DE2916942A1

DE2916942A1 - Verfahren und vorrichtung zum verlegen von rohrleitungsstraengen auf dem meeresboden

Info

Publication number: DE2916942A1
Application number: DE19792916942
Authority: DE
Inventors: John H Cha; Stanley T Uyeda
Original assignee: Santa Fe International Corp
Current assignee: Santa Fe International Corp
Priority date: 1978-05-24
Filing date: 1979-04-26
Publication date: 1979-11-29
Also published as: AU533914B2; GB1599865A; NO791709L; CA1220637A; AU4557179A

Description

Die Erfindung betrifft eine auf- und abbaubare Trommel- oder Rollenvorri chtiing, insbesondere zur Installation und Verwendung auf Versorgungsbooten, Bohrschiffen und anderen Wasserfahrzeugen, vorzugsweise mit Eigenantrieb, die genügend Decksfläche zur Aufnahme der Kombination der konstruktiven Baueinheiten der Rohrlege-Rollenvorrichtung besitzen. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Verlegen von Rohrleitungssträngen auf dem Meeresboden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dabei insbesondere so auf der Decksoberfläche eines geeigneten Trägerfahrzeugs, speziell mit Eigenantrieb, beispielsweise eines Versorgungsboots, montiert, daß dieses zum Verlegen von Rohrleitungen zu und von Küstengewässer-Bohrinseln oder -plattformen und/oder Speichertanks und/oder Anlegestellen und/oder Unterwasser-Bohrlochabschlußeinheiten herangezogen werden kann.

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Da eine solche Vorrichtung bereits mit Erfolg auf einem Versorgungsfahrzeug montiert worden ist, wird im folgenden verschiedentlich auf ein Versorgungsboot als geeignetes Trägerfahrzeug Bezug genommen.

Die in der Küstengewässer-ölbohrindustrie auch als "Schlepper/-Versorgungsfahrzeuge" bezeichneten Boote dieser Art kennzeichnen sich durch einen im wesentlichen flachen, durchgehenden Decks-Frachtraum zwischen den Aufbauten und dem Heck. Solche Boote werden in erster Linie für die Beförderung von Versorgungsgütern, Ausrüstungen und Personal zwischen einer Küstenbasis und einer Küstengewässer-Bohrinsel benutzt. Derartige Versorgungsboote besitzen im allgemeinen die im folgenden angegebenen Abmessungen und Tragfähigkeiten:

Länge Etwa 51,85 - 68,6 m

Bruttoregistertonnen 450 - 1300 t

Durchgehende Decksladefläche zwischen Aufbauten und Heck 207 - 432 m²

Decksbelastbarkeit zwischen Aufbauten und
Heck 300 - 700 t

Versorgungsboote der angegebenen Art sind in den Katalogen der folgenden beispielhaften Lieferanten für solche Wasserfahrzeuge beschrieben:

1) Smit-Lloyd: 16-seitiger Katalog 1977, "Anywhere,

Anytime, Anyhow", mit Abbildung des Versorgungsboots "Smit-Lloyd 104" auf dem Titel

2) Maersk: 12-seitiger Katalog 1973, Maersk Supply

Service/A.P. Moeller"; beschreibt drei Versorgungsboottypen

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3) Offshore Supply Association,

Ltd. (OSA) 8-seitiger Katalog 1976,

"Actions Speak Louder Than Words"; Beschriftung auf hinterem Titelblatt: "Printed in West Germany, November 1976".

Die erfindungsgemäße Rohrlege-Rollenvorrichtung eignet sich außerdem auch für ein sog. "Bohrschiff", d.h. ein Wasserfahrzeug mit Eigenantrieb, das einen Bohrturm oder ein Bohrgerüst trägt. Der Bohrturm kann sich dabei auf der Mittellinie befinden, wobei die Bohrarbeiten durch einen Schacht im Zentrum des Schiffs hindurch erfolgen. Bei einer anderen Konstruktion ist der Bohrturm oder ein Bohrgerüst über die Seite des Schiffs auskragend angeordnet. Beispiele für Bohrschiffe finden sich in R.J. Howe, "The Evolution of Offshore Mobile Drilling Units", Ocean Industry, 1966. Bohrschiffe beider Typen, die genügend Freideckfläche für die Montage der Bauteile der erfindungsgemäßen Rohrlegevorrichtung besitzen, können vorteilhaft zur kombinierten Durchführung mehrerer Küstengewässerarbeiten eingesetzt werden. Insbesondere kann nach der Niederführung der Bohrung zu einer öllagerstätte mit demselben Bohrschiff eine Rohrleitung zwischen dem Unterwasser-Bohrlochabschluß und einer Sammelstelle, etwa einem Speichertank, verlegt werden.

Dje Technik der Verlegung von Unterwasser-Rohrleitungen für Strömungsmittel wurde in den Jahren nach 1940 in England zuerst angewandt. Im Sommer 1944 wurden elektrisch zusammengeschweißte Stahlrohre mit einem Nenn-Bohrungsdurchmesser von 76 mm (3") um schwimmende Trommeln herumgewickelt. Das eine Ende des Rohrs wurde dabei mit einem Abschluß- oder Endpunkt verbunden, und das Rohr wurde von der Trommel abgespult, während diese übex" den Ärmelkanal geschleppt wurde. Auf diese Weise wurden Rohrleitungsverbindungen zwischen Kraftstoff-

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depots in England und VerteHerstellen auf dem europäischen Festland zur Unterstützung und Versorgung der alliierten Invasionstruppen in Europa hergestellt. (Vgl. J. S. Blair, "Operation Pluto: The Hamel Steel Pipelines", Transactions of the Institute of Welding, Feburar 1946).

Der allgemeine Grundgedanke der Rohrverlegung von Rollen oder Trommeln aus ist auch in der GB-PS 601 103 offenbart, die vorschlägt, Rohrstücke im Herstellerwerk miteinander zu verbinden und auf eine auf einem Lastkahn oder Schiff montierte Trommel aufzuspulen. Der beladene Lastkahn (Leichter) sollte dann zur vorgesehenen Stelle auf See geschleppt oder gefahren werden, und das Rohr sollte von der Trommel abgespult werden, indem das eine Ende des Rohrs festgelegt und das Wasserfahrzeug vom Festlegungspunkt hinweg geschleppt wird.

Während sich die in der GB-PS 601 103 beschriebenen und während der "Operation Pluto" tatsächlich angewandten Techniken für die vorgesehenen Zwecke in Kriegszeiten eigneten, fand bis nach dem 2. Weltkrieg keine weitere Entwicklungsarbeit oder industrielle bzw. kommerzielle Anwendung der Techniken für das Verlegen von Rohrleitungen von Rollen oder Trommeln in Küstengewässern statt. Nach einer Pause von etwa 15 Jahren wurden die Forschungen auf dem Gebiet der Rohrleitungsverlegung von Rollen aus erneut aufgenommen und z.B. von der Firma Gurtler, Hebert & Co., Inc., New Orleans, Louisiana/V.St.A., fortgeführt. Bis 1961 hatte diese Firma diese Rohrverlegungstechnik in solchem Maß weitei^entwickelt, daß sie zu einem industriell brauchbaren und zweckmäßigen Verfahren zum Verlegen von Rohrleitungen für die Küstengewässer-Erdölindustrie wurde, das mit den herkömmlichen Rohrverlegungsverfahren (stovepiping technique) wettbewerbsfähig war. Der erste einsatzfähige Rohrlegerollen-Leichter (ü-303) wurde von der Firma Aquatic Contractors and Engineers, Inc., einer Tochterfirma der oben

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genannten Firma_/im Jahre 1961 gebaut. Dieses Wasserfahrzeug verwendete eine große Rolle mit lotrecht stehender Achse, die mit waagerecht liegenden Flanschen dauerhaft am Wasserfahrzeug montiert war (sog. "Horizontalrolle"). Zum Aufspulen der Rohrleitung auf die Rolle und zum Begradigen der Rohrleitung beim Abspulen wurde eine kombinierte Begradigungs-Spulmäschine verwendet. Die U-303 wurde erstmals im September 1961 im Golf von Mexiko vor der Küste von Louisiana für die industrielle Verlegung von Rohrleitungen eingesetzt, wobei mit ihrer Hilfe in den Jahren nach 1960 erfolgreich mehrere 100.000 m Rohrleitung mit Durchmessern bis zu etwa 150 mm verlegt wurden. Dieses Rohrlegeschiff ist beispielsweise in den US-PS'en 3 237 438 und 3 372 461 beschrieben.

Die derzeit im Golf von Mexiko in Einsatz befindliche Nachfolgerin der U-303, nämlich die "Chickasaw", benutzt ebenfalls eine große, dauerhaft montierte, horizontale Rolle, die somit nicht ohne weiteres von einem Trägerfahrzeug auf ein anderes umsetzbar ist. Verschiedene Merkmale dieses Wasserfahrzeugs finden sich in den folgenden US-PS'en: 3 630 461, 3 641 778, 3 680 432, 3 712 100.

Für die übliche Rohrleitungsverlegung von Rollen oder Trommeln aus sind neben der eigentliche Rolle bestimmte Rohrleitungs-Handhabungsausrüstungen erforderlich. Ein wesentlicher Ausrüstungsteil ist dabei ein Begradigungsmechanismus. Dieser kann die Form einer Reihe von Rollen oder Führungen oder sonstigen Elementen besitzen, welche auf die Rohrleitung eine ausreichend große Gegenbiegungskraft ausüben, um jegliche Restkrümmung der Rohrleitung zu beseitigen, so daß diese nach dem Abspulen im wesentlichen gerade auf dem Meeresboden zu liegen kommt. Bei den vorher beschriebenen frühesten Geräten waren keine derartigen Rohrkonditioniervorrichtungen vorgesehen.

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Die US-PS 3 982 402 beschreibt eine Vorrichtung zum Verlegen einer Rohrleitung von einer Vertikalrolle aus, bei welcher die Rohrkonditionier- bzw. Vorbereitungsvorrichtung schwenkbar ist, um den Abhebewinkel der Rohrleitung relativ zur Horizontalen (z.B. relativ zum Deck eines Schiffs) als Funktion der Wassertiefe, in welcher die Rohrleitung verlegt werden soll, einzustellen. Diese Konstruktion bietet besondere Vorteile insbesondere bei Anwendung der Rohrlegevorrichtung auf ein selbstfahrendes Schiff, wie dasjenige gemäß der Erfindung, das zu verschiedenen Einsatzstellen zu fahren vermag und unterschiedlichen Anforderungen bezüglich Rohrgröße und/oder Verlegungstiefe genügen muß.

Die Konstruktion der Rolle sowie der gesamten Vorrichtung gemäß der Erfindung wurde erstens durch den Bedarf für ein vollständig in sich abgeschlossenes Vertikalrollen-Rohrlegesystem, das einfach und wirtschaftlich von einem Trägerfahrzeug auf ein anderes umsetzbar ist, und zweitens durch die Notwendigkeit für Versorgungsboote, die derzeit als die hauptsächlichen Trägerfahrzeuge ins Auge gefaßt werden, diktiert.

Die bisherigen Vertikalrollensysteme besaßen einen vergleichsweise hochliegenden Schwerpunkt. Bei Einsatz dieser bisherigen System auf einem Versorgungsboot konnte sich dessen Schwerpunkt bis zu einem Punkt erhöhen, an welchem die Stabilitätsgrenzen des Boots überschritten wurden.

Der Schwerpunkt einer Rolle oder Trommel fällt praktisch mit deren Drehachse zusammen. Je größer also der Rollendurchmesser an den Flanschen ist, um so höher liegt der Schwerpunkt der Rolle. Der kleinste Nabendurchmesser ist andererseits vom größten Durchmesser der aufzuspulenden Rohrleitung abhängig und umgekehrt. Eine Rolle oder Trommel für die Aufnahme von 150 mm-Rohr muß folglich einen größeren Nabenradius besitzen

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als eine Rolle, auf die eine Rohrleitung mit einem maximalen Durchmesser von 100 mm aufgespult werden soll.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit Rolle bzw. Trommel, Begradigungsvorrichtung, Rohrleitungsführung und zugeordneten Traganordnungen wurde mit dem Ziel der Erreichung eines niedrigen Schwerpunkts bei größ_jtmöglicher Rohrlänge, die zur Gewährleistung größerer Wirtschaftlichkeit aufgespult werden kann, entwickelt.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung einer umsetzbaren Rohrlege-Rollenvorrichtung zum Verlegen ununterbrochener Rohrleitungen auf dem Meeresboden.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der vorstehend definierten Art erfindungsgemäß gelöst durch eine auf dem Deck des Versorgungsboots angeordnete, einen Rohrstrang tragende Rolle oder Trommel mit einem Nabendurchmesser zum Aufspulen von Rohrsträngen mit einem Außendurchmesser von bis zu 150 mm (6") ohne Überschreitung der API-ünrundheitsgrenzen, durch eine die Rolle an Deck drehbar tragende Trageinrichtung, so daß die Achse der Rolle im wesentlichen quer zur Längsachse des Boots liegt, durch eine am Deck montierte Einrichtung zum Antreiben der Rolle in einer ersten Richtung gegen den Bootsbug zum Aufspulen des Rohrstrangs auf die Rolle und zur Ausübung einer zweckmäßigen Bremskraft auf die Rolle beim Abspulen des Rohrstrangs von dieser in einer zweiten Richtung zum und über das Bootsheck, um den abgespulten Rohrstrang unter einer gewünschten Zugspannung zu halten, durch eine in Richtung auf das Heck hinter der Rolle am Deck montierte Begradiger-Traganordnung, durch eine bewegbar auf dieser Traganordnung montierte Rohrstrang-Begradiger- bzw. -Richteinrichtung, durch in der Begradiger-Traganordnung untergebrachte Begradiger-Antriebseinrichtungen zum Antreiben der Richteinrichtung im wesentlichen parallel zur Drehachse der Rolle

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bzw. Trommel zur begradigten Führung (level wind) des Rohrstrangs beim Aufspulen auf die Rolle in Richtung auf den Bootsbug und zur praktisch vollständigen Begradigung des Rohrstrangs beim Abspulen desselben zum und über das Bootsheck und durch eine in Richtung auf das Heck hinter der Begradiger-Traganordnung angeordnete Rohrstrang-Führungseinrichtung, die im wesentlichen parallel zur Drehachse der Rolle quer über das Bootsheck verfahrbar ist, um den Rohrstrang beim Abspulen über das Bootsheck in das Wasser zu führen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Verlegen einer ununterbrochenen oder fortlaufenden Rohrleitung auf dem Meeresboden von einem Versorgungsboot oder ähnlichem Trägerfahrzeug aus weist also eine das Rohr aufnehmende Rolle oder Spule auf, vorzugsweise mit einem so großen Nabendurchmesser, daß eine Rohrleitung mit einem Außendurchmesser von etwa 150 mm (6") ohne Überschreitung der API-Begrenzungen für Unrundheitsgrad aufgespult werden kann. Diese Rolle ist auf dem Deck des Versorgungsboots so montiert, daß ihre Drehachse praktisch quer zur Längsachse des Versorgungsboots liegt. Mit Hilfe von Antriebseinrichtungen ist die Rolle zum Aufspulen der Rohrleitung auf die Rolle und zur Ausübung einer vorteilhaften Bremswirkung auf die Rolle beim Abspulen der Rohrleitung von ihr in einer ersten Richtung gegen den Bug des Versorgungsboots drehbar, während sie zum Abspulen in einer zweiten Richtung drehbar ist, in welcher die Rohrleitung über das Heck des Boots abgespult und dabei unter der gewünschten Zugspannung gehalten wird. Eine Begradiger-Traganordnung trägt Rohrbegradigungseinrichtungen an einer in Richtung auf das Heck hinter der Rolle gelegenen Stelle des Schiffsdecks. In der Traganordnung sind entsprechende Antriebseinrichtungen angeordnet, welche die Begradigungseinrichtungen praktisch parallel zur Drehachse der Rolle antreiben, um das in Richtung auf den Booisbug aufgespulte Rohr

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anzuheben bzw. zu nivellieren und die Rohrleitung beim Abspulen von der Rolle im wesentlichen zu begradigen. Schließlich sind hinter der genannten Traganordnung auf dem Deck des Trägerfahrzeugs Rohrführungen angeordnet, die praktisch parallel zur Drehachse der Trommel quer über das Deck bewegbar sind, um die Rohrleitung nach dem Abspulen imd Begradigen über das Heck des Versorgungsboots ins Wasser zu führen.

Die Erfindung sieht auch die Schaffung eines Verfahrens zum Verlegen einer praktisch ununterbrochenen Rohrleitung auf dem Meeresboden von einem Trägerfahrzeug aus vor, auf welchem die vorher beschriebenen Bauteile montiert sind, wobei bei diesem Verfahren im wesentlichen die Rolle oder Trommel in einer Richtung zum Abspulen der Rohrleitung gedreht und dabei eine im wesentlichen konstante dynamische Bremskraft auf die Rolle ausgeübt wird, um die Rohrleitung beim Abspulen unter einer Zugspannung zu halten. Dieses Verfahren ist, genauer gesagt, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle oder Trommel beim Verlegen des Rohrstrangs in einer diesen abspulenden Richtung in Drehung versetzt wird, daß der Rohrstrang nach dem Abspulen durch die Richteinrichtung geführt wird, in welcher er einer ausreichend grossen Biegekraft unterworfen wird, um ihn im wesentlichen zu begradigen, daß der Rohrstrang anschließend vor seinem Eintritt in das Wasser durch die Rohrstrang-Führungseinrichtung geleitet wird, daß die Richteinrichtung und die Rohrstrang-Führungseinrichtung praktisch parallel zur Drehachse der Rolle oder Trommel quer über das Deck des Versorgungsboots bewegt werden, um die Rohrstrang-Bewegungsbahn durch beide Einrichtungen praktisch in Ausrichtung auf den Abspulpunkt des Rohrstrangs von der Rolle oder Trommel zu halten, und daß eine im wesentlichen konstante dynamische Bremskraft auf die Rolle oder Trommel ausgeübt wird, um den Rohrstrang beim Abspulen unter einer Zugspannung zu halten.

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Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines typischen Trägerfahr-

zeugs, etwa eines Versorgungsboots, auf welchem eine Rohrlege-Trommelvorrichtung gemäß der Erfindung montiert ist,

Fig. 2 eine Aufsicht auf den Ladedeckbereich des Versorgungsboots gemäß Fig. 1, auf welchem die erfindungsgemäße Vorrichtung montiert ist,

Fig. 3A eine Aufsicht auf den Rollenträger,

Fig. 3B eine Seitenansicht (in Vorwärtsrichtung gesehen) des Rollenträgers,

Fig. 3C eine Seitenansicht des Rollenträgers, von der Steuerbordseite her gesehen,

Fig. 4A eine Seitenansicht der Rolle bzw. Trommel, von der
Steuerbordseite her gesehen,

Fig. 4B einen Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 4A,

Fig. 5A eine Seitenansicht (in Vorwärtsrichtung gesehen) der Begradigeranordnung mit dem Begradigungsmechanismus, dem Wagen und der Tragplattform,

Fig. 5B eine Seitenansicht der Begradxgeranordnung, von der
Steuerbordseite her gesehen,

Fig. 5C eine Aufsicht auf die Begradxgeranordnung,

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Fig. 6A eine Seitenansicht (in Vorwärtsrichtung gesehen) der an der Begradigeranordnung montierten laufenden Arbeitsplattform,

Fig. 6B eine Seitenansicht der Arbeitsplattform, von der Steuerbordseite her gesehen,

Fig. 6C eine Aufsicht auf die Arbeitsplattform,

Fig. 7A eine Seitenansicht (nach achtern gesehen) der Rohrführungsanordnung ,

Fig. 7B eine Seitenansicht der Führungsanordnung, von der Steuerbordseite her gesehen,

Fig. 7C eine Aufsicht auf die Führungsanordnung,

Fig. 8 eine Aufsicht auf den Gestänge- bzw. Verbindungsmechanismus für Begradiger- und Rohrführungsanordnung und

Fig. 9 eine schematische Darstellung des Antriebssystems für die Rolle sowie Richtwindet: und Begradiger.

Die Fig. 3 bis 7 entstammen Konstruktionsplänen und sind im wesentlichen maßstabsgerecht gezeichnet. In diesen Figuren sind die einzelnen Bauteile oder Elemente jeweils praktisch in denselben Proportionen dargestellt.

Allgemeine Anordnung (Fig. 1 bis 2)

Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines typischen Versorgungsboots, auf welchem die umsetzbare Rohrlege-Rollenvorrichtung gemäß der Erfindung montiert ist. Ein solches Versorgungsboot besitzt einen Rumpf 10, Aubauten 12 und eine im wesent-

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lichen flache/ hindernisfreie Ladedecksfläche 14, Der Vorderteil des Versorgungsboots (d.h. vorderhalb der Position FR-45) trägt die Aufbauten 12 und besitzt vergleichsweise hohes Freibord. Dieser Vorderteil besitzt typischerweise nur wenig oder gar keine Ladedecksfläche, vielmehr enthält er typischerweise die Mannschafts- und Passagierräume.

Der Heckteil des Versorgungsboots (d.h. von Position FR-45 bis zum Heck des Schiffs) enthält eine im wesentlichen flache, hindernisfreie Decksfläche, die mit niedrigem Freibord ausgelegt ist. Typische Decksladungen solcher Versorgungsboote sind sperrige Ausrüstungsgeräte und Versorgungsgüter für Küstengewässer-Bohrinseln, z.B. Rohre, Bohrschlammstoffe usw. üblicherweise sind derartige Versorgungsboote mit einer grossen Heckrolle 16 ausgerüstet, die das Ablassen und Einholen von großen Ankern (beispielsweise als Teil des Verankerungssystems von halbtauchfähigen Bohrplattformen) vom Ladedeck 14 aus erleichtern.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus drei Hauptteilen: Einer Rolle mit zugeordneter Trag- und Halterungsanordnung 20, einer Richtwinde/Rohrbegradiger-Anordnung mit zugeordneter Traganordnung 40 zum flachen Aufspulen (level winding) der Rohrleitung auf die Rolle und zum Richten bzw. Begradigen der Rohrleitung beim Abspulen von der Rolle, sowie einer allgemein mit 60 bezeichneten Rohrführungsanordnung mit zugeordneter Traganordnung, welche die Rohrleitung nach ihrem Austritt aus der Begradigeranordnung in das Wasser führt.

Die Rollen- bzw. Trommelanordnung 20 umfaßt eine Rolle 202 mit einer Nabe 204, die einen Radius R, besitzt, und zwei Endflanschen 206. Die Nabe 204 und die Flansche 206 werden von einer zentralen Welle oder Achse 208 getragen, welche die Drehachse der Rolle darstellt. Die Enden der Achse 208 sitzen in Lagern 210, und die ganze Anordnung ist über Streben 214,

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216 auf einer Rahmenkufe 212 gelagert. Die Rahmenkufe 212 trägt außerdem einen oder mehrere, bei der dargestellten Ausführungsform drei Rollen-Antriebsmotoren 218, 220 und 222. Die die Rolle 202 tragende Rahmenkufe 212 ist am Ladedeck 14 eines Versorgungsboots befestigt.

Die Begradigeranordnung 40 ist hinter der Rollenanordnung 20 auf dem Ladedeck 14 montiert. Diese Anordnung umfaßt einen Basisteil 410, der vorteilhaft die Antriebssysteme für die gesamte Rohrlegevorrichtung aufnimmt. Ein Begradiger-Schlitten bzw. -Wagen 450 ist auf der Oberseite der Basis 410 praktisch parallel zur Drehachse der Rolle bewegbar. Ein auf dem Wagen 450 schwenkbar montierter Rieht- bzw. Begradigungsmechanismus 4 60 ist mit drei Rollen zur Beseitigung der Krümmung versehen, welche die Rohrleitung beim Aufspulen · auf die Rolle 202 erhält. Am Wagen 450 ist eine Arbeitsplattform 4 08 mit ihm mitbewegbar montiert. Diese Plattform 408 ist heckseitig am Wagen 450 angebracht, so daß die aus der Begradigungs- bzw. Richtvorrichtung austretende Rohrleitung entsprechenden Arbeitsvorgängen (z.B. Schweißen, Beschichten usw.) unterzogen werden kann.

Die hinter der Begradigungsanordnung auf dem Deck montierte Rohrführungsanordnung 60 besteht aus einer Gruppe von Rollen, die an einem verfahrbaren Schlitten oder Wagen 602 montiert sind, der seinerseits auf Führungen oder Schienen praktisch parallel zur Drehachse der Rolle quer über das Heck des Versorgungsboobs verfahrbar ist.

In spezieller Avis führungs form sind der Begradiger 460 und der Wagen 4 50 mechanisch mit dem Rohrführungs-Schlitten 602 gekoppelt. Infolgedessen können die beiden betreffenden Anordnungen zwangsläufig gemeinsam angetrieben werden, so daß sie praktisch in gegenseitiger Ausrichtung und in Ausrichtung auf den Rohrleitungs-Einlauf- und -Auslaufpunkt an der Rolle verbleiben.

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Gemäß Fig. 1 und 2 wird ein Rohrstrang P von der Rolle 202 abgezogen und sodann durch die Begradigeranordnung 40 und vor dem Ablassen ins Wasser durch die Rohrführungsanordnung 60 geführt.

Die Einzelheiten und die Arbeitsweise der verschiedenen Ausrüstungsteile sind nachstehend noch näher erläutert. Die Richtwinde/Begradiger-Anordnung 40 ist im folgenden häufig einfach als Begradiger oder Begradigeranordnung bezeichnet, obgleich sie selbstverständlich beide Funktionen, nämlich die Führung des RohrStrangs auf die Rolle und die Begradigung des Rohrstrangs, erfüllt.

Rolle und Traganordnung 20 (Fig. 3 und 4)

Die Rollen-Traganordnung 23 ist in den Fig. 3A bis 3C näher veranschaulicht. Sie umfaßt einen rechteckigen Grundrahmen 230 mit Seitenteilen 231, Endteilen 232 und dazwischen befindlichen Streben 233.

Die Rollenlager 210 sitzen auf Lagerplatten 234, die ihrerseits auf den oberen Enden von Tragteilen 214, 216, 235, 236 angeordnet sind. Die Tragteile 214 gehen von jeweils einer Ecke des Grundrahmens 230 aufwärts zur Unterseite der Platten 234 unter einem Winkel von etwa 45° +15° und vorzugsweise 45° gegenüber der Lotrechten ab, wie dies beispielsweise für den Tragteil 214a veranschaulicht ist, der sich von der Verbindungsstelle zwischen den Elementen 231b, 232a zurUnterseite der Platte 234 erstreckt. Die Tragteile 216 erstrecken sich unter demselben Winkel von der betreffenden Ecke des Grundrahmens 230 aufwärts zur Unterseite der Lagerplatte 234. Beispielsweise erstreckt sich der Tragteil 216a von der Verbindungsstelle zwischen den Elementen 232a und 231a zur Unterseite der Lagerplatte 234a. Eine Projektion der Tragteile 214, und 232 in der Ebene des Grundrahmens 230 beschreibt vorzugs-

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weise ein gleichseitiges Dreieck mit einem spitzen Winkel zwischen den Schenkel 214 und 216 von etwa 90°. Die Tragteile 235 und 236 erstrecken sich von der Lagerplatte 234 in entgegengesetzten Richtungen zu den Rahmenteilen 231b bzw. 231a in der Weise, daß Projektionen der Tragteile 235a und 236a in der Ebene des Grundrahmens 230 ungefähr parallel zu den Endteilen 232 liegen.

Die Rollen-Traganordnung 23 trägt auch die einzelnen Rollen-Antriebsmotoren. Bei der dargestellten Ausführungsform wird die Rolle bzw. Trommel 202 durch eine Gruppe von drei Motoren 218, 220 und 222 angetrieben. Die Motoren 220 und 222 sitzen auf Motortragplatten 237 bzw. 238, die gemäß Fig. 3C auf übliche Weise unmittelbar am Grundrahmen 230 befestigt sind. Die Motor-Tragplatte 239 ist dagegen gemäß den Fig. 3A bis 3C beispielsweise mittels eines Rohrrahmens gegenüber dem Grundrahmen 230 höher gelegt. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Antriebsmotoren sämtlich auf derselben Seite, d.h. auf der Steuerbordseite der Rollen-Traganordnung angeordnet. Die Motoren können aber auch auf der Backbordseite oder in verschiedenen Anordnungen auf beiden Seiten der Traganordnung vorgesehei. sein.

Die in den Fig. 4A und 4B veranschaulichte Rolle bzw. Trommel 202 umfaßt eine Nabe 204 mit einem Radius R, sowie zwei Enflansche 206b mit jeweils einem Radius R_f. In bevorzugter Ausführungsform besteht die Achse aus einem axialen Rohr 251, welches dLe Rolle vollständig durchsetzt und über die Flansche 206a, 206b hinaus vorsteht. In die beiden Endabschnitte des Rohrs 251 sind zwei axial gegenüberstehende Wellen- bzw. Achsenelemente 252a, 252b eingesetzt, die mit maschinell bearbeiteten Endstücken in Lagern 210 sitzen. Das Rohr 251 und die Wellenelemente 252a, 252b bilden somit gemeinsam eine Welle bzw. Achse 208.

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An der Innenfläche der Nabe 204 sind koaxial zur Achse mehrere kreisförmige Versteifungselernente bzw. -ringe 253 angeordnet, die vorzugsweise auf etwa gleiche Abstände voneinander verteilt sind. An der Unter- bzw. Innenseite der Nabe 204 verlaufen im rechten Winkel zu den Versteifungs— elementen 253 mehrere Längsversteifungselemente 254 und 255, von denen die Versteifungselemente 254 zwischen benachbarten Radialrippen bzw. -ringen 253 an der Innenfläche der Nabe 204 angeordnet sind, während die Versteifungselemente 255 Eckstücke darstellen, die mit den Ringen 253, den Flanschen 206 und dem axialen Rohr 251 verschweißt sind. Aufgrund dieser Innenkonstruktion ergibt sich unter der Beplankung der Nabe 204 eine sogenannte Wabenkonstruktion. Diese verleiht der Rolle der Trommel eine große mechanische Festigkeit, die bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sehr vorteilhaft ist. Die längs^j/erlaufenden Stabilisier- bzw. Versteifungselemente 254, 255 verteilen die Belastung mehrerer Rohrstranglagen gleichmäßig auf die Rolle. Aufgrund dieser Elemente kann die Rolle oder Trommel große Gegenzugkräfte aufnehmen, die unter bestimmten Bedingungen, beispielsweise beim Hochholen des Rohrstrangs vom Meeresboden, auftreten können.

Die Flansche 206 sind unter einem Winkel γ gegenüber einer senkrecht zur Rollenachse verlaufenden Ebene nach außen abgeschrägt. Mindestens einer dieser Flansche bildet einen Teil des RoIlenantriebssystems. Bei der dargestellten Ausführungsform ist am Steuerbord-Flansch 206a eine kreisförmige Außenplatte 256 nebst einer kreisförmigen Innenplatte 257 angeschweißt. In beiden Platten 256 und 257 sind zahlreiche durchgehende Bohrungen vorgesehen, wobei auf in die diese Bohrungen eingesetzten und beispielsweise mit Hilfe von Splinten oder dgl. befestigten Achsen Rpllenelemente 258 sitzen. Die auf gleichmäßige Abstände um den Umfang des Flansches 206a herum verteilten Rollen 258 vermögen mit (den Zähnen von) Zahnrädern an den Rollen-Antriebsmotoren zu kämmen.

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Die Flansche 206 sind in durch eine Anzahl von radialen Rippen 259 gebildet, die jeweils vom axialen Rohr 251 zu den in Radialrichtung äußeren Enden der Flanschen 206 verlaufen und die vorzugsweise in gleichen Abständen um das Rohr 251 herum angeordnet sind. Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform beträgt der Winkelabstand zwischen benachbarten Rippen etwa 22,5°. Vorzugsweise auf gleichem Radius wie die Nabe 204 ist ein umfangsmäßiges Verstärkungselement 260 vorgesehen. Die Innenflächen der Flansche sind vorzugsweise zwischen ihren Enden und der Nabenoberfläche mit Platten beplankt, um eine durchgehende Unterstützungsfläche für die Endwindungen des Rohrstrangs zu bieten.

In der Nabe 204 sind vorzugsweise an.einem der Flansche 206 eine oder mehrere Öffnungen 261 vorgesehen, die zur Aufnähme eines Kniestücks 262 mit einer der Größe bzw. dem Durchmesser des aufzuspulenden Rohrstrangs angepaßten Größe dienen. Falls nur eine Öffnung oder Bohrung vorgesehen ist, sollte diese einen Durchmesser besitzen, der etwas größer ist als der größte Durchmesser des aufzuspulenden Rohrstrangs. Wahlweise kann in der Nabe der Rolle oder Trommel für jede aufzuspulende Rohrgröße je eine Bohrung vorgesehen sein, deren Durchmesser etwas größer ist als derjenige des aufzunehmenden Rohrstrangs .

Der Radi\is der Rolle bzw. ihrer Nabe sollte so groß sein, daß zumindest Rohre mit einem Nenn-Durchmesser von 100 mm (4") und vorzugsweise mindestens 150 mm (6") aufgespult werden können, ohne daß die vom American Petroleum Institute (API) festgelegten Grenzen für höchstzulässige Unrundheit überschritten werden. Die derzeitigen API-Vorschriften verlangen, daß für öl- oder gasführende Unterwasserrohrleitungen ein Unrundheitsgrad von 2 % nicht überschritten werden darf. Dies bedeutet, daß der Unterschied zwischen zwei

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senkrecht zueinander stehenden Durchmessern an einer vorgegebenen Stelle nicht größer sein darf als 2 %.

Richtwinde/Begradiger-Anordnung und Trageinrichtungen (Fig. 5A bis 5C)

Die Rohrstrang-Begradigungs- bzw. -Richtvorrichtung 40 umfaßt eine Tragplattform 410, einen bewegbaren Schlitten oder Wagen 450, der auf der Plattform 410 verfahrbar ist, und einen auf dem Wagen 450 montierten und mit ihm mitbewegbaren Begradiger 460, d.h. eine Richtvorrichtung.

Die Tragplattform 410 besteht im wesentlichen aus einer geschlossenen, kastenförmigen Konstruktion mit lotrechten Seitenwänden 412 und lotrechten End- bzw. Stirnwänden 414. Diese Seiten- und Stirnwände bestehen aus Platten, von denen einige angeschweißt und andere am Plattformrahmen angeschraubt sind. Die angeschraubten Platten können zur Ermöglichung eines Zugangs zum Inneren der Tragplattform 410 abgenommen werden.

Der Außenrahmen der Tragplattform 410 besitzt eine im wesentlichen umgekehrt trapezförmige Konfiguration, bei welcher die oberen Rahmenelemente 416 länger sind als die parallel dazu verlaufenden unteren Rahmenelemente 418. Die quer verlaufenden oberen Rahmenelemente 416 bestehen aus einer vorzugsweise C-förmigen Schiene, die zur Führung des Wagens 450 und somit der Richtvorrichtung 460 über die Oberseite der Tragplattform 410 dienen. An Back- und Steuerbordseite angeordnete, einander entsprechende obere und untere Endrahmenelemente 417 und 419 dienen zur Verbindung der äußeren Rahmenelemente 416 und 418.

Ungefähr in der Mitte zwischen oberen und unteren Rahmenelementen 416b bzw. 418b ist ein Führungselement bzw. eine Schiene 420 angeordnet, die an ihren Enden von abgewinkelten Rahmen-

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elementen 422b und 424b getragen wird, die sich ihrerseits zwischen den Enden von oberen und unteren (hinteren) Rahmenelementen 416b und 418b erstrecken. Entsprechend abgewinkelte Rahmene leinen te 422a und 424a verlaufen zwischen den Enden von oberen und unteren (vorderen) Rahmenelementen 416a und 418a. Die mit dem Wagen 450 verbundene Arbeitsplattform 408 ist mittels der Schiene 420 längs der Tragplattform 410 führbar.

Die mittlere Schiene 420 besteht vorzugsweise aus mehreren Einzelteilen solcher Abmessungen, daß sie jeweils an den betreffenden angeschweißten oder angeschraubten Platten verschraubt sind. Infolgedessen können die angeschraubten Platten mit dem ihnen zugeordneten Teil der mittleren Führungsschiene abgebaut werden. Bei angebauten Platten bildet die Gesamtanordnung eine einzige Führungs- bzw. Leitschiene 420.

Eine Bedienungsplattform 423 und ein Bedienungspult 423a befinden sich vorzugsweise an der Steuerbord- und/oder Backbordverlängerung der Plattform 410, wobei diese Verlängerungen den Bereich einschließen, in welchem sich die oberen Rahmenelemente 416 über die unteren Rahmenelemente 418 hinaus erstrecken. Die Bedienungsstation enthält die Systemsteuerungen für die auf noch näher zu erläuternde Weise erfolgende Betätigung der Rolle bzw. Trommel und des Begradigungsmechanismus.

Alle hydraulischen und elektrischen Energieversorgungen für den Betrieb der erfindungsgemäßen Rohrlegevorrichtung befinden sich im Inneren der Plattform 410 der Begradigeranordnung. Durch diese Anordnung wird die ümsetzbarkeit der gesamten Anlage weiter verbessert, weil diese Anlage von den Energieversorgungssystemen des Trägerfahrzeugs praktisch unabhängig ist. An Bord des Trägerfahrzeugs ist die Hydraulikdruckversorgung innerhalb der Plattform 410 auf übliche Weise

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über Leitungen mit den Trommel-Antriebsmotoren 218 bis 222 verbunden.

Ein Motor 425, vorzugsweise ein Hydraulikmotor, ist auf einem Motorträger 426 beispielsweise auf der Steuerbord-Verlängerung der Tragplattform 410 montiert. Auf einer Welle 427 des Motors 425 sitzen zwei Kettenräder 428. Zwei Zwischenkettenräder 429 sind auf einer Welle 430 angeordnet, die sich an der backbordseitigen Verlängerung der Tragplattform befindet. Die Wellen 427 und 430 sind in Stehlagern 431 an benachbarten paralleln Lagerträgern 432 gelagert. Ketten 433, beispielsweise zweizöllige Rollenketten, sind dabei über die beiden zugeordneten Kettenräder 428 und 429 geführt und mit ihren Enden mit dem Begradiger-Wagen 450 verbunden. Bei durch den Motor 425 in Drehung versetzter Welle 427 mit Kettenrad 428 wird mittelsfder Kette 433 der Wagen 450 geradlinig über die Oberseite der Tragplattform 410 verfahren.

An entscheidenden Punkten an der Oberseite der Tragplattform 410 sind mehrere Heißbeschläge 441 angeordnet, von denen vorzugsweise vier Beschläge vorgesehen sind, obgleich in Fig. 5A nur zwei Beschläge sichtbar sind. Unter Verwendung eines Heißseils und einer Heißstangenanordnung kann über die Beschläge 441 mittels eines Krans oder dgl. die gesamte Begradigeranordnung, einschließlich der Tragplattform 410, des Wagens 450 und der Richtvorrichtung 460, als Einheit auf das Deck eines Trägerschiffs abgesetzt oder von ihm abgehoben werden.

Der Begradiger-Wagen 450 besitzt einen im wesentlichen offenen, rechteckigen Rahmen 451. An jeder der vier Ecken des Rahmens 451 ist je eine Rollenanordnung 452 vorgesehen, mit deren Hilfe der Wagen 450 auf den Schienen 416 der Begradiger-Plattform verfahrbar ist. Jede Rollenanordnung 452 umfaßt zwei

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waagerechte Achsen besitzende Rollen 453, 454, die auf oberem bzw. unterem Flansch der Schiene 416 laufen, und eine auf der Sohle der Schiene 416 laufende Rolle 455 mit lotrechter Achse. Infolgedessen bleibt der Wagen der Richtvorrichtung unter Verhinderung einer Bewegung in lotrechter Richtung sowie in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung gegenüber der Plattform 416 mit dieser verbunden, während eine kontrollierte Querbewegung des Wagens über die Oberseite der Plattform 410 stattfinden kann.

Am Wagen-Rahmen 451 sind zwei Schwenklager 456 angeschweißt oder anderweitig befestigt, in denen die Begradigeranordnung 460 gegenüber dem Wagen 450 schwenkbar gelagert ist.

Die Begradigeranordnung bzw. Richtvorrichtung 460 umfaßt einen vorzugsweise aus Rohrelementen bestehenden Rahmen mit vorderen und hinteren, aufeinander ausgerichteten Elementen 461 und 462 sowie senkrecht dazu verlaufenden Endelementen 463 und 464. Diese Backbord- und Steuerbord-Rahmen sind über vordere und hintere Querelemente 465 bzw. 466, die ebenfalls Rohrstücke darstellen, starr miteinander verbunden.

Etwa lotrecht verlaufende Rahmenelemente 463, die nach oben über den Hauptrahmen hinausragen, sind an ihren oberen Enden mit einem z.B. rohrförmigen Querstrebenelement 4 67 sowie mit Diagonalstreben 486 verbunden. Gemäß Fig. 5B können auch zusätzliche Zwischenstreben 469, 470 und 471 vorgesehen sein.

Die Begradigungs- bzw. Richtvorrichtung selbst besteht aus drei Rollensätzen 472 bis 476. Der vordere bzw. erste Richtrollensatz enthält eine obere und eine untere Rolle 472a bzw. 472b, während der hintere bzw. dritte Rollensatz ebenso aus einer oberen und einer unteren Rolle 476a bis 476b besteht.

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Die Rollen 472 sind über Lageranordnungen drehbar an starren Halterungen 477 montiert, die ihrerseits z.B. durch Schweißen an Querstrebenelementen 465 befestigt sind. Auf ähnliche Weise sind die Rollen 476 an starren Halterungen 478 drehbar gelagert, die auf ähnliche Weise an Querstreben 466 befestigt sind.

Ein vorderer, erster Satz von lotrechte Achsen besitzenden Leitrollen 479 ist mittels Halterungen an Rahmenelementen 463 befestigt. Ein heckseitiger, zweiter Satz von Leitrollen 481 mit lotrechter Achse ist mittels Halterungen an den Rahmenelementen 464 befestigt. Die Rollensätze 472, 479 und 476, 481 bilden die Einlauf/Austritts-Abschnitte der Rohrstrangbewegungsbahn durch die Richtvorrichtung 460.

Die mittlere bzw. zweite Rolle 474 ist praktisch senkrecht zur Soll-Längsachse des Rohrstrangs bei dessen Durchlauf durch die Richtvorrichtung 460 verstellbar. Die Rolle 474 ist mit Hilfe von Halterungen an einem Kastenrahmen 4 83 montiert, der sich zwischen den Tragelementen 469 und 470 erstreckt und so bemessen ist, daß diese Tragelemente als Führungen oder Leitstücke dienen, welche den Kastenrahmen 483 und somit die Rolle 474 an einer Bewegung in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung hindern, eine Bewegung in etwa lotrechter Richtung dagegen zulassen» Eine an sich bekannte Positioniereinrichtung 484 ist an einem Querträger 484 befestigt, der seinerseits zwischen Rahmenelementen 461a und 461b befestigt ist. Die Positioniereinrichtung 484 ermöglicht eine Einstellung der Rolle 474 auf den Rohrstrang zu und von ihm hinweg.

Am vorderen unteren Ende der Richtvorrichtung 460 befinden sich zwei Rahmenverlängerungsteile 486. Diese Rahmenverlängerung trägt zwei Rollen 487 auf zugeordneten Querstücken 488, deren Lagerung ähnlich ist wie bei den Rollen 472 und 476'. Die Funktion dieser Rollenanordnüngen geht aus der folgenden

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Beschreibung noch näher hervor.

An Rahmenteilen 462 sind zwei axial gegenüberstehende, rohrförmige Verlängerungen 489 der Querrahmenelernente 466b vorgesehen, die in Schwenklagern 456 sitzen und zur schwenkbaren Lagerung des heckseitigen Teils der Richtvorrichtung 460 auf dem Wagen 450 dienen. Das Vorderende der Richtvorrichtung 460 ist auf dem Wagen 450 durch im wesentlichen lotrechte Stützen 490 gehaltert. Die unteren Enden der Stützen 490 ruhen auf den Eckstücken des Begradiger-Wagens 450.

Die Länge der Stützen 490 ist zur Einstellung eines Winkels ß verstellbar. Dieser auch als "Austritts"- oder "Legewinkel" bezeichnete Winkel ist der Nenn- bzw. Sollwinkel, unter welchem der Rohrstrang ins Wasser eintritt. Dieser Winkel ist eine Funktion von Faktoren, wie Wassertiefe, auf den Rohrstrang einwirkende Zugkraft und physikalische Eigenschaften des Rohrstrangs. Bei einer auf einem Versorgungsboot montierten Anordnung liegt der Legewinkel vorteilhaft im Bereich von etwa 10 bis 25° und vorzugsweise im Bereich von etwa 15 bis 20°.

Am oberen Querelement 467 ist ein oberer Rollen—Block 491 aufgehängt, während vom Querrahmenelement 465b ein unterer Block 492 herabhängt. Diese Blöcke dienen als Führungen für Windenseile, die beim Auf- und Abspulen zum Hochziehen des Rohrstrangendes an Bord des Trägerfahrzeugs oder zum Ablassen des Rohrsträngendes in das Wasser am Ende eines Legevorgangs dienen. An Querrahmenelementen 467 und 466a sind je zwei vordere und zwei hintere Heißbeschläge 493 bzw. 494 als Anschlußpunkte für Heißseile befestigt, die zum Abheben der Richtvorrichtung 460 von der Tragplattform 410 benutzt werden kdjnnen. Durch Anschluß von Seilen an den beiden vorderen Heißbeschlägen 493 kann die Richtvorrichtung um die Schwenklagerelemente 489 herum zur Einstellung des

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Austrittswinkels ß verschwenkt werden. Wahlweise können anstelle der Stützen 4 90 usw. Hydraulikzylinder verwendet werden.

Arbeitsplattform (Fig. 6A bis 6C)

Die Arbeitsplattform 408 besteht aus einem waagerechten Rohr-Rahmen 508/ der einen Gitterrostboden 509 trägt. Zwei vom Bodenrahmen 508 lotrecht aufwärts abstehende, vordere lotrechte Rahmenelemente 510 sind in der Nähe ihrer oberen Enden durch eine Querstrebe 511 miteinander verbunden. Eine weitere Verstrebung erfolgt durch Diagonalstreben 512, die von den hinteren Ecken des Rahmens 508 zum oberen Endabschnitt der lotrechten Rahmenelemente 510 abgehen.

Von jedem lotrechten Rahmenelement 510 steht ein vorzugsweise plattenförmiges Element 514 nach vorn ab, das zwischen zwei zugeordnete Plattenelemente 457 am Rahmen 451 des Begradiger-Wagens 450 eingefügt ist. Die Elemente 514 und 457 sind durch Bolzen, Schrauben o.dgl. miteinander verbunden, welche entsprechende Bohrungen in den jeweiligen Elementen 514 und 457 durchsetzen.

Eine Rolle 516 mit lotrechter Achse ist mittels einer Rollen-Montageanordnung, z.B. zwei starren Halterungen, am Bodenrahmen 508 befestigt,und zwar an dessen Verbindungsstelle mit den betreffenden lotrechten Rahmenelementen 510. Diese Rollen 516 laufen auf der Sohle der Schiene 420 ab.

Die Arbeitsplattform 408 ist somit ersichtlicherweise mit dem Wagen 450 verbunden und mit ihm in Querrichtung verfahrbar. Ebenso ist ersichtlich, daß die Arbeitsplattform ohne weiteres von der■■· restlichen Begradiger-Anordnung abbaubar ist, so daß letztere für Transportzwecke leichter verstaubar ist.

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An jeder Diagonalstrebe 512 ist beispielsweise durch Schweissen jeweils ein Heißbeschlag 520 befestigt, so daß die Arbeitsplattform 408 mittels eines Krans oder dgl. Hebezeugs vom Rest der Begradiger-Anordnung 40 abgehoben werden kann.

Rohrführungsanordnung (Fig. 7A bis 7C)

Die Rohrführungsanordnung 60 weist einen von einem Rahmen 610 getragenen Rollenschlitten bzw. -wagen 602 auf. Der Rahmen ist vorzugsweise ein offener, kastenförmiger Rahmen mit von vorn nach hinten verlaufenden Endelementen 611 und längeren Querelementen 612, von denen zumindest letztere vorzugsweise aus I- oder T-Trägern bestehen.. An den Oberseiten der Träger 612 sind beispielsweise durch Schweißen Winkelprofile 614 befestigt, durch welche auf jedem Träger 612 eine umgekehrt V-förmige Führungsschiene gebildet wird.

Der Rohrführungsschlitten 602 ist auf den Rahmenelementen bzw. Trägern 612 verfahrbar. Der Schlitten 602 umfaßt zwei längs verlaufende Seitenrahmen 618a, 618b, die mit V-förmiger Führungsmit versehene obere Leiträder 620, 621 tragen, welche auf den betreffenden Schienen 614 laufen. Die Schlittenrahmen 618 erstrecken sich jeweils über die Träger 612 hinaus und tragen Achsen für untere Leiträder 622, 623, welche sich unter die oberen Flansche des Trägers 612 erstrecken und an diesen anliegen und eine lotrechte Bewegung des Schlittens 602 von den Schienen 614 hinweg verhindern.

Ein Schlitten-Querträger 624 verbindet die beiden Seitenrahmenteile 618a, 618b starr miteinander. An diesem Querträger 624 sind zwei Schwenklager 626 befestigt, zwischen denen eine Rollenwiege 628 um eine Schwenkachse 629 herum bewegbar gelagert ist. Die Rollenwiege 628 trägt an ihren in Axial-

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richtung gegenüberliegenden Enden jeweils praktisch gleich weit von der Schwenkachse 629 entfernte, waagerecht liegende Rohrtrag- bzw. -Stützrollen 630.

Der Querträger 624 trägt zwei an ihm befestigte lotrechte Schlittenelemente 632, die weiterhin durch obere und untere Rollen-Querträger 634 miteinander verbunden sind, welche wiederum zwei lotrecht stehende Rollen 636 mit gegenseitigem Querabstand haltern.

An einem in Richtung auf das Heck abstehenden Rollenträger

639 über den Rollen 630 ist weiterhin eine waagerechte Rolle 638 montiert. Gemäß Fig. 7 in Rückwärtsrichtung gesehen, bilden die Rollen 630, 636 und 638 einen Rohrstrangdurchgang

640 durch die Rohrführungsanordnung 60. Das auf die Rolle 202 aufgespulte oder von ihr abgespulte Rohr durchläuft die Führungsanordnung 60 durch den Durchgang 640 hindurch.

In abgewandelter, nicht dargestellter Ausführungsform können die Rollen 630 durch eine einzige Rolle ersetzt werden, die sich auf der Schwenkachse der Rollenwiege 628 oder an einer beliebigen passenden Stelle auf dieser befindet, wobei die Rollenwiege in diesem Fall vorzugsweise schwenkbar ist. Die Anordnung zweier Rohrstützrollen 630 auf einer schwenkbaren Rollenwiege 628 ist insbesondere deshalb vorteilhaft, weil der den Durchgang 640 durchlaufende Rohrstrang praktisch ständig von zwei Unterstützungspunkten (Rollen 630a, 630b) getragen wird, so daß der Rohrstrang stets innerhalb seines Elastizitätsbereichs verbleibt und somit zu starke Durchbiegungen oder Krümmungen des Rohrstrangs weitgehend vermieden werden. Die lotrechten Rollen 636 und die oberen waagerechten Rollen 638 dienen als Führungen zur Verhinderung einer wesentlichen Mißausrichtung des Rohrstrangs bei seiner Bewegung vom Rohrlegeschiff herab.

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Vorzugsweise bestehen die Oberflächen der Rollen 630, 636, 638 aus einem überzug eines Materials, vorteilhaft eines Elastomeren, das weicher ist als der Überzug auf dem Rohrstrang, so daß Beschädigungen des Rohrstrangüberzugs • beim Durchlauf durch die Rohrführungsanordnung vermieden werden.

Verbindungsmechanismus für Richtvorrichtung und Rohrstrangführung

Unter bestimmten Bedingungen können die vom Rohrstrang selbst ausgeübten Kräfte groß genug sein, um sich die Führungsanordnung mit der Bewegung der Richtvorrichtung in Querrichtung bewegen zu lassen. Zur Gewährleistung einer solchen synchronen Bewegung zwischen Rohrführungsschlitten 602 und Richtvorrichtung 460 können der Begradiger-Wagen 450 und der Schlitten 602 mechanisch miteinander verbunden sein.

Fig. 8 veranschaulicht einen Verbindungsmechanismus zwischen der Begradiger-Anordnung 40, insbesondere dem Wagen 450, und dem Rohrführungschlitten 602.

Dabei tragen die oberen, back- und steuerbordseitigen Rahmenelemente 417 der Begradigeranordnung 40 gemäß Fig. 5 Seilrollen 437, deren Achsen jeweils parallel zur langen Achse der Rahmenelemente 434 liegt. Zwei untere Seilrollen 4 38 sind an der Unterseite der Rahmenelemente 419 parallel zu den oberen Rahmenelementen 434 und zwischen unteren Rahmenelementen 418 montiert. Die Seilrollen 438 sind dabei ungefähr unter dem Winkel zur Lotrechten angeordnet, unter welchem die Verbindungselemente 422 gegenüber der Lotrechten stehen.

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Die beiden Steuerbord- und Backbord-Endrahmenelemente 613 der Rohrführungsanordnung 60 tragen jeweils eine obere und eine untere Seilrolle 642 bzw. 644 (Fig. 7). Zwei Seilführungen 646 vorzugsweise in Form kurzer Rohrstücke, sind an den in Querrichtung gegenüberliegenden Endabschnitten des Rahmenelements 612a angebracht. Vom Rahmenelement 624 steht eine an seiner Unterseite befestigte Seilklemme 660 des Verbindungsmechanismus nach unten ab, die vorzugsweise zwei nach unten abstehende Seitenelemente 662 aufweist, an denen beispielsweise durch Schweißen eine querverlaufende Platte 664 befestigt ist, an der eine abnehmbare Platte 666 anschraubbar ist. Die Seitenteile 662 sind in ihren Unterseiten mit Ausnehmungen zur Durchführung eines Seilzugs 650 versehen. Der Seilzug ist am einen Ende beispielsweise mit der Backbordseite des Begradiger-Wagens 450 verbunden, der Reihe nach um Seilrollen 437b, 438b, 644b und 642a herumgelegt, durch die Seilklemme bzw. den Seilanschluß 660 geführt und Ann über Seilrollen 642b, 644a, 438a und 437a gezogen und an seinem anderen Ende über ein Spannschloß 654 mit der Steuerbordseite des Wagens 450 verbunden.

Nachdem der Rohrführungschlitten 602 und die Rohr-Richtvorrichtung 460 aufeinander ausgerichtet worden sind und der Verbindungsseilzug 650 unter die vorbestimmte Zugspannung gebracht worden ist, werden die Platten 666 und 664 miteinander, verschraubt, so daß der Seilzug 650 zwischen ihnen fest verspannt ist. Aufgrund dieser Seilzugverbindung wird auf die Rohrführungsanordnung über die Seilzüge 650 und 652 eine Mitnahmekraft übertragen, wenn sich der Begradiger-Wagen 450 und somit die Richtvorrichtung 4 60 praktisch parallel zur Drehachse der Rolle 202 quer über das Deck des Rohrlegerschiffs bewegen.

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Antriebssystem (Figur 9)

Die vorstehend beschriebene Ausführungsform der Erfindung ist mit einem hydraulischen Antriebssystem ausgerüstet. Obgleich die Erfindung nicht auf einen solchen Antrieb beschränkt ist, hat es sich gezeigt, daß Hydraulikmotoren aufgrund ihrer hohen Drehmomentleistung bei niedriger Drehzahl für den vorgesehenen Zweck besonders geeignet sind. Der Rollenantrieb enthält außerdem eine noch zu beschreibende automatische Zugspannungsregelung, durch welche insbesondere beim Rohrlegevorgang eine vergleichsweise konstante Zugspannung am Rohrstrang aufrechterhalten wird, die jedoch auch zum Herausholen des Rohrstrangs aus dem Wasser benutzt werden kann.

Die Einrichtung zum Antreiben der Rolle oder Trommel 202 für das Aufwickeln des Rohrstraxigs und zur Aufrechterhaltung einer Zugkraft oder Zugspannung am Rohrstrang über die Rolle beim Abspulen enthält Antriebsmotoren 218, 220 und 222. Dabei handelt es sich vorzugsweise um reversierbare bzw. Zweigang-Hydraulikmotoren (z.B. handelsübliche, mit einem Druck von 211 bar und einer Drehzahl von 0-65 U/min arbeitende Hydraulikmotore). Die Antriebsmotore sind über Druckmittelleitungen parallel an mit regelbarem Volumen arbeitende Hydraulikpumpen angeschlossen, die im Gehäuse der Begradigerplattform angeordnet sind.

Fig. 9 ist eine vereinfachte schematische Darstellung der bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verwendeten Hydraulikanlage zum Antreiben der Rolle oder Trommel für das Aufspulen, zum Abbremsen der Rolle beim Rohrlegevorgang und zum Antreiben der Richtwindeeinrichtung bzw. Wickelvorrichtung (level winder) beim Aufwickeln und/oder Verlegen des Rohrstrangs, Eine handelsübliche Hydraulikpumpe 810 mit Druckkompensator wird beispielsweise durch eine Dieselmaschine 812 angetrieben.

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Es Ist darauf hinzuweisen, daß eine einzige Pumpe ausreicht, um die gesamte Anlage mit maximaler Nennleistung sowie maximaler Drehzahl und maximalem Drehmoment zu betreiben. Eine nicht dargestellte zweite Pumpe kann als Unterstützung vorgesehen sein. In diesem Fall sind die Ausgänge der Haupt- und der Hilfspumpe parallelgeschaltet, so daß die Hilfspumpe bei einem Ausfall der Hauptpumpe 810 mit einem Mindestmaß an Verzögerung und geringstmöglicher Auswirkung auf die stattfindenden Arbeitsgänge in die Druckmittelleitung eingeschaltet werden kann.

Die Pumpe 810 ist über zwei Hochdruckleitungen 816 und 818 mit den Rollen-Antriebsmotoren 218 bis 222 verbunden. Letztere sind über entsprechende Absperrventil-Gruppen 817, 819, 821 in Parallelschaltung an die Leitungen 816 und 818 angeschlossen. Der Übersichtlichkeit halber ist in Fig. 9 nur der Motor 218 dargestellt. Ein Behälter 814 enthält einen Vorrat an Hydraulikflüssigkeit. Beim Aufspul- bzw. Aufwickelvorgang treibt die Dieselmaschine 812 die Pumpe 810 so an, daß das Druckmittel (Hydraulikflüssigkeit) von der Pumpe über die Speiseleitung 816, über den Rollen-Antriebsmotor 218 und sodann über die Rücklaufleitung 818 zur Pumpe 810 zurück fließt. Der Motor 218 ist somit ersichtlicherweise in einer geschlossenen Regelschleife an die Pumpe 810 angeschlossen. Eine Zweigleitung 820 liefert das Druckmittel zum Winderbzw. Wickelmotor 425 über ein Schieberventil 822 und ein Strömungsregelventil 823 an der Steuertafel 423a für die Bedienungsperson. Eine Rücklaufleitung 824 vervollständigt den Druckmittelkreislauf von der Pumpe 810 über den Motor 425 zum Behälter 814.

Der Rollen-Antriebsmotor 218 ist mit einer bei einem Ausfall anziehenden Hydraulikbremse 826 versehen, die normalerweise durch Federn in eine Anziehstellung vorbelastet ist, in welcher eine Drehung des Motors 218 verhindert wird.

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Durch das vom Pumpenausgang über die Leitung 828 gelieferte Druckmittel wird unter Überwindung der Federkraft die Bremse gelöst und somit der Motor im Normalbetrieb freigegeben.

Die Leitungen 820 und 828 sind gemeinsam mit einem Schüttelventil 830 verbunden, welches die Bremsen- und Windermotorkreise mit jeweils der Leitung 816 oder 818 verbindet, welche den höchsten Hydraulikdruck führt. Beim AufwickelVorgang führt die Speiseleitung 816 das Druckmittel von der Pumpe 810 mit höherem Druck als die Rücklaufleitung 818. Beim Rohrlegevorgang liefert dagegen der Motor 218 die Hochdruckflüssigkeit über die Rücklaufleitung 818.

Zwischen die Rücklaufleitung 818 und die Speiseleitung 816 ist über ein Rückschlagventil 834 ein Drehmomentregler-Uberdruckventil 832 eingeschaltet. Weitere Überdruckventile und/oder Rückschlagventile können entsprechend den Druckbedingungen der Anlage parallel daziigeschaltet sein. Ein weiteres überdruckventil 836 ist über ein Rückschlagventil 838 zwischen die Speiseleitung 816 und die Rücklaufleitung 818 eingeschaltet. Bei einer für praktischen Einsatz vorgesehenen Ausführungsform ist das überdruckventil 832 auf einen maximalen Ablaßdruck von etwa 267 bar einstellbar, während das Ventil auf einen öffnungsdruck von etwa 70 bar eingestellt ist.

Ein am Bedienungspult angeordnetes Bremsdruck-Regelventil ist zur Einstellung des überdruck-Ablaßwerts des Drehmomentregel-Überdruckventils 832 mit diesem verbunden. Hierdurch wird das vom Motor 218 aufgebrachte Drehmoment geregelt, insbesondere in seiner dynamischen Bremsbetriebsart während des Abspulens. In den Überdruckventil-Einstellkreis ist ein eine Mehrfachskala aufweisendes Meßgerät 842 eingeschaltet, welches der Bedienungsperson den Anlagendruck und die Größe der auf die Rohrleitung wirkenden Zugkraft in Abhängigkeit vom Wickeldurch-

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messer des Rohrstrangs anzeigt. Bei diesem Meßgerät sind eine erste Skala auf den Anlagendruck, eine zweite Skala auf den Rohrstrangzug bei vollem RohrStrangwickel auf der Trommel, d.h. Zugkraft am Rohrstrang bei vollbespulter Trommel, eine dritte Skala auf die Rohrstrang-Zugkraft bei etwa halbvoller Trommel und eine vierte Skala auf die entsprechende Zugkraft bei im wesentlichen leerer Trommel abgestimmt.

Ein ebenfalls am Bedienungspult vorgesehenes Regelventil dient zur Regelung oder Steuerung des Druckmittelstroms zum Rollenantriebsmotor. Dieses Regelventil 844 ist ein Dreistellungsventil. In seiner ersten Stellung drehen die Motoren die Rolle oder Trommel mit maximalem Drehmoment in Aufspulrichtung, während in der zweiten Stellung die Pumpe auf ein Fördervolumen gleich Null geregelt und die Drehung der Rolle angehalten wird. In der dritten Stellung reduziert das Ventil 844 die Verdrängung des Motors 218 um 50 %, wodurch die Drehzahl der Motoren für eine vorgegebene Zufuhrmenge an Druckmittel erhöht wird, während ihre Drehmomentleistung für vorgegebenen Druckwert um 50 % verringert wird.

Das in die Druckmittelleitung 820 eingeschaltete Strömungsregelventil 823 regelt die Druckmittelzufuhr zum Richtwindebzw. Wickelmotor 425 zur Einstellung seiner Drehzahl.

Arbeitsweise der Anlage

In der Aufspul- oder Wickelbetriebsart wird das Regelventil 844 in seine erste Stellung gebracht, so daß der Rollen-Antriebsmotor 218 durch die Pumpe 810 mit vollem Drehmoment betrieben wird. Diese Pumpe liefert außerdem Druckmittel über das Richtungsregelventil 822 und das Strömungsregelventil 823 zum Wickelmotor 425. Durch Einstellung des dem Motor 425 zugeführten Druckmittelvolumens mittels des Regelventils 823 kann die Bedienungsperson die Bewegung der Richt-

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winde- bzw. Wickelvorrichtung 450 bei deren Querbewegung über das Deck des Trägerschiffs praktisch parallel zur Drehachse der Rolle oder Trommel steuern. Auf diese Weise kann die Bedienungsperson das Aufspulen des Rohrstrangs auf die Rolle steuern.

Wenn die Rolle oder Trommel voll bespult worden ist, was üblicherweise an einem Küstenstützpunkt erfolgt, wird das Schiff zum Einsatzort gefahren. An diesem Punkt kann das freie Ende des Rohrstrangs an einem festen Punkt befestigt werden, d.h. es kann beispielsweise mit dem Ende eines vorher verlegten RohrStrangs verschweißt oder mit einem Strömungsmittelanschluß an einem Bohrgerät o.dgl. verbunden werden. Sodann fährt das Trägerschiff die Verlegestrecke ab, wobei der Rohrstrang durch den Begradiger 460 hindurch von der Rolle oder Trommel abgespult wird. Die Antriebsmaschinen des Trägerschiffs liefern dabei den Vorwärtsschub, gegen den der Rollen-Antriebsmotor arbeitet, um den Rohrstrang beim Abspulen unter Zugspannung zu halten.

Mittels der einstellbaren Rolle 474 der Begradigungsvorrichtung 460 wird eine vorbestimmte Gegenbiege- und Auslenkkraft auf das diese Vorrichtung durchlaufende Rohr ausgeübt. Aufgrund dieser Biegekraft im Zusammenwirken mit der am Rohrstrang erhaltenen Zugkraft wird der Rohrstrang beim Austritt aus der Begradigeranordnung 40 begradigt bzw. gerichtet, worauf er über die Heckrollenanordnung 60 unter einem vorbestimmten Austrittswinkel ß in das Wasser eintritt.

Beim Abspulen des Rohrstrangs drehen sich Rolle und Rollen-Antriebsmotor 218 entgegengesetzt zur Drehrichtung beim Aufwickeln. Die beim Abspulen auf den Rohrstrang einwirkende Zugspannung oder Zugkraft wird durch die dynamische Bremswirkung des Motors 218 gesteuert, welcher gegen den Vorwärts-

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schub des Schiffs arbeitet, und insbesondere durch die Größe des Drehmoments, welches der Motor auf die Rolle oder Trommel entgegengesetzt zur Trommel für das Abspulen ausübt. Das Motordrehrooment wird wiederum durch die Druckeinstellung des Überdruckventils 832 nach Maßgabe des Regelventils 840 geregelt.

Während des Rohrlegevorgangs wird die Pumpe 810 in Betrieb gehalten. Der Rollenmotor 218 wird jedoch beim Abziehen des Rohrstrangs durch die Rolle oder Trommel angetrieben. Der Motor 218 wirkt somit als Pumpe, wobei er Hochdruck-Hydraulikflüssigkeit über die Rücklaufleitung 818, das Drehmomentregel-Überdruckventil 832 und über das Rückschlagventil 834 in die Speiseleitung 816 zurückfördert. Das überdruckventil 836 dient zur Verhinderung eines zu starken Druckanstiegs in der Speiseleitung 816 während des Bremsvorgangs. Das Ventil 836 ist für Auslösung bei einem Solldruck von z.B. 70 bar eingestellt,, um dabei den Druckmittelstrom zwischen der Speiseleitung 816 und der Rücklaufleitung 818 kurzzuschließen. Das Ventil 836 schließt, wenn der Druck in der Speiseleitung 816 unter seinen Auslösedruck abfällt.

Der Anlagendruck kann durch Ausschaltung eines oder mehrerer Rollen-Antriebsmotore aus dem Arbeitskreis eingestellt werden. Dadurch wird der für den Antrieb der anderen, in die Leitung eingeschalteten Antriebsmotoren und des Wickelmotors verfügbare Druck erhöht. Eine andere Möglichkeit zur Einstellung des Anlagendrucks besteht darin, das Regelventil 844 aus seiner ersten in seine dritte Stellung umzuschalten. Hierdurch wird die Verdrängung (displacement) der Rollen-Antriebsmotoren um 50 % verringert, und der für den Wickelmotor beim Spulvorgang verfügbare Druck wird erhöht. Beim Rohrlegevorgang führt diese Verdrängungsverringerung zu einer Herabsetzung des Rohrstrangzugs; dies ist dann er-

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forderlich, wenn der Rohrstrangzug auch bei kleinsten Anlagendruckeinstellungen am überdruckventil 832 zu groß ist.

Beim Rohrlegevorgang hält das eine geschlossene Schleife bildende, dynamische Bremssystem an dem von der Rolle abgespulten Rohrstrang eine konstante Zugspannung aufrecht, die beispielsweise bei einer zwischen 0 und etwa 3050 m/h variablen Legegeschwindigkeit zwischen 0 und 31800 kg einstellbar ist. Infolgedessen kann ein zweckmäßiger Durchhang-Bogen am Rohrstrang zwischen seinem Eintrittspunkt in das Wasser und seinem Aufliegepunkt am Meeresboden eingehalten werden. Dieses Merkmal ist für die Vermeidung einer zu starken Biegung des RohrStrangs wesentlich, um dadurch zu verhindern, daß der Krümmungsradius dieses Bogens die elastische Bruchgrenze des Rohrstrangs übersteigt.

Beim Legevorgang unterliegt das Trägerschiff aufgrund von Seegang usw. einer rückwärts und/oder abwärts schwingenden Bewegung, durch welche die am Rohrstrang anliegende Zugspannung verringert werden kann, so daß sich die Rohrgeometrie und insbesondere der Durchhang-Bogen verändern kann. Wenn die eine konstante Zugkraft einstellende Einrichtung eine Abnahme des Rohrstrangzugs aufgrund einer Rückwärts- oder Abwärtsbewegung feststellt, erhöht die Anlage automatisch den Speisedruck des Motors zur Erhöhung der auf die Rolle oder Trommel ausgeübten Bremskraft und somit zur Erhöhung der Zugkraft am Rohrstrang.

Zur Erzielung der automatischen Zugspannungseinstellung zur Konstanthaltung der Zugspannung oder -kraft am Rohrstrang ist die Pumpe 810 auf maximales Fördervolumen eingestellt. Der dem Motor 218 von der Pumpe 810 über die Leitung 816 gelieferte Druck kann die Druckeinstellung des Überdruckventils 836 nicht übersteigen. Hierdurch werden eine konstante

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Druckzufuhr am Einlaß der Rollen-Antriebsmotore und ein konstantes Bremsdrehmoraent, gegen welches die Rolle oder Trommel arbeitet, gewährleistet. Beim Legevorgang überwindet das Rollen-Drehmoment die Antriebskraft des Strömungsmitteldrucks in der Speiseleitung 816. Die Antriebsmotoren 218, 220, 222 werden unter der Antriebskraft der Rolle gegen die dynamische Bremskraft des von der Pumpe 810 gelieferten Druckmittels in Drehung versetzt, so daß sie auf beschriebene Weise als Pumpen arbeiten.

Wenn beim Legevorgang ein Ziirück- oder Abwärts schwingen des Schiffs auftritt, fallen die Rohrstrang-Zugspannung und somit das durch die Rolle oder Trommel auf den Antriebsmotor übertragene Drehmoment erheblich ab, was mit einem entsprechenden Druckabfall in dem durch den Motor geförderten Druckmittel verbunden ist. Diese Erschlaffung (des Rohrstrangs) wird durch den von der Pumpe 810 gelieferten Strömungsmitteldruck aufgefangen, wodurch das Drehmoment erhöht wird, das vom Motor entgegengesetzt zu dem durch die Rolle auf den Motor übertragenen Drehmoment auf die Rolle oder Trommel übertragen wird. Infolgedessen wird im Fall von Änderungen der Rohrstrang-Zugkraft z.B. infolge von Seegang ein einwandfreier Ausgleich der Drehmomentkräfte erreicht.

Erfindungsgemäß kann der Rohrstrang von der Oberseite oder von der Unterseite her auf die Rolle bzw. Trommel aufgespult werden. Im erstgenannten Fall beschreibt der Rohrstrang beim Abspulen auf die in den Figuren dargestellte Weise eine aufwärts gekrümmte Parabel. Im anderen Fall läuft der Rohrstrang von der Unterseite der Rolle ab und aufwärts zur Rieht- oder Begradigungsvorrichtung 460. Der Rohrstrang kommt dabei zuerst mit den Rollen 487a und 487b in Berührung, die speziell bei von der Unterseite her aufgespultem Rohrstrang als Krümmungsausgleicher wirken und dem Rohrstrang eine gleichmäßige Krümmung entgegengesetzt zu der durch

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das Aufspulen auf die Rolle oder Trommel bedingten Krümmung erteilen. Das Prinzip dieser Arbeitsweise ist an sich bekannt; vgl. ÜS-PS 3 712 100.

Selbstverständlich ist die Erfindung verschiedenen Änderungen und Abwandlungen zugänglich, ohne daß vom Rahmen und Grundgedanken der Erfindung abgewichen wird.

Claims

£ jenkel. Kern, Feiler & Hänzel Patentanwälte

Registered Representatives

before the

European Patent Office

Santa Fe International Corporation, Möhlstraße37

Orange, CaI., V.St.A. D-βΟΟΟMünchen 80

Tel.: 089/982085 87 Telex: 0529802 hnkl d Telegramme: ellipsoid

26. ApMI 1979

LS-14786

Verfahren und Vorrichtung zum Verlegen von Rohrleitungssträngen auf dem Meeresboden

Patentansprüche

Π./Vorrichtung zum Verlegen von Rohrleitungssträngen auf dem Meeresboden in Küstengewässern von einem Versorgungsboot mit einem Deck aus, gekennzeichnet durch eine auf dem Deck des Versorgungsbootes angeordnete, einen Rohrstrang (P) tragende Rolle oder Trommel (202) mit einem Nabendurchmesser zum Aufspulen von Rohrsträngen mit einem Außendurchmesser von bis zu 150 mm (6") ohne Überschreitung der API-Unrundheitsgrenzen, durch eine die Rolle (202) an Deck drehbar tragende Trageinrichtung (23), so daß die Achse der Rolle im wesentlichen quer zur Längsachse des Boots (10) liegt, durch eine am Deck montierte Einrichtung (218 - 222) zum Antreiben der Rolle in einer ersten Richtung gegen den Bootsbug zum Aufspulen des Rohrstrangs (P) auf die Rolle und zur Ausübung einer zweckmäßigen Bremskraft auf die Rolle beim Abspulen des Rohrstrangs von dieser in einer zweiten Richtung zum und über das Bootsheck, um den abgespulten Rohrstrang unter einer gewünschten Zugspannung zu halten, durch eine

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ORIGINAL INSPECTED

in Richtung auf das Heck hinter der Rolle am Deck montierte Begradiger-Traganordnung (402) , durch eine bewegbar auf dieser Traganordnung montierte Rohrstrang-Begradiger- bzw. -Richteinrichtung (40) , durch in der Begradiger-Traganordnung untergebrachte Begradxger-Antriebseinrichtungen zum Antreiben der Richteinrichtung im wesentlichen parallel zur Drehachse der Rolle bzw. Trommel (202) zur begradigten Führung (level wind) des Rohrstrangs beim Aufspulen auf die Rolle in Richtung auf den Bootsbug und zur praktisch vollständigen Begradigung des Rohrstrangs beim Abspulen desselben zum und über das Bootsheck und durch eine in Richtung auf das Heck hinter der Begradiger-Traganordnung angeordnete Rohrstrang-Führungseinrichtung (60), die im wesentlichen parallel zur Drehachse der Rolle (202) quer über das Bootsdeck (14) verfahrbar ist, um den Rohrstrang beim Abspulen über das Bootsheck in das Wasser zu führen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle oder Trommel zusammen mit ihrer Trageinrichtung auf einem Trägerschiff mit ausreichend großer freier Decksfläche montierbar ist, daß die Begradiger-Traganordnung in Abspulrichtung des Rohrstrangs hinter der Rolle an Deck montierbar ist und daß die Rohrstrang-Führungseinrichtung ebenfalls an Deck des Trägerschiffs montierbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerschiff ein Versorgungsboot ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle oder Trommel einen so großen Nabendurchmesser besitzt, daß zumindest ein Rohrstrang mit einem Nenn-Außendurchmesser von etwa 100 mm (4") ohne Überschreitung der API-Unrundheitsgrenzen aufspulbar ist.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle oder Trommel einen so großen Nabendurchmesser besitzt, daß zumindest ein Rohrstrang mit einem Nenn-Außendurchmesser von etwa 150 mm (6") ohne Überschreitung der API-Unrundheitsgrenzen aufspulbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieversorgung für den Rollenantrieb und die Begradiger- bzw. Wickeleinrichtung in der Begradigung-Traganordnung untergebracht ist, so daß die Rohrlegevorrichtung bezüglich der Energieversorgung von der Energieversorgung bzw. den Antriebssystemen des Trägerschiffs praktisch unabhängig ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, welche die Rohrstrang-Führungseinrichtung und die Richteinrichtung für gemeinsame Bewegung in derselben Richtung praktisch parallel zur Drehachse der Trommel oder Rolle verbindet.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1,2 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrstrang-Führungseinrichtung ein in Abspulrichtung hinter der Richteinrichtung angeordnetes Tragelement zur Unterstützung des Rohrstrangs zwischen der Richteinrichtung und dem Eintrittspunkt des RohrsStrangs ins Wasser aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrstrang-Führungseinrichtung zwei waagerecht angeordnete Rollen und eine die beiden Rollen auf gegenüberliegenden Seiten einer Schwenkachse in der Bewegungsbahn des Rohrstrangs lagernde Einrichtung aufweist, wobei die beiden Rollen zwei verstellbare Unterstützungspunkte für den Rohrstrang zur Verminderung von Spannungen an diesem bilden.

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0O. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1,2,8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrstrang-Richteinrichtung zur Einstellung des Legewinkels, unter welchem der Rohrstrang in das Wasser eintritt, schwenkbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrstrang-Legewinkel zwischen 10° und 25° einstellbar ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrstrang-Legewinkel zwischen 15° und 20° liegt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Rohrstrang-Richteinrichtung eine Krümmungs-Ausgleicheinrichtung gekoppelt ist, welche dem Rohrstrang in Abspulrichtung vor der Richteinrichtung eine im wesentlichen gleichmäßige Krümmung erteilt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmungs-Ausgleicheinrichtung praktisch nur dann wirksam ist, wenn der Rohrstrang von der Unterseite der Rolle oder Trommel abgespult wird.

15. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zugspannung-Regeleinrichtung zur automatischen Aufrechterhaltung einer konstanten Zugspannung oder Zugkraft am Rohrstrang beim Abspulen desselben vorgesehen ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 1,2 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung mit der Rolle oder Trommel verbundene Hydraulikmotoren sowie mindestens eine Hydraulikpumpe zur Lieferung von Hydraulikflüssigkeit unter Druck zu den Motoren aufweist, wobei die Pumpeneinheit in der Abspulbetriebsart Druckmittel zum Antreiben der Motoren

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in der einen Richtung liefert und die Rolle oder Trommel eine zum Antreiben der Motoren in entgegengesetzter Richtung ausreichende Drehmomentkraft erzeugt, so daß die Motoren als eine dynamische Abbremsung bewirkende Pumpen arbeiten.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Hydraulikmotoren Druckregeleinrichtungen zur Einstellung des maximalen Hydraulikdrucks gekoppelt sind, der vom betreffenden Motor bei Ausübung seiner dynamischen Bremswirkung erzeugt wird, um dadurch die beim Abspulen des RohrStrangs auf diesen einwirkende Zugkraft einzustellen.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikpumpeneinheit in der Abspulbetriebsart dem Motor bzw. den Motoren vergleichsweise kontinuierlich Druckmittel zuführt, um einen Ausgleich zwischen dem Antriebsdrehmoment und dem auf die Motoren wirkenden Bremsdrehmoment herzustellen und auf diese Weise beim Abspulen des Rohrstrangs eine vergleichsweise konstante Zugspannung bzw. Zugkraft am Rohrstrang aufrechtzuerhalten.

19. Verfahren zum Verlegen eines Rohrstrangs auf dem Meeresboden vom Deck eines Versorgungsboots aus, wobei eine den Rohrstrang tragende Rolle oder Trommel mit einem Nabendurchmesser solcher Größe, daß ein Rohrstrang mit einem Außendurchmesser von 150 mm (6") ohne Überschreitung der API-Unrundheitsgrenzen aufspulbar ist, derart an Deck des Versorgungsboots montiert ist, daß ihre Drehachse in einer Ebene praktisch quer zur Längsachse des Versorgungsboots liegt, daß am Deck des Versorgungsboots in Richtung auf das Heck hinter der Rolle der Trommel eine Rohrstrang-Richteinrichtung im wesentlichen parallel zur Drehachse der Rolle oder Trommel bewegbar montiert ist und daß an Deck hinter der Richteinrichtung eine Rohrstrang-Führungs-

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einrichtung montiert ist, die im wesentlichen parallel zur Drehachse der Rolle oder Trommel quer über das Deck des Versorgungsboots bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle oder Trommel beim Verlegen des Rohrstrangs in einer diesen abspulenden Richtung in Drehung versetzt wird, daß der Rohrstrang nach dem Abspulen durch die Richteinrichtung geführt wird, in welcher er einer ausreichend großen Biegekraft unterworfen wird, um ihn im wesentlichen zu begradigen, daß der Rohrstrang anschließend vor seinem Eintritt in das Wasser durch die Rohrstrang-Führungseinrichtung geleitet wird, daß die Richteinrichtung und die Rohrstrang-Führungseinrichtung praktisch parallel zur Drehachse der Rolle oder Trommel quer über das Deck des Versorgungsboots bewegt werden, um die Rohrstrang-Bewegungsbahn durch beide Einrichtungen praktisch in Aus-richtung auf den Abspulpunkt des Rohrstrangs von der Rolle oder Trommel zu halten, und daß eine im wesentlichen konstante dynamische Bremskraft auf die Rolle oder Trommel ausgeübt wird, um den Rohrstrang beim Abspulen unter einer Zugspannung zu halten.

20. Verfahren zum Verlegen eines Rohrstrangs auf dem Meeresboden von einem Trägerschiff aus, wobei eine den Rohrstrang tragende Rolle oder Trommel drehbar auf dem Deck des Trägerschiffs montiert ist, in Abspulrichtung des Rohrstrangs hinter der Rolle oder Trommel eine Rohrstrang-Richteinrichtung so an Deck montiert ist, daß sie parallel zur Drehachse der Rolle oder Trommel bewegbar ist, und hinter der Richteinrichtung eine Rohrstrang-Führungseinrichtung an Deck des Trägerschiffs zur Bewegung praktisch parallel zur Drehachse der Rolle oder Trommel montiert bzw. gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle oder Trommel in einer Richtung zum Abspulen des Rohrstrangs in Drehung versetzt wird und daß an der Rolle oder Trommel eine im wesentlichen konstante dynamische Bremskraft aufrechterhalten

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wird, um den Rohrstrang beim Abspulen unter einer Zugspannung zu halten.

21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausübung der dynamischen Bremskraft dadurch erfolgt, daß ein Ausgleich zwischen dem vom Rollen-Antriebsmotor auf die Rolle oder Trommel übertragenen Drehmoment und dem durch die Rolle oder Trommel in Gegenrichtung auf den Rollen-Antriebsmotor ausgeübten Drehmoment aufrechterhalten wird.

22. Verfahren nach Anspruch 21, wobei der Antriebsmotor bzw. die Antriebsmotoren hydraulisch angetrieben sind und beim Abspulvorgang als eine dynamische Bremskraft ausübende Pumpe arbeiten, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlasse der Antriebsmotoren mit einer praktisch konstanten Hydraulikflüssigkeitsmenge unter Druck beschickt werden und daß der Auslaßdruck der Antriebsmotoren bei ihrer dynamischen Abbremsung geregelt wird, um dadurch die auf den Rohrstrang einwirkende Zugkraft bzw. Zugspannung zu regeln, um beim Verlegen des Rohrstrangs eine vergleichsweise konstante Zugspannung an ihm aufrechtzuerhalten.

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