DK178480B1 - Fremgangsmåde og apparat til at placerring af ender af rørsektioner i forhold til hinanden - Google Patents

Abstract

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til at placere en ende (19) af et første rørstykke (14) i forhold til en ende (20) af et andet rørstykke (18). Denne fremgangsmåde omfatter: (a) forplacering af enden (19) af det første rørstykke (14) nær ved enden (20) af det andet rørstykke (18), idet der afgrænses et forbindelsesareal (51), som omfatter det første og det andet rørstykkes (14, 18) respektive ender (19, 20), (b) udføre en måleproces, som omfatter et antal måletrin, hvor hvert trin omfatter: (b1) bevægelse af en føleindretning (86) til en position (89a, 89b, 89c) nær ved forbindelsesområdet (51), (b2) automatisk måling af positionen (89a, 89b, 89c) af føleindretningen (86) i forhold til en referenceposition (87), (b3) automatisk måling af punktpositioner (98a, 98b,98c, 98d) af punkter på enderne (19, 20) af det første og det andet rørstykke i forhold til føleindretningspositionen (89a, 89b, 89c), (c) bestemmelse af en målposition for enden (19) af det første rørstykke (14) i forhold til enden (20) af det andet rørstykke (18) på basis af de målte punktpositioner (98a, 98b, 98c,98d), og (d) bevægelse af i det mindste det ene af det første og det andetrørstykke (14, 18) med henblik på at opnå målpositionen.

Description

Titøl: Fremgangsmåde og apparat til placering af enderne af rørstykker i forhold til hinanden.

Den foreliggende ansøgning angår en fremgangsmåde og et apparat til placering af en ende af et første rørstykke i forhold til en ende af et andet rørstykke. Der kendes fremgangsmåder og apparater til placering af rørstykker i forhold hinanden. Den foreliggende opfindelse angår især placeringen af et rørstykke i forhold til en rørledning, som er udlagt til søs.

Når der konstrueres i en rørledning, anbringes rørstykkerne i en ende-til-ende-placering og forbindes med hinanden. Når rørledningen er fremstillet af et metalmateriale, svejses rørstykkerne generelt sammen med rørledningen.

Under udlægningen af rørledningen på havet hænger den ned med en fri ende fra et rørlægningsfartøj. Rørledningen strækker sig fra rørledningsfartøjet til en havbund og sænkes ned til havbunden, hver gang et nyt rørstykke er blevet forbundet med rørledningen. Rørledningsfartøjet bevæges gradvis fremad langs den tiltænkte bane for rørledningen, efterhånden som dennes længde øges. Vandet kan have en betydelig dybde, i hvilket tilfælde der hænger et væsentligt stykke af rørledningen ned fra rørledningsfartøjet. Rørledningen er generelt af metal, fortrinsvis stål, og derfor kan det stykke af rørledningen, som strækker sig imellem rørlægningsfartøjet og havbunden, have en betydelig vægt, som forårsager væsentlige spændinger i rørledningen.

De rørstykker, der skal svejses sammen med rørledningerne, har lettere variable dimensioner. I det tilfælde, hvor det drejer sig om et cirkulært rørledningstværsnit, kan tværsnittet f.eks. være lettere ovalt. Rørvæggen har heller ikke altid en konstant tykkelse langs rørstykkets periferi. Der kan også forekomme andre variationer af dimensionerne, f.eks. lokale uregelmæssigheder.

Når rørstykket skal svejses fast til rørledningen, har enderne, der skal forbindes med hinanden, ikke nøjagtigt samme dimensioner. Under rørstykkets forbindelse med rørledningen er det vigtigt, at rørstykkets ende passer så godt som muligt sammen med enden af rørledningen. Hvis rørstykket forbindes med rørledningen, når enderne af rørstykket og rørledningen ikke passer særlig godt sammen, vil det resultere i en lokal brat overgang ved den resulterende rørlednings væg på forbindelsesstedet, hvilket også inden for fagområdet omtales som "høj-lav" eller excentricitet. Den bratte overgang kan forekomme på rørledningens yderside og/eller på rørledningens inderside.

I den endelige tilstand skal rørledningen ofte forbindes med en genstand, som er placeret i niveau med havoverfladen. Dette indebærer, at rørledningen, som hviler på havbunden, skal hæves fra havbunden og føres frem til havoverfladen. I denne endelige tilstand omfatter rørledningen således en bundrørssektion, som strækker sig imellem havbunden og genstanden og en vandret sektion, som hviler på havbunden.

En rørlednings bundrørssektion er udsat for dynamiske kræfter fra strømmen og strømhvirvler og kræfter, der udøves på bundrørssektionen via den flydende genstand som følge af dennes bevægelser. I praksis kan der forekomme bundrørstræthed ved forbindelserne imellem rørstykkerne, der danner rørledningerne. Denne træthed spiller en vigtig rolle i forbindelse med rørledningens forventede brugstid.

Lokal excentricitet imellem nærliggende rørstykkers forbindelsesvægge er en betydelig anledning til lokal spændingskoncentration i rørledningens svejsninger, især inden for rørledningens bundrørssektion. Disse spændingskoncentrationer forårsager lokale høje spændingsspidser, som resulterer i accelereret træthed i rørledningen og en tilsvarende reduktion i rørledningens forventede brugstid.

For at forhindre denne accelererede træthed er det vigtigt, at excentriciteten (høj-lav) imellem rørstykkernes enders vægge minimeres på det tidspunkt, hvor det enkelte rørstykke forbindes med rørledningen for at tilvejebringe en rørvægsovergang, der er så glat som muligt.

Inden for den kendte teknik placeres enden af et rørstykke imod eller tæt ved den frie ende af rørledningen før svejsningen heraf. Derefter måles positionen af enden af rørstykket i forhold til den frie ende af rørledningen. I øjeblikket er dette en manuel proces. En operatør måler manuelt en position af et første punkt på rørstykkets væg og positionen af et tilsvarende andet punkt på en væg på en rørledning over for det første punkt. Denne måling foretages manuelt ved et antal positioner langs rørledningens og rørstykkets periferi. Typisk udføres målingerne med en mekanisk dybdemåler, som håndteres manuelt af operatøren.

Derefter afgør operatøren, om enden af rørstykket og enden af rørledningen er placeret i forhold til hinanden i overensstemmelse med kravene, i hvilket tilfælde svejseoperationen kan begynde og rørstykket svejses sammen med rørledningen. Hvis enden af rørstykket ikke er placeret korrekt i forhold til enden af rørledningen, bestemmer operatøren en krævet ændring af rørstykkets position i forhold til rørledningen på basis af målingerne. Operatøren fortolker generelt målingerne på basis af sin personlige viden. Derefter flyttes rørstykket til den for nylig bestemte position.

Derefter gentages proceduren med hensyn til manuel måling af rørstykkets position i forhold til rørledningen, og operatøren bestemmer på ny, om enden af rørstykket passer tilstrækkelig godt sammen med rørledningen til at iværksætte forbindelsen.

Det er almindelig kendt praksis, at denne placeringsprocedure med hensyn til rørstykket i forhold til rørledningen er en langsommelig procedure, der under tiden tager så meget som en halv time per rørsektion.

Tiden i forbindelse med rørlægningsoperationen på havet er imidlertid dyr. Rørlægningsfartøjernes tidstakster er ekstremt høje. Dette skyldes rørlægningsfartøjets høje arbejdsomkostninger og også det betydelige antal af højt kvalificerede personer, der kræves om bord på rørlægningsfartøjet for at foretage rørlægningsoperationerne.

Den foreliggende fremgangsmåde har derfor en ulempe som følge af, at den er meget dyr. Den foreliggende fremgangsmåde har en yderligere ulempe som følge af, at det er vanskeligt at få et fuldstændigt overblik over de dimensionsmæssige variationer i forbindelse med rørstykket og rørledningen, hvilket kan resultere i en ikke-optimal forbindelse imellem rørledningen og rørstykket.

Formålet med opfindelsen er at tilvejebringe en fremgangsmåde og et apparat til at placere en ende af et første rørstykke i forhold til en ende af et andet rørstykke, hvor denne fremgangsmåde og dette apparat kræver mindre tid end de kendte fremgangsmåder. Det andet rørstykke kan være en rørledning eller en del heraf.

Formålet med opfindelsen er også at tilvejebringe en fremgangsmåde og et apparat til at placere en ende af et første rørstykke i forhold til en ende af et andet rørstykke, hvorved der opnås en bedre placering af enden af det første rørstykke i forhold til enden af det andet rørstykke med det resultat, at der opnås en glattere overgang på den resulterende rørlednings væg ved forbindelsen.

I det mindste ét af de ovennævnte formål opnås ved en fremgangsmåde til placering af en ende af et første rørstykke i forhold til en ende af et andet rørstykke, hvilken fremgangsmåde omfatter: (a) anbringelse af enden af det første rørstykke nær ved enden af det andet rørstykke, idet der afgrænses et forbindelsesområde, som omfatter de respektive ender af det første og det andet rørstykke, (b) foretagelse af en måleproces, som omfatter et antal måletrin, hvor hvert måletrin omfatter: (b1) flytning af en måleindretning i forhold til det første og det andet rørstykke til en placering nær ved forbindelsesområdet, (b2) automatisk måling af placeringen af føleindretningen i forhold til referenceplaceringen, (b3) automatisk måling af punktpositioner for punkter på enderne af det første og det andet rørstykke i forhold til føleindretningernes placering, (c) bestemmelse af det første rørstykkes endes målposition i forhold til enden af det andet rørstykke på basis af de målte punktpositioner, og (d) flytning af i det mindste ét af enten det første og det andet rørstykke med henblik på at opnå målpositionen.

Den foreliggende opfindelse tilvejebringer en fordel, idet placeringen af enden af det første rørstykke i forhold til det andet rørstykke kan foretages betydeligt hurtigere end ved de kendte fremgangsmåder. Menneskelige fejl reduceres også med fordel. Afvigelser med hensyn til rørstykkernes position i forhold til hinanden kan måles mere nøjagtigt end ved den kendte fremgangsmåde.

Variationer med hensyn til formen eller dimensionerne ved enderne af det første og det andet rørstykke kan med fordel bestemmes og tages i betragtning under bestemmelsen af målpositionen.

Rørstykkets målposition kan med fordel nås mere nøjagtigt i forhold til ved den kendte fremgangsmåde, hvorved excentriske overgangsforskelle ved forbindelsen reduceres.

Endvidere kan der opnås en dokumenteret skanning af det første og det andet rørstykkes relative positioner, hvorved fortolkningen af målingerne forbedres.

Forplaceringen omfatter generelt en omtrentlig opretning af det første og det andet rørstykke.

Føleindretningen kan være en optisk føleindretning, en mekanisk føleindretning eller en anden type af føleindretning. Føleindretningen kan bevæges automatisk eller manuelt, så længe den er i stand til at måle sin position i forhold til en referenceposition på automatisk måde. Føleindretningen bevæges typisk langs rørsektionernes periferi på indersiden eller ydersiden heraf. Referenceplaceringen er en placering, ved hvilken positionen er kendt. Rørstykkernes ender kan være i indgreb med hinanden i målpositionen.

Det andet rørstykke er med fordel en, eller en del af en, rørledning, som er anbragt hængende nedad fra et rørlægningsfartøj.

Rørledningen kan være udlagt på havet ved en J-lægnings- eller en S-læg-ningsmetode, idet det andet rørstykke er rørledningen, som skal udlægges. Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er også anvendelig under lægningen af rørledningerne ved hjælp af et rørlægningsfartøj, da høje spændinger under rørlægningsoperationerne i kombination med de tidskrævende placeringsprocedurer kan optage en betydelig del af rørledningens forventede brugstid, især i forbindelse med rørsektionen. Den mere nøjagtige placeringsfremgangsmåde vil hjælpe til med at reducere de lokale spændingsspidser. Den hurtigere placeringsfremgangsmåde vil også hjælpe med til at reducere den tid, hvor den nedhængende rørledning er udsat for høje installationsspændinger.

I en foretrukken udførelsesform omfatter trinnet (a) placeringen af en endeflade på det første rørstykke og en endeflade på det andet rørstykke med en lille afstand fra hinanden, hvorved der tilvejebringes en spalte imellem de respektive endeflader.

Når det første og det andet rørstykke er placeret en lille afstand fra hinanden, kan føleindretningen måle punkter på begge de respektive rørsektioners ender fra en enkel placering af føleindretningen. Rørstykkerne kan også bevæges i forhold til hinanden uden at gnide imod hinanden. Ved ét aspekt ifølge opfindelsen afgrænser enderne af det første og det andet rørstykke en rundtgående rille, hvorved i det mindste nogle af punkterne er placeret i den rundtgående rille.

Ved ét aspekt ifølge opfindelsen har enderne af den første og den anden rørsektion en affaset form, hvorved der afgrænses en næsespids, hvorved i det mindste nogle af punkterne er placeret på de respektive næsespidser.

Målepunkter på næsespidsen åbner med fordel mulighed for, at de respektive rørstykkers indvendige vægge kan blive rettet ind i forhold til hinanden. De affasede former fremstilles før svejseprocessen, og som følge af denne fremstillingsproces er næsespidsens tykkelse selv forholdsvis konstant, og den udviser kun mindre variationer. Målingen af positionen af et punkt på næsespidsen tilvejebringer derfor forholdsvis pålidelig information om positionen af de respektive rørstykkers indvendige vægge. Når kravene med hensyn til den tilladelige høj-lav er meget ekstrem, hvilket f.eks. kan være tilfældet i bundrørssektioner, kan derudover også næsespidsernes tykkelse måles og tilføres proceduren, hvorved der tilvejebringes endnu mere nøjagtig information om positionen af de respektive rørstykkers indvendige vægge.

I en foretrukken udførelsesform omfatter trinnet (a) forbindelsen afen ringformet skinne med den første eller den anden sektion, idet føleindretningen er forbundet med denne skinne med henblik på bevægelse langs forbindelsesområdet. Denne udførelsesform tilvejebringer en meget enkel og effektiv måde, hvorpå målingerne kan udføres.

Ved ét aspekt ifølge opfindelsen omfatter trinnet (b) måling af en første punktposition på enden af det første rørstykke og måling af en anden punktposition på enden af det andet rørstykke, idet det første og det andet punkt er placeret modsat hinanden på hver sin side af forbindelsesområdet, hvorved et efterfølgende trin (c) omfatter bestemmelse for hver føleindretningsposition af en afstand imellem den første og den anden punktposition og bestemmelse af målpositionen for rørstykket på basis af de bestemte afstande.

Det første og det andet punkt danner et par af punkter, og ved at måle par af punkter og bestemme de respektive afstande imellem punkterne kan der opnås en god viden om de relative positioner af rørstykkerne. Det første og det andet punkt er fortrinsvis placeret meget tæt på forbindelsesområdet. Ved ét aspekt ifølge opfindelsen vælges denne afstand fra en gruppe af afstande, som omfatter: • en radial afstand imellem et første punkt på en ydre væg på det første rørstykke og et andet punkt på en ydre væg på det andet rørstykke; • en radial afstand imellem et første punkt på en næsespids på det første rørstykke og et andet punkt på en næsespids på det andet rørstykke; og • en radial afstand imellem et første punkt på en indre væg i det første rørstykke og et andet punkt på en indre væg i det andet rørstykke; og • en afstand parallelt med en central langsgående akse imellem et første punkt og et andet punkt.

Disse afstande tilvejebringer en god viden med hensyn til de relative positioner, hvori enderne af det første og det andet rørstykke befinder sig. Glatheden ved overgangen imellem rørvæggene ved forbindelsens placering er endvidere afhængig af de radiale afstande imellem punkterne på det første rørstykke og de tilsvarende punkter på det andet rørstykke. Ved styring af placeringsprocessen på basis af disse radiale afstande tilvejebringer derfor en god basis med hensyn til at øge glatheden ved overgangen.

De respektive rørstykkers vægge burde fortrinsvis være på linje med hinanden langs det første og det andet rørstykkes periferi, til hvilket formål det er hensigtsmæssigt at måle punkter på det første og det andet rørstykkes væg.

Ved et aspekt ifølge opfindelsen er punkterne placeret på begge de respektive rørender, idet punkterne er placeret med indbyrdes intervaller langs en akse, der strækker sig i alt væsentligt på tværs af forbindelsesområdet.

Til hver placering af føleindretningen ved forbindelsesområdet kan der således opnås et profil af rørvæggene på begge sider af den svejsning, som skal fremstilles, og det omfatter fortrinsvis et profil af selve svejserillen. Herved tilvejebringes med fordel et i alt væsentligt komplet billede af rørendernes respektive positioner ved denne placering inklusive variationer i formen af rørstykkerne.

Ved ét aspekt ifølge opfindelsen omfatter trinnet (b) bevægelse af føleindretningen ved en i hovedsagen fast afstand fra en ydre eller indre væg på eller i det første eller andet rørstykke langs denne væg.

På denne måde kan punktpositionerne måles effektivt langs rørstykkernes omkreds.

Ved ét aspekt ifølge opfindelsen omfatter i det mindste ét trin (c) især et første trin (c) bestemmelse af en målposition, hvori en endeflade på det første rørstykke er i alt væsentligt parallel med en endeflade på det andet rørstykke.

Under efterfølgende trin kan punkter på begge rørender, som er placeret modsat hinanden ved samme respektive afstande fra de respektive endeflader, med fordel let måles.

Ved ét aspekt ifølge opfindelsen omfatter trinnet (c) endvidere: (c11) bestemmelse af forskellige kandidater for målpositioner; (c12) bestemmelse af en optimal værdi for hver kandidat til målposition; og (c13) sammenligning af de respektive optimale værdier med et kriterium og udvælgelse af målpositionen fra kandidaterne af målpositioner på basis af sammenligningsresultaterne.

Denne udførelsesform tilvejebringer den fordel, at forskellige kandidater for målpositioner sammenlignes med hinanden med henblik på at udvælge den målposition, som fører til den bedste pasning imellem det første det andet rørstykkes ender. Ved ét aspekt ifølge opfindelsen udføres trinnene C11 og C12 automatisk ved brug afen databehandlingsindretning.

Ved ét aspekt ifølge opfindelsen vælges kriteriet blandt en gruppe af kriterier, som omfatter: - minimering af de radiale afstande imellem de første punkter på ydervæggen på det første rørstykke og andre punkter på ydervæggen på det andet rørstykke ved de respektive placeringer, - minimering af de radiale afstande imellem de første punkter på indervæggen i det første rørstykke og andre punkter på indervæggen i det andet rørstykke ved de respektive målepositioner, og - minimering af en gruppe af radiale afstande, hvor gruppen omfatter de radiale afstande imellem punkterne, som er placeret på indervæggen i det første rørstykke og de tilsvarende punkter, som er placeret på indervæggen i det andet rørstykke ved de respektive målepositioner og de radiale afstande imellem punkterne, som er placeret på ydervæggen på det første rørstykke og de tilsvarende punkter, som er placeret på ydervæggen på det andet rørstykke ved de respektive målpositioner.

Spændingstilstandene i den resulterende rørledning kan med fordel optimaliseres ved at minimere disse afstande.

Ved ét aspekt ifølge opfindelsen omfatter trinnet (c): bestemmelse af en første form i forbindelse med enden af det første rørstykke og bestemmelse af en anden form i forbindelse med enden af det andet rørstykke, bestemmelse af positionen af den første form i forhold til den anden form og bestemmelse af målpositionen på basis af den første og den anden form og de relative positioner heraf.

Der opnås hensigtsmæssigt et komplet billede af variationerne i rørendernes form, hvorved der åbnes mulighed for bestemmelse af en i alt væsentligt ideel målposition.

Ved ét aspekt ifølge opfindelsen omfatter i det mindste et trin (c): (c1) tilvejebringelse af tykkelsesdata i forbindelse med en tykkelse af rørvæggene eller næsespidsvæggene på henholdsvis det første og det andet rørstykke, (c2) bestemmelse på basis af vægtykkelsesdataene eller næsetykkelsesdataene for hver føleindretningsposition en position af et første modsat punkt, som er placeret på en modsat side af rørvæggen eller næsespidsvæggen fra det første punkt og bestemmelse af en position af et andet modsat punkt, som er placeret på en modsat side af rørvæggen eller næsespidsvæggen fra det andet punkt, og (c3) bestemmelse af målpositionen på basis af positionerne af det første og det andet modsatte punkt eller på basis af en kombination af positionerne af det første og det andet punkt og positionerne af det første og det andet modsatte punkt.

Målingerne kan med fordel foretages langs den udvendige side af rørstykkerne og anvendes til opretning af de respektive rørstykkers indvendige vægge i forhold til hinanden. Alternativt kan målingerne foretages fra rørstykkernes indvendige side og anvendes til opretning af rørstykkernes udvendige vægge i forhold til hinanden. Brug af vægtykkelsesdata er særlig velegnet under et andet eller yderligere trin (c).

Alternativt kan målingerne foretages fra enten den indvendige eller den udvendige side af rørstykkerne og anvendes til opretning af både de indvendige og udvendige vægge så nøjagtigt som muligt i forhold til hinanden.

Ved ét aspekt ifølge opfindelsen vælges under i det mindste ét trin (c) en målposition, som har enten en minimal spidsværdi for de radiale afstande ved de respektive føleindretningspositioner, en minimal sum af de radiale afstande ved føleindretningspositionerne eller et minimalt integral af de radiale afstande over i det mindste en del af det første og det andet rørstykkes omkreds.

På grund af, at der kan være et stort antal af punktpositioner, som måles, anvendes der fortrinsvis en fremgangsmåde, som åbner mulighed for en inkorporering af en væsentlig del af måleresultaterne til bestemmelsen af målpositionen. Dette opnås med fordel i denne udførelsesform.

Ved et aspekt ifølge opfindelsen omfatter trinnet (d) bevægelse af i det mindste den ene af det første og det andet rørstykke på en måde, som valgt blandt en gruppe af bevægelser omfatter: en bevægelse af rørstykket i en retning i alt væsentligt parallelt med rørstykkets centrale langsgående akse, en bevægelse af rørstykket i en retning i alt væsentligt på tværs af rørstykkets centrale langsgående akse, en rotation af rørstykket omkring en første akse, som strækker sig i alt væsentligt på tværs i forhold til rørstykkets centrale langsgående akse, og en rotation af rørstykket omkring en anden akse, som strækker sig i alt væsentligt parallelt med rørstykkets centrale langsgående akse.

Disse måder, hvorpå rørstykkerne kan bevæges, tilvejebringer med fordel en effektiv placering.

Ved et yderligere træk ifølge opfindelsen foretages trinnet (b) i det mindste to gange, hvorved i det mindste det ene af det første og det andet rørstykke drejes over en forudbestemt vinkel omkring en central langsgående akse imellem det første trin (b) og det andet trin (b), hvorved der under det første trin (b) opnås en første serie af punktpositioner, og hvorved der under det andet trin (b) opnås en anden serie af punktpositioner, og hvorved trinnet (c) omfatter kombinering af den første serie af punktpositioner med den anden serie af punktpositioner med henblik på at bestemme målpositionen.

Hvis føleindretningen bevæges langs en ringformet skinne, som er forbundet med den ene ende af et rørstykke, kan denne ringformede skinne selv have en variabel form som følge af variationerne i rørstykkets form og derved have en ukendt form. Hvis den ringformede skinne har en ukendt form, er føleindretningens nøjagtige position også ukendt.

Dette er ikke noget problem, så længe parrene af punktpositioner måles på begge sider af forbindelsesområdet, hvilket er godt, hvis trinnet (d) kun indebærer bevægelse af rørstykket i en retning i alt væsentligt parallelt med en central langsgående akse i rørstykket, en bevægelse af rørstykket i en retning i alt væsentligt på tværs af rørstykkets centrale langsgående akse og en rotation af rørstykket omkring en akse, som strækker sig i alt væsentligt på tværs af rørstykkets centrale langsgående akse. For at bestemme disse bevægelsers målpositioner kræves de relative positionsdata for de to rørenders former. Når der imidlertid også skal bestemmes en målposition for en rotation af rørstykket omkring en akse, som strækker sig i alt væsentligt parallelt med rørstykkets centrale langsgående akse, kræves der absolutte data for de to rørenders former. For at opnå absolutte data foretages trinnet (b) fortrinsvis to gange: den første gang nøjagtigt som beskrevet ovenfor og den anden gang efter en kendt aksial rotation af begge rørender i forhold til hinanden. På basis af begge sæt af målinger kan selve den ringformede skinnes form bestemmes, hvorved der åbnes mulighed for bestemmelse af begge rørendernes absolutte former.

Ved et andet aspekt ifølge opfindelsen bevæges i det mindste ét af rørstykkerne under i det mindste ét trin (d) og især under et endelig trin (d) for at lukke en spalte 66 imellem den første og den anden rørsektion. Efter at rørsektionerne er anbragt på en sådan måde, at rørvæggene er rettet så godt som muligt op i forhold til hinanden, kan spalten lukkes, og efterfølgende kan svejsningen foretages.

Ved et yderligere aspekt angår opfindelsen et placeringsanlæg til placering af en ende af et første rørstykke i forhold til en ende af et andet rørstykke, hvilket apparat omfatter: - en bæreindretning, som er indrettet til at placere enden af det første rørstykke nær enden af det andet rørstykke, idet der afgrænses et forbindelsesområde, som omfatter de respektive ender af det første og det andet rørstykke, hvilken bæreindretning omfatter: • i det mindste én bevægelsesindretning, som er indrettet til at bevæge i det mindste det ene af det første og det andet rørstykke, • et indgangsorgan til indføring af et signal, som relaterer til en målposition, hvortil i det mindste det ene af det første og det andet rørstykke skal bevæges, hvilket indgangsorgan er koblet sammen med bevægelsesindretningen, - en føleindretning, som er indrettet til bevægelse i forhold til det første og det andet rørstykke til forskellige positioner i forhold til forbindelsesområdet, idet føleindretningerne er indrettet til automatisk at måle hver føleindretningsposition i forhold til en referenceposition, hvorved føleindretningen er indrettet til automatisk at måle punktpositioner i forhold til føleindretningen ved forskellige punkter på enderne af det første og det andet rørstykke ved hver føleindretningsposition, hvorved føleindretningen omfatter et udgangsorgan til udlevering af de målte punktpositioner og de målte føleindretningspositioner, og - en målpositionbestemmende indretning, som er indrettet til indføring af punktpositionerne og til at bestemme målpositionen på basis af punktpositionerne, idet den målpositionbestemmende indretning endvidere er indrettet til udlevering af målpositionen.

Placeringsanlægget kan med fordel i alt væsentligt automatisk måle positionen af enden af det første rørstykke i forhold til positionen af enden af det andet rørstykke. Dette tilvejebringer en billig, nøjagtig og enkel måde, hvorpå enderne af rørstykkernes placeres i forhold til hinanden.

Ved ét aspekt ifølge opfindelsen omfatter den målpositionbestemmende indretning en databearbejdningsindretning, som er indrettet til at bearbejde punktpositionerne og foretage følgende trin: (c11) bestemme forskellige kandidater til målpositioner, (c12) bestemme en optimaliseret værdi for hver kandidat til målposition, og (c13) sammenligne de respektive optimaliseringsværdier med et kriterium og udvælge målpositionen fra kandidaterne af målpositioner på basis af resultaterne af sammenligningen.

Med fordel kan der sammenlignes et stort antal af målpositioner, og der kan vælges den målposition, som opfylder kriteriet bedst.

Ved ét aspekt ifølge opfindelsen er den målpositionbestemmende indretning koblet via koblingsmidler sammen med udgangsorganet. Herved tilvejebringes den fordel, at de målte punktpositioner automatisk kan overføres til den målpositionbestemmende indretning.

Ved ét træk ifølge opfindelsen er den målpositionbestemmende indretning indrettet til at generere et styresignal på basis af de bestemte målpositioner, idet styresignalet relaterer til en ønsket bevægelse af bevægelsesindretningen med henblik på at opnå målpositionen, hvorved den målpositionsbestemmende indretning er koblet via koblingsmidler sammen med indgangsorganet med henblik på at styre bevægelsesindretningen.

Ved ét aspekt ifølge opfindelsen er føleindretningen indrettet til at udsende en laserstråle og afføle positionen af et lyspunkt, som er projiceret på det første eller andet rørstykke. En lasermåleindretning har vist sig at være meget effektiv med hensyn til at foretage målingerne. Med en laser kan der hensigtsmæssigt måles punktpositioner for punkter, som er placeret til siden i forhold til og inden for svejserillen.

Opfindelsen beskrives nedenfor under henvisning til tegningen, hvor figur 1 viser en skematisk afbildning af et rørlægningsfartøj under lægningen af en rørledning, set fra siden, figur 2 en skematisk afbildning af det i figur 1 viste rørlægningsfartøj, figur 3 en skematisk aksonometrisk afbildning af rørsektionens og rørledningens respektive positioner, figur 4 en detaljeret afbildning af et første og et andet rørstykkes respektive vægge, set fra siden, idet rørstykkerne er anbragt nær hinanden, figur 5 et snit efter linjen A-A i figur 2, og som viser rørstykkets og rørledningens relative position, figur 6 et første og et andet rørstykkes relative positioner, set fra siden i detaljer, figur 7 en skematisk afbildning af et J-lægningstårn, figur 8A en skematisk afbildning af en J-lægningssamling, som omfatter en føleindretning, figur 8B en skematisk aksonometrisk afbildning af en føleindretning, som er monteret på et rørstykke, figur 9A en skematisk aksonometrisk afbildning af en laserindretning og en føler, figur 9B en skematisk afbildning af laserindretningen og føleren, figur 9C en skematisk afbildning af laserindretningen og føleren, figur 9D en skematisk afbildning af laserindretningen og føleren, figur 10 en skematisk afbildning af en anden udførelsesform for laserindretningen, som omfatter føleren, figur 11 en skematisk afbildning af endnu en udførelsesform for laserindretningen, som omfatter en føler, figur 12A et profil af rørledningens og rørstykkets position målt fra den udvendige side, figur 12B et profil af rørledningens og rørstykkets position målt fra den indvendige side, figur 12C en række profiler målt ved intervaller langs rørledningens og rørstykkets omkreds, figur 13A viser en grafisk afbildning af de målte radiale afstande imellem punkter på rørledningens og rørstykkets respektive udvendige vægge langs den ydre omkreds, figur 13B en grafisk afbildning af målte radiale afstande imellem punkter på rørledningens og rørstykkets respektive indvendige vægge langs den indvendige omkreds, figur 13C en grafisk afbildning af en målt spalte imellem rørledningen og rørstykket langs omkredsen, figur 13D en række profiler før en rotation af rørstykket, figur 13E en række profiler efter en rotation af rørstykket, og figur 14 en skematisk afbildning af en alternativ udførelsesform for opfindelsen, set fra siden.

I figur 1 og 2 er der vist et rørlægningsfartøj 10, som omfatter et J-lægningstårn 30, som er forbundet ved hjælp af i det mindste ét hængsel 24 med rørlægningsfartøjet 10. Rørledningen 18 er konstrueret ved gentagne sammensvejsninger af rørstykker 14 med en fri ende 20 af rørledningen 18.

Afhængigt afvanddybden 26 og rørledningens 18 neddykkede vægt og stivhed er tårnet 30 indstillet til en vinkel β i forhold til vandret. Denne vinkel β varierer imellem 50 og 90 grader.

Under en J-lægningsoperation forlader rørledningen 18 rørlægningsfartøjet 10 og strækker sig i en J-formet form imellem rørlægningsfartøjet 10 og en havbund 16. På rørledningens 18 frie ende 29 virker en vandret kraft ved hjælp af rørlægningsfartøjet 10 for at forhindre rørledningen i at knække inden for sin bueformede sektion 28.

Processen med at tilføre rørledningen 18 et rørstykke 14 omfatter et antal aktiviteter. Først læsses der et rørstykke 14 på rørkonstruktionsrampen 22, som er placeret i J-lægningstårnet 30. Dernæst placeres rørstykkets 14 nedre ende 19 i forhold til rørledningens 18 frie ende 20, således at der kan fremstilles en højkvalitetssvejsning 34. Derefter foretages svejsningen 34, som forbinder rørstykket 14 med rørledningen 18. Efter fuldendelsen af svejsningen 34 inspiceres og godkendes den. Endelig belægges svejsningen.

Normalt foretages placeringen af rørstykket 14 i forhold til rørledningen 18, svejsningen og inspiceringen i en første arbejdsstation 36, medens belægningsoperationen foretages i en anden arbejdsstation 38. I de fleste J-lægningsfartøjer er både den første og den anden arbejdsstation 36 og 38 placeret langs hovedlægningsbanen, hvilken bevirker, at alle de procestrin, der foretages for at føje et rørstykke 14 til rørledningen 18, bliver en bestemmende faktor i et kritisk tidsmønster.

Hvis der skal opnås en minimal cyklustid for forbindelsen af et enkelt rørstykke, bør alle de respektive aktiviteter derfor foretages inden for et minimalt tidsinterval, som åbner mulighed for en minimal total cyklustid under forlængelsesprocessen.

Rørledningen 18 omfatter en bundrørssektion 15, som strækker sig imellem havbunden 16 og rørlægningsfartøjet 10, og en vandret sektion 17, som hviler på havbunden 16. En rørlednings 18 bundrørssektion 15 er udsat for dynamiske kræfter fra strømme, strømhvirvler og kræfter, der udøves på bundrørssektionen 15 ved hjælp af den flydende genstand som følge af dennes bevægelser. I praksis kan der forekomme træthed i bundrørssektionen 15 ved forbindelserne imellem de rørstykker 14, som danner rørledningen 18. Denne træthed spiller en vigtig rolle i rørledningens forventede brugstid.

Som det fremgår af figur 3, er der placeret et forbindelsesområde 51 ved endeflader 44a og 44b. Der afgrænses et koordinatsystem, hvis z-akse 133 strækker sig i alt væsentligt i rørledningens 18 og rørstykkets 14 langsgående hovedretning.

I figur 4 er der vist et svejseområde 40, som afgrænses af de respektive ender 19, 20 af rørstykket 14 og rørledningen 18. For at realisere en minimal svejsetid er det vigtigt, at svejsevolumenet minimeres. Til dette formål anvendes der ofte J-formede affasningsformer 42a, 42b, som omfatter næsespidser 46a, 46b, der er placeret ved den indvendige side 48 af rørstykkets 14 og rørledningens 18 ender. Rørstykkets 14 og rørledningens 18 endeflader 44a, 44b er blevet bearbejdet før svejseprocessen for at danne de krævede affasningsformer 42a, 42b. Når rørstykkets 14 og rørledningens 18 ender 19, 20 placeres nær ved hinanden, afgrænses der en rundtgående svejsespalte 49, der strækker sig langs rørstykkets 14 og rørledningens 18 udvendige omkreds. En afløsningsforms 44a, 44b typiske bredde 52a er 3-4 mm, hvorved der dannes en total svejserillebredde på 6-8 mm.

Næsespidserne 46a, 46b har respektive næsespidstykkelser 47a, 47b, som generelt kan være i størrelsesordenen 1-2 mm. Under svejsningen af en rodsvejsning svejses næsespidserne 46a, 46b sammen. Rørledningens 18 og rørstykkets 14 respektive vægtykkelser 54a, 54b kan typisk være 15-40 mm.

Normalt fremstilles de J-formede afløsninger 42a, 42b ved hjælp af et værktøj, som anvender rørstykkets 14 og rørledningens 18 respektive indvendige vægge 58a, 58b, som en referenceposition. Derfor vil afløsningsformerne 42a, 42b følge de indvendige vægge 58a, 58b og også følge eventuelle variationer i de indre vægge 58a, 58b i forhold til de typiske værdier heraf, således som en afvigelse i de indre vægges 58a, 58b rundhed.

Som det fremgår af figur 5 og 6 har rørstykket 14 og rørledningen 18 generelt ikke nogen ideelle dimensioner og ideelle positioner i forhold til hinanden. Variationer med hensyn til de respektive diametre 56a, 56b, rundhederne, vægtykkelserne 54a, 54b forekommer i begge ender 19, 20 af rørstykket 14 og rørledningen 18. Der kan også forekomme afvigelser med hensyn til rørendernes 19, 20 retlinethed og i endefladernes 44a, 44b fladhed og vinkelrette forløb før afløsningen af rørstykkerne 14, 18 kan foregå. I figur 5 passer rørstykkets 14 og rørledningens 18 ender 19, 20 ikke nøjagtigt sammen. Radiale afstande 62 imellem de respektive ydre vægge 60a, 60b, en radial afstand 63 imellem næsespidserne 46a, 46b og indervæggenes 58a, 58b radiale afstand 64 kan være resultatet og forårsage excentriske overgange i forbindelse med den resulterende rørlednings rørvæg ved en forbindelse imellem to rørstykker. Afstandene 62, 63 og 64 kan også omtales som positionsforskelle imellem punkterne.

En excentrisk overgang i de udvendige vægge 60a, 60b kan forekomme, idet de ydre vægge 60a, 60b anbringes skævt i forhold til hinanden med en afstand 62, 63 over i det mindste en del af rørledningens 18 periferi. Den ydre radiale afstand 62, 63 kan måles ved de ydre vægge 60a, 60b eller ved næsespidserne 46a, 46b. De indvendige vægge 58a, 58b kan være skævt oprettede i forhold til hinanden ved en indre radial afstand 64 over i det mindste en del af rørledningens 18 periferi. Den indvendige radiale afstand 64 kan måles ved de indvendige vægge 58a, 58b eller beregnes ud fra afstanden 63, som måles ved næsespidserne 46a, 46b. I sidstnævnte tilfælde tilføjes der en gennemsnitlig næsespidstykkelse 47a, 47b til beregningen eller også tilføres der en række værdier for næsespidstykkelser 47a, 47b, som måles ved specifikke punkter omkring rørets periferi.

Den udvendige og indvendige afstand 62, 63 og 64 har en kraftig indflydelse på den resulterende rørlednings 18 forventede brugstid, da de kan føre til lokale spændingskoncentrationer i den endelige forbindelse imellem rørledningen og rørstykket, idet spændingskoncentrationerne kan resultere i en øget fare for træthedsbrud. Trætheden i en svejsning 34 er af ekstrem vigtighed i forbindelse med bundrørssektioners 15 forventede brugstid, således som beskrevet ovenfor. I nogle bundrørssektioner 15 kan tolererede ydre og indre afstande 62, 63 og 64 begrænses til 0,5 mm for at sikre minimal træthed og en tilstrækkelig forventet brugstid.

Placeringen af rørstykket 14 i forhold til rørledningen 18 før svejsningen er i øjeblikket en manuel proces, som foretages af specialister. Placeringen er derfor afhængig af personalets fagkundskab, erfaring og fortolkning og udsat for menneskelige fejl.

I øjeblikket foretages positionsmålinger på rørstykket 14 og rørledningen 18 på den udvendige side af næsespidserne 46a, 46b. Svejserillerne 49 er imidlertid smalle (6-8 mm) og forholdsvis dybe (15-40 mm). Derfor er måleprocessen meget vanskelig. Især under konstruktionen af bundrørssektioner 15 er placeringsprocessen meget tidskrævende som følge af de små tilladte tolerancer i forbindelse med afstandene 62, 63 og 64.

Ifølge figur 7, 8A og 8B er der monteret manipulatorer 68, 70 på J-lægningstår-net 30 ved en afstand 72 fra hinanden, og de er i stand til at gribe rørstykket 14 med respektive gribeindretninger 69, 71. Gribeindretningerne 69, 71 er bevægelige uafhængigt af hinanden i x-retningen og y-retningen og kan bevæges samtidigt i z-retningen.

Føringsorganer i form af ruller 74, som er monteret på J-lægningstårnet 30, bærer rørstykket 14 ved en øvre del heraf i x-retningen og y-retningen, medens de tillader en bevægelse i z-retningen og en rotation omkring rørstykkets 14 z-akse. Forholdsvis små bevægelser af rørstykkets 14 nedre ende 19 i x-retnin-gen og y-retningen tillades ved hjælp af rullerne 74.

En rotation af rørstykket 14 omkring x-aksen iværksættes ved hjælp af manipulatorerne 68, 70 i retning modsat hinanden i y-retningen. En rotation af rørstykket 14 omkring y-aksen iværksættes ved bevægelse af manipulatorerne 68, 70 modsat hinanden i x-retningen. En forskydning af den nedre rørende 19 i x-retningen opnås ved at bevæge manipulatorerne 68, 70 samtidigt i x-retningen. En forskydning af den nedre rørende 19 i y-retningen opnås ved bevægelse af manipulatorerne 68, 70 samtidigt i y-retningen.

Når manipulatorerne 68, 70 bevæges i en modsat retning for at iværksætte en rotation omkring x-aksen eller y-aksen, kan der også forekomme en forskydning af den nedre rørende 19, hvilket kan korrigeres ved hjælp af en samtidig bevægelse af manipulatorerne 68, 70 i samme retning.

For at iværksætte en rotation af rørstykket 14 omkring z-aksen er der tilvejebragt en tredje manipulator 76, som omfatter en tredje gribeindretning 77. For at dreje rørstykket 14 omkring z-aksen frigøres den første og den anden gribeindretning 68, 71, medens gribeindretningen 77 føres i indgreb.

Under en rotation af rørstykket 14 omkring x-aksen eller y-aksen frigøres gribeindretningen 77.

I stedet for arrangementet med tre manipulatorer 68, 70, 76, som er beskrevet ovenfor, er det også muligt at anvende én manipulator, som har seks frihedsgrader, dvs. er i stand til at bevæge rørstykket 14 i x, y og x-retningen og dreje rørstykket 14 omkring x, y og z-aksen.

Ifølge figur 8A 9g 8B er en føleindretning 86 forbundet med en vogn 78, som har hjul 88 og er således monteret, at den kan rotere på en ringformet føringsskinne 80. Denne føringsskinne 80 er fortrinsvis monteret på den nedre ende 19 af rørstykket 14, men kan også være monteret på den øvre ende 20 af rørledningen 18. Rørledningen 18 omfatter et bæreorgan 82 i form af en krave på rørledningen 18, og som bæres af et tilbageholdelsesbord 84. Føringsskinnen 80 er monteret parallelt med den rundtgående svejserille 49.

Føringsskinnen 80 og vognen 78 anvendes fortrinsvis også under et senere stadium til at bevæge en svejsepistol (ikke vist) omkring rørledningen 18 med henblik på at foretage svejseoperationen.

Ved brug bevæger vognen 78 sig langs føringsskinnen 80, medens den automatisk måler en position for vognen 78 i forhold til et referencepunkt 87 på føringsskinnen. Denne vognposition kan måles ved hjælp af en kendt metode, f.eks. ved at måle hjulets 88 omdrejninger. Ved et antal forskellige positioner, hvori vognen 78 befinder sig, måler føleindretningen 86 automatisk positionen af forskellige punkter på enden 19 af rørstykket 14 og enden 20 af rørledningen 18, hvilket vil blive beskrevet nærmere nedenfor.

Ved hjælp af føleindretningen 86 frembringes der et signal, der relaterer til de udførte målinger, og som overføres via et kabel 90 til en styreenhed 92. Styreenheden 92 omfatter en lagerindretning 95 til at lagre de udførte målinger. Når føleindretningen 86 har foretaget en fuldstændig omdrejning, bearbejder styreenheden 92 de lagrede målinger med en databearbejdningsindretning 93 med henblik på at producere en dokumenteret skanning. Derudover indebærer databearbejdningsindretningen 93 en algoritme for at generere en ny målposition for rørstykket 14. Når den nye målposition er bestemt, bliver der ved hjælp af styreenheden 92 genereret de krævede forskydninger i x-retningen, y-retningen og/eller z-retningen og de krævede rotationer omkring x-aksen, y-aksen og/eller z-aksen for rørstykket 14 for at opnå den nye målposition.

Ved hjælp af styreenheden 92 genereres der derefter styresignaler på basis af de krævede forskydninger og rotationer, og disse overføres via kablet 94 til manipulatorerne 68, 70, 76. Manipulatorerne 68, 70, 76 bevæger derefter rørstykket 14 for at opnå den nye målposition.

I figur 9A-9D er der vist en føleindretning 86, som anvender en laserindretning 95, der er indrettet til at udsende en laserstråle 96. Laserstrålen 96 projicerer en række reflekterende lyspunkter 98a, 98b, 98c, 98d på rørstykket 14 og rørledningen 18. Laserstrålen 96 føres langs en akse 100, som strækker sig i alt væsentligt på tværs af forbindelsesområdet 51. Et betydeligt antal lyspunkter 98a, 98b, 98c, 98d kan projiceres langs aksen 100 ved regelmæssige intervaller.

Lyspunkterne 98a, 98b, 98c, 98d registreres ved hjælp af en lysføler 104, som opfanger en refleksion 106 fra lyspunktet 98. Lysføleren 104 måler en første vinkel α i forhold til et referenceplan 110, som er vist i figur 9C og en anden vinkel γ i forhold til en akse 112, som er vist i figur 9D. Afstanden 108 imellem laserindretningen 95 og føleren 104 er kendt på forhånd. En vinkel f, ved hvilken laserstrålen 96 udsendes fra laseren 95 i forhold til referenceplanet 110 er vist i figur 9B og bliver ligeledes målt. En afstand x, som er vist i figur 9 imellem lyspunktet 98a og laserindretningen 95 kan bestemmes ud fra vinklerne a, y, fog afstanden 108. Da lyspunkternes 98a, 98b 98c, 98d nøjagtige position i forhold til laserindretningens 95 position derved kan bestemmes.

Laserstrålen 96 bevæges typisk på tværs i forhold til svejserillen 49, hvori lyspunkterne 98a, 98b, 98c, 98d er placeret ved intervaller på 0,01 - 05 mm i forhold til hinanden.

En anden metode, hvorpå målingerne kan udføres, er også mulig, f.eks. ved brug afen mekaniskføleindretning.

I figur 10 og 11 er der vist forskellige udførelsesformer for kombinationen af en laserindretning 95 og en føler 104, idet de viste udførelsesformer er kommercielt tilgængelige på markedet.

I figur 12A, 12B og 12C er et målt profil 120 sammensat af en række målte punktpositioner 98a, 98b, 98c, 98d langs en akse 100 ved en position 89. De afstande 62, 63 og 66, som er vist i figur 6, kan bestemmes ud fra profilet 120. Figur 12A viser en målt afstand imellem rørvæggen og føleindretningen 86 ved en måleindretningsposition 89a, 89b, 89c. x-aksen repræsenterer positionen langs aksen 100. y-aksen viser den målte afstand. Figur 12B viser samme måling, når føleindretningen 86 bevæges inden i rørstykket 14 eller rørledningen 18. Langs x-aksen er positionen af punkterne langs aksen 100 afbildet, y-aksen viser afstanden imellem rørvæggen og føleindretningen 86.

Under vognens 78 bevægelse omkring rørstykkets 14 og rørledningens 18 periferi til påfølgende positioner 89a, 89b, 89c af føleindretningen 86 kan der fremstilles et profil 120 ifølge figur 12A. Dette resulterer i en serie af profiler 120a ... 120h, som er vist i figur 12B. Positionerne 89a, 89b, 89c osv. kan være meget tætte på hinanden og være beliggende ved intervaller på 0,1 -1 mm. Fra denne serie af profiler 120a ... 120h kan der opnås tre andre diagrammer, som er vist i figur 13A, 13B og 13C.

Figur 13A viser en afbildning af afstanden 62, som måles ved forskellige positioner 89a, 89b, 89c af føleindretningen 86 langs rørledningens 18 og rørstykkets 14 periferi. Figur 13B viser en afbildning af afstanden 63 imellem rørledningens 18 og rørstykkets 14 næsespidser 46a, 46b ved forskellige position 89a, 89b, 89c langs rørledningens 18 og rørstykkets 14 periferi. Figur 13C viser en afbildning af målinger langs rørledningens 18 og rørstykkets 14 periferi i forbindelse med en spalte 66.

Ved brug bearbejdes afbildningerne figur 13A, 13B og 13C ved hjælp af styreenhedens 92 databearbejdningsindretning 93 med henblik på at bestemme en ny målposition. Forskellige optimaliseringsalgoritmer kan anvendes af styreenheden 92.

For eksempel kan der af figur 13A opnås krævede forskydninger af rørstykket 14 i x-retningen og y-retningen, og som fører til en reduktion af den gennemsnitlige afstand 62. Alternativt kan der af figur 13B opnås forskydninger af rørstykket 14 i x-retningen og y-retningen, og som fører til en reduktion af den gennemsnitlige afstand 63.

Afbildningen af figur 13C kan anvendes til at dreje rørstykket 14 omkring x-ak-sen og y-aksen med henblik på at placere endefladerne 44a, 44b parallelt med hinanden, f.eks. i en relativ position, hvori spalten 66 er den samme langs rørledningens 18 og rørstykkets 14 periferi. Derudover kan der af afbildningen 13C opnås en krævet forskydning i z-retningen for rørstykket 14 med henblik på at lukke spalten 66.

Det er også muligt at bestemme forskydningerne af rørstykket 14 i x-retningen og y-retningen, og som fører til en minimal spidsværdi med hensyn til afbildningernes 13A og/eller 13B ydre eller indre afstand 62, 63. Det er ligeledes muligt at bestemme forskydninger af rørstykket 14 i x-retningen og y-retningen, og som fører til en minimal integreret værdi for de ydre eller indre afstande 62, 63, 64 over rørledningens 18 og rørstykkets 14 periferi eller en del heraf. Der er også mulighed for andre optimeringskriterier eller -arrangementer.

I det mindste én af rørstykkernes 14, 18 ender 19, 20 kan være cirkulær. I dette tilfælde er rørstykkets 14 rotationsvinkel omkring z-aksen ikke relevant. Rørstykkets 14 placering i forhold til rørledningen 18 foregår som følger. Først placeres rørstykkets 14 ende 19 nær ved rørledningens 18 ende 20 ved en afstand på ca. 2 - 3 mm fra rørledningens 18 endeflade 44a. Så drejes rørstykket 14 omkring x-aksen og y-aksen med henblik på at placere endefladerne 44a, 44b parallelt med hinanden. Under et næste trin bevæges rørstykket 14 i x-retningen og/eller y-retningen til en målposition for at minimere afstanden 62, 64. Endelig lukkes spalten 66 ved at bevæge rørstykket 14 i z-retningen.

Det er også muligt at hverken rørledningen 18 eller rørstykket 15 er fuldstændig cirkulært. I dette tilfælde kan placeringen af rørstykket 14 i forhold til rørledningen 18 også omfatte en rotation af rørstykket 14 omkring z-aksen for at finde mindre afstande langs den resulterende rørlednings 18 periferi.

Det er også muligt at rørstykket 14, hvorpå føringsskinnen 80 er fastgjort, ikke er fuldstændig cirkulært og derfor medfører, at føringsskinnen 80 heller ikke har en cirkulær form. I dette tilfælde er den bane, som vognen 78 følger langs rørledningens 18 og rørstykkets 14 periferi, ikke nøjagtig kendt, og føleindretningens 86 position under hver måling er heller ikke kendt. Hvis der i denne situation bestemmes en række profiler, kan der kun udledes relative positioner af rørenderne 19, 20 ud fra profilerne 120a ... 120h. Hvis der kræves absolutte positioner af rørenderne 19, 20 - hvilket er tilfældet, hvis opretningsproceduren også indebærer rotation omkring z-aksen - er det nødvendigt at kende føleindretningens 86 position.

Der er to muligheder til rådighed med henblik på at bestemme føleindretningens 86 ukendte position. For det første kan formen af den ende 19 af rørstykket 14, hvorpå føringsskinnen 80 er monteret, bestemmes på forhånd. Denne form kan lagres som formdata i styreenhedens 92 lagerindretning 95.

Føringsindretningens 86 position kan bestemmes ved hjælp af databearbejdningsindretningen 93 ud fra føleindretningens 86 position i forhold til referencepunktet 87 og de lagrede formdata.

Af figur 13D og 13E er det også muligt at foretage en første række af målinger, som resulterer i en første række af profiler 120a ... 120h, som er vist i figur 13D.

I relation til denne første række 120a ... 120h er det kendt, at punktpositionerne 98a, 98c er placeret på rørstykket 14, og punktpositionerne 98b, 98d er placeret på rørledningen 18.

Under et næste trin, som er vist i figur 13E, drejes rørstykket 14 en forudbestemt omdrejningsvinkel ψ (vist som en dobbeltpil i figur 13E). Den del af profilet 120a, der befinder sig på rørstykket 14, forskydes herved og placeres nu ud for en del 120b på rørledningen 18 (eller ud for 120c, 120d ... osv. afhængigt af vinklen ψ).

Efterfølgende udføres en anden kørsel af føleindretningen 86 omkring rørstykkets 14 og rørledningens 18 periferi, hvorunder der bestemmes en anden række af profiler 220a ... 220h (vist ved punkterede linjer i figur 13D og 13E), idet hvert profil 220a ... 220h er sammensat af punkter 198a, 198b, 198c, 198d. For tydeligheds skyld er profilerne 220a ... 220h vist i tilstødning til profilerne 120a ... 120h, men fagmanden vil kunne forstå, at de to serier af profiler rent faktisk overlapper hinanden. Under den anden kørsel måles profilet 220a ved profilets 120a position på rørstykket 14 og ved profilets 120b position på rørledningen 18 under den første kørsel.

Profilets 220a punktpositioner 198b, 198d på rørledningen 18 er derfor lig med profilets 120b punktpositioner 98b, 98d på rørledningen 18. Også profilets 220a punktpositioner 198a, 198c på rørstykket 14 er lig med profilets 120 punktpositioner 98a, 98c på rørstykket 14.

De målte data, som opnås under de to kørsler, kombineres, og på denne måde kan den tidligere ukendte form og position af rørledningen 18 afklares og dermed blive kendt. Også formen og positionen af føringsskinnen 80 kan afklares. Efterfølgende kan rørstykkets 14 form og position afklares.

Efter at rørendernes 19, 20 absolutte form og position er blevet beregnet ved denne procedure, kan der bestemmes en målposition ved hjælp af styreenheden 92.

Ifølge figur 14 er føleindretningen 86 monteret til rotation inden i rørstykket 14. Til dette formål er der placeret et indvendigt bæreværktøj 122 inden i rørstykket 14, og det er fastgjort hertil ved hjælp af indvendige fastgørelsesorganer 124.

Det indvendige bæreværktøj bærer en cirkulær føringsskinne 125, hvorpå vognen 78 er bevægelig monteret via hjul 88. Føleren 86 er monteret på vognen 78.

Ved brug drejer vognen 78 langs rørledningens 18 og rørstykkets 14 indvendige omkreds. Profilerne 120a ... 120h bestemmes fra den indvendige side 48 og omfatter punkter på indervæggene 58a, 58b og omfatter især næsespidserne 46a, 46b.

Kablet 90 strækker sig imellem føleindretningen 46 og styreenheden 92 via det indvendige bæreværktøj 122 og igennem rørstykket 14.

En fordel ved at udføre målingerne fra rørstykkets 14 indvendige side er, at føringsskinnen 125 ikke går i indgreb med rørenden 19, hvorved føringsskinnens 125 form kan være fuldstændig cirkulær. På denne måde undgås ekstra ukendte variable som følge af en deformation af selve føringsskinnen 125.

Det vil være klart for en fagmand, at delenes detaljer og arrangement kan varieres over et betydeligt område, uden at man afviger fra opfindelsens ide og kravenes beskyttelsesomfang.

Claims (21)

1. Fremgangsmåde til placering af en ende (19) af et rørstykke (14) i forhold til en ende (20) af en rørledning (18), hvor sidstnævnte ende (20) bæres over vandlinjen af et rørlægningsfartøj, idet rørledningen (20) er ophængt fra fartøjet og strækker sig herfra ned til havbunden, hvilken fremgangsmåde omfatter: (a) anbringelse af enden (19) af rørstykket (14) nær ved enden (20) af rørledningen (18), idet der afgrænses et forbindelsesområde (51), som omfatter de respektive ender (19, 20) af rørstykket (14) og rørledningen (18), (b) foretagelse af en måleproces, som omfatter et antal måletrin, hvor hvert måletrin omfatter: (b1) flytning af en føleindretning (86) i forhold til rørstykket (14) og rørledningen (18) til en placering (89a, 89b, 89c) nær ved forbindelsesområdet (51), (b2) automatisk måling af placeringen (89a, 89b, 89c) af føleindretningen (86) i forhold til referenceplaceringen (87), (b3) automatisk måling af punktpositioner (98a, 98b, 98c, 98d) for punkter på enderne af rørstykket (14) og rørledningen (18) i forhold til føleindretningens placering (89a, 89b, 89c), hvorved målingen foregå direkte på rørstykket (14) og rørledningen (18), (c) bestemmelse af rørstykkets (14) endes (19) målposition i forhold til enden af rørledningen (18) på basis af de målte punktpositioner (98a, 98b, 98c, 98d), og (d) flytning af rørstykket (14) eller rørledningen (18) med henblik på at opnå målpositionen.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at i det mindste trin (c) omfatter: bestemmelse af en eller flere afvigelser af formen af rørsektionens (14) ende i forhold til en ideel form af enden, bestemmelse af en eller flere afvigelser af formen af rørledningens (18) ende (20) i forhold til en ideel form af enden og bestemmelse af målpositionen ved brug af de bestemte afvigelser.

3. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 1 - 2, kendetegnet ved, at trinnet (a) omfatter forbindelse af en ringformet skinne (80) med rørstykket (14) eller rørledningen (18), idet føleindretningen (86) forbindes med skinnen (80) med henblik på bevægelse langs forbindelsesområdet (51).

4. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 1 - 3, kendetegnet ved, at i det mindste ét trin (b) omfatter måling af en første punktposition (98a; 98c) på enden (19) af det første rørstykke (14) og måling af en anden punktposition (98b; 98d) på enden (20) af rørledningen (18), idet det første og det andet punkt er placeret ud for hinanden på begge sider af forbindelsesområdet (51), hvorved et efterfølgende trin (c) omfatter bestemmelse, for hver føleindretningsposition (89a, 89b, 89c), af en afstand (114; 116; 117; 118) imellem den første punktposition (98a; 98c) og den anden punktposition (98b; 98d) og bestemmelse af målpositionen på basis af de bestemte afstande (114; 116; 117; 118).

5. Fremgangsmåde ifølge krav 4, kendetegnet ved, at afstanden vælges af en gruppe af afstande, som omfatter: • en radial afstand (116) imellem et første punkt (98a) på en ydre væg (60a) på rørstykket (14) og et andet punkt (98b) på en ydre væg (60b) på rørledningen (18); • en radial afstand (114) imellem et første punkt (98c) på en næsespids (46a) på rørstykket (14) og et andet punkt (98d) på en næsespids 46b) på rørledningen (18); og • en radial afstand (117) imellem et første punkt (98a') på en indervæg (58a) i rørstykket (14) og et andet punkt (98b') på en indervæg (58b) i rørledningen (18); og • en afstand (118) parallelt med en central langsgående akse (25, 27) imellem et første punkt (98a; 98a'; 98c) på rørstykket (14) og et andet punkt (98b; 98b'; 98c) på rørledningen (18).

6. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 1 - 5, kendetegnet ved, at punkterne (98a, 98b, 98c, 98d) er placeret på de respektive rørender (19, 20) ved intervaller (99) fra hinanden langs en akse (100), som strækker sig i alt væsentligt på tværs af forbindelsesområdet (51).

7. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 1 - 6, kendetegnet ved, at i det mindste ét trin (b) omfatter bevægelse af føleindretningen (86) ved en i alt væsentligt fast afstand (101) fra en ydre eller indre væg (58a, 58b, 60a, 60b) på rørstykket (14) eller rørledningen (18) langs væggen.

8. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 1 - 7, kendetegnet ved, at i det mindste ét trin (c), især et første trin (c), omfatter bestemmelse af en målposition, hvori en endeflade (44a) på rørstykket (14) er i alt væsentligt parallelt med en endeflade (44b) på rørledningen (18).

9. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 1 - 8, kendetegnet ved, at i det mindste ét trin (c) omfatter: (c11) bestemmelse af forskellige kandidater til målpositioner; (c12) bestemmelse af en optimeringsværdi for hver målpositionskandidat; og (c13) sammenligning af de respektive optimeringsværdier med et kriterium og udvælgelse af målpositionen fra kandidaterne til målpositioner på basis af sammenligningsresultaterne.

10. Fremgangsmåde ifølge krav 9, kendetegnet ved, at kriteriet vælges fra en gruppe af kriterier, som omfatter: - minimering af radiale afstande (114, 116) imellem de første punkter (98a, 98c) på rørstykkets (14) ydre væg (60a) og andre punkter (98b, 98d) på rørledningens (18) ydre væg (60b) ved respektive positioner (89a, 89b, 89c), - minimering af radiale afstande (117) imellem de første punkter (98a') på rørstykkets (14) indervæg (58a) og andre punkter (98b') på rørledningens (18) indervæg (58b) ved de respektive målepositioner (89a, 89b, 89c), og - minimering af en gruppe af radiale afstande (114, 116, 117), hvilken gruppe omfatter de radiale afstande (117) imellem punkterne (98a'), som er placeret på rørstykkets (14) indervæg (58a) og de tilsvarende punkter (98b'), som er placeret på rørledningens (18) indervæg (58b) ved de respektive målepositioner (89a, 89b, 89c) og de radiale afstande (114, 116) imellem punkterne (98a, 98c), som er placeret på rørstykkets (14) ydervæg (60a) og de tilsvarende punkter (98c, 98d), som er placeret på rørledningens (18) ydervæg (60b) ved de respektive målepositioner (89a, 89b, 89c).

11. Fremgangsmåde ifølge krav 1-10, kendetegnet ved, at i det mindste ét trin (c) omfatter: bestemmelse af en første form (21) af enden (19) af rørstykket (14), bestemmelse af en anden form (23) af enden (20) af rørledningen (18), bestemmelse af den første forms (21) position i forhold til den anden form (23) og bestemmelse af målpositionen på basis af den første og anden form (21,23) og de respektive positioner heraf.

12. Fremgangsmåde ifølge krav 1-11, kendetegnet ved, at i det mindste ét trin (c) omfatter: (c1) tilvejebringelse af tykkelsesdata, som relaterer til en tykkelse (54a, 54b) af rørvæggene eller næsespidsvæggene på henholdsvis rørstykket og rørledningen (14, 18), (c2) bestemmelse, på basis af vægtykkelsesdataene eller næsetykkelsesdataene for hver føleindretningsposition (89a, 89b, 89c), af en position af et første punkt (98a'), som er placeret på en modsat side af rørvæggen eller næsespidsvæggen fra det første punkt (98a), og bestemmelse af en position af et andet punkt (98b'), som er placeret på en modsat side af rørvæggen eller næsespidsvæggen fra det andet punkt (98b), og (c3) bestemmelse af målpositionen på basis af den første og den anden modsatte punktposition (98a', 98b') eller på basis af kombinationen af den første og den anden punktposition (98a, 98b) og den første og anden modsatte punktposition (98a', 98b').

13. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 1-12, kendetegnet ved, at der under i det mindste ét trin (c) vælges en målposition, som har: en minimal spidsværdi for de radiale afstande (114, 116, 117) ved de respektive føleindretningspositioner (89a, 89b, 89c), en minimal sum af radiale afstande (114, 116, 117) ved føleindretningspositionerne (89a, 89b, 89c) eller et minimal integral af de radiale afstande (114, 116, 117) over i det mindste en del af rørstykkets og rørledningens (14,18) omkreds.

14. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 1-13, kendetegnet ved, at i det mindste ét trin (d) omfatter bevægelse af rørstykket eller rørledningen (14, 18) eller begge på en måde, som er valgt fra en gruppe af bevægelser, der omfatter: en bevægelse af rørstykket (14) eller rørledningen (18) i en retning i alt væsentligt parallelt med rørstykkets (14) eller rørledningens (18) centrale langsgående akse (25, 27), en bevægelse af rørstykket (14) eller rørledningen (18) i en retning i alt væsentligt på tværs af rørstykkets (14) eller rørledningens (18) centrale langsgående akse (25, 27), en rotation af rørstykket eller rørledningen omkring en første akse (131, 132), som strækker sig i alt væsentligt på tværs af rørstykkets eller rørledningens centrale langsgående akse (25, 27), og en rotation af rørstykket eller rørledningen omkring en anden akse (133), som strækker sig i alt væsentligt parallelt med rørstykkets (14) eller rørledningens (18) centrale langsgående akse (25, 27).

15. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 1 - 14, og som omfatter udførelse af trinnet (b) to gange, hvorved rørstykket (14) eller rørledningen (18) eller begge drejes en forudbestemt vinkel omkring en central langsgående akse (25, 27) imellem det første trin (b) og det andet trin (b), hvorved der under det første trin (b) opnås en første række af punktpositioner, og hvorved der under det andet trin (b) opnås en anden række af punktpositioner, og at trinnet (c) omfatter kombinering af den første række af punktpositioner med den anden række af punktpositioner med henblik på at bestemme målpositionen.

16. Fremgangsmåde ifølge krav 1-15, kendetegnet ved, at rørstykket (14) eller rørledningen (18) eller begge i det mindste under et trin (d), især et afsluttende trin (d), bevæges for at lukke en spalte (66) imellem rørstykket (14) eller rørledningen (18).

17. Rørledningslægningsfartøj (10) omfattende et placeringsanlæg til placering af en ende (19) af et rørstykke (14) i forhold til en ende (20) af en rørledning (18), idet rørlægningsfartøjet (10) er indrettet til at bære enden (20) af rørledningen (18) over vandlinjen, således at rørledningen (18) ophænges fra fartøjet og strækker sig fra rørlægningsfartøjet til en havbund, hvilket placeringsanlæg omfatter: - en bæreindretning (22), som er indrettet til at placere enden (19) af rørstykket (14) nær enden (20) af rørledningen (18), idet der afgrænses et forbindelsesområde (51), som omfatter de respektive ender (19, 20) af rørstykket (14) og rørledningen (18), hvilken bæreindretning (22) omfatter: • i det mindste én bevægelsesindretning (67), som er indrettet til at bevæge rørstykket (14) og/eller rørledningen (18), • et indgangsorgan (105) til indføring af et signal, som relaterer til en målposition, hvortil rørstykket (14) eller rørledningen (18) skal bevæges, hvilket indgangsorgan er koblet sammen med bevægelsesindretningen (67), - en føleindretning (86), som er indrettet til bevægelse i forhold til rørstykket (14) eller rørledningen (18) til forskellige positioner i forhold til forbindelsesområdet (51), idet føleindretningerne (86) er indrettet til automatisk at måle hver føleindretningsposition (89a, 89b, 89c) i forhold til en referenceposition (87), hvorved føleindretningen (86) er indrettet til automatisk at måle punktpositioner (98a, 98b, 98c, 98d) i forhold til føleindretningen (96) ved forskellige punkter på enderne (19, 20) af rørstykket (14) eller rørledningen (18) ved hver føleindretningsposition (89a, 89b, 89c), hvorved føleindretningen (86) er indrettet til at måle direkte på rørstykket (14) eller rørledningen (18) og omfatter et udgangsorgan (103) til udlevering af de målte punktpositioner (98a, 98b, 98c, 98d) og de målte føleindretningspositioner (89a, 89b, 89c), og - en målpositionbestemmende indretning (92), som er indrettet til indføring af punktpositionerne og til at bestemme målpositionen på basis af punktpositionerne, idet den målpositionbestemmende indretning (92) endvidere er indrettet til udlevering af målpositionen.

18. Rørlægningsfartøj (10) ifølge krav 17, kendetegnet ved, at den målpositionsbestemmende indretning (92) er indrettet til at bestemme en eller flere afvigelser af formen af rørstykkets (14) ende i forhold til en ideel form af enden og bestemme en eller flere afvigelser af formen af rørledningens (18) ende (20) i forhold til en ideel form af enden og bestemme målpositionen ved brug af de bestemte afvigelser.

19. Rørledningslægningsfartøj (10) ifølge krav 17 eller 18, kendetegnet ved, at målpositionsbestemmelsesindretningen (92) omfatter en databearbejdningsindretning (93), der er indrettet til at bearbejde punktpositionerne (98a, 98b, 98c, 98d) og udføre de følgende trin: (c11) bestemmelse af forskellige kandidater til målpositioner, (c12) bestemmelse af en optimeringsværdi for hver kandidat til målposition, og (c13) sammenligne de respektive optimeringsværdier med et kriterium og udvælgelse af målpositionen fra kandidaterne af målpositioner på basis af sammenligningsresultaterne.

20. Rørledningslægningsfartøj (10) ifølge ethvert af kravene 17 - 19, kendetegnet ved, at målpositionsbestemmelsesindretningen (92) er indrettet til at frembringe et styresignal på basis af den bestemte målposition, hvor styresignalet relaterer til en krævet bevægelse af bevægelsesindretningen med henblik på at opnå målpositionen, og at målpositionsbestemmelsesindretningen (92) er koblet sammen med indgangsorganet (105) via koblingsindretningen (94) med henblik på at styre bevægelsesindretningen (67).

21. Rørledningslægningsfartøj (10) ifølge ethvert af kravene 17 - 20, kendetegnet ved, at føleindretningen (86) er indrettet til at udsende en laserstråle (96) og afføle positionen af et lyspunkt (98a, 98b, 98c, 98d), som projiceres på rørstykket (14) og rørledningen (18).