AT401284B

AT401284B - METHOD FOR LAYING AN UNDERWATER PIPE AND DEVICE FOR CARRYING OUT THIS METHOD

Info

Publication number: AT401284B
Application number: AT263593A
Authority: AT
Original assignee: Riepl Josef Bau Ag; Ursprung Heinrich Dipl Ing
Priority date: 1993-03-12
Filing date: 1993-12-28
Publication date: 1996-07-25
Also published as: ATA263593A; CH687212A5; DE4307922C1

Description

AT 401 284 BAT 401 284 B

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verlegen einer Unterwasserleitung gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for laying an underwater pipe according to the features of the preamble of claim 1, and to an apparatus for performing this method.

Durch die DE-24 09 962-A1 ist ein solches Verfahren bekannt.Such a method is known from DE-24 09 962-A1.

Dabei erfolgt die zeitliche Abfolge des Abtrennens der Auftriebselemente in Abhängigkeit von dem Seegrundprofil entlang der Verlegungsstrecke. Dies erfordert eine genaue Feststellung der Topografie des Seegrundes, umfangreiche Berechnungen zur Festlegung der zeitlichen Abfolge des Abtrennens der Auftriebskörper, sowie eine aufwendige Ausführung der einzelnen Abtrennprozesse.The sequence in time of the separation of the buoyancy elements takes place as a function of the sea bed profile along the route. This requires a precise determination of the topography of the lake bed, extensive calculations to determine the time sequence of the separation of the buoyancy elements, as well as a complex implementation of the individual separation processes.

Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens so weiterzuentwickeln, daß eine einfachere Verlegung der Unterwasserleitung möglich ist.The object of the invention is therefore to further develop a method of the type mentioned at the outset and an apparatus for carrying out this method in such a way that the underwater line can be laid more easily.

Dies wird bei einem verfahren der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht.This is achieved in a method of the type mentioned by the characterizing features of claim 1.

Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die zeitliche Steuerung des Abtrennens nur von einer Größe, nämlich dem maximalen Anstieg in der Verlegungsstrecke, welcher bei flach ausgebildeten Seen die Uferböschung ist, abhängig ist, ergibt sich eine einfache Berechnung der zeitlichen Abfolge der Abtrennvorgänge und damit auch eine einfache Durchführung des Abtrennprozesses. Ist beispielsweise die Uferböschung als maximaler Anstieg in der Verlegungsstecke festgestellt worden, so kann der Abtrennprozeß dadurch erfolgen, daß mit einem Boot über den See bis vor die Uferböschung mit konstanter Geschwindigkeit gefahren wird, wobei die einzelnen Abtrennvorgänge vom Boot her ausgeführt werden. Damit entfällt die aus dem Stand der Technik bekannte aufwendige Berechnung und Ausführung der Abtrennprozesse. Durch mögliche kleinere Unebenheiten im Seegrundprofil entstehende Spannungen in der Leitung haben aufgrund des hohen Elastizitätsmoduls der Unterwasserleitung keine negativen Auswirkungen.Since in the method according to the invention the timing of the separation depends only on one size, namely the maximum increase in the laying distance, which is the bank slope in the case of shallow lakes, a simple calculation of the chronological sequence of the separation processes results and thus also a simple one Execution of the separation process. If, for example, the bank slope has been determined as the maximum increase in the laying route, the separation process can take place by driving a boat across the lake to the bank slope at a constant speed, with the individual separation processes being carried out from the boat. This eliminates the complex calculation and execution of the separation processes known from the prior art. Due to the small elasticity in the bottom of the lake, possible stresses in the pipeline have no negative effects due to the high elastic modulus of the underwater pipeline.

Durch die Schwimmerelemente und die Leichterungselemente wird die Leitung unterhalb der Wasseroberfläche schwimmend entlang der Verlegungsstrecke gehalten. Nach dem Abtrennen der Schwimmerelemente sinkt die Leitung ab und wird dann vor Auftreffen am Seegrund durch Abtrennen der Leichterungselemente auf das volle, auftriebssichere Unterwassergewicht gebracht. Da die Leichterungselemente nach ihrem Abtrennen aufgrund des Auftriebs an die Wasseroberfläche gelangen, können sie mittels eines Bootes eingesammelt und wiederverwendet werden.Due to the float elements and the lightening elements, the pipe is kept floating along the route below the water surface. After the float elements have been disconnected, the line sinks and is then brought up to the full, buoyancy-proof underwater weight before hitting the lake bed by separating the lightening elements. Since the lightening elements come to the water surface after being separated due to the buoyancy, they can be collected and reused by means of a boat.

Damit die Leitung beim Auftreffen auf dem Seegrund gleichmäßig abrollt, sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die Schwimmerelemente zuerst und in einem einheitlichen Zeitabstand danach die Leichterungselemente von der Rohrleitung abgetrennt werden. Das Abtrennen der Schwimmerelemente ist so festgelegt, daß jeder nachfolgende Teilbereich der Leitung etwas später absinkt als der vorhergehende Teilbereich der Leitung. Um diesen Abrollvorgang beim Auftreffen auf dem Seegrund beizubehalten, werden die Leichterungselemente in einem konstanten Zeitabstand abgetrennt. Um zu gewährleisten, daß das Abtrennen der Leichterungselemente noch vor Auftreffen der Leitung am Seegrund erfolgt, ist es vorteilhaft, daß der einheitliche Zeitabstand für das Abtrennen der Leichterungselemente aus der Tiefe der Verlegungsstrecke geteilt durch die doppelte Sinkgeschwindigkeit der mit den Leichterungselementen versehenen Rohrleitung berechnet wird. Im Bereich zwischen den Uferböschungen eines flach ausgebildeten Sees ohne Unebenheiten, die höher als die halbe Verlegetiefe der Leitung sind, ist somit das Abtrennen der Leichterungselemente vor dem Auftreffen der Leitung am Seegrund gesichert.So that the line rolls evenly when it hits the lake bottom, a further embodiment of the invention provides that the float elements are separated from the pipeline first and at a uniform interval thereafter. The separation of the float elements is determined so that each subsequent section of the line sinks a little later than the previous section of the line. In order to maintain this rolling process when it hits the lake bed, the lightening elements are separated at a constant interval. In order to ensure that the lightening elements are cut off before the pipe meets the lake bottom, it is advantageous that the uniform time interval for the separation of the lightening elements from the depth of the laying section is calculated by dividing the double sinking speed of the pipeline provided with the lightening elements. In the area between the bank embankments of a flat lake without unevenness, which is higher than half the installation depth of the line, the separation of the lightening elements is thus ensured before the line hits the lake bottom.

Im Bereich des maximalen Anstiegs der Verlegungsstrecke ist es notwendig, die Lage der Leitung genau zu fixieren, damit nicht durch eine evtl. Verschiebung oder großen Durchhang der Leitung die zulässige Biege- oder Normalspannung überschritten werden. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht deshalb vor, daß Ballastkörper und zum Gewichtsausgleich zusätzliche Leichterungselemente über den Bereichen des höchsten und tiefsten Punktes des maximalen Anstiegs an der Leitung angeordnet werden, wobei lediglich die zusätzlichen Leichterungselemente zusammen mit den anderen Leichterungselementen abgetrennt werden. Die zusätzlichen Leichterungselemente sind erforderlich, damit der an der Leitung angreifende Auftrieb über die gesamte Länge der Leitung gleich ist und so eine gleichmäßige Absinkgeschwindigkeit der Leitung erzielt wird. Auch die zusätzlichen Leichterungselemente können nach dem Abtrennen wieder verwendet werden.In the area of the maximum increase in the installation distance, it is necessary to fix the position of the cable precisely so that the permissible bending or normal stress is not exceeded due to a possible shift or large sag of the cable. A further advantageous embodiment of the invention therefore provides that ballast bodies and additional lightening elements for weight compensation are arranged over the areas of the highest and lowest point of the maximum rise on the line, only the additional lightening elements being separated together with the other lightening elements. The additional lightening elements are required so that the buoyancy acting on the line is the same over the entire length of the line and thus a uniform sinking speed of the line is achieved. The additional lightening elements can also be used again after the separation.

Sollte das Seegrundprofil nicht annähernd gleichmäßig ausgebildet sein, sondern eine ausgeprägte Unebenheit aufweisen, so ist es zweckmäßig, die Verlegungsstrecke in einzelne Sektoren aufzuteilen, wobei die zeitliche Steuerung des Abtrennens der Auftriebselemente für den diese Unebenheit aufweisenden Sektor nach dieser Unebenheit ausgerichtet wird und für den maximalen Anstieg aufweisenden Sektor nach diesem ausgerichtet wird.If the sea bed profile is not approximately uniform, but has a pronounced unevenness, it is advisable to divide the laying section into individual sectors, with the timing of the separation of the buoyancy elements for the sector having this unevenness being aligned to this unevenness and for the maximum Sector is aligned with this.

Durch die DE-24 09 962-A1 ist eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum Verlegen einer Unterwasserleitung bekannt, bei weicher an einer Unterwasserleitung Leichterungselemente angeordnet und 2From DE-24 09 962-A1, a device for carrying out a method for laying an underwater line is known, in the case of softer elements arranged on an underwater line, and 2

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Schwimmerelemente lösbar angeordnet sind. Nach dem Absenken der Leitung durch Abtrennen der Schwimmerelemente müssen die Leichterungselemente vor dem Auftreffen der Leitung am Seegrund beulen. Andernfalls hat die Leitung beim Auftreffen am Seegrund nicht ihr volles Unterwassergewicht und verhindert das spannungsarme Abrollen am Seegrund. Durch Beulen nach dem Auflegen der Leitung am unebenen Seegrund kann diese unzulässigen Spannungen ausgesetzt werden. Die Leichterungselemente bleiben an der Leitung. Nachteilig ist hierbei weiterhin, daß beim Verlegen der Leitung die Leichterungselemente einerseits über die gesamte Absinkstrecke der Leitung und andererseits im Hinblick auf ein auftriebssicheres Unterwassergewicht der Leitung berücksichtigt werden müssen.Float elements are detachably arranged. After lowering the line by disconnecting the float elements, the lightening elements must bulge before the line hits the lake bed. Otherwise, the line does not have its full underwater weight when it hits the lake bottom and prevents the tension-free rolling off at the lake bottom. Bumps after laying the cable on the uneven bottom of the lake can expose these impermissible tensions. The lightening elements remain on the line. A further disadvantage here is that when laying the line, the lightening elements must be taken into account on the one hand over the entire sinking distance of the line and on the other hand with regard to a buoyancy-proof underwater weight of the line.

Hinsichtlich der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens werden bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 7 die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 7 vorgeschlagen. Aufgrund des Ablösens der Leichterungselemente brauchen diese nur innerhalb der Absinkstrecke der Leitung berücksichtigt werden. Weiterhin brauchen sie auch bei der Berechnung des auftriebssicheren Unterwassergewichts der Leitung nicht mehr berücksichtigt werden, Damit ergibt sich insgesamt eine einfachere Verlegung der Unterwasserleitung. Ein weiterer Vorteil ist, daß die leichterungselemente aufgrund ihres Auftriebs an die Seeoberfläche treiben und dann wiederverwendet werden können. Dabei ist durch die vorgeschlagenen Maßnahmen sichergestellt, daß die Schwimmer- und Leichterungselemente 6 einfach und rasch von der Rohrleitung getrennt werden können. Für die Arbeiten auf See sollte die Schwimmtiefe der Leitung knapp unterhalb der Wasseroberfläche sein. Deshalb sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß jedes Schwimmerelement und jedes Leichterungselement an der Leitung anliegend angeordnet ist. Die im Stand der Technik bekannten Aufhängungstrossen, welche die Schwimmtiefe der Leitung zusammen mit den Auftriebselementen festlegen, entfallen somit.With regard to the device for performing the method, the characterizing features of claim 7 are proposed in a device according to the preamble of claim 7. Due to the detachment of the lightening elements, they only need to be taken into account within the line's descent distance. Furthermore, they no longer need to be taken into account when calculating the buoyancy-proof underwater weight of the line. This results in a simpler overall laying of the underwater line. Another advantage is that the lightening elements float to the surface of the lake due to their buoyancy and can then be reused. The proposed measures ensure that the float and lightening elements 6 can be easily and quickly separated from the pipeline. For work at sea, the swimming depth of the line should be just below the water surface. Therefore, a further embodiment of the invention provides that each float element and each lightening element is arranged adjacent to the line. The suspension cables known in the prior art, which determine the floating depth of the line together with the buoyancy elements, are therefore dispensed with.

Zweckmäßigerweise besteht jedes Schwimmerelement und jedes Leichterungselement aus einem abgeschlossenen, luftgefüllten Rohrabschnitt mit gleichem Rohrdurchmesser, wobei die Schwimmerelemente kürzer ausgebildet sind als die Leichterungselemente.Each float element and each lightening element expediently consists of a closed, air-filled pipe section with the same pipe diameter, the float elements being shorter than the lightening elements.

Um Beschädigungen an den Leichterungselementen beim Absinken der Leitung in die Tiefe zu vermeiden, ist es vorteilhaft, daß die Leichterungselemente bis zu einer Tiefe, in welcher sie abgetrennt werden, beulfest ausgebildet sind.In order to avoid damage to the lightening elements when the line sinks into the depth, it is advantageous that the lightening elements are dent-proof to a depth in which they are separated.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.Further refinements and advantages of the invention result from the claims and the following description.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Hierbei stellen dar:The invention is explained below with reference to the drawing. The drawing shows an embodiment of the device according to the invention. Here represent:

Figur 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.Figure 1 is a schematic representation of the device according to the invention for performing the method according to the invention.

Figur 1 zeigt einen Abschnitt einer Unterwasserleitung 1, beispielsweise einer Rohrleitung, an deren Oberseite 2 Schwimmerelemente 3 und Leichterungselement 4 als Auftriebselemente befestigt sind. Jedes der Schwimmerelemente 3 und jedes der Leichterungselemente 4 besteht aus einem abgeschlossenen, luftgefüllten Rohrabschnitt mit jeweils gleichem Rohrdurchmesser und liegen an der Leitung 1 an. Die Schwimmerelemente 3 weisen eine kürzere Länge als die Leichterungselemente 4 auf. Durch eine unterschiedliche Dimensionierung der Länge der Schwimmerelemente 3 gegenüber der Länge der Leichterungselemente 4 kann sowohl die Schwimmtiefe der Leitung 1 unterhalb der Wasseroberfläche als auch die Sinkgeschwindigkeit der Leitung 1 beim Absinken festgelegt werden. Zur Befestigung jedes Schwimmerelementes 3 und jedes Leichterungselementes 4 sind mehrere Bandagen 5 vorgesehen, welche um die Leitung 1 und das Schwimmerelement 3 bzw. das Leichterungselement 4 gewickelt sind. Durch jede der Bandagen 5 ist eine Abreißleine 6 gezogen, mit welcher die Bandage 5 durchgetrennt und somit das Schwimmerelement 3 bzw. das Leichterungselement 4 von der Leitung 1 gelöst werden kann. An der Leitung 1 sind weiterhin Ballastkörper 7 und naheliegend zu jedem Ballastkörper 7 ein zusätzliches Leichterungselement 8 an der Leitung 1 angebracht. Das zusätzliche Leichterungselement 8 gleicht mit seinem Auftrieb das Gewicht des entsprechenden Ballastkörpers 7 aus. Die Ballastkörper 7 sind jeweils über Bereiche des höchsten Punktes 9 und des tiefsten Punktes 10 eines maximalen Anstiegs 11 der Verlegungsstrecke 12 an der Leitung 1 angebracht. Sie dienen der Fixierung der Leitung 1 in seiner Endlage auf dem Seegrund im Bereich des maximalen Anstiegs 11, damit der durch das Verlegen entstandene Krümmungsradius im Bereich des maximalen Anstiegs 11 nicht überschritten wird.FIG. 1 shows a section of an underwater line 1, for example a pipeline, on the upper side of which 2 float elements 3 and lightening element 4 are attached as buoyancy elements. Each of the float elements 3 and each of the lightening elements 4 consists of a closed, air-filled pipe section with the same pipe diameter in each case and are in contact with the line 1. The float elements 3 have a shorter length than the lightening elements 4. By dimensioning the length of the float elements 3 differently from the length of the lightening elements 4, both the swimming depth of the line 1 below the water surface and the sinking speed of the line 1 when sinking can be determined. To fasten each float element 3 and each lightening element 4, several bandages 5 are provided, which are wound around the line 1 and the float element 3 or the lightening element 4. A tear-off line 6 is pulled through each of the bandages 5, with which the bandage 5 is severed and thus the float element 3 or the lightening element 4 can be detached from the line 1. Ballast body 7 and, obviously, an additional lightening element 8 are attached to line 1 on line 1. The additional lightening element 8 balances with its buoyancy the weight of the corresponding ballast body 7. The ballast bodies 7 are each attached to the line 1 over regions of the highest point 9 and the lowest point 10 of a maximum rise 11 of the route 12. They serve to fix the line 1 in its end position on the lake bottom in the area of the maximum rise 11, so that the radius of curvature caused by the laying is not exceeded in the area of the maximum rise 11.

Zum Verlegen der Leitung 1 werden an dieser zuerst die Schwimmerelemente 3, die Leichterungselemente 4, die zusätzlichen Leichterungselemente 8 jeweils mit den Bandagen 5 und die Ballastkörper 7 befestigt. Gleichzeitig werden die einzelnen Abreißleinen 6 durch die entsprechenden Bandagen 5 geführt. Der Auftrieb der Schwimmerelemente 3 und der Leichterungselemente 4 ist so ausgelegt, daß die Leitung 1 nun in einer Schwimmtiefe kurz unterhalb der Wasseroberfläche aufgehängt werden kann. Anschließend erfolgt die Ausrichtung der Leitung 1 über die Verlegungsstrecke. Nach dem festgestellten maximalen 3To lay the line 1, the float elements 3, the lightening elements 4, the additional lightening elements 8 are each fastened to the line 1 with the bandages 5 and the ballast body 7. At the same time, the individual tear lines 6 are guided through the corresponding bandages 5. The buoyancy of the float elements 3 and the lightening elements 4 is designed so that the line 1 can now be suspended at a swimming depth just below the water surface. Then line 1 is aligned over the route. After the maximum 3

Claims

AT 401 284 B increase in the laying distance, the timing of the separation of the float elements 3 and the buoyancy elements 4 is aligned in such a way that the line 1, after the separation of all buoyancy elements 4, hits the lake bottom in a uniform rolling movement or in the range of the maximum Rise 11 has a certain radius of curvature. For this purpose, the float elements 3 and subsequently the lightening elements 4 are separated in a time sequence such that when the area of line 1 that was lowered first strikes the lake bottom between this area of line 1 and the area of line 1 to be lowered later, which is still below the Water surface is suspended, form two radii of curvature, which correspond approximately to the maximum rise 11 of the route 12. The time course of the separation of the float elements 3 and subsequently of the lightening elements 4 is now continued in such a way that these radii of curvature are retained over the further laying distance. If line 1 is routed in the area of the maximum rise 11, the line 1 with the already existing radius of curvature easily contacts this maximum rise 11. Smaller bumps in the sea bed profile are irrelevant when laying, because the high elastic modulus of the cable means that tensions can be tolerated over a wide range. In this way, simple laying of line 1 in water is possible. 1. Method for laying an underwater pipeline with a high modulus of elasticity for receiving or transporting any media, in which the pipeline (1) floating and provided with buoyancy elements, in particular as float elements (3) and lightening elements (4) along a laying line (12) and is then lowered by time-controlled separation of the float elements (3), characterized in that a maximum rise (11) is determined in the laying section (12) and the timing of the separation of the buoyancy elements (3, 4) after the maximum rise (11) is aligned in the laying section (12), the float elements (3) and the lightening elements (4) being separated from the pipeline.

2. The method according to claim 1, characterized in that the float elements (3) first and at a uniform interval thereafter the lightening elements (4) are separated from the pipeline (1).

3. The method according to claim 2, characterized in that the uniform time interval for the separation of the lightening elements (4) from the depth of the laying section (12) divided by the double sinking speed of the pipe (1) provided with the lightening elements (4) is calculated.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that for separating each buoyancy element (3, 4) at least one bandage (5) with a tear-off line (6) which is pulled under the bandage, is torn with which each buoyancy element (3, 4) is attached to the pipeline (1).

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that ballast body (7) and additional counterbalancing elements (8) for weight compensation over the areas of the highest point (9) and the lowest point (10) of the maximum rise (11) the pipeline (1), only the additional lightening elements (8) being separated together with the other lightening elements (4).

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that in the case of a pronounced unevenness in the sea bottom profile, the laying section (12) is divided into individual sectors, the timing of the separation of the buoyancy elements (3, 4) for the latter over the maximum Raising (11) non-roughened sector is aligned with its unevenness and aligned for the maximum rising (11) sector.

7. Apparatus with a lightening elements (4) and detachably arranged float elements (3) for carrying out the method according to one of claims 1 to 6, characterized by 4 AT 401 284 B tear lines, on an underwater pipeline (1) for receiving or transporting any media (6), each tear-off line (6) being guided through a severable bandage (5), and each float element (3) and each lightening element (4) being detachably fastened to the pipeline (1) with at least one of the bandages (5).

8. The device according to claim 7, characterized in that each float element (3) and each lightening element (4) consists of a closed, air-filled pipe section.

9. The device according to claim 8, characterized in that all float elements (3) and lightening elements (4) have the same tube diameter.

10. Device according to one of claims 7 to 9, characterized in that the float elements (3) are shorter than the lightening elements (4).

11. Device according to one of claims 7 to 10, characterized in that the lightening elements (4) to a depth in which they are separated, bulge-resistant, are formed. With 1 sheet of drawings 5