DE2918111A1 - Trommel-rohrlegeschiff mit eigenantrieb - Google Patents

Description

Trommel-Rohrlegeschiff mit Eigenantrieb

Die Erfindung betrifft, ein mit Rohrstranghaspel bzw. -trommel ausgerüstetes Rohrlegeschiff mit Eigenantrieb, insbesondere ein dynamisch positionierbares Rohrlegeschiff dieser Art, bei dem eine Rohrhaspel oder-trommel und die zugeordneten Rohrhandhabungsausrüstungen in die Schiffskonstruktion integriert sind.

Das erfindungsgemäße Schiff ist speziell für die Aufnahme einer dauerhaft montierten Rohrtrommel ausgelegt, die erheblich größer ist als die bisher bekannten oder angewandten Trommeln zum Verlegen von Rohrsträngen und mit welcher Rohrleitungen mit erheblich größerem Durchmesser als bisher verlegt werden können.

Zum Verlegen von Unterwasser-Rohrleitungen, z.B. für die Förderung von Erdöl und/oder Erdgas von Küstengewässerbohrstellen (z.B. im Golf von Mexico) wird derzeit üblicherweise eines von zwei gebräuchlichen Verlegeverfahren angewandt. Beim ersten, sog. "Stovepiping"-Verfahren wird eine Rohrleitung an Deck eines Verlegeboots durch Zusammenschweißen einzelner Rohrstücke hergestellt, wobei die Rohrleitung sodann vom Boot aus ins Wasser gelassen wird. Jedes Rohrstück ist dabei etwa 12,2 m oder 24,4 m lang. Der Verlegevorgang muß dabei periodisch unterbrochen

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werden, damit an den Rohrstrang neue Rohrstücke ange- 'fl

schweißt werden können. Dieses Verfahren macht es erfor- %

derlich, daß qualifizierte Schweißer mit ihrer Vergleichs- |

weise sperrigen Ausrüstung die Mannschaft des Rohrlege- y,

schiffs während des gesamten Rohrlegevorgangs begleiten, p

wobei alle Schweißarbeiten an Ort und Stelle, d.h. an |

Bord und häufig unter ungünstigen Wetterbedingungen durch- $

geführt werden müssen. Zudem ist dieses Montageverfahren ||

vergleichsweise langsam; selbst- eine erfahrene Mannschaft |'j kann dabei am Tage nur etwa 3,2 km Rohrleitung verlegen. Hierdurch wird der gesamte Arbeitsvorgang abhängig von Wetterbedingungen, die zu beträchtlichen Verzögerungen und Erschwerungen der Arbeitsbedingungen führen können.

Das andere übliche Verfahren ist das Haspeloder Trommelverlegeverfahren, bei dem ein Rohrstrang um die Nabe einer an Deck eines Verlegeboots montierten Haspel oder Trommel herumgewickelt ist. Der Rohrstrang wird dabei normalerweise an einem KUstenstützpunkt auf die Haspel oder Trommel aufgespult, so daß kurze Rohrstücke unter geschützten und kontrollierten Bedingungen _tV zur Bildung eines ununterbrochenen Rohrstrangs, der dann f..

auf die Trommel aufgespult wird, zusammengeschweißt wer- I

den können. Das Verlegeboot wird hierauf zu einer Küstengewässer-Verlegeposition geschleppt, und die Rohrleitung

wird zwischen Anschlußstellen von der Trommel abgespult. I

Dieses Verfahren weist gegenüber dem "Stovepiping"-Ver- \-

fahren zahlreiche Vorteile auf, nämlich u.a. erhöhte Ge- *·

schwindigkeit (1,6 - 3,2 km Verlegestrecke pro Stunde), '%

niedrigere Betriebskosten (z.B. kleinere Schweißmann- %

schaft und weniger Schweißgeräte an Bord des Verlegeboots) |

sowie geringere Wetterabhängigkeit. |

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Die 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 über den Ärmelkanal geschleppt wurde. Auf diese Weise wurden Rohrleitungsverbindungen zwischen Kraftstoffdepots in England und Verteilerstellen 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, Februar 1946).

Der allgemeine Grundgedanke der Rohrverlegung von Rollen oder Trommeln aus ist auch in der GB-PS 601 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.,

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Inc., New Orleans, Louisiana/V.St.A., fortgeführt. Bis 1961 hatte diese Firma diese Rohrverlegungstechnik in solchem Maß weiterentwickelt, daß sie zu einem industriell brauchbaren und zweckmäßigen Verfahren zum Verlegen von Rohrleitungen für die Küstengewässer-Erdölindustrie wurde, das mit dem herkömmlichen Rohrverlegungsverfahren ("Stovepiping"-Verfahren) wettbewerbsfähig war. Der erste einsatzfähige Rohrlegerollen-Leichter (U-303) wurde von der Firma Aquatic Contractors and Engineers, Inc., einer Tochterfirma der oben genannten Firma, im Jahre 1961 gebaut. Dieses Wasserfahrzeug verwendete eine große Trommel mit lotrecht stehender Achse, die mit waagerecht liegenden Flanschen dauerhaft am Wasserfahrzeug montiert war (sog. "Horizontaltrommel"). Zum Aufspulen der Rohrleitung auf die Trommel und zum Begradigen der Rohrleitung beim Abspulen wurde eine kombinierte Begradigungs-Richtspulmaschine 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 Trommel, 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.

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Für die übliche Rohrleitungsverlegung von Haspeln oder Trommeln aus sind neben der eigentlichen Trommel bestimmte Rohrleitungs-Handhabungsausrüstungen erforderlich. Ein wesentlicher AusrUstungsteil 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.

Die US-PS 3 982 402 beschreibt eine Vorrichtung zum Verlegen einer Rohrleitung von einer Vertikaltrommel 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.

Ein früher Entwurf für ein Trommel-Rohrlegeschiff ist von Goren u.a. in "The Reel Pipelay Ship - A New Concept", Offshore Technology Conference Proceedings, Mai 1975 (Papier No. OTC 2400), beschrieben. Diese, im folgenden als OTC-Papier bezeichnete Veröffentlichung be-

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schreibt die Vorteile und Betriebsmerkmale bzw. -eigenschaften eines vorgeschlagenen Trommel-Rohrlegeschiffs. Die Baukosten für ein solches Schiff wurden jedoch auf etwa 100.000.000 Dollar geschätzt; im Gegensatz dazu befindet sich das zu beschreibende Schiff gemäß der Erfindung gegenwärtig im Bau, wobei Baukosten von weniger als einem Drittel des obigen Kostenanschlags vorausgesetzt werden. Die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten für ein Schiff der im OTC-Papier beschriebenen Art (die mit großem Aufwand durch oder für die Anmelderin durchgeführt wurden) wurden später in zahlreichen wesentlichen Punkten erheblich revidiert, wobei wesentliche Änderungen und Verbesserungen mit dem Ziel der Schaffung einer völlig verschiedenen, im folgenden zu beschreibenden Konstruktion eines Trommel-Rohrlegeschiffs vorgenommen wurden. Dieses neuartige Rohrlegeschiff unterscheidet sich bezüglich des Grundgedankens, der Konstruktionsmerkmale, der Betriebsart oder Arbeitsweise und der Betriebsergebnisse ganz erheblich von dem im OTC-Papier beschriebenen Schiff.

Derzeit besteht in der Küstengewässer-Erdölindustrie eine zunehmende Notwendigkeit für die Verlegung von Rohrleitungen, sowohl einzeln als auch in Mehrfachleitungsbündeln, in tiefen und rauhen Gewässern sowie an weit von VersorgungsStützpunkten entfernten Stellen. Das dynamisch positionierbare Rohrlegeschiff gemäß der Erfindung stellt nun eine neuartige und vom bisherigen verschiedene Möglichkeit für die Berücksichtigung dieser Notwendigkeiten dar.

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Da das erfindungsgemäße Rohrlegeschiff mit Eigenantrieb versehen ist, entfällt praktisch die Notwendigkeit für Unterstützungs- bzw. Versorgungsschiffe, wie Schlepper und Versorgungsboote, die bei den nach den vorher genannten Verfahren arbeitenden bisherigen Rohrlegeschiffen möglich sind. Das erfindungsgemäße Rohrlegeschiff ist außerdem sehr wendig, und es vermag Rohrleitungen in Gewässern zu verlegen, die weit von etwaigen Versorgungsbasen entfernt sind.

Weiterhin kann mit dem erfindungsgemäßen Rohrlegeschiff die Rohrleitung auch in tiefem Wasser verlegt werden, wo der Einsatz der bisherigen "Stovepiping"- oder Trommel-Rohrlegeschiffe äußerst schwierig oder sogar unmöglich ist. Dieses Merkmal des erfindungsgemäßen Schiffs ist einer die Rohrkonditioniervorrichtung am Heck des Schiffes tragenden, einstellbaren Rampenanordnung zuzuschreiben, die so verstellbar ist, daß die Rohrleitung unter einem sehr steilen Eintrittswinkel von bis zu etwa 60° in das Wasser eintreten kann, während die bisherigen Rohrlegeschiffe auf einen Eintrittswinkel von etwa 15° beschränkt sind. Infolgedessen kann das erfindungsgemäße Schiff ohne Ausleger (stinger) arbeiten, der bei den bisherigen Schiffen dieser Art benötigt wird und dessen Wegfall zur Fähigkeit des erfindungsgemäßen Schiffs beiträgt, auch in rauhem Wetter arbeiten zu können.

Ein besonderes Merkmal des erfindungsgemäßen Schiffs liegt in seiner Rumpfkonstruktion. Zur Aufnahme der Last der Trommel und des gesamten, auf sie aufgespulten Rohrstrangs verwendet das Schiff 'eine neuartige Konstruktion, welche seine Längsfestigkeit verbessert, die Trommel in einer Höhe lagert, welche die Verwendung

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einer Trommel maximaler Größe zuläßt, und die überdeckte Deckslagerfläche vergrößert.

Ein anderes Merkmal dieses Schiffs besteht darin, daß die Trommelnabe als Ballastraum benutzbar ist. Um die Rollbewegung des Schiffs möglichst klein zu halten und sicherzustellen, daß die Hauptpropeller sowie die Schubantriebe genügend tief in das Wasser eintauchen, um einen wirtschaftlichen bzw. wirksamen und kavitationsfreien Betrieb zu ermöglichen, muß der Tiefgang beim Abspulen des Rohrstrangs konstant auf oder nahe der Lasttiefganglinie gehalten werden. Zu diesem Zweck muß der Rumpf beim Abspulvorgang mit Wasser geflutet werden. Wenn die Ballasttanks im Doppelboden mit Wasser geflutet werden, wird der Gesamtschwerpunkt des Schiffes (KG) tiefer gelegt, was zu einer Erhöhung der statischen Stabilität (GM) führt. Durch eine Vergrößerung des GM-Faktors und somit der Schiffsstabilität wird die Eigenperiode der Rollbewegung verkleinert und somit die Rollbewegung vergrößert, die unter Seegangsbedingungen zu erwarten ist, unter denen das Schiff noch einsatzfähig sein soll. Um diese Vergrößerung des GM-Faktors möglichst klein zu halten, kann beim Abspulen des Rohrstrangs von der Trommel in die in der Trommelnabe vorgesehene Ballastkammer zusätzliches Ballastwasser in solcher Menge eingeführt werden, daß ein teilweiser oder vollständiger Ausgleich für das Gewicht des über das Heck verlegten Rohrstrangs geschaffen wird.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines verbesserten, auch in vergleichsweise schwerem Seegang und in tiefen Gewässern einsatzfähigem Rohrlegeschiffs, das mit einer Rohrstrangtrommel und Eigenantrieb ausgestattet ist.

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Diese Aufgabe wird durch die in den beigefügten Patentansprüchen gekennzeichneten Merkmale gelöst.

In der folgenden Beschreibung haben die nachstehend aufgeführten Ausdrücke folgende Bedeutung:

1. eine "Windung" ist die eine volle Umdrehung auf der Trommel einnehmende Länge des Rohrstrangs;

2. eine "Windungslage" besteht aus einer Anzahl von Windungen, die über die volle oder praktisch volle Breite der Trommel eine Röhrstranglage bilden.

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

Fig. 1 eine Ansicht der Steuerbordseite eines Trommel-Rohrlegeschiffs mit Merkmalen nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Aufsicht auf das Schiff gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Aufsicht auf die Hauptinnenboden-Rumpfkonstruktion bei der AusfÜhrungsform nach Fig. 1,

Fig. 4 ein Profil der Hauptrumpfkonstruktion bei der AusfUhrungsform nach Fig. 1, mit weggelassener Beplankung,

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Fig. 5 einen in vergrößertem Maßstab ί

gehaltenen Mittschiffs-Querschnitt ;■;

durch den Schiffsrumpf, beispiels- ;j

weise längs der Rumpfposition FR 25 Ö gemäß Fig. 3 und 4,

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung der ίι

Rippen- bzw. Gerüstkonstruktion des |§

Schiffsrumpfs, bei welcher die Decks- f^

und Zwischendecksbeplankung zwischen ;|

den Rumpfpositionen FR 9 und FR 49 ||

weggelassen ist, ;|

Fig. 7A eine zur Darstellung der inneren Verstrebung teilweise im Schnitt längs ; der Linie A-A in Fig. 7B gehaltene steuerbordseitige Ansicht der Rohrlegetrommel,

Fig. 7B eine Teilschnittansicht der Trommel |: längs der Linie B-B in Fig. 7A, |<

Fig. 8A eine Aufsicht auf eine Ausführungs- j form der Lüftungsleitungsanlage '

das Trommelballastsystems, :;

Fig. 8B eine Ansicht, in Richtung der Pfeile || B-B in Fig. 8A gesehen, |

Fig. 8C eine Ansicht, in Richtung der Pfeile

C-C in Fig. 8A gesehen, ™

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Fig. 9A eine Schnittansicht der Trommelwelle mit zugeordneter Rohrleitung für eine andere Ausführungsform der Trommelballastanlage,

Fig. 9B eine Schnittansicht der Lenzventilanordnung an der Trommelnabe bei der Ausführungsform nach Fig. 9A,

Fig. 10A eine Aufsicht auf die steuerbordseitigc* Trommellageranordnung und eine Ausführungsform eines steuerbordseitigen Trommellager-Entlastungsmechanismus,

Fig. 1OB einen Schnitt längs der Linie B-B in Fig. 1OA,

Fig. 10C einen Teilschnitt längs der Linie C-C in Fig. 1OB,

Fig. 11A und 11B eine Aufsicht bzw. eine Seitenansicht der in der Nähe des Hecks des Schiffes gemäß Fig. 1 und 2 angeordneten Stützrampenanordnung,

Fig. 12A eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Seitenansicht einer Nivellier- bzw. Richtspulführung, wie sie im strichpunktierten Kasten 12 gemäß Fig. 11B angedeutet ist,

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Fig. 12B eine Ansicht dos steuerbordseitigen" Abschnitts der Rampe und der Führung, im Schnitt längs der Linie D-B in Fig. 12A,

Fig. 12C einen in vergrößertem Maßstab gehaltenen Schnitt längs der Linie C-C in Fig. 12B,

Fig. 13A und 13B eine Aufsicht bzw. eine steuerbordseitige Seitenansicht der Richtspul-Trägeranordnung,

Fig. 14A eine in vergrößertem Maßstab gehaltene steuerbordseitige Seitenansicht einer Richtspul-Rollenwagenanordnung, wie sie im strichpunktierten Kasten 14 gemäß Fig. 13B veranschaulicht ist,

Fig. 14B eine Ansicht der Anordnung gemäß Fig. 14A, in Richtung der Pfeile B-B in Fig. 14A gesehen,

Fig. 14C eine Aufsicht auf die Anordnung nach Fig. 14A, in Richtung der Pfeile C-C in Fig. 14B gesehen,

Fig. 15A bis 15C eine Aufsicht, eine Seitenansicht bzw. eine Stirnseitenansicht der Nivellier- bzw. Richtspul-Antriebsanordnung,

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Fig. 16 eine schematische Darstellung der Ruderhaclce (skeg) und der Propeller bzw. Schrauben des Schiffs,

Fig. 17 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Breite (beam) eines Trommel-Rohrlegeschiffs und dem GMT-Faktor,

Fig. 18 eine perspektivische Ansicht der Rohrführum:sanordnung, nach achtern gesehen,

Fig. 19 eine steuerbordseitige Ansicht der Richtspul- bzw. Nivellieranordnung mit zugeordneter Rohrstrang-HandhabungsausrUstung,

Fig. 2OA bis 2OB eine Seitenansicht bzw. eine Aufsicht der Begradigungs/Spannanordnung,

Fig. 2OC bis 2OD Schnitte längs der Linien C-C bzw. D-D in Fig. 2OA,

Fig. 2OE einen Schnitt durch den Rahmen der Begradigungsanordnung längs der Linie E-E in Fig. 2OA,

Fig. 2OF eine Detailansicht einer Rohrstrang-Klemmeinrichtung der Spannanordnung,

Fig. 21 eine Schnittansicht der Rohrklemme in der Klemmeinrichtung,

Fig. 22A eine Darstellung eines typischen Festspann-Klemmeinsatzes (tie in clamp insert),

Fig. 22B einen Schnitt längs der Linie B-B in Fig. 22A,

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Fig. 2j5A und 2}B eine Steuerbordseiten- bzw. eine Querseiten- \\

ansicht der vorderen Seilrollenanordnung (A & R if

sheave assembly), ϊί

Pig. 24α und 24β eine Steuerbordseiten- und eine Querseiten- fi

ansieht der hinteren A&R-Seilrollenanordnung, \\

Fig. 25A und 25B eine Steuerbordseiten- bzw. eine Querseiten- u

ansieht der Haupt-Rohrklemmanordnung und $

Fig. 26A bis 26C eine steuerbordseitige Ansicht, eine >|

Aufsicht bzw. eine Queransicht der heckseitigen H

Rohrführurgsanordnung. $

Die etwa maßstabsgerecht gehaltenen Fig. 1 bis 5, 7A und 7B, ξΗ

1OA bis 1OC, 11A und 11B, 12A bis 12C, 1}A und 13B, UA bis Uc, 19, 2OA bis 2OP, 21, 22A und 22B, 2}A, 24A und 24B, 25A und 25B sowie 26A bis 26C stammen aus den Werkskonstruktionszeichnungen. In diesenZeichnungen sind die einzelnen Bauteile jeweils im wesentlichen proportionsgerecht gehalten.

1. Rumpfkonstruktion (Fig. 1 bis 6) *|

Das allgemein mit 10 bezeichnete Trommel-Rohr- ft

legeschiff ist für den Transport einer Hauptrohrleitung- ;■. Abspultrommelanordnung mit zugeordneten Trägern bzw.

Lagern und Antrieben 20 sowie einer allgemein mit 40 ;'v

bezeichneten, hinter der Anordnung 20 vorgesehenen Rohr- ^

strang-Konditionier- bzw. -Egalisierausrüstung ausgelegt., if

Der allgemein mit 110 bezeichnete Schiffsrumpf ί>

umfaßt einen Vorder- bzw. Bugteil 112, einen Mittschiffs- |

teil 114 und einen Heckteil 116. Die Schiffskonstruktion j

ist speziell auf Spanten (frames FR) bezogen, welche die j

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tragenden Rumpfelemente in Querebenen ausrichten. Det Bugteil 112 ist etwa zwischen den Spanten FR O und FR 17

festgelegt, während der die Trommelanordnung 20 tragende Mittschiffsteil 114 ungefähr zwischen den Spanten FR 17 und FR 41 liegt und der die Egalisieranordnung 40 trngende Heckteil 116 ungefähr zwischen den Spanten FR 41 und FR 59 verläuft.

Der Heckteil 116 weist vorzugsweise auf seiner Unterseite einen Kielstummel bzw. eine Ruderhacke 118 (skeg) auf, die zur Erhöhung des Auftriebs des Hecks, zum Schütze der Hauptpropeller 128 beispielsweise vor treibenden Gegenständen oder Unterwassergegenständen oder vor einem Auflaufen in Flachwasser schützt und ein Gehäuse für einen oder mehrere Heck-Querschubantriebe 122 bildet und außerdem die Richtungsstabilität des Schiffs verbessert. Die Ruderhacke, die aus einem im wesentlichen keilförmigen Fortsatz des Schiffskiels besteht, ist ein vorteilhaftes, aber nicht unbedingt notwendiges Merkmal des If Trommel-Rohrlegeschiffs. Die Ruderhacke ist besonders

ij vorteilhaft zur Erhöhung des Heckauftriebs bei vergluichs-

ii * weise kleinem Tiefgang in der Größenordnung von etwa j;? 4 bis 4,6 m, etwa dann, wenn die Größe des Schiffs aus

wirtschaftlichen und/oder praktischen Erwägungen begrenzt

t sein muß, um beispielsweise vergleichsweise enge Schiff-

Ά) fahrtskanäle durchfahren zu können.

'/ Vorzugsweise ist die Ruderhacke so bemessen,

Vi daß sie bei hohem Tiefgang zwischen etwa 1,41 % und 2,1 %

ti und bei niedrigem Tiefgang etwa 1,04 bis 1,48 % des Auf-

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triebs des Schiffs übernimmt (vgl. nachstehende Tnbe 1 lc 3)

Tabelle I

Schiffsabmessungen i	Breite der Ruderhacke (W8)	Rudorhacken-Auftrieb (in % des Gesamtauftriebs des Schiffs)	Niedriqor Tiefganq (5,5 mj
Schiffs länge (L)	4,88 m 4,88 m 7,32 m	I I Hoher Tief gang (4,0 m)	1,04 ? 0,99 % 1,48 %
117,43 m 122,00 m 122,00 m	1 ,48 % 1,41% 2,1 %

Die Ruderhacke enthält vorzugsweise einen odor mehrere Querschubtunnels 120 für Heck-Quorschubnntiiebo 122 (stern thrusters). Der Bugteil 112 enthält ebenfalls einen oder mehrere Kanäle bzw. Tunnels 124 für Bug-Querschubantriebe 126. In spezieller Ausführungsform sind je zwei Bug- und Heck-Querschubantriebe vorgesehen. Diese reversierbaren Querschubantriebe begünstigen die Kursund Positionssteuerung, in^dem sie dem Schiff seitliche bzw. Quermanövrierfähigkeit verleihen, während die Hauptpropeller bzw. -schrauben 128 den Vorwärts- und Rückwärtsantrieb übernehmen und in Verbindung mit den Schiffsrudern Manövrierbarkeit gewährleisten.

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Als Alternative zu in Tunnels montierten Querschubantrieben, wie dargestellt, können um 360° drehbare Seitenrichttriebe (azimuthal thrusters) verwendet werden, die für den Einsatz unter den Rumpf des Schiffs aus- ■ fahrbar und in den Rumpf eingefahren sind, wenn sich das Schiff in Fahrt befindet, oder in Flachwasserbereiche einfährt. Solche Seitenrichttriebe stellen eine vorteil- ' hafte Möglichkeit dar, wenn das Schiff nicht mit einer Ruderhacke versehen ist.

Es ist vorgesehen, daß die Querschubantriebe (unabhängig von ihrer jeweiligen Art) von Hand steuerbar sind, so daß der Schiffsführer insbesondere beim Verlegen von Rohrleitungen das Schiff auf dem vorgesehenen Kurs halten kann. Wenn der Schiffsführer feststellt, daß das Schiff zu weit nach links oder rechts vom vorgesehenen Kurs abgewichen ist, kann er mit Hilfe der Querschuban-

triebe eine manuelle Kurskorrektur herbeiführen; das Resultat ist eine von Hand gesteuerte dynamische Positionierung bzw. Positionssteuerung des Schiffs. Diese dynamische Positionierung oder Steuerung kann unter Verwendung der entsprechenden Ausrüstung auch automatisch erfolgen.

Die Lage der Propeller bzw. Schiffsschrauben gegenüber dem Rumpfboden ist für den Detriebswirkungsgrad ebenfalls von Bedeutung. Gemäß Fig. 16 müssen insbesondere die Propeller so gegenüber der Lastlinie angeordnet sein, daß Kavitation vermieden wird. Diese Lage ist eine Funktion des Propellerdurchmessers (D) und des Abstands (H) von der mittleren Wasserlinie bei einem vorgegebenen Tiefgang des Schiffs bis zum Zentrum des jeweiligen Propellers. Ein zweiter Faktor besteht in der Lage des Propellers gegen-

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über dem Rumpfboden zur weitgehenden Verminderung von Schwingung; dieser Faktor ist eine Funktion des Propellerdurchmessers (D) und des Abstands (a) zwischen dem Rumpfboden und dem Umkreis des Propellers.

Es hat sich gezeigt, daß die Größe H = 1,125 D betragen sollte. Vorzugsweise liegt das Verhältnis H:D für hohen und niedrigen Tiefgang des Schiffs im Bereich von etwa 0,625:1 bis 1,125:1. Der Abstand a zwischen | dem Rumpfboden und den Spitzen der Propellerblätter sollte f nicht weniger als 0,2 D betragen; a liegt vorzugsweise S zwischen etwa 0,2 D und 0,4 D und bevorzugt bei etwa 0,2125 D.]:

Die Flg. 3 bis 6 veranschaulichen die grundsätzliche konstruktive Anordnung des Schiffs. Das erfindungsgemäße Rohrlegeschiff verwendet eine neuartige Trommel-Tragkonstruktion sowie eine Mehrspant-Kastenträgerkonstruktion 1 im Mittschiffsteil zur Aufnahme des Gewichts der vollgespulten Trommel.

Die Vorschrif±en des American Bureau of Shipping (ABS) verlangen, daß die primären Konstruktionselemente für Länge und/oder Breite und/oder Höhe des Schiffs durchgehend bzw. ununterbrochen sind. Beim erfindungsgemäßen Schiff umfassen diese primären Konstruktionselemente die äußeren Längsrumpfwände 130 (entsprechend den mit S und P bezeichneten Elementen an Steuerbord- und Backbordseite) sowie eine Doppellängsschottanordnung (double longitudinal bulkhead arrangement) in Form von Längsschotts 134 und 136, die innerhalb eines einzelnen Längsschotts 132 zwischen den Spanten FR 17 und FR 41 liegen.

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Die Längsschotts 136 verlaufen

zwischen den Spanten FR 5 und FR 59 praktisch über die Länge des Schiffs. Rumpfwände 130 und Schotts 134, 136 erstrecken sich lotrecht aufwärts von der Grundlinie (Rumpfboden) zur Hauptdecksebene, außer zwischen den Spanten FR 19 und FR 39, wo sich die allgemein mit 130', 134' und 136' bezeichneten Mittschiffsabschnitte nach oben zur Oberseite der Trommel-Tragkonstruktion erstrecken. Die Schotts 130¹, 134' und 136* verjüngen sich zur Hauptdecksebene an ihren Vorderenden zwischen den Spanten FR 1¹J und FR 17 sowie an ihren hinteren Enden zwischen den Spanten FR 39 und FR 41.

Die Einzelschotts 132, die im allgemeinen nicht als primäre tragende Elemente betrachtet werden können, liegen einwärts mit Abstand von den äußeren Rumpfwänden 130 zwischen den Spanten FR 13 und FR 4 9 (welche den Mittschiffsabschnitt zwischen den Spanten FR 17 und FR 4 1 umfassen). Die Längsschotts 132 erstrecken sich über ihre Gesamtlänge hinweg in lotrechter Richtung durchgehend von der Grundlinie zur Hauptdecksebene.

In Querrichtung umfassen die Haupttragteile des Schiffs, die auch Teile der Rollentragkonstruktion bilden, Rippenspanten (web frames) FR 17, FR 21, FR 25, FR 37 und FR 41. Zusätzliche vordere und hintere Hauptquerträgerelemente bestehen aus Rippenspanten FR 5, FR 9, FR 13, FR 49 und FR 59. Die Rippenspanten FR 5 bis FR 59 erstrecken sich lotrecht von der Grundlinie bis zur Hauptdecksebene des Schiffs. Alle Querschotts, mit Ausnahme der die Spanten FR 29 und FR 33 einschließenden, erstrecken sich über die Gesamtbreite des Schiffs. Die die Rippenspanten FR 2 9 und FR 33 umfassenden Schotts erstrecken sich nur zwischen

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den äußeren Rumpfwänden 130 und den innersten Längsschotls 136. Auf diese Weise wird im Mittschiffsteil ein Schacht 152 zur Aufnahme einer den Rohrstrang tragenden Trommel 210 gebildet, wobei dieser Schacht 152 durch die die Rippenspanten FR 25 und FR 37 umfassenden Schotts an Vorderbzw. Rückseite und in Längsrichtung durch die Schotts 13GS und 136P umrissen wird.

Im normalen Schiffsbau wird der Spantabstaiid durchwegs praktisch gleichbleibend gehalten. Beim erfindungsgemässen Trommel-Rohrlegeschiff ist der Spantabstand im Mittschiff steil zwischen den Spanten FR 25 bis FR 37 zur Berücksichtigung des großen Gewichts der Rohrtrommel verkürzt. In spezieller Ausführungsform wiegt die Trommel etwa 800 Tonnen, wobei sie eine Gesamtlast von 1 500 bis 2 Tonnen (short tons) an Rohrleitung zu tragen vermag.

Die waagerechten Elemente der Rumpfkonstruktion umfassen die Grundlinie bzw. Bodenplatte 138, die Tankdeckplatte 140, das Zwischendeck 142 und das Hauptdeck 144. Die Tankdeckplatte 140 erstreckt sich über die Gesamtbreite des Schiffs und in Längsrichtung zwischen Bug und etwa dem Spant FR 52.

Zwei waagerechte Mittschiffs-Tragteile 146 und 148 erstrecken sich in Querrichtung zwischen äußerer Rumpfwand 130 und innerem Doppellängsschott 136 über dem Hauptdeck 144; diese Elemente 146 und 148 verlaufen dabei in Längsrichtung zwischen den Spanten bzw. RumpfPositionen FR 19 und FR 39. Das obere Element 148 umfaßt vorzugsweise auch das Rettungsbootsdeck.

Das Hauptdeck 144, die unteren und oberen Mitt-

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schiffs-Horizontaltragelemente 146 bzw. 148 sowie die Abschnitte 130', 134'. 136¹ der äußeren Rumpfwand 130 sowie die äußeren und inneren Doppellängsschotts 134 bzw. 136 zwischen Hauptdeck 144 und oberem Mittschiffs-Horlzontaltragelement 148 bilden eine Kastenträger-Trommeltragkonstruktion 150, die über der Ilauptdecksebene im Mittschiffsabschnitt zwischen den Rippenspanten FR 19 und FR 39 angeordnet ist, wobei sich ihre Enden zu dor. Rippenspanten FR 17 bzw. FR 41 verjüngen.

Diese Kastenträgerkonstruktion 150 stellt ein besonders vorteilhaftes Merkmal der Erfindung dar. Eines der häuptsächlichen, bei einem Trommel-Rohrlegeschiff auftretenden Probleme kann in der großen konzentrierten Belastung gesehen werden, die im Mittelbereich des Schiffs durch die Rohrtrommel ausgeübt wird. Dabei ist praktisch das gesamte Trommelgewicht auf zwei Lager auf gegenüberliegenden Schiffsseiten konzentriert, die nur einen vergleichsweise kleinen Teil der Schiffslänge einnehmen. Wenn das Schiff beispielsweise auf zwei Wellenkämmen schwimmt, die sich jeweils an einem Ende des Schiffs befinden, übt die auf die Lager konzentrierte Last der Trommel ein Durchsack- bzw. Biegemoment in der Mitte des Schiffs aus, das nach vorn und hinten schnell abfällt. Diesem großen Biegemoment im Mittelbereich muß entgegengewirkt werden. Normalerweise wird zumindest ein erheblicher Teil dieses Biegemoments von der Hauptdecks- und der Zwischendeckskonstruktion des Rumpfes aufgenommen. Beim^:erfindungsgemäßen Schiff ist jedoch die Kontinuität von Hauptdeck 144 und Zwischendeck 142 aufgrund des mittschiffs vorgesehenen Trommelschachts 152 unterbrochen, der sich ausgerechnet in dem Bereich befindet, in welchem die dem Biegemoment entgegenwirkenden Kräfte nötig sind. Aufgrund dieser Unterbrechung der Hauptdecks- oder Zwischendeckskonstruktion

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besitzt das Schiff ein zu kleine^s Widerstandsmoment (section modulus), um de durch die Trommel hervorgerufenen Biegemoment entgegenwirken zu können.

Das Problem der zufriedenstellenden Aufnahme des Biegemoments aufgrund der durch die Trommel ausgeübten Belastung wird bei der Erfindung durch die Kastenträger-Trommeltragkonstruktion 150 gelöst. Der Gesamtaufbau eines Schiffs kann als zusammengesetzter I-Längsträger angesehen werden, bei dem der Doppelboden des Rumpfes den unteren Flansch und das Hauptdeck den oberen Flansch bildet. Beim erfindungsgemäßen Rohrlegeschiff ist der Bodenflansch durchgehend, während der obere Flansch durch den Trommelschacht unterbrochen ist. Dieser obere Flansch ist an der Stelle des größten Biegemoments aufwärts zur Oberseite des Kastenprofils 150 verlegt, und die Stege werden durch die Rumpfwände 130 sowie die Doppelschotts 134 und 136 gebildet, wobei die letzteren die Scherbelastung der Trommel abwärts und auswärts in den Ebenen der Schotts 134, 136 auf de.n Bodenflansch verteilen.

Da das durch die Trommellast bewirkte Diegoinomont im Zentrum seinen größten Wert besitzt und nach vorn und hinten schnell abfällt, braucht sich die Kastenträgerkonstruktion 150 nur über die Mindeststrecke zu erstrecken, die durch die Vorschriften der zuständigen Behörde (z.B. ABS) verlangt wird. Dies bedeutet, daß sich der Kastenträger 150 nicht über die Gesamtlänge des Schiffs zu erstrecken braucht. Die Länge des Kastenträgers 150 (in diesem Fall der Abstand zwischen den Spanten FR 17 und FR 41) braucht nur mindestens etwa 0,4 L mit L = Länge des Schiffs zu betragen. Dies stellt ein höchst vorteilhaftes Merkmal der Erfindung dar, weil hierdurch die Größe des für das Trag- bzw. Lagersystem benötigten

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und somit für andere Zwecke zur Verfügung stehenden Raums verkleinert wird und sich infolgedessen auch die Gesamtkosten für das Schiff beträchtlich verringern.

Da die Tragkonstruktion 150 einen Kastenträger umfaßt, der über der Hauptdecksebene angeordnet ist und auf dieser ruht, wird die Scherbelastung von der Trommel nach vorn und rückwärts auf den Aufbau des Schiffs verteilt. Die Kastenträgerkonstruktion 150 überträgt im Zusammenwirken mit anderen Rumpfelementen die Scherbelastung von der Trommel 21Ο wirksam auf den Rest des Rumpfes und schließlich auf die Rumpfbodenplatte (Grundlinie 138) in der Weise, daß die Belastungsgrenzen der Bodenplatte nicht überschritten werden und die Scherkräfte durch die auf die Bodenplatte wirkenden Auftriebskräfte aufgehoben werden.

Die erfindungsgemäße Doppelschott-Kastenträgerkonstruktion bietet folgende Vorteile:

1. Eine Erhöhung des Widerstandsmoments (section modulus) des Schiffs in seinem Mittelbereich wird mit vergleichsweise geringem zusätzlichen Bauaufwand erreicht. Der Kastenträger verteilt die Trommelbelastung so auf das Schiff, daß die Belastungen der hauptsächlichen bzw. primären Tragelemente ohne weiteres innerhalb der hochstzulässigen Belastungsgrenzen für die verwendeten Werkstoffe gemäß den einschlägigen Vorschriften verbleiben. Infolgedessen hält der Kastenträger 150 für den Durchsack- bzw. Biegezustand die Druckbelastung im oberen Flansch und die Zugbelastung im unteren Flansch des zusammengesetzten Längsträgers des Schiffsaufbaus innerhalb zulässiger Grenzen.

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• ι

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2. Die Drehachse der Trommel 210 kann in einer Höhenlage gelagert werden, welche die Aufnahme der größten zulässigen Trommelgröße erlaubt (bezogen auf größten Rohrdurchmesser und größte vom Schiff zu transportierende Rohrlänge). Hierdurch wird der Bau eines wesentlich größeren Schiffs vermieden, woraus sich erhebliche weitcx-e Kosteneinsparungen ergeben.

3. Zwischen den Schotts 134 und 136 wird ein Lärigsdurchgang für einen Zugang zu Räumen, wie Lager- und/oder Personalkabinen zwischen den Schotts 134 und 132 geschaffen .

4. Durch die erfindungsgemäße Konstruktion ergeben sich weitere, geschlossene Räume für Winden und andere Ausrüstungsgeräte, beispielsweise für die Tauchausrüstung. Dieser zusätzliche Raum ergibt sich aufgrund der Erkc?nntnir;, daß es nicht nötig ist, das Schott 132 lotrecht über die volle Höhe der Kastenträgerkonstruktion 150 zu führen. Vielmehr hat es sich in vorteilhafter Weise gezeigt, daß dann, wenn die Längsschotts 134, 136 die noch zu beschreibenden Trommellagerblöcke überspannen, praktisch die gesamte effektive Belastung über die Schotts 134 und 136 auf den unteren Flansch des zusammengesetzten Trägers, d.h. auf denDoppelboden des Schiffsrumpfes übertragen wird. Aus diesem Grund erwies sich eine lotrechte Verlängerung des Schotts 132 als überflüssig.

Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal des erfindungsgemäßen Schiffs besteht in seiner Fähigkeit, in vergleichsweise flachen Wassergebieten zu operieren. Das erfindungsgemäße Schiff ist für eine Wassertiefe von nur etwa 4,0 bis 4,3 m ausgelegt, so daß es in im wesentlichen unzugänglichen Seegebieten, einschließlich der australischen Seegebiete zu operieren vermag, in denen Sandbänke den Tiefgang von Schiffen auf etwa 4,0 m begrenzen. Von gleicher oder noch größerer Wichtigkeit ist, daß das erfindungsgemäße

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Schiff von flachen Wasserhäfen aus zu operieren vermag, beispielsweise von der Rohrlege-KUstenbasis zu Houma, Louisiana, aus. Im allgemeinen erfordert ein derartiger Küstenstützpunkt eine ziemlich große Ausdehnung der Docksfläche. An Tiefwasserhäfen ist das Land im allgemeinen sehr teuer, während Flachwasserhafen-Küstenland weniger kostbar ist. Ein Schiff, das von einer Flachwasserbasis aus zu operieren vermag, bietet daher wirtschaftliche und kommerzielle Vorteile.

Infolge seiner Flachwassereinsatzfähigkeit müssen Vorkehrungen getroffen werden, um das Schiff auf seinen Betriebstiefgang zu fluten. Dies wird vorteilhaft durch die Doppelbodenkonstruktion des Rumpfes erreicht, bei welcher die Tankdeckplatte 140 etwa in doppeltem Abstand wie normal vom Rumpfboden 138 angeordnet ist (normaler Abstand etwa 1,07 m; Abstand bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung etwa 2,14 m). Hierdurch wird Laderaum für eine ausreichende Ballastmenge geschaffen, um das Schiff auf seinen normalen Betriebstiefgang von etwa 5,5 m zu bringen.

Der Raum zwischen Schotts 132 und den äußeren Rumpfplatten bzw. -wänden 130 ist hohl, so daß die Konstruktion im größten Teil des Schiffs, zumindest zwischen den Spanten FR 13 und FR 49, einer Doppelrumpfanordnung entspricht. Hierdurch wird dem Schiff besonders gute Stabilität bzw. Sicherheit im Fall von Beschädigungen verliehen.

1a. Eigenschaften des Schiffs

Eine wesentliche hydrostatische Eigenschaft des erfindungsgemäßen Schiffs, die seine hydrodynamischen

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Eigenschaften beeinflußt, d.h. einen Einfluß auf seine ■>

Bewegung im Seegang hat, ist sein GMT-Wert, d.h. die R;

lotrechte Strecke vom Schwerpunkt zum Quer-Metazentrum 1

des Schiffs. Der GMT-Wert ändert sich in Abhängigkeit %

von der Belastung des Schiffs; im allgemeinen vergrößert j

sich der GMT-Wert, wenn das Schiff leichter wird, d.h. t|

wenn sich Schiffsbelastung und Tiefgang verringern. Jf

Wenn der GMT-Wert des Schiffs zu klein ist, wird W>

das Schiff statisch instabil, so daß bei leichten Gewichts- |

verschiebungen, z.B. bei der Drehbewegung der Ausleger von |

auf dem Schiff montierten Kränen, das Schiff sehr stark (|

und möglicherweise bis zu 10° zu krängen beginnt. Wenn k

andererseits der GMT-Wert des Schiffs zu groß ist, wird )l

das Schiff zu starr, wobei die Rollbewegung zu groß wird, p

um annehmbare Arbeitsbedingungen für Personal und Ausrüstung ■*;

auf See zu erhalten. ·,

Beim erfindungsgemäßen Rohrlegeschiff können bei |

einem Legevorgang mehr als 2 000 Tonnen Rohrstrang abqe- Ι|

laden werden. Dabei wird das Schiff leichter, wobei sich S

der GMT-Wert vergrößert. Wenn keine Kompensation für das |

abgeladene Rohrstranggewicht vorgenonünen wird, kann sich |;

der GMT-Wert bis auf eine Größe erhöhen, bei welcher der I;

Rohrlegevorgang aufgrund einer übermäßig starken Roll- ,·[

bewegung des Schiffs vorzeitig unterbrochen werden muß. ,,;

Ohne entsprechende Kompensation wäre das Rohrlegeschiff )|

somit auf einen engen Bereich von Arbeits-Seegangbedingungen :|

beschränkt. . i|

'ti Beispielsweise sei angenommen, daß die Schiffs- $f

Verdrängung bei voller Belastung etwa 13 000 Tonnen bei 4

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einem Arbeitstiefgang von etwa 5,5 m beträgt. Wenn nach dem Verlegen der Rohrleitung kein- Ballast hinzugefügt wird, beträgt die Schiffsverdrängung ungefähr 11 000

I Tonnen bei einem Tiefgang von 4,58 m, d.h. daß sich das j Schiff um etwa 0,9 m aus dem Wasser gehoben hat. Der GMT-Wert des Schiffs verändert sich von etwa 1,68 m auf etwa 4,06 m, was einer Vergrößerung um etwa 2,38 m gleich- f kommt. (Vgl. in diesem Zusammenhang die folgende Tabelle II, die einen Vergleich zwischen den ungefähren GMT-Werten des Schiffs untter voller Belastung, haibor Belastung und

I bei leerer Trommel für die Fälle angibt, daß beim Abspulen der Rohrleitung zum einen kein Ballast und zum anderen durch Fluten der Trommelnabe Ballast hinzugeführt wird.) Hierdurch erhöht sich die Rollstabilität des Schiffs derart, daß das Schiff um die Rollachse starrer bzw. steifer wird und sich die Rollfrequenz (rate of roll) des Schiffs erhöht. Ebenso wichtig, wenn nicht noch wichtiger, ist die Tatsache, daß durch diese Tiefganqsverrinqerung die Wirksamkeit der Hauptpropeller sowie der Querschubantriebe herabgesetzt wird, während sich die Kavitationsprobleme vergrößern.

Eine Änderung des GMT-Werts von etwa 1,53 m auf nahezu 4,27 m bei einer Abnahme des Rohrleitungsgewichts von 2 000 Tonnen auf 0 Tonnen stellt für ein Schiff dieser Art und Größe eine große Veränderung dar. In der Praxis ist diese Veränderung für die Sicherheit und Bequemlichkeit des Personals sowie für die auf Deck montierte Ausrüstung und die gesamten Operationen des Schiffs, insbesondere den Rohrlegevorgang, sowie für die Trommel selbst sehr nachteilig (und zwar aufgrund einer übermäßiqen Belastung der Lager und der anderen Trommeltraqelemente).

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Zur Aufrechterhaltung einer vergleichsweise konstanten Verdrängung des Schiffs beim Abspulen der Rohrleitung kann auf übliche Weise in die Rumpf-Ballasttanks (zwischen Bodenplatte und TankdeckplatteJ Ballast hinzugefügt wei den. Während durch diesen Bodenballast der Tiefgang auf etwa 5,49 m gehalten wird, verlagert sich der Schwerpunkt des Schiffs bei der Ballasthinzufügung nach unten. Das Ergebnis ist eine Änderung des GMT-Werts, die außerhalb der zulässigen, kommerziellen Betriebsgrenzen für die Sicherheit von Personal und Ausrüstung liegen kann.

Zur Erhaltung annehmbarer Bewegungseigenschaften muß der GMT-Wert dieses Schiffs innerhalb von 25 % seiner ursprünglichen Höhe gehalten werden, die aus praktischen Gründen nicht mehr als etwa 2,14 m betragen sollte, obgleich eine Änderung von 25 bis 30 % beim Abspulvorgang und eine größere Änderung bei ruhiger See toleriert werden kann. Sobald ein nominiell optimaler GMT-Wert für das Schiff festgelegt worden ist, sollte die Änderung dieses GMT-Werts sodann möglichst klein und zumindest innerhalb zulässiger oder annehmbarer Grenzen gehalten werden, um die genannten Probleme der" Uberstabilität und übermäßigen Fewegung zu vermeiden.

Für Seegangsbedingungen, unter denen die normalerweise zu erwartende maximale Wellenperiode im Bereich von etwa 5 bis 8 Sekunden liegt, sollte der GMT-Wert (in Fuß) eines solchen Rohrlegeschiffs nicht größer sein als 0,00194 B mit B = Breite (in Fuß) des Schiffs. Fig. 17 veranschaulicht die Beziehung zwischen dem GMT-Wert und der Breite B für eine Eigenperiode T_n des Schiffs von 10,0 Sekunden, was einer praktisch vorteilhaften Mindestperiode entspricht. Die schraffierte Fläche unter der Kurve gibt die meximalen,

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kommerziell bzw. industriell annehmbaren Größen des GMT-Werts für ein Rohrlegeschiff gemäß der Erfindung an. Vorzugsweise sollte der GMT-Wert des Rohrlegeschiffs unter allen wesentlichen Küstengewässer-Arbeitsbedingungen zwischen etwa 0,915 m und 2,44 m liegen. Zur Aufrechterhaltung dieses GMT-Bereichs hat es sich als höchst vorteilhaft erwiesen, eine Ballastkompensation in Höhe der Trommel und insbesondere in der Trommelnabe vorzusehen, wenn die Rohrleitung abgespult wird (vgl. nachstehende Tabelle II).

Tabelle II

Trommellast	GMT-Wert (m)	Mit Nabenballast
Voll 1/2 Leer	Ohne Nabenballast	1 ,68 2,04 2,32
1 ,68 3,12 4,04

Wünschenswerterweise ist die Nabe der Trommel so groß, daß sie genügend Ballast bzw. Wasser aufzunehmen vermag, um die Änderung des GMT-Werts innerhalb der genannten, zulässigen bzw. annehmbaren Grenzen zu halten. In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung kann die Trommel ein Rohrleitungsgewicht von etwa 2 000 Tonnen aufnehmen; in diesem Fall

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kann die Tronunelnabe etwa 1 600 Tonnen Daliast aufnehmen. Der restliche, erforderliche Ballast kann in die üblichen Rumpftanks eingebracht werden, ohne zu einer ungünstigen Vergrößerung der Änderung des GMT-Werts des Schiffs zu führen.

Neben dem genannten Vorteil der weitgehenden Verkleinerung der Änderung des GMT-Werts beim Abspulen der Rohrleitung in einem Rohrlegevorgang hat die Verwendung von Nabenballast für das erfindungsgemäße Schiff noch weitere Vorteile. Wenn das Schiff beispielsweise nur eine Teilladung der Rohrleitung trägt, kann die Trommelnabe geflutet oder gelenzt werden, um die Eigenrollperiode des Schiffs zu verändern und damit seine Rollbewegung zu verringern. Auf diese Weise kann der GMT-Wert des Schiffs zur Berücksichtigung variierender Seegangsbedingungen eingestellt werdon, und insbesondere kann die Eigenrollperiode des Schiffs für die jeweiligen Wellenperioden auf erforderliche Weise verändert werden, um das Auftreten von Resonanzbedingungen zu vermeiden.

Ohne Trommellast, jedoch mit ausreichendem Bodenballast zur Einstellung seines Betriebstiefgangs auf etwa 5,49 m besitzt das Schiff einen sehr hohen GMT-Wert bei gleichzeitiger kurzer Eigenperiode. Infolgedessen kann das Schiff mit sehr hohen Beschleunigungs- und Verzögerungskräften stoßen. Durch Einfüllen von Ballast in die Trommelnabe kann der GMT-Wert des Schiffs verkleinert werden, so daß sich das Schiff beruhigt und längere, langsamere Rollperioden erhält, d.h. die Eigenperiode des Schiffs wird vergrößert.

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Zusätzlich oder wahlweise kann die Rollbewegung des Schiffs durch Verwendung von Kimm- oder Schlingerkielen 156 und/oder nicht dargestellten Fluttanks gedämpft werden. Die Schlingerkiele 156 sind parallel zueinander längs des Mittelteils des Schiffs an der Krümmung der Bilge als Hilfsmittel zur Unterdrückung der Rollbewegung vorgesehen. Vorzugsweise sollten diese Kiele nicht über die äußeren waagerechten und lotrechten Projektionsflächen der Schiffswände hinausragen, um sie dadurch zumindest zum Teil vor einem Abbrechen zu schützen.

Im Hinblick auf die anderen Eigenschaften des Schiffs hat es sich gezeigt, daß seine Länge vorzugsweise zwischen etwa 117,43 und 125,05 m liegen sollte, wobei die Gesamtbreite vorzugsweise etwa 18,3 bis 24,4 m und bevorzugt etwa 20,74 bis 22,27 m beträgt. Das Verhältnis von Gesamtbreite (B) zu Tiefgang (D) liegt vorteilhaft im Bereich von etwa 2,25:1 bis 4,0:1 und vorzugsweise im Bereich von 3,5:1 bis 4,0:1.

IS

2. Trommelanordnung (Fig. 7 bis 1Q] ¹

Die Trommelanordnung 20 zum Abspulen der Rohrleitung umfaßt eine in der Näheres Längsauftriebszentrums, das in der Nähe des geometrischen Längsmittel punkts des Schiffs liegt, angeordnete Trommel 210. Die Trommel 210 weist gemäß den Fig. 7A bis 7B eine zentrale, axiale Welle bzw. Achse 212 auf, an deren beiden Enden einander gegenüberstehende Flansche 214S und 214P radial nach außen abgehen. Zwischen den Flanschen 214S und 214p erstreckt sich eine koaxial zur Welle 212 angeordnete Nabe 216. Jeder Flansch 214 besteht aus mehreren Radialarmen 218, die von der Welle 212 aus zum Flanschrand verlaufen. Typischerweise sind die Radialarme 218 auf Umfangsabstände von 30° um die Welle verteilt. Zwischen den einander benachbarten Armen 2 18 sind weiterhin verkürzte radiale Trommelarme 220 angeordnet,

die von der Außenfläche, der Nabe 216 radial auswärts zum

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Flanschrand verlaufen.

Die Trommelnabe 216 weist eine in Umfangsrichtung und axial ununterbrochene Außenflächenbeplankung 222 zwischen den Flanschen 214s und 214P auf. Von der Innenfläche dieser Beplankung 222 stehen mehrere ringförmige Abstand stücke 224 ab. Die anderen Enden dieser Abstand stücke 224 sind beispielsweise durch Schweißen an querverlauEenden Streben 226 befestigt, die sich zwischen den gegenüberstehenden Flanschen 214S und 214P erstrecken. Knotenbleche 228 liegen in Radialebenen zwischen der Innenfläche Oer Nabenbeplankunq 222 und den Querstreben 226 sowie zwischen benachbarten Abstand stücken 224. Diese Innenkonstruktion der Nabe ergibt einen zickzackförmigen bzw. Wabenaufbau unter der Beplankung 226 der Nabe 216. Diese Konstruktion ergibt eine Trommel mit größtmöglicher Festigkeit, die für die Aufnahme von großen Gegenzugkräften nötig ist, welche beim Verlegen und/oder Einholen von Rohrleitungen auftreten können. Diese Gegenzugkräfte erzeugen eine Verkeilungswirkung zwischen benachbarten Windungen der Rohrleitung in einer Windungs lage, wodurch große Teilungskräfte in den Trommelflanschen 214 erzeugt werden.

Vorteilhaft liegt das Verhältnis von Trommeldurchmesser (am Flanschrand) zur Breite der Trommelnabe bei einem Trommel-Rohrlegeschiff im Bereich von etwa 3:1 und 4:1 und vorzugsweise im Bereich von etwa 3,5:1 bis 3,8:1; besonders bevorzugt wird ein solches Verhältnis von etwa 3,7:1. In bevorzugter Ausführungsform betragen der Trommeldurchmesser etwa 25,01 m und die Nabenbreite etwa 6,71 m.

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- 39 2. Trommelnaben-Ballastsystem

Ein wesentliches und vorteilhaftes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß das Innere der Nabe 216 eine ⁽ wasserdichte Kammer bildet, die beim Abspulen der Rohrleitung von der Trommel mit Wasser geflutet werden kann. Als Ballast wird vorzugsweise Seewasser benutzt, das in die Trom- ^F melnabe eingeführt wird, während die Trommel sich dreht, wobei gleichzeitig Mittel zum Entlüften der Nabe vorqesehen sind.

Eine erste Ausführungsform eines solchen Ballastsystems ist in den Fig. 7A und 7B dargestellt. Dabei besitzt die Welle bzw. Achse 212 maschinell bearbeitete Endabschnitte 230, die jeweils eine zentrale Axialbohrung 232 aufweisen. Die Endabschnitte 230 gehen von einem rohrförmigen, mittleren

Abschnitt 234 ab, in dessen Innerem auf Abstand stehende Tragplatten 236 angeordnet sind. Die Wellenenden 230 und der rohrförmige Mittelteil 234 bilden gemeinsam die Welle 212.

Eine Flut- und Lenzleitung 238 erstreckt sich axial durch die eine axiale Wellenbohrung 232 (z.B. 232P) in die Trommel hinein, wobei sie innerhalb der Trommel um 90° abgebogen ist und sich radial nach außen zur Innenfläche der Nabe 216 erstreckt. Der Endteil der Leitung 238 kann an einem Querelement 226 befestigt sein. Eine zweite Leitung bzw. Entlüftungsleitung 240 erstreckt sich axial durch die andere Wellenbohrung 232S in die Trommel hinein. Innerhalb der Trommel ist die Leitung 240 um 90° abgebogen, um sich radial auswärts in Richtung auf die Innenfläche der Nabe 216 zu strecken, wobei der Endabschnitt der Leitung 240 an einem Querstrebenelement 226 befestigt sein kann. Vorzugsweise erstrecken sich die beiden Leitungen 238 und 240 in Radialrichtung ent-

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gegengesetzt zueinander.

In vergleichsweise einfacher Ausführung kann die Flut- und Lenzleitung 238 über einen Drehgelenkanschluß mit einem T-Leitungsstück verbunden sein, das seinerseits über ein Ventil oder einen Hahn mit einer Pumpe, welche Ballastwasser in die Trommel fördert, und mit einer Lcnzlcitung verbunden ist, welche das Ballastwasser über Bord leitet. Durch Schließen des Auslaßventiles und öffnen des Einlaßventiles kann Ballastseewasser in das Innere der Nabe 216 eingeführt werden. Durch öffnen des Lenzventils und Schließen des Einlaßventils kann das Ballastwasser aus der Nabe und über Bord abfließen.

Gemäß den Fig. 8A bis 8C kann die Entlüftungsleitung 240 über eine Leitung 242, die eine Kurven-Außenfläche 246 aufweist, mit einem Drehanschluß 244 verbunden sein. . ," Die andere Seite des Drehanschlusses 244 ist über eine Leitung mit einer Entlüftung verbunden. DerArm eines Schaltermechnnisraus 248 steht mit der kurvenförmigen Fläche

246 der Leitung 242 in Berührung, um das öffnen undSchliessen der Ventile in der Entlüftungs-/Austragsleitung zu steuern. Der Schaltermechanismus 248 ist dabei so eingestellt, daß die Ventile nur während einer kurzen Zeitspanne offen sind, beispielsweise wenn sich die öffnung der Entlüftungsleitung 240 innerhalb eines Bereichs von +_ 30° am Scheitelpunkt der Drehung dieser Leitung befindet. Durch diese Anordnung wird ein Lenzen von Ballastwasser verhindert, wenn die Entlüftungsleitung innerhalb der Nabe in das Ballastwasser eintaucht.

In abgewandelter Ausführungsform enthält ein Rohrabschnitt 262 zwischen dem Wellenende 230 und einer Abschlußplatte 264 gemäß Fig. 9A und 9B eine Anzahl von Bohrungen

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• · I I

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266, die das Innere des rohrförmigen Wellenabschnitts 262 mit dem Inneren der Trommelnabe verbinden. Das Außenende des Wellenabschnitts 230 kann durch einen Flansch 268 verschlossen sein, durch den sich eine Rohrleitung 270 erstreckt. Das Außenende des Rohrs 270 kann über einen Drehanschluß 272 und ein Absperrventil 27 4 mit einer Strömungsmittel-Zufuhrleitung 276 verbunden sein. Ein federbelastetes Oberdruckventil 278 kann zur Verhinderung eines übermäßigen Strömungsmitteldrucks vorgesehen sein.

Beim Rohrlegevorgang unter Verwendung dieser abgewandelten Ausführungsform wird beim Abspulen des Rohrstrangs von der Trommel über das Ventil 274, den Drehanschluß 272, das Rohr 270 sowie die Bohrungen 266 im Wellenabschnitt 262 Ballastwasser in die Trommelnabe gepumpt. Dabei wird die in der Nabe befindliche Luft über allgemein bei 280 angedeutete Entlüftungsventile (Fig. 9B) nach außen abgelassen. Mindestens zwei derartige Entlüftungsventile sind in Winkelabständen von etwa 180° an einem oder an beiden Flanschen 214 vorgesehen. Die Entlüftungsventile 280 umfassen jeweils ein durch Schwerkraft betätigbares Klappenventil 282 und ein mittels eines Hebels betätigbares Flügelventil 284. Die Scheibe oder Klappe 282 des Klappenventils wird also durch Schwerkraft betätigt. Wenn sich bei der Drehung der Trommel das Ventil abwärts bewegt, fällt an einem bestimmten Punkt die Klappe 282 in ihren Schließzustand, erforderlichenfalls durch Unterstützung durch den Druck des in der Nabe befindlichen Ballastwassers, wenn das Entlüftungsventil unter die Wasserlinie zu liegen kommt. Auf diese Weise wird ein Austritt von Ballastwasser aus der Nabe, mit Ausnahme einer möglichen kleinen Wassermenge, die vor dem vollständigen Schließen des Ventils austreten kann, verhindert. Wenn sich

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das Entlüftungsventil 280 bei der Weiterdrehung der Trommel aufwärts bewegt und schließlich einen Punkt erreicht, an welchem das Klappenventil 282 über der Wasserlinie liegt, fällt die Klappe 282a unter Schwerkrafteinfluß nach unten. Hierdurch wird das Entlüftungsventil 280 geöffnet, und die Luft kann aus dem Inneren der Trommelnabe austreten. Das Flügelventil 284 bleibt normalerweise offen und ist im wesentlichen nur als manuelle Absperrmöglichkeit vorgesehen.

2b. Trommeltraganordnung (Fig. 1OA bis 1OC)

Die Trommelachse bzw. -welle 212sitzt in zwei axial gegenüberstehenden Lagern 29OS, 29OP, bei denen es sich um handelsübliche Blocklager handeln kann (z.B. FAG Modell Nr. 539948). Die Lager 290 ruhen auf Lagerblöcken 292, die ihrerseits an den oberen Mittschiffs-Horizontaltragelementen 148 befestigt sind, welche die Oberseite der Trommeltraganordnunci 150 bilden. Die Lagerblöcke sitzen auf den Schotts 134, 136, welche auf vorher erwähnte Weise die Trommel- und Lagerbelastung nach unten und in Längsrichtung auswärts über die Tragkonstruktion 150 auf die Grundlinie bzw. den Schiffsboden 138 verteilen.

Die Trommel wird vorteilhaft mit einer Abweichung von i 5 % auf dem Längsauftriebszentrum angeordnet. In bevorzugter Ausführungsform des Schiffs mit den vorher angegebenen Maßen kann die Trommel mit einer Toleranz von etwa 6,1 m nach vorn und nach hinten auf den geometrischen Längsmittelpunkt ausgerichtet sein.

Auf See kann das Schiff unter Seegangeinfluß von der einen Seite auf die andere rollen, wodurch die Lager stark belastet werden. Es kann sich daher als wünschenswert erweisen, die Lager im normalen Fahrzustand des Schiffs zu entlasten, wenn das Schiff beispielsweise zwischen Rohrverlegepositionen fährt, insbesondere wenn kleinere Lager

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als die erfindungsgemäß vorgesehenen verwendet werden oder ' Trommelabmessung und -aufnahmefähigkeit im Vergleich zur Lagergröße vergrößert werden. In diesem Fall können Einrichtungen zur Entlastung der Lager vorgesehen sein, durch welcho insbesondere die Trommelwelle vom Lagersitz abgehoben wird. Ein weiterer Vorteil dieser Lagerentlastbarkeit besteht daß die Lager auf See instand_v.gesetzt oder ausgebaut werden können.

Ein solcher, gegebenenfalls verwendbarer Entlastungsmechanismus ist in den Fig. 1OA bis 1OC dargestellt. Dabei sind Abschnitte 154 der Trommelschacht-Schotts zwischen den Spanten FR 27 und FR 35 ausgespart, wodurch Raum für den Einbau eines Trommelwellen-Tragmechanismus 300 geschaffen wird, welcher einen Träger 302 mit keilförmigen bzw. abgeschrägten Bodenabschnitten 304 und 306 aufweist, zwischen denen sich ein im wesentlichen flacher Bodenabschnitt 308 befindet. Die Oberseite des Trägers 302 ist mit einer kreissegmentförmigen Ausnehmung 310 versehen. Zwei Knotenbleche 312 mit bogenförmigen Innenflächen, die auf demselben Radius wie die Bogenfläche der Ausnehmung 310 liegen, sind als Fortsätze der Kreisbogenfläche der Ausnehmung 310 an der Oberseite des Träger 302 angeordnet. Eine kreissegmentförmige Platte 314 ist an ihren Enden mit den Knotenblechen 312 verbunden, wodurch die kreisförmige Lagerbohrung um die Welle 212 herum vervollständigt ist. Im ausgesparten Decksabschnitt 154 angeordnete Hydraulikzylinder 316 sind gegen die Bodenbleche 308 des Trägers 302 ausfahrbar. In bevorzugter Ausführungsform werden bis zu vier Hydraulikzylinder mit jeweils einer Hubleistung von 400 Tonnen sowohl an backbordseitigem als auch an steuerbordseitigem Trommelwelien-Tragmechanismus 300 verwendet. Zwei einander in Längsrichtung gegenüberstehende, bewegbare Endkeile 318a, 318b liegen auf dem aus-

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gesparten Decksabschnitt 154 auf und sind unter die abgeschrägten bzw. keilförmigen Bodenabschnitte 304 und 306 des Trägers 302 verschiebbar. Die Keile 318 dienen im Zusammenwirken mit den Hydraulikzylindern 316 zum Anheben des Trägers 302 und der Welle 212 sowie zur Halterung dieser beiden Elemente in ihrer angehobenen Stellung. Durch diese Konstruktion wird eine robuste, einstellbare Unterstützung für die Welle 212 und die Trommel 210 geschaffen, mit deren Hilfe die Lagerung 290 während längerer Zeib entlastet werden können, beispielsweise bei schwerem Seegang, wenn das Schiff zwischen Einsatzorten fährt, oder wenn eine Instandsetzung der Lager erforderlich ist.

2c. Trommelantrieb

Der Trommelantrieb umfaßt ein am Außenrand eines oder beider Flansche 214 montiertes Antriebszahnrad, das bei der dargestellten Ausführungsform um den Rand des steuerbordseitigen Flansches 214S herum angeordnet ist. Die Trommel wird auf die beispielsweise in der eingangs genannten US-PS oder im genannten OTC-Papier beschriebene Weise durch einen oder mehrere Motoren angetrieben. Bei diesen Motoren 332 handelt es sich vorteilhaft um Hydraulikmotoren (z.B. Hagglund Hydraulic Motor Model No. II8385 mit Bremse Model No. FBC-8O-2-D oder dgl.). Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Verwendung von Hydraulikmotoren beschränkt, vielmehr sind auch Gleichstrommotoren aufgrund ihrer hohen Drehmomentleistung bei niedriger Drehzahl brauchbar. Der Trommelantrieb weist außerdem eine automatische Zugspannungssteuerung auf, durch die eine vergleichsweise konstante Zugspannung am Rohrstrang aufrechterhalten wird, insbesondere beim Verlegen und/oder beim Herausholen einer Rohrleitung.

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3. Rohrstrang-Konditionler- bzw.-Egalisieranordnung (Fig. 11 bis 15 und 18 bis 26)

Die allgemein mit 40 bezeichnete Rohrstrang-Konditionier- bzw. -Egalisieranordnung ist in Richtung auf das Heck hinter der Trommelanordnung 20 angeordnet, und sie umfaßt u.a. eine Haupt-Tragrampenanordnung 410 und eine Nivellier- bzw» Richtspulanordnung (level wind assembly) 450. An letzerer sind I verschiedene Rohrstrang-Handhabungsgeräte montiert, ein-

I schließlich einer Rohrstrang-Biegeradiusregeleinrichtung I 490, einer Rohrstrang-Begradigungseinrichtung 510 mit Spann-

I einrichtung, einerFestspann-Klemmeinrichtung 520, einer heck-

| seitigen Rohrstrang-Führungseinrichtung 54o sowie verschiede-

I ner fester und/oder bewegbarer Arbeltsplattformen. An der

I Richtspulanordnung sind weiterhin eine vordere Einstell- und

|f Rückhol-Seilrollenanordnung 56O, eine hintere Einstell- und

1 RUckholanordnung 570 (A&R sheave assemblies) sowie Rohrstrang- «| Stutzrollenanordnungen 58O und 582 montiert.

$ 3a. Trag- bzw. Führungsrampenanordnung §

I (Fig. 11 bis 12)

«5 Die Rampenanordnung 410 umfaßt vorzugsweise einen

5| beispielsweise in den Fig. 1 IA bis 11B dargestellten offenen

I Fachwerk- bzw. Gitterrahmen mit oberen und unteren Längs-

t rahmenelementen 412 bzw. 414, die ihrerseits durch lotrech-

}£ te, waagerechte und/oder diagonale Streben versteift sind.

I Die oberen Rahmenelemente 412 sind länger als die unteren

;| Rahmenelemente 414, und obere und untere Rahmenelemente ! " sind in Längsrichtung gegeneinander versetzt und an ihren

I jeweiligen Vorderenden durch tragende Elemente bzw. Streben

I 416 und an ihren hinteren Enden durch entsprechende Elemente

I« 418 miteinander verbunden.

Jj₁ Die Rampenanordnung 410 trägt mehrere sich über

I ihre Breite erstreckende Führungen 42Oa bis 42Od, die

ύ an den oberen Rahmenelementen 412 so montiert sind, daß

j$ sie praktisch in einer gemeinsamen Ebene liegen. Die

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Führung 42Oe ist an der Strebe 416 unter einem Winkel relativ zur Ebene der Führungen 42Oa bis 42Od angeordnet.

Die Fig. 12A bis 12C veranschaulichen die Einzelheiten einer typischen, an der Rampe montierten Nivellier-FUhrung 420 (level wind track). Eine Führunqsbasis bzw. ein Tragelement 422 steht etwa senkrecht vom betreffenden oberen Eahmenelernent 412S bzw. 412P ab. Eine an den zugeordneten Tragelementen 422 beispielsweise durch Schweißen befestigte tführungs-Tragplatte 424 überspannt jeweils zwei zugeordnete, in Querrichtung aufeinander ausgerichtete Tragelemente 422. Von der Führungsplatte 424 steht ein T-förmiges Führungselement 426 mit hochgezogenen bzw. nach außen abgeschrägten Enden 428 quer zwischen den oberen Rahmenelementen 412 der Rampe nach oben ab. Die axial gegenüberstehenden Enden der Führungselemente 426 sind beispielsweise durch Schweißen mit Endtragplatten verbunden, die ihrerseits an den oberen Rahmenelemenben 412 und an den Tragelementen 422 befestigt sind. 7.ur zusätzlichen Versteifung der Führung 426 können weitere, zwischengefügfce Tragelemente 432 vorgesehen sein.

Die Traganordnung 410 i«t am Heckabscht? I tt Schiffs mittels Drohpunkton 411 gelagert. Eine HebesfcUtzG 550 kann am einen Ende an der Prinipriruiriordriung 41O ιιπΊ am anderen Ende an einem Hubmochnnismun ^^r)2 anyalenkt sein, der auf Schienen 554 auf dem Deck des Schiffs gelagert ist. Der Hubmechanismus ist längs der Schienen verfahrbar, um die Rampentraganordnung 410 um die Drehpunkte 411 zu verschwenken. Auf diese Weise ist die Rohrbewegungsbahn durch die Rohrstrang-Handhabungsanordnungen einstellbar, so daß der Austritts- oder Legewinkel für den Rohrstrang gegenüber der Wasseroberfläche einstellbar ist.

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^3b# Richtspul- bzw. Nivellieranordnung (Fig. 13 und 14)

Die Richtspul- bzw. Nivelliervorrichtung 45O weist einen Hauptrahmen 452 auf, von dessen vorderem Ende ein Nivellier-Rahmenabschnitt 454 unter einem Winkel abgeht, welcher im wesentlichen dem Winkel der Rnmpenstrebe 416 entspricht.

Von der Unterseite des Rahmens 452 stehen mehrere Rollenhalterungen 456 nach unten ab, die jeweils im wesentlichen gleich ausgebildet sind und jeweils nach unten raqende, vordere und hintere Elemente 458 umfassen, die an der Oberseite durch Querelemente 460 und an der Unterseite durch andere Querelemente 462 miteinander verbunden sind. Die Halterung ist so angeordnet, daß ein Querrahmenelement 464 als Teil des Nivellierrahmens zwischen den Querelementen 462a, 46Ob liegt. Jedes Querelement 460 lagert eine Rolle 466 (z.B. Hilman Rolle Modell Nr. 5XTDW, Tragfähigkeit 200 Tonnen), die auf einem entsprechend abgeflachten bzw. abgeschrägten Ende 428 einer T-förmigen Führung 426 läuft. Eine dritte oder obere Rolle 468 (z.B. Hilman Rolle Modell Nr. 6X, Kapazität 300 Tonnen) ist am Querelement 464 montiert und läuft auf der flachen Oberseite des T-förmigen Führungselements 426. Gegebenenfalls kann eine vierte bzw. untere Rolle 470, ähnlich den Rollen 466 insbesondere an den Halterungen 456c und 456d vorgesehen und mit dem unteren Rahmenelement 462 verbunden sein, um mit der FUhrungsgrundplatte 424 zusammenzuwirken.

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Ersichtlicherweise umschließen die '4

Rollenhalterungen bzw. -wagen 456 im wesentlichen die f\ Nivellierführungen 420 unter Ermöglichung eines Bewegung ; der Riehtspulvorrichtung 450 über die Brei be der Rampe 410 hinweg.

In spezieller Ausführungsform umfaßt der Nivellierspulantrieb einen Hydraulikmotor 472, der über einen Kettenantrieb mit einer Antriebswelle 474 verbunden ist, die ihrerseits über Lagerträger 476 mit einem der Rampen-Rahmenelemente 412 verbunden ist. Kegelräder 478 verbinden die Antriebswelle 474 mit einer Anzahl von Schraubspindeln 480, die sich zwischenden Rahmenelementen 412S und 412P quer über die Rampenanordnung 410 erstrecken. Die mit Außengewinde versehenen Schraubspindeln 480 durchsetzen komplementäre Gewindebohrungen in nach unten abstehenden Rlchtspul-Antriebsverbindungsgliedern 482. Der Hydraulikmotor 472 treibt die Antriebswelle 474 an, welche über die Kegelräder 478 die Schraubspindeln 480 in Drehung versetzt Durch diese Drehung der Schraubspindeln 480 wird eine Querbewegung der Rieht Spulanordnung 450 über die Breite der Rampe 410 hinweg eingeführt.

3°· Rohrstrang-Biegeradiusregler

Die Richtspul- bzw. Nivellier anordnung 450 trägt an ihrem Vorderende eine Spannungsvergleichmäßigungseinrichtung bzw. Rohrstrang-Biegeradiusregelanordnung 490, die eine Anzahl von an gek.rtimpv.ten Rahmenelementen 494, welche ihrerseits am Rieht spulrahmen 452 befestigt sind, montierten bzw. gelagerten Rollen 492 aufweist. Diese Regelanordnung ist über Schwenklager 496 mit der Richtspulanordnung verbunden. Ein Hebemechanismus 498, z.B. ein hydraulischer Spindelheber, ist vorzugsweise zwischen die vorderen Rahmenelemente 454 der Anordnung und

den Rahmen 494 des Radiusreglers eingeschaltet. Durch Be-

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tätigung des Hebemechanismus 498 kann die Regelvorrichtung nach Bedarf um die Schwenklager 496 herum verschwenkt werden, um sie an die Größe der Rohrleitung und an den Winkel der Tragrampe anzupassen. Auf diese Weise kann die Größe der dem Rohrstrang vor seinem Eintritt in die Begradigungsanordnung 510 zu verleihenden Krümmung in Anpassung an unterschiedliche Arbeitsbedingungen entsprechend eingestellt werden.

Der Krümmungsradius der Anordnung 490 entspricht vorzugsvfeise dem Mindestkrümmungsradius, mit dem die innerste Wicklurigslage eines Rohrstrangs mit dem größten Durchmesser, der auf die Trommel 210 aufgerollt werden kann, gebogen werden kann. Die Anordnung 490 verleiht dem Rohrstrang beim Abspulen und vor seinem Eintritt in die Begradigungsvorrichtung 510 eine im wesentlichen gleichmäßige Spannung bzw. mechanische Belastung und einen im wesentlichen konstanten Krümmungsradius. Das Verhältnis des Radius R_H dar Trommelnabe zum Radius R_RC des Radiusreglers liegt im Bereich von etwa 1,2:1,0 und 1:1,2 und vorzugsweise bei etwa 1 ,0:1,0.

Die Biegeradius-Regeleinrichtung 490 umfaßt einen Rahmen mit im wesentlichen kastenförmigem Querschnitt, an dem z.B. durch Schweißen mehrere Rollentragelemente 492 befestigt sind. An und zwischen den einander in Querrichtung gegenüberstehenden Elementen 492 sind wiederum Röhrst rang -T rag- oder -Stütz,-rollen 493 gelagert.

Die gekrümmten Seitenrahmenteile 494 der Einrichtung 490 sind mit dem einen Ende über Schwenklager 496 am Rahmen der Richtspuleinrichtung montiert oder gelagert. Von den Schwenklagern/aus erstreckt sich die Einrichtung 490>orzugsweise zumindest bis zur Position der Vorderachse der ersten Begradigungsführung 512 in einem geraden Verlauf. Von dieser Stelle aus verläuft die Einrichtung 490 in einem Bogen zu ihrem Vorderende 497. Die Länge der Einrichtung 490 wird durch den oberhalb des Decks in der untersten Stellung der Rampenanordnung verfügbaren Freiraum bestimmt. Der effektive KrUmmungs-

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radius der Biegeradius-Regeleinrichtung 490 (vom Krümmungsmittel· punkt bis zur Rohrstrang-Mittellinie gemessen) variiert im Betrieb in Abhängigkeit vom Rohrdurchmesser. Für Rohre mit einem Durchmesser im Bereich von etwa 114 - 4o6 mm liegt das Verhältnis zwischen dem Radius der Trommelnabe und dem effektiven Krümmungsradius der Einrichtung 490 zwischen etwa 1:1,236 und 1:1,256.

An einer Zwischenstelle zwischen den Schwenklagern 496 und dem anderen Ende des Rahmens der Einrichtung 490 ist letztere an der Richtspuleinrichtung 450 Über eine Hub- bzw. Hebebockeinrichtung 498 (z.B. Duff Norton M. I8150-30 "jactuators") abgestützt. An der Unterseite des Rahmens 491 der Biegeradius-Regeleinrichtung befinden sich zwei einander in Querrichtung gegenüberstehende Schwenklager 499, während zwei entsprechende Schwenklager 455 z.B. durch Schweißen an dem sich nach vorn erstreckenden Abschnitt 454 des Richtspul-Rahmens 452 befestigt sind. Hydraulische Arbeitszylinder (jacks) 498 sind zwischen den betreffenden Schwenklagern 499 und 455 an diesen montiert.

3d. Begradlgungsanordnung

An der Richtspulanordnung 450 ist eine dem Biegeradiusregler 490 in Rohrstrang-Abzugsrichtunq nachgeschaltete Begradigungsvorrichtung 510 montiert. Die Aufgabe dieser Vorrichtung 510 besteht darin, auf den Rohrstrang eine so große Gegenbiegekraft auszuüben, daß die vom Radiusregler 490 eingestellte Krümmung aufgehoben wird. Zu diesem Zweck sind drei auf den Rohrstrang einwirkende Gegenwirk- bzw. Widerlagerpunkte erforderlich, von denen die beiden endseitigen in der einen Richtung und der mittlere in entgegengesetzter Richtung Wirten so daß alle drei Kräfte in der Ebene der Rohrstrangbiecjung im wesentlichen aufeinander ausgerichtet sind. Es kann

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auch eine zwei Rollen aufweisende Begradigungsvorrichtung benutzt werden, bei welcher der Radiusregler als der eine Widerlagerpunkt benutzt wird. Zur Gewährleistung einer größeren Betriebsvielseitigkeit wird jedoch vorzugsweise eine mit drei Rollen versehene Begradigungsvorrichtung 510 verwendet, deren Rollen tatsächlich Führungen der in der US-PS 3 680 342 beschriebenen Art darstellen können.

In bevorzugter AusfUhrungsform umfaßt die Begradigungsvorrichtung 510 drei Führungen 512, 514 und 516. Der Einfachheit halber werden diese drei Führungen 512 bis 516 im folgenden allgemein als "Begradigungsrollen" bezeichnet, wobei jedoch darauf hinzuweisen ist, daß diese Führungsanordnungen (Rollengänge) gewünschtenfalls durch Einzelrollen ersetzt werden können.

Die erste Begradigungsrolle 512 ist zwischen den Radiusregler-Rahmenelementen 4 94 montiert und mit diesen unter der Steuerung durch den Hebemechanismus 498 verschwenkbar. Die Begradigungsrolle 514 ist in einer von der Richtspulvorrichtung 450 getragenen Begradigungsrahmenanordnung 518 montiert. Die Begradigungsrolle 514 befindet sich auf der von der Rolle 512 abgewandten Seite des Rohrstrangdurchgangs, und sie ist praktisch senkrecht zur Nenn-Längsachse des die Rohrstrang-Egalisiervorrichtung 40 durchlaufenden Rohrstrangs verstellbar. Die dritte Begradigungsrolle 516 ist ebenfalls am Rahmen 518 auf derselben Seite des Rohrstrangdurchgangs wie die erste Begradigungsrolle 512 in praktisch fester Position angeordnet.

Ein Merkmal der drei Rollen umfassenden Begradigungsvorrichtung gemäß der Erfindung besteht darin, daß

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erste und zweite Begradigungsrolle 512 bzw. 514 relativ |

zueinander und relativ zum vorgesehenen Rohrstrangdurch- |1

gang einstellbar sind, so daß der tatsächliche Rohr- $

Strangdurchgang bzw. die Rohrstrangbahn bei unterschied- |i

liehen Rohrgrößen und Rampenwinkeln möglichst genau auf |i

der vorgesehenen Sollgröße gehalten wird. f!

Die Begradigungsvorrichturig umfaßt außerdem fj

die Spannvorrichtung 520, die in bevorzugter Ausführungs- $

form eine Führung (Rollengang) oder Rolle 522 aufweisen ';

kann, welche im Begradigungsrahmen 518 montiert bzw. j

gelagert und praktisch senkrecht zum vorgesehenen Rohr- Π

Strangdurchgang, ähnlich wie die Begradigungsrolle 5 14, £

verstellbar ist. Eine zweckmäßige Spannvorrichtung dieser -V

Art ist bei dem eingangs genannten Schiff "Chickasaw" |

vorgesehen, und sie ist unter anderem in den genannten !'

US-PS'en näher beschrieben. ||

In der kommerziellen AusfUhrungsform ist die erste Begradi- !i ger-PUhrungsanordnung 512 einstellbar an der Biegeradius-Regeleinrichtung 490 montiert.Die Anordnung 512 umfaßt Haupt-Träger 5121a, 5121b, zwischen denen Rollen angeordnet sind, die zur Halterung der eigentlichen Führung (Laufkette) 5122 dienen. | Die Träger 5121 sind an Schwenkpunkten 5124a, 5124b schwenk- | bar am Rahmen 5123 gelagert, der seinerseits zur Bewegung in % Richtung des Pfeils S₁ praktisch senkrecht zur Längsebene der 3 Einrichtung 490 gelagert ist. Am Rahmen 5123 befestigte Leit- 1 rollen 5126 laufen auf T- oder I-Trägerelementen an den Seiten- j rahmen der Einrichtung 490 ab und ermöglichen eine Bewegung ,S der ersten Begradiger-FUhrung 512 in Richtung des Pfeils S₁, während sie eine Ouerbewegung dieser FUhrung im wesentlichen verhindern. Die Bewegung in Richtung des Pfeils S₁ wird bei der praktisch einsetzbaren Ausführungsform durch zwei einander in Querrichtung gegenüberstehende Hydraulikkolben

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gesteuert, deren Zylinder am Rahmen 492 befestigt sind, während die Kolben mit den jeweiligen Schwenklagern 5124 gekoppelt sind.

Die Begradiger-Führungsanordnungen 514 und 516 sind zu-

einer
sammen mit/angetriebenen Spanneinrichtung-Führungsanordnung 522 über Schwenklager 5142, 5162 bzw. 5222 schwenkbar am Begradiger-Rahmen 518 montiert. Die Führungsanordnungen 514 und 522 sind mit Hilfe von Hydraulikkolben 5144a, 5144b und 5224a, 5224b in Richtung des Pfeils S₂ auf die Rohrbewegungsbahn zu und von ihr hinweg verstellbar.

Zwei Sätze von Festspann-Klemm- oder -Backenanordnungen 51o2 und 51o4 für den Rohrstrang sind am Begradiger-Rahmen 518 vor und hinter den genannten Führungen 516, 522 angeordnet. Diese Klemmbacken können vorteilhaft dann angewandt werden, wenn der Rohrstrang in Längsrichtung ausgefluchtet gehalten und seine Querbewegung verhindert werden soll, etwa beim Einziehen (tie-in) des Rohrstrangs oder beim Abschluß eines Verlegevorgangs. Eine dieser Einrichtungen ist in Fig. 2OD bzw. 2OE dargestellt.Jede Klemmbacke weist ein Element 5I06 auf, das am Begradiger-Rahmen 518 beispielsweise angeschweißt, angeschraubt oder anderweitig befestigt ist und das vorzugsweise einen quadratischen, rohrförmigen Querschnitt mit einer Vielzahl von auf Abstände verteilten Bohrungen 5108 auf gegenüberliegenden Seiten besitzt. Ein Plattenelement 5IIO mit einer Zentralbohrung, deren Form dem Querschnitt des Elements 5I06 entspricht, deren Abmessungen jedoch etwas größer sind als die Querschnittsabmessungen dieses Elements, ist verschiebbar auf das Element 5106 aufgesetzt. Das Plattenelement 5110 weist einander gegenüberstehende Paare von durchgehenden Bohrungen 5112 auf, die auf die durchgehenden Bohrungen 5108 im Element 5106 ausrichtbar sind. Ein eine Backe tragendes Element 5114 ist verschiebbar auf das Element 5I06 aufgesetzt, um sich am Plattenelement 5110 abzustützen, und es trägt eine Rohrstrang-Klemm- oder -Spannbacke 5II6, die vorzugsweise einen V-förmigen O.uerschnitt besitzt.

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Das Plattenelement 5110 wird entsprechend dem Durchmesser des zu verspannenden Rohrstrangs auf einen voi-gegebenen Satz von Bohrungen 5I08 ausgerichtet, und es ist mit Gewindebohrungen versehen, welche von Feineinstellschrauben durchsetzt werden, die sich an die rückwärtige Platte des Elements 5114 anlegen. Nachdem das Plattenelement 5IIO in Ausrichtung auf den betreffenden Satz von Bohrungen 5108 festgelegt worden 1st, wird mittels der Feineinstellschrauben die Stellung des Elements 5114 und der Backe 5116 gegen den Rohrstrang eingestellt.

Die einander gegenüberstehenden Paare von Klemmanordnungen 51o2, 51o4 sind aufeinander zu und auseinander bewegbar, um den Rohrstrang nach Bedarf festzuspannen oder freizugeben, insbesondere, um ihn an einer Querbewegung zu hindern.

Die beiden Begradiger-Führungsanordnungen 5I2 und 514 sind unabhängig voneinander und relativ zueinander einstellbar. Die erste Führung 512 ist durch Verschwenken mit der Radiusregeleinrichtung 490 einstellbar und getrennt auf die Rohrbewegungsbahn zu und von ihr hinweg (in Richtung des Pfeils S₁) verstellbar. Auf diese Weise können die Führungen einwandfrei relativ zueinander eingestellt werden, um auf den Rohrstrang die entsprechenden Gegenbiegekräfte auszuüben und die Rohrstrangbewegungsbahn zur Gewährleistung eines zweckmäßigen Austrittswinkels aus der Begradigungseinrichtung einzustellen.

Beim Rohrlegevorgang ist es wünschenswert, daß der Rohrstrang einwandfrei an der ersten Begradiger-Führung und an den Rollen 492 des Radiusreglers anliegt. Der Rohrstrang sollte dabei möglichst viele der Rollen 492 berühren, so daß die Biegekraft-Beaufschlagungspunkte über den Rohrstrang verteilt und nicht auf eine einzige Stelle konzentriert sind. Hierdurch wird die Möglichkeit für eine Beschädigung des Rohrstrangs und/oder seines Überzugs, wenn der Rohrstrang über die Radiusregeleinrichtung gebogen wird, weitgehend verringert.

Am Einsatzort werden zur Festlegung der gewünschten Rohrbewegungsbahn die folgenden Arbeitsgänge durchgeführt:

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• *

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1. Die Tragrampenanordnung 41O wird durch Verschwenken um die Dreh- oder Schwenkpunkte 411 hochgefahren, um den gewünschten Austrittswinkel des Rohrstrangs vom Schiff hinweg (entsprechend dem Eintrittswinkel des Rohrstrangs beim Eintauchen in das Wasser) festzulegen.

2. Die zweite Begradiger-Führungsanordnung 51^» die während des Aufspulvorgangs auf ihre größtmögliche Höhe über der Rohrbewegungsbahn angehoben wurde, wird in eine vorbestimmte Position über dem Punkt der belastungsfreien Berührung mit dem Rohrstrang abgesenkt. Diese Position ist eine Funktion zahlreicher Veränderlicher, einschließlich der Verlegetiefe, der Rohrwanddicke, der Streckgrenze des Rohrs, des Rohrdurchmessers usw.

3. Die zweite Begrädiger-Führungsanordnung_514 wird sodann über eine Strecke angehoben oder hochgefahren, die sich als Funktion der genannten Veränderlichen bestimmt.

4. Die Biegeradius-Regeleinrichtung 490 (mit der ersten Begradigungseinrichtung 512) wird um ihren Drehpunkt 496 über eine Strecke gedreht, die ebenfalls von den genannten Veränderlichen abhängt.

5. Erforderlichenfalls wird die erste Begradigungseinrichtung 512 vielter relativ zur Radiusregeleinrichtung bewegt, um

den Berührungsdruck vorteilhaft über den Rohrstrang zu verteilen.

Nach Abschluß dieser Vorbereitungen und zu Beginn des Verlegevorgangs besitzt der aus der Begradigungseinrichtung ^10 austretende Rohrstrang optimal Null oder nahezu Null betragende Biegespannungen und ebensolche Gesamt-Restbiegespannungen. Der Rohretrang tritt dabei im Optimalfall parallel zur Längsebene der Richtspuleinrichtung und der Rampenkonstruktion aus der Begradigungseinrichtung 510 aus.

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3e. Zusätzliche Ausrüstung

An der Richtspulanordnung 450 sind weitere Rohr- |

strang-Handhabungsausrüstungen vorgesehen, beispielsweise f

eine bewegbare Klemm- bzw. Festspannvorrichtung 520, eine f

feststehende Festspannvorrichtung 530 und eine heckseitige ξ

Rohrstrang-FUhrungsvorrichtung 540. Diese zusätzlichen i Ausrüstungen sind für die Erfindung nicht wesentlich,
so daß sie auch nicht näher erläutert sind.

Das von der Trommel 210 abgezogene Rohr sollte
an einer Tangente des Biegeradiusreglers 490 in ausreichend feste Berührung mit diesem gelangen, um den ■ Rohrstrang so stark zu biegen, daß jede Wicklungslage
des abgespulten Rohrstrangs beim Eintritt in die Begradi- ε

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gungsvorrichtung dieselbe Krümmungsgröße besitzt.

Eine Möglichkeit zur Realisierung dieser gleichmäßigen Biegung besteht darin, den Rohrstrang durch einen vorzugsweise lotrecht verstellbaren Rollensatz 562 zu leiten, der an einem Turm 560 hinter der Trommel 210 montiert ist. Beim Abspulen des Rohrstrangs bringen d Lt? Rollen 562 jede Wicklungslage des Rohrstrangs auf einen so großen Krümmungsradius, daß der Rohrstrang den Biegeradiusregler 490 tangiert. Beim Fehlen der Rollen 562 oder eines ähnlichen Mechanismus, um dem Rohrstrang das gewünschte] Biegemoment zu erteilen, würde jede abgespulte Rohrstrang-Wicklungslage eine andere Krümmung besitzen. Genauer gesagt: die inneren Windungslagen besitzen einen kleineren Krümmungsradius als die äußeren Lagen, so daß sich die Krümmung des freien Rohrstrangabschnitts zwischen Trommel und Rohrstrang-Konditionier- bzw. -EgalisierausrUstung als Funktion der jeweils abgespulten Windungslage ändert, was wiederum dazu führt, daß der Rohrstrang den Biegeradiusregler bei jeder Windungslage an einer anderen Stelle berührt, wodurch die Wirkung des Biegeradiusreglers und seine Fähigkeit zur Hervorbringung eines gleichmäßigen Krümmungsradius des Rohrstrangs vor dessen Durchlauf durch die Begrädigungsvorrichtung 510 beeinträchtigt wird.

Als Alternative zum dargestellten Turm bzw. Mast kann eine freibewegliche Rollenanordnung verwendet werden, die auf der Oberseite des Rohrstrangs abläuft und mittels Drahtseilen am Schiffsdeck verankert ist, so daß der Rohrstrang und die Drahtseile gemeinsam als Rollenlager bzw. -abstützung wirken, wobei der Rohrstrang eine aufwärts gerichtete und die Drahtseile.eine abwärts gerichtete Kraft auf die Rollen ausüben.

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Die Rollenanordnung 562, ob im Turm bzw. Mash montiert oder durch Drahtseile gehalten, erhöht die Fähigkeit der Trommel, auf den Rohrstrang eine größere Zurückhalte- bzw. Gegenzugspannung auszuüben, als dies ohne die Rollenanordnung 562 möglich wäre. Aufgrund dieses Merkmals können mit dem erfindungsgemäßen Schiff Rohrleitungen größeren Durchmessers in größeren Wassertiefen verlegt werden, als dies anderenfalls möglich wäre.

(1) Rohrstrang-Klemm(backen)anordnungen

Eine Rohrstrang-Klemmbackeneinheit 520 zum Festbannen bzw. Einziehen ist an der Richtspuleinrichtung hinter der Begradigungselnrichtung 510 und zwischen zwei Rohrstrang-Stützrolleneinheiten 580 und 582 vorgesehen. Die Einheit 520 umfaßt einen unteren Backenteil 52o2 und einen oberen Backenteil 52o4, ,jeweils von halbkreisförmiger Gestalt, die bei 5206 gelenkig miteinander verbunden sind. Wenn ein in Fig. 21 in strichpunktierten Linien eingezeichneter Rohrstrang P auf dem unteren Backenteil 52o2 ruht, ist der obere Backenteil 52o4 über das Rohr hinweg schwenkbar, um durchgehende Bohrungen 52o8 und 5210 beider Backenteile in Flucht miteinander zu bringen. Sodann kann ein nicht dargestellter Verriegelungsbolzen zur Festlegung der Backenteile gegeneinander in die miteinander fluchtenden Bohrungen eingesetzt werden.

Zwei Hydraulikzylinder 5212a, 5212b sind jeweils am einen Ende mit dem unteren Backenteil 52o2 verbunden und an ihren anderen Enden an der Richtspuleinrichtung 450 angelenkt, und zwar entweder direkt oder je nach Wunsch über andere steife Montageelemente. Vorteilhaft liegt die Mittellinie jedes Hydraulikzylinders 5212 unter einem Winkel von etwa 45° auf jeweils einer Seite der lotrechten Mittellinie der Backeneinheit. Aufgrund dieser Ausbildung der Backeneinheit 520 können ihre Backenteile 52o2 und 52o4 ohne weiteres in einer praktisch senkrecht zur Rohrbewegungsbahn liegenden Ebene bewegt werden, wobei diese Bewegung durch den Kolbenhub der Hydraulikzylinder 5212 begrenzt wird. Im normalen Rohrstrang-

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Spul- und -Verlegebetrieb befindet sich die Klemmanordnung in ihrer zurückgezogenen (untersten) Stellung außerhalb der Rohrbewegungsbahn.

Die Innenflächen 5214a, 52i4b der Backenteile bestehen vorzugsweise jeweils aus (bogenförmig) gekrümmten Platten, die längs der Rohrbewegungsbahn gemessen - eine Länge von etwa 30 cm besitzen können. Der Innendurchmesser der Klemmanordnung kann durch Einschieben von Anpaßblöcken 5216 (Fig. 22A) verändert werden, die beispielsweise aus Eichenholz bestehen und die Form eines halbierten Ringwulstes (donut) besitzen können und die so bemessen sind, daß sie zum Verspannen von Rohren mit Durchmessern, die kleiner sind als der Innendurchmesser der Klemmanordnung, eingesetzt werden können» Diese Blöcke 5216 können mittels einer Spanneinrichtung mit End- oder Stirnplatten 5218, die von durchgehenden Schraubbolzen 5219 zusammengehalten werden (vergl. Fig. 22B), abnehmbar an den Spann- oder Klemmflächen 5214 befestigt werden.

Bei der Verbindung zweier Rohrstücke können die Schnittenden innerhalb dbr Begrenzungen der Klemmflächen 5214 stumpf gegeneinander angesetzt werden, worauf die Klemmeinheit mittels der Hydraulikzylinder 5212 aufwärts oder abwärts und/oder in Querrichtung verschoben wird, um die Rohrenden miteinander in Flucht zu bringen. Hierauf können die miteinander fluchtenden Rohrenden durch die Klemmeinheit hindurch heftgeschweißt werden, wonach die Klemmeinheit entfernt und die Schweißverbindung fertiggestellt wird.

Die Haupt-Klemmeinheit 53Ο für den Rohrstrang befindet sich vorzugsweise zwischen der hinteren Rohrstrang-Stützrollenanordnung 582 und der heckseitigen Rohrführung 540. Ihre Backenteile bzw. -hälften 552, 533 sind dabei über Einstellmittel, etwa Hydraulikzylinder 543a - 543d, an der Richtspuleinrichtung 450 montiert. Die unabhängig voneinander betätigbaren Zylinder 53¹* sind jeweils am einen Ende an der Richtspuleinrichtung 450 und am anderen Ende am unteren Backenteil 533 angelenkt. Die Bacl^jenteile 532, 533 sind vorteilhaft in einer ersten Ebene praktisch senkrecht zur Rohrbewegungsbahn und in einer zweiten

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Ebene auf der Mittellinie der vorgesehenen Rohrbewegungsbahn |

verschiebbar. Bei Rohrstrang-Spul- und -Verlegearbeiten wird #

die Klemmeinheit in ihre unterste Stellung relativ zur Rieht- 4

spüleinrichtung herabgefahren. Der Innendurchmesser der Klemm- 'A

einheit ist zur Aufnahme und zum Verspannen von Rohren mit f_:

einem Durchmesser von 1o1,6 - 4o6,4 mm bei einer Rohrstrang- ·

Halte zugspannung von mindestens etwa 127 000 kg ausgelegt. |?

(2) Einstell- und Rückhol- bzw. A&R-Seilrollenanordnungen 'f^!-

Die vordere Einstell- und Rückhol-Seilrollenanordnung 560 ist an der Richtspuleinrichtung 450 zwischen der Rohrstrang- :',| einzieh-Klemmeinheit 520 und der vorderen Stützrolle 58Ο ange- j ordnet. Pig. 2^A zeigt diese Anordnung in ihrer angehobenen Ϋ' bzw. "Elnhol"-Stellung ("in-haul" position) in ausgezogenen Linien, während die abgesenkte Verstau-Position in strichpunktierten Linien eingezeichnet ist.

Eine Seilrolle oder -scheibe 56o2 dreht sich um die Achse ihrer Welle 56o4, die in zwei Tragarmen 5606a, 5606b drehbar ! gelagert ist, deren andere Enden um einen Drehpunkt 5608 drehbar sind. Hydraulikzylinder 5610a, 5610b sind einerseits an einem Dreh- oder Schwenklager 5612 an der Richtspuleinrichtung 450 angelenkt und andererseits drehbar mit der Welle 56o4 verbunden.

Die hintere Seilrollenanordnung umfaßt eine um die Achse ihrer Welle 57o4 herum drehbar gelagerte Seilrolle oder -scheibe 57o2. Die Welle ist in zwei Tragarmen 57o6a, 5706b drehbar gelagert, deren andere Enden an einem Drehpunkt 57o8 angelenkt sind. Hydraulikzylinder 571Oa, 571Ob sind schwenkbar mit Drehpunkten 5712a, 5712b an der Richtspuleinrichtung 450 verbunden.

Die beschriebene vordere Seilrollenanordnung 56O kann bei Einstell/Rückholarbeiten und Rohrspul/Verlegearbeiten angehoben und abgesenkt werden.

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Die hintere Seilrollenanordnung 570 ist auf ähnliche Weise an der Richtspuleinrichtung 450 montiert und entgegengesetzt zur vorderen Seilrollenanordnung schwenkbar.

Bei Rohrstrang-Einstell- (abandonment) und -Rückholarbeiten wird das entsprechende, mit dem Rohrende verbundene Seil unter einer ausreichenden Spannung gehalten, um den gewünschten Durchhangbogen (catenary) in der Rohrleitung einzuhalten. Das Seil bzwf die Leine ist dabei über und längs der Rampe und der Richtspuleinrichtung durch die vorderen und hinteren Seilrollen gespannt. Gemäß Fig. 19 ragt die vordere A&R-Seilrollenanordnung 56O nach vorn, während die hintere A&R-Seilrollenanordnung 570 rückwärts gerichtet ist. Durch diese Anordnung wird die auf die Seilrollenanordnungen durch das Seil bzw. die Leine über die Haupt-Tragarme 5606 und 5706 ausgeübte Lastverteilung möglichst groß gehalten, während die Belastung der Hydraulikzylinder 5610 und 57' weitgehend verringert wird.

Die Rohrstrang-Klemmeinheiten und die A&R-Seilrollenanordnungen werden beispielsweise bei einem Einholvorgang (tie-in operation) eingesetzt, wenn für einen Verlegevorgang eine größere Rohrleitungslänge erforderlich ist, als sie von einer einzigen Trommelladung geboten werden kann. Wenn in diesem Fall eine Rohrstrangladung verlegt worden ist, wird das Rohrende mittels einer Kappe verschlossen und dann auf den Meeresboden abgelassen, nachdem es mit einer Leine und einer Markierungsboje verbunden wurde. Das Schiff kehrt hierauf zum Stützpunkt zurück, um eine zweite Rohrladung aufzunehmen.

Wenn das Schiff mit einer neuen Ladung zur markierten Stelle zurückkehrt, wird zur Fortsetzung der Arbeiten eineEinstell- und Rückhol-Leine von einer am Hauptdeck angeordneten Winde aus über die vordere Seilrolle 56o2, längs der Rohrbewegungsbahn nach achtern durch die Heck-Rohrführung 540 und über die hintere Seilrolle 5702 geführt. Dabei befinden sich die Seilrollen, wie in den Fig. 23A und 24B in ausgezogenen Linien dargestellt, in ihrer hochgefahrenen bzw. Einholstellung. Das Ende des Seils bzw. der Leine wird mit der Leine der Markierungsboje verbunden, und der Rohrstrang wird vom Meeresboden hochgezogen. Q09846/0753

Wenn das Ende des Rohrstrangs die hintere Seilrollenanordnung 570 erreicht, wird die Spannung an der RUckholleine erforderlichenfalls erhöht, um den Leinen^inkel an den Rampenwinkel anzupassen, so daß die hintere Seilrollenanordnung 57o die Leine nicht mehr zu tragen braucht. Durch Betätigung der Hydraulikzylinder 5710 wird die Seilrolle 57o2 um den Drehpunkt 5712 herum abgesenkt. Hierdurch wird die hintere Seilrolle 57o2 aus der Rohrbewegungsbahn heraus bewegt, um eine ggf. eine Beschädigung herbeiführende Berührung mit dem Rohrstrang und/oder seinem Überzug zu vermeiden.

Der Einholvorgang wird fortgesetzt, bis das mit Kappe verschlossene Rohrende von der Einzieh-Rohrklemmeinheit 52ο freigekommen ist. Während das Rohrende mit dem Rückholseil bzw. -leine festgehalten wird, wird die Haupt-Rohrklemmeinheit 550 hochgefahren und geschlossen, um den Rohrstrang gegen eine Längsverschiebung zu verspannen.Sodann wird die Klemmeinheit 520 hochgefahren und um den Rohrstrang geschlossen. Sobald der Rohrstrang auf diese Weise ausreichend gegen eine Verschiebung gesichert ist, kann die Rückholleine entfernt und vom Rohrende abgenommen werden, worauf der das Rohrende verschließende Stopfen beispielsweise durch Trennschweißen entfernt wird. Nach dem Abnehmen der Leine vom verschlossenen Rohrende werden die Hydraulikzylinder 56IO zum Verschwenken der Tragarme 5606 um den Drehpunkt 5608 betätigt, um die Seilrolle 5602 aus der Bewegungsbahn des Rohrstrangs zurückzuziehen (in Fig. 23A gestrichelt eingezeichnet). Das Ende des auf der Trommel aufgespulten Rohrstrangs wird hierauf mittels der Spannführungen 516, 522 längs der ^Rohrbewegungsbahn in eine Position geführt, in welcher es am Schnittende des heraufgeholten Rohrstrangs anstößt. Die Einzieh-Klemmeinheit wird mittels ihrer Hydraulikzylinder so eingestellt, daß die beiden Rohrenden miteinander ausgefluchtet werden können.

Nach dem Verspannen des Endes des hochgeholten Rohrstrangs in der Einzieh-Klemmeinheit und nach dem Abtrennen des verschlossenen Rohrendes wird das Ende des auf der Trommel aufgespulten Rohrstrangs in Stoßberührung mit dem Ende des hochgeholten Rohrstrangs gebracht, und die Spann-Klemmbacken

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51o2, 51o4 werden wiederum gegen den Rohrstrang geschlossen, um ihn hauptsächlich gegen eine Querverschiebung festzulegen. Nach dem Zusammenschweißen der Rohrenden werden die verschiedenen Klemmeinheiten entfernt. Hierauf kann der Rohrlegevorgang fortgesetzt werden.

(3) Heckseitige Rohrführung

Die heckseitige Rohrführung(sanordnung) 54o umfaßt einen im wesentlichen offenen, kastenförmigen Haupt-Rollenträger oder -wagen 54o2, der über Schwenklager 54o4a, 54o4b an einem Trag(grund)rahmen 54o6 montiert ist, dessen hinterer Abschnitt wiederum über ein Schwenklager 54o8 mit der Richtspuleinrichtung 450 verbunden ist, während sein vorderer Abschnitt mit der Richtspuleinrichtung lose über Haltebolzen 5410 verbunden ist, die eine geringfügige Schwenkbewegung des Tragrahmens um den Drehpunkt 54o8 zulassen. Am Riehtspul-Rahmen 452 montierte Last(meß)zellen 54i2a, 5412b dienen zur Messung der auf die Heck-Rohrführung 540 um die Schwenkachse 54o8 wirkenden lotrechten Kräfte.

Zwei erste heckseitige Leitrollen 5414 sind am Vorderteil des Rollenträgers 54o2 zur Drehung um eine Schwenkachse 5416 schwenkbar gelagert. Ein weiterer Satz von heckseitigen Rohrstrang-Leitrollen 54i8 ist um eine Schwenkachse 5420 drehbar am hinteren Abschnitt des Rollenträgers 54o2 angelenkt. Die beiden Leitrollensätze 5414, 5418 stützen den Rohrstrang beim Verlassen des Schiffs. Rollen und Rollenträger sind dabei zum drei getrennte Schwenkachsen bzw. Drehpunkte 54o4, 5416 und 5418 schwenkbar.

Zwei Paare von Hochachsen-Seitenleitrollen 5422a, 5422b sind am Rollenträger 54o2 zur Bewegung um zugeordnete lotrechte Schwenkachsen 5424a, 5424b gelagert. Zwei obere Horizontal- bzw. Querachsenrollen 5426 und 5428 sind über der Rohrbewegungsbahn am Rollenträger 54o2 montiert. Diese zuletzt genannten Rollen dienen zur Verhinderung einer Beschädigung des Rohrstrangs, wenn sich dieser infolge von übermäßiger Zugspannung und/oder unter Hebebewegungen wesentlich

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über seine vorgesehene Bewegungsbahh hinaus verlagert. Normaler- f_% weise stehen die Rollen 5426, 5428 nicht mit dem Rohrstrang in % Berührung. . ξ

Zusätzlich zur Unterstützung des von der Rampe ablaufenden S

und in das Wasser eintretenden Rohrstrangs am Schiffsheck: mißt £

die heckseitige Rohrführung 540 auch die Knickbeanspruchung am |

Rohrstrang. Insbesondere messen dabei die Lastzellen 54i2^iie ]f

durch den Rohrstrang aufgrund von Stampf- und Hebebewegungen ?|

des Schiffs auf die Heck-Rohrführung 540 ausgeübten Vertikal- §

kräfte. Wenn diese Belastungen die Biegegrenze des Rohrstrangs Jp

übersteigen, können in nachteiliger Weise Beschädigungen am |;

Rohrstrang und/oder seinem Überzug auftreten. Auf den Rohr- *

strang einwirkende Quer- oder Seitenkräfte werden durch Last- ' (meß)zellen 54?Oa, 54^Ob an den Schwenklagern 54o4a, 54o4b

gemessen. %

Die Lastzellen-Kraftmessungen können im Kontrollraum des Schiffs abgelesen werden, so daß die Überwachungsperson standig die den Rohrstrang bei seiner Wegbewegung vom Schiff beeinflussenden Bedingungen überwachen und kontrollieren kann. Beispielsweise kann die Überwachungsperson (z.B. der Kapitän) anhand der Meßwerte der Lastzellen 54^0 bestimmen, ob der Rohr strang infolge übermäßiger Gierbewegung des Schiffs überlastet wird, so daß dann die erforderlichen Kurskorrekturen zur Reduzierung dieser Rohrstrangbelastung vorgenommen werden können. '

Eine Winkelmeßvorrichtung 590 dient zur Messung des Aus- ■$

trittswinkels des Rohrstrangs relativ zur Rampenanordnung ||

410. Diese Vorrichtung 59o umfaßt einen Fühler- oder Mitnehmer- |

arm 59oo, der an einer Basis- oder Grundkonstruktion 59o4 f

angelenkt ist, die ihrerseits am Trag^ihmen 5^o6 der heckseiti- |

gen Rohrführung befestigt ist. Der Mitnehmerarm läuft auf dem %

Rohrstrang ab und mißt dessen Winkel relativ zu den parallelen |

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Ebenen der Richtspuleinrichtung 450 und der Rampenanordnung 410. In bevorzugter AusfUhrungsform kann diese Winkelmeßinformation einer vorprogrammierten Rechner-Regelanlage eingespeist werden,

/ Antriebs- bzw.^ welche das Trommel-Bremssystem und/oder das/Querschubsystem des Schiffs und damit die ZugspaWig am Rohrstrang und die Geschwindigkeit des Schiffs steuert.

C4) Umsetzbare Trommeln bzw. Haspeln

Das erfindungsgemäße Rohrlegeschiff kann aufgerollte Rohrleitungen auf "umsetzbaren" Trommeln tragen, d.h. auf Trommeln, die nicht fest am Schiff montiert sind, sondern beispielsweise auf Kufen oder dgl. ruhen und am Küstenstützpunkt vom Schiff abgeladen werden können. Aufgrund dieses vorteilhaften Merkmals können an der Küstenbasis Rohrleitungen auf derartige umsetzbare Trommeln aufgespult werden, und die bespulten Trommeln können im Hafengelände gelagert werden, während sich das Rohrlegeschiff auf See befindet. Wenn das Schiff zum Hafen zurückläuft, können die an Bord befindlichen leeren Trommeln abgeladen und durch bereitstehende volle Trommeln ersetzt werden, wodurch die Wartezeiten im Hafen verkürzt werden.

Vorzugsweise können eine oder mehrere umsetzbare Trommeln dieser Art, die im allgemeinen Rohrstränge mit einem Durchmesser von bis zu etwa 150 mm (6") aufzunehmen vermögen, auf der freien Decksfläche vorderhalb der Haupttrommel 210 montiert werden. Der zusätzliche Rohrstrang kann dann über die Haupttrommel hinweg zur Rohr-· strang-Handhabungsvorrichtung 40 geführt werden. Beispielsweise kann dieser Rohrstrang an der Begradigungsvorrichtung 510 vorbeigeführt und an einer der Heck-FUhrungsanordnung

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540 vorgeschaltetenStelle mit dem Hauptrohrstrang gebündelt werden, so daß er unter demselben Legewinkel wie der Hauptrohrstrang in das Wasser eintritt.

5. Allgemeine Eigenschaften

In bevorzugter Ausführungsfornt der Erfindung besitzt die Trommel 210 einen Durchmesser von etwa 25,0 tu. Das Rohrgewicht beträgt etwa 2 000 Tonnen. Die auf die Trommel aufgewickelten Rohrstranglängen in Abhängigkeit vom Durchmesser sind nachstehend angegeben:

Rohr-Nenndurchmesser

Ungef. Aufnahmelänge

(Zoll)

4 6 3

10 .12 14 16

(mm)

101,6

152,4

203,2

254,0

305

356

406

(rn)	435	(Meilen)
81	800	50,5
48	720	30,2
31	265	19,7
22	470	13,8
16	725	10,3
13	150	8,5
9	5,7

Die angegebenen Leistungen gelten für typische Aufgaben in mittleren bis großen Wassertiefen. Das erfindungsgemäße Schiff vermag außerdem zwei umsetzbare Trommeln mit einer Gesamtkapazität von 500 Tonnen zu tragen. Diese umsetzbaren Trommeln werden so angeordnet, daß die von ihnen getragenen Rohrleitungen als Bündel zusammen mit dem Hauptrohrstrang abgespult werden.

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Andere Eigenschaften des erfindungsgemäßen Rohrlegeschiffs nach der bevorzugten Ausführung!*form sind folgende (ungefähr):

Gesamtlänge 123,5 m

Gesamtbreite 21,4 m

Tiefe bzw. Rumpfhöhe 8,7 m

Tiefgang im Betriebszustand 5,4 9 m

6. Einsatzgebiete

Nachstehend sind einige Verwendungszwecke für das Trommel-Rohrlegeschiff in der Küstengewässer-Ölindustrie beschrieben.

6a. Unterwassaranlagen

Von den verschiedenen Verwendungsmöglichkeiten für das erfindungsgemäße Rohrlegeschiff besteht die wichtigste Aufgabe in der Herstellung von Unterwasseranlagen und Unterwasserverbindungen. Hierfür bietet die Erfindung die folgenden Vorteile:

1. Die Rohrleitung kann vor dem Verlegen auf dem Meeresboden an Land zusammengeschweißt und überprüft werden. Dies ist von besonderem Vorteil für Förderleitungen, die vor dem Verlegen abtriften können.

2. Durch die hohe Geschwindigkeit beim Verlegen von Rohrleitungen auf dem Meeresboden werden Verzögerungen aufgrund von Wetterbedingungen weitgehend vermieden und Störungen der ölfeldarbeiten auf ein Mindestmaß verringert.

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3. Da sich das Schiff selbst in der Nähe von Bohrplattformen, Bohrlochabschlüssen und dgl. dynamisch ausrichten kann, wird eine Beschädigungsgefahr für Unterwasserrohrleitungen oder andere Meeresboden-Ausrüstunqsteile auf ein Mindestmaß verringert. Außerdem kann das Rohrlegeschiff wesentlich schneller an die Arbeitsstelle herangefahren, von ihr weggefahren und zwischen den einzelnen Einsatzorten verfahren werden.

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4. Mit Ausnahme der größten Projekte reicht im allgemeinen eine Rohrleitungsladung aus, um die Rohrleitungen zu Unterwasser-Bohrlochabschlüssen herzustellen.

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5. Mit dem erfindungsgemäßen Rohrlegeschiff

können Bündelanordnungen aus Rohrsträngen oder Kombinationen; von Rohrsträngen und Kabeln verlegt werden. f;

6b. Gebündelte Rohrleitungen :

Bei dem für die Verlegung von Rohrleitungen auf dem Meeresboden angewandten "Stovepiping"-Verfahren müssen jeweils Rohrstrangabschnitte mit einer Länge von 12,2 oder 24,4 m miteinander verschweißt werden. Dieses« Verfahren erfordert also eine "Schweißstraße" zur Herstellung einer Rohrleitung. Wenn mehrere Rohrleitungen gleichzeitig, d.h. in Bündeln, verlegt werden sollen, muß effektiv je eine "Schweißstraße" für jedes Rohrleitungsbündel vorgesehen werden. Da die meisten üblichen Rohrlegeschiffe für nur eine einzige Rohrleitung ausgelegt sind, ist es schwierig, genügend Aufstellraum für eine oder mehrere weitere "Schweißstraßen" vorzusehen.

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Außerdem üben die meisten Rohrlegeschiffe auf den Rohrstrang eine Zugspannung mit Hilfe einer Spannvorrichtung aus, die speziell für die Aufnahme

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eines einzigen Rohrstrangs, nicht aber von zwei oder mehr Rohrsträngen ausgelegt ist.

Diese Schwierigkeiten werden durch das erfindungsgemäße Rohrlegeschiff überwunden, das eine Haupttrommel und eine oder mehrere umsetzbare Trommeln zu tragen vermag. Ein typisches Rohrbündel könnte beispielsweise aus einer von der Haupttrommel abgespulten Rohrleitung mit etwa 203 mm Durchmesser (8") sowie je einem 100 mm- und 50 mm-Rohrstrang (4" bzw. 2") bestehen, die von getrennten umsetzbaren Trommeln abgezogen werden. Außerdem kann mehr als ein einziger Rohrstrang auf eine Trommel aufgespult werden.

Ersichtlicherweise können somit Rohrleitungen für verschiedene Verlegearbeiten gemeinsam auf den Trommeln vorgesehen werden. Bisherige Erfahrungen haben gezeigt, daß beim Rohrlegen nach dem Trommelverfahren Rohrstränge verschiedener Größen ohne Beschädigung über andere Rohrstränge hinweg auf die Trommel aufgespult werden können.

Aufgrund des großen Rohrstrangaufnahmevermögens des erfindungsgemäßen Schiffs durch Anordnung der Haupttrommel und der umsetzbaren Trommeln können bei einer Fahrt Rohrleitungen für mehrere verschiedene Verlegevorgänge mitgeführt werden, wie dies beispielsweise für Unterwasseranschlüsse erforderlich ist.

6c. Operation in dicht belegten Gebieten

In einem Gebiet, das mit zahlreichen Bohrplattformen, Rohrleitungen, Unterwasseranschlüssen, Bauschiffen, Versorgungsbooten usw. überfüllt ist, bietet ein

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Schiff, das ohne die Verwendung eines herkömmlichen Ankersystems zu operieren vermag, große Vorteile.

Ein Beispiel hierfür ist ein bereits erschlossenes ölfeld, an das bereits zahlreiche in Betrieb stehende Rohrleitungen angeschlossen sind. Wenn beispielsweise die Produktion eines benachbarten Erdöloder Erdgasfeldes mit dem ersten Feld über Rohrleitungen verbunden werden soll, kann dies mit dem dynamisch positionierbaren Rohrlegeschiff ohne weiteres erfolgen. Das mit der Rohrleitung beladene Schiff kann sich dabei dynamisch nahe der Plattform im erschlossenen Feld positionieren, das Ende der Rohrleitung zur Plattform auslegen und sodann die Legearbeit von der Plattform hinweg durchführen, so daß es nur während einer Mindestzeit in dem dicht belegten Gebiet zu verbleiben braucht.

Ein anderer Einsatz zweck für die dynamische Ausrichtbzw. Positionierfähigkeit des Rohrlegeschiffs besteht in der Herstellung von Rohrleitungsanschlüssen an Plattformen, Unterwasser-Bohrlochabschlüssen oder Verteilungszentren. Aufgrund des auf dem Wegfall von Ankern beruhenden, verringerten Risikos, der Geschwindigkeit, mit welcher das Schiff an den Einsatzorten anlegen, zwischen den Einsatzorten verfahren und nach Abschluß der Arbeiten vom Einsatzort wegfahren kann, kann die größtmögliche Zeit für die Durchführung der Arbeiten unter günstigen Wetterbedingungen aufgewandt werden.

6d. Verlegung von Rohrleitungen in Schifffahrtsstraßen

Die modernen Rohrlegeschiffe können nach dein "Stovepiping"-Verfahren mehr als etwa 3,2 km Rohrleitung in einer Zeitspanne von 24 Stunden verlegen. Die der-

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- 59 -

zeitigen Trommel-Rohrlegeschiffe vermögen dagegen dieselbe Rohrleitungslänge in einem Bruchteil dieser Zeit zu verlegen. In jedem Fall kann dabei die Ankerfläche der zuerst genannten Rohrlegeschiffe ein Gebiet mit einer Länge von etwa 4,6 km und einer Breite von etwa 1,6 km umfassen. Wenn sich dieses Gebiet in einer Hauptschiff ahrtsstraße, etwa im Ärmelkanal befindet, sind unnötige Verzögerungen der Schiffahrt zu erwarten.

Im Gegensatz dazu kann das erfindungsgemäße Trommel-Rohrlegeschiff eine etwa 3,2 km lange Rohrleitung in wenigen Stunden verlegen, und da es keine Verankerungsanordnung benötigt, beansprucht es zu jedem vorgegebenen Zeitpunkt nur eine seiner Größe entsprechende Fläche auf der Schiffahrtsstraße. Durch diese besonderen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Rohrlegeschiffs werden also Störungen der Schiffahrt vermieden, wenn Rohrleitungen in Gebieten mit starkem Schiffsverkehr verlegt werden sollen.

6e. Entfernte Einsatzorte - Weltweite Operationen

Gewisse Seegebiete der Welt, etwa die Beaufort-See, lassen jedes Jahr nur sehr wenig Zeit für KUstengewässerarbeiten zu. Ebenso werfen landgestützte Basen und die für diese erforderliche Logistik Schwierigkeiten bei der Durchführung von Küstengewässerarbeiten auf.

Die spezielle Arbeitsweise des Trommel-Rohrlegeschiffs bietet in diesem Fall viele Vorteile, von denen nur einige wenige nachstehend aufgeführt sind:

Geschwindigkeit, mit welcher das Rohrlegeschiff zu solchen Einsatzorten fahren kann.

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die große Rohrlei tungsinenge, die das Rohrlegeschiff bei einer Fahrt befördern kann.

Geschwindigkeit beim Verlegen von jj!

Rohrleitungen auf dem Meeresboden. ' Ij

Mindestmaß an Unterstützung von &

sy der Küstenbasis, wenn die gesamte, ||

benötigte Rohrleitungsmenge in einer |

Ladung befördert werden kann. I;

Das Trommel-Rohrlegeschiff kann außerdem in etwa 2 1/2 Wochen aus dem Golf von Mexiko zu Küstengebieten etwa in der Nordsee, vor Kalifornien, vor Brasilien und im Mittelmeer fahren. Die Fahrt von der Nordsee zum Mittelmeer dauert nur etwa eine Woche.

Da das Rohrlegeschiff eine große Transport- |

kapazität für Rohrleitungen kleineren Durchmessers be- §

sitzt, kann es von einem Stutzpunkt z.B. in der Nordsee |

aus operieren und zu einem Gebiet beispielsweise im |

Mittelmeer fahren. Infolgedessen entfällt die Notwendig- $ keit für die Errichtung von Stützpunkten in allen Gebieten, π

in denen eine Rohrleitung verlegt werden soll. h

Das erfindungsgemäße Schiff kann also zum Ein- |

satzort fahren, die Rohrlegearbeiten durchführen und |

in kurzer Zeit wieder zurückfahren. J

7. Operationsbeispiel |

Das folgende Beispiel soll das grundsätzliche

Trommel-Rohrlegeverfahren verdeutlichen. I

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- 61 -

A. Rohrgröße - Nenn-Durchmesser 254 nun

(10")

B. Rohrleitungslänge - 40,2 km

Die Operation beginnt mit der Lieferung des beschichteten bzw. ummantelten Rohrs zum Aufspulort. Die Rohrleitung wird dabei zu Stücken von etwa 518,5 m Länge zusammengeschweißt, wobei alle Schweißstellen vor dem Aufspulen auf die Trommel des Schiffs mit Röntgenstrahlen geprüft und beschichtet werden.

Wenn das Rohrlegeschiff einläuft, steht eine Rohrleitungslänge von etwa 20 km für das Aufspulen bereit. An Bord des Schiffs werden 39 Rohrlextungsstücke von je 518,5 m Länge aufgespult, wobei der Aufspulvorgang nur für das Schweißen, die Röntgenuntersuchung und die Beschichtung der Schweißstellen am Ende jedes neuen Rohrstrangstücks unterbrochen wird.

Das nunmehr mit der Rohrleitung und den erforderlichen Anoden beladene Schiff fährt sodann zum Einsatzort.

Am Einsatzort wird das Schiff dynamisch neben der ersten Plattform ausgerichtet, und eine an der Plattform verankerte Leine wird an der Rohrleitung festgemacht.

Hierauf kann der Verlegevorgang beginnen.

Während des Legevorgangs werden Anoden am Heck des Schiffs hinzugefügt. Das Schiff wird normalerweise alle 3 bis 5 Minuten angehalten, um die erforderliche Anode anzubringen.

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Am Ende der etwa 20 km langen Legestrecke wird die Rohrleitung in einem SpannstUck am Heck des Schiffs festgelegt.

An der Rohrleitung wird sodann ein Einstellkopf (abandonment head) angeschweißt, und die Rohrleitung wird mittels einer Winde auf den Meeresboden abgelassen. Die Leine zum Ablassen und Hochholen wird mit einer Boje verbunden.

Sodann kehrt das Schiff zum Stützpunkt zurück, um mit einer neuen Ladung an Rohrleitung beladen zu werden.

Nach der Rückkehr zur Verlegestelle wird die Rohrleitung hochgeholt und wieder festgespannt. Der neue Rohrstrang wird mit ihr verschweißt, und die Schweißstelle wird mit Röntgenstrahlen untersucht und beschichtet, worauf der Verlegevorgang weitergeführt worden kann. An der zweiten Plattform wird der Rohrstrang eingezogen und an der plattform festgelegt. Nach der Prüfung der Rohrleitung kann das Verlegeschiff sodann zurückfahren.

Weitere Eigenschaften und Merkmale des Rohrlegeschiffs sind in einem Artikel von Kenneth R. Friman, Stanley T. Uyeda und Herman Bidstrup mit dem Titel "First Reel Pipelay Ship Under Construction - Applications up to 16-inch Diameter Pipe 3000 Feet of Water" (OTC-Papier Nr. 3069) beschrieben, der im Verlauf der Offshore Technology Conference in Houston, Texas/ USA, vom 8. — 11. Mai 1978 vorgelegt wurde.

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Claims (48)

Patentansprüche

1. Rohrlegeschiff mit Eigenantrieb, mit Bug-, Mittschiffs- und Heckabschnitten, gekennzeichnet durch eine von der Hauptdecksebene des Schiffs in dessen Mittschiffsabschnitt nach oben ragende Trommel-Tragkonstruktion mit einer Höhe zur Aufnahme des größten zulässigen Trommeldurchmessers in Abhängigkeit vom größten Durchmesser und der größten Länge eines vom Schiff zu befördernden Rohrstrangs, durch eine den Rohrstrang tragende Haspel bzw. Trommel, die auf der Tragkonstruktion um eine im wesentlichen horizontale, quer über das Schiff verlaufende Drehachse drehbar gelagert ist, durch eine Rohrstrang-Handhabungs- und -Konditionier- bzw. -Egalisiereinrichtung, die schwenkbar am Heckabschnitt montiert ist und zur Konditionierung des Rohrstrangs beim Abspulen desselben von der Trommel sowie zur Führung des konditionierten Rohrstrangs in das Wasser während eines Rohrlegevorgangs dient und die eine Biegeradius-Regeleinrichtuna, welche praktisch dem gesamten Rohrstrang beim Abspulen desselben einen im wesentlichen gleichmäßigen Krümmungsradius erteilt, eine der Regeleinrichtung in Abspulrichtung nachgeschaltete Begradigungseinrichtung, um auf den

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Rohrstrang eine der durch die Biegeradius-Regeleinrichtung ausgeübten Biegekraft entgegengesetzte Biegekraft auszuüben, eine der Begradigungseinrichtung in Abspul-, richtung nachgeschaltete Spanneinrichtung zur Ausübung einer wünschenswerten Zugspannung auf den Rohrstrang beim Verlegevorgang und eine Nivellier- bzw. Richtspuleinrichtung (level wind means) zur Verschiebung der Biegeradius-Regeleinrichtung, der Begradigungseinrichtung und der Spanneinrichtung quer über das Schiff praktisch parallel zur Drehachse der Trommel aufweist, und durch eine Einrichtung zum Verschwenken der Rohrstrang-Konditioniereinrichtung um eine Schwenkachse, die im wesentlichen quer zum Schiff und praktisch parallel zur Trommel-Drehachse verläuft, zwecks Einstellung des Winkels, unter welchem der Rohrstrang~in das Wasser eintritt.

2. Rohrlegeschiff mit Eigenantrieb, insbesondere nach Anspruch 1, mit einem Bug-, einem Mittschiffs- und einem Heckabschnitt und einer im Mittschiffsabschnitt um eine irn wesentlichen horizontale, quer über das Schiff verlaufende Drehachse drehbar gelagerten Haspel bzw. Trommel, derart, daß die Last der Trommel im wesentlichen in Richtung der Schiffslängsachse nach unten und außen verteilt ist, gekennzeichnet durch eine am Heckabschnitt angeordnete Rohrstrang-Konditioniereinrichtung, die um eine praktisch parallel zur Trommel-Drehachse verlaufende Achse schwenkbar ist und die eine Biegeradius-Regeleinrichtung, welche dem Rohrstrang beim Abspulen desselben von

der Trommel eine im wesentlichen gleichmäßige Krümmung erteilt, eine Begradigungseinrichtung, welche auf den Rohrstrang eine der ihm durch die Trommel verliehenen Krümmung entgegengesetzte Gegenbiegekraft ausübt, und eine Einrichtung zur Führung des aus der Begradigungseinrichtung austretenden Rohrstrangs in das Wasser aufweist, und durch

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eine Einrichtung zum Verschwenken der Rohrstrang-Konditioniereinrichtung um ihre Schwenkachse zwecks Einstellung des Winkels, unter dem der Rohrstrang nach dem Durchlauf durch die Rohrstrang-Führungs- bzw. -Konditioniereinrichtung in das Wasser eintritt.

3. Trommel-Rohrlegeschiff mit Eigenantrieb, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, mit einem Bug-, einem Mittschiffs- und einem Heckabschnitt sowie einer Basisbzw. Grundlinie (Rumpfboden), einer Tankplatte und Hauptdecksebenen sowie backbord- und steuerbordseitigen Trommel-Tragkonstruktionen mit jeweils kastenträgerförmigem Querschnitt, die im Mittschiffsteil von der Hauptdecksebene aus über diese hinausragen, wobei die Trommel-Tragkonstruktionen das Widerstandsmoment (section modulus) des Schiffs in seinem Mittschiffsabschnitt erhöhen, mit einer einen Rohrstrang tragenden Haspel bzw. Trommel und mit einer Einrichtung zur Lagerung der Trommel an den Tragkonstruktionen zur Drehung um eine im wesentlichen horizontale, quer über die Schiffsbreite verlaufende Drehachse, derart, daß die Last der Trommel von den Trommel-Tragkonstruktionen und den primären Tragelementen des Schiffs abwärts und in Längsrichtung auswärts verteilt wird, um die auf die primären Tragelemente einwirkende Belastung innerhalb der hochstzulässigen Belastungsgrenzen für die Werkstoffe dieser primären Tragelemente zu halten, gekennzeichnet durch eine am Heckabschnitt angeordnete Rohrstrang-Konditioniereinrichtung, die um eine praktisch parallel zur Drehachse der Trommel verlaufende Schwenkachse bewegbar ist und die eine Biegeradius-Regeleinrichtung, um dem Rohrstrang nach dem Abspulen desselben von der Trommel

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eine im wesentlichen gleichmäßige Krümmung zu erteilen, |

eine Begradigungseinrichtung, um auf den Rohrstrang f

eine der ihm durch die Trommel erteilten Krümmung ent- I]

gegenwirkende Gegenwirkkraft auszuüben, und eine Ein- y

richtung zur Führung des Rohrstrangs in das Wasser nach f|

seinem Austritt aus der Begradigungseinrichtung auf- 'i

weist, und durch eine Einrichtung zum Schwenken der «

Rohrstrang-Konditioniereinrichtung um ihre Schwenkachse ,$

zur Einstellung des Winkels, unter welchem der Rohr- I

strang nach dem Austritt aus der Rohrstrang-Führungsein- $

richtung in das Wasser eintritt. §!>

4. Rohrlegeschiff nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn- $ zeichnet, daß die Rohrstrang-Konditioniereinrichtung ig weiterhin eine Nivellier- bzw. Richtspuleinrichtung, || welche die Biegeradius-Regeleinrichtung, die Begradigungs- % einrichtung und die Rohrstrang-Führungseinrichtung trägt, | und eine Einrichtung zur Bewegung der Richtspuleinrich- "%. tung praktisch parallel zur Drehachse der Trommel auf- Jl weist. I

5. Rohrlegeschiff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekenn- ψ zeichnet durch eine die Biegeradius-TRegeleinrichtung $ schwenkbar an der Rohrstrang-Konditioniereinrichtung | lagernde Einrichtung und durch eine Einrichtung zur Be- >» wegung der Biegeradius-Regeleinrichtung um ihre Schwenk- ^ achse zwecks Einstellung der den Rohrstrang tragenden i| Fläche dieser Regeleinrichtung relativ zur Rohrstrang- §j Bewegungsbahn. 1

6. Rohrlegeschiff nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekenn- p zeichnet, daß die Begradigungseinrichtung drei Gegen- 'j§ wirkmittel bzw. Widerlager zur Ausübung einer Gegenbiege- |

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kraft auf den Rohrstrang aufweist, wobei das zweite bzw. mittlere Widerlager den Rohrstrang praktisch entgegengesetzt zu den von erstem und drittem, endseitigem Widerlager auf den Rohrstrang ausgeübten Gegenwirkkräften mit einer Kraft beaufschlagt, daß das zweite Widerlager praktisch senkrecht zur vorgesehenen Rohrstrang-Bewegungsbahn durch die Begradigungseinrichtung verstellbar ist und daß das erste Widerlager mit der Biegeradius-Regeleinrichtung mitbewegbar verbunden und somit relativ zu zweitem und drittem Widerlager derart einstellbar ist, daß die Rohrstrang-Bewegungsbahn am Austrittsende der Begradigungseinrichtung für unterschiedliche Rohrstrang-Durchmesser und -Eintrittswinkel im wesentlichen in jeweils demselben Verlauf gehalten wird.

7. Rohrlegeschiff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegeradius-Regeleinrichtung eine gekrümmte Rohrstrang-Trag- bzw. -Stützfläche besitzt und daß das Verhältnis vom Krümmungsradius der Rohrstrang-Stützfläche zum Krümmungsradius der Trommelnabe im Bereich von etwa 1,2:1,0 bis 1,0:1,2 liegt.

8. Rohrlegeschiff nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrstrang-Konditionieranordnung weiterhin eine schwenkbar auf dem Schiff gelagerte Trag- bzw. Stützrampe und eine Einrichtung zur Lagerung der Nivellierbzw. Richtspulvorrichtung auf der Tragrampe aufweist, wobei die Einrichtung zum Verschwenken der Rohrstrang-Handhabungs- und -Konditioniereinrichtung Mittel zum Verschwenken der Tragrampe um ihre Drehachse zur Änderung ihres Winkels relativ zur Wasseroberfläche aufweist.

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9. Rohrlegeschiff nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagereinrichtung der Richtspuleinrichtung mehrere auf der Tragrampe angeordnete Querführungen und eine entsprechende Anzahl von an der Richtspuleinrichtung montierten Rollenwagen aufweist, welche die betreffenden Führungen auf der Tragrampe praktisch umschließen.

10. Rohrlegeschiff nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine der Begradigungsvorrichtung in Abspulrichtung nachgeschaltete Spanneinrichtung zur Ausübung einer gewünschten Zugspannung auf den Rohrstrang während eines Verlegevorgangs.

11. Rohrlegeschiff nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Begradigungsvorrichtung drei Gegenwirkpunkte bzw. Widerlager zur Ausübung einer Gegenbiegekraft auf den Rohrstrang aufweist, von denen das zweite bzw. mittlere Widerlager den Rohrstrang mit einer Kraft praktisch entgegengesetzt zu den Gegenwirkkräften beaufschlagt, die durch erstes und drittes, endseitiges Widerlager auf den Rohrstrang ausgeübt werden, daß das zweite Widerlager praktisch senkrecht zur vorgesehenen Rohrstrang-Bewegungsbahn durch die Begradigungsvorrichtung einstellbar ist und daß das erste Widerlager mit dem Radiusregler mitbewegbar verbunden ist, so daß es relativ zu zweitem und drittem Widerlager verstellbar ist, um die Rohrstrangbahn am Austrittsende aus der Begradigungsvorrichtung für verschiedene Rohrdurchmesser und Rohrstrang-Eintrittswinkel jeweils praktisch gleich zu halten.

12. Rohrlegeschiff nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinrichtung ein viertes Widerlager aufweist, das auf der vom dritten Widerlager abgewandten Seite der Rohrstrangbahn angeordnet ist und im Zusammen-

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wirken mit diesem Widerlager eine Zugspannung auf den durchlaufenden Rohrstrang ausübt.

13. Rohrlegeschiff nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur schwenkbaren Lagerung des Radiusreglers an der Rohrstrang-Konditioniereinrichtung und durch Einrichtungen zum Bewegen des Radiusreglers um seine Drehachse zwecks Einstellung der Rohrstrang-Tragfläche des Radiusreglers relativ zur Rohrstrang-Bewegungsbahn.

14. Rohrlegeschiff nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Begradigungsvorrichtung drei Gegenwirkpunkte bzw. Widerlager zur Ausübung einer Gegenbiegekraft auf den Rohrstrang aufweist, von denen das zweite bzw. mittlere Widerlager den Rohrstrang mit einer Kraft praktisch entgegengesetzt zu den Gegenwirkkräften beaufschlagt, die durch erstes und drittes, endseitiges Widerlager auf den Rohrstrang ausübt werden, daß das zweite Widerlager praktisch senkrecht zur vorgesehenen Rohrstrang-Bewegungsbahn durch die Begradigungsvorrichtung einstellbar ist und daß das erste Widerlager mit dem Radiusregler mitbewegbar verbunden ist, so daß es relativ zu zweitem und drittem Widerlager verstellbar ist, um die Rohrstrangbahn am Austrittsende aus der Begradigungsvorrichtung für verschiedene Rohrdurchmesser und Rohrstrang-Eintrittswinkel jeweils praktisch gleich zu halten.

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- 7a - $

15. Rohrlegeschiff nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, |

daß die Spanneinrichtung ein viertes Widerlager aufweist, fjj

das auf der vom dritten Widerlager abgewandten Seite §

der Rohrstrangbahn angeordnet ist und im Zusammenwirken $

mit diesem Widerlager eine Zugspannung auf den durch- ί

laufenden Rohrstrang ausübt. %

16. Rohrlegeschiff nach Anspruch 6 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegeradius-Regeleinrichtung eine gekrümmte Rohrstrang-Trag- bzw. -Stützfläche besitzt und daß das Verhältnis vom Krümmungsradius der Rohrstrang-Stützfläche zum Krümmungsradius der Trommelnabe im Eereich von etwa 1,2:1,0 bis 1,0:1,2 liegt.

17. Rohrlegeschiff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrstrang-Konditionieranordnung eine schwenkbar am Schiff montierte Tragrampe, eine Einrichtung zum Verschwenken der Tragrampe um ihre Drehachse zwecks Änderung ihres Winkels relativ zur Wasseroberfläche und eine Einrichtung aufweist, welche die Nivellier- bzw. Richtspulvorrichtung auf der Tragrampe zur Ermöglichung einer quergerichteten Bewegung praktisch parallel zur Drehachse der Trommel lagert.

18. Rohrlegeschiff nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagereinrichtung der Richtspuleinrichtung mehrere auf der Tragrampe angeordnete Querführungen und eine entsprechende Anzahl von an der Richtspuleinrichtung montierten Rollenwagen aufweist, welche die betreffenden Führungen auf der Trägrämpe praktisch umschließen.

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19. Rohrlegeschiff nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine die Biegeradius-Regeleinrichtung schwenkbar an der Rohrstrang-Konditioniereinrichtung lagernde Einrichtung und durch eine Einrichtung zur Bewegung der Biegeradius-Regeleinrichtung um ihre Schwenkachse zwecks Einstellung der den Rohrstrang tragenden Fläche dieser Regeleinrichtung relativ zur Rohrstrang-Bewegungsbahn.

20. Rohrlegeschiff nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrstrang-Konditioniereinrichtung weiterhin eine Nivellier- bzw. Richtspuleinrichtung, welche die Biegeradius-Regeleinrichtung, die Begradigungseinrichtung und die Rohrstrang-Führungseinrichtung trägt, und eine Einrichtung zur Bewegung der Richtspuleinrichtung praktisch parallel zur Drehachse der Trommel aufweist.

21. Trommel-Rohrlegeschiff zum Verlegen von Rohrleitungen P*

insbesondere in Küstengewässern, mit einem Bug-, einem

Mittschiffs- und einem Heckabschnitt, gekennzeichnet durch eine von der Hauptdecksebene des Schiffs in dessen

|| Mittschiffsabschnitt nach oben ragende Trommel-Tragkon-

yi struktion mit einer Höhe zur Aufnahme des größten zuläs-

f| sigen Trommeldurchmessers in Abhängigkeit vom größten

j\ Durchmesser und von der größten Länge eines vom Schiff zu

;; befördernden Rohrstrangs, durch eine den Rohrstrang

$; tragende Haspel bzw. Trommel, die auf der Tragkonstruktion

$ um eine im wesentlichen horizontale, quer über das

Schiff verlaufende Drehachse drehbar gelagert ist, und durch eine Rohrstrang-Handhabungs- und -Konditionier- bzw. -Egalisiereinrichtung, die schwenkbar am Heckabschnitt montiert ist und zur Konditionierung des Rohr-

is| Strangs beim Abspulen desselben von der Trommel sowie

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zur Führung des konditionierten Rohrstrangs in das Wasser während eines Rohrlegevorgangs dient und die eine Biegeradius-Regeleinrichtung, welche dem Rohrstrang beim Abspulen desselben einen im wesentlichen gleichmäßigen Krümmungsradius erteilt, eine Begradigungseinrichtung, um auf dem Rohrstrang eine der durch die Biegeradius-Regeleinrichtung ausgeübten Biegekraft entgegengesetzte Biegekraft auszuüben, eine Rohrstrang-Führungseinrichtung zur Führung des Rohrstrangs nach seinem Austritt aus der Begradigungseinrichtung in das Wasser und eine Einrichtung zum Verschwenken der Rohrstrang-Handhabungsund -Konditioniereinrichtung um ihre Drehachse aufweist, um den Rohrstrang-Eintrittswinkel einzustellen, unter welchem der Rohrstrang nach dem Durchlaufen der Führungseinrichtung in das Wasser eintritt.

22. Rohrlegeschiff nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrstrang-Konditioniereinrichtung weiterhin eine Nivellier- bzw. Richtspuleneinrichtung, welche die Biegeradius-Regeleinrichtung, die Begradigungseinrichtung und die Rohrstrang-Führungseinrichtung trägt, und eine Einrichtung zur Bewegung der Richtspuleinrichtung praktisch parallel zur Drehachse der Trommel aufweist.

23. Rohrlegeschiff nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrstrang-Konditionieranordnung weiterhin eine schwenkbar auf dem Schiff gelagerte Trag- bzw. Stützrampe und eine Einrichtung zur Lagerung der Nivellierbzw. Richtspulvorrichtung auf der Tragrampe aufweist, wobei die Einrichtung zum Verschwenken der Rohrstrang-Handhabungs- und -Konditioniereinrichtung Mittel zum Verschwenken der Tragrampe um ihre Drehachse zur Änderung ihres Winkels relativ zur Wasseroberfläche aufweist.

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24. Rohrlegeschiff nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagereinrichtung der Richtspuleinrichtung mehrere auf der Tragrampe angeordnete Querführungen und eine entsprechende Anzahl von an der Richtspuleinrichtung montierten Rollenwagen aufweist, welche die betreffenden Führungen auf der Tragrampe praktisch umschließen.

25. Rohrlegeschiff nach Anspruch 21 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Begradigungsvorrichtung drei Gegenwirkpunkte bzw. Widerlager zur Ausübung einer Gegenbiegekraft auf den Rohrstrang aufweist, von denen das zweite bzw. mittlere Widerlager den Rohrstrang mit einer Kraft praktisch entgegengesetzt zu den Gegenwirkkräften beaufschlagt, die durch erstes und drittes, endseitiges Widerlager auf den Rohrstrang ausgeübt werden, daß das zweite Widerlager praktisch senkrecht zur vorgesehenen Rohrstrang-Bewegungsbahn durch die Begradigungsvorrichtung einstellbar ist und daß das erste Widerlager mit dem Radiusregler mitbewegbar verbunden ist, so daß es relativ zu zweitem und drittem Widerlager verstellbar ist, um die Rohrstrangbahn am Austrittsende aus der Begradigungsvorrichtung für verschiedene Rohrdurchmesser und Rohrstrang-Eintrittswinkel jeweils praktisch gleich zu halten.

26. Rohrlegeschiff nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrstrang-Handhabungs- und -Konditioniereinrichtung eine der Begradigungseinrichtung in Abspulrichtung nachgeschaltete Spanneinrichtung zur Ausübung einer gewünschten oder vorgesehenen Zugspannung auf den Rohrstrang während eines Verlegevorgangs aufweist.

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27. Rohrlegeschiff nach Anspruch 26, dadurch gekennzeich- | net, daß die Spanneinrichtung ein viertes Widerlager

aufweist, das auf der vom dritten Widerlager abgewandten |j

Seite der Rohrstrangbahn angeordnet ist und im Zusammen- |

wirken mit diesem Widerlager eine Zugspannung auf den j

durchlaufenden Rohrstrang ausübt. ;

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28. Rohrlegeschiff nach Anspruch 27, gekennzeichnet durch j| zwei vor und hinter der Spanneinrichtung angeordnete, |> letzterer zugeordnete Rohrstrang-Einspanneinrichtungen |; zum Verspannen des durch die Spanneinrichtung laufenden || Rohrstrangs gegen eine Querbewegung relativ zur Rohr- | strang-Längsbewegungsbahn. ft

29. Rohrlegeschiff nach Anspruch 21 oder 23, gekennzeichnet | durch eine die Biegeradius-Regeleinrichtung schwenkbar % an der Rohrstrang-Konditioniereinrichtung lagernde $j Einrichtung und durch eine Einrichtung zur Bewegung der ?| Biegeradius-Regeleinrichtung um ihre Schwenkachse zwecks ν Einstellung der den Rohrstrang tragenden Fläche dieser j; Regeleinrichtung relativ zur Rohrstrang-Bewegungsbahn. Hi

30. Rohrlegeschiff nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, $ daß die Biegeradius-Regeleinrichtung eine gekrümmte ί: Rohrstrang-Tragfläche aufweist und daß das Verhältnis ■* zwischen dem effektiven Krümmungsradius dieser Trag- ,;

1' fläche und dem Krümmungsradius der Trommelnabe im Be- I

reich von etwa 1,236:1 bis 1,256:1 liegt. p

31. Rohrlegeschiff nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, \ daß die Begradigungseinrichtung mindestens zwei Wider- | lager zur Ausübung einer Gegenbiegekraft auf den Rohr- | strang, welche der von der Biegeradius-Regeleinrichtung f auf den Rohrstrang ausgeübten Biegekraft im wesentlichen \

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- 7f -

entgegengesetzt ist, aufweist, daß das zweite Widerlager den Rohrstrang mit einer Kraft beaufschlagt, welche den vom ersten Widerlager auf den Rohrstrang ausgeübten Gegenwirkkräften praktisch entgegengesetzt ist, daß das zweite Widerlager praktisch senkrecht zur vorgesehenen j Rohrbewegungsbahn durch die Begradigungseinrichtung ein- | stellbar ist und daß das erste Widerlager mit der Biege- ^ radius-Regeleinrichtung mitverschwenkbar verbunden ist, so daß das erste Widerlager relativ zum zweiten Widerlager so einstellbar ist, daß die Rohrbewegungsbahn am Austrittsende der Begradigungseinrichtung für unterschiedliche Rohrdurchmesser und Rohrstrang-Eintrittswinkel jeweils praktisch gleich bleibt.

32. Rohrlegeschiff nach Anspruch 31, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Bewegung des ersten Widerlagers unabhängig vom zweiten Widerlager in einer Richtung praktisch senkrecht zur vorgesehenen Rohrbewegungsbahn durch die Begradigungseinrichtung zwecks Einstellung des ersten Widerlagers auf die Rohrbewegungsbahn zu oder von ihr hinweg.

33. Rohrlegeschiff nach Anspruch 32, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Lagerung des ersten Widerlagers an der Biegeradius-Regeleinrichtung zur Durchführung einer unabhängigen Schwenkbewegung um eine Achse, die praktisch quer zur vorgesehenen Rohrbewegungsbahn und praktisch parallel zur Schwenkachse der Regeleinrichtung verläuft, so daß das erste Widerlager der Krümmung des Rohrstrangs in Längsrichtung fortlaufend zu folgen und sich selbst an diese Krümmung anzupassen vermag.

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34. Rohrlegeschiff nach Anspruch 21 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrstrang-Handhabungs- und -Konditioniereinrichtung weiterhin primäre Rohrstrang-Einspanneinrichtungen auf der Rohrstrang-Bewegungsbahn zwischen der Begradigungseinrichtung und der Rohrstrang-Führungseinrichtung zum Verspannen des Rohrstrangs auf der vorgesehenen bzw. Nenn-Bewegungsbahn unter einer beträchtlichen Längs-Zugspannung und eine Einrichtung

zur Lagerung der Einspanneinrichtung zur Bewegung in einer ersten Ebene, die praktisch senkrecht zur vorgesehenen Rohrbewegungsbahn liegt, und in einer zweiten, diese Rohrbewegungsbahn einschließenden Ebene aufweist.

35. Rohrlegeschiff nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagereinrichtung für die primäre Einspanneinrichtung zwei Einstellmittel aufweist, die mit vorderem bzw. hinterem Abschnitt der Einspanneinrichtung gekoppelt sind und die unabhängig voneinander einstellbar sind, um die primäre Rohrstrang-Einspanneinrichtung in der ersten und/oder der zweiten Ebene zu bewegen.

36. Rohrlegeschiff nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Einstellmittel auf Querabstand stehende Paare von unabhängig voneinander einstellbaren Hydraulikzylindern umfassen.

37. Rohrlegeschiff nach Anspruch 35, gekennzeichnet durch eine Rohrstrang-Festspanneinrichtung zwischen der primären Einspanneinrichtung und der Begradigungseinrichtung zum Festspannen und Ausfluchten von zusammenstoßenden Rohrstrangenden und durch eine Einrichtung zur Lagerung der Festspanneinrichtung zur Bewegung in eine Ebene praktisch senkrecht zur vorgesehenen Rohrbewegungsbahn.

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38. Rohrlegeschiff nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagereinrichtung für die Festspanneinrichtung zwei auf Querabstand stehende, unabhängig voneinander einstellbare Hydraulikzylinder aufweist, die mit der Festspanneinrichtung bekoppelt sind.

39. Rohrlegeschiff nach Anspruch 21 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrstrang-FUhrungseinrichtung Stützrollen zur Unterstützung des Rohrstrangs längs der vorgesehenen Bewegungsbahn am rückwärtigen Teil der Handhabungs- und -Konditioniereinrichtung sowie Mittel aufweist, welche die Stützrollen zur Ermöglichung einer Schwenkbewegung um eine Vielzahl unabhängiger Schwenkachsen lagern.

40. Rohrlegeschiff nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützrollen-Lagermittel eine~ Basis bzw. einen Sockel und einen an diesem schwenkbar gelagerten Rollenwagen aufweisen, der eine Drehbewegung um eine quer zur vorgesehenen Rohrstrang-Bewegungsbahn verlaufende Schwenkachse durchzuführen vermag, und daß die Stützrollen erste und zweite Rollenpaare, erste Rollen-Tragmittel zur Halterung des ersten Rollenpaars am Rollenwagen zwecks Drehung um eine erste Dreh- bzw. Schwenkachse, die praktisch parallel zur Rollenwagen-Schwenkachse vor dieser verläuft, und zweite Rollen-Tragmittel zur Halterung oder Lagerung des zweiten Rollenpaars am Rollenwagen zwecks Durchführung einer Drehbewegung um eine zweite Drehachse umfassen, die hinter der Rollenwagen-Schwenkachse praktisch parallel zu dieser verläuft.

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41. Rohrlegeschiff nach Anspruch 40, gekennzeichnet durch ,-■;! Mittel zur Lagerung der Basis bzw. des Sockels zur || Durchführung einer Drehbewegung um eine praktisch $

parallel zur Rollenwagen-Schwenkachse verlaufende Dreh- bzw. Schwenkachse als Funktion der durch den '' Rohrstrang auf die Rohrstrang-Führungseinrichtung ausgeübten Belastung und durch eine an der Basis bzw. am Sockel angreifende Einrichtung zur Messung der auf die Führungseinrichtung ausgeübten Rohrstrangbelastung.

42. Rohrlegeschiff nach Anspruch 21 oder 23, gekennzeichnet

durch eine Einrichtung zur Messung des Winkels des |

Rohrstrangs gegenüber der Handhabungs- und Konditionier- %

einrichtung rückwärts von der Rohrstrang-Führungsein- ;

richtung. ;■

43. Rohrlegeschiff nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelmeßeinrichtung eine an der Führungseinrichtung montierte Basis und einen daran montierten ? Mitnehmerarm aufweist, der um eine senkrecht zur ·;; vorgesehenen Rohrbewegungsbahn und durch die Handhabungs- || und Konditioniereinrichtung verlaufende Dreh- bzw. |j Schwenkachse drehbar ist, wobei der Mitnehmerarm auf || dem Rohrstrang abläuft und den Winkel des Rohrstrangs 5 gegenüber der Handhabungs- und Konditioniereinrichtung ?; abgreift.

44. Rohrlegeschiff nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, f| daß der Winkel der Rohrstrang-Handhabungs- und -Konditionier-J^

einrichtung gegenüber einer für die Wasseroberfläche >|

repräsentativen Nennebene zwischen etwa 18° und 60° ein- |(

stellbar ist, und zwar als Funktion zumindest der Wasser- 5|

tiefe längs der Rohrstrang-Verlegebahn (pipe line right "&

of way) und des Durchmessers des zu verlegenden Rohr- ^ Strangs.

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45. Rohrlegeschiff nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel der Handhabungs- und Konditioniereinrichtung gegenüber der Horizontalen im normalen Fahrzustand des Schiffs ohne Durchführung von Verlegearbeiten auf etwa 30° eingestellt ist.

||

46. Verfahren zum Verlegen von Rohrleitungen in Küstenge-I wässern und dgl. von einem Trommel-Rohrlegeschiff aus, ί das eine den Rohrstrang tragende Haspel oder Trommel, p die zur Drehung um eine im wesentlichen waagerechte, fg quer über das Schiff verlaufende Achse gelagert ist, ρ und eine schwenkbar am Schiff montierte Rohrstrang- p Handhabungs- und -Konditionierennrichtung zur Konditioniert rung des Rohrstrangs beim Abspulen von der Trommel und § zur Führung des konditionierten oder vorbereiteten I? Rohrstrangs in das Wasser während eines Rohrlegevorgangs

f'-v aufweist, wobei die Handhabungs- und Konditioniereinrich-

|ji tung eine Biegeradius-Regeleinrichtung, um praktisch

|) dem gesamten abgespulten Stück des Rohrstrangs einen

j| im wesentlichen gleichförmigen Biegeradius zu erteilen,

il eine Begradigungseinrichtung mit mindestens zwei Gegen-

j| wirkpunkten bzw. Widerlagern zur Beaufschlagung des

js| Rohrstrangs mit einer Gegenbiegekraft, welche den von

|| der Biegeradius-Regeleinrichtung ausgeübten Biegekräften

;| entgegengesetzt ist, und eine Einrichtung zum Verschwenken

|1 der Handhabungs- und Konditioniereinrichtung um eine

i| Dreh- bzw. Schwenkachse aufweist, die praktisch quer

β; zum Schiff und im wesentlichen parallel zur Drehachse

i| der Trommel verläuft, um eine Einstellung des Rohrstrang-

¥| Eintrittswinkels in das Wasser zu ermöglichen, dadurch

£ gekennzeichnet, daß die Rohrstrang-Handhabungs- und

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-Konditioniereinrichtung verschwenkt wird, um die vorgesehene bzw. Nenn-Rohrbewegungsbahn durch die und längs der Handhabungs- und Konditioniereinrichtung auf einen gewünschten Austrittswinkel gegenüber einer horizontalen, für die Wasseroberfläche repräsentativen Nennebene als Funktion zumindest des Durchmessers des zu verlegenden Rohrstrangs und der Wassertiefe längs der Rohrstrang-Verlegebahn einzustellen, daß die Biegeradius-Regeleinrichtung um ihre Dreh- bzw. Schwenkachse verschwenkt wird, um die Größe ihrer Längsberührung mit dem unter dem gewünschten Austritts- bzw. Verlegewinkel zu verlegenden Rohrstrang auf einen größtmöglichen Wert einzustellen, und daß die beiden Widerlager im wesentlichen senkrecht zur vorgesehenen Rohrbewegungsbahn durch die Begradigungseinrichtung getrennt voneinander eingestellt werden, um die Gesamt-Biegebeanspruchungen und -restbiegespannungen am Rohrstrang bei seinem Austritt aus der Begradigungseinrichtung während eines Rohrlegevorgangs möglichst klein zu halten.

47. Verfahren nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet,

daß die Einstellung des zweiten Widerlagers als Funktion zumindest der Wassertiefe längs der Rohrstrang-Verlegebahn, des Austrittswinkels des Rohrstrangs aus der Handhabungs- und Konditioniereinrichtung, der Zugspannung am Rohrstrang sowie des Durchmessers, der Wanddicke sowie der Streckgrenze des Rohrstrangs erfolgt.

48. Verfahren nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Widerlager mit der Biegeradius-Regeleinrichtung unabhängig von seiner getrennten Einstellung praktisch senkrecht zur vorgesehenen Rohrbewegungsbahn verschwenkt wird.

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