FI78364B - Maetningskabel samt foerfarande och anordning foer styrning av en maetningskabels djupgaoende vid undervattenskabelmaetning av havsbotten. - Google Patents

Description

1 78364

Mittauskaapeli sekä menetelmä ja sovitelma mittauskaapelin kulkusyvyyden ohjaamiseksi merenpohjan vedenalaisessa kaa- pelimittauksessa 5 Tämän keksinnön kohteena on menetelmä mittauskaa pelin kulkusuvyyden ohjaamiseksi merenpohjan vedenalaisessa kaapelimittauksessa, jolloin - mittauskaapelia vedetään pituussuuntaisesti vedessä ja - mittauskaapelin kulkusyvyyttä ohjataan säätämällä kaape-10 liin vaikuttavaa nostovoimaa kaapelia vedettäessä vedessä.

Merialueilla tapahtuvissa vedenalaisissa mittauksissa, kuten seismisissä, akustisissa, magneettisissa ja sentapaisissa mittauksissa käytetään aluksen perässä hinattavia mittauskaapeleita, jotka sisältävät tarpeellisia mit-15 tausantureita ja jotka ohjataan kulkemaan mittauksen aikana halutussa syvyydessä. Eräs esimerkki tällaisesta mittaustavasta on öljynetsinnässä käytettävä seisminen luotausjär-jestelmä, jonka vastaanotinanturit on sijoitettu aluksen perässä hinattavaan kaapeliin. Kaapelin pituus voi tällai-20 sessa mittauksessa olla melko suuri, esimerkiksi muutama 1000 metriä.

On aikaisemmin tunnettua suorittaa mittauskaapelin syvyytys, t.s. ohjata kaapelin kulkusyvyyttä kaapeliin kiinnitetyillä syvyytyssiivekkeillä. Siivekkeet voivat olla 25 joko kiinteälle syvyydelle asetettuja, jolloin siivekkeen vieressä oleva syvyysanturi ohjaa siivekkeitä, tai siivekkeiden asentoa voidaan ohjata aluksesta.

Tällaisten syvyytyssiivekkeiden käyttöön perustuvien kulkusyvyyden ohjausjärjestelmien haittapuolena on 30 niiden monimutkaisuus ja vaurioitumisalttius, koska siivekkeet sisältävät mekaanisia tai sähköisiä vedenalaisia toimielimiä.

Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada menetelmä, joka välttää edellä mainitut epäkohdat, ja mahdol- 2 78364 listaa mittauskaapelin kulkusyvyyden ohjaamisen luotettavammalla tavalla ja yksinkertaisemmilla välineillä. Tämä tarkoitus saavutetaan keksinnön mukaisella menetelmällä, jolle on tunnusomaista se, että 5 - kaapeliin pumpataan vuorottelevia vesi- ja ilmamääriä, jotka muodostavat yhtenäisen jonon kaapelin koko pituudelle ja - muutetaan kaapelin painoa säätämällä mainitun jonon sisältämää vesimäärää.

Keksinnön mukainen menetelmä perustuu siihen ajatuk— 10 seen, että kaapelin kulkusyvyyttä ohjataan muuttamalla kaapelin painoa. Painoa voidaan yksinkertaisesti muuttaa pumppaamalla kaapeliin vettä ja ilmaa kulloinkin tarvittavassa suhteessa, jolloin periaatteena on se, että kaapelin ollessa ilmaa täynnä on kaapeli kelluva ja kaapelin ollessa täyn-15 nä vettä painuu kaapeli pohjaan. Säätämällä kaapelin sisältämää vesimäärää ja siten kaapelin painoa kaapeliin pumpatun vesi-ilma-seoksen painetta tai suhdetta muuttamalla saadaan kaapeli kohoamaan tai laskeutumaan vedessä halutun kulkusyvyyden säilyttämiseksi. Menetelmä ei vaadi itse kaape-20 lissa mitään mekaanisesti tai sähköisesti toimivia syvyytys-elimiä ja tekee mittauskaapelin näin ollen vähemmän vaurioi-tumisalttiiksi. Menetelmän vaatima pumppausagregaatti samoin kuin tarvittavat säätöelimet voidaan sijoittaa alukseen, mikä tekee ohjausjärjestelmän toimintavarmaksi.

25 Keksinnön kohteena on myös sovitelma mittauskaape lin kulkusyvyyden ohjaamiseksi merenpohjan vedenalaisessa kaapelimittauksessa, johon kuuluu - aluksen perässä vedessä pituussuuntaisesti vedettävä mit-tauskaapeli ja 3Q - välineet kaapeliin vaikuttavan nostovoiman muuttamista varten, jolloin sovitelmalle on tunnusomaista se, että - mittauskaapelissa on vähintään yksi kaapelin mittainen yhtenäinen virtauskanava ja että - mittauskaapelin mainittu virtauskanava on yhdistetty pump-35 puun vuorottelevien vesi- ja ilmamäärien johtamiseksi kana-

II

3 78364 vaan säädettävissä olevassa paineessa ja/tai suhteessa. Tällaisen sovitelman avulla voidaan keksinnön mukaisen ohjausmenetelmän tarjoamat edut saavuttaa yksinkertaisella rakenteella, joka ei edellytä mitään vedenalaista meka-5 nilkkaa ja vaatii vain suhteellisen yksinkertaisen pumppaus-agregaatin ja säätöventtiilijärjestelmän.

Keksinnön kohteena on edelleen menetelmän toteuttamiseksi soveltuva mittauskaapeli, jolle on tunnusomaista se, että mittauskaapelissa on vähintään yksi kaapelin pi-10 tuinen yhtenäinen virtauskanava, joka on kooltaan sellainen, että siihen pumpatut vuorottelevät vesi- ja ilmamäärät muodostavat peräkkäisiä, kanavan täyttäviä, erillisiä vesi- ja ilmakuplia. Tällainen kaapeli on valmistukseltaan yksinkertainen eikä vaadi monimutkaisia ja helposti vaurioituvia 15 vedenalaisia mekaanisia syvyytyselimiä.

Keksintöä selitetään lähemmin seuraavassa viitaten oheiseen piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää kaavamaisesti sivulta nähtynä vedenalaisen kaapelimittauksen suoritustapaa, 20 kuvio 2 esittää osittaisena aksiaalileikkauksena mittauskaapelin ensimmäistä toteutusmuotoa ja sen toimintaperiaatetta, kuvio 3 esittää aksiaalileikkauksena mittauskaapelin toista toteutusmuotoa ja 25 kuviot 4 ja 5 esittävät kuvion 3 mukaisen kaapelin kanta vaihtoehtoista poikkileikkausta.

Piirustuksen kuvion 1 mukaisesti mittauskaapelia 1 vedetään aluksen 2 perässä halutulla syvyydellä S vedenpinnan 3 alla. Mittauskaapeliin on kiinnitetty keskinäisin vä-3Q lein sinänsä tunnettuja antureita 4 tai anturiryhmiä merenpohjan 5 mittaamista varten. Anturit on liitetty sähkökaapelilla aluksessa oleviin sinänsä tunnettuihin mittauslaitteisiin 6 antureiden välittämien tietojen rekisteröimistä varten.

35 Kuviossa 2 esitetty keksinnön mukainen mittauskaa- 4 78364 peli käsittää tekoaineisen rungon 7, jota ympäröi kaapelin vetoelimenä toimiva metallikudoksinen vaippa 8 ja jossa on sähkökaapeli 9 antureita varten. Rungossa on lisäksi pituussuuntainen virtauskanava 10, joka ulottuu kaapelin toises-5 ta päästä toiseen.

Mittauskaapelin virtauskanavan toinen pää 10a on yhdistetty aluksella olevaan pumppuun 11 ja toinen pää on varustettu sulkuventtiilillä 12. Pumppu on kytketty kolmi-tieventtiilin 13 kautta veteen ja ulkoilmaan siten, että 10 pumpulla voidaan pumpata valinnaisesti pelkkää vettä, pelkkää ilmaa tai vuorotellen ilmaa ja vettä.

Mittauskaapelin syvyytys alkaa siten, että pumpulla pumpataan virtauskanavaan ensin ilmaa, jolloin kaapeli on kelluva ja voidaan helposti laskea aluksen perään. Kun kaa-15 peli on laskettu, aletaan virtauskanavaan pumpata pumpulla vuorotellen ilmaa ja vettä. Kun kaapelin loppupäässä oleva sulkuventtiili 12 on sentyyppinen, että se on auki niin kauan kun kanavasta tulee vain ilmaa ja sulkeutuu sitten, kun ensimmäinen vesimäärä saavuttaa kanavan loppupään, saa-20 daan aikaan tilanne, jossa koko virtauskanava on täynnä vuoroin vettä 14, vuoroin ilmaa 15, kuten kuviossa 2 on esitetty.

Käytännön kokeet ovat osoittaneet, että kun kanava on suhteellisen pitkä ja halkaisijaltaan suhteellisen pieni, säilyvät pumpatut ilmamäärät veden erottamina erillisinä 25 kuplina. Samanlainen kuplailmiö on havaittavissa tavallisissa puutarhaletkuissa, joissa veden mukaan pääsee ilmaa.

Kaapelin mitoitus voi olla valittu siten, että kun veden ja ilman tilavuussuhde on 1:1 ja paine 2 aty on kaapeli edelleen kelluva ja sen kelluvuus esim. 10 %. Pump-30 paamista jatketaan suhdetta muuttamatta, niin että paine nousee virtauskanavassa. Tällöin kanavassa olevat ilmakuplat painuvat kasaan ja kanavaan mahtuu enemmän vettä, jolloin kaapelin kelluvuus häviää virtauskanavan lisääntyneen vesimäärän painon johdosta.

35 Kaapelin haluttu syvyys voidaan pitää siten, että 5 78364 kaapelinsulkuventtiili 12 avautuu, kun haluttu kanavapaine ylitetään. Tällöin ilmakuplat suurenevat, vettä virtaa ulos kanavasta ja kaapelin paino pienenee, niin että kaapeliin vaikuttava nosto kasvaa. Sulkuventtiili sulkeutuu kun halut-5 tu paine virtauskanavassa on saavutettu. Kuviossa 2 esittää viiva 16 sulkuventtiilin toimielimen 17 paineohjausta. Vaihtoehtoisesti voi sulkuventtiili olla järjestetty avautumaan ja sulkeutumaan itsetoimivasta ulkoisen vedenpaineen tiettyä syvyyttä vastaavilla raja-arvoilla. Kun venttiili 10 sulkeutuu, nostovaikutus lakkaa.

Kaapeli saadaan nousemaan pintaan pumppaamalla pumpulla pelkästään ilmaa virtauskanavaan. Sulkuventtiilin avaamista varten voi aluksesta olla ohjausyhteys 18 sulku-venttiiliin.

15 Kuviossa 3 esitetyssä toteutusmuodossa on mittaus- kaapeliin 21 muodostettu kaksi rinnakkaista virtauskanavaa 20 ja 20’, jotka on toisesta päästään 20b yhdistetty toisiinsa. Kanavat muodostavat näin lenkin, jonka molemmat alku-päät ovat aluksessa. Toisen kanavan alkupää 20a on yhdistetty 20 pumppuun 11 ja toisen kanavan alkupää 20a' on varustettu sul-kuventtiilillä 12. Kaapelin kulkusyvyyden ohjaus voidaan suorittaa samalla tavalla kuin kuvion 2 yhteydessä on esitetty pitämällä pumpatun vesi-ilma-seoksen suhde vakiona ja muuttamalla seoksen painetta.

25 Vaihtoehtoisesti on mahdollista varustaa toisen ka navan alkupää 20a' säätöventtiilillä 22 ja kaapelin loppupää syvyysanturilla 23, joka on ohjausyhteydessä 24 säätö-venttiilin toimielimeen 25 sen ohjaamiseksi anturin lähettämän sähköisen viestin perusteella.

30 Tässä toteutusmuodossa on edullista varustaa kaape lin loppupää aluksesta ohjattavalla tyhjennysventtiilillä 25, niin että virtauskanavat saadaan tyhjennetyiksi vedestä, kun kaapeli kelataan alukseen.

Kaapelin virtauskanavat 20, 20' voivat sijaita pääl-35 lekkäin sähkökaapelin 9 kanssa, niin että mittauskaapeli 21 6 78364 muodostuu nauhamaiseksi ja omaa hyvän kelautuvuuden, kuvio 4. Virtauskanavat ja sähkökaapeli voivat myös sijaita keskenään tasavälein, niin että mittauskaapeli 21 muodostuu pyöreäksi.

5 Kahden virtauskanavan toteutusmuodossa voidaan sy- vyyssäätö suorittaa myös muuttamalla pumpusta syötettävän veden ja ilman suhdetta ja pitämällä paine vakiona. Tällöin on säätöventtiili säädetty sallimaan jatkuvan virtauksen virtauskanavien läpi. Molempien syvyyssäätötapojen yhdis-10 telmä on myös mahdollinen.

Piirustus ja siihen liittyvä selitys on vain tarkoitettu havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan voivat keksinnön mukainen menetelmä ja sovitel-ma sekä mittauskaapeli vaihdella patenttivaatimusten puit-15 teissä.

Claims (10)

78364

1. Menetelmä mittauskaapelin kulkusyvyyden ohjaamiseksi merenpohjan vedenalaisessa kaapelimittauksessa, jol- 5 loin - mittauskaapelia (1; 21) vedetään pituussuuntaisesti vedessä ja - mittauskaapelin kulkusyvyyttä (S) ohjataan säätämällä kaapeliin vaikuttavaa nostovoimaa kaapelia vedettäessä ve- 10 dessä, tunnettu siitä, että - kaapeliin (1; 21) pumpataan vuorottelevia vesi- ja ilma-määriä (14, 15), jotka muodostavat yhtenäisen jonon kaapelin koko pituudelle ja - muutetaan kaapelin painoa säätämällä mainitun jonon si-15 sältämää vesimäärää (14).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaapeliin (1; 21) pumpataan vuoroin vettä, vuoroin ilmaa (14, 15) vakiosuhteessa ja että pump-pauspainetta säädetään mittauskaapelin sisältämän vesimää- 20 rän (14) muuttamiseksi kaapelin kulkusyvyydestä (S) riippuen .

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaapeliin (1; 21) pumpataan vuoroin vettä, vuoroin ilmaa (14, 15) ja että pumppaussuhdetta sää- 25 detään mittauskaapelin sisältämän vesimäärän (14) muuttamiseksi kaapelin kulkusyvyydestä (S) riippuen.

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että seos (14, 15) pumpataan suljetussa lenkissä (20, 20') mittauskaapelin (21) läpi.

5. Sovitelma mittauskaapelin kulkusyvyyden ohjaami seksi merenpohjan vedenalaisessa kaapelimittauksessa, johon kuuluu - aluksen (2) perässä vedessä pituussuuntaisesti vedettävä mittauskaapeli (1; 21) ja 35. välineet kaapeliin vaikuttavan nostovoiman muuttamista 78364 varten, tunnettu siitä, että - mittauskaapelissa (1; 21) on vähintään yksi kaapelin mittainen yhtenäinen virtauskanava (10; 20, 20') ja että - mittauskaapelin mainittu virtauskanava on yhdistetty 5 pumppuun (11) vuorottelevien vesi- ja ilmamäärien (14, 15) johtamiseksi kanavaan säädettävissä olevassa paineessa ja/ tai suhteessa.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että mittauskaapelin (1) virtauskanavan 1Q (10) toisessa päässä on vesi/ilmaseoksen (14, 15) määrätyllä paineella avautuva venttiili (12).

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että mittauskaapelissa (21) on kaksi rinnakkaista virtauskanavaa (20, 20'), jotka on toisesta pääs- 15 tään (20b) yhdistetty toisiinsa ja joista toinen on vastakkaisesta päästään (20a) yhdistetty pumppuun (11) ja toinen on yhdistetty säätöventtiiliin (22).

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että mittauskaapelissa (21) on syvyysantu- 20 ti (23), joka ohjaa säätöventtiilin (22) toimintaa kaapelin kulkusyvyydestä riippuen.

9. Mittauskaapeli merenpohjan vedenalaista kaapeli-mittausta varten, johon kaapeliin (1; 21) kuuluu - sähkökaapeli (9), 25. vähintään yksi sähkökaapeliin liitetty mittausanturi (4) ja - välineet kaapelin kulkusyvyyden ohjaamiseksi kaapelia vedettäessä vedessä, tunnettu siitä, että mittauskaapelissa (1; 21) on 30 vähintään yksi kaapelin pituinen yhtenäinen virtauskanava (10; 20, 20’), joka on kooltaan sellainen, että siihen pumpatut vuorottelevat vesi- ja ilmamäärät muodostavat peräkkäisiä, kanavan täyttäviä, erillisiä vesi- ja ilmakuplia (14, 15).

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen mittauskaapeli, II 78364 tunnettu siitä, että mittauskaapelissa (21) on kaksi rinnakkaista virtauskanavaa (20,20'), jotka on toisesta päästään (20b) yhdistetty toisiinsa. 78364