DE2540835B2

DE2540835B2 - Verfahren zum verlegen einer rohrleitung

Info

Publication number: DE2540835B2
Application number: DE19752540835
Authority: DE
Inventors: Giovanni San Donato Milanese Mailand; Morelli Claudio Bologna; Brando Pasquale San Donato Milanese; Daghetti Giuseppe Segrate; Mailand; Rosa (Italien)
Original assignee: Saipem SpA
Current assignee: Saipem SpA
Priority date: 1974-09-27
Filing date: 1975-09-12
Publication date: 1977-06-02
Also published as: CA1029206A; EG12210A; US4012919A; DK426275A; BE833599A; OA05117A; BR7506315A; GB1508624A; FR2286329B1; SE424907B; ES441335A1; SE7510841L; FR2286329A1; FI752461A; IE42160L; JPS5544270B2; IE42160B1; DE2540835A1; DK142210C; IT1030684B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verlegen einer Rohrleitung in tiefem Wasser, wie es im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben und aus der US-Patentschrift 37 15 890 bekannt ist.

Bei einem solchen Rohrverlegungsvorgang wird die zur Verlegung verwendete Einrichtung fortschreitpnd in ihrer Längsrichtung in beachtlicher Weise um eine Entfernung bewegt, die gleich der Länge des zusätzlichen Rohrstückes ist, das an die zu verlegende Rohrleitung angeschweißt wird, so daß die Rohrleitung jeweils um ein gleiches Stück weiter eingetaucht wird.

Die Bewegung des. verankerten Fahrzeuges erfolgt durch eint besondere Betätigung der vorderen und der rückwärtigen Winde. Wenn die vorderen Seile auf die Trommeln der Bugwinden aufgewickelt werden, wird nämlich die ursprüngliche Kettenlinie der Seile in einer engeren Kurve geführt. Dadurch wird der Zug der Seile auf die zur Verlegung verwendete Einrichtung vergrößert, während gleichzeitig die rückwärtigen Kabel von den Achterwinden abgewickelt werden. Dadurch entsteht eine flachere Kurve, und es wird der Zug auf die Verlegungseinrichtung somit vermindert. Der Unterschied in der Zugkraft, welche jeweils durch die vorderen und die rückwärtigen Seile auf die Verlegungseinrichtung ausgeübt wird, erzeugt die Kraft für die erforderliche Längsbewegung der Verlegungseinrichtung, während die durch die Rohrleitung ausgeübte Zugkraft konstant bleibt.

Wenn die notwendige Bewegung ausgeführt ist, sollte die Verlegungseinrichtung möglichst sofort an der Stelle des neuen statischen Gleichgewichtes anhalten. Dort wird die durch die Bugseile ausgeübte, resultierende Zugkraft durch die Summe der durch die Achterseile ausgeübten, resultierenden Zugkraft plus der durch die Rohrleitung auf die Verlegungseinrichtung ausgeübten Kraft kompensiert. Da jedoch die Bewegungen in der kürzest möglichen Zeit ausgeführt werden soll, sind die Trägheit der Verlegungseinrichtung und die durch die Bugseile ausgeübte resultierende Zugkraft größer als die Summe der anderen Zugkräfte. Dies bedeutet, daß die Verlegungseinrichtung über die Stelle des statischen

• h ewichtes hinausgeht Dadurch ist sie einer Gleicng jyjckführkraft ausgesetzt, welche sich aus elasUscn ^^ied _zwischen der Resultierenden der ^"λ die von den Achterseilen und der Rohrleitung <^^Γ<*.. Zugkraft und der Resultierenden der durch ,usgeuD _{β auS}geübten Zugkräfte ergibt. Diese ^ he Kraft wird allmählich durch die Widerstands^elaSft eedämpft, die durch das Wasser, die Luft usw. rt werden. Sie ist proportional zu dem Abstand ⁰⁷⁶R ktes der maximalen Auslenkung der Verle_des "r^j^g _{von der} stelle des statischen Gleich-

^j^g _{von de}

⁸¹¹¹¹ mÜcs. d. h von derjenigen Stelle der Verlegungs^g · ht ine die iie einnimmt, wenn die relative T li d d

iie ein,

zwischen der Rohrleitung und der hl i I di

der Rohrleitung verhindert wird. Solche Biegebelaslungen können nämlich selbst bei sehr kleinen Amplituden einer Schwingung zu erheblichen Spannungen in der Rohrleitung führen. Diese Spannungen können von bei verhältnismäßig geringen Amplituden zu Rissen oder sonstigen Beschädigungen führen. Es ist daher von erheblicher praktischer Bedeutung und ist als außerordentlich großer Vorteil anzusehen, daß gemäß der Erfindung selbst verhältnismäßig kleine Schwingungsamplituden zuverlässig verhindert werden können.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist im Anspruch 3 gekennzeichnet

in einer abgewandelten Ausführungsform des erfin-

Tkwpeune zwischen der Rohrleitung und der dungsgemäßen Verfahrens kann auch vorgesehen sein, TTeileinrichtung abgeschlossen ist In diesem .5 daß der Vorgang gegenphasig zu der Resultierenden Veriegui 6 ^_ ^ _ver,_egten Rohrleitung um abläuft, wenn es erforderlich ist, auch den beispielsweise

zugenommen, welches gleich der Länge des durch die äußeren Kräfte und Unterwasserströmungen T νschweißen zugefügten Rohrstückes ist. Sie ist erzeugten Schüben entgegenzuwirken.
^ ^ so größer je größer die Tiefe des Wassers ist. Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise

• Wmmii die Verlegungseinrichtung verankert ist. 20 anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen
!S· «Art zu dem Ergebnis, daß die verankerte Fig.l eine schematische Seitenans.chi der Verle-

SSewngseinrichtung einer gedämpften Schwingungs- gungseinrichtung. welche mit Winden, Seilenu MeBmh«JSnfum den Punkt ihres statischen Gleichgewich- strumenten und Azimuthantneben ausgestattet ist, ausseseut ist. deren Amplitude der Tiefe des welche nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ange-

«? »rf nmnortional ist, in welcher die Einrichtung 25 wandt werden, .

Wassers proportiona. 5 _F j _{g 2 ein} Blockdiagramm der Datenverarbeitung zur

^arb _A ^ei!^etH_Pn obißen Ausführungen ist ersichtlich, daß d Rih d Stäk der Kräfte welche

,hrend einer Verlegung in flachem Wasser die in dem ^W t ^Fh hervorgerufene Schwingung-

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_F j _{g 2 ein} Blockdiagramm der Datenverarbeitung Einstellung der Richtung und Stärke der Kräfte, welche

durch die Azimuthantriebe und die Winden ausgeübt werden, um das Schwingungsphänomen auszuschalten

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ng is" vorgesehen, daß die Ko.pensationskraft durch Azimuthantriebseinrichtungen erzeugt wird deren Schub dadurch verändert werden kann, daß die Stelle ihrer Blätter verändert wird, daß die Azimuthantriebseinrichtungen auf dem unteren eingetauchten Teil der vor Anker liegenden Einnchtung angebracht sind,

_{hat in der} kürzest mög.i- TZ wenn gemäß den obigen Verlegungsoperation in tiefem J^ ^_z|_ugt ^P _dies unerwünschte ^ große? Amplitude im KatavcrleLngsoperation stören, und

richtung angeordnet ist.

auf der Unterseite des Katamarans

auf dem Meeresgrund liegenden Leitung angebracht ist, um die Position des Katamarans zu bestimmen, wobei ein Kreiselkompaß dazu dient, die Richtung der Katamaranbewegung zu bestimmen, wobei weiterhin Instrumente vorgesehen sind, um die Momentangeschwindigkeit und die -beschleunigung des Katamarans während seiner Bewegung zu bestimmen, wenn die Rohrleitung verlegt wird, um weiterhin die Unterwasserströmungen zu bestimmen, um weiterhin die äußeren Kräfte zu bestimmen, welche auf den Katamaran wirken (Winde, Windstöße, Wellenbewegungen und Oberflächenwasserströmungen), um weiterhin die auf die Seile 6 und 7 ausgeübten Zugkräfte und den Winkel der Verbindung dieser Kabel mit dem Katamaran zu bestimmen, um weiterhin die Position zu bestimmen, welche von der Verlegungsrampe oder dem Verlegungsstachel und von der Rohrleitung jeweils eingenommen wird, um weiterhin die Spannung zwischen der Rohrleitung und dem Katamaran zu bestimmen, um weiterhin den Betriebszustand der Maschinen zu bestimmen, um weiterhin die Position der Blätter und die Richtung der Intensität der Schübe zu bestimmen, welche durch die Winden 8 und 9 ausgeübt werden und schließlich ist ein elektronischer Rechner bzw. eine elektronische Datenverarbeitungsanlage in der Steuerkabine 15 angeordnet.

Alle von diesen Meßeinrichtungen gelieferten Daten werden der elektronischen Datenverarbeitungsanlage zugeführt, welche sie in der Weise verarbeitet, daß von einem Moment zum nächsten jeweils der Schub und die Richtung der Azimuthantriebe und die Kräfte verändert werden, welche durch die Winden gegenphasig zu der zentralen elastischen Kraft ausgeübt werden, welche die unerwünschte Schwingungsbewegung hervorruft, um die Amplitude der erzeugten Schwingung zu beseitigen oder zumindest beträchtlich und rasch zu dämpfen.

Die F i g. 2 zeigt als Beispiel ein Blockdiagramm der Verarbeitung durch die elektronische Datenverarbeitungsanlage, in welcher die von den verschiedenen Meßinstrumenten gelieferten Daten verarbeitet werden, um von einem Moment zum anderen den Verlauf, die Richtung und die Stärke des Schubes zu bestimmen, welcher von den Azimuthantrieben auszuüben ist, und um weiterhin die Kräfte zu bestimmen, welche von den Winden ausgeübt werden sollen, um die Schwingungsbewegungen zu eliminieren oder zu dämpfen, welche während der Bewegung der vor Anker liegenden Einrichtung beim Verlegen eine« Abschnittes einer Rohrleitung auftritt, welcher der Länge des an die Rohrleitung angeschweißten Stückes entspricht In dem Blockdiagramm ist mit 16 das System bezeichnet, welches aus dem Ultraschallsender 14 und den Hydrophonen 13 gebildet wird, und mit 17 ist ein Kreiselkompaß bezeichnet, welcher die Richtung des Katamarans angibt, der auf einem Schirm 18 dargestellt ist. Die von diesen Instrumenten ausgesandten Signale werden über einen Signalwandler 19 einer Recheneinheit 20 zugeführt, welche sie verarbeitet und ein Signal liefert weiches die Position des Katamarans angibt Dieses Signal, welches auch auf dem Schirm 21 dargestellt wird, wird über den Signalwandler 22 der Rechneremrichtung 23 zugeführt und weiterhin dem Eingang der Einheiten 24 bzw. 25, welche Ausgangssignale liefern, die zu der Momentangeschwindigkeit und der -beschleunigung des Katamarans während seiner Bewegung zum Verlegen der Rohrleitung jeweils proportional sind, wobei diese Signale auch der Rechnereinrichtung 23 über den Wandler 22 zugeführt werden, und zwar ebenso wie das Signal, welches vom Kreiselkompaß 17 ausgesandt wird. Das Bezugszeichen 26 bezeichnet eine Meßeinrichtung für Unterwasserströmungen, wobei dieses auf dem Schirm 27 dargestellte Signal der Rechnereinrichtung 23 über die Wandler 19 und 22 zugeführt wird, und in derselben Weise empfängt die Rechnereinrichtung 23 auch die Werte der Zugkräfte, welche durch die Seile erzeugt werden,

ι s weiterhin auch die Winkel, welche durch diese Seile mit ihrer Verbindung zum Katamaran gebildet werden, wobei die Messung durch die Instrumente 28 erfolgt und die Meßwerte auf dem Schirm 29 dargestellt werden. Die Werte der äußeren Kräfte, welche durch das Instrument 30 gemessen und der Rechnereinrichtung 23 zugeführt werden, beziehen sich auf den Verlauf, die Richtung und die Geschwindigkeit der Winde, wobei diese Daten auch auf dem Schirm 31 dargestellt werden, während der Verlauf, die Richtung und die Geschwindigkeit der Windstöße oder Böen auf dem Schirm 32 dargestellt werden, außerdem die Horizontalkomponente der Wellenbewegung und der Intensität der Richtung und des Verlaufs der Oberflächenwasserströmungen. Die Rechnereinrichtung 23 empfängt auch die Signale, welche die Stellung der Laderampe oder des Stachels sowie der in der Verlegung begriffenen Rohrleitung angeben und außerdem die Spannung zwischen der Rohrleitung und dem Katamaran, welche durch die Instrumente 33 gemessen wird und auf den Schirmen 34 dargestellt wird.

Die Bezugszahhn 35 und 36 bezeichnen die Azimuthantriebseinrichtung 12 und jeweils die Windenanordnung 8 und 9, von welchen der Zustand der Maschinen (Anzahl, Geschwindigkeit usw.), die Stellung

der Blätter oder die Drehgeschwindigkeit und die Schubrichtung jeder Antriebseinrichtung sowie die durch die Winden jeweils ausgeübten Kräfte der Rechnereinrichtung 23 über die Wandler 37 und 38 zugeführt werden.

Alle der Rechnereinrichtung 23 zugeführten Daten werden nach einem Programm bearbeitet welches bei 39 eingegeben wird, und der Rechner hefen automatisch Signale, welche das Ergebnis der Verarbeitung angeben, an die Einheiten 35 und 36 über die Wandler 33 und 38, wobei diese Signale in geeigneter Weise vor einem Augenblick zum nächsten den Wert die Richtung und den Verlauf des Schubes einstellen, welcher durcl die Antriebseinrichtungen ausgeübt wird, und wetterhii die Werte der Kräfte, welche durch die Winden jeweil:

ausgeübt werden, und zwar in der Weise, daß ihn kombinierte Wirkung die Schwingungsbewegung ii beträchtlichem Umfange dämpft oder völlig eliminien welche im Katamaran erzeugt wird. Die Rechnerein richtung 23 ist auch mit einer Steuerung 40 ausgestatte welche dazu dient um manuell den jeweiligen Schul einer Antriebseinrichtung und die Kräfte der Winde einstellen zu können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum raschen Verlegen einer Rohrleitung in tiefem Wasser mit Hilfe einer schwimmenden Einrichtung, die mit einer Verlegungsrampe oder einem Ablaufstachel ausgestattet ist, wobei die schwimmende Einrichtung mit Hilfe von Seilen oder Ketten am Meeresgrund verankert ist, welche auf Winden aufrollbar sind, die auf der schwimmenden Einrichtung angeordnet sind, wobei die rasche Verlegung durch Veränderung der durch die Winden ausgeübten Kräfte derart erreicht wird, daß der schwimmenden Einrichtung eine rasche Bewegung in der Längsrichtung der Verlegung über einen Abstand erteilt wird, der gleich der Länge des mittels Schweißung an das freie Ende der zu verlegenden Rohrleitung angesetzten Rohrstückes ist, wobei die Rohrleitung um ein gleiches Stück eingetaucht wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Abschluß der raschen Bewegung e ne Kompensationskraft auf die schwimmende Einrichtung (1) ausgeübt wird, deren Verlauf, Richtung und Stärke in Verbindung mit den Kräften, die durch die Winden (8,9) ausgeübt werden, in der Weise gewählt werden, daß sofort der zentralen elastischen Kraft entgegen· gewirkt wird, die eine gedämpfte Schwingungsbewegung in der schwimmenden Einrichtung (1) hervorruft, wobei die Amplitude der hervorgerufenen Schwingung rasch beseitigt oder drastisch gedämpft wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Kompensationskraft durch Azi muthantriebseinrichtungen (12) erzeugt wird, deren Schub dadurch verändert werden kann, daß die Stellung ihrer Blätter verändert wird, daß die Azimuthantriebseinrichtungen auf dem unteren eingetauchten Teil der vor Anker liegenden Einrichtung (1) angebracht sind, und daß der Verlauf, die Richtung und die Stärke der Schübe, die durch die Antriebseinrichtungen (12) ausgeübt werden, sofort durch eine elektronische Rechnereinrichtung (20) bestimmt werden, die auf der Verlegungsein richtung (1) angeordnet ist.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Meßinstrumente (wie 13) verwendet werden, die dazu dienen, die Position der Verlegungseinrichtung (1), die Richtung des Buges, die Winkel und die Pegel, die in den verschiedenen Stellungen durch die Ablauframpe oder den Ablaufstachel (2) und durch die zu verlegende Rohrleitung (3) eingenommen werden, die Spannungen in den Ankerseilen (6, 7) sowie den Winkel der Verbindung jedes Seiles (6, 7) mit der Verlegungseinrichtung (1), die Momentangeschwindigkeit und -beschleunig'ing der Verlegungseinrichtung (1) während der raschen Bewegung, die Stärke, den Verlauf und die Richtung der äußeren Kräfte und der Unterwasserströmungen, die Anzahl und die Anzeige der Maschinen bei der Bewegung für jeden Antrieb und dessen Geschwindigkeit, den Schub der Azimuthantriebe (12) in Verlauf, Stärke und Richtung sowie die durch die Seile (6,7) ausgeübten Kräfte zu messen, wobei die von diesen Meßinstrumenten gemessenen Werte der elektronischen Recheneinrichtung (20) zugeführt werden, die sie in der Weise verarbeitet, daß die Schübe der Azimuthantriebe (12) in ihrem Verlauf, ihrer Richtung und ihrer Stärke sowie die durch die Winden (8,9) auf die Seile (6, 7) ausgeübten Kräfte sofort in Abhängigkeit von vorgegebenen Einsteükriterien gegenphasig zu der Längskomponente der Resultierenden der Kräfte verändert werden, die die Schwingungsbewegung in der Verlegungseinrichtung (1) induzieren.

4 Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationskraft durch Aziinuthantriebe (12) erzeugt wird, deren Schub dadurch veränderbar ist, daß ihre Umfangsgeschwindigkeit verändert wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Meßinstrumente (wie 13) gemessenen Werte in der elektronischen Rechnereinrichtung (20) in der Weise verarbeitet werden, daß die Stärke, die Richtung und der Verlauf der Schübe der Azimuthantriebe (12) sowie die durch die Winden (8, 9) ausgeübten Kräfte sofort in Abhängigkeit von vorgegebenen Einstellkriterien gegenphasig zu der Resultierenden der Kräfte verändert werden, welche die Schwingungsbewegungen bei der Verlegungseinrichtung (1) hervorrufen.