DK157038B - Bladmaatte til filtrering af partikelmateriale fra undervandsstroemme, samt fremgangsmaade til fremstilling af bladmaatten - Google Patents

Description

DK 157038 B

Opfindelsen angâr en bladmâtte til filtrering af parti-kelmateriale fra undervandsstrpmme og af den i krav l's indledning angivne art.

5 Tidligere fors0g pâ bekaempelse af érosion af havbunde omkring konstruktioner sâsom offshore-olie- eller gas-r0rledninger omfatter beplantning med kunstige planter og blade langs med konstruktionen. Sâdanne plantelejer er ligeledes blevet anlagt i kystfarvande til bekaempelse 10 af érosion af kysterne ved opbygning af kunstige sand-banker eller via stabilisering af eksisterende sandban-ker.

I det amerikanske patentskrift nr. 4 337 007 er det 15 f.eks. foreslâet, at planterne eller bladene fprst sam-menf0jes i bundter til mâtter, hvor disse mâtter deref-ter fastg0res til havbunden. En âbenbar ulempe ved dette System er, at sâdanne mâtter er dyre og medvirker til sekundær érosion, især nâr der anvendes d0dvægt-foran-20 kring sâsom kæder og betonvægte.

Endnu en ulempe er, at hvert plantebundt individuelt skal fastg0res til mâtten, og mellemrummene imellem bundterne kan frembringe upnskede b0lgebevægelser pâ 25 havbunden nedenunder mâtterne. Over en tidsperiode kan lokale belastninger, frembragt af væskemodstand pâ hvert individuelt plantebundt, være tilstrækkeligt til at drive bundterne bort fra mâtten.

30 I et beskrevet alternativt System, f.eks. det amerikanske patentskrift nr. 3 299 640, er en kontinuert line eller række af flydende eller syntetiske trâde, garn eller strimler fæstnet til en faelles ankerline, som hviler pâ flod- eller havbunden. Det foreslâs, at adskillige 35 rækker af trâde derefter kan positioneres en efter en bag ved hinanden.

DK 157038 B

2 I praksis har systemet, som det ovennævnt beskrevne, ik-ke virket tilfredsstillende af mange ârsager.

For det f0rste har det vist sig, at de flydende trâde i 5 det mindste delvis bliver fladgjort via understr0m, især i dybe farvande, hvorved der kun frembringes en lille væskemodstand et kort stykke ovenover bunden af trâdene.

I bedste fald skabes der derfor en lav, ikke-permanent sandbanke rundt om bunden. Selv denne banke er tilbpje-10 lig til at blive fejet væk ved hjælp af str0mme med mar-ginalt h0jere hastighed.

Erfaringen har derfor vist, at sâdanne plantelinier kun bevarer en lille partikelmængde og ikke kan tilvejebrin-15 ge en fast sandbanke.

For det andet er der endnu ikke blevet fundet en til-fredsstillende metode til nedlægning af disse linier og forankring af disse til hav- eller flodbunden. I det 20 ovennævnte amerikanske patentskrift foreslâs det, at trâdene kan hâve enten dpdvægts-ankerliner af béton, bly eller stâl eller b0jelige ankerliner, som bestâr af reb eller snor forsynede med dpdvægts-lodder.

25 Begge disse arrangementer vil underkastes sekundær érosion rundt omkring linen og/eller lodderne, og ingen af de beskrevne arrangementer ville være i stand til at holde linerne nede imod de enorme opdriftskræfter og b0lger, som vil kunne opstâ i dybden.

30

For det tredje er der endnu ikke fundet nogen tilfreds-stillende metode, der er indrettet til at fæstne trâdene eller strimlerne til b0jelige ankerliner. Især som anty-det i det amerikanske patentskrift nr. 3 299 640, hvor 35 trâdene eller strimlerne kan fastsurres, væves eller flettes ind i et anker, vil være en langsommelig og

DK 157038 B

3 tidsforbrugende procès, som er uegnet for den hurtige materialestilling, hvis der skal fremstilles tilstræk-kelige mængder til overdækning af store omrâder sâsom dem, som skal omslutte olie- eller gas-r0rledninger.

5

Formâlet med nærvaerende opfindelse er at tilvejebringe et praktisk erosions-styringssystem, som omgâr disse u-lemper, hvor systemet omfatter bladliner, som er i stand til at modstâ de stærke understr0mme og dermed kan skabe 10 faste, permanente sandbanker.

I forbindelse med den nærværende opfindelses aspekt er der tilvejebragt en bladmâtte, som er ejendommmelig ved det i krav 1 angivne.

15 , Opfindelsen angâr endvidere en fremgangsmâde til frem- stilling af den ovennævnte bladmâtte, og som det fremgâr af krav 13.

20 Hvert element omfatter fortrinsvis en snor eller en trâd i en strimmel, som er forsnævret, hvor adskillige af strimlerne er tæt indbyrdes placeret langs med ankerli-nen, og hvor enden af hver strimmel er fæstnet til li-nen. Forsnævringen opnâs f.eks. ved anvendelse af fiber-25 strimler, som har en naturlig krepning eller krusning.

Snorene eller trâdene i hver line overlapper derfor hin-anden pâ en tilfældig mâde. Desuden opnâs overlapningen ved oven over linen at lægge en anden sekvens af strimler, hvor overlapning tilvejebringes f.eks. ved f0rst at 30 tilvejebringe strimler, som har samme længde og udstræk-ker sig i hver sin retning i forhold til ankerlinen, hvilket efterf0lges af en overfoldning af strimlerne, sâledes at begge ender strækker sig i samme retning.

Strimlernes samlede bredde, nâr de ikke er krympede er 35 mindst dobbelt sâ stor som længden af ankerlinen og er ca. fire gange sâ stor som denne, nâr der anvendes

DK 157038 B

4 foldede strimler.

Den resulterende store tæthed af bladelementer sikrer, at disse ikke fladg0res som f0lge af understrpmmen, især 5 nâr der er tilvejebragt adskillige rækker af bladliner, hvor den resulterende masse af blade skaber en tilstræk-kelig væskemodstand og aflejring til opbygning af en permanent, konsolideret sandbanke.

10 Ankerlinen bestâr fortrinsvis af to strenge, hvor hvert éléments ende er fastgjort imellem disse to. De to strenge er passende udformet ved hjælp af foldning af en enkelt streng i længderetningen.

15 Opstillingen af bladliner bliver herefter fortrinsvis sammensat til bladmâtter ved hjælp af med indbyrdes ens afstand tværgâende stropper, hvilket tilvejebringer et âbent gitternetværk, som kan rulles op i forbindelse med senere udvidelse henover havbunden, og hver tværstrop 20 bliver herefter forankret ved begge ender.- En sâdan mât-te er i stand til at frembringe en fiberforstærket mas-sebanke af kompakte partikler, som rystes eller vibreres i stilling ved hjælp af vandets eller bladstrimlernes virkning. Dette resulterer i en st0rre homogenitet og en 25 stprre tæthed i partikelsammenpakning, og det ville kræ-ve b0lgehastigheder som var meget stprre, i forhold til de indledningsvis formindskede i forbindelse med skabel-sen af sandbanken, for blot at rykke denne. Desuden ville disse bplger skulle forekomme over en meget stprre 30 tidsperiode. Sandbanken giver derfor en stabil, langva-rig beskyttelse af undervandskonstruktioner, og kun vandskylninger med h0j hastighed kan 0delægge sandbanken, sâledes at den kan repareres.

35 Den exceptionelt hpje tæthed af bladene bevirker over- ensstemmende store opdriftskræfter pâ mâtten, sâledes at

DK 157038 B

5 konventionelle dpdvægts-forankringssystemer ikke vil væ-re i stand til at holde mâtten. I en foretrukken udf0-relsesform er mâtten derfor forsynet med nedad hængende forankringsstropper, der er fæstnet til ankeret.

5

Ankrene omfatter fortrinsvis ankerplader, som er fast-gjort ved enden af ankerstropper, hvor ankerpladerne har organer beregnet til at indgribe med et kraftpâvirket drivværktpj, sâledes at pladens forkant drives ned i 10 flod- eller havbunden i en dybde, som ikke overstiger ankerstroppens længde, som fortrinsvis er indstillelig.

Hver plade har fortrinsvis to spalter til optagelse af ankerstroppen, hvor arrangementet er sâledes indrettet, 15 at pladerne vil være tilbpjelige til at rotere over i en skrâ stilling, nâr en lpftekraft tilfpres ankerstroppen, efter at pladen er f0rt ned i havbunden. Brugen af et sâdant ankersystem har den fordel, at det ikke underkas-tes nogen sekundær érosion og giver en fast forankring, 20 som er i stand til at fastholde hele bladmâtten imod kræfterne virkende fra opdriften og bplgerne pâ dybt vand.

Bladmâttens âbne gitterstruktur hindrer desuden sekundær 25 érosion og tillader gennmetrængning af partikler, sâle des at mâtten ikke beh0ver at være i nær kontakt med havbunden. Mâtten er bpjelig, sâ den kan f0lge havbun-dens kontur, medens den progressivt vindes af en rulle.

Mâtten kan derfor udvides under vanskelige havforhold, 30 da især anvendelsen af pladeankre bevirker et hurtigt og effektivt forankringssystem.

Opfindelsen vil blive nærmere forklaret ved den f0lgende beskrivelse af en udfprelsesform, idet der henvises til 35 tegningen, hvor

DK 157038 B

6 fig. 1 diagrammatisk illustrerer anvendelsen af to blad-mâtter, if0lge opfindelsen, soin er anbragt pâ havbunden for at hindre érosion nedenunder en r0rledning, soin hvi-ler pâ havbunden, samt illustrerer havbundens tilstand 5 umiddelbart efter, at mâtten er placeret, fig. 2 illustrerer havbundens tilstand et stykke tid se-nere og viser dannelsen af en permanent, fast sandbanke rundt om r0rledningen, 10 fig. 3 illustrerer et af bladmâtternes ene hj0rne f0r en sâdan vindes op pâ en rulle, og hvor ankerstropperne strækkes udad fra mâtten til dannelse af dens struktur, og 15 fig. 4-8 illustrerer forskellige procestrin i forbindel-se med frembringelse af en bladmâtte if0lge opfindelsen.

I fig. 1-3 bestâr hver bladmâtte af adskilte bladliner 20 10, som er anbragt hovedsageligt parallelt med en r0r- ledning 11, og som for det f0rste er forankerede til havbunden med ankerplader 12 med hver anden lines 10 begge ender (kun en ende af hver line er synlig i figu-ren), og bladlinerne er for det andet forankerede ved 25 hjælp af tværstropper 13, der ligeledes ved begge ender er forankrede med ankerplader 12. Mâtterne er anbragt med bladlinerne 10 hovedsageligt liggende pâ tværs af de herskende str0mforhold angivet ved pilene Ά'.

30 I figurerne er der kun vist tre af de tværliggende stropper i forbindelse med den venstre mâtte. Ved hver mâttes hj0rner kræves der desuden en ankerplade 12, sâ-ledes at der i forbindelse med den h0jre mâtte ikke er tilvejebragt en ankerplade ved den f0rste bladlines ende 35 og der i forbindelse med den venstre mâtte ikke er tilvejebragt nogen ankerplader ved den h0jre ende af tvær-

DK 157038 B

7 stroppen 13.

Fig. 3 illustrerer den hpjre mâttes h0jre hjprne i st0r-re detaljer, f0r mâtten vindes af en rulle til udfold-5 ning hen over havbunden. Det ses, at hver ankerplade 12 er anbragt for enden af de respektive ankerstropper 20, soin er dannet ved forlængelse af de respektive bladliner 10 eller tværstropperne 13, hvor disse ender er omb0jet for at danne en l0kke, medens tværstropperne, som omfat-10 ter de forlængede ender, er udformet som kontinuerte, endel0se l0kker. Længden af hver ankerstrop 20 er ind-stillelig ved hjælp af et konventionelt stropspænde 21.

For afkortning af stroppen 20 er der i stroppen lavet en l0kke, som er trukket tilbage igennem spændet pâ sæd-15 vanlig mâde, sâledes at stroppen ikke kan trækkes tilbage, nâr stroppen senere tilfpres trækspænding.

Tværstropperne 13 har hver tilknyttede l0kker 22, som er hæftet til stroppen og optager bladlinerne 10 ved hvert 20 krydsningspunkt, hvor lpkkerne 22 derefter bindes sammen ved at fpre en af stroppens 13 ender tilbage pâ denne og f0re den gennem l0kken. Dette gentages for hver l0kke langs med hver af stropperne og skal fastholde bladlinerne 10 ved hvert krydsningspunkt.

25 I figurerne 4-8 bliver strimlerne 31 af polypropylen-fibre vundet af rullerne 30, hvor hver rulle tilveje-bringer en strimmel, som har en bredde pâ omkring 5 cm.

Fibrene frembringes f.eks. ved hjælp af en forudgâende 30 skærfningsproces.

Som det bedst fremgâr af fig. 6, har strimlerne en na-» turlig krusning eller krepning og deres langsgâende kan-ter 40 har en naturlig tendens til krplning indad mod 35 strimmelens midte. Strimlerne trækker sig derfor sammen til en bredde pâ omkring 2-3 cm. Nâr strimlerne 31

DK 157038 B

8 derfor lægges hen over en bindestrimmel 32, som er for-synet med en klæbende bagside, som vist i figurerne 5 og 6, og en anden klæbende bindestrimmel 33 derefter lægges hen over strimlen, bliver de sammentrukne strimler 31 5 fastklemt imellem de oven pâ hinanden liggende binde-strimler til frembringelse af mange overlappende fibre langs bindestrimlens hele længde.

Som vist i fig. 4 er de tværgâende bindestrimler 32 og 10 33 anbragt med intervaller langs med strimlernes 31 længde, og strimlerne 31 bliver herefter skâret i læng-der 1 langs med skillelinierne 38, sâledes at ens strim-mellængder 31 strækker sig pâ hver side af bindestrim-lerne 32 og 33. De ovenpâ hinanden liggende bindestrim-15 1er 32 og 33 bliver herefter placeret i forlængelse af hinanden langs strengen 35, (fig. 7), som har en total længde pâ 30 m. En beskyttelsesstrimmel for den klæbende bagside pâ hver strimmel 33 bliver derefter fjernet, sa klæbemidlet afdækkes, og strimlen 35 foldes i længderet-20 ningen som vist i fig. 8. Strimlens 33 afdækkede klæbe-sider sammenbinder midlertidigt de overlappende dele af fiberstrimlerne 31 inden i den foldede streng 35, og sammenbindingen g0res derefter permanent ved hjælp af hæftning langs s0mkanten 36.

25 Pâ denne mâde dannes der to sammentrukne, ovenpâ hinanden beliggende strimler ud fra hver enkelt strimmel, som bliver adskilt fra ruller 30, hvor strimlerne er sikkert fastgjort inden i den foldede streng 35. En bladline, 30 som har en exceptionelt h0j tæthed af blade er dermed udformet. Hver af bladlinerne 10, vist i fig. 1-3, er udformet pâ denne enkle og bekvemme omkostningsbes.paren-de mâde.

35 Hver bladline 10 omfatter en tætfoldet streng, som er 30 m lang, og hvert blad 15 omfatter sammentrukne og ovenpâ

DK 157038 B

9 hinanden beliggende strimler af polypropylen-fibre, sorti er fastgjort til strengen 10, hvor strimlerne, nâr disse foldes ud, har en bredde pâ omkring 5 cm og en h0jde pâ mellem 1 og 2 m. Et samlet antal pâ 4320 af sâdanne 5 strimler er dermed tilvejebragt langs hver streng, nâr hver enkelt strimmel er fiberudformet for at give et samlet antal pâ 216000 trâde henover 30 meters streng-længde, nâr strimlerne nedsænkes i vand, hvor hver enkelt trâd kan tâle en belastning pâ ikke mindre 50 kg.

10

For overskuelighedens skyld er mâtterne i fig. 1 og 2 hver vist med kun 11 bladliner. I praksis omfatter hver mâtte dog, for at opnâ en tilstrækkelig væskemodstand, 21 af disse bladliner 10 med en indbyrdes afstand pâ 25 15 cm til dannelsen af en væskemodstands-barriere, som er 5 m bred, og 30 m lang. Hver mâtte har derfor ca. 4 1/2 million trâde.

Tværstropperne 13 er anbragt med en indbyrdes afstand pâ 20 imellem 1 og 3 m (fortrinsvis 1 1/2 m) langs med bladli-nerne 10.

I tilfælde af at havbunden hælder fra h0jre mod venstre, kan den venstre tværstrops 13 ender pâ den h0jre mâtte 25 fæstnes nedenunder r0rledningen, hvor der allerede er dannet en dyb eroderet grav nedenunder rprledningen, kan bâde de venstre og h0jre af den h0jre mâttes tværstrop-per samt de hpjre ender pâ den venstre mâttes tværstrop-per fæstnes nedenunder rprledningen.

30 I forbindelse med smâ rprledninger med blot lille érosion kan der oven over toppen af rprledningen anbringes en enkelt mâtte, som kan forankres til havbunden pâ begge sider af rprledningen.

35 10

DK 157033 B

Den usædvanligt h0je tæthed af bladtrâdene sikrer, at disse ikke fladg0res via understr0mmen og tilvejebringer en effektiv væskemodstand for at kunne deponere de transporterede partikler, som svæver i str0mmen.

5

Trâdenes store tæthed frembringer dog ikke usædvanligt store opdriftskræfter, sâledes at der kræves en specielt effektiv forankring i forbindelse med at holde mâtten nede. Str0mkræfterne pâ bladmasserne bevirker pâ hele 10 mâtten, at en samlet modstand vil bære mâtten væk, med mindre den forankres sikkert.

Den indledende forankring af hver mâtte til havbunden er specielt kritisk, da det ikke er muligt at nedlægge en 15 helt udfoldet mâtte pâ grund af dennes opdrift og de hy-drauliske l0ftekræfter, som skabes via understr0mmen.

Dette problem l0ses ved hjælp af pladeankrene 12, og ved, at mâtterne progressivt vikles af rullen og hen over havbunden, hvorefter de forankres med passende 20 intervaller.

I fig. 3 illustreres bedst, at hver plade har to spalter 60 og 61, en muffe 62 til optagelse af en trækstang pâ et hydraulisk hammerværkt0j, samt en hængslet fjederfor-25 spændt klap 63, som strækker sig bagud i forhold til pladens bagkant. Den hængslede klap 63 er fastholdt ved hjælp af trækstangen i en oprejst stilling op imod f je-derforspændingen, mens pladens forkant 64 kraftpâvirkes ned i flod- eller havbunden, hvorefter den udl0ses til 30 indgreb med hullets sidevæg og tilvejebringer et omdrej- ningspunkt, omkring hvilket pladen umiddelbart drejer ind i tværliggende lâsestilling (hvilket er illustreret i fig. 1 og 2), idet stroppen 20 tilf0res en l0ftekraft.

I denne stilling er pladen faktisk umulig at trække op 35 fra havbunden, og den udg0r en enkel og sikker foran-kringsmetode, som ikke underkastes nogen sekundær ero-

DK 157038 B

11 sion.

Hver plade 12 drives ned i flod- eller havbunden til en dybde, som er bestemt af stroppens 20 længde, som ind-5 stilles i overensstemmelse med mâttens kraevede h0jde over havbunden. En særskilt fordel ved dette foran-kringssystem er, at hver plade kan forankres sikkert pâ omkring 35 sekunder.

10 15 20 25 30 35

Claims (13)

1. Bladmâtte til filtrering af partikelmateriale fra un-5 dervandsstr0mme og omfattende en række med ens indbyrdes afstand, i hovedsagen parallelt beliggende bladliner, soin hver bestar af en sekvens af regelmæssigt beliggende strimler af flydedygtigt materiale anbragt langs en b0-jelig ankerline, hvor hver strimmel bestâr af et antal 10 aflange, flydedygtige bând eller trâde, der strækker sig pâ tværs i en fælles retning ud fra ankerlinen, k e n -detegnet ved, at strimlerne er beliggende med tæt indbyrdes afstand til tilvejebringelse af et i hovedsagen kontinuert tæppe af bând eller trâde langs med nævn-15 te line, og at i det mindste nogle af bândene eller trâ-dene i hver strimmel overlapper hinanden sâledes, at tæppets bând eller trâde fâr den krævede tæthed.

2. Bladmâtte ifplge krav 1, kendetegnet ved, 20 bladlinernes regelmæssigt beliggende strimler omfatter en enkelt strimmel, som er foldet dobbelt.

3. Bladmâtte if0lge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at ankerlinen omfatter oven pâ hinanden be- 25 liggende, aflange vævstrimler af syntetisk materiale, hvilke er indbyrdes fastgjorte langs begge sidekanter, og at hver strimmels bund er fastgjort mellem stropper, samt at bândene eller trâdene strækker sig ud fra en af de nævnte sidekanter. 30

4. Bladmâtte if0lge krav 3, kendetegnet ved, at de oven pâ hinanden beliggende vævstrimler er dannet ved langsgâende foldning af en enkelt strop.

5. Bladmâtte if0lge et hvilket som helst af de forudgâ- ende krav, kendetegnet ved, at hvert bând el- DK 157038 B 13 1er hver trâd er en fiber i en fiberdannet strimmel.

6. Bladmâtte ifdlge ethvert af de forudgâende krav, kendetegnet ved, at der findes en ankerstrop 5 ved en bladlines ene eller begge ender, at der til stroppens ende er fastgjort et anker til sikring af en line til flod- eller havbunden, samt at ankeret omfatter organer til samvirkning med et kraftpâvirket foran-kringsværkt0j til fastg0relse af ankeret pâ flod- eller 10 havbunden.

7. Bladmâtte if0lge krav 6, kendetegnet ved, at stroppens længde er indstillelig. ·

8. Bladmâtte if0lge krav 6, kendetegnet ved, at ankeret omfatter en plade, som har i det mindste én spalte til optagelse af ankerlinen.

9. Bladmâtte if0lge krav 1-6, kendetegnet ved, 20 at et antal af med indbyrdes afstand, i hovedsagen pa- rallelle, fleksible stropper er anbragt pâ tværs af ræk-ken af bladliner til tilvejebringelse af en âben, flek-sibel mâttekonstruktion.

10. Bladmâtte if0lge krav 9, kendetegnet ved, at de tværgâende stropper er indbyrdes forbundne med bladlinerne ved hvert krydsningspunkt.

11. Bladmâtte if0lge krav 10, kendetegnet 30 ved, at der er forbundet en fastholdelsesl0kke til stroppen ved hvert krydsningspunkt, hvor stroppen pas-serer hen over bladlinen og derefter f0res tilbage til sig selv rundt omkring bladlinen samt f0res gennem 10k-ken til tilvejebringelse af en holdeknude. 35 DK 157038 B 14

12. Bladmâtte if0lge krav 9, kendetegnet ved, at hver tværgâende strop strækker sig bort fra mâtten ved begge ender, og at hver ende er forsynet med et an-ker. 5

13. Premgangsmâde til fremstilling af en bladmâtte if0l-ge krav 1-12 til filtrering af partikelmateriale fra un-dervandsstrpmme og omfattende en række med indbyrdes af-stand, i hovedsagen parallelt beliggende bladliner, som 10 hver bestâr af en sekvens af regelmæssigt beliggende strimler af flydedygtigt materiale anbragt langs en b0-jelig ankerline, hvor hver strimmel bestâr af et antal aflange, flydedygtige bând eller trâde, der strækker sig pâ tværs i en fælles retning ud fra ankerlinen, k e n-15 detegnet ved, at der tilvejebringes en ankerline i form af en fleksibel, aflang vævstrimmel af syntetisk materiale, anbringes adskilte, tværgâende strimler af flydedygtigt materiale ved siden af hinanden langs med vævstrimlen med i hovedsagen ens længder og strækkende 20 sig ud fra- og i modsatte retninger bort fra vævstrim-lens modstâende sidekanter, og at hver strimmel bestâr af et antal aflange, flydedygtige bând eller trâde, af hvilke i det mindste nogle i hver strimmel overlapper hinanden, og at strimlerne er beliggende med tæt indbyr-25 des afstand til tilvejebringelse af et i hovedsagen kon-tinuert gardin af bând eller trâde langs med vævstrimlen, samt sammenfoldning af denne i længderetningen sâ-ledes, at hver tværstrimmel foldes dobbelt, at strimlerne strækker sig i en fælles retning bort fra vævstrim-30 len, og at vævstrimlernes kanter fastg0res til hinanden sâledes, at strimlernes foldede bund indgriber og fast-holdes af oven over hinanden beliggende strimlers kanter . 35