DE2605373B2

DE2605373B2 - Vorrichtung zum Ausheben eines Grabens unterhalb einer Unterwasser-Förderleitung und mit dieser Vorrichtung durchführbares Verfahrens

Info

Publication number: DE2605373B2
Application number: DE2605373A
Authority: DE
Inventors: Guiseppe Camerano Bonvini; Guido Casagrande; Umberto Corsico Giovannini; Fernando Mailand Po; Nisa Predonzani; Giovanni Rosa
Original assignee: Saipem SpA
Current assignee: Saipem SpA
Priority date: 1975-02-11
Filing date: 1976-02-11
Publication date: 1978-03-23
Also published as: IE42271L; NL163287C; IT1031567B; NL7601410A; ES445233A1; AU497719B2; PT64788B; FR2300854A1; FI62886C; FI62886B; NZ179923A; SE415586B; DK149138C; OA05245A; JPS51105101A; AR208354A1; GB1492151A; DK52276A; NO140863C; JPS5856771B2

Description

⁴⁵

⁵⁰ Die Erfindung betrifft eine an einer zu verlegenden Unterwasser-Förderleitung geführte und mit einem der Stabilisierung dienenden Behälter fest verbundene Vorrichtung zum Ausheben eines Grabens unterhalb der Unterwasser-Förderleitung.

Bekanntlich ist das Ausheben eines Grabens auf dem Meeresgrund zum Schutz der auf dem Meeresboden verlegten Förderleitung gegen Beschädigungen erforderlich, die durch Auswerfen der Anker von vor Anker gehenden Schiffen verursacht werden können.

Durch die US-PS 30 04 392 ist es bekannt, zum Verlegen von Unterwasser-Förderleitungen Grabwerkzeuge von außen klammerartig auf die zu verlegenden Leitung aufzusetzen. Die Grabwerkzeuge umschließen die Leitung nur zum Teil, so daß am Boden zwei parallele Gräben ausgehoben werden, die kein stabiles Einbetten der Leitung erlauben. Zur Stabilisierung ist zwar ein Luftbehälter vorgesehen, jedoch genügt die Auftriebskraft dieses Behälters allein nicht, um die vertikale Lage des Grabwerkzeugs während des Arbeitens sicherzustellen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, eine Vorrichtung zum Ausheben eines Grabens unter einer Unterwasser-Förderleitung auszubilden, die von oben auf eine am Grund abgelegte Leitung aufsetzbar ist und bei jeder Abweichung von der Arbeitslage mit der Normallage verglichen und dann korrigiert wird. Die Vorrichtung soll mit einfacheren Mitteln einen Grundaushub rings um die Leitung erlauben.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch zwei in einem vom Durchmesser der Förderleitung bestimmten Abstand parallel nebeneinander verlaufende Längsträger, an deren beiden Enden je eine starre Abdeckung mit im Unterteil offenem kreisringförmigem Querschnitt angeordnet ist, durch ein größeres Kreisringstück eines Mantels, das gegenüber der Abdeckung über in Umfangsrichtung verlaufende Führungen schwalbenschwanzförmigen Querschnitts mit Hilfe eines Hydraulikmotors um 180° drehbar ist, durch ein kleineres Kreisringstück des Mantels, das gegenüber der Abdeckung über in Längsrichtung verlaufende Führungen schwalbenschwanzförmigen Querschnitts durch einen an der Abdeckung befestigten Druckzylinder mit dem größeren Kreisringstück in eine einen geschlossenen Kreis bildende Stellung verschiebbar ist, der dann zentrisch oder exzentrisch die verlegte Förderleitung umgibt, weiter durch stirnseitig an den Kreisringstücken angeordnete, bogenförmig verlaufende Führungen schwalbenschwanzförmigen Querschnitts zur Aufnahme von entsprechenden Kreisringstücken eines stirnseitig angeordneten Kreisrings, der die Schneid- bzw. Grabwerkzeuge trägt und durch einen Zahnkranz und ein Zahnrad von einem Hydraulikmotor angetrieben ist, und schließlich durch zwei Klemmbakkensätze am Mittelabschnitt der Längsträger, die zum Anlegen und Ausrichten der Vorrichtung an der Förderleitung hydraulisch betätigbar sind.

Dadurch, daß das Grabwerkzeug um die Leitung herum angreift, erhält der Graben eine Querschnittsform, die der Form der Leitung angepaßt ist und die eine

stabile Lage dieser Leitung sichert.

Nach jedem Vorrücken der Grabwerkzeuge wird die feste Verbindung zwischen dem der Stabilisierung dienenden Schwimmbehälter und der Förderleitung gelöst und bei einer Abweichung der Lage eine entsprechende Winkeldrehung erlaubt. Auf diese Weise wird eine zufriedenstellende Lagestabilisierung der Vorrichtung sichergestellt. Eine besonders wirkungsvolle Arbeitsweise der Vorrichtung wird dadurch erreicht, daß die Grabwerkzeuge in zwei konzentrischen Kreisen frei drehbar angeordnet sind.

Weitere Merkmale sind Gegenstand der Ansprüche 2 und 3.

Bei einem mit der obengenannten Vorrichtung durchführbaren Verfahrens wird erst der in Arbeitsrichtung hintere Klemmbackensatz festgelegt, daraufhin wird der vordere Klemmbackensatz in Arbeitsrichtung gegenüber den Längsträgern vorgeschoben und anschließend festgelegt, und dann wird der hintere Klemmbackensatz gelöst, worauf beide Kkmmbackensätze gemeinsam gegenüber dem Längsträger gedreht werden, um die Vorrichtung in die vertikale Arbeitslage zurückzubringen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. la bis 3b zeigen den Anlagevorgang der Vorrichtung an die Förderleitung;

F i g. 4 ist die Draufsicht;

Fig. 5 ist eine Seitenansicht einer Hälfte der Vorrichtung, die andere Hälfte ist spiegelbildlich zu dieser ersten Hälfte angeordnet;

F i g. 6 zeigt in einem Querschnitt die Abdeckung, den Mantel und den Kreisring an einem Ende der Vorrichtung;

F i g. 7 ist die Draufsicht auf ein Ende der Vorrichtung ohne Grab- bzw. Schneidwerkzeuge;

F i g. 8 ist eine Seitenansicht der Abdeckung an jedem Rohrende;

F i g. 9 zeigt einen Schnitt in der Ebene der Linie A-A in F i g. 6;

F i g. 10 ist ein Schnitt in der Ebene der Linie B-B in F ig. 6;

Fig. 11 ist eine schematische Ansicht, die einen die Schneidwerkzeuge tragenden Kreisring zeigt, der exzentrisch an der Förderleitung angeordnet ist, und in dieser Ansicht sind ebenfalls die Abschirmungen mit den Auswerfern und die Führungsräder der Vorrichtung gezeigt;

Fig. 12 ist eine Ansicht des größeren und kleineren Kreisringstücks des die Schneidwerkzeuge tragenden Kreisrings;

F i g. 13 zeigt den geschlossenen Kreisringeinsatz;

Fig. 14 und 15 sind Querschnitte, die die beiden Arten von Schneidwerkzeugen zeigen, die an dem Kreisring angebracht sind;

Fig. 16 ist eine schematische Ansicht der Umrißlinie der Grabschneiden;

Fig. 17 ist eine Seitenansicht eines Teilausschnitts einer oberen Einspanneinrichtung, an die eine Führung angeschweißt ist;

Fig. 18 ist die Vorderansicht der Führung;

Fig. 19 ist die Draufsicht eines Teilausschnitts der oberen Einspanneinrichtung und der Führung;

F i g. 20 ist ein Längsschnitt der oberen Einspanneinrichtung und der Führung;

Fig.21 ist eine Seitenansicht von einer der beiden stegförmigen, brückenähnlichen Laufflächen, die schwenkbar an den beiden Längäträgern angeordnet sind;

F i g. 22 ist ein Längsschnitt eines Bogenstücks;

F i g. 23 ist eine Seitenansicht eines Teils einer oberen ^r> Einspanneinrichtung und einer seitlichen Einspanneinrichtung;

Fig. 24 ist ein Schnitt in der Ebene der Linie C-C in

F i g. 23 und zeigt die seitliche Einspanneinrichtung zusammen mit der Einspanneinrichtung, mit der diese

ι» verbunden ist, um die Vorrichtung eng an die Förderleitung anzulegen;

F i g. 25 zeigt in der Draufsicht einen Ausschnitt einer oberen Einspanneinrichtung und zweier seitlicher Einspanneinrichtungen; und

i^r> F i g. 26 zeigt in einer Seitenansicht den Torsionsstab zum Anheben der oberen Einspanneinrichtungen oder oberen Klemmbacken.

Unter Bezugnahme auf die Fig. la bis 3b wird das Absetzen der Vorrichtung 1 erläutert, deren Trimmlage 2(j durch den Schwimmerbehälter 56 vorgegeben ist. Die Vorrichtung kann rittlings auf der Rohrleitung bzw. Förderleitung 49 mit Hilfe von Klemmbackensätzen 61 und 62, die weit auseinandergezogen sind, abgesetzt werden, während das größere Kreisringstück 7 des die r> Schneidwerkzeuge tragenden Kreisrings die Lage eines umgedrehten U einnimmt. Wenn die Vorrichtung 1 auf diese Art und Weise auf der Förderleitung 49 angebracht ist, saugen die Rohre 52 den Erdboden 57 — entweder Sand oder Schlamm — von dem Meeresboji> den an und reinigen den Raum, den die Schneidwerkzeuge des Kreisrings 12 freigelegt haben. Wenn der Kreisring 12 abgesetzt ist, beginnt das Ausheben, nachdem der Kreisring durch die hydraulische Antriebseinrichtung in Bewegung versetzt worden ist, die Jj beispielsweise von Elektromotoren, die in dem Behälter 54 untergebracht sind, angetrieben sind. Diese Behälter 54 werden von Versorgungsleitungen 60 gespeist.

In Fig.4 reichen die Versorgungsleitungen 60 zum Versorgen der Elektromotoren von einem an der ίο Meeresoberfläche schwimmenden Schiff (nicht gezeigt) zu der Vorrichtung hinab. Die Bezugsziffer 56 bezeichnet in F i g. 5 wieder den Schwimmbehälter, der die Stabilisierung der Vorrichtung 1 in beiden Fällen gewährleistet, d. h. einerseits, wenn die Vorrichtung 1 4^r> rittlings auf der Förderleitung 49 abgesetzt ist, nachdem diese von einem an der Meeresoberfläche schwimmenden Schiff über ein Seil (nicht gezeigt) abgesenkt worden ist, und während der Vorschubbewegung der Vorrichtung entlang der Förderleitung. Die Elektromobil toren für die hydraulische Antriebseinrichtung betätigen die Hydraulikzylinder der Hydraulikmotoren, und die Strahlen der Ejektoren der Vorrichtung sind in den Behälter 54 gerichtet. Die Längsträger 31 sind an gegenüberliegenden Seiten der Förderleitung 49 an- v, geordnet, und der zweite Längsträger ist in Fig.21 gezeigt. Diese Längsträger sind an beiden Enden mit der Vorrichtung verbunden und tragen im Mittelteil die Einrichtungen zum Vorschieben und zum Stabilisieren der Vorrichtung 1. Eine dieser Einrichtungen, wie in mi F i g. 5 gezeigt, weist eine starre Abdeckung 5 auf, die an jedem Ende der Längsträger 31 angeschweißt ist und im Querschnitt die Form eines umgedrehten U aufweist, sowie an dem anderen Ende der Abschirmung 17, wie in Fig. 6 gezeigt, angebracht ist. Die Abschirmung 17 irj besitzt einen Satz von Rädern 19, die die Vorrichtung 1 auf der Förderleitung 49 führen und auf dieser abrollen lassen.

An der Abdeckung 5 sind, wie in F i g. 7 gezeigt, zwei

Außenführungen 16 in schwalbenschwanzförmiger Gestalt angeordnet, mit deren Hilfe das größere Kreisringstück 2 des Mantels über die beiden Innenführungen 15, die an demselben Kreisringstück angebracht sind, durch die Betätigung des Antriebs der von dem Hydraulikmotor 29 in Fig.5 über das Zahnrad 6 auf einen Dreh- bzw. Zahnkranz übertragen wird, der einstückig mit dem größeren Kreisringstück 2 des Mantels ausgebildet ist, wobei die Drehung von einer Anfangsstellung in Form eines umgedrehten U zum Anbringen der Vorrichtung auf der Förderleitung 49 zu einer Endstellung in Form eines aufrechten U gedreht wird, in der das größere Kreisringstück 2 durch den Zapfen 23 an der ortsfesten Abdeckung 5 festgelegt wird.

Das größere Kreisringstück 2 des Mantels 11 einerseits und der Zapfen 25 und die schwalbenschwanzförmigen Führungen 22 in Fig.6 andererseits tragen das größere Kreisringstück 7 des die Schneidwerkzeuge tragenden Kreisringstücks, das ebenfalls seinerseits um 180° zusammen mit dem Kreisringstück 2 des Mantels 11 gedreht wird. In dieser Stellung sind sowohl das größere Kreisringstück 2 des Mantels 11 als auch das größere Kreisringstück 7, die beide zu Beginn eine Stellung in Form eines umgedrehten U eingenommen haben, in einer Stellung in der Lage eines aufrechtstehenden U angeordnet, so daß sich der Druckzylinder 8 zu bewegen beginnt, der auf der ortsfesten Abdeckung 5 angebracht ist, um das kleinere Kreisringstück 3 des Mantels in Längsrichtung von links nach rechts in Fig. 5 in Richtung auf die schwalbenschwanzförmigen Führungen 9 in F i g. 7 zu schieben, wobei das kleinere Kreisringstück 3 des Mantels mit einem Anschlag 26 in F i g. 5 und öffnungen in F i g. 10 das schmälere Kreisringstück 4 des die Schneidwerkzeuge tragenden Kreisrings 12 trägt. Bei Beendigung des Hubs des Druckzylinders 8, wie in F i g. 5 gezeigt, greifen das kleinere Kreisringstück 3 des Mantels und das kleinere Kreisringstück 4 des Kreisrings 12, wie in Fig. 10 gezeigt, in die schwalbenschwanzförmigen Außenführungen 13 in den lnnenführungsabschnitten ein, bis diese am Grund der Ausnehmungen, wie in Fig. 7 gezeigt, anliegen, und gleichzeitig schnappt der Anschlag 24 in Fi g. 5 ein, um das Kreisringstück 3 auf der Abdeckung 5 festzulegen. Zapfen im Anschlag 25 bzw. 26 bewegen sich dann in die entsprechenden Sitzflächen durch einen nicht gezeigten automatischen Mechanismus hinein und geben den die Schneidwerkzeuge tragenden Kreisring 12 frei, der nun vollständig ist, wie in F i g. 13 gezeigt, wobei der Mantel 11 ebenfalls vollständig ist, der aus den Kreisringstücken 2 und 3 besteht. Der die Schneidwerkzeuge tragende Kreisring 12 kann somit in Drehbewegung versetzt werden, die über das Zahnrad 64 des Hydraulikmotors 30 ausgeführt wird, von denen eine in Fig.5 als ein Zahnrad, das in dem Kreisring eingebaut ist, dargestellt ist.

In F i g. 5 ist mit gestrichelten Linien eines der Räder 19 dargestellt, mit denen die Vorrichtung 1 auf der Förderleitung 49 abgestützt ist, und ferner sind die Durchlässe 59 dargestellt, die an dem Kreisring 12 für den ausgehobenen Abtrag vorgesehen sind, sowie die Abschirmung 63, die in dem Kreisring 12 eingebaut ist, welche den abgetragenen Aushub von der Förderleitung 49 fernhält. Weiterhin sind zwei der Schneid- bzw. Grabwerkzeuge gezeigt, die an dem Kreisring 12 angebracht sind, und zwar ein Grabwerkzeug 27 des außenliegenden Satzes und ein Grabwerkzeug 28 de; innenliegenden Satzes, die die Außenlinie bzw. die Umrißlinie des Querschnitts 58 beim Ausheben bei dei Bewegung der Vorrichtung nach rechts in Fig.;

ί begrenzen.

Das Rohr 52 zum Absaugen ist, wie in Fig.; dargestellt, an der gegenüberliegenden Seite dei Förderleitung 49 angeordnet. Über den Ejektor 53 saugi es den ausgehobenen Abtrag, der über die Durchlässe 5i

ι» von den Schneidwerkzeugen an dem Kreisring 12 dorthin gelangt, an und über den Auslaß 55 schleudert ei ihn hinaus. Zusätzlich sind in dieser Figur in gestrichel ten Linien der Längsträger 31 und ein Gleitstück 32 gezeigt, an dem ein Bogenstück 34 angelenkt ist. Da;

is Bogenstück 34 ist mit den übrigen Bauteilen dei Vorrichtung bewegungsverbunden, wenn die Klemmbacken 41 und 39 unmittelbar an der Förderleitung durch die entsprechende Bewegung der bewegbarer Ausleger 42 und dem Rad 45, die durch den Torsionsstat 46 bewirkt wird, anliegen. Hierbei nehmen diese Bauteile die transversale Trimmlage ein und behalter diese während der Vorschubbewegung der Vorrichtung 1 bei, und die Vorrichtung wird in dieser Richtung durcr die Wirkung der Kolben-Zylinder-Einrichtung 40, die

2) mit der Führung 35 des Bogenstiicks 34, wie in Fig. 17 gezeigt, verbunden ist, geführt, und der Antrieb erfolgi über eine Einrichtung, die mit einem Sensor verbunder ist, der nicht gezeigt ist, welcher nach Maßgabe dei Verschiebung bzw. Veränderung aus der vertikaler

in Ebene bezüglich des Bogenstücks 34 betätigbar ist.

In F i g. 5 ist ebenfalls einer der beiden Zylinder 48 füi die Längsbewegung der Vorrichtung 1 gezeigt, die ar einem Ende des Längsträgers 31 verankert sind, desser außenliegendes Ende an dem Bogenstück 34 befestigt

η ist. Bei 38 ist ein Verstärkungssteg gezeigt, der arr Oberteil des Klemmbackens 39 angeschweißt ist.

Zusätzlich zu den in den vorstehenden Figurer beschriebenen Bauteilen ist in der Fig.6 einer dei Ejektoren 18 der Abschirmung 17 gezeigt, die der

■40 ausgehobenen Abtrag daran hindert, und dieser in der Innenteil der festen Abdeckung 5 gelangen kann.

In Fig. 7 ist das schmälere Kreisringstück 3 de; Mantels zusammen mit dem schmäleren Kreisringstück 4 des Kreisrings 12 in der Lage gezeigt, in der dieser aul

ίϊ den Führungen 9 zur Vervollständigung des ortsfester Mantels 11 verschoben werden kann, an dem dei vollständige Kreisring 12 drehbar angebracht ist.

In F i g. 8 ist das größere Kreisringstück 2 des Mantels in einer Schnittansicht gezeigt, bevor dieser die

ίο Drehbewegung auf den Außenführungen 16 beginnt, urr die Stellung eines umgedrehten U auf der fester Abdeckung 5 einzunehmen.

In den Fig.9 bis 26 sind weitere Einzelheiten sowie die einzelnen Bauteile in den vorstehenden Figurer

γ, dargestellt. Mit 51 ist der Mittelpunkt des die Schneidwerkzeuge tragenden Kreisrings, mit 33 dei Zapfen des Bogenstücks 34, mit 35 die Führung de; Bogenstücks 34 und mit 36 und 37 entsprechend die Ausnehmung des Bogenstücks 34 bezeichnet, in der dei

ii'i Außenführungsabschnitt der Führung 35 des Bogen· Stücks 34 eingebaut ist. Zusätzlich sind mit 43 Bolzen füi die bewegbaren Klemmbacken 41 gezeigt, die zui Annäherung aneinander und zum Freigeben dei Förderleitung 49 durch Hydraulikzylinder 44 betätigbai

ι · sind.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. An einer zu verlegenden Unterwasser-Förderleitung geführte und mit einem der Stabilisierung "> dienenden Behälter fest verbundene Vorrichtung zum Ausheben eines Grabens unterhalb der Unterwasser-Förderleitung, gekennzeichnet durch zwei in einem vom Durchmesser der Förderleitung bestimmten Abstand parallel neben- i<> einander verlaufende Längsträger (31), an deren beiden Enden je eine starre Abdeckung (5) mit im Unterteil offenem kreisringförmigen Querschnitt angeordnet ist, durch ein größeres Kreisringstück (2) eines Mantels (11), das gegenüber der Abdeckung (5) ι *> über in Urnfangsrichtung verlaufende Führungen schwalbenschwanzförmigen Querschnitts mit Hilfe eines Hydraulikmotors (29) um 180° drehbar ist, durch ein kleineres Kreisringstück (3) des Mantels (11), das gegenüber der Abdeckung (5) über in Längsrichtung verlaufende Führungen (9) schwalbenschwanzförmigen Querschnitts durch einen an der Abdeckung befestigten Druckzylinder (8) mit dem größeren Kreisringstück (2) in eine einen geschlossenen Kreis bildende Stellung verschiebbar 2-j ist, der dann zentrisch oder exzentrisch die verlegte Förderleitung (49) umgibt, weiter durch stirnseitig an den Kreisringstücken (2 und 3) angeordnete, bogenförmig verlaufende Führungen (22) schwalbenschwanzförmigen Querschnitts zur Aufnahme ^)l) von entsprechenden Kreisringstücken (4 bzw. 7) eines stirnseitig angeordneten Kreisrings (12), der die Schneid- bzw. Grabwerkzeuge (27 und 28) trägt und durch einen Zahnkranz und ein Zahnrad (64) von einem Hydraulikmotor (30) angetrieben ist, und ^ schließlich durch zwei Klemmbackensätze (61 und 62) am Mittelabschnitt der Längsträger (31), die zum Anlegen und Ausrichten der Vorrichtung (1) an der Förderleitung (49) hydraulisch betätigbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- ■"> zeichnet, daß die Klemmbackensätze (61 und 62) über ein Bogenstück (34) gegenüber den Längsträgern (31) in Längsrichtung verschiebbar und um eine Längsachse gegenüber den Längsträgern (31) drehbar gelagert sind und die Drehung mittels einer zwischen den Längsträgern und dem Bogenstück angeordneten Kolben-Zylinder-Einrichtung (40) erfolgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Grabwerkzeuge (27 und 28) frei drehbar in zwei konzentrischen Kreisen an den stirnseitig angeordneten Kreisringen (12) angeordnet sind und daß die Grabwerkzeuge (27) des außenliegenden Kreises nach vorwärts gerichtet und zur Drehachse des stirnseitig angeordneten Kreis- ^r'^r' rings (12) geneigt angeordnet sind, während die anderen Grabwerkzeuge (28) senkrecht zur Drehachse des stirnseitigen Kreisrings (12) angeordnet sind.

4. Mit der Vorrichtung nach einem der Ansprüche ^fa() 1 bis 3 durchführbares Verfahren, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst der in Arbeitsrichtung hintere Klemmbackensatz (61 bzw. 62) festgelegt wird, daß daraufhin der vordere Klemmbackensatz (62 bzw. 61) in Arbeitsrichtung gegenüber den Längsträgern '^ (31) vorgeschoben und anschließend festgelegt wird und daß dann der hintere Klemmbackensatz gelöst wird, worauf beide Klemmbackensätze gemeinsam gegenüber dem Längsträger gedreht werden, um die Vorrichtung (1) in die vertikale Arbeitslage zurückzubringen.