DE4307922C1 - Method for laying an underwater line - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verlegen einer Unterwasserrohrleitung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for laying an underwater pipeline according to the preamble of claim 1, and on a device for Performing this procedure.
Durch die DE-PS 24 09 962 ist ein solches Verfahren bekannt.DE-PS 24 09 962 is such a method known.
Dabei erfolgt die zeitliche Abfolge des Abtrennens der Auftriebselemente in Abhängigkeit von dem Seegrundprofil entlang der Verlegungsstrecke. Dies erfordert eine genaue Feststellung der Topografie des Seegrundes, umfangreiche Berechnungen zur Festlegung der zeitlichen Abfolge des Abtrennens der Auftriebskörper, sowie eine aufwendige Ausführung der einzelnen Abtrennprozesse.The chronological sequence of separating the Buoyancy elements depending on the sea bed profile along the route. This requires accurate Establishing the topography of the lake bed, extensive Calculations to determine the chronological order of the Separating the float, as well as an elaborate Execution of the individual separation processes.
Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens so weiterzuentwickeln, daß eine einfachere Verlegung der Unterwasserleitung möglich ist.The object of the invention is therefore a Process of the type mentioned in the introduction and a Device for performing this method so evolve that easier laying the underwater pipe is possible.
Hinsichtlich des Verfahrens werden zur Lösung dieser Aufgabe die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale vorgeschlagen. With regard to the method, this problem will be solved those specified in the characterizing part of claim 1 Features suggested.
Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die zeitliche Steuerung des Abtrennens nur von einer Größe, nämlich dem maximalen Anstieg in der Verlegungsstrecke, welcher bei flach ausgebildeten Seen die Uferböschung ist, abhängig ist, ergibt sich eine einfache Berechnung der zeitlichen Abfolge der Abtrennvorgänge und damit auch eine einfache Durchführung des Abtrennprozesses. Ist beispielsweise die Uferböschung als maximaler Anstieg in der Verlegungsstrecke festgestellt worden, so kann der Abtrennprozeß dadurch erfolgen, daß mit einem Boot über den See bis vor die Uferböschung mit konstanter Geschwindigkeit gefahren wird, wobei die einzelnen Abtrennvorgänge vom Boot her ausgeführt werden. Damit entfällt die aus dem Stand der Technik bekannte aufwendige Berechnung und Ausführung der Abtrennprozesse. Durch mögliche kleinere Unebenheiten im Seegrundprofil entstehende Spannungen in der Leitung haben aufgrund des hohen Elastizitätsmoduls der Unterwasserleitung keine negativen Auswirkungen.Since the temporal in the inventive method Control of the separation of only one size, namely that maximum increase in the installation distance, which at shallow lakes are dependent on the embankment is a simple calculation of the temporal Sequence of the separation processes and thus also a simple one Execution of the separation process. For example, is the Embankment as maximum increase in the Laying route has been determined, the Separation process take place in that with a boat over the lake up to the embankment with constant Speed is driven, the individual Disconnect operations are carried out from the boat. In order to the elaborate known from the prior art is eliminated Calculation and execution of the separation processes. By possible minor bumps in the sea bed profile resulting tensions in the line due to the high elastic modulus of the underwater pipe none negative effects.
Als Auftriebselemente sind Schwimmerelemente und Leichterungselemente vorgesehen. Sowohl die Schwimmerelemente als auch die Leichterungselemente werden abgetrennt. Durch die Schwimmerelemente und die Leichterungselemente wird die Leitung unterhalb der Wasseroberfläche schwimmend entlang der Verlegungsstrecke gehalten. Nach dem Abtrennen der Schwimmerelemente sinkt die Leitung ab und wird dann vor Auftreffen am Seegrund durch Abtrennen der Leichterungselemente auf das volle, auftriebssichere Unterwassergewicht gebracht. Da die Leichterungselemente nach ihrem Abtrennen aufgrund des Auftriebs an die Wasseroberfläche gelangen, können sie mittels eines Bootes eingesammelt und wiederverwendet werden.Float elements and as buoyancy elements Lightening elements are provided. Both the Float elements as well as the lightening elements severed. Through the float elements and the The line below the lightening elements Water surface floating along the route held. After the float elements have been separated, it sinks the line and is then before hitting the lake bottom by separating the lightening elements to the full, buoyancy-proof underwater weight brought. Since the Lightening elements after their separation due to the They can get buoyancy to the water surface collected and reused by boat become.
Damit die Leitung beim Auftreffen auf dem Seegrund gleichmäßig abrollt, sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die Schwimmerelemente zuerst und in einem einheitlichen Zeitabstand danach die Leichterungselemente von der Leitung abgetrennt werden. Das Abtrennen der Schwimmerelemente ist so festgelegt, daß jeder nachfolgende Teilbereich der Leitung etwas später absinkt als der vorhergehende Teilbereich der Leitung. Um diesen Abrollvorgang beim Auftreffen auf dem Seegrund beizubehalten, werden die Leichterungselemente in einem konstanten Zeitabstand abgetrennt. Um zu gewährleisten, daß das Abtrennen der Leichterungselemente noch vor Auftreffen der Leitung am Seegrund erfolgt, ist es vorteilhaft, daß der einheitliche Zeitabstand für das Abtrennen der Leichterungselemente aus der Tiefe der Verlegungsstrecke geteilt durch die doppelte Sinkgeschwindigkeit der mit den Leichterungselementen versehenen Leitung berechnet wird. Im Bereich zwischen den Uferböschungen eines flach ausgebildeten Sees ohne Unebenheiten, die höher als die halbe Verlegetiefe der Leitung sind, ist somit das Abtrennen der Leichterungselemente vor dem Auftreffen der Leitung am Seegrund gesichert.So that the line when it hits the lake bottom rolls evenly, sees a further embodiment of the Invention before that the float elements first and in at a uniform interval thereafter Lightening elements are separated from the line. The separation of the float elements is determined so that each subsequent section of the line a little later drops as the previous section of the line. Around this rolling process when it hits the lake bottom to maintain, the lightening elements in one constant time interval separated. To ensure, that the removal of the lightening elements still before If the line hits the lake bottom, it is advantageous that the uniform interval for the Separate the lightening elements from the depth of the Installation distance divided by twice Sinking speed with the lightening elements provided line is calculated. In the area between the Banks of a shallow lake without Bumps that are greater than half the installation depth of the Are therefore the separation of the Lightening elements before the line meets on Secured lake bottom.
Im Bereich des maximalen Anstiegs der Verlegungsstrecke ist es notwendig, die Lage der Leitung genau zu fixieren, damit nicht durch eine evtl. Verschiebung oder großen Durchhang der Leitung die zulässige Biege- oder Normalspannung überschritten werden. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht deshalb vor, daß Ballastkörper und zum Gewichtsausgleich zusätzliche Leichterungselemente über den entsprechenden Bereichen des höchsten und tiefsten Punktes des maximalen Anstiegs an der Leitung angeordnet werden, wobei lediglich die zusätzlichen Leichterungselemente zusammen mit den anderen Leichterungselementen abgetrennt werden. Die zusätzlichen Leichterungselemente sind erforderlich, damit der an der Leitung angreifende Auftrieb über die gesamte Länge der Leitung gleich ist und so eine gleichmäßige Absinkgeschwindigkeit der Leitung erzielt wird. Auch die zusätzlichen Leichterungselemente können nach dem Abtrennen wieder verwendet werden.In the area of the maximum increase in the route it is necessary to fix the position of the line exactly, not with a possible shift or large Sag of the line the permissible bending or Normal voltage are exceeded. Another advantageous embodiment of the invention therefore sees before that ballast body and for weight balance additional lightening elements over the corresponding Areas of the highest and lowest point of the maximum Rise can be arranged on the line, whereby only the additional lightening elements together with the other lightening elements are separated. The Additional lightening elements are required the buoyancy attacking the line over the whole The length of the line is the same and so an even Sink speed of the line is achieved. Also the additional lightening elements can after Disconnect can be used again.
Sollte das Seegrundprofil nicht annähernd gleichmäßig ausgebildet sein, sondern eine ausgeprägte Unebenheit aufweisen, so ist es zweckmäßig, die Verlegungsstrecke in einzelne Sektoren aufzuteilen, wobei die zeitliche Steuerung des Abtrennens der Auftriebselemente für den diese Unebenheit aufweisenden Sektor nach dieser Unebenheit ausgerichtet wird und für den anderen, den maximalen Anstieg aufweisenden Sektor nach dem maximalen Anstieg ausgerichtet wird.If the sea bed profile is not nearly even be trained, but a pronounced unevenness have, it is expedient to lay the route in to divide individual sectors, the temporal Control of the separation of the buoyancy elements for the this bumpy sector after this Unevenness is aligned and for the other one sector with maximum increase after the maximum Increase is aligned.
Durch die DE-PS 24 09 962 ist eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum Verlegen einer Unterwasserleitung bekannt, bei welcher an einer Unterwasserleitung Leichterungselemente angeordnet und Schwimmerelemente lösbar angeordnet sind. Nach dem Absenken der Leitung durch Abtrennen der Schwimmerelemente müssen die Leichterungselemente vor dem Auftreffen der Leitung am Seegrund beulen. Andernfalls hat die Leitung beim Auftreffen am Seegrund nicht ihr volles Unterwassergewicht und verhindert das spannungsarme Abrollen am Seegrund. Durch Beulen nach dem Auflegen der Leitung am unebenen Seegrund kann diese unzulässigen Spannungen ausgesetzt werden. Die Leichterungselemente bleiben an der Leitung. DE-PS 24 09 962 is a device for Implementation of a procedure for laying a Underwater pipe known, in which at one Underwater pipe lightening elements arranged and Float elements are detachably arranged. After this Lower the line by disconnecting the float elements must the lightening elements before the Bulge the line at the bottom of the lake. Otherwise the line when they hit the lake bottom not their full Underwater weight and prevents the low tension Unrolling at the bottom of the lake. By dents after hanging up the Conducting on the uneven bottom of the lake can make this impermissible Be exposed to tensions. The lightening elements stay on the line.
Jedoch müssen beim Verlegen der Leitung die Leichterungselemente einerseits über die gesamte Absinkstrecke der Leitung und andererseits im Hinblick auf ein auftriebssicheres Unterwassergewicht der Leitung berücksichtigt werden.However, the lightening elements must be used when laying the line on the one hand over the entire sinking distance of the line and on the other hand with a view to buoyancy-proof Underwater weight of the line must be taken into account.
Hinsichtlich der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens wird zur Lösung der Aufgabe erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Leichterungselemente lösbar angeordnet sind. Aufgrund des Ablösens der Leichterungselemente brauchen diese nur innerhalb der Absinkstrecke der Leitung berücksichtigt zu werden. Weiterhin bauchen sie auch bei der Berechnung des auftriebssicheren Unterwassergewichts der Leitung nicht mehr berücksichtigt zu werden. Damit ergibt sich insgesamt eine einfachere Verlegung der Unterwasserleitung. Ein weiterer Vorteil ist, daß die Leichterungselemente aufgrund ihres Auftriebs an die Seeoberfläche treiben und dann wiederverwendet werden können.With regard to the device for performing the The method is used to achieve the object proposed that the lightening elements be detachable are arranged. Due to the detachment of the Lightening elements only need these within the Sinking distance of the line to be taken into account. Farther also use it when calculating the buoyancy-proof Underwater weight of the pipe is no longer taken into account become. This results in a simpler overall Laying the underwater pipe. Another advantage is that the lightening elements due to their buoyancy drift to the surface of the lake and then reused can be.
Für die Arbeiten auf See sollte die Schwimmtiefe der Leitung knapp unterhalb der Wasseroberfläche sein. Deshalb sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß jedes Schwimmerelement und jedes Leichterungselement an der Leitung anliegend angeordnet ist. Die im Stand der Technik bekannten Aufhängungstrossen, welche die Schwimmtiefe der Leitung zusammen mit den Auftriebselementen festlegen, entfallen somit.For work at sea, the swimming depth of the Line just below the water surface. That's why provides a further embodiment of the invention that every float element and every lightening element the line is arranged adjacent. The state of the art Technology known suspension hawser, which the Swimming depth of the line together with the Defining buoyancy elements is therefore eliminated.
Zweckmäßigerweise besteht jedes Schwimmerelement und jedes Leichterungselement aus einem abgeschlossenen, luftgefüllten Rohrabschnitt mit gleichem Rohrdurchmesser, wobei die Schwimmerelemente kürzer ausgebildet sind als die Leichterungselemente. Advantageously, each float element and each Lightening element from a closed, air-filled pipe section with the same pipe diameter, wherein the float elements are shorter than the lightening elements.
Um Beschädigungen an den Leichterungselementen beim Absinken der Leitung in die Tiefe zu vermeiden, ist es vorteilhaft, daß die Leichterungselemente bis zu einer Tiefe, in welcher sie abgetrennt werden, beulfest ausgebildet sind.To damage the lightening elements when It is to avoid sinking the line in depth advantageous that the lightening elements up to one The depth at which they are separated is dent-proof are trained.
Um einen in der Handhabung einfachen Abtrennmechanismus zu erhalten, sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung Abreißleinen vor, wobei jede Abreißleine durch eine durchtrennbare Bandage geführt ist und jedes Schwimmerelement und jedes Leichterungselement mit mindestens einer der Bandagen an der Leitung befestigt ist. Zum Abtrennen beispielsweise eines Schwimmerelementes wird an der entsprechenden Abreißleine gezogen, wobei die Bandage durchgetrennt wird, mit welcher das Schwimmerelement an der Leitung befestigt ist.To provide a simple disconnection mechanism received, sees a further embodiment of the invention Tear lines before, each tear line by a severable bandage is performed and each Float element and each lightening element with at least one of the bandages attached to the line is. For separating a float element, for example is pulled on the corresponding tear-off line, the Bandage is cut with which the Float element is attached to the line.
Weitere Ausgestaltungen und nähere Einzelheiten Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.Further refinements and further details result from the invention themselves from the claims and the following Description.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Hierbei stellen dar:The invention will now be described with reference to the drawing explained. The drawing shows an embodiment of the device according to the invention. Here represent:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Fig. 1 is a schematic representation of the device according to the invention for performing the method according to the invention.
Fig. 1 zeigt einen Abschnitt einer Unterwasserleitung 1, beispielsweise einer Rohrleitung, an deren Oberseite 2 Schwimmerelemente 3 und Leichterungselemente 4 als Auftriebselemente befestigt sind. Jedes der Schwimmerelemente 3 und jedes der Leichterungselemente 4 besteht aus einem abgeschlossenen, luftgefüllten Rohrabschnitt mit jeweils gleichem Rohrdurchmesser und liegen an der Leitung 1 an. Die Schwimmerelemente 3 weisen eine kürzere Länge als die Leichterungselemente 4 auf. Durch eine unterschiedliche Dimensionierung der Länge der Schwimmerelemente 3 gegenüber der Länge der Leichterungselemente 4 kann sowohl die Schwimmtiefe der Leitung 1 unterhalb der Wasseroberfläche als auch die Sinkgeschwindigkeit der Leitung 1 beim Absinken festgelegt werden. Zur Befestigung jedes Schwimmerelementes 3 und jedes Leichterungselementes 4 sind mehrere Bandagen 5 vorgesehen, welche um die Leitung 1 und das Schwimmerelement 3 bzw. das Leichterungselement 4 gewickelt sind. Durch jede der Bandagen 5 ist eine Abreißleine 6 gezogen, mit welcher die Bandage 5 durchgetrennt und somit das Schwimmerelement 3 bzw. das Leichterungselement 4 von der Leitung 1 gelöst werden kann. An der Leitung 1 sind weiterhin Ballastkörper 7 und naheliegend zu jedem Ballastkörper 7 ein zusätzliches Leichterungselement 8 an der Leitung 1 angebracht. Das zusätzliche Leichterungselement 8 gleicht mit seinem Auftrieb das Gewicht des entsprechenden Ballastkörpers 7 aus. Die Ballastkörper 7 sind jeweils über Bereiche des höchsten Punktes 9 und des tiefsten Punktes 10 eines maximalen Anstiegs 11 der Verlegungsstrecke 12 an der Leitung 1 angebracht. Sie dienen der Fixierung der Leitung 1 in seiner Endlage auf dem Seegrund im Bereich des maximalen Anstiegs 11, damit der durch das Verlegen entstandene Krümmungsradius im Bereich des maximalen Anstiegs 11 nicht überschritten wird. Fig. 1 shows a portion of an underwater pipeline 1, for example a pipe line, on the upper side 2 float elements 3 and lightening elements 4 are mounted as buoyancy elements. Each of the float elements 3 and each of the lightening elements 4 consists of a closed, air-filled pipe section with the same pipe diameter in each case and are in contact with the line 1 . The float elements 3 have a shorter length than the lightening elements 4 . By dimensioning the length of the float elements 3 differently from the length of the lightening elements 4 , both the swimming depth of the line 1 below the water surface and the sinking speed of the line 1 when sinking can be determined. To fasten each float element 3 and each lightening element 4 , a plurality of bandages 5 are provided, which are wound around the line 1 and the float element 3 or the lightening element 4 . A tear-off line 6 is pulled through each of the bandages 5 , with which the bandage 5 is severed and thus the float element 3 or the lightening element 4 can be detached from the line 1 . On line 1 are further ballast body 7 and obvious to an additional lightening element attached to each ballast body 7 8 on the line. 1 The additional lightening element 8 balances with its buoyancy the weight of the corresponding ballast body 7 . The ballast bodies 7 are each attached to the line 1 over regions of the highest point 9 and the lowest point 10 of a maximum rise 11 of the route 12 . They serve to fix the line 1 in its end position on the lake bottom in the area of the maximum rise 11 , so that the radius of curvature created by the laying is not exceeded in the area of the maximum rise 11 .
Zum Verlegen der Leitung 1 werden an dieser zuerst die Schwimmerelemente 3, die Leichterungselemente 4, die zusätzlichen Leichterungselemente 8 jeweils mittels der Bandagen 5 und die Ballastkörper 7 befestigt. Gleichzeitig werden die einzelnen Abreißleinen 6 durch die entsprechenden Bandagen 5 geführt. Der Auftrieb der Schwimmerelemente 3 und der Leichterungselemente 4 ist so ausgelegt, daß die Leitung 1 nun in einer Schwimmtiefe kurz unterhalb der Wasseroberfläche aufgehängt werden kann. Anschließend erfolgt die Ausrichtung der Leitung 1 über die Verlegungsstrecke. Nach dem festgestellten maximalen Anstieg der Verlegungsstrecke wird die zeitliche Steuerung des Abtrennens der Schwimmerelemente 3 und der Auftriebselemente 4 ausgerichtet, und zwar derart, daß die Leitung 1 nach dem Abtrennen aller Auftriebselemente in einer gleichmäßigen Abrollbewegung auf dem Seegrund auftrifft bzw. im Bereich des maximalen Anstiegs einen bestimmten Krümmungsradius aufweist.To lay the line 1 , the float elements 3 , the lightening elements 4 , the additional lightening elements 8 are each attached to the line 1 by means of the bandages 5 and the ballast body 7 . At the same time, the individual tear lines 6 are guided through the corresponding bandages 5 . The buoyancy of the float elements 3 and the lightening elements 4 is designed so that the line 1 can now be suspended at a swimming depth just below the water surface. Then line 1 is aligned over the route. After the determined maximum increase in the laying distance, the timing of the separation of the float elements 3 and the buoyancy elements 4 is aligned in such a way that the line 1, after the separation of all buoyancy elements, strikes the lake bottom in a uniform rolling motion or in the area of the maximum rise has a certain radius of curvature.
Hierzu werden die Schwimmerelemente 3 und nachfolgend die Leichterungselemente 4 in einer zeitlichen Folge so abgetrennt, daß sich bei Auftreffen des zuerst abgesenkten Bereichs der Leitung 1 auf dem Seegrund zwischen diesem Bereich der Leitung 1 und dem später abzusenkenden Bereich der Leitung 1, welcher noch unterhalb der Wasseroberfläche aufgehängt ist, zwei Krümmungsradien ausbilden, welche etwa dem maximalen Anstieg 11 der Verlegungsstrecke 12 entsprechen. Der zeitliche Verlauf des Abtrennens der Schwimmerelemente 3 und nachfolgend der Leichterungselemente 4 wird nun so weitergeführt, daß diese Krümmungsradien über die weitere Verlegungsstrecke erhalten bleiben. Kommt es zur Verlegung der Leitung 1 im Bereich des maximalen Anstiegs 11, so legt sich die Leitung 1 mit dem bereits bestehenden Krümmungsradius problemlos an diesen maximalen Anstieg 11 an. Kleinere Unebenheiten im Seegrundprofil sind bei der Verlegung ohne Bedeutung, da durch das hohen Elastizitätsmodul der Leitung Spannungen in einem weiten Bereich tolerierbar sind. Auf diese Weise ist eine einfache Verlegung der Leitung 1 in Gewässern möglich.For this purpose, the buoyant elements 3 and subsequently the lightening elements 4 are separated in a temporal sequence such that upon impingement of the first depressed region of the line 1 on the seabed between this region of the conduit 1 and the later to be lowered portion of the conduit 1, which is still below the Water surface is suspended, form two radii of curvature, which correspond approximately to the maximum rise 11 of the route 12 . The time course of the separation of the float elements 3 and subsequently of the lightening elements 4 is now continued in such a way that these radii of curvature are retained over the further laying distance. If line 1 is routed in the area of the maximum rise 11 , the line 1 with the already existing radius of curvature easily contacts this maximum rise 11 . Smaller bumps in the sea bed profile are irrelevant when laying, because the high elastic modulus of the cable means that tensions can be tolerated over a wide range. In this way, simple laying of line 1 in water is possible.
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