sie wirkende Auftriebskraft A größer als die Gewichtskraft G ist, die auf das jeweilige Schwebeelement wirkt. Somit wird das Schwebeelement 14a,14b in einer schwebenden Position gehalten. Die Auftriebskörper in dem Schwebeelement 14a können beispielsweise derart ausgebildet sein, dass die hieraus resultierende Auftriebskraft A ausreicht, um den unmittelbar unter dem Schwebeelement 14a liegenden Abschnitt des Begrenzungselementes 24 sowie den entsprechenden Abschnitt der Führungsseile 28a,28b sowie weiterer Komponenten zu tragen.
Dies bezieht sich insbesondere auf einen Abschnitt der genannten Komponenten, der sich bis zu dem nächsten Schwebeeiement 14b erstreckt. Der Abschnitt der genannten Komponenten, der sich unter dem zweiten Schwebeelement 14b befindet, kann durch den Auftrieb dieses zweiten Schwebeelementes 14b ausgeglichen werden.
Die Vorrichtung 10 umfasst ferner ein Schwimmelement 16 zur schwimmenden Positionierung an der Oberfläche 22 des Gewässers 20. Das Schwimmelement 16 ist derart ausgebildet, dass die auf das Schwimmelement wirkende Auftriebskraft A bei einem vollständigen Untertauchen des Schwimmelementes 16 im Wasser 20 größer als die auf das Schwimmelement 16 wirkende Gewichtskraft ist. Hierbei können selbstverständlich ebenfalls Komponenten berücksichtigt werden, die sich unterhalb des Schwimmelementes 16 und oberhalb des ersten Schwebeelementes 14a befinden, so dass die Gewichtskraft G, die aus diesen Komponenten resultiert, ebenfalls durch die Auftriebskraft A des Schwimmelementes 16 ausgeglichen wird. Wie in der Fig. 1 sichtbar ist, ragt ein Teil des Schwimmelementes 16 aus der Oberfläche 22 des Gewässers 20 heraus.
Die Vorrichtung 10 umfasst ferner ein flächig ausgebildetes Begrenzungselement 24 in Form einer Folie, das für die Flüssigkeit 26 nicht permeabel ist und sich vom Grundelement 12 über die Schwebeelemente 1 a, 14b bis zu dem Schwimmelement 16 erstreckt und mit jedem dieser Elemente mechanisch verbunden ist. Die Folie kann beispielsweise eine Stärke von 2 mm aufweisen. Die Folie 24 weist ferner eine Öffnung 31 auf, die von dem Wasser durchströmbar ist und über die ein Druckausgleich zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Körpers stattfindet.
In Fig. 1 ist ein Querschnitt durch die Vorrichtung 10 dargestellt, wobei das Grundelement 12, die Schwebeelemente 14a,14b sowie das Schwimmelement 16 verschiedene geometrische Formen annehmen können. Es ist besonders bevorzugt, dass diese Elemente rahmenförmig ausgebildet sind und sich um den Körper herum erstrecken, in dessen Innenraum das auslaufende Öl 26 aufgenommen wird. In diesem Innenraum befindet sich auch Wasser, so dass hierin ein Flüssigkeits-Wassergemisch aufgenommen wird, das eine geringere Dichte aufweist als das Wasser außerhalb des Körpers.
In Fig. 1 ist ferner ein zweites Schwimmelement 16* dargestellt, das ebenfalls schwimmend an der Wasseroberfläche 22 positioniert ist. Dieses weist einen Abstand zum ersten Schwimmelement 16 auf, so dass sich zwischen diesen beiden Elementen ein Reservoir 34 zur Aufnahme eines Teils der ausgelaufenen Flüssigkeit bildet. Das Flüssigkeits-Wassergemisch kann hierbei derart ansteigen, dass es über das erste Schwimmelement 16 hinweg in das Reservoir 34 fließt. Zusätzlich können weitere nicht dargestellte Schwimmelemente verwendet werden, so dass weitere Reservoirs 34* zur Aufnahme zusätzlicher Flüssigkeit entstehen.
In Fig. 2 ist insbesondere ein möglicher Aufbau des Schwebeelementes 14a im Detail erkennbar. Das Schwebeelement 14a weist seitliche Führungshülsen 36a,36b auf, in denen die Führungsseile 28a,28b geführt sind. Hierbei kann es sich beispielsweise um Stahlseile mit einem Durchmesser von 28 mm handeln. Alternativ können in den Führungshülsen 36a, 36b auch die in Fig, 3 dargestellten Führungsseile 32a,32b geführt sein. Die Führungshülsen 36a,36b sind über Haltebleche 38 mit dem Auftriebskörper 40 verbunden und bevorzugt in Längsrichtung der Seile fixierbar.
Die Größe der Öffnung 1 ist vorzugsweise über eine Einstellvorrichtung 42 regelbar, so dass ein geeigneter Druckausgleich zwischen dem Innen- und dem Außenvolumen des Körpers stattfinden kann.
Das rahmenförmige Grundelement 12 sowie die rahmenförmigen Schwebeelemente 14a, 14b und das rahmenförmige Schwimmelement können beispielsweise quadratisch mit einer Seitenlänge von 10 m ausgebildet sein.
Eine besondere Ausführungsform des Grundelementes 12 ist in Fig. 3 dargestellt. Hierin weist das Grundelement 12 ein erstes Grundelement 12a und ein zweites Grundelement 12b auf. Das zweite Grundelement 12b ist mit einem unteren Ende der Folie 24 verbunden.
Das erste Grundelement 12a ist an Führungsseilen 28a,28b befestigt, während das zweite Grundelement 12b Führungselemente 30a,30b in Form von Führungshülsen aufweist, in denen die Führungsseile 28a,28b geführt sind. In einem Verfahren zum Auffangen einer ausgetretenen Flüssigkeit in einem Gewässer, das eine unabhängige Erfindung darstellt, ist es somit möglich, zunächst das erste Grundelement 12a auf den Grund 18 des Gewässers 20 herabzulassen, so dass dieses an eine definierte Stelle positioniert werden kann. In einem weiteren Verfahrensschritt kann dann das zweite Grundelement 12b, das an Halte Vorrichtungen, insbesondere Halteseilen 32a,32b befestigt ist, in Richtung des ersten Grundelementes 12a bis auf den Grund 18 des Gewässers 20 herabgelassen werden und durch eine geeignete Form der Grundelemente 12a,12b mit dem ersten Grundelement 12a verbunden werden. Hierbei ist das zweite Grundelement 12b mit einem unteren Ende des Begrenzungselementes 24 verbunden.
Das Schwebeelement 14 ist in dieser Ausfiihrungsform über Führungshülsen 36a,36b mit den Halteseilen 32a,32b und gegebenenfalls mit den Führungsseilen 28a,28b verbunden, so dass das Schwebeelement 14a entlang der Halteseile 32a,32b nach oben und unten bewegbar ist.
Das erste Grundelement 12a weist an seiner Unterseite ein Profilstück 44 auf, über das es mit den Führungsseilen 28a,28b verbunden ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 kann ebenfalls verwendet werden, um eine Kontamination einer Küste oder eines weiteren Gewässerabschnitts durch eine in ein Gewässer 20 auslaufende Flüssigkeit 26 zu verhindern. Hierzu wird die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 in Form einer Barriere zwischen der Austritts stelle der Flüssigkeit 26 und dem zu schützenden Küsten- oder Gewässerabschnitt platziert.
Dies kann in einem Bereich erfolgen, der keine große Wassertiefe aufweist. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung sind die Grundelemente 12, die Schwebeelemente 14a, 14b und die Schwimmelemente 16 nicht rahmenförmig, sondern vorzugsweise als längliche Körper, beispielsweise kubus- oder rohrförmig, ausgebildet. Bei dieser Ausführungsform der Vorrichtung 10 wird somit kein Körper gebildet, in dessen Innenraum die auslaufende Flüssigkeit 26 aufgenommen wird. Vielmehr wird eine Barriere gebildet, durch die verhindert wird, dass die auslaufende Flüssigkeit 26 die Küste oder einen anderen Gewässerabschnitt erreicht. Die genannte Ausführungsform der erfindungs emäßen Vorrichtung 10 kann insbesondere entlang einer zu schützenden Küste verwendet werden, wobei die Längsrichtung der als längliche Körper ausgebildeten Schwimmelemente 16 im Wesentlichen parallel zur Küste verlaufen kann. Es ist bevorzugt, dass in der beschriebenen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 mehrere Schwimmelemente 14a, 14b vorgesehen sind. In einem Teilbereich der Vorrichtung 10 erstreckt sich das Begrenzungselement 24 gemäß Fig. 4 in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche 22 des Gewässers 20 vom Grundelement 12 betrachtet vorzugsweise nicht bis zum Schwimmelement 16, sondern lediglich bis zu dem obersten Schwebelement 14a.
Dieses oberste Schwebeelement 14a ist am nächsten zu der Oberfläche 22 des Gewässers 20 angeordnet. Somit wird die Vorrichtung 10 für Wasserfahrzeuge, die auf oder in einer geringen Tiefe unter dem Wasser fahren, durchfahrbar. Das Begrenzungselement 24 weist somit in diesem Bereich eine insbesondere rechteckige Ausnehmung 48 auf. Um einen Durchtritt der Flüssigkeit 26 durch diese Ausnehmung 48 zu verhindern, weist das oberste Schwebeelement 14a mindestens eine und insbesondere eine Vielzahl von Düsen 46 auf, durch die ein Gas in das Gewässer 20 einbringbar ist, so dass das Gas an die Oberfläche 22 des Gewässers 20 steigt und für die Flüssigkeit 26 im Wesentlichen nicht passierbar ist. Das Gas wird den Düsen 46 über eine Leitung 47 zugeführt.
Es wird somit ein einfaches Mittel geschaffen, durch das es möglich ist, eine Barriere in einem Gewässer bereitzustellen, durch die ein Gewässerabschnitt oder ein Küstenabschnitt vor Verunreinigung durch eine auslaufende Flüssigkeit, beispielsweise Erdöl, geschützt werden kann. Diese Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 kann im Gegensatz zu bisher bekannten Küstenbarrieren auch in tieferen Gewässern eingesetzt werden, wobei die Möglichkeit besteht, diese Barrieren für die Schifffahrt durch die Düsen 46 passierbar bzw. durchfahrbar zu gestalten. Beim Aufsteigen des Gases an die Oberfläche 22 des Gewässers 20 bilden sich an dieser Oberfläche 22 zwei Strömungen in jeweils entgegengesetzter Richtung, wobei jede dieser Strömungen entlang der Oberfläche 22 in eine Richtung senkrecht zur Längsrichtung der Vorrichtung 10 verläuft. Somit wird die Flüssigkeit 26 in eine Richtung von der Vorrichtung 10 weg verdrängt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung 10 weist das Schwimmelement 16 an seiner Oberseite einen durch ein Gas aufblasbaren Sperrkörper 50 auf, der beispielsweise im aufgeblasenen Zustand eine Höhe von 2 m, 3m oder auch 5 m aufweisen kann. Dieser aufblasbare Sperrkörper 50 weist im aufgeblasenen Zustand bevorzugt eine runde oder ovale Form auf. Wie in Fig. 5 dargestellt, kann dieser aufblasbare Sperrkörper 50 dazu verwendet werden, ein Hochwasser zurückzuhalten. Hierbei befindet sich auf der einen Seite des Sperrkörpers 50 das Wasser auf einem höheren Niveau als auf der anderen Seite dieses Sperrkörpers. Insbesondere ist die Größe und Form des Sperrkörpers derart gewählt, dass dieser durch das unter ihm befindliche Wasser einen Auftrieb erfährt.
Ist der Sperrkörper beispielsweise im Querschnitt kreisförmig ausgebildet, kann seine Größe so gewählt werden, dass der maximale Hochwasserstand bis zur Mitte seines kreisförmigen Querschnitts reicht, so dass der Sperrkörper 50 den größtmöglichen Auftrieb erfährt.
Durch das Hochwasser auf der einen Seite des Sperrkörpers 50 entsteht in Fig. 5 einerseits eine Kraft nach rechts, d.h. in einer Richtung vom Hochwasser weg oder in Richtung des Niedrigwassers. Durch den Auftrieb des Sperrkörpers 50 entsteht femer eine Kraftkomponente nach oben, so dass die resultierende Kraft nach schräg oben rechts verläuft. Eine geeignete Gegenkraft, um ein Verschieben des Sperrkörpers 50 zu verhindern, kann somit durch eine Befestigung des Sperrkörpers 50 durch eine Befestigungsvorrichtung 52, beispielsweise ein Drahtseil am Grund 18 des Gewässers 20, erfolgen. Ein Aufbringen einer geeigneten Gegenkraft auf andere Weise ist ebenfalls möglich.
Bei der letztgenannten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 sind das Grundelement 12, die Schwebeelemente 14a, 14b, das Schwimmelement 16 sowie der Sperrkörper 50 länglich ausgebildet und erstrecken sich im Wesentlichen parallel zueinander.
Die Vorrichtung 10 in Figur 6 ist im Wesentlichen aufgebaut wie vorstehend beschrieben.
An einem unter der Oberfläche 22 des Gewässers 20 befindlichen Schwebeelement 14b ist eine Konstruktion angebracht, um einen Körper 60 der Vorrichtung 10 im Wesentlichen in Form zu halten, obwohl seitlich eine horizontale Meeresströmung 61 (exemplarisch beziffert) angreift.
Am Schwebeelement 14b greift ein mittels geeigneter Mittel befestigtes Stahlseil 62 an. Das Stahlseil 62 hat einen ersten, im Wesentlichen horizontal verlaufenden Tei 63 und einen zweiten, im Wesentlichen vertikal verlaufenden Teil 64. Die beiden Teile trennt eine Umlenkrolle 65. Die Umlenkrolle 65 ist über ein Verankerungsseil 66 mit einer Verankerung 67 fest verbunden. Die Verankerung 67 ist bevorzugt ringförmig um den Körper 60 herum verlaufend am Grund 18 angeordnet.
An demjenigen Ende des Stahlseil 62, welches dem Schwebeelement 14b entgegengesetzt liegt, ist ein Auftriebskörper 68 befestigt, welcher eine vertikal nach obengerichtete Zugkraft 69 auf das Stahlseil 62 ausübt.
Die Zugkraft 69 wird in der Umlenkrolle 65 vom zweiten Teil 64 in den ersten Teil 63 nur unter Verlust von Reibung umgelenkt, sodass die Zugkraft 69, welche im Wesentlichen durch die Auftriebskraft des Auftriebskörpers 68 bestimmt wird, fast unvermindert als Horizontalkraft oder jedenfalls als Kraft und eine Horizontalkomponente auf das Schwebeelement 14b wirkt. Somit setzt der Auftriebskörper 68 der horizontalen Meeresströmung eine Gegenkraft entgegen.
Bei perfekter Abstimmung gleichen sich die beiden Kräfte exakt aus, sodass der Körper 60 der Vorrichtung 10 in unveränderter Form und Position verbleibt.
Bei einer horizontalen Auslenkung des Schwebeelements 14b verändert der Auftriebskörper 68 seine vertikale Position. Auf die Größe der Zugkraft 69 hat dies keinen Einfluss. Die rückstellende Kraft bleibt also gleich groß. Sobald die Meeresströmung 61 wieder nachlässt, zieht die Zugkraft 69 den Körper 60 der Vorrichtung 60 also wieder zurück zur ursprünglichen Position.
Wenn der zweite Teil 64 des Stahlseils 62 soweit verlängert ist, dass der Auftriebskörper 68 bei gerade stehendem Körper der Vorrichtung 10 an der Oberfläche 22 des Gewässers 20 schwimmt, kann sogar eine variable Rückstellkraft erzeugt werden. Je weiter der Körper 60 der Vorrichtung 10 horizontal ausgelenkt wird, umso stärker zieht das Stahlseil 62 den Auftriebskörper 60 unter die Wasseroberfläche. Dadurch steigt die Rückstellkraft.
Es kann sogar angedacht werden, den Auftriebskörper 68 in seiner Geometrie zu verändern, sodass bei weiterem Hineinziehen des Auftriebskörpers 68 in das Wasser hinein die Auftriebskraft nicht-linear ansteigt. Beispielsweise kann ein Kegelstumpf oder Kegel als Auftriebskörper 68 an der Oberfläche 22 verwendet werden. Für die Berechnung der Kraft kann bei geeigneter Gestaltung beispielsweise davon ausgegangen werden, dass 1 m 3 Auftriebskörper 68 einer Zugkraft von 10 kN entspricht.
Es versteht sich, dass mehrere Schwebeelemente mit derartigen Rückstellern ausgerüstet sein können.
Der defekte Blowout-Preventer 70 in den Figuren 7, 8 und 9 spült aus einem gebrochenen Förderrohr 71 Öl 72 (exemplarisch gekennzeichnet) in umgebende Flüssigkeit, hier beispielsweise Meerwasser 73.
Um den unkontrollierten Austritt einzudämmen, wurde zunächst auf einen Meeresboden 74 eine Fundamentmasse 75 aufgebracht und darauf ein im Wesentlichen zylinderförmiger, vertikal stehender Stahlhohlkörper 76 positioniert. Dieser soll als Blowout-Hilfseinrichtung dienen.
In einem Innenraum 77 wurde der Stahlhohlkörper 76 zunächst von seinem ringscheibenförmigen Fuß 78 bis hin zu einer Stufe 79 mit einer schweren Füllmasse gefüllt. Als„schwer" soll in diesem Zusammenhang eine Füllmasse gelten, die im Schüttzustand oder in kompaktiertem Zustand eine Dichte hat, welche größer als die umgebende Flüssigkeit ist, beispielsweise als das Meerwasser 73. Im hier vorliegenden Fall wurde Beton 80 als Füllmasse ausgewählt. Dieser härtet unter Wasser besonders gut aus, sodass der gesamte eingefüllte Beton 80 einen festen Körper ergibt und somit tatsächlich die gesamte Masse des Betons 80 scherfest mit einer ringförmigen Aufweitung 81 zum Fuß 78 hin zusammenwirkt. Auf dem scheibenringförmigen Fuß 78 lastet somit jedenfalls die gesamte Masse des eingeführten Betons 80. Zusätzlich kommt es zu einer in ihrer Stärke schwer vorhersagbaren Verbindung auch mit dem defekten Blowout-Preventer 70, sodass auch dessen Masse und dessen Verankerungskräfte ebenfalls eine nach vertikal unten gerichtete Kraftreserve bei etwaigen nach oben auf den Stahlhohlkörper 76 wirkenden Kräften dienen können. Im Ergebnis kann der Stahlhohlkörper 76 also sehr großen Vertikalkräften nach oben ausgesetzt werden, ohne seine Position am Meeresboden zu verlieren.
Die Stufe 79 des Stahlhohlkörpers 76 zeichnet sich dadurch aus, dass zum Innenraum 77 von einem umgebenden Stahlmantel 82 aus ein scheibenringförmiger Flansch 83 hervorsteht, welcher einen zylinderförmigen Steckkragen 84 trägt. Der Flansch 83 und der Steckkragen 84 sind mit dem Stahlmantel 82 bevorzugt einstückig ausgeführt.
Ihre geodätische Höhe ist so bemessen, dass ein Auflageringrand 85 im Wesentlichen auf selber Höhe abschließt wie der defekte Blowout-Preventer 70.
Die genaue Höhe hängt von der Konstruktion einer später darauf abzusetzenden Gegengewichtsplatte 87 ab. Im hier vorliegenden Fall wurde der Auflageringrand 85 auf gleicher Höhe wie eine Oberseite 87 des defekten Blowout-Preventers 70 gewählt, weil die Gegengewichtsplatte 86 an ihrer Unterseite 88 eben verläuft.
Gleichzeitig wurde der Steckkragen 84 so lang ausgebildet wie ein Steckring 89 an der Gegengewichtsplatte 86.
Der Stahlmantel 82 setzt sich auf Höhe der Stufe 79 bzw. direkt darüber nach oben mit zwei Lochreihen 90 (exemplarisch gekennzeichnet, vgl. Figur 9a, welche eine Abwicklung eines Halbumfangs um den Stahlmantel 82 darstellt) fort.
Im weiteren Verlauf nach oben ist der Stahlmantel 82 wieder geschlossen und führt in einem oberen Bereich 91 in einen einstückig mit ausgeführten Kragen 92. Der Kragen 92 ist an seiner Oberseite mit seiner Einführöffnung 93 über die gesamte Querschnittsfläche geöffnet.
Um dem mit sehr hohem Druck ausströmenden Öl 72 und/oder Gas Herr zu werden, wird im nächsten Schritt die Gegengewichtsplatte 80 nach unten auf die Austrittsstelle am gerissenen Förderrohr 71 hin bewegt (vgl. Figur 8). Während der lagenweise eingefüllte Beton 80 den Stahlhohlkörper 76 bereits mit einem hohen Gewicht belastet, wird im Idealfall oberhalb der sich absenkenden Gegengewichtsplatte 86 ebenfalls schweres Füllmaterial aufgeschüttelt, beispielsweise eine Kiesschüttung oder wiederum Beton,
Das lagenweise Betonieren kann unterhalb eines Ansatzes 94 des Kragens 92 am leichtesten erfolgen. Mit geeigneter Schalung oder beispielsweise einem langsam genug aushärtendem Beton oder einer ausreichend schnell absenkenden Gegengewichtsplatte 86 kann auch schon im oberen Bereich 91 , also innerhalb des Kragens 92, betoniert werden. In diesem Stadium tritt das Öl 72 einerseits durch ein zentrische Durchleitung 95 in der Gegengewichtsplatte 86 aus. Andererseits tritt das Öl 72 vermehrt durch die Lochreihen 90 seitlich aus, weil der Strömung vertikal nach oben nun ein erhöhter Strömungs widerstand entgegensteht.
Die Durchleitung 95 ist unmittelbar mit einer Ersatzleitung 96 verbunden. Diese führt zu einer Absperrung 97, welche wahlweise geöffnet oder geschlossen und auf jede beliebige Stufe dazwischen gestellt werden kann.
Wegen des hohen Eigengewichts der Gegengewichtsplatte 86 und bevorzugt noch unterstützt durch eine darauf erfolgende Betonierung ist es möglich, auch gegen den hohen austretenden Druck des Öls 72 die Gegengewichtsplatte 86 weiter abzusenken, denn eine Druckentlastung findet über die Lochreihen 90 und die Durchleitung 95 statt. Die Gegengewichtsplatte 86, welche an Führungsseilen (nicht dargestellt) hängt, kann somit selbst gegen den Druck von beispielsweise etwa 800 bar weiter abgesenkt werden.
Das Absenken der Gegengewichtsplatte 86 endet erst dann, wenn diese fest aufliegt (vgl. Figur 9). Im hier dargestellten Fall liegt sie gleichzeitig mit ihrer Unterseite 88 auf dem Auflageringrand 85 des Stahlhohlkörpers 76 und mit ihrem Steckring 89 auf dem Flansch 83 des Stahlhohlkörpers 76 auf. Die Höhe kann beispielsweise etwa 10 bis 12 Meter über dem Meeresboden 74 sein.
Der Steckring 89 verschließt die Strömungsmöglichkeit durch die Lochreihen 90, sodass für das austretende Öl 72 als einzige Strömungs möglichkeit der Weg durch die Durchleitung 95 und die Ersatzleitung 96 entlang der Absperrung 97 verbleibt.
Mittels der Absperrung 79, die beispielsweise als ein herkömmliches Absperrventil ausgeführt sein kann, kann der Fluss des austretenden Öls 72 dann abgeregelt werden.
Anstelle der Absperrung 79 oder zusätzlich zu ihr kann ein weiterer Blowout-Preventer (nicht dargestellt) angeordnet werden.
Um den Stahlhohlkörper 76 gezielt und dosiert auf den Meeresboden 74 herunterzulassen, können Führungen 98 (exemplarisch beziffert) vorgesehen sein. Alternativ können die Führungen 98 dazu eingesetzt werden, den stehenden Stahlhohlkörper 76 gegen horizontale Kräfte abzusichern und gleichzeitig den Körper 60 am Beton-gefüllten Stahlhohlkörper 76 abzustützen, so dass sich die beiden Bauteile gegenseitig stabilisieren.
Als Alternative zum Auftriebskörper 40 mit den Halteblechen 38 aus den Figuren 2 und 3 besteht ein Schwebekörper 99 in den Figuren 15 und 6 im Wesentlichen aus einem einseitig an eine Folie 100 anschließbaren Körper mit einem C-Profil. Das C-Profil kann beispielsweise als Ring um die Folie 100 umlaufend ausgeführt sein, oder es können mehrere diskrete Einzelkörper sein.
In einem Innenraum 101 ist ein Auftriebskörper 102 angeordnet. Dieser kann beispielsweise geklemmt oder anderweitig befestigt sein, beispielsweise verschraubt.
Für ein Führungsseil 103 ist an einem Riegel 104 eine vertikal ausgerichtete Hülse 105 angeordnet. Der Riegel 104 ist mit dem Schwebekörper 99 fest verbunden oder fest verbindbar, worunter auch ein lösbares Verbinden fällt. Jedenfalls sind der Riegel 104 und der Schwebekörper 99 so aufeinander bezogen konstruiert, dass sie kraft- oder formschlüssig miteinander agieren können.
Der Riegel 104 weist an seiner zur Folie 100 gerichteten Seite einen Stempel 106 auf. Der Stempel 106 ist im Riegel 104 oder am Riegel 104 längsverschieblich entlang einer Ausziehachse 107 verschieblich gelagert. Er kann entweder frei gleiten oder auf Wunsch in bestimmten Stellungen oder stufenlos arretiert werden.
Der Stempel 106 ist dazu vorgesehen und eingerichtet, mit der Folie 100 verbunden zu werden.
Bevorzugt werden dazu Befestigungsmittel (nicht dargestellt) verwendet. Diese können in die Folie 100 auch zerstörend eingreifen. Ohnehin herrscht auf der Innenseite und der Außenseite der Folie 100 normalerweise zumindest ungefähr ein Druckgleichgewicht, so dass ein einfacher mechanischer, abdichtender Verschluss eines Befestigungslochs durch die Folie 100 im Normalfall dafür sorgen wird, den Austritt von Öl durch die Folie hindurch an der Befestigungsstelle hinreichend zu verhindern. Es können also auch von der Innenseite 108 der Folie 100 aus Gegenkörper verwendet werden, um den Stempel 106 zu befestigen.
Spiegelbildlich kann außerdem ein weiterer Schwebekörper auf der Innenseite 108 der Folie 100 angeordnet sein.
An Stelle der Folie 100 kann ein dermaßen variabler Schwebekörper 99 auch dazu verwendet werden, direkt mit dem Stahlmantel 82 verbunden zu werden (mittels des doppelten Bezugszeichens„82 / 100" in den Figuren 15 und 16 angedeutet).
Der Stahlmantel 82 in Figur 14 ist beispielsweise identisch mit dem Stahlmantel 82 aus den Figuren 7 bis 13.
Allerdings weist eine Gegengewichtsplatte 109 eine andere Gestaltung auf:
So erfolgt eine Auflagerung der Gegengewichtsplatte 109 auf dem Beton 80 nicht großflächig, sondern nur auf Punktlagern 110 (exemplarisch gekennzeichnet). Hierbei kann es sich entweder um diskrete Punktlager 110 handeln, die um den Umfang des gebrochenen Förderrohrs 71 herum verteilt sind, oder um ein im Schnitt als Punktlager 110 sich darstellendes Lager, welches einen sehr dünnen Kreisring als tatsächliche Lagerfläche aufweist.
Die Überlegung ist dieselbe: Der Öldruck des austretenden Öls ist extrem hoch, beispielsweise 800 bar, was einem Druck von 8000 mWS entspricht. Falls ein solcher Druck an dem flächigen Auflagebereich der Gegengewichtsplatte 109 angreift, resultiert eine extrem hohe Abhebekraft nach oben. Bei einem Punktlager kann dies nicht passieren. Dies gilt umso mehr, als dass durch Rücksprünge 1 1 1 (exemplarisch gekennzeichnet) eine Kammer 112 geschaffen ist, welche über eine Entlastungsöffnung 113 direkt mit der äußeren Umgebung 1 14 kommunizieren kann. In der Kammer 112 kann sich also kein großer Druck aufbauen, somit insbesondere nicht an einer Unterseite 115 der Gegengewichtsplatte 109, also genau dort, wo ansonsten eine kritische nach oben wirkende Auftriebskraft ausgebildet werden könnte.
Die Entlastungsöffnung 113 ist bevorzugt als eine Lochreihe ausgebildet. Bezugszeichenliste
10 Vorrichtung
12 Grundelement
12a Erstes Grundelement
12b Zweites Grundelement
14a Schwebeelement
14b Schwebeelement
16 Erstes Schwimmelement
16' Zweites Schwimmelement
18 Grund
20 Gewässer / Wasser
22 Oberfläche
24 Begrenzungselement / Folie
26 Flüssigkeit / Öl
28a Führungsseil
28b Führungsseil
30a Führungselement
30b Führungselement
31 Öffnung
32a Führungsseil / Halteseil
32b Führungsseil / Halteseil
34 Reservoir
34 ' Weitere Reservoirs
36a Führungshülse
36b Führungshülse Halteblech
Auftriebskörper
Einstellvorrichtung
Profilstück
Düsen
Leitung
Ausnehmung
Sperrkörper
Körper
Meeresströmung
Stahlseil
Erster Teil
Zweiter Teil
Umlenkrolle
Verankerungsseil
Verankerung
Auftriebskörper
Zugkraft
defekter Blowout-Preventer
Förderrohr
Öl
Meerwasser
Meeresboden
Fundamentmasse
Stahlhohlkörper
Innenraum 78 Fuß
79 Stufe
80 Beton
81 Aufweitung
82 Stahlmantel
83 Flansch
84 Steckkragen
85 Auflageringrand
86 Gegengewichtsplatte
87 Oberseite
88 Unterseite
89 Steckring
90 Lochreihe
91 oberer Bereich
92 Kragen
93 Einführöffnung
94 Ansatz
95 Durchleitung
96 Ersatzleitung
97 Absperrung
98 Führung
99 Schwebekörper
100 Folie
101 Innenraum
102 Auftriebskörper
103 Führungsseil Riegel
Hülse
Stempel
Ausziehachse Innenseite
Gegengewichtsplatte Punktlager Rücksprung Kammer
Entlastungsöffnung Umgebung Unterseite
Next Patent: DEVICE AND METHOD FOR MONITORING CRYSTALLIZATION