ITMI20092044A1

ITMI20092044A1 - Metodo e gruppo di scavo per disporre una tubazione in un letto di un corpo d'acqua

Info

Publication number: ITMI20092044A1
Application number: IT002044A
Authority: IT
Inventors: Massimo Bellin; Paolo Bonel; Giovanni Massari
Original assignee: Saipem Spa
Priority date: 2009-11-20
Filing date: 2009-11-20
Publication date: 2011-05-21
Also published as: EP2501864B1; US10240320B2; EA022638B1; US20120288334A1; EP2501864A1; EA201290367A1; WO2011061605A1

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

“METODO E GRUPPO DI SCAVO PER DISPORRE UNA TUBAZIONE IN UN LETTO DI UN CORPO D'ACQUA”

La presente invenzione riguarda un metodo per disporre una tubazione in un letto di un corpo d’acqua.

In particolare, il metodo oggetto della presente invenzione è del tipo che prevede di avanzare un gruppo di scavo lungo una tubazione posata sul letto del corpo d’acqua lungo un percorso; formare una trincea nel letto del corpo d’acqua lungo il percorso per mezzo del gruppo di scavo in modo tale da permettere a una porzione di tubazione di posarsi sul fondo della trincea come sostanzialmente descritto nella domanda di brevetto WO 2005/005736 A2 a nome della stessa richiedente.

Si è osservato che, talvolta, la porzione di tubazione posata sul fondo della trincea non rispetta i requisiti di progetto e in particolare presenta delle variazioni di profondità indipendenti dalle variazioni di profondità del letto del corpo d’acqua. Questo inconveniente può rivelarsi particolarmente grave e determinare delle sollecitazioni meccaniche eccessive quando, in uso, la tubazione è sottoposta a sbalzi termici sia a causa delle condizioni meteorologiche, sia a causa del fluido che scorre nella tubazione.

In altri casi, le variazioni di livello di profondità della tubazione determinano un’altezza di interramento della tubazione eccessivamente esigua, di conseguenza, la tubazione non è sufficientemente protetta da eventuali azioni meccaniche (scouring).

Uno scopo della presente invenzione è quello di fornire un metodo per disporre una tubazione in un letto di un corpo d’acqua che ovvi agli inconvenienti dell’arte nota.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di fornire un metodo per disporre una tubazione in un letto di un corpo d’acqua che permetta di soddisfare al meglio i parametri di progetto.

Secondo la presente invenzione è fornito un metodo per disporre una tubazione in un letto di un corpo d’acqua; il metodo comprendendo le fasi di:

- avanzare un gruppo di scavo lungo una tubazione posata sul letto del corpo d’acqua lungo un percorso;

- formare una trincea nel letto del corpo d’acqua lungo il percorso per mezzo del gruppo di scavo in modo tale da permettere a una porzione di tubazione di posarsi sul fondo della trincea;

- acquisire per mezzo del gruppo di scavo dati correlati al profilo batimetrico della porzione di tubazione posata sul fondo della trincea; confrontare i dati acquisiti con un insieme di valori ammissibili; ed - emettere un segnale di errore quando i dati acquisiti sono all’esterno dell’insieme di valori ammissibili.

Grazie alla presente invenzione, è lo stesso gruppo di scavo che acquisisce i dati del profilo batimetrico della porzione posata di tubazione e gli operatori del gruppo di scavo sono in grado di predisporre velocemente ed efficacemente gli opportuni interventi correttivi sul fondo della trincea nel caso in cui si verifichino delle anomalie o delle deviazioni non accettabili del profilo batimetrico rispetto ai parametri di progetto.

In pratica, la fase di acquisire i dati prevede di acquisire tramite il gruppo di scavo coordinate di posizione della porzione di tubazione posata sul fondo della trincea, e coordinate di profondità della porzione di tubazione posata sul fondo della trincea, preferibilmente le coordinate di profondità essendo indicative della profondità della sommità della tubazione.

Secondo una preferita forma di attuazione della presente invenzione la fase di acquisire i dati prevede di interpolare i punti identificati dalle coordinate di posizione e di profondità con una curva per definire il profilo batimetrico della porzione di tubazione posata sul fondo della trincea; di rilevare estremi relativi della curva, e calcolare la variazione di profondità e la distanza fra ciascuna coppia di estremi relativi consecutivi.

Secondo un’ulteriore preferita forma di attuazione il metodo prevede di acquisire coordinate di posizione e di profondità del letto del corpo d’acqua in modo da identificare il profilo batimetrico del letto lungo il percorso e di calcolare l’altezza di interramento della porzione di tubazione posta sul fondo della trincea dalla differenza fra il profilo batimetrico del letto lungo il percorso e il profilo batimetrico della porzione di tubazione posata sul fondo della trincea. In questo modo, durante l’interramento stesso della tubazione è possibile sorvegliare non solo un eventuale andamento anomalo del profilo batimetrico della porzione di tubazione posata sul fondo della trincea, ma anche l’altezza di interramento della porzione stessa dando la possibilità agli operatori di rimediare a entrambe le anomalie.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di realizzare un gruppo di scavo che sia esente dagli inconvenienti dell’arte nota.

In accordo con la presente invenzione è realizzato un gruppo di scavo per disporre una tubazione in un letto di un corpo d’acqua; il gruppo di scavo essendo avanzato lungo un percorso definito da una tubazione posata sul letto del corpo d’acqua e comprendendo almeno una macchina di scavo per formare una trincea nel letto del corpo d’acqua lungo il percorso in modo tale da permettere a una porzione di tubazione di posarsi sul fondo della trincea; un dispositivo di controllo configurato per acquisire dati correlati al profilo batimetrico della porzione di tubazione posata sul fondo della trincea; per confrontare i dati acquisiti con un insieme di valori ammissibili; e per emettere un segnale di errore quando i dati acquisiti sono all’esterno dell’insieme di valori ammissibili.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno chiari dalla descrizione che segue di un suo esempio non limitativo di attuazione, con riferimento alle figure dei disegni annessi, in cui:

- la figura 1 è una vista in pianta di un gruppo di scavo realizzato in accordo con la presente invenzione in una fase di interramento di una tubazione posata sul letto di un corpo d’acqua;

- la figura 2 è una vista in elevazione laterale del gruppo di scavo della figura 1;

- la figura 3 è una vista in elevazione frontale del gruppo della figura 1 e di una trincea formata nel letto del corpo d’acqua;

- la figura 4 è un modello schematico di una tipica deformazione ad arco di una tubazione posata in una trincea;

- la figura 5 è un diagramma in cui una curva separa l’insieme dei valori ammissibili di deformazione della tubazione dai valori non ammissibili di deformazione della tubazione; e

- la figura 6 è un diagramma in cui in ascisse è riportata la distanza della tubazione da un punto di riferimento della tubazione stessa e in ordinate la profondità della tubazione.

IL GRUPPO DI SCAVO

Con riferimento alla figura 1, con 1 è indicato nel suo complesso un gruppo di scavo per disporre una tubazione 2 in un letto 3 di un corpo d’acqua 4. Il gruppo di scavo 1 è particolarmente adatto a eseguire l’interramento di una tubazione in acque basse (inferiori a 10 metri), anche se non è limitato a tale tipo di impiego.

La descrizione che segue fa specifico riferimento al gruppo di scavo 1 operante in post-trenching, ossia in una modalità che prevede di realizzare una trincea 5 in prossimità della tubazione 2 precedentemente posata sul letto 3 del corpo d’acqua 4 lungo un percorso P.

La tubazione 2 si estende lungo il percorso P sul letto 3 del corpo d’acqua 4 e il gruppo di scavo 1 è avanzato lungo il percorso P in una direzione D parallela al percorso P e in prossimità della tubazione 2.

Il gruppo di scavo 1 comprende una base di appoggio 6 che, nella fattispecie, è un natante motorizzato avanzato a passo nella direzione D parallelamente al percorso P; dispositivi di scavo 7, 8, 9, 10, 11 per formare la trincea 5; almeno un dispositivo di riempimento 12 per realizzare il riempimento della trincea 5; un dispositivo di controllo 13; e almeno un dispositivo livellatore 14 per modificare il fondo della trincea 5 qualora il dispositivo di controllo 13 rilevi delle irregolarità nella posizione della porzione di tubazione 2 posata sul fondo della trincea 5 imputabili al fondo della trincea 5.

La base di appoggio 6 è equipaggiata con un gruppo di pompaggio PA collegato con i dispositivi di scavo 8, 10, e 11 che, nella fattispecie, sono dei dispositivi di dragaggio, e con il dispositivo di riempimento 12 in modo da trasferire il materiale rimosso dalla trincea 5 sulla base di appoggio 6 e al dispositivo di riempimento 12 che provvede a riempire la trincea 5 una volta che la tubazione 2 è posata sul fondo della trincea 5.

Nella fattispecie illustrata nelle figure 1 e 2, la trincea 5 è realizzata in due fasi di scavo successive tramite due macchine di scavo 15 e 16, le quali comprendono rispettivi dispositivi di scavo 7 e 9 per disgregare il letto 3 del corpo d’acqua 4 in prossimità della tubazione 2, nella fattispecie sotto la tubazione 2, e due rispettivi dispositivi di scavo 8 e 10 per dragare il materiale disgregato dai dispositivi di scavo 7 e 9. La macchina di scavo 16 è disposta a una profondità maggiore della macchina di scavo 15 e a valle della macchina di scavo 15 rispetto alla direzione di avanzamento D. Le macchine di scavo 15 e 16 sono collegate alla base di appoggio 6 per mezzo di collegamenti flessibili (umbilicals) non illustrati nelle figure allegate e attraverso i quali sono trasmessi in modo noto i segnali di controllo e la potenza necessaria a compiere le suddette operazioni di scavo. Tali collegamenti flessibili consentono margini di libertà di movimento alle macchine di scavo 15 e 16 rispetto alla base di appoggio 6, beninteso che le posizioni delle macchine di scavo 15 e 16 rispetto alla base di appoggio 6 sono grossomodo costanti e le variazioni di posizione sono dell’ordine di pochi metri lungo il percorso P.

Di fatto, la trincea 5 è scavata sotto la tubazione 2 posata sul letto 3 del corpo d’acqua 4. La tubazione 2 affonda progressivamente sul fondo della trincea 5 man mano le operazioni di scavo della trincea 5 progrediscono. Nella configurazione illustrata nella figura 2, la tubazione 2 presenta una porzione posata sul letto 3 del corpo d’acqua 4; una porzione posata sul fondo della trincea 5; e una porzione disposta in campata all’interno della trincea 5. Al progredire dello scavo della trincea 5 nella direzione D progressivamente la porzione in campata si adagia sul fondo della trincea 5, mentre la porzione posata sul letto 3 del corpo d’acqua 4 progressivamente viene disposta in campata.

La lunghezza della porzione in campata è funzione delle caratteristiche fisiche, meccaniche e dimensionali della tubazione 2 e della profondità della trincea 5. In funzione di tali parametri è possibile identificare il punto in cui la tubazione 2 appoggia sul fondo della trincea 5.

Il dispositivo di scavo 11 comprende un carrello 17 mobile lungo la tubazione 2 ed è disposto lungo la porzione in campata della tubazione 2. Il dispositivo di scavo 11 è in sostanza un dispositivo di dragaggio collegato al gruppo di pompaggio PA disposto a bordo della base di appoggio 6. Anche il dispositivo di scavo 11 è collegato alla base di appoggio 6 per mezzo di un collegamento flessibile (non illustrato) e gode di una limitata autonomia di spostamento relativo rispetto alla base di appoggio 6 lungo il percorso P. Il dispositivo di scavo 11 è un dispositivo di dragaggio di emergenza atto a intervenire quando del materiale proveniente dalle pareti laterali della trincea 5 cade sul fondo della trincea 5 ed è necessario rimuovere questo materiale per ripristinare le condizioni di progetto del fondo della trincea 5. Questi eventi si verificano ogni qualvolta il letto 3 del corpo d’acqua 4 è costituito da materiale scarsamente coeso e le pareti della trincea 5 sono scarsamente inclinate.

Il dispositivo di controllo 13 comprende un’unità di controllo 18 disposta sulla base di appoggio 6 e dei sensori 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, i quali sono operativamente collegati all’unità di controllo 18 e sono in sostanza dei sensori di pressione per rilevare la pressione e fornire dei segnali all’unità di controllo 18. Nella fattispecie illustrata, il sensore 19 è disposto a bordo dell’unità di scavo 15; il sensore 20 è disposto a bordo dell’unità di scavo 16; il sensore 21 è disposto a bordo del carrello 17 del dispositivo di scavo 11 di emergenza; il sensore 22 è disposto a bordo di un carrello 26, il quale è mobile lungo la porzione di tubazione 2 posata sul fondo della trincea 5; i sensori 23 e 24 sono montati su rispettive slitte 27 e 28 disposte sul letto 3 del corpo d’acqua 4; e il sensore 25 è disposto a bordo della base di supporto 6. Il dispositivo di controllo 13 comprende un sistema di riconoscimento della posizione 29, nella fattispecie un sistema GPS, in grado di rilevare dati correlati alle coordinate di posizione del gruppo di scavo 1. Il sistema riconoscimento della posizione 29 e l’unità di controllo 18 sono configurati per fornire una coordinata X di posizione rappresentativa della distanza percorsa lungo il percorso P dal gruppo di scavo 1 rispetto a un punto di riferimento della tubazione 2, generalmente il punto di inizio dell’interramento della tubazione 2. Siccome i vari componenti associati al gruppo di scavo 1 sono avanzati in modo grossomodo concorde e pressoché simultaneo alla base di appoggio 6, la coordinata X è con buona approssimazione identificativa anche della posizione di ciascuno dei componenti del gruppo di scavo di trincee 1.

Il sensore 25 disposto a bordo della base di appoggio ha la funzione di rilevare la pressione atmosferica e di taratura per gli altri sensori. I sensori 19, 20, 21, 22, 23, e 24 forniscono dei dati di pressione correlati alla profondità rispettivamente della macchina di scavo 15, della macchina di scavo 16, del dispositivo di scavo 11, del carrello 26, e delle slitte 27 e 28. Di conseguenza, l’unità di controllo 18 è in grado di fornire per ciascuna coordinata X di posizione rispettivi valori di profondità della macchina di scavo 15, della macchina di scavo 16, del dispositivo di scavo 11, del carrello 26 e delle slitte 27 e 28.

Secondo una preferita forma di realizzazione della presente invenzione, il dispositivo di controllo 13 è in grado di operare in modo più preciso acquisendo la coordinata della macchina di scavo 15, la coordinata della macchina di scavo 16, la coordinata del dispositivo di scavo 11, la coordinata del carrello 26, e la coordinata delle slitte 27 e 28. L’acquisizione delle suddette coordinate è relativamente semplice una volta nota la coordinata X di posizione della base di appoggio 6 perché è sufficiente aggiungere (o sottrarre) al valore della coordinata X di posizione una distanza fissa per ciascuno dei citati componenti. Infatti, le macchine di scavo 15 e 16, il dispositivo di scavo 11 di emergenza, il carrello 26 e le slitte 27 e 28 occupano delle posizioni che variano rispetto alla base di appoggio 6 di pochi metri nella direzione D e che possono essere assunte in questo ambito come delle posizioni relative fisse. Questa approssimazione è accettabile in considerazione del fatto che i sistemi di riconoscimento della posizione noti hanno precisioni dell’ordine dei metri e solo alcuni tipi degli stessi offrono una precisione maggiore a fronte, però, di costi molto elevati. Tuttavia, secondo una variante non illustrata nelle figure allegate, il dispositivo di controllo 18 comprende un sistema di riconoscimento della posizione associato al carrello 26 e dispositivi di riconoscimento della posizione associati alle slitte 27 e 28. Secondo un’ulteriore variante non illustrata nelle figure allegate, ciascuna macchina di scavo 15, 16 comprende un rispettivo dispositivo di riconoscimento della posizione.

I dati rilevati dal dispositivo di controllo 13 sono utilizzati per calcolare tramite il dispositivo di controllo 13 stesso la linearità (straightness) della tubazione 2 posata sul fondo della trincea 5, ossia quanto è diritta la tubazione 2 o secondo un’ulteriore definizione se le eventuali deformazioni ad arco formate dalla tubazione 2 sono considerate accettabili; l’altezza di interramento della tubazione 2; la profondità di lavoro delle macchine di scavo 15 e 16; e la profondità del dispositivo di scavo 11.

I suddetti parametri servono per effettuare successive correzioni per rimediare a eventuali anomalie riscontrate dal dispositivo di controllo 13.

IL CONTROLLO DELLA LINEARITA’ DELLA TUBAZIONE POSATA SUL FONDO DELLA TRINCEA

In sostanza, quando la tubazione 2 è posata sul fondo della trincea o una porzione della tubazione è posata sul fondo della trincea 5, la tubazione assume un profilo batimetrico che è determinato dal fondo della trincea 5 e dalle caratteristiche meccaniche della tubazione 2. Il controllo della linearità prevede di verificare che la tubazione 2 posata sul fondo della trincea 5 o meglio della porzione di tubazione 2 posata sul fondo della trincea 5 non presenti punti critici lungo il proprio profilo batimetrico e tali da innescare delle deformazioni anomale che potrebbero minarne l’integrità strutturale una volta che la tubazione 2 è in uso. A tale scopo, per la tubazione 2 è definito un insieme di coppie di valori ammissibili di grandezze geometriche, in cui ciascuna coppia di valori ammissibili comprende una variazione di profondità ammissibile della tubazione 2 associata a una lunghezza ammissibile della deformazione lungo la tubazione 2.

Nella pratica è considerata critica la deformazione ad arco, nella fattispecie una deformazione ad arco nel piano verticale della tubazione perché tale deformazione può innescare dei problemi di instabilità strutturale della tubazione stessa. Un modello di deformazione ad arco è raffigurata nella figura 4. In altre parole, la tubazione 2 forma un arco le cui dimensioni sono definite da due estremi relativi consecutivi (nella fattispecie un minimo e un massimo) e caratterizzate da una variazione di profondità H e da una distanza L indicativa della distanza fra gli estremi relativi consecutivi (fra il minimo e il massimo e/o viceversa). Di fatto nella pratica, la deformazione ad arco si estende per una lunghezza all’incirca doppia della distanza L.

Con riferimento alla figura 5, l’insieme di valori ammissibili di variazione di profondità H e distanza L è definito in base alle caratteristiche fisiche, meccaniche e dimensionali della tubazione 2. Tali caratteristiche includono il tipo di materiale dei tubi usati per realizzare la tubazione 2, lo spessore dei tubi, il diametro dei tubi, e le caratteristiche dimensionali di eventuali rivestimenti della tubazione 2. Nel diagramma della figura 5 si riporta un esempio di coppie di valori ammissibili (zona 1 e zona 2). In questo caso sulla base delle caratteristiche meccaniche della tubazione e delle risultanze delle simulazioni emerge che, sotto un valore determinato di distanza Lmin, la massima variazione di profondità ammissibile è costante e uguale a un valore Hmax, mentre sopra al determinato valore di distanza Lminla massima variazione di profondità ammissibile cresce al crescere della distanza L. Le zone 1 e 2 definiscono l’insieme di valori ammissibili, mentre la zona 3 definisce la zona di valori non ammissibili.

Con riferimento alla figura 2, il metodo oggetto della presente invenzione prevede di acquisire i dati correlati al profilo batimetrico della porzione della tubazione 2 posata sul fondo della trincea 5 a intervalli, preferibilmente regolari. Questi dati digitalizzati sono trattati dall’unità di controllo 13 e, per migliore e pronta intelligibilità, sono riportati in un diagramma cartesiano del tipo illustrato nella figura 6 in cui in ascisse è riportata la coordinata X1 di posizione, mentre in ordinate è riportata la coordinata H1 di profondità. Di fatto, l’unità di controllo 18 può essere equipaggiata con un monitor e una stampante non illustrati per visualizzare il profilo batimetrico della porzione di tubazione 2 posata sul fondo della trincea 5. I dati rilevati sono la coordinata X1 di posizione identificativa della distanza lungo il percorso P fra un punto di riferimento della tubazione 2 e il punto rilevato e la coordinata H1 di profondità identificativa della profondità della tubazione 2 nel punto identificato dalla coordinata X1 di posizione. L’unità di controllo 18 è configurata per interpolare i punti identificati dalle coordinate X1 di posizione e H1 di profondità con una curva, preferibilmente formata da curve polinomiali del terzo ordine con continuità fino alla derivata seconda nei punti di collegamento fra due diverse curve polinomiali. (Späth H. 1974: “Spline Algorithms for Curves and Surfaces, Utilitas Mathematica Publishing Inc.).

L’unità di controllo 18 è configurata per rilevare gli estremi relativi della curva; calcolare la variazione di profondità H e la distanza L fra ciascuna coppia di estremi relativi consecutivi; e confrontare tali coppie di valori H e L con l’insieme di coppie di valori ammissibili raffigurati nella figura 5. Ciascuna coppia di valori di H e L è indicativa della presenza di una deformazione ad arco nella tubazione 2 ed è confrontabile con le coppie di valori ammissibili.

Di fatto, l’unità di controllo 18 è configurata per calcolare in tempo reale i dati H e L relativi all’ultimo estremo relativo e le ultime coordinate X1 e H1 acquisite rispettivamente di posizione e di profondità, le quali potrebbero identificare un estremo relativo e, quindi, essere indicative di una condizione critica della tubazione 2.

Quando i dati H e L acquisiti sono all’esterno dell’insieme di valori ammissibili della figura 5, ossia ricadono nella zona 3 del diagramma della figura 5, l’unità di controllo 18 emette un segnale di errore E1 preferibilmente correlato all’entità dell’errore, ossia allo scostamento dei dati H e L dall’insieme di valori ammissibili.

La possibilità di fornire in tempo reale il segnale di errore E1 relativo alla non linearità della tubazione 2 permette di intervenire rapidamente sul fondo della trincea 5, e livellare il fondo della trincea 5 lungo il tratto che determina la non linearità della tubazione 2 prima che la trincea 5 sia riempita.

Il segnale di errore E1 determina una situazione di emergenza durante la quale le operazioni di scavo e di interramento possono essere sospese e la base di appoggio 6 può essere mantenuta ferma in una posizione determinata. In questo caso, è azionato il dispositivo livellatore 14 illustrato nella figura 1 che provvede a ripristinare le condizioni di planarità del fondo della trincea 5. Il dispositivo livellatore 14 è in sostanza un veicolo subacqueo controllato a distanza (Remotely Operated Vehicle) collegato alla base di appoggio 6 da collegamenti flessibili non illustrati nelle figure allegate ed equipaggiato con attrezzi di dragaggio atti a essere disposti dalle bande opposte della tubazione 2 e creare le condizioni per un ulteriore affondamento della tubazione 2 nella trincea 5 per correggere il profilo batimetrico della tubazione 2. Preferibilmente, le operazioni di livellamento del fondo della trincea 5 sono eseguite prima dello riempimento della trincea 5.

In alternativa al dispositivo livellatore 14 sopra identificato possono essere impiegati altri dispositivi come ad esempio il dispositivo descritto nella domanda di brevetto WO 00/60178 a nome della richiedente.

IL CONTROLLO DELL’ALTEZZA DI INTERRAMENTO DELLA TUBAZIONE Con riferimento alla figura 3, il sensore 22 montato sul carrello 26 fornisce dei dati relativi alla coordinata H1 di profondità della sommità della tubazione 2, mentre i sensori 23 e 24 montati rispettivamente sulle slitte 27 e 28 forniscono dati relativi a una coordinata H2 correlata alla profondità della superficie del letto 3 del corpo d’acqua 4. Per la misura della profondità del letto 3 sarebbe sufficiente uno solo dei sensori 23 e 24, tuttavia più sensori possono fornire una misura più accurata in particolare quando la superficie del letto 3 è molto irregolare. In sostanza la misura della profondità del letto 3 è effettuata in prossimità del percorso P in modo tale che i dati rilevati di profondità possono essere considerati relativi alla profondità del letto 3 in corrispondenza del percorso P.

In sostanza, il profilo batimetrico del letto 3 rilevato lungo il percorso P o in prossimità del percorso P (figura 2). L’unità di controllo 18 è configurata per calcolare l’altezza di interramento R della tubazione 2 come la differenza fra la coordinata H1 di profondità correlata della sommità della tubazione 2 e la coordinata H2 correlata alla profondità del letto 3; e per confrontare l’altezza di interramento R con un valore di soglia RS che delimita un insieme di valori di altezza di interramento R ammissibili. Quando il l’altezza di interramento R calcolata è inferiore al valore di soglia RS, l’unità di controllo 18 emette un segnale di errore E2.

La coordinata H1 di profondità è associata a una coordinata X1 di posizione, mentre la coordinata H2 di profondità è associata a una coordinata X2 di posizione identificata della distanza lungo il percorso P fra le slitte 27 e 28 e un punto di riferimento della tubazione 2 lungo il percorso P. L’operazione di sottrazione fra le coordinate H1 e H2 di profondità deve essere effettuata per rispettivi valori delle coordinate X1 e X2 di posizione all’interno di un intervallo di confidenza, ossia relativamente ravvicinati e preferibilmente coincidenti.

Sulla base del segnale di errore E2 il dispositivo livellatore 14 (figura 1) interviene per abbassare la posizione della tubazione 2 nella trincea 5 fino a raggiungere una coordinata H1 di profondità tale che il l’altezza di interramento R calcolata sia maggiore o uguale al valore di soglia RS monitorando che tale abbassamento del fondo della trincea 5 non pregiudichi la linearità della tubazione 2.

Un’altra azione possibile a seguito dell’emissione del segnale di errore E2 è quella di inviare un segnale alle macchine di scavo 15 e 16, in modo da eventualmente correggere la profondità di scavo delle macchine 15 e 16 (figura 1).

In altre parole, l’unità di controllo 18 è in grado di acquisire il profilo batimetrico del letto 3 e confrontare il profilo batimetrico del letto 3 con il profilo batimetrico della porzione di tubazione 2 posata sul fondo della trincea 5 per determinare se l’altezza di interramento R rientra fra i valori ammissibili lungo l’intero percorso P .

IL CONTROLLO DELLA PROFONDITA’ DELLE MACCHINE DI SCAVO Con riferimento alla figura 2, il dispositivo di controllo 13 tramite i sensori 18 e 20 è in grado di monitorare rispettivamente le coordinate H3 e H4 di profondità delle macchine di scavo 15 e 16 e di valutare se tale profondità rispetta i valori di progetto. Le coordinate H3 e H4 di profondità delle macchine di scavo 15 e 16 sono messe in relazione con la coordinata H2 di profondità del letto 3 del corpo d’acqua 4 in modo da calcolare la profondità della trincea 5 rispetto alla superficie del letto 3 e garantire una sufficiente altezza di interramento R (non illustrato). Le coordinate H3 e H4 di profondità sono accoppiate rispettivamente a coordinate X3 e X4 di posizione identificative delle distanze lungo il percorso P fra le rispettive macchine di scavo 15 e 16 e un punto di riferimento della tubazione 2. Anche in questo caso, i calcoli volti a individuare la profondità di lavoro delle macchine di scavo 15 e 16 dovranno essere effettuati per coppie di coordinate X2 e X3 di posizione e coppie di coordinate X2 e X4 di posizione all’interno di un intervallo di confidenza in modo da ottenere dei risultati significativi.

In modo analogo, è possibile calcolare le coordinate di posizione lungo il percorso P e di profondità del dispositivo di scavo 11 di emergenza, il quale è disposto sulla porzione di tubazione 2 in campata ed è in grado di fornire informazioni circa la flessione della porzione di tubazione 2 in campata.

I VANTAGGI

Il gruppo di scavo 1 oggetto della presente invenzione permette di monitorare svariati parametri e di eseguire eventuali correzioni e aggiustamenti quando i parametri controllati non soddisfano le condizioni di progetto.

La possibilità di riconoscere prontamente eventuali anomalie rispetto ai parametri di progetto permette di correggere le impostazioni della macchina di interramento 1 per evitare che le anomalie insorgano nuovamente e di intervenire prontamente sulle cause delle anomalie.

Di conseguenza, il gruppo di scavo 1 premette di interrare una tubazione 2 nel letto 3 di un corpo d’acqua 4 in modo da garantire una soddisfacente linearità della tubazione e una sufficiente altezza di interramento R della tubazione 2.

È evidente infine che alla presente invenzione possono essere apportate varianti rispetto alla forma di attuazione descritta senza peraltro uscire dall’ambito di protezione delle seguenti rivendicazioni.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Metodo per disporre una tubazione (2) in un letto (3) di un corpo d’acqua (4); il metodo comprendendo le fasi di - avanzare un gruppo di scavo (1) lungo una tubazione (2) posata sul letto (3) del corpo d’acqua (4) lungo un percorso (P); - formare una trincea (5) nel letto (3) del corpo d’acqua (4) lungo il percorso (P) per mezzo del gruppo di scavo (1) in modo tale da permettere a una porzione di tubazione (2) di posarsi sul fondo della trincea (5); - acquisire per mezzo del gruppo di scavo (1) dati (H, L; R) correlati al profilo batimetrico della porzione di tubazione posata sul fondo della trincea (5); - confrontare i dati (H, L; R) acquisiti con un insieme di valori ammissibili; ed - emettere un segnale di errore (E1, E2) quando i dati acquisiti (H, L; R) sono all’esterno dell’insieme di valori ammissibili.
2. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui la fase di acquisire i dati (H, L; R) prevede di acquisire tramite il gruppo di scavo (1) prime coordinate (X1) della porzione di tubazione (2) posata sul fondo della trincea (5), le prime coordinate essendo indicative della distanza lungo il percorso (P) da un punto di riferimento della tubazione (2) e seconde coordinate (H1) indicative della profondità della porzione di tubazione (2) posata sul fondo della trincea (5), preferibilmente le seconde coordinate (H1) essendo indicative della profondità della sommità della tubazione (2).
3. Metodo secondo la rivendicazione 2, in cui la fase di acquisire i dati prevede di acquisire le prime e le seconde coordinate (X1, H1) a intervalli, preferibilmente regolari durante l’avanzamento del gruppo di scavo (1) lungo il percorso (P).
4. Metodo secondo la rivendicazione 3, in cui la fase di acquisire i dati prevede di interpolare i punti identificati dalle prime e seconde coordinate (X1, H1) con una curva per definire il profilo batimetrico della porzione di tubazione (2) posata sul fondo della trincea (5), preferibilmente la curva essendo formata da curve polinomiali del terzo ordine con continuità fino alla derivata seconda nei punti di collegamento fra due diverse curve polinomiali.
5. Metodo secondo rivendicazione 4, in cui la fase di acquisire i dati prevede di rilevare estremi relativi della curva, e calcolare la variazione di profondità (H) e la distanza (L) fra ciascuna coppia di estremi relativi consecutivi.
6. Metodo secondo la rivendicazione 5, in cui la fase di acquisire i dati prevede di rilevare gli estremi relativi della curva, e calcolare la variazione di profondità (H) e la distanza (L) fra l’ultimo estremo relativo e l’ultima prima coordinata (X1) acquisita.
7. Metodo secondo la rivendicazione 5 o 6 comprendente la fase di confrontare la variazione di profondità (H) calcolata e la distanza (L) calcolata con l’insieme di valori ammissibili.
8. Metodo secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni comprendente la fase di definire l’insieme dei valori ammissibili in funzione delle caratteristiche fisiche, meccaniche e dimensionali della tubazione (2).
9. Metodo secondo la rivendicazione 8, in cui l’insieme di valori ammissibili comprende coppie di valori indicativi della linearità della porzione di tubazione (2) posata sul fondo della trincea (5); preferibilmente ciascuna coppia di valori essendo definita da una variazione ammissibile di profondità di una deformazione della tubazione (2) e da una lunghezza ammissibile della deformazione.
10. Metodo secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni comprendente la fase di modificare il fondo della trincea (5) sotto la porzione posata di tubazione (2) in funzione del segnale di errore (E1), preferibilmente il segnale di errore (E1) essendo proporzionale all’entità dell’errore, ossia allo scostamento dei dati (H, L) acquisiti dall’insieme dei valori ammissibili.
11. Metodo secondo la rivendicazione 10, comprendente la fase di riempire la trincea (5), preferibilmente per mezzo del gruppo di scavo (1); la fase di modificare il fondo della trincea (5) essendo preferibilmente realizzata prima della fase di riempire la trincea (5).
12. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 11, in cui la fase di acquisire i dati prevede di acquisire per mezzo del gruppo di scavo terze coordinate (X2) del letto (3), le dette terze coordinate (X2) essendo indicative della distanza lungo il percorso (P) da un punto di riferimento della tubazione (2), e quarte coordinate (H2) indicative della profondità del letto (3) del corpo d’acqua (4) in modo da identificare il profilo batimetrico del letto (3) lungo il percorso (P).
13. Metodo secondo la rivendicazione 12 comprendente le fasi di - calcolare le differenze fra le seconde coordinate (H1) e le quarte coordinate (H2) quando le rispettive prime coordinate (X1) e terze coordinate (X2) sono all’interno di un intervallo di confidenza; tali differenze essendo correlate all’altezza di interramento (R) della tubazione (2); - confrontare le differenze con un valore di soglia (RS) che delimita un insieme di valori ammissibili; ed - emettere un ulteriore segnale di errore (E2) quando almeno una delle differenze è inferiore al valore di soglia (RS).
14. Gruppo di scavo per disporre una tubazione in un letto di un corpo d’acqua; il gruppo di scavo (1) essendo avanzato lungo un percorso (P) definito da una tubazione (2) posata sul letto (3) del corpo d’acqua (4) e comprendendo: - almeno una macchina di scavo (15, 16) per formare una trincea (5) nel letto (3) del corpo d’acqua (4) in prossimità della tubazione (2) in modo tale da permettere a una porzione di tubazione (2) di posarsi sul fondo della trincea (5); - un dispositivo di controllo (13) configurato per acquisire dati (H, L; R) correlati al profilo batimetrico della porzione di tubazione (2) posata sul fondo della trincea (5); per confrontare i dati (H, L; R) acquisiti con un insieme di valori ammissibili; e per emettere un segnale di errore (E1; E2) quando i dati acquisiti (H, L; R) sono all’esterno dell’insieme di valori ammissibili.
15. Gruppo di scavo secondo la rivendicazione 14, in cui il dispositivo di controllo (13) comprende almeno un dispositivo di riconoscimento della posizione (29) per acquisire prime coordinate (X1) della porzione di tubazione (2) posata sul fondo della trincea (5), le prime coordinate (X1) essendo indicative della distanza lungo il percorso (P) da un punto di riferimento della tubazione (2); e un primo sensore (22) per acquisire seconde coordinate (H1) indicative della profondità della porzione di tubazione (2) posata sul fondo della trincea (5), preferibilmente le seconde coordinate (H1) essendo indicative della profondità della sommità della tubazione (2); il dispositivo di controllo (13) comprendendo un’unità di controllo (18) provvista di una memoria atta a memorizzare le prime e le seconde coordinate (X1, H1) e l’insieme di valori ammissibili comprendente coppie di valori indicativi della variazione ammissibile di profondità di una deformazione della tubazione (2) e della lunghezza ammissibile della deformazione della tubazione (2).
16. Gruppo di scavo secondo la rivendicazione 15, in cui l’unità di controllo (18) è configurata per - acquisire le prime e le seconde coordinate (X1, H1) a intervalli, preferibilmente regolari; e - interpolare i punti identificati dalle prime e seconde coordinate (X1, H1) con una curva identificativa del profilo batimetrico della porzione di tubazione (2) posata sul fondo della trincea (5), preferibilmente la curva essendo formata da curve polinomiali del terzo ordine con continuità fino alla derivata seconda nei punti di collegamento fra due diverse curve polinomiali.
17. Gruppo di scavo secondo rivendicazione 16, in cui l’unità di controllo (18) è configurata per - rilevare estremi relativi della curva; - calcolare la variazione di profondità (H) e la distanza (L) fra ciascuna coppia di estremi relativi consecutivi; e - calcolare la variazione di profondità (H) e la distanza (L) fra l’ultimo estremo relativo e le ultime prime e seconde coordinate (X1, H1) acquisite.
18. Gruppo di scavo secondo la rivendicazione 17, in cui l’unità di controllo (18) è configurata per confrontare la variazione di profondità (H) e la distanza (L) calcolati con l’insieme di valori ammissibili.
19. Gruppo di scavo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 14 a 18 comprendente un dispositivo livellatore (14) per modificare il fondo della trincea (5) sotto la porzione di tubazione (2) posata sul fondo della trincea (5) in funzione del segnale di errore (E1), preferibilmente il segnale di errore (E1) essendo proporzionale all’entità dell’errore, ossia allo scostamento dei dati (H, L) dall’insieme dei valori ammissibili.
20. Gruppo di scavo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 14 a 19, il cui il dispositivo di controllo (13) comprende almeno un secondo sensore (23, 24) per acquisire terze coordinate (X2) del letto (3), le terze coordinate essendo indicative della distanza lungo il percorso (P) da un punto di riferimento della tubazione (2), e da quarte coordinate (H2) indicative delle profondità del letto (3) del corpo d’acqua (4) lungo il percorso (P) in modo da identificare il profilo batimetrico del letto (3) lungo il percorso (P).
21. Gruppo di scavo secondo la rivendicazione 20, in cui l’unità di controllo (18) è configurata per - calcolare le differenze fra le seconde coordinate (H1) e le quarte coordinata (H2) quando le rispettive prime coordinate (X1) e seconde coordinate (X2) sono all’interno di un intervallo di confidenza; tali differenze essendo correlate all’altezza di interramento (R) della porzione di tubazione (2) posata sul fondo della trincea (5); - confrontare le differenze con un valore di soglia (RS) che delimita l’insieme di valori ammissibili; e - emettere un ulteriore segnale di errore (E2) quando almeno una delle differenze è inferiore al valore di soglia (RS).