DE2805417A1

DE2805417A1 - Acoustic scanning assembly verifying alignment of sea-bed pipelines - has transducers arrayed across pipeline with time division multiplexer

Info

Publication number: DE2805417A1
Application number: DE19782805417
Authority: DE
Inventors: Siegfried Govaers; Herbert Hirschle; Roland Dr Schotter
Original assignee: Dornier System GmbH
Current assignee: Dornier System GmbH
Priority date: 1978-02-09
Filing date: 1978-02-09
Publication date: 1979-08-16

Abstract

The supervision of cables and pipes, etc. on or below the seabed is carried out from a tug boat towing behind it a support on which scanning and measuring instrumentss such as acoustic transducers are carried. The towed support has an arrangement attached to the tug by >=2 cables, and aligned across the path being followed. The support is flexible and is bowed between its points of attachment to the tow lines, and it carries the instruments at fixed spacings over its length. Means are provided for the continuous supervision of pipelines, etc. along a course parallel to the pipeline, which work with a great width transversely to the line of the pipe, and which can be handled easily by a tug. Lateral displacement by the tidal and other currents as well as excavation beneath the pipes which impose severe stresses can be quickly detected at an early stage.

Description

Einrichtung zur Uberwachung von am oder in den MeeresbodenDevice for monitoring on or in the seabed

verlegten Kabeln, Rohren oder dergleichen Die Erfindung betrifft Einrichtungen zur Überwachung von am oder in den Meeresboden verlegten Kabeln, Rohren oder dergleichen, mit einer von einem Schleppfahrzeug nachgezogenen Schleppeinrichtung und mit von dieser getragenen Abtast- und Meßgeräten, beispielsweise Sonareinrichtungen.laid cables, pipes or the like. The invention relates to devices for monitoring cables, pipes or the like laid on or in the seabed, with a towing device pulled by a towing vehicle and with these carried scanning and measuring devices, for example sonar devices.

Beispielsweise Rohrleitungen, die am oder in den Meeresboden verlegt sind, insbesondere solche, die zum Transport von Erdöl oder anderer flüssiger oder gasförmiger Stoffe bestimmt sind, müssen in regelmässigen Abständen, neben anderen Überprüfungen, auch auf ihre korrekte Lage am oder im Meeresboden überwacht werden.For example, pipelines that are laid on or in the seabed are, especially those that are used to transport petroleum or other liquid or gaseous substances must be determined at regular intervals, among others Checks are also monitored for their correct position on or in the seabed.

Meeresströmungen können Veränderungen der Lage der Rohrleitungen bewirken, was zu unzulässigen Belastungen führen kann. Es besteht die Gefahr der Beschädigung bzw. Verlegung der Rohrleitungen durch ankernde Schiffe, Schleppnetze von Fischern oder andere am Meeresboden nachgeschleppte Geräte.Ocean currents can cause changes in the position of the pipelines, which can lead to impermissible loads. There is a risk of damage or laying of the pipelines by anchored ships, trawls from fishermen or other towed equipment on the seabed.

Sind Rohrleitungen in den Meeresboden eingespült oder in Gräben verlegt, können Auskolkungen auftreten, so daß sogenannte freie Längen entstehen und die ursprüngliche Auflage der Rohrleitungen kann sich an andere Stellen verlagern. Die Folge davon sind schädliche Belastungsänderungen am Rohrleitungssystem.Are pipelines washed into the seabed or laid in trenches, Scouring can occur, so that so-called free lengths arise and the original support of the pipelines can shift to other places. the This results in harmful changes in the load on the pipeline system.

Die beschriebenen Veränderungen müssen daher lückenlos erfasst und in ihrem Ausmaß festgestellt werden, um Rückschlüsse auf die Auswirkungen ziehen zu können.The changes described must therefore be fully recorded and to be determined to their extent in order to draw conclusions about the effects to be able to.

Es ist wünschenswert, auch den der Rohrleitung benachbarten Bereich des Meeresgrundes in die Uberwachung einzubeziehen, um durch die Feststellung von Spuren, z.B. von Schleppnetzen oder Ankern am Meeresgrund, auf mögliche Beschädigungen schließen zu können.It is desirable to include the area adjacent to the pipeline of the seabed to be involved in the monitoring by the detection of Traces, e.g. from trawls or anchors on the seabed, for possible damage to be able to close.

Es ist bekannt, für die Uberwachung von Rohrleitungen oder ähnlichem, das Profil des Meeresbodens abtastende und aufzeichnende, auf akustischer Basis arbeitende Geräte, wie Ultraschall-Ortungsanlagen,einzusetzen. Bekannt sind für die seitliche Abtastung sogenannte "side scan sonars" bzw. für die Abtastung von oben sogenannte "sub bottom profilers". Derartige Geräte-werden von einer, von einem Schleppschiff nachgezogenen Unterwasser-Schleppeinrichtung getragen. Der Einsatz von Meeresboden-Nachzeichnern (sub bottom profiler) bedingt jedoch das ständige Uberkreuzen der zu überwachenden Rohrleitung.It is known for the monitoring of pipelines or the like, scanning and recording the profile of the seabed on an acoustic basis to use working devices, such as ultrasonic location systems. Are known for the lateral scanning so-called "side scan sonars" or for the scanning of so called "sub bottom profilers" above. Such devices are made by one, by one Towed underwater towing device carried. The use of seabed tracers (sub bottom profiler), however, requires constant Cross the pipeline to be monitored.

Bei einem dafür zu fahrenden mäanderförmigen Kurs wird daher nur eine punktweise Erfassung der Rohrleitung bewirkt, wobei die einander benachbarten Uberkreuzungen durch die Vorwärtsbewegung des Schleppfahrzeuges mit seiner Schleppeinrichtung einige Seemeilen Abstand voneinander aufweisen. Gegenüber den Meeresbodennachformern (sub bottom profilers), erfordern die Seitenabtasteinrichtungen (side scan sonars) einen Schleppers parallel zu der zu überwachenden Rohrleitung.With a meandering course to be driven for this, only one causes point-wise detection of the pipeline, with each other neighboring Crossings due to the forward movement of the towing vehicle with its towing device be a few nautical miles apart. Compared to the seabed replicas (sub bottom profilers), require the side scan sonars a tractor parallel to the pipeline to be monitored.

Freie Längen von Rohrleitungen müssen in jedem Fall kontinuierlich überwacht, d. h. vermessen werden. Zu diesem Zweck werden gegenwärtig Tauchboote eingesetzt. Diese Art der Überwachung erfordert hohe Personal- und Gerätekosten.Free lengths of pipelines must in any case be continuous monitored, d. H. be measured. For this purpose, diving boats are currently being used used. This type of monitoring requires high personnel and equipment costs.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Einrichtungen zur Uberwachung zu schaffen, die eine kontinuierliche, ununterbrochene Uberwachung von Rohrleitungen oder dergleichen bei einem Kurs parallel zur Rohrleitung ermöglicht, die mit einer großen Breite quer zu den Rohrleitungen arbeitet und die auf einfache Weise von den Schleppfahrzeugen aufgenommen werden kann.The object of the present invention is to provide devices for monitoring to provide continuous, uninterrupted monitoring of pipelines or the like in a course parallel to the pipeline that allows with a large width across the pipelines and which works easily from can be added to the towing vehicles.

Erfindungsgemäß ist die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß die Schleppeinrichtung einen zwischen mindestens zwei mit dem Schleppfahrzeug verbundenen Schlepporgangen quer zur Fahrtrichtung ausgespannten, biegsamen bzw. quer zu seiner Längserstreckung flexiblen Träger aufweist, wobei der Träger in seiner Längsrichtung quer oder im wesentlichen quer zur Schlepprichtung angeordnet ist und in bestimmten seitlichen festen Abständen die Meßgeräte (Sonarmeßgeräte) aufnimmt. Eine solche Schleppeinrichtung kann auch von kleineren Schleppfahrzeugen trotz der vorgesehenen großen Längserstreckung mit etwa 50 m leicht aufgenommen, zu Wasser gelassen und nachgeschleppt werden. Die angegebenen Breiten sind mit starren Trägerteilen fUr die Sonarmeßgeräte nicht realisierbar. Um zu einer ausreichend deutlichen Ortung der Lage der Rohrleitungen gelangen zu können, muss von dieser Mindestbreite von 50 m ausgegangen werden, so daß durch die sich durch Laufzeitunterschiede ergebenden ungleichen Signale eine deutlich erkennbar charakteristische, parabelähnliche Aufzeichnung erzielt wird.According to the invention, the object is achieved in that the Towing device one between at least two connected to the towing vehicle Towing corridors stretched out transversely to the direction of travel, flexible or transversely to his Has longitudinal extension flexible carrier, the carrier in its longitudinal direction is arranged transversely or substantially transversely to the towing direction and in certain lateral fixed distances the measuring devices (sonar measuring devices) records. Such a towing device can also be used by smaller towing vehicles despite the envisaged large longitudinal extension with about 50 m easily recorded, in the water left and dragged along. The specified widths are with rigid support parts not feasible for the sonar measuring devices. To get a sufficiently clear location the location of the pipelines must be of this minimum width of 50 m can be assumed, so that due to the differences in transit time unequal signals a clearly recognizable characteristic, parabola-like recording is achieved.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung dargestellt, das nachfolgend beschrieben ist.In the drawing, an embodiment according to the invention is shown, which is described below.

Fig. 1 zeigt in schematisierter Draufsicht die Uberwachungsanlage in Verbindung mit dem schleppenden Fahrzeug und einer die Meßgeräte tragenden Unterwasserschleppeinrichtung, Fig. 2 zeigt eine teilweise Vorderansicht gemäß Fig. 1.1 shows the monitoring system in a schematic plan view in connection with the towing vehicle and an underwater towing device carrying the measuring devices, FIG. 2 shows a partial front view according to FIG. 1.

Fig. 3a, 3b, 3c zeigen Aufzeichnungsergebnisse auf einem Aufzeichnungsträger, und zwar Aufzeichnungen mehrerer Meßgerätearten.3a, 3b, 3c show recording results on a recording medium, namely, multiple types of meter records.

In Fig. 1 und 2 ist mit 1 das an der Wasseroberfläche W operierende 0 Schleppfahrzeug, mit 2 die Unterwasserschleppeinrichtung und mit 3 die Sonareinrichtung bezeichnet.In FIGS. 1 and 2, 1 is the one operating on the water surface W 0 tow vehicle, with 2 the underwater towing device and with 3 the sonar device designated.

An Bord des Schleppfahrzeuges 1 sind hier zwei getrennt arbeitende Winden 4 bzw. 5 angeordnet, die zum Abspulen bzw. Aufspulen der Kurrleinen 6 bzw. 7 dienen. An den freien Enden der Kurrleinen 6 bzw. 7 ist je das eine Ende eines Geräteträgers 10 befestigt, der hier in Form eines Stahlseiles ausgeführt ist. In der Art wie bei einem pelagischen Schleppnetz, sind an den Kurrleinenenden sogenannte Scherbretter 12 bzw. 13 angebracht, die je eine nach außen gerichtete Anstellung in Bezug auf die Bewegungsrichtung des Schleppfahrzeuges 1 aufweisen und dadurch den Geräteträger 10 während des Schleppvorganges in ausgespannter Lage halten. Am Geräteträger 10 sind zu beiden Seiten in Abständen, in stromlinienförmigen Verkleidungen 20 Schallwandler 22 (Transducer) untergebracht. In der senkrechten LängsmiStelebene ist am Geräteträger 10 ferner eine weitere stromlinienförmige Verkleidung 28 für die Aufnahme eines nach dem Multiplex-Verfahren arbeitenden Gerätes 24 zwischen den Schallwandlern 22 befestigt. Jeder der Schallwandler 22 ist getrennt von den übrigen Wandlern je über einen getrennten Verbindungsleiter (nicht dargestellt) an das nach dem Multiplex-Verfahren arbeitenden Gerät 24 angeschlossen. Das Gerät 24 selbst ist mit Aufzeichnungsgeräten, wie Echolotschreibern und Kursschreibern (nicht dargestellt) an Bord des Schleppfahrzeuges 1 über ein Mehrleitkabel 29 in Verbindung. Das Mehrleitkabel 29 ist über eine eigene Winde 30 an Bord des Schleppfahrzeuges 1 in seiner Ausfahrlänge veränderlich. Den äußeren Abschluß auf beiden Seiten des Geräteträ.gers 10 bildet ein Schallwandler 32 bzw. 33, und zwar ein sogenanntes "Side Scan Sonar", das ebenfalls je in einer strömungsgunstigen Verkleidung 35 bzw. 36 untergebracht ist, wobei diese Verkleidung über kurze am Geräteträger 10 befestigte Zugseile 37 bzw.On board the towing vehicle 1 there are two working separately Winding 4 and 5 arranged, the for unwinding or winding the Curls 6 and 7 are used. At the free ends of the traction lines 6 and 7 there is one end a device carrier 10 attached, which is executed here in the form of a steel cable is. Much like a pelagic trawl, are at the ends of the mooring lines so-called otter boards 12 and 13 attached, each one facing outwards Have employment in relation to the direction of movement of the towing vehicle 1 and thereby the equipment rack 10 in the extended position during the towing process keep. On the equipment rack 10 are on both sides at intervals, in streamlined Housings housed 20 sound transducers 22 (transducers). In the vertical In addition, a further streamlined cladding is on the device carrier 10 in the longitudinal mid-plane 28 for receiving a device 24 operating according to the multiplex method between the transducers 22 attached. Each of the transducers 22 is separate from the other converters each via a separate connecting conductor (not shown) connected to the device 24 operating according to the multiplex method. The device 24 itself is equipped with recording devices such as echo sounders and course recorders (not shown) on board the towing vehicle 1 via a multi-conductor cable 29 in Link. The multi-conductor cable 29 is on board the towing vehicle via its own winch 30 1 variable in its extension length. The outer finish on both sides of the Geräteträ.gers 10 forms a sound transducer 32 or 33, namely a so-called "Side Scan Sonar", which is also in a aerodynamically favorable casing 35 resp. 36 is housed, this Covering over short on the equipment carrier 10 attached pull ropes 37 resp.

38 nachgeschleppt wird. Die Schallwandler 22 bzw. 32 und 33 besitzen ferner hier nicht dargestellte Stabilisierungsfiossen, durch die eine zum Schleppkurs parallele Lage eingehalten werden kann. Ferner sind die Schallwandler durch die Verkleidungen auftriebsneutral getragen.38 is towed. The transducers 22 or 32 and 33 have also stabilization rivers, not shown here, through which one to the towing course parallel position can be maintained. Furthermore, the transducers are through the Fairings worn without buoyancy.

Für das gezeigte Ausführungsbeispiel kann an Bord des Schleppfahrzeuges 1 eine automatisch arbeitende Kurssteuerung bekannter Bauart vorgesehen sein, mit deren Hilfe eine genaue Einhaltung des Schiffskurses in Verbindung mit einer Abtastung der Rohrleitungstrasse durch Echolot erreicht wird.For the embodiment shown, on board the tow vehicle 1 an automatically operating course control of known type can be provided with the help of which an exact adherence to the ship's course in connection with a scan the pipeline route is reached by echo sounder.

In Fig. 3a bis 3c ist die Aufzeichnung der durch die Schallwandler 22 bzw. 32 und 33 gewonnenen Signale in Verbindung mit der Aufzeichnung des Schiffskurses auf einen Aufzeichnungsträger 40 dargestellt.In Fig. 3a to 3c the recording is made by the transducers 22 or 32 and 33 obtained signals in connection with the recording of the ship's course shown on a recording medium 40.

Der Schiffskurs ist dabei, wie aus Fig. 3a ersichtlich, mit 45 und die zu überwachende Rohrleitung mit 42 bezeichnet, wobei die Rohrleitung 42 hier unter der Meeresbodenoberfläche Mb liegt. Ferner ist in Fig. 3b die durch die Schallwandler 22 charakteristische hyperbelförmige Aufzeichnung 45 gezeigt, die über Schreiber bekannter Ausführung aus den Echolotsignalen gewonnen wird und Rückschlüsse auf die Lage der zu überwachenden Rohrleitung 42 zuläßt. In der Fig. ist die ebenfalls durch die Signale der Schallwandler 22 erhaltene Aufzeichnung 46 zu erkennen, die das Bodenecho darstellt und in Verbindung mit der Aufzeichnung 45 über die Lage der Rohrleitung Aufschluß gibt.The ship's course is, as can be seen from Fig. 3a, with 45 and the pipeline to be monitored is designated by 42, the pipeline 42 here is below the seabed surface Mb. Furthermore, in Fig. 3b is the sound transducer 22 characteristic hyperbolic record 45 shown above scribe known design is obtained from the echo sounder signals and draw conclusions the position of the pipeline to be monitored 42 allows. In the figure it is also to recognize the recording 46 obtained by the signals of the sound transducers 22, the represents the ground echo and in connection with the record 45 on the position the pipeline provides information.

Schließlich ist in Fig. 3c die Aufzeichnung 47 zu erkennen, die aus den Signalen der Schallwandler 36, 37 (side scan sonars) erhalten werden.Finally, the recording 47 can be seen in FIG. 3c, which consists of the signals of the transducers 36, 37 (side scan sonars) can be obtained.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

Claims: C Device for monitoring on or in the Seabed laid cables, pipes or the like, with one of a towing vehicle towed towing device and with scanning and measuring devices carried by this, for example sonar devices, characterized in that the towing device (2) one between at least two towing members connected to the towing vehicle (1) (6 or 7) stretched transversely to the direction of travel, flexible or transversely to its longitudinal extent has flexible carrier (10), the carrier (10) transversely in its longitudinal direction or is arranged essentially transversely to the towing device (2) and in certain lateral, fixed distances the measuring devices (22; 24; 32, 33) receives.

2. Device according to claim 1, characterized in that the measuring devices (22;, 24 ;, 32, 33) on the flexible support (10) streamlined panels (23) with stabilizing fins for the automatic alignment in the towing direction.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the flexible measuring device carrier (10) with his on him with a lateral distance distributed measuring devices (22) transversely to the towing direction on at least one Width (b) that is approximately the minimum maintainable course error (approximately 50 m) of the towing vehicle (1).

4. Device according to claim 1 to 3, characterized in that the measuring devices (22; 24; 32, 33) with their panels (23; 35, 36) in relation to have the buoyancy neutral behavior.

5. Device according to claim 1 to 4, characterized in that the measuring devices (22) provided with alignment to the seabed (w0) the entire width of the measuring device carrier (10) are arranged evenly distributed.

6. Device according to claim l to 5, characterized in that centrally between an equal number of measuring devices (22; 32, 33) on the device carrier (io) one that works according to the time division multiplex and each has a separate control line to the measuring devices (22; 32, 33) connected device (24) is provided.

7. Device according to claim 1 to 6, characterized in that in each of the outer areas of the device carrier (io) there is at least one side scanning device (32, 33) (Sonar) aligned with the vertical median plane of the towing device and is arranged against the seabed.

8. Device according to claim 1 to 7, characterized in that the flexible equipment carrier (10) during the towing process through in the area of his Ends arranged, per se known otter boards (12, 13) in a predetermined, stretched Location is held.