DE2912781C3

DE2912781C3 - Vorrichtung zum Unterstützen von am Meeresboden verlegten Rohren im Bereich von Meeresbodenvertiefungen und Verfahren zum Anbringen dieser Vorrichtung

Info

Publication number: DE2912781C3
Application number: DE2912781A
Authority: DE
Inventors: Ambrogio S.Donato Milano Scodino
Original assignee: Saipem SpA
Current assignee: Saipem SpA
Priority date: 1978-07-28
Filing date: 1979-03-30
Publication date: 1981-10-29
Also published as: IT1097789B; DK145165C; JPS5520976A; US4265566A; AR223483A1; IE790742L; AU4484679A; AU522881B2; BE875104A; CA1103468A; NO149255C; IE48019B1; DE2912781B2; NO790915L; NO149255B; DK145165B; BR7903846A; NZ189828A; FR2432127B1; PT69401A

Description

— daß die Vorrichtung mit am unteren Ende des Pfahls angeordnetem Schlitten abgesenkt wird mittels eines Seils, das über die auf dem Magazinschiff angeordnete Winde für konstante Seilspannung betätigt wird, bis die Schneidwerkzeugspitze sich nahe dem Meeresboden befindet,

— daß die Vorrichtung mittels des Gelenkarmes eines Unterwasserfahrzeugs derart positioniert wird, daß der waagerechte Arm der Bedienungseinheit senkrecht zum zu unterstützenden Rohr verläuft,

— daß die Vorrichtung mit dem Pfahl dem Rohr genähert wird,

— daß der Schlitten längs des Pfahls angehoben wird, indem die für konstante Seilspannung vorgesehene Winde in der Bedienungseinheit betätigt wird, bis das Rohr in Anlage an die Innenfläche des Tragsitzes kommt,

— daß der Sitz mit dem Rohr über eine Verriegelungseinrichtung verklemmt wird,

— daß der Sitz angehoben wird, bis die vorbcrech-

nete konstante Spannung der Winde erreicht ist, daß die Vorrichtung durch Betätigung der auf dem Magazinschiff angeordneten Winde abgesenkt wird, bis die Schneidwerkzeugspitze den Meeresboden berührt, wobei gleichzeitig mit dem Absenken des Pfahls der das Rohr tragende Schlitten mittels der Winde der Bedienungseinheit angehoben wird, so daß die vorberechnete Spannung im den Schlitten tragenden Seil konstant bleibt,

daß die Pumpe betätigt wird, um den Bohrversatz zu entfernen und das am unteren Ende der Trageinheit vorgesehene Schneidwerkzeug anzutreiben, daß sich in den Meeresboden bis zum Eindringen des Pfahls in der vorbestimmten Länge einbohrt, wobei das Schneidwerkzeug nur mit dem von der Winde des Magazinschiffs zugelassenen Gewicht belastet ist, wodurch gleichzeitig ein Ausgleich für Änderungen infolge plötzlicher Bewegungen des Magazinschiffs geschaffen ist,

daß der Gelenkarm des Unterwasserfahrzeugs von der Vorrichtung gelöst wird,
daß die von der Winde des Magazinschiffs jufgebrachte Spannung allmählich abgebaut wird, so daß sich die Vorrichtung mit ihrem gesamten Gewicht auf dem Meeresboden abstützt,

daß das Seil der auf der Bedienungseinheit angeordneten Winde nach dem Beseitigen der Spannung vom Schlitten gelöst wird,
daß die Klemmeinrichtung entfernt wird, die den Pfahl mit der Betriebseinheit verbindet und
daß die Bedienungseinheit mittels der Winde des Magazinschiffs hochgeholt wird, so daß sie zum Anbringen weiterer in den Meeresboden einzutreibender Pfähle wiederverwendet werden kann.

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung der im

ίϊ Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen und als bekannt vorausgesetzten Art.

Weist der Meeresboden felsige Spalten, Wellen oder Furchen auf, so fehlt es an einer im wesentlichen ebenen Basis zum Verlegen von Unterwasser-Rohrleitungen. Es

v> ist dann notwendig, Zwischenstützen vorzusehen, damit das Rohr nicht frei über den Vertiefungen des Meeresbodens hin und die zulässigen Biegebeanspruchungen nicht überschritten werden, da anderenfalls Rohrbrüche zu befürchten sind.

■>5 Soweit bisher Stützen für den vorgenannten Zweck eingesetzt werden, sind diese entweder sperrig und schwer, so daß kostspielige komplizierte Einrichtungen zum Anbringen der Stützen erforderlich werden, oder aber die Stützen lassen sich nicht sicher auf einem

fco felsigen Meeresboden befestigen. In diesem Zusammenhang ist zu berücksichtigen, daß ein einfaches Auflegen der Stützen auf dem Meeresboden nicht ausreicht, um die Rohrleitung ausreichend zu stabilisieren, weil die Rohrleitungen Meeresströmungen und anderen Kräften ausgesetzt sind, die auf ein Kippen oder Auslenken der Rohrleitung gerichtet sind. Ein weiteres Problem besteht darin, daß die zum Anbringen der Stützen benötigten Einrichtungen, die für die Unterstützung

selbst nicht benötigt werden, aus wirtschaftlichen Erwägungen heraus nach Möglichkeit nicht am Meeresboden verbleiben seilen, also wieder verwendet werden sollen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Vorrichtungen der im Oberbegriff des Patentanspruches angegebenen Art insoweit zu verbessern, daß die Rohre zuverlässig verlegt sind, ohne daß Biegespannungen auftreten, die zu einem Rohrbruch führen können, und daß durch die Einwirkung von Meeresströmungen oder aus andere« Gründen keine Bewegung, insbesondere Kipp- oder Auslenkbewegung der Rohre entsteht, was eine Gefahr für den ordnungsgemäßen Zustand der Rohrleitung bedeuten würde, wobei die Vorrichtung einfach, leicht und wirtschaftlich sein soll und von einem Magazinschiff auf den Meeresgrund herabgelassen werden kann, und zwar in einem einfachen und wirtschaftlichen Verfahren.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei der Erfindung die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches angegebenen Gestaltungsmerkmale vorgesehen, wobei im Anspruch 2 ein vorteilhaftes Verfahren zum Herstellen der Erfindung beansprucht wird, das teilweise Überschneidungen mit dem Stand der Technik aufweist.

Die Entwicklung der Erfindung ausgehend von dem zu verbessernden Stand der Technik über die noch zu lösende, auf diesen Stand der Technik spezifizierte Aufgabe mit dem im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches angegebenen Lösungsmitteln war nicht ohne weiteres und ohne erfinderische Überlegungen möglich, weil zu dieser Entwicklung beim Stand der Technik keine entsprechenden technischen Hinweise zu erkennen sind. Insoweit bei der Entwicklung der Erfindung Überschneidungen mit dem Stand der Technik gemäß den US-PSen 13 32 384 und 29 81 074, gemäß der CH-PS 3 78 612, gemäß der GB-PS 11 93 340, gemäß der DE-PS 9 24 117 und gemäß der Zeitschrift »Erdöl und Kohle, Erdgas, Petrochemie«, 18. Jahrgang, Juni 1965, Nr. 6, Seiten 429—432, bestehen, hat der jeweilige Stand der Technik nicht ohne weiteres auf die Erfindung hinführen können, weil die entsprechenden Überschneidungsmerkmale bei dem jeweiligen Stand der Technik in jeder Beziehung in ganz anderem technischem Zusammenhang bekanntgeworden sind.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung läßt sich der Unterstützungspfahl fest im Meeresboden verankern, indem dazu mit Hilfe des Schneidwerkzeugs ein entsprechendes Loch gebohrt wird. Die dazu benötigten Antriebsteile sind in der Bedienungseinheit angeordnet, die nach dem Anbringen des Pfahls von der Trageinheit gelöst und zur Meeresoberfläche zurückgebracht sowie wiederverwendet werden kann, was eine wirtschaftliche Arbeitsweise bedeutet. Die des weiteren vorgesehenen Merkmale bzw. Maßnahmen gewährleisten ohne übermäßigen Aufwand und hei einfacher Handhabung ein sicheres Erfassen des Rohrs unbeschadet örtlich unterschiedlicher Verhältnisse, wobei auch während des Anbringens der Unterstützung übermäßige Beanspruchungen und unerwünschte Verlagerungen von Teilen der Vorrichtung vermieden werden. Insbesondere bleibt die Zugspannung im Seil der an der Bedienungseinheit angeordneten Winde, die den Schlitten mit dem Rohr trägt, konstant und unabhängig von der Spannung der Winde auf dem Magazinschiff. Dabei ist von Bedeutung, daß bei herabsinkendem Pfahl der das Rohr tragende Schlitten um ein<ä der Absinktiefe äquivalente Höhe angehoben wird. Somit führt die Erfindung zu einer sicheren, RohrbrÜche vermeidenden Unterstützung des

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Rohres in fixierter Anordnung auf bzw. über dem Meeresboden.

Die Merkmale der Erfindung und deren technische Vorteile ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit d=m Anspruch und der Zeichnung. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht die an der Winde des Magazinschiffs aufgehängte Vorrichtung, die aus der Bedienungseinheit und der Trageinheit zusammengesetzt ist, wobei sich die Schneidwerkzeugspitze des Pfahls nahe dem Meeresboden befindet und das Rohr noch nicht am Schlitten angeordnet ist;

F i g. 2 die Vorrichtung nach F i g. 1, wobei jedoch die Schneidwerkzeugspitze auf dem Meeresboden aufliegt und das Rohr bereits am Schlitten angeordnet ist, auf den die konstante Spannung der an der Bedienungseinheit angeordneten Winde einwirkt,

F i g. 3 in Seitenansicht und mit einer Schnittdarstellung im unteren Teil die Vorrichtung, nachdem das Schneidwerkzeug in den Boden eingedrungen ist und der Arm des das Rohr unterstützenden Schlittens nahezu das untere Ende des Arms der Bedienungseinheit gereicht hat,

Fig.4 in einer einer Vorderansicht mit geschniuenem unterem Teil die Trageinheit nach der Fixierung am Meeresboden und beim Unterstützen eines stark geneigten Rohrs sowie nach dem Hochholen der Bedienungseinheit zum Magazinschiff.

In den Figuren sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.

Die Vorrichtung 1 ist aus der Bedienungseinheit 2 und der Trageinheit 3 zum Unterstützen des Rohrs 13 zusammengesetzt, das mit starker Neigung über dem Meeresboden 26 angeordnet sein kann. Die Bedienungseinheit 2 ist an ihrem oberen Ende über Lagerachsen 4 und einen Tragring 5 an einem Spezialseil 8 aufgehängt, das sowohl der Stromzuführung wie der Übertragung von Steuersignalen vom Magazinschiff zu den Solenoidventilen der elektro-hydraulischen Einrichtung dient, die auf der Bedienungseinheit und der Trageinheit angeordnet, aber nicht dargestellt ist.

Ein dieser Übertragung dienendes Kabel zweigt vom Seil 8 ab und ist mit der Trageinheit 3 über eine Steckdose 9 verbunden. Die Bedienungseinheit 2 trägt die für eine konstante Seilspannung vorgesehene Winde 10, die mttels des Spezialseils 11 für die Übertragung von Zugkräften und für elektrische Übertragungen mit dem senkrecht verschiebbaren Schlitten 14 über eine Kupplungseinrichtung 12 verbunden ist, die durch einen innerhalb der Kammer 35 angeordneten hydraulischen Kraftspeicher betätigt wird. Ferner ist an der Unterseite der Bedienungseinheit 2 ein Einführhals 32 angeordnet, der mit einer Klemmeinrichtung 6 zum Befestigen des Pfahls 7 an der Bedienungseinheit 2 versehen ist, und zwar in der in F i g. 4 gezeigten Bohrung 33, wobei die Klemmeinrichtung 6 durch einen hydraulischen Zylinder betätigt wird, der in der Bedienungseinheit 2 angeordnet, aber nicht dargestellt ist.

Der Schlitten 14 ist hohl ausgeführt und umschließt den Pfahl 7, der mit zwei seitlich gezahnten Führungsschienen 24 versehen ist, längs denen der Schlitten 14 beim Ziehen über das Seil 11 in senkrechter Richtung gleiten kann, wozu der Schlitten mit zwei seitlichen Lagerstücken 15 versehen ist. Der Schlitten 14 wird durch die Kammsr 35 mit der nicht dargestellten hydraulischen Einrichtung vervollständigt, die der Betätigung des Sperrteils 20 zum Verriegeln des Rohrs 13 am Rohrsitz 18, der mittels zweier Achsen 17 jede

gewünschte Neigung gegenüber dem vom Schlitten 14 vorragenden Arm 16 annehmen kann, wie es in Fig.4 dargestellt ist. Der Sitz 18 ist an seinem inneren Abschnitt, der mit dem Rohr 13 in Berührung kommt, mit einer Schicht 19 versehen, die aus einem Material mit einem hohen Reibungskoeffizienten besteht, die mit dem Sperrteil 2S.i zusammenwirkt, um das Rohr am Pfahl 7 zu verriegeln. Am oberen Ende der beiden Lagerstücke 15, welche die beiden gezahnten Führungsschienen 24 aufnehmen, sind zwei mit Gegengewichten versehene Sperrstücke 25 angeordnet, die durch Eingreifen in die gezahnten Führungsschienen ein Herabgleiten des Schlittens 14 längs des Pfahls 7 verhindern. Die Bedienungseinheit 2 ist ferner mit einem Arm 21 versehen, der sich in gleicher Richtung und im gleichen Sinn wie der Arm des Schlittens 14 erstreckt, und dessen freies Ende mit einem Seil 22 versehen ist, das an einem Schwimmer 23 hängt, um auf diese Weise ein Einhaken des Arms 21 durch den Gelenkarm des nicht dargestellten Unterwasserfahrzeugs zu erleichtern.

Wie in Fig. 3 dargestellt, trägt der Pfahl 7 mittels einer Ringnut 28 einen perforierten Ring 34, der am unteren Ende der Stange 27 des Schneidwerkzeugs 38 befestigt ist. Die Stange 27 ist an ihrem oberen Ende über eine Kupplung mit der Welle eines elektrischen

τ oder hydraulischen Motors verbunden, der in der Bedienungseinheit 2 angeordnet aber nicht dargestellt ist und dem Schneidwerkzeug die notwendige Drehbewegung erteilt, damit die Schneidwerkzeugspitze im Meeresboden 26 eine Bohrung ausbildet, in die der Pfahl

in 7 eingesetzt wird.

Die Bedienungseinheit 2 weist ferner eine nicht dargestellte Einrichtung zum Entfernen des Bohrversatzes auf, die eine Pumpe umfaßt, die Spülwasser unter Druck nach unten in den Zwischenraum 30 zwischen der

r> Stange 27 und der Innenwand des Pfahls 7 einleitet, worauf das Spülwasser durch die öffnungen im Ring 34 strömt und längs des Zwischenraums 31 zwischen der Außenwand des Pfahls 7 und der Bohrungswand aufsteigt, wodurch um den Pfahl 7 herum der

?(i Bohrversatz 37 abgelagert wird, selbst wenn es sich um aus Fels gebildetem Bohrversatz handelt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Unterstützen von am Meeresboden verlegten Rohren im Bereich von Meeresbodenvertiefungen, dadurch gekennzeichnet, daß eine wiederverwendbare Bedienungseinheit (2) und eine am Meeresboden verbleibende Trageinheit (3) zum Unterstützen des Rohrs (13) vorgesehen sind, die von einem Magazinschiff aus lösbar miteinander verbunden sind, daß die Trageinheit (3) einen hohlen Pfahl (7) und einen längs dem Pfahl (7) verschiebbaren und fixierbaren Schlitten (14) aufweist, der mit einem neigbaren Rohrsitz (18) zur Aufnahme und Verriegelung des zu unterstützenden Rohrs (13) versehen ist, daß innerhalb des Pfahls (7) eine Stange (27) angeordnet ist, deren unteres, aus dem Pfahl (7) vorragendes Ende ein Schneidwerkzeug (38) von etwas größerem Durchmesser als der Pfahl (7) trägt, der über ein Halsstück (32) mit einer Klemmeinrichtung (6) lösbar mit der Bedienungseinheit (2) verbunden ist, daß das obere Ende der mit dem Schneidwerkzeug (38) versehenen Stange (27) mit einem elektrischen Motor innerhalb der Bedienungseinheit (2) gekuppelt ist, und daß der längs dem Pfahl (7) verschiebbare Schlitten (14) über ein Seil (11) an einer Winde für konstante Zugspannung aufgehängt ist, die auf der Bedienungseinheit (2) angeordnet ist, wobei die Bedienungseinheit (2) über ein Seil (8), das um eine für konstante Seilspannung vorgesehene Winde herumgeführt ist, an dem Magazinschiff aufhängbar ist, das mit den Steuereinrichtungen für die in der Bedienungseinheit (2) angeordneten und über ein Kabel angeschlossenen Betätigungsaggregate versehen ist, und daß die Bedienungseinheit (2) einen waagerechten Arm (21) aufweist, der in dieselbe Richtung weist wie der den Rohrsitz (18) tragende Schlittenarm (16) und an dessen freiem Ende ein an einem Schwimmer (23) aufgehängtes Seil (22) befestigt ist, welches das Einhaken der Bedienungseinheit (2) durch den Gelenkarm eines Unterwasserfahrzeugs erleichtert, das vom Meeresboden aus die vom Magazinschiff durchgeführten Arbeilsschritte leitet.

2. Verfahren zum Anbringen der Vorrichtung gemäß Anspruch 1 auf dem Meeresboden, dadurch gekennzeichnet,