DE2719085C2

DE2719085C2 - Verfahren zum Verankern von Rohren auf dem Grund eines Gewässers und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2719085C2
Application number: DE19772719085
Authority: DE
Inventors: Peter Dr.rer.nat. 5090 Leverkusen Demmer; Kurt Dr.-Ing. 4050 Mönchengladbach Gruber; Robert Hans Dipl.-Ing. 5620 Velbert Scheipner
Original assignee: Rheinmetall GmbH
Current assignee: Rheinmetall Industrie AG
Priority date: 1977-04-29
Filing date: 1977-04-29
Publication date: 1986-11-20
Also published as: DE2719085A1

Abstract

Am Meeresboden verlegte Rohre, insbesondere Pipelines, muessen durch spezielle Massnahmen gegen Verschiebung gesichert werden. Durch die Erfindung, einen Schussanker, ist es moeglich, eine punktuelle Verankerung des auf dem Meeresboden liegenden Rohres zu erreichen, wobei im Zuge der fortschreitenden Nutzung der Weltmeere eine kontinuierliche Entsorgung neu erschlossener Energiefelder (Oel, Gas) sowohl von kuenstlichen Bohrinseln aus als auch von natuerlichen Inseln zum Festland bzw. von Festland zu Festland auf der kuerzesten Trasse, unabhaengig von den Meeresbodenstrukturen, moeglich ist. Es sind keinerlei Roboter am Meeresgrund erforderlich, die die Verankerung durchfuehren muessen. Vielmehr koennen die erfindungsgemaessen Verankerungseinheiten vom Rohrleger aus, entsprechend der festgestellten Bodenbeschaffenheit und der Wassertiefe, ausgewaehlt und eingestellt werden und entweder ferngesteuert oder automatisch zum richtigen Zeitpunkt, wenn eine Bewegung des Rohres infolge der Verlegekraefte nicht mehr auftritt, zur Abfeuerung gebracht werden. Hierbei kann die Befestigung der Verankerungseinheiten am zu verlegenden Rohr durch den Montageautomaten in stufenlos variierbaren Abstaenden erfolgen, ausserdem koennen je nach Bodenbeschaffenheit verschiedene Ankertypen am Rohr angebracht werden. ...U.S.W

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 6.

Bei einem derartigen, aus der US-PS 38 41 105 bekannten Verfahren muß das Rohr während der Verankerung an mechanisch unter die Wasseroberfläche zu

so drückenden Montageeinheiten gehalten werden, und die das Rohr haltenden Klammern können erst nach dem Eindringen der Anker in den Grund des Gewässers an dem Rohr befestigt werden. Bei der bekannten Vorrichtung bestehen die Anker aus durch rotierende Bewegung in den Grund einzutreibenden Stangen, an denen mit Abstand voneinander schraubenartig gewundene Befestigungsplatten angeordnet sind. Die Klammern bestehen aus halbkreisförmig gebogenen Bändern mit abgewinkelten, flanschartigem Rand. Durch Löcher in diesem Rand sich die Stangen der Anker drehbar geführt. Die Anordnung nach dieser US-PS ist somit einerseits umständlich andererseits ist sie nur schwer an unterschiedliche Bodenhöhe anzupassen und schließlich sind die das Rohr nur von der Oberseite umfassenden bandartigen Klammern nicht sicher genug, um das Rohr gegenüber hydrodynamischen Störkräften oder Bodenbewegungen sicher in der gewollten Lage zu halten.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Verankerung

ί 3 4

•\ dadurch zu vereinfachen, daß keine Montagegeräte an Übereinstimmung mit der Darstellung in der genannten

.V den Grund des Gewässers abgesenkt werden müssen. US-PS 31 54 042 ist zmr Verminderung des Rückstoßes

Die Verankerungseinheiten sollen vom Rohrleger aus beim Abfeuern ein flachkegelartig ausgebildeter Teller

entsprechend der festgestellten Bodenbeschaffenheit 12 vorgesehen, dessen Basis entgegen zur Schußrich-

und der Wassertiefe ausgewählt und eingestellt werden 5 hing gerichtet ist. Eine andere Ausführungsform des

und entweder ferngesteuert oder automatisch zum rieh- Abschußrohres 6, die völlig rückstoßfrei arbeitet, ist in

tigen Zeitpunkt, sobald keine Bewegung des Rohres in- der DE-OS 21 22 331 dargestellt Um die dort darge-

._: folge der Verlegekraft mehr auftritt, durch Abfeuern stellte rohrförmige Verlängerung möglichst kurz wer-

V von Schußaiikern am Grund des Gewässers befestigt den zu lassen, kann sie bei der Verankerungseinheit im

i werden. 10 Rahmen vorliegender Erfindung einen Durchmesser

% Nach dem neuen Verfahren werden die Rohrstücke aufweisen, der größer iist als das den in den Grund zu

ΐ zunächst zusammengesetzt dann mit den Klammern schießenden Schußanker 3 aufweisende Abschußrohr.

ausgerüstet und erst danach abgesenkt bzw. nach einer Die bügelartigen Teile 4 weisen jeweils eine Rastklinke

' Alternative, insbesondere zum Ersatz beschädigte 8 und gegenüberliegende entsprechende Rastöffnungen

;; Rohrabschnitte, werden noch nicht miteinander ver- 15 9 auf, so daß beim Zusammenpressen der bügelartigen

schweißte oder anderswie verbundene Rohrstücke mit Teile 4 über dem zu verlegenden Rohr 10 ein Einrasten

den Klammern versehen und dann abgesenkt und unter der beiden zusammengehörigen Teile 4 eintritt und, wie

Wasser mit den bereits verlegten Rohrenden verbunden in F i g. 2 dargestellt, am Rohr montierte Verankerungs-

I und danach die Verankerung vorgenommen. einheilen la entstehen.

I Die zur Lösung der gestellten Aufgabe bei einem 20 Wie schon erwähnt, ist in jedem ,bschußrohr6einin X Verfahren der genannten Gattung wesentlichen Merk- den Grund schießbarer Schußankei 3 gelagert, der mit I male der Erfindung sind im Kennzeichen des Patentan- dem dazugehörigen bügelartigen Teil 4 über eine aus- ! Spruchs 1 genannt Die Unteransprüche 2—5 nennen ziehbare und arretierbare Ankerleine 5 verbunden ist, ) verfahrensmäßige Ausführungsarten der Erfindung. Die wobei die Form des Schußankers 3 der Bodenbeschaf- \ entsprechende vorrichtungsmäßige Lösung der Aufga- 25 fenhe'·- angepaßt ist und in Form eines Bolzens, eines \ be ist im Anspruch 6 gekennzeichnet Tannenzapfens, eines Schraubnagels, eines Querschuß- \ Es ist bereits aus der US-PS 23 73 439 bekannt Ge- ankers, eines Flächenankers oder eines Klappankers 1 wichtstücke mit Abstand voneinander an einem Rohr ausgebildet sein kann. Die Arretierung der Ankerleine 5 \ vor dem Verlegen am Grund eines Gewässers zu befe- erfolgt automatisch, wenn der SchuEanker 3 im Boden ! stigen. Solche Rohre sind nicht gegen Verschiebung 30 zum Stillstand gekommen ist Derartige Schußanker 3 I oder Beschädigung durch mechanische Fremdeinwir- sind an sich bekannt ebenso die Arretierung der Anker- ! kung, wie fallende Schiffsanker oder geschleppte Fi- leine 5 sowie die Zündung der Verankerungseinheit und { schereinetze, geschützt Es sind weiterhin Schußanker wird hier nicht im einzelnen beschrieben.
I zum Beispiel aus der US-PS 31 54 042 bekannt Auf de- Jede Verankeningseinheit 2 ist mit einem Zünder ver- \ ren Einsatz in Verbindung mit Verankerungseinheiten 35 sehen, der auf die Wass«rstiefe einstellbar und/oder auf I an zu verlegenden Rohren, ist aber aus dem Stand der Grundberührung ansprechend ausgebildet ist und ggf. \ Technik kein Hinweis zu entnehmen. ein zusätzliches Verzögerungselement aufweist, um mit \ Durch die Erfindung ist es möglich, eine punktuelle Sicherheit eine Zündung erst dann hervorzurufen, wenn I Verankerung des auf dem Meeresboden liegenden Roh- eine Bewegung des Rohres 10 infolge der Verlegekräfte |; res zu erreichen. Je nach Bodenbeschaffenheit können 40 nicht mehr auftritt Ebenso kann auch ein vom Rohrle- \ unterschiedliche Ankertypen zum Einsatz kommen. Die ger 14 aus fernbedienbarer Zünder vorgesehen sein, der [ Befestigung der Verankerungseinheiten am zu verle- beispielsweise mittels der Hydrosonartechnik zündbar I genden Rohr kann durch einen Montageautomaten in ist Aus F i g. 2 ist erkennbar, wie ein allgemein mit 18 ! stufenlos varriierbaren Abständen erfolgen. bezeichneter Montageautomat am zu verlegenden j In der Zeichnung sind Ausfühirngsformen des Ver- 45 Rohr 10 angeordnet ist, wie die bügelartigen Teile 4 im j fahrens und der Vorrichtung nach der Erfindung dargc- Magazin vor dem Montageautomat 18 angeordnet sind j stellt. Es zeigt und wie die am Rohr montierten Verankerungseinhei-ί F i g. 1 eine Verankerungseinheit in schematischer, ten 2a aus dem Montageautomaten 18 heraustreten. 1 perspektivischer Darsi?Uung, Der Montageautomat besteht aus einem Rahmen 22, I F i g. 2 eine schematische, perspektivische Darstel- 50 der allseitig bis auf eine Austrittsöffnung 28 für am Rohr lung des Montageautompten sowie des Rohres, montierte Verankerungseinheiten 2a und eine Eintritts- \ F i g. 3 einen Schnitt durch den erfindungsgeinäßen öffnung 30 für die bügjlartigen Teilhälften 4 der Veran-Montageautomaten in Draufsicht ke*> jngseinheit 2 allseitig geschlossen ist Um ein Anseti F i g. 4 eine schematische Darstellung der Rohrverle- zen des Montageautomaten 18 am zu verlegenden Rohr ί gung von einem Rohrleger aus, 55 10 zu erleichtern, ist er geteilt ausgeführt uad kann mitf F i g. 5 eine schematische Darstellung einer anderen tels der Flansche 23 und der Verbindungsschrauben 32 \ Art der Rohrverlegung und zusammengeschraubt werden. Im Rahmen 22 sind Füh-F i g. 6 eine schematische Darstellung des Auftreffens rungen 26 in Form von entsprechend angeordneten > des Rohres auf dem Meeresgrund mit Darstellung des Winkeleisen für die am Rohr montierten Verankerungs-Bereichs, in dem die Verankerungseinheiten abgefeuert 60 einheiten 2a und für die in den Montageautomaten 18 werden. eingeführten, noch auseinanderklaffenden bügelartigen In F i g. 1 kann man erkennen, daß eine allgemein mit Teilhälften 4 vorgesehen, derart, daß sich jeweils zwei 2 bezeichnete Verankerungseinheit aus zwei Teilen 4 Teilhälften 4 auf eine am Rohr montierte Verankerungsbesteht, die bügelartig ausgebildet sind und im mit 2a einheit 2a abstützen.

bezeichneten montierten Zustand ein zu verlegendes 65 Quer zur Bewegungsrichtung des zu verlegenden

Rohr 10 umgreifen. Wenigstens eines der bügelartigen Rohres 10 sind außen am Rahmen 22 Hydraulik- oder

Teile 4 ist mit einem Abschußrohr 6 versehen, welchs Pneumatik-Arbeitszylinder 24 angeordnet, deren KoI-

z. B. gemäß der US-PS 31 54 042 ausgebildet ist. In benstangen 25 auf Druckbacken 20 wirken, deren Form

derjenigen der bügelartigen Teile 4 angepaßt ist und die in ihrer zurückgezogenen Stellung (F i g. 2) den Eintritt der bügelartigen Teilhälften 4 in die Verriegelungsstellung im Montageautomaten 18 gestatten und die danach mit Druckmedium beaufschlagt werden und die auseinanderklaffenden Teilhälften 4 so zusammenschieben, daß die Rastklinken 8 in die entsprechenden Rastöffnungen 9 einrasten und fest auf dem zu verlegenden Rohr 10 festgeklemmt werden. Wird nunmehr das zu verlegende Rohr 10 um einen bestimmten Abschnitt abgesenkt, so verläßt es mit der daran montierten Verankerungseinheit 2a den Montageautomaten 18 und nach dem Zurückziehen der Druckbacken 20 können zwei weitere bügelartige Teilhälften 4 in die Verriegelungsstellung vorrücken.

In F i g. 4 ist schematisch ein Teilstück des Rumpfes eines Rohrlegers 14 dargestellt, in dem ein Lager 15 für die Verankemngseinheiten 2 vorgesehen ist Von dort stelle zu schleppen, dort abzusenken und mit einem schon verlegten Rohrstück zu verbinden, sowie die Verankerungseinheiten gleichzeitig oder nacheinander zu zünden. Ebenso ist es möglich, bei Verlegung von einem Rohrleger 14 aus in einem fortlaufenden Rohrstrang 10 die Verankemngseinheiten 2 am Meeresgrund einzeln oder gruppenweise zu zünden, sobald sie einen vorgegebenen Sicherheitsabstand vom Aufsetzpunkt des Rohres auf dem Meeresgrund, wo keine Rohrbewegung

ίο infolge der Verlegekraft mehr eintritt, erreicht haben.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

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Reiten 2 über eine Zufuhreinrichtung 17 in ein Magazin 16, das dem Montageautomat 18 vorgelagert ist Immer wenn ein neues Teilstück des zu verlegenden Rohres 10 an Bord des Rohrlegers angeschweißt ist und ggf. mit einer Schutzummantelung versehen ist, kann ein entsprechendes Absenken des zu verlegenden Rohrstückes 10 erfolgen, so daß die am Rohr 10 montierten Verankerungseinheiten 2a aus dem Montageautomaten 18 austreten. Wie schon erwähnt kann der Abstand zwischen den am Rohr 10 montierten Verankerungseinheiten 2a entsprechend den Verhältnissen am Meeresgrund verändert werden, ebenso ist das Magazin 16 so eingerichtet, daß verschiedene Verankemngseinheiten 2 mit verschieden ausgebildeten, der Bodenbeschaffenheit angepaßten Schußankern 3 vorrätig gehalten werden können und je nach Bedarf mittels des Montageautomaten 18 am zu verlegenden Rohr 10 angebracht werden können.

In F i g. 5 ist ein anders ausgestalteter Rohrleger dargestellt, der einen ring- oder doppelzylindrischen Tauchkörper 14' aufweist sowie, darin gelagert ein Rohrlager und Montageraum 34 für das zu verlegende Rohr 10. Vom Rohrlager und Montageraum 34 wird eine Zufuhreinrichtung 17' mit Verankerungseinheiten 2 versorgt und einem Magazin 16 zugeführt das ebenso, wie in Fig.5. die Versorgung des Montageautomaten 4s 18 mit Verankemngseinheiten 2 gewährleistet

In F i g. 6 ist dargestellt wie ein zu verlegendes Rohr 10 auf den Meeresgrund abgesenkt wird. Im dargestellten Beispiel ist angenommen, daß oberhalb eines festen Grundes 36 mit einem vorher festgestellten Profil eine weiche Sedimentsci.icht 38 gelagert ist Mit 40 ist die Grenze bezeichnet zwischen dem Bereich, wo noch eine Rohrbewegung infolge der Verlegekraft zu erwarten ist und dem Bereich, wo eine solche Rohrbewegung mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen ist, d- h. dem Bereich, in dem die Schußanker 3 abgefeuert werden können. Im dargestellten Beispiel sind drei Schußanker 3 abgefeuert wobei die Ankerleine 5 entsprechend dem Profil des festen Meeresgrundes 38 verschieden lang ausgezogen sind und dann arretiert wurden.

Im dargestellten Beispiel wurden einzelne Rohrstükke am zu verlegenden Rohr 10 auf dem Rohrleger 14 bzw. 14' angeschweißt bzw. anderweitig befestigt; es ist jedoch auch möglich, die Rohre an Land oder an einer anderen geeigneten Stelle zu einer größeren Länge zusammenzuschweißen und mit der benötigten Anzahl Verankemngseinheiten 2 zu versehen, an die Verlege

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verankern von Rohren auf dem Grund eines Gewässes, insbesondere im tiefen Wasser, bei dem die Verankerung durch am Rohr mit Abstand voneinander zu befestigende Klammern erfolgt, die am Grund des Gewässers durch Anker gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß an den zu verlegenden Rohren (10) Verankerungseinheiten (2) mit Schußankern (3) und einer Treibladung befestigt und die Schußanker (3) bei Erreichen des Grundes in den Grund geschossen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Rohrstücke des Rohres (10) auf einem Rohrleger (14) zu einem fortlaufenden Rohrstrang zusammengesetzt, mittels einer Montagevorrichtung (18) mit Verankerungseinheiten (2) versehen und diejenige Verankerungseinheiten (2) nacheinander einzei» oder gruppenweise gezündet werden, die einen vorgegebenen Sicherheitsabstand vom Aufsetzpunkt des Rohres (10) auf dem Meeresgrund, sobald keine Rohrbewegung infolge der Verlegekraft mehr eintritt, erreicht haben.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Rohrstücke des Rohres (10) mit einer Anzahl Verankerungseinheiten (2) versehen abgesenkt, mit einem bereits abgesenkten Rohrende verbunden und danach die Treibladungen nacheinander oder zugleich gezündet werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß «lie Befestigung der Verankerungseinheiten (2) am Rohr (10) automatisch erfolgt

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verankerungseinheiten (2) für unterschiedliche Bodenbeschaffenheiten ausgebildet und entsprechend der Bodenbeschaffenheit am Verankerungspunkt am Rohr (10) angebracht werden.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einer mehrteiligen Verankerungseinheit, deren Teile das Rohr bügelartig umgreifen, dadurch gekennzeichnet, daß die Verankerungseinheit (2) aus zwei das Rohr umgreifenden bügelartigen Teilen (4) besteht, von denen mindestens das eine Teil (4) ein mit einer fernzündbaren Treibladung versehenes Abschußrohr (6) aufweist, in dem der in den Grund schießbare Schußanker (3) gelagert ist, der mit dem einen bügelartigen Teil (4) mittels einer ausziehbaren und arretierbaren Ankerleine (5) verbunden ist, wobei beide bügelartigen Teile (4) ineinandergreifende Rastklinken und Rastöffnungen (8,9) aufweisen, mittels derer sie das Rohr (10) umgreifen und aneinander zu befestigen sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen in der Achse des Abschußrohres (6) angeordneten, jeweils am bügelartigen Teil (4) befestigten, rückstoßmindernden Teller (12) mit größerem Durchmesser als das Abschußrohr (6).

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Teller (12) flachkegelartig ausgebildet ist mit entgegen zur Schußrichtung gerichteter Basis.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschußrohr (6) eine der Schußrichtung entgegengesetzt gerichtete Verlängerung aufweist die gegenüber dem Treibladungsraum mittels eines spreng- oder verschiebbaren Stopfens abgeschlossen und mit Wasser gefüllt ist

10. Vorrichtung nach Anspruch!), dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der Verlängerung größer ist als der Innendurchmesser des AbschuSrohres (6).

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis ίο 10, gekennzeichnet durch einen auf die Wassertiefe einstellbaren, einen auf Grundberührung ansprechenden oder einen vorzugsweise vom Rohrleger (14) aus fernbedienbaren Zünder, der vorzugsweise mit einem zusätzlichen Verzögerungselement in dem Zünder versehen ist

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, gekennzeichnet durch ein Lager (15) für Verankerungseinheiten (2) in dem Rohrleger (14) «nd eine Zufuhreinrichtung (17) vom Lager (15) zu einem Magazin (16) und von dort zu einer vorzugsweise als Automat ausgebildeten Montagevorrichtung (18).

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet daß die Montagevorrichtung (18) beiderseits des Rohres (10) am Ausgang des Magazins

(16) angeordnete, bewegbare Druckbacken (20) aufweist, deren Form derjenigen der beiden bügelartigen Teile (4) der Yerankerungseinheit (2) angepaßt ist und mittels derer diese Teile (4) quer zur Rohrachse gegeneinander anpreßbar sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckbacken (20) verschiebbar in einem das Rohr (10) umgreifenden, vorzugsweise teilbaren Rahmen (12) angeordnet sind und daß zugleich betätigbare Hydraulik- oder Pneumatik-Arbeitszylinder (24) zwischen dem Rahmen (22) und den Druckbacken vorgesehen sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (22) Führungen (26) für die bügelartigen Teile (4\ aufw-'ist.