Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Vorrichtung zum Fieren oder Einholen des Versorgungsleitungskabels einer Unterwassereinrichtung gemäß dem Oberbegriff der nebengeordneten Ansprüche 1 und 11.

Zur Erforschung des Meeresbodens oder zur Unterwasser- Pfahlgründung ist es allgemein üblich, entsprechend ausgerüstete Unterwassereinrichtungen von einem Schiff oder einer geeigneten Plattform aus auf den Meeresboden abzusenken. Die Unterwassereinrichtung wird dabei unter Einsatz eines Krans über ein Halteseil abgesenkt, während das zur Energieversorgung der Unterwassereinrichtung und zur Signalübertragung dienende Versorgungsleitungskabel von der Trommel einer Winde abgewickelt und über eine untere Umlenkrolle über die Bordkante geführt wird. Dabei ist die Kapazität der Trommel auf eine maximale Kabellänge von ca. 1250 m beschränkt, d. h. es ist nicht möglich, eine Unterwassereinrichtung mit einem einstückigen Versorgungsleitungskabel tiefer als ca. 1250 m abzusenken. Soll die Unterwassereinrichtung beispielsweise bis auf eine Meerestiefe von ca. 2000 m abgelassen werden, ist es notwendig, zwei Versorgungsleitungskabel kraftschlüssig zu kuppeln und die elektrischen und hydraulischen Verbindungen herzustellen. Dabei bereitet es Schwierigkeiten, die steife Kupplungsvorrichtung ohne Beschädigung des Kabels über die untere Umlenkrolle zu führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Fieren oder Einholen des Versorgungsleitungskabels einer Unterwassereinrichtung anzugeben, das bzw. die in einfacher Weise das kraftschlüssige Kuppeln von mindestens zwei Versorgungsleitungskabeln ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die Aufgabe wird bezüglich der Vorrichtung erfindungsgemäß durch die im Anspruch 11 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die in die horizontale Position gedrehte Schwenkvorrichtung eine Arbeitsbühne geschaffen wird, auf der die zur Kupplung zweier Versorgungsleitungskabel notwendigen Arbeiten in einfacher Weise auf See ausführbar sind. Die durch das Gewicht des bereits abgewickelten Versorgungsleitungskabels erzeugte hohe Zugkraft wird von der Schwenkvorrichtung "aufgefangen". Da der Kupplungsvorgang - von der Bordkante aus betrachtet - nach der unteren Umlenkrolle erfolgt, ist es nicht erforderlich, die Kupplung über irgendeine Umlenkrolle zu führen, sondern es wird in einfacher Art und Weise die Schwenkvorrichtung in ihre vertikale Position gedreht, wonach die Kupplung ohne weitere Hemmnisse in Richtung Wasserspiegel abgelassen werden kann.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Die Ausgestaltungen vereinfachen die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schiffsheck mit einer Vorrichtung zum Fieren und Einholen von Versorgungsleitungskabeln für Unterwassereinrichtungen,

Fig. 2 eine Winde mit Trommeltasche,

Fig. 3 eine in die horizontale Position gebrachte Schwenkvorrichtung,

Fig. 4 zwei zur Kupplung positionierte Kabelkupplungen von Versorgungsleitungskabeln,

Fig. 5 zwei zusammengekuppelte Versorgungsleitungskabel,

Fig. 6 eine in die vertikale Position gebrachte Schwenkvorrichtung.

In Fig. 1 ist ein Schiffsheck mit einer Vorrichtung zum Fieren (Ablassen, Absenken) und Einholen von Versorgungsleitungen für Unterwassereinrichtungen dargestellt. Es ist ein Schiff 1 zu erkennen, an dessen Heck eine Unterwassereinrichtung 2 bis zum Meeresgrund abgesenkt oder vom Meeresgrund eingeholt werden soll. Die Unterwassereinrichtung 2 kann beispielsweise eine Station zur Erforschung des Meeresbodens, eine Unterwasser-Hammerstation zur Pfahlgründung oder ähnliches sein. Das Gewicht der Unterwassereinrichtung 2 lastet während des Fierens oder Einholens über einem Halteseil 3 an einem auf dem Schiff 1 oder einer separaten Plattform montierten Kran 4. Zur Versorgung der Unterwassereinrichtung 2 mit elektrischer Spannung, zum Betrieb hydraulischer Einrichtungen etc. sowie zur signalelektrischen Ansteuerung und Rückmeldung ist ein Versorgungsleitungskabel (Umbilical) zwischen Unterwassereinrichtung 2 und Schiff 1 vorgesehen.

Dieses Versorgungsleitungskabel 5 wird während des Fierens von der Trommel einer ersten Winde 6 abgewickelt bzw. umgekehrt beim Einholen auf die Trommel dieser Winde 6 aufgewickelt. Zur reibungsarmen Umlenkung des Versorgungsleitungskabels ist eine über die Bordkante hinausragende untere Umlenkrolle 7 vorgesehen, d. h. das Versorgungsleitungskabel wird von der ersten Winde 6 über die untere Umlenkrolle 7 um 90° umgelenkt in Richtung Wasserspiegel W bzw. Meeresboden geleitet. Eine zusätzliche obere Umlenkrolle 8 verbessert die Führungseigenschaften während die Unterwassereinrichtung durch den Kran 4 oberhalb des Wasserspiegels W gehoben wird.

An der Achse der unteren Umlenkrolle 7 bzw. parallel hierzu ist eine um diese Achse bzw. um eine Achse parallel hierzu um mindestens 90° drehbare Schwenkvorrichtung 9 montiert. Diese Schwenkvorrichtung 9 befindet sich während des Fierens oder Einholens des Versorgungsleitungskabels in vertikaler Position, so daß sich das Versorgungsleitungskabel 5 ohne Berührung der Schwenkvorrichtung 9 in Richtung Wasserspiegel W bewegen kann. Am in vertikaler Position dem Wasserspiegel W zugewandten Ende der Schwenkvorrichtung 9 befindet sich eine weitere Umlenkrolle 10.

In Fig. 1 ist ferner eine zweite Winde 11 in Reihe zur ersten Winde 6 zu erkennen, deren Funktion insbesondere in der Beschreibung zu den Fig. 4 und 5 erläutert wird. Allgemein besteht die Aufgabe, eine Unterwassereinrichtung 2 auf eine Meeresbodentiefe von z. B. 2000 m abzusenken. Da die Trommel der Winde 6 ein Versorgungsleitungskabel 5 mit einer Länge von maximal 1250 m aufweist, ist es zum Erreichen des Meeresbodens notwendig, dieses Versorgungsleitungskabel 5 mit einem zusätzlichen Versorgungsleitungskabel 22 (siehe Fig. 4, 5) zu kuppeln. Dieses zusätzliche Versorgungsleitungskabel 22 befindet sich auf der Trommel der zweiten Winde 11.

Vor dem Kuppeln beider Versorgungsleitungskabel 5 und 22 ergibt sich das Problem, das infolge seines Eigenwichtes unter starkem Zug stehende Versorgungsleitungskabel 5 aus der Winde 6 zu entnehmen. Die Trommel der Winde 6 ist hierzu speziell ausgebildet und weist eine die Kabelkupplung 12 des Versorgungsleitungskabels 5 aufnehmende, seitliche Trommeltasche 13 auf, wobei die Kabelkupplung 12 an einem Flansch 25 der Trommeltasche 13 befestigt ist (z. B. Schraubbefestigung).

In Fig. 2 ist eine Winde 6 mit Trommeltasche 13 dargestellt. Es ist zu erkennen, daß ein mit der Kabelkupplung 12 verbundener Korb 14 mit einer Öse zur Fixierung eines Trommelseils 16 einer Hilfswinde 15 versehen ist. Die Hilfswinde 15 befindet sich - vom Schiffsheck aus betrachtet - hinter der Winde 6 und ist längs eines Gestells vertikal verfahrbar, damit stets eine geradlinige Zugkraftübertragung vom Versorgungsleitungskabel 5 über die Kabelkupplung 12, den Korb 14 und das Trommelseil 16 zur Hilfswinde 15 gewährleistet ist.

Durch Abnehmen des Taschendeckels wird die Trommeltasche 13 geöffnet (siehe Fig. 2) und der Korb 14 wird mit der Kabelkupplung 12 des bis zur Endstellung abgewickelten Versorgungsleitungskabels 5 verschraubt. In einem weiteren Arbeitsgang wird das Trommelseil 16 am Korb 14 befestigt (z. B. durch Schäkel) und mit der Hilfswinde 15 angezogen. Die Befestigung zwischen der Kabelkupplung 12 und dem Flansch 25 der Trommeltasche 13 kann jetzt gelöst werden. Anschließend wird die Hilfswinde 15 längs des Gestells gemäß Pfeilrichtung A vertikal nach unten verfahren (z. B. mittels eines Hydraulikantriebs).

Die Winde 6 weist jetzt die in Fig. 3 dargestellte Position auf, in der eine im wesentlichen horizontale Zugkraftübertragung von der Hilfswinde 15 über das Trommelseil 16, den Korb 14 mit daran montierter Kabelkupplung 12 zum Versorgungsleitungskabel 5 gewährleistet ist. Der Korb 14 mit montierter Kabelkupplung 12 kann der Trommeltasche 13 leicht entnommen werden, nachdem die Winde in Pfeilrichtung A bewegt wurde.

Desweiteren wird die Schwenkvorrichtung 9 von ihrer vertikalen in ihre horizontale Position gebracht, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Das dem Wasserspiegel W zugewandte Ende der Schwenkvorrichtung 9 wird hierzu über ein mit einem Kran 17 verbundenes Seil 18 bis in die horizontale Position hochgeschwenkt und in dieser Position festgehalten. Während des Schwenkvorganges wirkt die Achse der unteren Umlenkrolle 7 bzw. eine hierzu parallele Achse als Drehachse und das Versorgungsleitungskabel 5 greift in die Umlenkrolle 10 der Schwenkvorrichtung 9 ein.

In einem nächsten Arbeitsgang wird ein abnehmbarer Arretierblock 19 auf der Schwenkvorrichtung 9 befestigt.

Durch kontrolliertes Fieren des Seils 16 mit der Hilfswinde 15 wird das Versorgungsleitungskabel 5 über die Umlenkrolle 10 abgelassen, bis die Kabelkupplung 12 den Arretierblock 19 erreicht und durch diesen festgehalten wird. Anschließend kann der Korb 14 von der Kabelkupplung 12 gelöst werden und das vom Korb 14 abmontierte Trommelseil 16 wird auf die Hilfswinde 15 aufgewickelt.

Wie in Fig. 4 dargestellt, wird nachfolgend das zusätzliche Versorgungsleitungskabel 22 von der Trommel der zweiten Winde 11 soweit abgewickelt, bis sich die Kabelkupplung 23 dieses Kabels 22 auf der Schwenkvorrichtung 9 befindet und einen vorgebbaren Abstand von der mittels des Arretierblocks 19 fixierten Kabelkupplung 12 des Kabels 5 aufweist. Dieser vorgebbare Abstand wird im wesentlichen durch die Länge der zwischen beiden Kabelkupplungen 12, 23 vorzusehenden Kabelverbindungsleitungen bestimmt. Zur erleichterten Abwicklung des Kabels 22 von der Trommel der zweiten Winde 11 ist eine Handwinde 20 hinter dem Arretierblock 19 auf der Schwenkvorrichtung 9 angeordnet, deren Seil 21 mit der Kabelkupplung 23 verbunden wird. Anschließend kann das Versorgungsleitungskabel 22 unter der Trommel der ersten Winde 6 hindurchgezogen werden. Alternativ hierzu kann anstelle der Handwinde 20 eine Hilfs-Umlenkrolle montiert sein. Bei dieser Variante wird das Versorgungsleitungskabel 22 über das Trommelseil 16 mittels der Hilfswinde 15 zur Schwenkvorrichtung 9 hin gezogen, wobei das Trommelseil 16 über die Hilf-Umlenkrolle umgelenkt wird.

Es folgt in einem weiteren Arbeitsschritt die Verbindung beider Versorgungsleitungskabel 5, 22 über entsprechend ausgebildete Kabelverbindungsleitungen. Hierzu fungiert die Schwenkvorrichtung 9 als Arbeitsbühne. Die einzelnen Verbindungen müssen wasserdicht ausgeführt sein, wobei der in einer Meerestiefe von z. B. 2000 m herrschende Wasserdruck entsprechend zu berücksichtigen ist. Nach dem Herstellen der Verbindungen werden zwei Halbschalen aus rostfreiem Stahl als Zugvorrichtung 24 um beide Kabelkupplungen 12, 23 sowie die montierten Kabelverbindungsleitungen gelegt und mit den Körben der Kabelkupplungen 12, 23 fest verschraubt, wie in Fig. 5 dargestellt. Diese Zugvorrichtung 24 überträgt die durch Eigengewicht des Versorgungsleitungskabels 5 erzeugte Zugkraft auf das Versorgungsleitungskabel 22 und die zweite Winde 11. Die Zugvorrichtung 24 selbst muß die Kabelkupplungen 12, 23 und die Kabelverbindungsleitungen nicht wasserdicht umschließen.

Nachdem die zweite Winde 11 die Zugkraft durch Hieven übernommen hat, können der Arretierblock 19 abgebaut und die Schwenkvorrichtung 9 wieder um 90° von der horizontalen in die vertikale Position gedreht werden. Dies erfolgt durch Ablassen des am Kran 17 befestigten Seiles 18. Während des Schwenkvorganges greift das Kabel 22 in die untere Umlenkrolle 7 ein, während die Umlenkrolle 10 das Kabel 5 führt und es in vertikaler Position der Schwenkvorrichtung 9 freigibt. Nach Beendigung des Schwenkvorganges befindet sich die Schwenkvorrichtung in der vertikalen Position, wie in Fig. 6 gezeigt.

Danach kann das Kabel 22 von der Trommel der zweiten Winde 11 abgewickelt werden, bis die Unterwassereinrichtung 2 die gewünschte Arbeitstiefe erreicht hat.

Falls die Unterwassereinrichtung 2 auf eine größere Meerestiefe als ca. 2500 m abgelassen werden soll, können weitere zusätzliche Winden mit weiteren zusätzlichen Versorgungsleitungskabeln vorgesehen sein. Der Kuppelvorgang zwischen zwei Versorgungsleitungskabeln erfolgt jeweils in der vorstehend beschriebenen Weise.

Allgemein ist zu den vorstehenden Ausführungen nachzutragen, daß die obere Umlenkrolle 8 jeweils anzuheben oder zu demontieren ist, sobald eine Kabelkupplung eines Versorgungsleitungskabels über die untere Umlenkrolle 7 läuft. Alternativ hierzu ist es auch möglich, die obere Umlenkrolle 8 für den Kupplungsvorgang aus ihrer normalen Position oberhalb der Umlenkrolle 7 abzubauen und an die Position der Umlenkrolle 10 zu montieren. Bei dieser Variante entfällt vorteilhaft eine eigene Umlenkrolle 10. Der An- und Abbau der Umlenkrolle 8 an die Schwenkvorrichtung 9 muß jeweils in vertikaler Position der Schwenkvorrichtung erfolgen. Auch kann die gesamte Schwenkvorrichtung 9 demontierbar sein.

Das Einholen der Versorgungsleitungskabel und das Entkuppeln der Kabelkupplungen erfolgt in umgekehrter Reihenfolge zu den vorstehenden, im wesentlichen das Fieren betreffenden Ausführungen. Insbesondere wird die Schwenkvorrichtung 9 von ihrer vertikalen in ihre horizontale Position erst dann gedreht, wenn sich die Zugvorrichtung 24 unmittelbar neben der Schwenkvorrichtung befindet (siehe Fig. 6), so daß sich nach erfolgter Schwenkung die in Fig. 5 dargestellte Konfiguration mit auf der Arbeitsbühne befindlicher Zugvorrichtung 24 ergibt. Eine genaue Positionierung der Zugvorrichtung 24 in die gewünschte Lage kann mittels der zweiten Winde 11 erfolgen. Anschließend wird der Arretierbock 19 zur Fixierung der Kabelkupplung 12 montiert. Jetzt kann die Zugvorrichtung 24 gelöst und entfernt werden. Nach Demontage der Kabelverbindungsleitungen läßt sich das Versorgungsleitungskabel 22 inklusive Kabelkupplung 23 vollständig auf die Trommel der Winde 11 aufwickeln.

Anschließend kann der Korb 14 mit der Kabelkupplung 12 verbunden werden, worauf die Kabelkupplung 12 unter Einsatz der Hilfswinde 15 in die Trommeltasche 13 der Winde 6 eingeführt wird. Nach Demontage des Arretierbocks 19 Position gedreht oder demontiert werden. Es folgt eine Vertikalbewegung der Hilfswinde 15 entgegen Pfeilrichtung A. Nachdem die Kabelkupplung 12 am Flansch 25 der Trommeltasche 13 befestigt ist, können der Korb 14 vom Trommelseil 16 gelöst, der Taschendeckel auf die Trommeltasche 13 montiert und das Versorgungsleitungskabel 5 mit der Winde 6 eingeholt werden.