DE2540459A1 - Beschwerungsstrang fuer submarine leitungen - Google Patents

Description

• Beschwerungsstrang für submarine Leitungen.
• Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zur Fixierung der Lage unterseeischer Rohr- und anderer Leitungen auf dem Meeresboden.
• Damit im Meer verlegte Leitungen vor Schäden bewahrt bleiben, muß sichergestellt sein, daß sie durch keine auf sie einwirkenden Kräfte aus ihrer ursprünglich auf dem Meeresboden eingenommenen Lage verrückt werden können. Eine dafür u.U. erforderliche zusätzliche Beschwerung sollte möglichst geringe Anforderungen an die zur Leitungsverlegung dienende Vorrichtung stellen und sowohl bei schrittweiser wie bei kontinuierlicher Verlegung der Leitung anwendbar sein.
• Von den kostspieligen Sonderfällen der Einspülung submariner Rohrleitungen in künstlich geschaffenen Gräben und der Anbringung von Bodenankern durch raucher in relativ seichtem Wasser abgesehen verleiht man in der Regel den Leitungen durch Ummantelung mit Beton oder Befestigung von Betonklötzen am Leitungsstrang vor seiner Absenkung ein so großes Gewicht, daß es den ihrer Wasserverdrängung entsprechenden Auftrieb erheblich überkompensiert. ( Vergl.zOB.: Broussard, "Deepwater pipelaying research under way", The Oil & Gas Journal, June 2, 1975, S.117 ).
• Für die Verlegung der Leitung sind große Bremsvorrichtungen, die sog. "ensioners", erforderlich, die stark genug sein müssen, das volle Gewicht des im Meer herabhängenden Rohrstrangs einschließlich der zusätzlichen Beschwerung bei allen Bewegungen des Verlegungsfahrzeugs zu halten. Dabei wirken die Bremskräfte bei ummantelten Rohren unmittelbar nur auf die Ummantelung ein und werden von dieser erst auf die Leitungswandung übertragen.
• Die üblichen Konstruktionen der Bremsvorrichtungen sind den hohen Beanspruchungen, wie sie bei der Verlegung von Leitungen in größeren Meerestiefen auftreten, nicht mehr gewachsen. Auch ergeben sich bei der Übertragung der Bremskräfte durch die Ummantelung hindurch schwer beherrschbare Scherkräfte.
• Diese beiden #Nachteile der üblichen Verlegungspraxis sind jedoch nicht unvermeidlich. Offensichtlich muß nämlich die Leitung erst dann zusätzlich beschwert werden, wenn sie ihre endgültige Lage auf dem Meeresboden eingenommen hat im Bereich der Bremsvorrichtungen dagegen ist eine aufgebrachte Ummantelung nur störend, weil sie keinen direkten Angriff der Bremskräfte auf die Leitungswandung zuläßt; des weiteren erhöht sie ebenso wie an der Leitung befestigte Betonklötze u.ä. unerwünschterweise beim Absenkungsvorgang das Gewicht des herabhängenden Leitungsstücks und die Beanspruchung der Bremsvorrichtungen. Eine durchgehende Ummantelung beeinträchtigt obendrein die Biegsamkeit des Leitungsstrangs und erfordert mithin die Einhaltung von größeren Krümmungsradien.
• Daraus ergibt sich die Aufgabe, die die zusätzliche Beschwerung ergebenden Mittel so zu gestalten, daß sie getrennt von der Leitung abgesenkt werden können, aber diese in ihrer Lage auf dem Meeresboden fixieren.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen zugfesten, unstarren Beschwerungsstrang gelöst, der, da er mit der Leitung selbst nur locker verbunden ist, bei seiner Absenkung auf das im Meere herabhängende Leitungsstück keinen Zug ausübt, jedoch in Bezug auf die Leitung so gestaltet ist, daß er, zwar zugleich jedoch unabhängig von ihr abgesenkt, die Leitung in ihrer auf dem Meeresboden eingenommenen Lage beschwert.
• Um die gewünschte lockere Verbindung zwischen Belastungsstrang und Leitung bei allen Bewegungen des Verlegungsfahrzeugs zu gewährleisten und sicherzustellen, daß die beabsichtigte Wirkung auch nicht durch eine während der Absenkung eventuell eintretende Längsverdrallung des Beschwerungsstranges beeinträchtigt werden kann, empfiehlt es sich, diesen aus mehreren annähernd parallel zueinander verlaufenden Teilsträngen zu bilden, die bei der Verlegung von besonderen Bremsvorrichtungen gehalten und außerhalb des Wassers so miteinander verbunden werden, daß sie die Leitung ringsum käfigartig umfangen, ohne das im Leere herabhängende Leitungsstück zu beschweren.
• Solche erfindungsgemäß gestalteten Beschwerungsstränge haben gegenüber der üblichen Anordnung beschwerender Elemente auf dem Leitungsstrang besonders folgende Vorteile: Die Fertigstellung des Leitungsstranges und die der beschwerenden Elemente können unabhängig voneinander erfolgen; die Last des im leere herabhängenden Leitungsstücks und die des Beschwerungsstrangs werden auf mehrere Bremsvorrichtungen an Bord des Verlegungsfahrzeugs aufgeteilt; die Bremskräfte können bei der Verlegung der Leitung ohne weiteres unmittelbar auf deren Wandung einwirken; die in der Leitung und der beschwerenden Umhüllung bei ihrer Absenkung infolge ihres Eigengewichts auftretenden Eräfte rufen zwischen beiden Teilen keine Spannungen hervor die Biegsamkeit der Leitung wird nicht beeinträchtigt; die größte Gefahr für Rohrleitungen bei der Verlegung in größeren Meerestiefen, das sog.
• #Bucklingfl, das auf dem Zusammenwirken von hydrostatischem Druck, Längæbiegung und Zugspannungen beruht, wird durch die Herabsetzung des Leitungsgewichts und der mit ihm verbundenen Zugspannungen gemindert.
• Der Grundgedanke der Erfindung kann in mannigfacher Weise verwirklicht werden. Dabei ist unwesentlich, ob zur Beschwerung der Leitung besondere Elemente dienen, die bei der Absenkung durch weniger oder gar nicht zur Beschwerung beitragende, in der Längsrichtung der Leitung verlaufende andersartige 3e standte ile miteinander verbunden sind, oder ob der Beschwerungsstrang aus gleichartigen Elementen besteht, die alle zu der beabsichtigten Wirkung beitragen können.
• Ein einfaches Ausführungsbeispiel besteht aus einem schweren Drahtseil in meerwasserfester Ausführung, an dem in geeigneten Abständen voneinander ring-, reifen- oder schlaufenförmige Halterungen aus ebenfalls meerwasserfesten Material, die sich zur Umschließung der Leitung öffnen lassen, so befestigt sind, daß sie sich unter der Wirkung von Torsionskräften im Drahtseil nicht auf der Leitung festklemmen können, indem sie z.B. um die Axe des Drahtseils schwenkbar angeordnet sind.
• In einer anderen Ausfthrung tritt an die Stelle des Drahtseile eine schwere Kette aus meerwasserfestem Material.
• In wieder einer anderen Ausführung dienen zur Beschwerung der Leitung Blöcke aus einem schweren meerwasserfesten Material, z.B. Beton, von denen jeder einzelne aus zwei oder mehreren Teilen besteht, die vor der Absenkung der Leitung um diese gelegt und fest miteinander verbunden werden, so daß sie die Leitung in Form eines Ringes oder Rohrstückes locker umschließen.
• Für die Absenkung und die Auslegung auf dem Meeresboden sind diese Blöcke an mehreren, etwa parallel zur Leitung verlaufenden und gleichmäßig um deren Umfang verteilten Drahtseilen, Ketten oder ähnlichem in geeigneten Abständen voneinander befestigt.
• Es genügt dabei, daß diese Seile oder Retten nur so lange unversehrt bleiben, bis Leitung und Blöcke ihre endgültige Lage auf dem Meeresboden eingenommen haben - es sei denn, daß eine Wiederaufnahme' der Leitung zu einem späteren Zeitpunkt möglich bleiben soll.

Claims (5)

1. Patentansprtche q Vorrichtung zur Fixierung im Meere verlegter Leitungen auf dem Meeresboden, dadurch gekennzeichnet, daß beschwerende Elemente in Fbrm eines zugfesten, unstarren Stranges miteinander verbunden sind, dieser Strang aber mit der Leitung nur locker verbunden ist, so daß er auf das bei seiner Absenkung im Leere herabhängende Leitungsstück keinen Zug oder Druck austbt, jedoch in Beziehung auf die Leitung so gestaltet ist, daß er, wenn er zugleich mit ihr, jedoch unabhängig von dieser, abgesenkt wird, die Leitung in ihrer auf dem Meeresboden eingenommenen Lage beschwert.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß der

   beschwerende Strang aus mehreren annähernd parallel zueinander verlaufenden Teilsträngen gebildet ist, die bei der Verlegung von besonderen Bremsvorrichtungen gehalten werden und außerhalb des Wassers so miteinander verbunden werden, daß sie die Leitung ringsum käfigartig umgangen, ohne das im leere herabhängende Leitungsstück zu beschweren.
3. 3. Vorrichtung nach Ansprüchen 1. und 2., dadurch gekennzeichnet, daß der beschwerende Strang aus einem oder mehreren schweren Drahtseilen mit oder ohne an diesen befestigten schweren Körpern in meerwasserfester Ausführung besteht, an dem oder denen in geeigneten Abständen voneinander ring-, reifen- oder schlaufenartige Halterungen aus meerwasserfestem Material, die sich zur Umschließung der Leitung öffnen lassen, so angebracht sind, daß sie sich unter der Einwirkung von Torsionskräften im Drahtseil nicht auf der Leitung festklemmen können.
4. 4. Vorrichtung nach Ansprüchen 1., 2. und 5., dadurch gekennzeichnet, daß abweichend von Anspruch 3. der beschwerende Strang aus einer oder mehreren schweren Ketten oder kettenartigen Anordnungen starrer Stangen in meerwasserfester jusführung an Stelle der Drahtseile besteht.
5. 5. Vorrichtung nach Ansprüchen 1. und 2., dadurch gekennzeichnet, daß als beschwerende Elemente Blboke aus einem schweren mm er wasserfesten Material dienen, von denen jeder aus zwei oder mehreren Teilen besteht, die vor der Absenkung der Leitung um diese gelegt und fest miteinander verbunden werden, sodaß sie die Leitung in Form eines Ringes oder Rohrstüokes locker umschließen, und daß diese Blöcke an mehreren annähernd parallel zur Leitung verlaufenden und gleichmäßig um deren Umfang verteilten Drahtseilen, Ketten oder ähnlichem in geeigneten ibstäiiden voneinander befestigt sind.