DE2639476A1

DE2639476A1 - Verfahren zum fuehren einer unterwasseranordnung

Info

Publication number: DE2639476A1
Application number: DE19762639476
Authority: DE
Inventors: Harry Howland Dr Shatto
Original assignee: Santa Fe International Corp
Current assignee: Santa Fe International Corp
Priority date: 1975-09-18
Filing date: 1976-09-02
Publication date: 1977-03-31
Also published as: US4025895A; AU1752476A; NL7610361A; FR2325052A1; GB1546923A; NO763051L; FR2325052B1; ES451343A1; NL174187B; NL174187C; DK417776A; DE2639476C2; CA1052901A; AU499322B2; BR7606136A

Description

S/p 8603 -J- Ύ\. August 1976 V/f

V/enn es erwünscht ist, Arbeit an einer voll untergetauchten Vorrichtung, deren Lage nicht bekannt ist, durchzuführen, ist es heutzutage üblich, -Taucher einzusetzen, die die Vorrichtung zuerst orten, und dann eine Anordnung über die Vorrichtung zu manövrieren. Beispielsweise kann die Anordnung eine Maschine zum Verlegen einer Rohrleitung oder Pipeline unter Wasser sein, die auf einem Schlitten oder dergl. befestigt ist, der von einem auf der Überfläche fahrendem Fahrzeug geschleppt wird. Die Taucher weisen akustisch das auf der Oberfläche fahrende Fahrzeug so ein, daß der Schlitten über ler -Rohrleitung zu liegen kommt. Dann dirigieren sie das Sahleppf ahWeSlg ^Z£&F,^ufdaß der Schlitten entlang der Rohrleitung geführt wird, und zwar fortschreitenden Grabenausbau. Die Rohrleitung wird dann auf den Boden des Grabens abgesetzt, der anschließend daran mit Material aus dem Meeresboden bedeckt wird. Da jedoch das Bohren nach Öl mehr und mehr in tieferes Wasser verlegt wird, müssen die taucher bei immer höheren Wasserdrücken arbeiten.

Es sind bereits Verfahren unter Verwendung eines Ultra-Schallgerätes zum Erkunden vonGegenständen unter Wasser bekannt. Ein solches Verfahren verwendet ein Doppelbereich-Ultraschallgerät, das typischerweise fünf Hauptbestandteile aufweist, nämlich einen Sender-Empfänger, eine Spaltspurprogrammiereinrichtung, ein graphisches Aufzeichnungsgerät, ein Schleppkabel und zwei Wandler, die auf einem geschleppten Unterwasserfahrzeug befestigt sind. Zum Verständnis des bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendeten Ultraschallgerätes erscheint eine kurze Beschreibung dieser Bestandteile zweckmäßig.

Der Sender-Empfänger enthält einen Senderabschnitt und einen iänpfängerab schnitt« Der Sender erzeugt einen Stoß elektrischer Energie kurzer Dauer, der von den Wandlern über das

709813/0881

S/p 8603 -#- 31. August 1976 W/f

Kabel geführt wird. Jeder Wandler ändert den elektrischen Energiestoß in einen fächerförmigen akustischen Strahl um, der in das Wasser abgestrahlt wird. Die akustischen Strahlen aus den "beiden Wandlern werden fortlaufend nach abwärts, jedoch voneinander weg gerichtet. Jeder akustische Strahl wird von dem Heeresboden und von untergetauchten Vorrichtungen, die im Strahlweg liegen, reflektiert. Der gleiche Wandler, der den akustischen Impuls aussendet, wird auch zur Anzeige seines reflektierten Strahles oder Echos sowie zur fiückwandlung des Echos in einen elektrischen Impuls verwendet, der über das Schleppkabel an den Empfängerabschnitt des übertragenden Sender-Empfängers übertragen wird.

Die Programmiereinrichtung erzeugt Impulse, die das Zeitverhalten des Sender-Empfängers steuern und die unerwünschten G-eräuscheiriflüsse aus dem Empfängerkanal, der nicht in Betrieb ist sperren, so daß dann, wenn mit einem Wandler gesendet und empfangen wird, Signale, die von dem anderen Wandler angezeigt werden, nicht aufgenommen werden.

Das Schleppkabel kombiniert Zugkabel mit einem Kern von elektrischen Leitern, die die Unterwasserwandler mit den Sender-Empfängern auf dem auf der Oberfläche fahrenden Fahrzeug koppeln.

Das Aufzeichnungsgerät erzeugt Sichtanzeigen für die empfangenen Signale aus der Unterwasserschallerkundung.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, eine untergetauchte Anordnung, z_oB. einen eine Grabenziehmaschine aufnehmenden Schlitten, von einem auf der Oberfläche fahrenden Fahrzeug aus ohne Unterstützung von Tauchern zu führen, wobei ein Unterwasserschallgerät verwendet wird, um das Fahrzeug zu steuern.

G-emäß der Erfindung wird bei einem Verfahren zur Führung einer Unterwasseranordnung über eine untergetauchte schallreflektierende Vorrichtung vorgeschlagen, daß ein Doppelbereiohs-

709813/0681

S/p 8603 -Jf- 31. August 1976 W/f

Unterwasserschallgerät auf einem auf der Oberfläche sich bewegenden, die Unterwa s s er anordnung schleppenden fahrzeug "betrieben wird, daß mit Hilfe wenigstens zweier im Abstand voneinander angeordneter elektroakustischer Wandler Schallwellen fortlaufend in das Wasser übertragen und die Echosignale der Schallwellen durch das Unterwasserschallgerät aufgezeichnet werden, daß die Schallwellen im xuesentlichen nach abwärts und aufeinander zu gerichtet werden, und daß die Aufzeichnungen durch das Unterwasserschallgerät von dem sich auf der Oberfläche bewegenden Fahrzeug verwendet werden, um die Anordnung über die untergetauchte Vorrichtung zu manövrieren.

Vorzugsweise werden die Aufzeichnungen zur Erzielung einer fortlaufenden Sichtanzeige der Position der Unterwasseranordnung in Bezug auf die Vorrichtung verwendet.

Nach einer speziellen Ausführungsform der Erfindung werden auf der Unterwasseranordnung zwei Paare von im Abstand voneinander angeordneten Wandlern verwendet, die betrieben werden, während die Anordnung über der Vorrichtung positioniert wird. Schallwellen werden fortlaufend aus einem ersten Paar von Wandlern gesendet. Die dabei auftretenden Echos, die von den übertragenden Wandlern angezeigt werden, werden von dem auf der Oberfläche fahrenden Fahrzeug verwendet, um zuerst die Anordnung zu lokalisieren und sie dann auf den Gegenstand hinzuführen. Wenn das erste Paar von Wandlern über dem Gegenstand angelangt ist, werden Schallwellen fortlaufend aus beiden Paaren von Wandlern übertragen. Die resultierenden Echos werden angezeigt und von dem auf der Oberfläche fahrenden Fahrzeug zur Führung der Anordnung verwendet, bis das zweite Paar von Wandlern ebenfalls über der Anordnung steht. Vorzugsweise sind die vier Wandler auf der Anordnung an den Eckpunkten eines Rechteckes angeordnet .

7 09813/06 81

S/p SGOp -9 - 31. August 1976 W/f

Bei einer weiteren speziellen Ausgestaltung der Erfindung wird ein Verfahren zum lianövrieren eines Rohrverlegungsschlittens in Wasser über einer auf den Meeresboden liegenden Rohrleitung verwendet. Der Schlitten weist zwei im Abstand voneinander angeordnete längliche Pontons auf. Ein Wandler ist jeweils in der i.'ähe eines jeden Endes eines jeden Pontons befestigt. Ein Unterwassernavigationssystem ist auf dem auf der Oberfläche fahrenden fahrzeug angeordnet. Das System ist mit den Wandlern über ein langes Kabel gekoppelt, das auch als Schleppseil dienen kann. Um die Rohrleitung zu lokalisieren, wird der Schlitten von dein auf der Oberfläche fahrenden fahrzeug in die in etwa bekannte I.'ähe der Rohrleitung geschleppt. Elektrische Signale werden einem Paar von Wandlern aufgegeben, damit die Wandler nacheinander Schallwellen in das Wasser emittieren» Die angezeigten Echos werden aufgezeichnet, und die aufgezeichneten Echos werden verwendet, um zuerst die Rohrleitung zu lokalisieren und dann den Schlitten zur Rohrleitung zu manövrieren. Wenn das vordere Ende des Schlittens sich in der Nähe oder über der Rohrleitung befindet, werden elektrische Signale beiden Paaren von Wandlern aufgegeben, damit sie nacheinander Schallwellen in das Wasser emittieren.

Zweckmäßigerweise wird jeder Wandler zur Anzeige der durch seine Schallwellen erzeugten Echos verwendet. Die von den beiden Paaren von Wandlern angezeigten Echos werden zur Erzielung von Sichtanzeigen der Rohrleitung und des Meeresbodens verwendet. Die Sichtanzeigen werden von dem Fahrer des auf der Oberfläche fahrenden Fahrzeuges verwendet, um den Schlitten genau über der Rohrleitung zu zentrieren. Im Anschluß daran reicht die Sichtanzeige, die durch das erste Paar von Wandlern erzeugt wird, aus, um den Schlitten über und längs der Rohrleitung zu führen.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen:

709813/0681

S/p 8603 - € - 31. August 1976 W/f

JB'ig. 1 eine schematische Ansicht einer Unterwasserschallnavigationsanlage zum fernsteuern eines Schlittens relativ zu einer Rohrleitung nach der Erfindung;

Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild der Navigationsanlage nach Pig. 1;

Pig. 3 den Beginn der Suche nach der Hohrleitung;

Pig. 4 die Trajektorie des Schlittens gegen die Rohrleitung;

Pig. 5 und 6 die Positionierung des vorderen Endes des Schlittens über der Rohrleitung;

Pig. 7 cLie Zentrierung beider Enden des Schlittens über der Rohrleitung;

Pig. 7s und- 7b Kathodenstrahlröhren-Anzeigen, die die Positionen der vorderen und hinteren Enden des Schlittens relativ zur Rohrleitung ergeben (diese Sichtanzeigen sind zur Zentrierung des Schlittens nach Pig. 7 zweckmäßig) und

Pig. 8 den Schlitten über der Rohrleitung, während diese mit

Hilfe der auf dem Schlitten befestigten Grabenziehmaschine, verlegt wird.

Vorliegende Erfindung ist insbesondere zum Manövrieren einer im Wasser ein - oder untergetauchten Vorrichtung über einer in der Regel stationären, Schall reflektierenden Vorrichtung geeignet; die Erfindung wird insbesondere in Verbindung mit dem Pernmanövrieren einer Schlittenanordnung dargestellt und beschrieben, auf der ein Grabgerät befestigt ist, das einen Graben in den Meeresboden gräbt, um eine Rohrleitung bzw. eine Pipeline darin zu verlegen.

709813/0681

S/p 3603 - ψ - 31. August 1976 W/f

In Pig. 1 ist ein eine Rohrleitung verlegender Schlitten 10 dargestellt, der G-rabenziehvorrichtung 12 (Pig. 8) aufnimmt. Der Schlitten kann einen Eigenantrieb haben, er wird jedoch üblicherweise durch ein auf der Oberfläche fahrendes Fahrzeug, z.B. einen Lasthahn oder eine Barke 14, die selbst von einem Boot 21 geschleppt wird, ferngesteuert. An Deck der Barke 14 sind Winden 16, 17 mit Schleppseilen IS, 19 vorgesehen, die mit dem Rahmen 11 des Schlittens gekoppelt sind, Der Rahmen 11 ist auf awei parallel zueinander angeordneten Pontons 40, 41 befestigt. Die Bake 14 weist einen Betriebsraum 20 auf, in welchem ein Teil (gestrichelt mit L in Fig. 2 angedeutet) eines akustischen Navigationssystemes oder Unterwasserschallgerätes 24 aufnimmt, das mindestens zwei und vorzugsweise vier jeweils in Paaren zu zweien angeordnete Wandler enthält, nämlich die Heckwandler 25, 25' und die Bugwandler 26, 26'.

Ein Tau 18 nimmt zusätzlich zu Spannbauteilen einen aus den Leitern 27, 27', 28, 28* bestehenden Kern auf. Leiter 27, 27' verbinden die Wandler 25, 25' mit einem Sender-Empfänger. Die Leiter 28, 28' verbinden die Wandler 26, 26' mit einem Sender-Empfänger 32. Der Ausgang eines Sender-Empfängers wird einer SpaItspurprogrammiereinrichtung 37 aufgegeben, die mit einer Kathodenstrahlröhre (CRIf) 38 mit Anzeigeschirm 38' und mit einem graphischen Aufzeichnungsgerät 39 gekoppelt ist. Die Flußrichtung der Signale ist durch die Pfeile auf den die verschiedenen Blocks in E¹Ig. 2 miteinander verbindenden Linien angegeben.

Jeder Wandler kann ein piezoelektrischer, keramischer Wandler sein. Jeder Wandler ist so ausgelegt, daß er in einer speziellen Richtung und mit verhältnismäßig hohen Frequenzen arbeitet. Für die Forderungen des die Rohrleitung verlegenden Schlittens 10 ist eine Betriebssignalfrequenz von etwa 100 kHz ausreichend. Jeder Wandler wird zur Übertragung von akustischen Impulsen wie auch

709813/0681

ΑΛ

S/p 8603 - «β - 31. August 1976 W/f

zur Anzeige ihrer reflektierten, akustischen Echos verwendet. Die Wandler sind in kräftigen Gehäusen untergebracht, die in der Nähe der Enden der parallelen Pontons 40 und 41 befestigt sind» Die akustischen Impulse, die durch gedes Wandlerpaar 25, 25' oder 26, 26' übertragen werden, werden meist nach unten und aufeinander zu gerichtet, d.h. gegen die mittlere löngitudinale Ebene 50 des Schlittens (^ig. 6).

Jeder nach unten gesendete Impuls 42, der in einem Winkel zur Vertikalen gerichtet ist, erzeugt ein reflektiertes akustisches Echo 43. Die akustischen Impulse 42 werden sequentiell erzeugt, so daß ihre Rückführechos einander nicht beeinflussen. Die Wandler 25, 25' werden von dem Senderteil des Sender-Empfängers 31 betrieben, und die WaiÖLer 26, 26' von dem Senderteil des Sender-Empfängers 32. Die von den Wandlern 25, 25' angezeigten Echos werden in den Empfängerteil des Sender-Empfängers 31 übertragen, und die von den Wandlern 26, 26* angezeigten Echos werden auf den Empfängerteil des Sender-Empfängers 32 übertragen.

Die Wandler 25, 25', 26, 26' sind vorzugsweise an den vier Ecken eines Rechteckes auf dem Schlitten 10 angeordnet, wie am besten in den Figuren 2 und 7 gezeigt. Der seitliche Abstand zwischen jedem Wandlerpaar 25, 25' oder 26, 26' muß ausrechend groß im Vergleich zur Wellenlänge der den Wandlern aufgegebenen Signalfrequenz sein, damit die g%ünschte Auflösung der Messung erreicht wird. Bei einer Ausführungsform beträgt der seitliche Abstand zwischen den Wandlern 25, 25' acht Meter und der löngitudinale Abstand zwischen den Wandlern 25, 26 zwölf Meter. Bei diesen Dimensionen und bei einer Betriebssignalfrequenz von etwa 10OkHz beträgt die Meßauflösung in der Größenordnung von mehreren Zentimetern.

Die SpaItspurprogrammiereinrichtung 37 steuert das Zeitverhalten der Übertragung und Aufnahme in den Sender-Empfängern 31 und 32.

709813/0681

Al

S/p 8603 - % - y\. August 1976 W/f

V/älirend nur eine Programmiereinrichtung 37 für beide Sender-Empfänger 31, 32 gezeigt ist, ist es für manche Anwendungsfälle erwünscht, eine getrennte Programmiereinrichtung für jeden Sender-Empfänger vorzusehen. Der Senderabschnitt eines Jeden Sender-Empfängers nimmt Schlüsselsignale aus der Programmiereinrichtung mit einer genau festgelegten Wiederholrate auf. Jedes Schlüsselsignal ist eine Rechteckwelle mit fester Frequenz, die den Gender steuert. Die Sender erzeugen kurze elektrische Impulse, die die gewünschte SignaIfrequenz besitzen. Diese Impulse werden nacheinander durch die Wandler in entsprechende akustische Imxjulse oder Strahlen umgewandelt, die in das Wasser abgestrahlt werden.

Ein Seil eines jeden gesendeten akustischen Strahles wird von einer reflektierenden Torrichtung innerhalb seines Pfades reflektiert, und der übrige Teil läuft hindurch und wird im Meeresboden 23 geschwächt. Die Reflexion aus einer Metallleitung hat eine größere Intensität als die aus einem verhältnismäßig weichen Meeresboden. Da die Rundlauf-Wanderzeit eines jeden akustischen Impulses und sein Echo direkt proportional dem Abstand zwischen dem Wandler und der Leitung ist, können Zeitmessungen in Schrägbereichsmessungen umgewandelt werden, was zu einer Unterwasserschallbereichsmessung (sonar ranging) führt. Verwendet man zwei Wandler, so ergibt sich ein Doppelbereichsschallgerät (dual ranging sonar).

Schrägbereichsmessungen können auf folgende Weise durchgeführt werden: Die angezeigten Signale werden durch Empfänger 31, 32 auf die Programmiereinrichtung 37 übertragen, die die angezeigten Signale für eine Anzeige 33' auf der Kathodenstrahlröhre 38 aufbereitet, und eine graphische Aufzeichnung auf dem Aufzeichnungsgerät 39 vornimmt. Das Au-fzeichnungsgerät 39 besitzt eine Schreibvorrichtung (nicht dargestellt), die einen Abdruck auf Papier entsprechend der Intensität des aufgenommenen Echos erzeugt. Die Schreibvorrichtung z.B. ein

709813/0681

S/p 850J - W - 31. AUi₃TiSt 1976 W/f

Schreibstift schreibt quer über ein Blatt Papier, und ein Taktmechanismus befördert das Papier unter dem Schreibstift weiter. Die elektrischen Ausgänge aus den beiden Wandlerpaaren 25, 25' und 26, 26* werden vorzugsweise auf dem gleichen Blatt Papier aufgezeichnet, jedoch auf entgegengesetzten Seiten einer Mittenlinie, die die Längssymmetrieebene SO eines Schlittens 10 (Fig. 6) darstellt. Auf einer derartigen Aufzeichnung läßt sich eine Schall reflektierende Vorrichtung, z.B. eine ünterwasserleitung 22, auf einfache Weise aufgrund der dunkleren Spur unterscheiden. Aus der durch das graphische Aufzeichnungsgerät 39 erzeugten Aufzeichnung können die gewünschten Schrägbereiche abgemessen werden.

Der Teil der akustischen Impulse 42, die vertikal nach unten in den Meeresboden 23 wandern, xfird als Echo 43' nach oben reflektiert. Die Echos 43* sind die ersten, die zu den Wandlern zurückkehren, und erzeugen deshalb auf dem Aufzeichnungsgerät 39 eine Spur, die dunkler und enger ist als eine andere Spur aus dem Meeresboden 23. Aus dieser dunkleren Spur kann der vertikale Abstand oder die Höhe H der Wandler zum Meeresboden 23 abgemessen werden. Da die Wandler auf einem Schlitten 10 befestigt sind, ist H auch die Höhe des Schlittens 10 über dem Meeresboden 23-

Die Kathodenstrahlrohrsichtanzeigen 38' (Fig. 7-A·, 7^B) sind Darstellungen, die unter Verwendung der Bug- und Heckwandler auf dem Schlitten erhalten werden. Diese Sichtanzeigen ergeben, wenn sie zusammengenommen werden, die Positionen beider Enden des Schlittens relativ zur Leitung 22 im X-Y-Koordinatensystem. Die Höhe des Schlittens 10 kann auch von einer vertikalen Skala 60 aus den Sichtanzeigen 38' abgemessen werden.

Nachstehend wird die Arbeitsweise des Schallgerätes 24 in bezug auf die Lokalisierung der Puohrleitung 22 die Zentrierung des Schlittens 10 über der Eohrleitung sowie der Führung des Schlittens über der Eohrleitung erläuterte

709 813/0681

S/p 8603 -V- 31. August 1976 W/f

Zu .beginn ist die allgemeine Umgebung der Rohrleitung 22 "bekannt. Die Barke 14 wird in die bekannte Umgebung gebracht und der Schlitten an den Schleppseilen 18, 19 in eine Tiefe IL (Fig. 3)? z.B. zwischen 20 und yO m über Meeresboden 23 abge-

wird
senkt. Das Schallgerät 24 so weit erregt, daß elektrische Impulse in den Senderabschnitt des Sender-Empfängers 32 eingespeist werden, der die Bugwandler 26, 26' speist. Jeder Wandler sendet einen akustischen Impuls 42 aus. Diese Impulse werden meist gegeneinander, d.h. gegen die Ebene ^O (Fig. 6) gerichtet. Aus I¹Xg. 3 ergibt sich, daß die Rohrleitung 22 außerhalb der Reichweite der akustischen Strahlen 42, die von dem Wandler 26' gesendet werden, jedoch innerhalb der Reichweite der akustischen Strahlen 42, die von dem Wandler 26 gesendet werden, liegt.

Die Höhenlage des Schlittens 10 und der Neigungsbereich zwischen Wandler 26 und Rohrleitung 22 ergibt sich aus dem graphischen Aufzeichnungsgerät 59, wie bereits erläutert. Es kann auch eine zusätzliche Höhenmessung für die Höhenlage H durchgeführt v/erden, bei der ein Paar von Druckanzeigevorrichtungen oder Hydophonen 35, 36 (Fig. 1) zur Anzeige der Ankunftszeiten der Echosignale verwendet v/erden.

Der Schlitten 10 wird von der Barke 14 in Richtung des Pfeiles 49 (Fig. 4) geschleppt, bis der zu messende Schrägbereich gleich der Tiefe H. (Fig. 3) wird. Während der Schlitten 10 in der Richtung 49 bewegt wird, beginnt der gesendete Strahl vom Wandler 26' die Leitung 22 zu schneiden. Der Schrägbereich zwischen dem Wandler 26' und der Rohrleitung 22 wird auch durch das Aufzeichnungsgerät 39 gegeben.

Es ist zweckmäßig, die Schrägbereiche zwischen den Wandlern 26, 26' und der Rohrleitung 22 im wesentlichen gleich zu machen. Wenn sie nahezu gleich sind, ist der Bug des Schlittens 10 nahezu zentriert.

709813/0681

S/p 360$ _ <^ - 3'i. August 1976 W/I

Der Schlitten wird dann in eine 'liefe Hp abgesenkt, die zwischen 5 und 10m "beträgt;■ (Pig. 5). Beide Paare von Wandlern 26, 26' und 25, 2^' werden dann erregt, u.z. ein Paar nach dem anderen. In jedem Paar werden die Wandler nacheinander erregt. Der Schlitten 10 wird dann so lange manövriert, "bis die vier Wandler am Aufzeichnungsgerät 39 gemessene -fielen Hp, die nahezu gleich sind, und gemessene Schrägbereiche, die im wesentlichen gleich sind, erzeugen (J¹Ig. 6, 7). Wenn dies der Fall ist, enthält die Längssymmetrieebene 50 des Schlittens 10 die Längsachse der Rohrleitung 22. .

Wie bereits beschrieben, können die Messungen die aus dem Aufzeichnungsgerät erhalten werden, auch aus den Kathodenstrahlröhren-Sichtanzeigen erhalten werden, die verwendet werden, während die Fahrzeuge 14 und 21 gesteuert werden, und können somit zum Manövrieren des Schlittens 10 verwendet werden, um die gewünschte Zentrierung des Schlittens auf der Rohrleitung 22 zu erreichen. .

Fig. 7-A- zeigt eine Kathodenstrahlröhren-Anzeige 38' des Buges des Schlittens 10 und Fig. 7B eine Kathodenstrahlröhren-Anzeige 38' des Hecks des Schlittens. Auf jeder dieser Sichtanzeigen werden Bezugsbilder der Schneidvorrichtungen 12 -der Pontons 40, 41, der Rohrleitung 22 und des Meeresbodens 23 erzeugt. Die Bezugsebene 50 ist gestrichelt dargestellt. Die Bezugsbilder der Rohrleitung 22 und des Meeresbodens 23 sind gestrichelt . gezeichnet, während die tatsächlichen Bilder 22, 23 fest angezogen dargestellt sind. Die !Tiefe H des Schlittens kann an der vertikalen Skala abgelesen werden.

Um den Schlitten über der Rohrleitung zu zentrieren, wird der Schlitten manövriert, bis die angezeigten tatsächlichen Bilder (fest ausgezogen dargestellt) der Rohrleitung 22 und des Meeresbodens 23 mit ihren entsprechenden Bezugsbildern 22 und 23 (gestrichelt dargestellt) zusammenfallen. Wenn dies der Fall ist,

709813/0681

S/p 8605 - I^ - 31-August 1976 W/f

liegt der Schlitten 10 auf dem Meeresboden 23 auf und die Kohrleitung ist symmetrisch zwischen den Vorrichtungen 12·angeordnet (Fig. 3).

Die Grabvorrichtungen 12, die von dem Schlitten aufgenommen werden, ziehen nun einen Graben 51> in den die Rohrleitung bis zu einer Tiefe 22' verlegt wird. Der Graben 51 und CLLe Position 22' sind gestrichelt dargestellt.

Um die Position des Schlittens in Bezug auf die Hohrleitung, z.B. die Grabvorgänge, zu überwachen, ist die Erregung der Bugwandler 26, 26' ausrechend. Jede Abweichung des tatsächlichen Bildes der Hohrleitung 22 von dem Bezugsbild der Iiittelebene 50 des Schlittens 10 wird auf dem Kathodenstrahlrohrschirm 38' nach Fig. 7A angezeigt. Ein Korrekturvorgang kann von der Barke 14 aus unmittelbar vorgenommen werden, um den Schlitten in Bezug auf die Rohrleitung erneut zu zentrieren.

Somit kann der gesamte Grabvorgang ohne Einsatz von Tauchern in mehreren hundert Metern Vassertiefe durchgeführt werden. Andere Anwendungen der erfindunggemäßen Methode ergeben sich für den Durchschnittsfachmann je nach den Gegebenheiten.

709813/0681

Leerseite

Claims

S/p 8603 - 51. August 1976 \ϊ/£

P a t e η t a η s ό r ü c h e

^rerfaliren zum Führen einer ünterwasseranordnung über eine urrcergetauchte, Schall reflektierende Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Doppelbereichs-Unterwasserschallgerät (24) auf einem auf der Oberfläche sich bewegenden, die Unterwasseranordnung (10,11) schleppenden Fahrzeug (14) betrieben wird, daß mit Hilfe wenigstens zweier im Abstand voneinander angeordneter elektroakustischer Wandler (25, 25', 26, 26') Schallwellen fortlaufend in das Wasser übertragen und die Echosignale der Schallwellen durch das Unterwasserschallgerät (24) aufgezeichnet werden, daß die Schallwellen im wesentlichen nach abwärts und aufeinander zu gerichtet werfen, und daß die Aufzeichnungen durch das Unterwasserschallgerät (24) von dem sich auf der Oberfläche bewegenden Fahrzeug (14) verwendet werden, um die Anordnung (10, 11) über die untergetauchte Vorrichtung (22) zu manövrieren.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungen zur Erzielung einer kontinuierlichen Sichtanzeige der Position der Unterwasseranordnung in bezug auf die Vorrichtung verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterwasseranordnung (10, 11) vier im Abstand voneinander versetzte elektroakustisch^ Wandler (25, 25'_? 26, 26"). aufweist, daß die Schallwellen fortlaufend von einem ersten Paar von Wandlern übertragen und die von dem Unterwasserschallgerät angezeigten Echosignale von dem sich auf der Oberfläche bewegenden Fahrzeug (14) verwendet werden, um die Vorrichtung (22) zuerst zu lokalisieren und dann die Anordnung an die Vorrichtung heranzuführen, und daß Schallwellen dann fortlaufend von beiden Paaren von Wandlern übertragen und die von dem Unterwasserschallgerät angezeigten Echos von dem Fahrzeug zur Zentrierung der An-

709 813/0681 ORIGINAL INSPECTED

S/p 8603 - V* - 31. August 1976 W/f
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandler (25, 25¹, 26, 26') auf der Anordnung (10, 11) an den Eckpunkten eines Hechteckes angeordnet xirerden.
5· Verfahren zum Fernmanövrieren eines Rohrverlegungsschlittens in Wasser über einer Rohrleitung, die auf dem Meeresboden liegt, wobei der Schlitten zwei im Abstand voneinander angeordnete längliche Pontons aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wandler (25, 25') am Bugende eines jeden Ponton (40, 41) befestigt wird, daß ein Unterwasserschallnavigationsgerät (24) auf einem auf der Oberfläche fahrenden Fahrzeug (14) befestigt wird, daß das Gerät²mit den Wandlern (25, 25', 26, 26') über ein. langes Kabel (18, 19) gekoppelt wird, das elektrische Leiter enthält, daß elektrische Signale von dem Gerät (24) den Wandlern (25, 25', 26, 26') aufgegeben werden, damit die Wandler nacheinander Schall in das Wasser emittieren, daß Echosignale von den Wandlern zur Aufzeichnung durch das Gerät (24) zur Anzeige gebracht werden, und daß die aufgezeichneten Echosignale verwendet werden, um zuerst die Rohrleitung (22) zu lokalisieren und dann den Schlitten (10) zur Rohrleitung (22) und über sie zu manövrieren.
6. Verfahren nach Anspruch 5? dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn der Schlitten (10) sich über der Rohrleitung (22) befindet, elektrische Signale einem anderen Paar von Wandlern aufgegeben werden, die am Heckende der Pontons (40, 41) befestigt sind, damit beide Paare von Wandlern fortlaufend Schall in das Wasser aussenden, daß jeder Wandler die von seinen Schallwellen erzeugten Echosignale zur Anzeige bringt, daß die Echosignale durch das Gerät (24) zur Anaeige gebracht werden, indem sie zur Darstellung von Sichtanzeigen der Rohrleitung und des Meeresbodens relativ zur Anordnung (10,11) verwendet werden, und daß die Sichtanzeigen von dem Fahrzeug ausgewertet werden, um den über der Ronrleitung (22) sitzenden Schlitten (10) zu zentrieren.

7098Ϊ3/0881

S/p 8603 - 49 - 31. August 1976 W/f
7. Einrichtung zum !Führen einer Unterwasser anordnung über eine untergetauchte, Schall reflektierende Vorrichtung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Doppelbereichs-Unterwasserschallgerät (24) auf einem auf der Oberfläche sich bewegenden, die Unterwasseranordnung (10, 11) schleppenden Fahrzeug (14) vorgesehen ist, daß die Anordnung (10, 11) wenigstens zwei im Abstand "voneinander angeordnete elektroakustisch^ Wandler (25, 25', 26, 26') zum fortlaufenden Übertragen von Schallwellen zur Aufzeichnung durch das Unterwasserschallgerät (24) aufweist, wobei die Schallwellen nach abwärts und aufeinander zu gerichtet sind, und.daß die durch das Unterwasserschallgerät (24) erzielten Aufzeichnungen in einer Auswert einrichtung an Bord des sich auf der Oberfläche bewegenden Fahrzeuges (14) ausgewertet werden, um die Anordnung (10, 11) über die untergeteilte Vorrichtung (22) zu manövrieren.

709813/0681