EA022638B1 - Способ и устройство для укладки трубопровода в дне водоема - Google Patents

Способ и устройство для укладки трубопровода в дне водоема Download PDF

Info

Publication number
EA022638B1
EA022638B1 EA201290367A EA201290367A EA022638B1 EA 022638 B1 EA022638 B1 EA 022638B1 EA 201290367 A EA201290367 A EA 201290367A EA 201290367 A EA201290367 A EA 201290367A EA 022638 B1 EA022638 B1 EA 022638B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
pipeline
coordinates
trench
depth
laid
Prior art date
Application number
EA201290367A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201290367A1 (ru
Inventor
Массимо Беллин
Джованни Массари
Паоло Бонель
Original Assignee
САИПЕМ С.п.А.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by САИПЕМ С.п.А. filed Critical САИПЕМ С.п.А.
Publication of EA201290367A1 publication Critical patent/EA201290367A1/ru
Publication of EA022638B1 publication Critical patent/EA022638B1/ru

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F5/00—Dredgers or soil-shifting machines for special purposes
    • E02F5/02—Dredgers or soil-shifting machines for special purposes for digging trenches or ditches
    • E02F5/10—Dredgers or soil-shifting machines for special purposes for digging trenches or ditches with arrangements for reinforcing trenches or ditches; with arrangements for making or assembling conduits or for laying conduits or cables
    • E02F5/104—Dredgers or soil-shifting machines for special purposes for digging trenches or ditches with arrangements for reinforcing trenches or ditches; with arrangements for making or assembling conduits or for laying conduits or cables for burying conduits or cables in trenches under water
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B35/03—Pipe-laying vessels
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F5/00—Dredgers or soil-shifting machines for special purposes
    • E02F5/02—Dredgers or soil-shifting machines for special purposes for digging trenches or ditches
    • E02F5/14—Component parts for trench excavators, e.g. indicating devices travelling gear chassis, supports, skids
    • E02F5/145—Component parts for trench excavators, e.g. indicating devices travelling gear chassis, supports, skids control and indicating devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Sewage (AREA)
  • Supports For Pipes And Cables (AREA)
  • Cleaning In General (AREA)
  • Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)

Abstract

Способ укладки трубопровода (2) в дне (3) водоема (4) обеспечивает продвижение землеройной установки (1) вдоль трубопровода (2), уложенного вдоль пути (Р) в дне (3) водоема (4), выкапывание траншеи (5) вдоль пути (Р) в дне (3) водоема (4) посредством землеройной установки (1) таким образом, чтобы участок трубопровода (2) укладывался на дно траншеи (5), получение посредством землеройной установки (1) параметров, относящихся к батиметрическому профилю участка трубопровода, уложенного на дно траншеи (5), сравнение полученных параметров с набором допустимых значений и создание сигнала ошибки (E1, Е2), когда полученные параметры находятся вне набора допустимых значений.

Description

Настоящее изобретение относится к способу укладки трубопровода в дне водоема.
Более конкретно, способ в соответствии с настоящим изобретением является способом такого типа, который включает в себя продвижение землеройной установки вдоль трубопровода, уложенного вдоль пути в дне водоема, и рытье траншеи вдоль пути в дне водоема посредством землеройной установки таким образом, чтобы участок трубопровода укладывался на дно траншеи, по существу, так, как описано в публикации заявителя \УО 2005/005736 А2.
Уровень техники
Участок трубопровода, уложенный на дно траншеи, не всегда соответствует проектным характеристикам и, в частности, изменяется по глубине независимо от изменения глубины дна водоема. Это является потенциально серьезной проблемой, которая может привести к возникновению значительных механических напряжений, когда трубопровод подвергается эксплуатационным изменениям температуры, обусловленным погодой или протекающей по нему текучей средой.
Изменения глубины трубопровода приводят также к его неглубокому покрытию, а следовательно, и к плохой защите трубопровода от износа.
Сущность изобретения
Целью настоящего изобретения является создание способа укладки трубопровода в дне водоема, обеспечивающего исключение недостатков известного способа.
Дополнительной целью настоящего изобретения является создание способа укладки трубопровода в дне водоема, обеспечивающего соответствие с проектными параметрами.
В соответствии с настоящим изобретением создан способ укладки трубопровода в дне водоема, который включает в себя следующие этапы:
продвижение землеройной установки вдоль трубопровода, уложенного вдоль пути в дне водоема; выкапывание траншеи вдоль пути в дне водоема посредством землеройной установки таким образом, чтобы участок трубопровода укладывался на дно траншеи, отличающийся тем, что содержит следующие этапы:
получение посредством землеройной установки данных, относящихся к батиметрическому профилю участка трубопровода, уложенного на дно траншеи;
сравнение полученных параметров с набором допустимых значений;
создание сигнала ошибки, когда полученные параметры находятся вне набора допустимых значений.
В соответствии с настоящим изобретением данные, относящиеся к батиметрическому профилю участка трубопровода, уложенного на дно траншеи, собираются самой землеройной установкой, так что в случае возникновения аномалий или недопустимых отклонений в батиметрическом профиле по сравнению с проектными параметрами оператором землеройной установки могут быть предприняты быстрые и эффективные действия для коррекции дна траншеи.
Более конкретно, этап получения данных включает в себя получение посредством землеройной установки координат положения и координат глубины участка трубопровода, уложенного на дно траншеи, при этом координаты глубины предпочтительно указывают глубину вершины трубопровода.
В предпочтительном варианте исполнения настоящего изобретения этап получения данных включает в себя интерполирование точек, определенных координатами положения и глубины, в кривую для определения батиметрического профиля участка трубопровода, уложенного на дно траншеи, определение относительных экстремумов кривой и вычисление изменения глубины и расстояния между каждой парой последовательных относительных экстремумов.
В другом предпочтительном варианте исполнения данный способ включает в себя получение координат положения и координат глубины дна водоема для определения батиметрического профиля дна вдоль пути и вычисление высоты покрытия участка трубопровода, уложенного на дно траншеи, по разнице между батиметрическим профилем дна вдоль пути и батиметрическим профилем участка трубопровода, уложенного на дно траншеи. Таким образом, при засыпке траншеи становится возможным контроль любых отклонений, возникающих как в батиметрическом профиле, так и в высоте покрытия участка трубопровода, уложенного на дно траншеи, что позволяет оператору исправлять отклонения обоих типов.
Дополнительной целью настоящего изобретения является создание землеройной установки, предназначенной для устранения недостатков известных установок.
В соответствии с настоящим изобретением создана землеройная установка для укладки трубопровода в дне водоема, продвигающаяся вдоль пути, определенного трубопроводом, уложенным в дне водоема, и содержащая по меньшей мере одну землеройную машину для выкапывания траншеи в дне водоема так, чтобы участок трубопровода укладывался на дно траншеи, отличающуюся тем, что содержит устройство управления, предназначенное для получения данных, относящихся к батиметрическому профилю участка трубопровода, уложенного на дно траншеи, для сравнения полученных данных с набором допустимых значений и для создания сигнала ошибки, когда полученные данные находятся вне набора допустимых значений.
- 1 022638
Краткое описание чертежей
Далее посредством примера описан неограничивающий вариант исполнения настоящего изобретения со ссылками на приложенные чертежи, на которых показано следующее:
на фиг. 1 показан вид в плане землеройной установки в соответствии с настоящим изобретением, закапывающей трубопровод, уложенный в дне водоема;
на фиг. 2 показан вид сбоку землеройной установки по фиг. 1;
на фиг. 3 показан вид спереди землеройной установки по фиг. 1 и траншея, образованная в дне водоема;
на фиг. 4 показана схема типичного выпучивания уложенного в траншею трубопровода;
на фиг. 5 показан график граничной кривой, разделяющей величины допустимой и недопустимой деформации трубопровода;
на фиг. 6 показан график, на котором по оси Υ показано расстояние трубопровода от опорной точки вдоль трубопровода, а по оси X показана глубина трубопровода.
Землеройная установка Наилучший вариант исполнения изобретения
На фиг. 1 показана вся землеройная установка 1, предназначенная для укладки трубопровода 2 в дне 3 водоема 4 и которая, хотя и не исключительно, в частности, пригодна для закапывания трубопровода на мелкой воде (глубиной менее чем 10 м).
Нижеследующее описание относится конкретно к землеройной установке 1, работающей в посттраншейном режиме, т.е. при котором траншея 5 вырывается вблизи трубопровода 2, заранее уложенного вдоль пути Р в дне 3 водоема 4.
Трубопровод 2 проходит вдоль пути Р в дне 3 водоема 4, а землеройная установка 1 продвигается вдоль пути Р в направлении Ό, параллельном пути Р, рядом с трубопроводом 2.
Землеройная установка 1 содержит опорное основание 6, которое в показанном примере представляет собой самоходное судно, пошагово перемещающееся в направлении Ό параллельно пути Р, землеройные устройства 7, 8, 9, 10 для формирования траншеи 5, по меньшей мере одно засыпное устройство 12 для заполнения траншеи 5, устройство 13 управления и по меньшей мере один грейдер 14, предназначенный для изменения дна траншеи 5, когда устройство 13 управления замечает обусловленные дном траншеи 5 какие-либо отклонения в положении участка трубопровода 2, уложенного на дно траншеи 5.
Опорное основание 6 оснащено насосной установкой РА, связанной с землеройными устройствами 8, 10, 11, которые в показанном примере представляют собой землечерпальные устройства, с засыпным устройством 12 для подачи материала, извлеченного из траншеи 5, на опорное основание 6, и с засыпным устройством 12, которое заполняет траншею 5 после того, как трубопровод 2 уложен на дно траншеи 5.
Показанная на фиг. 1 и 2 траншея 5 выкопана за два последовательных этапа посредством двух землеройных машин 15 и 16, которые содержат соответствующие землеройные устройства 7, 9 для вскрытия дна 3 водоема 4 рядом с и в показанном примере под трубопроводом 2 и соответствующие землеройные устройства 8, 10 для вычерпывания материала, измельченного землеройными устройствами 7, 9. Землеройная машина 16 работает более глубоко, находясь ниже по направлению перемещения Ό относительно землеройной машины 15. Землеройные машины 15 и 16 связаны с опорной базой 6 посредством соединительных кабелей (не показаны), по которым известным образом передаются сигналы управления и электроэнергия. Соединительные кабели позволяют землеройным машинам 15, 16 совершать некоторое перемещение относительно опорной базы 6, хотя положения землеройных машин 15, 16 относительно опорной базы 6 остаются более или менее постоянными и изменяются вдоль пути Р лишь на несколько метров.
Траншея 5 вырыта под трубопроводом 2, уложенным в дне 3 водоема 4 и, по мере того как траншея 5 вырывается, трубопровод 2 постепенно опускается на ее дно. На конфигурации по фиг. 2 один участок трубопровода 2 уложен в дне 3 водоема 4, один участок уложен на дно траншеи 5, а неподдерживаемый участок находится внутри траншеи 5. Поскольку траншея 5 вырыта в направлении Ό, то неподдерживаемый участок постепенно опускается на дно траншеи 5, и из-под этого участка в дне 3 водоема 4 опора постепенно удаляется.
Длина неподдерживаемого участка зависит от физических, механических и геометрических характеристик трубопровода 2, а также от глубины траншеи 5. На основании этих параметров можно определить точку, в которой трубопровод 2 укладывается на дно траншеи 5.
Землеройное устройство 11 содержит каретку 17, которая подвижна относительно трубопровода 2, расположено вдоль неподдерживаемого участка трубопровода 2 и является, по существу, землечерпальным устройством, соединенным с насосной установкой РА, находящейся на опорной базе 6. Землеройное устройство 11 также соединено с опорной базой 6 соединительным кабелем (не показан), ему разрешено совершать ограниченное перемещение вдоль пути Р относительно опорной базы 6 и оно является землечерпальным устройством на случай исключительной ситуации, работа которого состоит в удалении со дна траншеи 5 обрушившегося материала боковых стенок и в восстановлении проектных параметров дна траншеи 5. Это является обычным явлением при работе с рыхлым дном 3 водоема 4 и с крутыми откоса- 2 022638 ми траншеи 5.
Устройство 13 управления содержит блок 18 управления на опорной базе 6 и датчики 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, функционально связанные с блоком 18 управления, которые представляют собой, по существу, датчики давления, посылающие сигналы на блок 18 управления. В показанном примере датчик 19 установлен на землеройной машине 15, датчик 20 - на землеройной машине 16, датчик 21 - на каретке 17 аварийного землеройного устройства 11, датчик 22 - на каретке 26, перемещающейся вдоль участка трубопровода 2, уложенного на дно траншеи 5, датчики 23, 24 - на соответствующих ползунах 27, 28 дна 3 водоема 4 и датчик 25 - на опорной базе 6. Устройство 13 управления содержит систему 29 определения положения, в показанном примере - систему СР8, предназначенную для сбора информации, связанной с координатами положения землеройного устройства 1. Система 29 определения положения и блок 18 управления сконфигурированы с возможностью выдачи координаты положения X, указывающей расстояние, пройденное землеройным устройством 1 вдоль пути Р относительно опорной точки на трубопроводе 2, обычно это точка начала засыпки траншеи. При условии, что составляющие части землеройного устройства 1 продвигаются вперед более или менее одинаково и одновременно с опорной базой 6, координата X грубо указывает также положение каждой части землеройного устройства 1.
Датчик 25 на опорной базе 6 служит для определения атмосферного давления, относительно которого калибруются другие датчики. Датчики 19, 20, 21, 22, 23, 34 предоставляют данные давления, связанные с соответствующими глубинами землеройной машины 15, землеройной машины 16, землеройного устройства 11, каретки 26 и ползунов 27 и 28, с тем, чтобы блок 18 управления мог выдать соответствующие величины глубины землеройной машины 15, землеройной машины 16, землеройного устройства 11, каретки 26 и ползунов 27, 28 для каждой координаты X положения.
В предпочтительном варианте исполнения настоящего изобретения, получая координату землеройной машины 15, координату землеройной машины 16, координату землеройного устройства 11, координату каретки 26 и координаты ползунов 27, 28, устройство 13 управления работает более точно. При заданной координате положения X опорной базы 6 вышеуказанные координаты получаются относительно легко простым прибавлением (или вычитанием) фиксированного расстояния каждой из вышеуказанных составляющих частей к значению координаты X положения (или от нее). Положения землеройных машин 15 и 16, аварийного землеройного устройства 11, каретки 26 и ползунов 27 и 28 фактически отличаются всего лишь на несколько метров в направлении Ό относительно опорной базы 6, так что для этой цели они могут рассматриваться как фиксированные относительные положения. Это допустимое приближение, если учитывать, что известные системы определения положения имеют точность в пределах лишь нескольких метров, а большей точностью обладают только немногие типы таких систем, но они значительно дороже. Тем не менее, в не показанном здесь варианте исполнения устройство 13 управления содержит систему определения положения для каретки 26, а также устройства определения положения для ползунов 27 и 28. В другом не показанном здесь варианте исполнения свои собственные устройства определения положения имеет каждая из землеройных машин 15 и 16.
Устройство 13 управления использует данные, которые оно получает, для вычисления прямолинейности трубопровода 2, уложенного на дно траншеи 5, или же допустимости степени изгиба трубопровода 2, высоты покрытия трубопровода 2, рабочей глубины землеройных машин 15 и 16, а также глубины землеройной машины 11.
Вышеупомянутые параметры служат для исправления каких-либо отклонений, замеченных устройством 13 управления.
Управление прямолинейностью трубопровода, уложенного на дно траншеи
Когда трубопровод 2 или какой-либо его участок уложен на дно траншеи 5, этот трубопровод приобретает батиметрический профиль, который зависит от дна траншеи 5 и от механических характеристик трубопровода 2. Управление прямолинейностью обеспечивает отсутствие критических точек по батиметрическому профилю трубопровода 2 или, вернее, его участка, уложенного на дно траншеи 5, способных инициировать аномальную деформацию, которая могла бы нарушить конструктивную целостность трубопровода 2 во время его работы. С этой целью определяются пары допустимых геометрических величин трубопровода 2, при этом каждая пара содержит допустимое изменение по глубине трубопровода 2 и допустимую длину деформации вдоль трубопровода 2.
Выгиб в данном случае трубопровода в вертикальной плоскости считается критической формой деформации из-за своей возможности вызывать конструктивную неустойчивость трубопровода. Модель выгиба показана на фиг. 4. Трубопровод 2 образует дугу, размеры которой определяются двумя последовательными (в данном случае - минимум и максимум) относительными экстремумами и характеризуются изменением глубины Н и расстоянием Ь между последовательными относительными экстремумами (от минимума до максимума и/или наоборот). В реальности выгиб продолжается на длину, примерно, в два расстояния Ь.
Как показано на фиг. 5, допустимые изменения по глубине Н и расстоянию Ь определяются в соответствии с физическими, механическими и геометрическими характеристиками трубопровода 2, что включает в себя тип материала, толщину и диаметр труб, использованных при строительстве трубопровода, а также размерные характеристики любого покрытия трубопровода 2. Фиг. 5 показывает пример
- 3 022638 пар допустимых величин (зона 1 и зона 2). В этом случае механические характеристики трубопровода и имитационные испытания показывают, что при меньшей величине расстоянии, чем заданная Ьтт, максимально допустимое изменение по глубине постоянно и равно величине Нтах, в то время как при большей величине расстояния, чем заданная Ьтт, максимально допустимое изменение по глубине с расстоянием Ь увеличивается. Зоны 1 и 2 определяют допустимые величины, а зона 3 определяет недопустимые величины.
Как показано на фиг. 2, способ в соответствии с настоящим изобретением включает в себя сбор данных, относящихся к батиметрическому профилю участка трубопровода 2, уложенного на дно траншеи 5, через предпочтительно равномерные интервалы. Эти оцифрованные данные обрабатываются блоком 18 управления и, для более легкой интерпретации, наносятся в виде графика в прямоугольных координатах такого типа, который показан на фиг. 6, где по оси Υ показана координата положения XI, а по оси X - координата глубины Н1. Блок 18 управления может быть оснащен монитором и принтером (не показаны), чтобы показывать батиметрический профиль участка трубопровода 2, уложенного на дно траншеи 5. Полученные данные есть значение координаты Х1, указывающей расстояние вдоль пути Р между опорной точкой на трубопроводе 2 и определяемой точкой, а также координаты глубины Н1, указывающие глубину трубопровода 2 в положении точки с координатой Х1. Блок 18 управления сконфигурирован для интерполяции точек, указанных координатами положения и глубины Х1 и Н1, в кривую, предпочтительно образованную полиномиальными кривыми третьего порядка, с непрерывностью в точках соединения разных полиномиальными кривых - вплоть до второй производной (см. δραΐΠ Н. 1974: Зрйпе ЛЦопОищ Гог Сигуек апб ЗигГасеА', ИШйак МаШетаОса РиЬйкПпд 1пс.).
Блок 18 управления сконфигурирован с возможностью нахождения относительных экстремумов кривой, вычисления изменения глубины Н и расстояния Ь между каждой парой последовательных относительных экстремумов, а также сравнения пар величин Н и Ь с парами допустимых величин по фиг. 5. Каждая пара величин Н и Ь указывает на присутствие выгнутости трубопровода 2 и ее можно сравнить с парами допустимых величин.
Блок 18 управления сконфигурирован для выполнения вычислений в реальном масштабе времени с параметрами Н и Ь, относящимися к последнему относительному экстремуму, и последними полученными координатами положения и глубины Х1 и Н1, в результате чего может определяться относительный экстремум и, таким образом, указываться критическое состояние трубопровода 2.
Когда полученные параметры Н и Ь не попадают в зону допустимых значений по фиг. 5, т.е. в зону 3 на графике фиг. 5, блок 18 управления подает сигнал ошибки Е1, предпочтительно соответствующий степени ошибки, т.е., степени отклонения параметров Н и Ь от допустимых значений.
Наличие сигнала Е1 ошибки в реальном масштабе времени, указывающего на отсутствие прямолинейности трубопровода 2, дает возможность предпринять незамедлительные действия по выравниванию участка дна траншеи 5, вызывающего отклонение прямолинейности трубопровода 2, прежде чем траншея 5 будет засыпана.
Сигнал Е1 ошибки определяет исключительную ситуацию, во время которой рытье траншеи и засыпка могут быть приостановлены, опорная база 6 - остановлена в текущем положении, а показанный на фиг. 1 грейдер 14 будет изменять уровень дна траншеи 5. Грейдер 14 представляет собой, по существу, подводный подвижный аппарат с дистанционным управлением, связанный с опорной базой 6 соединительными кабелями (не показаны) и оснащенный землечерпальными инструментами, которые установлены по обеим сторонам трубопровода 2 и предназначены для создания условий, при которых трубопровод может глубже погружаться в траншею 5 и, таким образом, исправлять батиметрический профиль трубопровода 2. Дно траншеи 5 предпочтительно выравнивается до того, как траншея 5 будет засыпана.
В грейдере 14 вместо этого могут быть использованы другие устройства, такие как устройство, описанное в публикации νθ 00/60178 заявителя.
Управление высотой покрытия трубопровода
Как показано на фиг. 3, датчик 22 на каретке 26 предоставляет информацию, относящуюся к координате Н1 глубины вершины трубопровода 2, а датчики 23 и 24, соответственно по сторонам 27 и 28, предоставляют информацию, относящуюся к координате Н2, связанной с глубиной поверхности дна 3 водоема 4. Одного датчика 23, 24 было бы достаточно для измерения глубины дна 3, несколько датчиков дают более точные измерения, особенно в случае значительно неровной поверхности дна 3. Г лубина дна 3 измеряется, по существу, рядом с путем Р, так что полученное значение глубины может быть принято как относящееся к глубине дна 3 на пути Р.
Батиметрический профиль дна 3 определяется, по существу, вдоль пути Р или рядом с ним (см. фиг. 2). Блок 18 управления сконфигурирован для вычисления высоты К покрытия трубопровода 2 как разности между координатой Н1 глубины, относящейся к вершине трубопровода 2, и координатой Н2, относящейся к глубине дна 3, и сравнения высоты К покрытия с пороговой величиной КЗ, определяющей набор допустимых значений высоты К покрытия. Когда вычисленная высота К покрытия ниже пороговой величины КЗ, блок 18 управления подает сигнал ошибки Е2.
Координата глубины Н1 связана с координатой Х1 положения, а координата Н2 глубины связана с координатой Х2 положения, определяемой расстоянием вдоль пути Р между ползунами 27, 28 и опорной
- 4 022638 точкой на трубопроводе 2 вдоль пути Р. Вычитание координат Н1 и Н2 глубины должно производиться для соответствующих значений координат положения X! и Х2 в заданном доверительном интервале, т.е. относительно близких и предпочтительно совпадающих.
На основании сигнала ошибки Е2 грейдер 14 (см. фиг. 1) начинает работу по понижению положения трубопровода 2 в траншее 5 до такой координаты Н1 глубины, при которой вычисленная высота К покрытия будет больше или равна пороговой величине КБ, а оседание дна траншеи 5 контролируется для обеспечения того, чтобы оно не нарушило прямолинейность трубопровода 2.
За выдачей сигнала ошибки Е2 может последовать сигнал землеройным машинам 15, 16 на коррекцию при необходимости глубины рытья машин 15, 16 (см. фиг. 1).
Другими словами, блок 18 управления получает батиметрический профиль дна 3 и сравнивает его с батиметрическим профилем участка трубопровода 2, уложенного на дно траншеи 5, для обеспечения того, чтобы высота К покрытия попадала в зону допустимых величин по всему пути Р.
Управление глубиной рытья землеройной машины
Как показано на фиг. 3, посредством датчиков 19 и 20 устройство 13 управления контролирует относительные координаты глубины Н3 и Н4, землеройных машин 15 и 16 для определения с проектными глубинами. Координаты глубины Н3 и Н4 землеройных машин 15 и 16 соотносятся с координатой глубины Н2 дна 3 водоема 4 для вычисления глубины траншеи 5 относительно поверхности дна 3 и обеспечения достаточной высоты покрытия К (не показано). Координаты глубины Н3 и Н4 соединяются с соответствующими координатами положения Х3, Х4, показывающими расстояние вдоль пути Р между соответствующими землеройными машинами 15, 16 и опорной точкой на трубопроводе 2. В этом случае для получения значимых результатов рабочая глубина землеройных машин 15, 16 должна быть вычислена для пары координат положения Х2, Х3 и пары координат положения Х2, Х4 внутри доверительного интервала.
То же самое относится к вычислению координат положения вдоль пути Р и координат глубины аварийного землеройного устройства 11, которое расположено вдоль пути и дает информацию относительно изгиба безопорного участка трубопровода 2.
Преимущества настоящего изобретения
Землеройная установка по настоящему изобретению обеспечивает контроль различных параметров и проведение любых необходимых коррекций, когда контролируемые параметры выходят за пределы соответствия проектным характеристикам.
Быстрое определение каких-либо отклонений относительно проектных параметров позволяет производить переустановку землеройной установки 1 во избежание повторного возникновения отклонений, а также принимать незамедлительные меры по исключению их причин.
Таким образом, землеройная установка 1 обеспечивает укладку трубопровода 2 в дне 3 водоема 4 с достаточной степенью прямолинейности и с достаточной высотой покрытия К.
Очевидно, в вышеописанный вариант исполнения настоящего изобретения могут быть внесены изменения в объеме изобретения в соответствии с приложенной формулой изобретения.

Claims (21)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ укладки трубопровода (2) в дне (3) водоема (4), содержащий следующие этапы: продвижение землеройной установки (1) вдоль трубопровода (2), уложенного вдоль пути (Р) в дне (3) водоема (4);
    выкапывание траншеи (5) вдоль пути (Р) в дне (3) водоема (4) посредством землеройной установки (1) таким образом, что участок трубопровода (2) укладывается на дно траншеи (5), отличающийся тем, что содержит следующие этапы:
    получение посредством землеройной установки (1) параметров (Н, Ь, К), относящихся к батиметрическому профилю участка трубопровода, уложенного на дно траншеи (5);
    сравнение полученных параметров (Н, Ь, К) с набором допустимых значений;
    создание сигнала ошибки (Е1, Е2), когда полученные параметры (Н, Ь, К) находятся вне набора допустимых значений.
  2. 2. Способ по п.1, в котором этап получения параметров (Н, Ь, К) включает в себя получение посредством землеройной установки (1) первых координат (Х1) участка трубопровода (2), уложенного на дно траншеи (5), указывающих расстояние вдоль пути (Р) от опорной точки на трубопроводе (2), и вторых координат (Н1), указывающих глубину участка трубопровода (2), уложенного на дно траншеи (5), при этом вторые координаты (Н1) предпочтительно указывают глубину вершины трубопровода (2).
  3. 3. Способ по п.2, в котором этап получения параметров включает в себя получение первых и вторых координат (Х1, Н1) через предпочтительно равные интервалы по мере продвижения землеройной установки (1) вдоль пути (Р).
  4. 4. Способ по п.3, в котором этап получения параметров включает в себя интерполирование точек, определенных первой и второй координатами (Х1, Н1), в кривую для определения батиметрического профиля участка трубопровода (2), уложенного на дно траншеи (5), причем указанная кривая предпочти- 5 022638 тельно определяется полиномиальными кривыми третьего порядка с непрерывностью в точках соединения разных полиномиальных кривых вплоть до второй производной.
  5. 5. Способ по п.4, в котором этап получения параметров включает в себя определение относительных экстремумов кривой и вычисление изменения глубины (Н) и расстояния (Ь) между каждой парой последовательных относительных экстремумов.
  6. 6. Способ по п.5, в котором этап получения параметров включает в себя определение относительных экстремумов кривой и вычисление изменения глубины (Н) и расстояния (Ь) между последним последовательным относительным экстремумом и последней полученной первой координатой (XI).
  7. 7. Способ по п.5 или 6, дополнительно включающий в себя этап сравнения вычисленного изменения глубины (Н) и вычисленного расстояния (Ь) с набором допустимых значений.
  8. 8. Способ по любому из предыдущих пунктов, дополнительно включающий в себя этап определения набора допустимых значений в зависимости от физических, механических и размерных характеристик трубопровода (2).
  9. 9. Способ по п.8, в котором набор допустимых значений содержит пары величин, указывающих на прямолинейность участка трубопровода (2), уложенного на дно траншеи (5), причем каждая пара величин предпочтительно определена допустимым изменением деформации трубопровода (2) по глубине и допустимой длиной деформации.
  10. 10. Способ по любому из предыдущих пунктов, дополнительно включающий в себя этап изменения дна траншеи (5) под уложенным участком трубопровода (2) в зависимости от сигнала ошибки (Е1), при этом сигнал ошибки (Е1) предпочтительно является пропорциональным степени ошибки, т.е. величине, на которую полученные параметры (Н, Ь) отклоняются от набора допустимых значений.
  11. 11. Способ по п.10, дополнительно включающий в себя этап заполнения траншеи (5), предпочтительно посредством землеройной установки (1), при этом этап изменения дна траншеи (5) предпочтительно предшествует этапу заполнения траншеи (5).
  12. 12. Способ по любому из пп.2-11, в котором этап получения параметров включает в себя получение посредством землеройной установки третьих координат (Х2) дна (3), при этом третьи координаты (Х2) определяют расстояние вдоль пути (Р) от опорной точки трубопровода (2), и четвертых координат (Н2), указывающих глубину дна (3) водоема (4), для определения батиметрического профиля дна (3) вдоль пути (Р).
  13. 13. Способ по п.12, дополнительно содержащий следующие этапы:
    вычисление разностей между вторыми координатами (Н1) и четвертыми координатами (Н2), когда соответствующие первые координаты (Х1) и третьи координаты (Х2) находятся внутри доверительного интервала, причем упомянутые разности связаны с высотой (К) покрытия трубопровода (2);
    сравнение указанных разностей с пороговой величиной (К8), определяющей набор допустимых значений;
    создание дополнительного сигнала ошибки (Е2), когда по меньшей мере одна из этих разностей будет меньше пороговой величины (К8).
  14. 14. Землеройная установка (1) для укладки трубопровода в дне водоема, продвигаемая вдоль пути (Р), определенного трубопроводом (2), уложенным в дне (3) водоема (4), содержащая по меньшей мере одну землеройную машину (15, 16) для выкапывания траншеи (5) в дне (3) водоема (4) рядом с трубопроводом (2) так, чтобы участок трубопровода (2) укладывался на дно траншеи (5), отличающаяся тем, что содержит устройство (13) управления, предназначенное для получения параметров (Н, Ь, К), относящихся к батиметрическому профилю участка трубопровода, уложенного на дно траншеи (5), для сравнения полученных параметров (Н, Ь, К) с набором допустимых значений и для создания сигнала ошибки (Е1, Е2), когда полученные параметры (Н, Ь, К) находятся вне набора допустимых значений.
  15. 15. Землеройная установка по п.14, в которой устройство (13) управления содержит по меньшей мере одно устройство (29) определения положения, предназначенное для нахождения первых координат (Х1) участка трубопровода (2), уложенного на дно траншеи (5), при этом первые координаты (Х1) указывают расстояние вдоль пути (Р) от опорной точки на трубопроводе (2), и первый датчик (22), предназначенный для нахождения вторых координат (Н1), указывающих глубину участка трубопровода (2), уложенного на дно траншеи (5), при этом вторые координаты (Н1) предпочтительно указывают глубину вершины трубопровода (2), причем устройство (13) управления содержит блок (18) управления, имеющий память для хранения первых и вторых координат (Х1, Н1) и набора допустимых значений, содержащего пары величин, указывающих допустимое изменение деформации трубопровода (2) по глубине и допустимую длину деформации трубопровода (2).
  16. 16. Землеройная установка по п.15, в которой блок (18) управления предназначен для получения первых и вторых координат (Х1, Н1) через предпочтительно равные интервалы и интерполирования точек, определенных первыми и вторыми координатами (Х1, Н1), в кривую, определяющую батиметрический профиль участка трубопровода (2), уложенного на дно траншеи (5), причем указанная кривая предпочтительно определена полиномиальными кривыми третьего порядка с непрерывностью в точках соединения разных полиномиальных кривых вплоть до второй производной.
  17. 17. Землеройная установка по п.16, в которой блок (18) управления предназначен для определения
    - 6 022638 относительных экстремумов кривой, вычисления изменения глубины (Н) и расстояния (Ь) между каждой парой последовательных относительных экстремумов и вычисления изменения глубины (Н) и расстояния (Ь) между последним последовательным относительным экстремумом и последними полученными первыми и вторыми координатами (XI, Н1).
  18. 18. Землеройная установка по п.17, в которой блок (18) управления предназначен для сравнения вычисленного изменения глубины (Н) и вычисленного расстояния (Ь) с набором допустимых значений.
  19. 19. Землеройная установка по любому из пп.14-18, дополнительно содержащая грейдер (14) для изменения дна траншеи (5) ниже участка трубопровода (2), уложенного на дно траншеи (5), в зависимости от сигнала ошибки (Е1), причем сигнал ошибки (Е1) предпочтительно является пропорциональным степени ошибки, т.е. величине, на которую полученные параметры (Н, Ь) отклоняются от набора допустимых значений.
  20. 20. Землеройная установка по любому из пп.14-19, в которой устройство (13) управления содержит по меньшей мере один второй датчик (23, 24) для получения третьих координат (Х2) дна (3), при этом третьи координаты определяют расстояние от опорной точки трубопровода (2), и четвертых координат (Н2), указывающих глубину дна (3) водоема (4) вдоль пути (Р), для определения батиметрического профиля дна (3) вдоль пути (Р).
  21. 21. Землеройная установка по п.20, в которой блок (18) управления предназначен для вычисления разностей между вторыми координатами (Н1) и четвертыми координатами (Н2), когда соответствующие первые координаты (Х1) и третьи координаты (Х2) находятся внутри доверительного интервала, причем упомянутые разности связаны с высотой (К) покрытия участка трубопровода (2), уложенного на дно траншеи (5), сравнения указанных разностей с пороговой величиной (К8), определяющей набор допустимых значений, и создания дополнительного сигнала ошибки (Е2), когда по меньшей мере одна из этих разностей будет меньше пороговой величины (К8).
EA201290367A 2009-11-20 2010-11-18 Способ и устройство для укладки трубопровода в дне водоема EA022638B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT002044A ITMI20092044A1 (it) 2009-11-20 2009-11-20 Metodo e gruppo di scavo per disporre una tubazione in un letto di un corpo d'acqua
PCT/IB2010/002954 WO2011061605A1 (en) 2009-11-20 2010-11-18 Digging method and assembly for laying a pipeline in the bed of a body of water

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201290367A1 EA201290367A1 (ru) 2012-11-30
EA022638B1 true EA022638B1 (ru) 2016-02-29

Family

ID=42017394

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201290367A EA022638B1 (ru) 2009-11-20 2010-11-18 Способ и устройство для укладки трубопровода в дне водоема

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10240320B2 (ru)
EP (1) EP2501864B1 (ru)
EA (1) EA022638B1 (ru)
IT (1) ITMI20092044A1 (ru)
WO (1) WO2011061605A1 (ru)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITMI20120101A1 (it) * 2012-01-27 2013-07-28 Saipem Spa Sistema elettronico, metodo e programma di controllo di una rampa di varo a configurazione variabile di un natante di posa per varare una tubazione su un letto di un corpo d'acqua
EP3198176B1 (en) 2014-09-25 2020-04-01 Saipem S.p.A. System and method for laying an underwater pipeline on a bed of a body of water
ITMI20141880A1 (it) 2014-11-03 2016-05-03 Saipem Spa Supporto per tubazione subacquea, sistema e metodo per disporre in opera tale supporto
ITUB20152547A1 (it) * 2015-07-28 2017-01-28 Saipem Spa Assieme di interramento in una trincea per una condotta continua e metodo di interramento
ITUB20153568A1 (it) 2015-09-11 2017-03-11 Saipem Spa Metodo e sistema per interrare una tubazione in un letto di un corpo d'acqua
US10801644B2 (en) * 2019-01-28 2020-10-13 Caterpillar Inc. Pipelaying guidance

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1492151A (en) * 1975-02-11 1977-11-16 Saipem Spa Apparatus and method for digging a trench below a submerged pipeline or cable
DD249499A1 (de) * 1986-05-30 1987-09-09 Strassen & Tiefbau Kom Vorrichtung zum hydrostatischen tiefenmessen
WO2005005736A2 (en) * 2003-07-04 2005-01-20 Saipem S.P.A. Trenching apparatus and method
JP2008208529A (ja) * 2007-02-23 2008-09-11 Ohmoto Gumi Co Ltd バックホウ浚渫船の施工支援システムによる水中施工方法

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE249499C (ru)
US3670514A (en) * 1970-09-04 1972-06-20 Fluor Corp Automatic submarine trencher
US4087981A (en) * 1971-08-27 1978-05-09 Norman Offshore Services Inc. Buoyant self-propelled underwater trenching apparatus
US3877237A (en) * 1971-08-27 1975-04-15 Norman Offshore Services Inc Underwater trenching apparatus guidance system
US3893404A (en) * 1974-03-25 1975-07-08 Skagit Corp Pull-ahead winch control system
JPS5337550B2 (ru) * 1974-10-02 1978-10-09
US4149326A (en) * 1975-02-11 1979-04-17 Saipem S.P.A. Machine for digging a trench beneath a submerged pipeline
US4214387A (en) * 1978-06-01 1980-07-29 Brown & Root, Inc. Trenching apparatus and method
US4229809A (en) * 1979-01-29 1980-10-21 Sperry Corporation Acoustic under sea position measurement system
US4586850A (en) * 1983-07-12 1986-05-06 Norman Robert M Underwater trenching system
US4986697A (en) * 1984-05-07 1991-01-22 Lyntech Corporation Marine pipeline trenching plow for simultaneous pipe laying and entrenchment
EP0185422B1 (en) * 1984-12-19 1990-02-07 Soil Machine Dynamics Limited Method of operating a ground engaging implement
US4793183A (en) * 1987-08-06 1988-12-27 Henkels & Mccoy, Inc. Automated positioning/drawing system and method of use
US6022173A (en) * 1994-01-13 2000-02-08 Saxon; Saint E. Underwater trenching system
FR2720369B1 (fr) * 1994-05-30 1996-07-26 Bordeaux Port Autonome Engin nautique pour effectuer des missions de reconnaissance d'un site, notamment des levés bathymétriques.
US5691903A (en) * 1995-09-08 1997-11-25 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Integrated cable navigation and control system
US6767165B1 (en) * 1998-04-03 2004-07-27 Sonsub International Ltd. Method and apparatus for connecting underwater conduits
US5947051A (en) * 1997-06-04 1999-09-07 Geiger; Michael B. Underwater self-propelled surface adhering robotically operated vehicle
JP2001515977A (ja) * 1997-09-05 2001-09-25 ソイル マシン ダイナミックス リミテッド 海底用の鋤
GB2348448A (en) 1999-04-01 2000-10-04 Sonsub Int Ltd Forming an underwater trench using separate rov and trenching apparatus
GB9922247D0 (en) * 1999-09-21 1999-11-17 Engineering Business Ltd Improvements to submarine ploughs
AU3465300A (en) * 2000-03-20 2001-10-03 Francois Bernard Apparatus for deploying a load to an underwater target position with enhanced accuracy and a method to control such apparatus
US6719494B1 (en) * 2000-10-19 2004-04-13 Coelexip, S.A. Cable and pipe burial apparatus and method
US6821054B2 (en) * 2002-08-19 2004-11-23 Horizon Vessels, Inc. Method and system for laying pipe through the use of a plow
ITMI20022714A1 (it) * 2002-12-20 2004-06-21 Saipem Spa Procedimento e sistema per l'installazione di condotte
FR2860076B1 (fr) * 2003-09-24 2005-10-28 Inst Francais Du Petrole Methode pour simuler le depot d'une sequence sedimentaire dans un bassin
ITMI20061611A1 (it) * 2006-08-10 2008-02-11 Saipem Spa Dispositivo e metodo per i traino di condotte sottomarine
GB2443843B (en) * 2006-11-14 2011-05-25 Statoil Asa Seafloor-following streamer
US20100182161A1 (en) * 2007-04-28 2010-07-22 Halliburton Energy Services, Inc. Wireless telemetry repeater systems and methods
US8305841B2 (en) * 2007-06-15 2012-11-06 University Of Limerick Method and apparatus for determining the topography of a seafloor and a vessel comprising the apparatus
US8413716B2 (en) * 2008-12-16 2013-04-09 Hydril Usa Manufacturing Llc Position data based method, interface and device for blowout preventer
US8360685B1 (en) * 2010-09-07 2013-01-29 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Autonomous underwater plow and method of use
US8328466B1 (en) * 2010-09-13 2012-12-11 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Buoyancy stabilized underwater plow and methods for use

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1492151A (en) * 1975-02-11 1977-11-16 Saipem Spa Apparatus and method for digging a trench below a submerged pipeline or cable
DD249499A1 (de) * 1986-05-30 1987-09-09 Strassen & Tiefbau Kom Vorrichtung zum hydrostatischen tiefenmessen
WO2005005736A2 (en) * 2003-07-04 2005-01-20 Saipem S.P.A. Trenching apparatus and method
JP2008208529A (ja) * 2007-02-23 2008-09-11 Ohmoto Gumi Co Ltd バックホウ浚渫船の施工支援システムによる水中施工方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011061605A1 (en) 2011-05-26
US20120288334A1 (en) 2012-11-15
EP2501864B1 (en) 2015-01-07
EA201290367A1 (ru) 2012-11-30
ITMI20092044A1 (it) 2011-05-21
US10240320B2 (en) 2019-03-26
EP2501864A1 (en) 2012-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA022638B1 (ru) Способ и устройство для укладки трубопровода в дне водоема
EP3329055B1 (en) Method for laying in a trench a continuous pipeline
CN105525634A (zh) 抗滑桩桩侧土压力连续监测装置、抗滑桩监测系统与监测方法、抗滑桩施工方法
CN103994753B (zh) 用于黄土填料高填方路堤的分层沉降装置及测量方法
US11280174B2 (en) System and method for determining the shape and position of an underwater riser
JP3041426B1 (ja) 比抵抗トモグラフィ法によるフィルダム管理システムおよびその管理方法
CN113722663B (zh) 受限空间水下疏浚与抛泥评估方法
CN111928817B (zh) 采用多环撑沉降水平监测点的深坑基工程监测系统与方法
US11761167B2 (en) Automatic depth control system
JP5694977B2 (ja) 地山状況予測方法
JP7174671B2 (ja) 掘削底面監視システム
JP3825687B2 (ja) 海底管埋設機及び海底管埋設方法
JP2016061080A (ja) 地山状況予測方法
CN109238223A (zh) 一种差异沉降累积量测方法及装置
US20230313502A1 (en) Trench measurement system
KR200471757Y1 (ko) 매설관 손상 위치 감지를 위한 감지 테이프
JP2019214900A (ja) 刃口部貫入幅測定装置、及び、ケーソン沈設方法
CN117468529B (zh) 一种水下疏浚施工工艺
JPH03295935A (ja) 管埋設施工法及び施工装置
CN216791179U (zh) 一种地下结构纵向不均匀沉降自动化监测系统
JPH10221070A (ja) 掘削機械垂直度測定装置
CN118110836A (zh) 一种新型耐磨增效埋管
CN104652397A (zh) 一种深水基槽回淤监测方法及系统
CN118032043A (zh) 一种海床液化变形监测和预警装置及方法
CN117552485A (zh) 钢管沉井下沉纠偏工艺

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM BY KG MD TJ