Kofferdamm und Verfahren zur Abstimmung eines Offshore-Aufbaus gegen umgebendes Wasser unter Verwendung desselben

Abstract

 Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kofferdamm (20) zur Abschirmung von zumeist mit Wasser benetzten und/oder von zumeist unter Wasser liegenden Komponenten eines Offshore-Aufbaus (10) gegen umgebendes Wasser, gekennzeichnet durch zumindest zwei, über zumindest ein Gelenk (21) verbundene und verschwenkbare, um den Offshore-Aufbau legbare, im wesentlichen senkrechte Wandelemente (22a,22b), die an vom Gelenk entfernten Stirnflächen miteinander verschließbar sind, einen Bodenbereich mit zumindest einer Hohldichtungsvorrichtung (40,41), die mit Druck beaufschlagbar und an den Offshore-Aufbau preßbar ist, und verstellbare Stempel (7), die zwischen dem Offshore-Aufbau und der Innenseite der Wandelemente einspannbar sind, sowie ein Verfahren zur Abschirmung von zumeist mit Wasser benetzten und/oder von zumeist unter Wasser liegenden Komponenten eines Offshore-Aufbaus (10) gegen umgebendes Wasser.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kofferdamm zur Abschirmung von zumeist mit Wasser benetzten Komponenten und/oder von zumeist unter Wasser liegenden Komponenten eines Offshore-Aufbaus gegen umgebendes Wasser sowie ein Verfahren zur Abschirmung unter Einsatz eines solchen Kofferdamms.

[0002] Ein Kofferdamm ist ein System, das im Wasser einen von oben zugänglichen trockenen Bereich oberhalb des Wassergrundes oder auf dem Wassergrund schafft. Ein solcher Kofferdamm wird beispielsweise beim Brückenbau zur Herstellung eines Brückenfundaments eingesetzt. Bekannt ist der Einsatz eines Kofferdamms auch bei der Errichtung von Offshore-Aufbauten. Beispielsweise kann ein Kofferdamm als großer offener Zylinder ausgeführt werden, der auf dem Wassergrund aufgesetzt wird. Nach Leerpumpen des senkrecht stehenden Zylinders kann so ein trockener und sicherer Arbeitsplatz zur Durchführung der entsprechenden Arbeiten unter der Wasserlinie bereitgestellt werden.

[0003] Es sind als Kofferdamm bezeichnete Systeme im Wasserbau bekannt, welche an vorhandene Unterwasserstrukturen angesetzt werden, um dort Arbeiten, beispielsweise Revisionsarbeiten, durchführen zu können. So beschreibt beispielsweise die BE 902 531 einen Caisson, der an eine Spundwand angesetzt wird und dort durch angelegten Unterdruck gehalten wird. In der GB 208 620 wird ein von der Wassertiefe unabhängiger, bis auf den Boden reichender, oben und unten offener, vertikaler Betonzylinder zur Durchführung von Arbeiten am (Meeres-)boden beschrieben. Die US 3,710,579 wiederum beschreibt einen ringförmigen, segmentierten Kofferdamm, der als wesentliches Auftriebselement PU-gefüllte Bereiche enthält; die Austarierung erfolgt hier durch Fluten und Lenzen von Ballastwassertanks.

[0004] Alle obengenannten Vorrichtungen und Verfahren haben den Nachteil, daß sie auf die modernen Offshore-Aufbauten, wie beispielsweise Windenergieanlagen, nicht anwendbar sind, insbesondere dann nicht, wenn es sich um bestehende Anlagen handelt, die einer Revision zu unterziehen sind. Eine solche Revision ist insbesondere notwendig in der Wasserwechselzone oder der sogenannten "Splash-Zone", d.h. einem Bereich, der dem Gezeitenwechsel und der Wellenbewegung besonders stark ausgesetzt ist.

[0005] In der GB 1 375 970 wird ein faltbarer bzw. klappbarer Kofferdamm beschrieben, der um eine runde Struktur gelegt wird und dort einen trockenen Arbeitsbereich schafft. Wesentliches Merkmal dieses Kofferdamms sind die notwendigen Auftriebselemente, da dieser Kofferdamm schwimmfähig sein soll, sowie die notwendigen Halteklammern an der Offshore-Struktur bzw. am Kofferdamm selbst. Dieser Kofferdamm ist jedoch ebenfalls ungeeignet, um an bestehenden, im wesentlichen vertikalen und beliebig geformten, jedoch vorzugsweise runden Offshore-Aufbauten bzw. Elementen von Offshore-Aufbauten befestigt zu werden.

[0006] Problematisch bei der Anbringung eines Kofferdamms an einem Offshore-Aufbau ist ebenfalls, daß der Offshore-Aufbau normalerweise keinen im wesentlichen runden bzw. regelmäßigen Querschnitt zeigt, sondern daß vielmehr Ver- und Entsorgungsleitungen und dergleichen an zumindest einer Außenseite des Offshore-Aufbaus verlaufen können, die eine Abdichtung des angebrachten Kofferdamms gegenüber dem umgebenden Wasser erschweren.

[0007] Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kofferdamm bereitzustellen, der die Nachteile des Standes der Technik überwindet. Insbesondere soll der Kofferdamm auf einfache Art und Weise an einer Offshore-Struktur anbringbar sein, eine einfache Abdichtung gegenüber umgebendem Wasser auch bei Offshore-Aufbauten mit unregelmäßigem Querschnitt erlauben sowie auf einfache Art und Weise auf- bzw. abbaubar und transportabel sein.

[0008] Ferner besteht eine weitere Aufgabe darin, ein Verfahren zur Abschirmung von zumeist mit Wasser benetzten und/oder von zumeist unter Wasser liegenden Komponenten eines Offshore-Aufbaus gegen umgebendes Wasser bereitzustellen.

[0009] Die erste Aufgabe wird gelöst durch zumindest zwei, über zumindest ein Gelenk verbundene und verschwenkbare, um den Offshore-Aufbau legbare, im wesentlichen senkrechte Wandelemente, die an vom Gelenk entfernten Stirnflächen derselben miteinander verschließbar sind, einen Bodenbereich mit zumindest einer Hohldichtungsvorrichtung, die mit Druck beaufschlagbar und an den Offshore-Aufbau preßbar ist, und verstellbaren Stempeln, die zwischen dem Offshore-Aufbau und der Innenseite der Wandelemente einspannbar sind.

[0010] Besonders bevorzugt gibt es zwei Wandelemente, die im wesentlichen halbkreisförmig sind.

[0011] Auch wird vorgeschlagen, daß die Hohldichtungsvorrichtung an die Geometrie des Offshore-Aufbaus anpaßbar ist.

[0012] Dabei kann bevorzugt die Hohldichtungsvorrichtung durch Einfüllen von Wasser oder Gas mit Druck beaufschlagbar sein.

[0013] Der Kofferdamm kann bevorzugt mobil sein und ist vorteilhaft an einem Kran angebunden.

[0014] Der Kofferdamm zeichnet sich ferner bevorzugt durch ein oder mehrere hydraulisch angetriebene Elemente zum Verschwenken und/oder Verschließen, wie Verrriegeln, der Wandelemente aus.

[0015] Bevorzugt ist der Kofferdamm kraftschlüssig mit dem Offshore-Aufbau verbindbar.

[0016] Auch weist der Kofferdamm bevorzugt zumindest eine Bootsanlegevorrichtung an einer Außenseite der Wandelemente auf.

[0017] Ferner wird bevorzugt zumindest eine Dichtung an einer Stirnfläche zumindest eines Wandelements vorgeschlagen.

[0018] Bevorzugt ist, daß der Kofferdamm im wesentlichen aus Stahl hergestellt ist.

[0019] Die zweite Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Abschirmung von zumeist mit Wasser benetzten und/oder von zumeist unter Wasser liegenden Komponenten eines Offshore-Aufbaus gegen umgebendes Wasser, welches die Schritte umfaßt: (i) Anlegen eines erfindungsgemäßen Kofferdamms um den Offshore-Aufbau und Verschließen desselben, (ii) Spannen der verstellbaren Stempel zwischen dem Offshore-Aufbau und der Innenseite der Wände, (iii) Anbringen der zumindest einen Hohldichtungsvorrichtung am Bodenbereich des Kofferdamms und Beaufschlagen derselben mit Druck zur Abdichtung eines Zwischenraums zwischen Offshore-Aufbau und Kofferdamm, und (iv) Entleeren des im Kofferdamm eingeschlossenen Wassers.

[0020] Schließlich kann vorgesehen sein, daß der Kofferdamm mit Hilfe eines Krans angelegt wird.

[0021] Überraschenderweise wurde erfindungsgemäß festgestellt, daß der vorgeschlagene Kofferdamm die oben beschriebenen Nachteile aus dem Stand der Technik überwindet. Insbesondere kann der erfindungsgemäße Kofferdamm auf einfache Art und Weise an einem Offshore-Aufbau angelegt und befestigt werden, wobei eine sichere Abdichtung des geschaffenen Innenraums zwischen Kofferdamm und Offshore-Aufbau durch die zumindest eine Hohldichtungsvorrichtung erreicht wird, die so flexibel ausgestaltet ist, daß sie sich an jegliche äußere Geometrie eines Offshore-Aufbaus anpassen kann. Diese Anpassung erfolgt dadurch, daß die Hohldichtungsvorrichtung mit Druck beaufschlagt werden kann. Wird beispielsweise Wasser oder Luft in die Hohldichtungsvorrichtung eingeführt, dehnt sich die Hohldichtungsvorrichtung so zwischen bspw. unregelmäßig geformten Ver- und/oder Entsorgungsleitungen an der Außenseite des Offshore-Aufbaus aus, daß diese Ver- und/oder Entsorgungsleitungen dicht von dieser Hohldichtungsvorrichtung umschlossen und daher abgedichtet werden.

[0022] Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht ferner eine einfache, sichere und stabile Befestigung des Kofferdamms an dem Offshore-Aufbau, indem mehrere verstellbare Stempel zwischen dem Offshore-Aufbau und der Innenseite der Wandelemente gespannt werden können. Diese verstellbare Stempel halten, aufgrund von hohen Reibungskräften, den Kofferdamm am Offshore-Aufbau an Ort und Stelle und verhindern ein Abrutschen desselben. Entsprechende verstellbare Stempel sind auf dem Fachgebiet hinlänglich bekannt und können beispielsweise Stempel sein, die über Schraubgewinde im Zwischenraum zwischen Offshore-Aufbau und Innenseite der Wandelemente des Kofferdamms eingeschraubt und dadurch eingespannt werden können.

[0023] Der erfindungsgemäße Kofferdamm kann auf einfache Art und Weise wieder abgebaut werden. Er ist daher äußerst mobil. Der Auf- und Abbau kann beispielsweise mit Hilfe eines Schwimmkrans erfolgen, der den Kofferdamm an einer geeigneten Position an einem Offshore-Aufbau anbringen kann.

[0024] Weitere Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Kofferdamms sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Zeichnung, in der

Fig. 1 eine vereinfachte Querschnittsaufsicht eines erfindungsgemäßen Kofferdamms mit einem teilweise umschlossenen Offshore-Aufbau zeigt;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Kofferdamms, der um einen Offshore-Aufbau angelegt ist, zeigt, wobei der Kofferdamm über eine Tragevorrichtung gehalten wird; und

Fig. 3 eine weitere Querschnittsaufsicht eines erfindungsgemäßen Kofferdamms mit einer um Versorgungsleitungen gelegten Hohldichtungsvorrichtung zeigt.

[0025] Fig. 1 zeigt eine Querschnittsaufsicht auf einen erfindungsgemäßen Kofferdamm 20, der bereits teilweise um einen Offshore-Aufbau 10 gelegt ist und daran befestigt werden soll. An seiner Außenseite weist der Offshore-Aufbau 10 mehrere Stromleitungen 11 auf, die eine Abdichtung des Kofferdamms 20 gegenüber umgebendem Wasser erschweren. Der Kofferdamm 20 weist zwei im wesentlichen halbkreisförmige Wandelemente 22a, 22b auf, die über ein Gelenk 21 verbunden und verschwenkbar gehalten sind. Eines der Wandelemente 22a ist dabei sehr schematisch und vereinfacht aufgezeigt. Die Wandelemente 22a, 22b sind vorzugsweise Doppelwandelemente.

[0026] Das noch nicht vollständig um den Offshore-Aufbau 10 gelegte Wandelement 22a kann beispielsweise über einen Hydraulikantrieb (nicht gezeigt) bewegt werden, so daß es gegen die Stirnfläche des anderen Wandelements 22b stößt und ein anschließender Verschluß, bevorzugt eine Verriegelung möglich ist. Zwischen sämtlichen Stirnflächen der Wandelemente 22a, 22b können eine oder mehrere Dichtungen (nicht gezeigt) vorgesehen sein. Stoßen die Stirnflächen der Wandelemente 22a, 22b aneinander, so können diese bspw. über Verriegelungselemente, die ebenfalls hydraulisch betätigt werden können, verriegelt werden. Sind die Wandelemente 22a, 22b miteinander verriegelt, können dann verstellbare Stempel 7 zwischen dem Offshore-Aufbau 10 und der Innenseite der Wandelemente eingesetzt werden, mit deren Hilfe, aufgrund der hohen Reibungskräfte, ein sicherer Halt des Kofferdamms 20 am Offshore-Aufbau 10 möglich ist.

[0027] Fig. 2 zeigt eine etwas detailliertere, perspektivische Ansicht eines um den Offshore-Aufbau 10 gelegten Kofferdamms 20, der über eine Tragevorrichtung bewegt und montiert werden kann. Vorzugsweise ist die Tragevorrichtung an einen Schwimmkran angefügt. Die Tragevorrichtung umfaßt einen Stahlrahmen 60, ein Kontergewicht 61, eine Y-Traverse 62 sowie Seile 70, über die der Kofferdamm 20 an der Tragevorrichtung befestigt ist. Zumindest eines der Seile kann ferner einen Hydraulikzylinder 33 zur Nivellierung des Kofferdamms 20 aufweisen. Eine solche Nivellierungsmöglichkeit ist vorteilhaft, da mögliche Wellenbewegungen eine Schiefstellung des Kofferdamms 20 während der Montage, d.h. wenn der Kofferdamm am Schwimmkran oder Schiffskran hängt, verursachen können.

[0028] Der in Fig. 2 gezeigte Kofferdamm 1 weist ebenfalls ein Gelenk 21, vorzugsweise mit einem Gelenkband, auf, über das die Wandelemente 22a, 22b verbunden und verschwenkbar sind. An den Wandelementen 22a, 22b sind Augen 27 für eine Transportsicherung vorgesehen. Ferner kann zumindest eine Bootsanlegevorrichtung 24 an der Außenseite der Wandelemente 22a, 22b vorgesehen sein. Am Wandelement 22a findet sich ferner eine Plattform 26, beispielsweise für Hydraulikaggregate und Versorgungseinrichtungen des Kofferdamms 20.

[0029] Mit den Bezugszeichen 30, 31 und 32 werden Hydraulikzylinder bezeichnet, die für den Verschwenk- bzw. Verriegelungsvorgang der Wandelemente 22a, 22b vorgesehen sind. Diese Hydraulikzylinder können über einen Hydraulikmotor angetrieben werden. Im unteren Bereich des Kofferdamms 20 ist eine Dichtung 40 für eine horizontale und vertikale Abdichtung des Kofferdamms 20 gegenüber umgebendem Wasser vorgesehen. Diese Dichtung 40 ist im wesentlichen für den Bereich um den Offshore-Aufbau 10 herum, der keine Ver- und/oder Entsorgungsleitungen 11 aufweist. Eine weitere Hohldichtungsvorrichtung 41 ist ebenfalls im unteren Bereich des Kofferdamms 20 gezeigt, diese Hohldichtungsvorrichtung ist für den Bereich der Ver- und/oder Entsorgungsleitungen vorgesehen. Beide Dichtungen 40, 41 können durch Einführen von Wasser oder Gas mit Druck beaufschlagt werden, so daß sie sich ausdehnen und eine sichere Abdichtung zwischen dem Kofferdamm 1 und dem Offshore-Aufbau 10 ermöglichen. Die Dichtung 41 für die Ver- und/oder Entsorgungsleitungen legt sich dabei bei Druckbeaufschlagung um die Ver- und/oder Entsorgungsleitungen dicht an.

[0030] Eine detailliertere Ansicht der Hohldichtungsvorrichtung 41 für die Ver- und/oder Entsorgungsleitungen 11 ist in Fig. 3 gezeigt. Hier wurde zunächst die noch nicht mit Druck beaufschlagte Hohldichtungsvorrichtung 41 um die Ver- und/oder Entsorgungsleitungen 11 gelegt. Dann wurde diese Hohldichtungsvorrichtung 41 mit Druck beaufschlagt, beispielsweise durch Wasser oder Gas, dehnte sich aus und verschloß sämtliche Zwischenräume zwischen den Ver- und/oder Entsorgungsleitungen 11, dem Kofferdamm 20 und dem Offshore-Aufbau 10. Somit kann auf einfache Art und Weise eine sichere und stabile Abdichtung erzielt werden, wie es in Fig. 3 gezeigt ist.

[0031] In einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Abschirmung von zumeist mit Wasser benetzten und/oder von zumeist unter Wasser liegenden Komponenten eines Offshore-Aufbaus gegen umgebendes Wasser kann zunächst der Kofferdamm 20, der über eine Tragvorrichtung an einem Schwimmkran gehalten wird, an einem Offshore-Aufbau 10 angelegt und die Wandelemente 22a, 22b um den Offshore-Aufbau 10 geschlossen und verriegelt werden. Anschließend können die verstellbaren Stempel 7 zwischen dem Offshore-Aufbau 10 und der Innenseite der Wandelemente 22a, 22b eingespannt werden, gefolgt von einem Anbringen der zumindest einen Hohldichtungsvorrichtung 40, 41. Das Anbringen der Hohldichtungsvorrichtungen 40, 41 nach dem Schließen und Verriegeln des Kofferdamms unter Wasser an vorgesehener Stelle vermeidet einerseits, daß eine nicht richtig montierte Hohldichtungsvorrichtung 40, 41 während des Schließvorgangs beschädigt wird. Andererseits muß während des Schließens niemand im Gefahrenbereich den Schließvorgang beaufsichtigen. Weist der Offshore-Aufbau auch außen angeordnete Ver- und/oder Entsorgungsleitungen auf, empfiehlt sich die Bereitstellung mehrerer Hohldichtungsvorrichtungen 40, 41 , um eine sichere Abdichtung zu erzielen. Wird dann die eine oder mehrere Hohldichtungen mit Druck beaufschlagt, wird ein dicht abgeschlossener Arbeitsbereich innerhalb des Kofferdamms 20 bereitgestellt, aus dem dann auf einfache Art und Weise, beispielsweise durch Auspumpen, eingeschlossenes Wasser entfernt werden kann.

[0032] Die in der vorstehenden Beschreibung und in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Ansprüche

1. Kofferdamm (20) zur Abschirmung von zumeist mit Wasser benetzten und/oder von zumeist unter Wasser liegenden Komponenten eines Offshore-Aufbaus (10) gegen umgebendes Wasser, gekennzeichnet durch

- zumindest zwei, über zumindest ein Gelenk (21) verbundene und verschwenkbare, um den Offshore-Aufbau (10) legbare, im wesentlichen senkrechte Wandelemente (22a, 22b), die an vom Gelenk (21) entfernten Stirnflächen derselben miteinander verschließbar sind,

- einen Bodenbereich mit zumindest einer Hohldichtungsvorrichtung (40, 41), die mit Druck beaufschlagbar und an den Offshore-Aufbau (10) preßbar ist, und

- verstellbare Stempel (7), die zwischen dem Offshore-Aufbau (10) und der Innenseite der Wandelemente (22a, 22b) einspannbar sind.

2. Kofferdamm nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei Wandelemente (22a, 22b), die im wesentlichen halbkreisförmig sind.

3. Kofferdamm nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohldichtungsvorrichtung (40, 41) an die Geometrie des Offshore-Aufbaus (10) anpaßbar ist.

4. Kofferdamm nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohldichtungsvorrichtung (40, 41) durch Einfüllen von Wasser und/oder Gas mit Druck beaufschlagbar ist.

5. Kofferdamm nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er mobil ist.

6. Kofferdamm nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß er an einen Kran angefügt werden kann.

7. Kofferdamm nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein oder mehrere hydraulisch angetriebene Elemente (30, 31, 32) zum Verschwenken und/oder Verschließen, wie Verriegeln, der Wandelemente (22a, 22b).

8. Kofferdamm nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kofferdamm (20) kraftschlüssig mit dem Offshore-Aufbau (10) verbindbar ist.

9. Kofferdamm nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest eine Bootsanlegevorrichtung (24) an einer Außenseite eines Wandelements (22a, 22b).

10. Kofferdamm nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest eine Dichtung an einer Stirnfläche zumindest eines der Wandelemente (22a, 22b).

11. Kofferdamm nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er im wesentlichen aus Stahl hergestellt ist.

12. Verfahren zur Abschirmung von zumeist mit Wasser benetzten und/oder von zumeist unter Wasser liegenden Komponenten eines Offshore-Aufbaus gegen umgebendes Wasser, welches die Schritte umfaßt:

(i) Anlegen eines Kofferdamms nach einem der vorangehenden Ansprüche um den Offshore-Aufbau und Verschließen desselben,

(ii) Spannen der verstellbaren Stempel zwischen dem Offshore-Aufbau und der Innenseite der Wände,

(iii) Anbringen der zumindest einen Hohldichtungsvorrichtung im Bodenbereich des Kofferdamms und Beaufschlagen derselben mit Druck zur Abdichtung eines Zwischenraums zwischen Offshore-Aufbau im Kofferdamm, und

(iv) Entleeren des vom Kofferdamm eingeschlossenen Wassers.

13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kofferdamm mit Hilfe eines Krans angelegt wird.

Zeichnung