JPS5856771B2 - 埋設パイプラインの直下に溝を掘る機械 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、溝中（こ埋設しようとするパイプラインの周
りで軌道回転運動をするように刃先を担持する円板を回
転させることにより溝掘りを行なう効率のよいシステム
を採用すること【こよって安定した作用をなすいわゆる
逆回転円板溝掘り機と呼ばれる装置であって、これによ
って海底、岩盤ざら（こは深い海に置いたパイプライン
の直下に溝を掘る装置Ｏこ関する。

海中（こおいて溝を掘ることは、碇泊する船舶のいかり
に引掛けられてパイプラインがこわれるという致命的な
事故から、海底ｌこ置いたパイプラインを保護するため
に必要なことであることはすで（こ知られているところ
である。

しかし、溝掘りの作業は操作上大きな安全性のゆとりを
見込んでなされなければならず、しかも作業の経済性に
マイナスの影響を与える時間の浪費という問題が生じな
いように必要な規則正しさをもって仕事を進めるという
性能を要求されるのである。

これに加えて溝掘りを行なうために用いられる装置は溝
掘り作業中様々に異なった種類の海底の地形（こ合せる
必要性についての要求を満すものでなければならない。

この事実からこのような要求は、目的に適合しかつ簡易
性、急速性および使用の安全性を有しながら複数の性能
を与えることが可能な機械を採用することにつながるも
のである。

さて、埋設パイプラインの直下ｌこ溝を掘るために現在
知られている機械のすべては実際的な作業性および経済
性の両方について欠陥を持つものであった。

その上従来型の機械のいくつかの種類のものでは、溝掘
り作業のためにモータシャフトの端部にバスケット状に
連動させた多数本の刃をもった掘さく工具をそなえてお
り、これらの刃は担持フレームに架装されており敷設し
たパイプラインのまわりを掘れるように成る程度の角度
だけ回転できかつ傾斜できるものである。

この刃バスケットは海底を掘る【こは好適なものでなく
、その軸は嵩高のために海底の様々な地形によって要求
される調節操作における各種の困難を解決することを要
求されるものである。

他方、上述の従来形の掘さく工具およびおおよそ円錐形
の外形をしモータシャフトの端部（こブレードまたはポ
イントをそなえた他の掘さく工具はいくつかの種類のフ
レームに架装されて用いられる。

これらは屡々トロール軌道に取付けられ、このトロール
軌道は各種の操作において嵩高くかつ扱いにくいエンジ
ンで駆動され、そのため溝掘り作業は時間的にはるかに
のろいものとなってしまう０ さら【こ、溝掘りのために機械を案内する装置はこれが
電子式のものであるとすれば、フレームまたは溝掘り工
具を担持する動道車両に一体としたアームによって支持
される。

これ（こ対してもしこの案内装置が機械式の車輪を有す
るものであれば、これはフレームまたは駆動装置とパイ
プラインとの間に挿置される。

いずれの場合であっても、これらは敷設したパイプライ
ンの長手方向軸線に沿って着実な前進をなすのに充分な
信頼性を有するものでない。

他の既知機械は各種のアンバランスにさらされるもので
ある。

これは主として支持フレームに負荷または空気リザーバ
を印加すること【こよって適宜に対向させることができ
ない海流の発生に由来する長手方向のトリムによるもの
である。

さらに露出した岩がちらばっている海底の変化する地形
のため、機械的に突き出すアームを適用することは溝掘
り装置の運動をさまたげることになりかねない。

さらにもしモータ駆動勅道の作用に基くものであれば、
当業界ｌこ現在知られている前進システムは、平坦な海
底をさぐるだけに限定されている。

すなわち泥の海底または岩だらけの海底はいずれもトロ
ール動道が正しい掘さく作用を行なうのをさまたげるか
らである。

前進システムが海面上の船によって曳航されるケーブル
の引きずりＧこよって与えられる掘さく作用に基ずくも
のとすれば、海面上の船と海底で作業する掘さく機械と
の間のケーブルの牽引力の変化と制御のための信号との
間のずれに由来する案内の不確実さが生ずる。

本発明の目的は上述の欠点をなくした埋設パイプライン
の直下に溝を掘る機械を提供するにある。

すなわち本発明は、埋設パイプラインの直下に溝を掘る
機械において、少なくともふたつの長手方向に延びる支
持部材と、これら支持部材の両端部領域に担持され下向
きの開放領域を有するふたつのフードと、これらフード
のそれぞれ【こひとつずつ担持され、スリーブ完成時の
第１の位置と前記フードの下向き開放領域への前記パイ
プラインの進入をじゃましない第２の位置との間での相
対移動を行なうことができるふたつの円弧状の素子から
形成されたふたつのスリーブと、これらスリーブのそれ
ぞれにひとつずつ担持されそれぞれビットを徊持しそれ
ぞれ前記ふたつの円弧状の素子に対応すると共にこれら
ふたつの円弧状の素子にそれぞれ担持されたふたつの円
弧状の部材から形成されたふたつの環状部材と、前記円
弧状の素子と前記円弧状の部材との間の相対運動を生じ
させ前記パイプラインのまわりに前記スリーブを完成さ
せると共【こ前記環状部材を完成せしめる第１の装置と
、このように完成せしめられた環状部材を前記完成せし
められたスリーブ（こ対して回転せしめる第２の装置と
、前記支持部材に担持され機械を前記パイプラインにク
ランプするかまたは前記パイプラインに沿って移動せし
める少なくともふたつのクランプ装置とを包含し、機械
が前記パイプラインをまたいだ時前記第１の装置が作動
して前記環状部材を完成せしめ、前記第２の装置が前記
環状部材を前記スリーブに対して回転せしめて掘削を行
ない、前記クランプ装置が作動して機械を前記パイプラ
インに沿って移行せしめて前記パイプラインの下方（こ
溝を掘るようにしたことを特徴とする機械にある。

以下本発明を添付図面（こ例示した本発明の好適な実施
例について詳述する。

第１ａ図ないし第３ｂ図０こ示すように、本発明機械は
符号１を付して示しである。

これらの図は機械１とパイプライン４９との関係を示す
。

機械１はトリムと浮力を調整する浮力タンク５６とふた
つのクランプ６１．６２とを包含する。

これらふたつのクランプ６１．６２はそれぞれ、機械１
をパイプライン４９にクランプ止めするためのふたつの
あご部分をそなえている。

また機械１には海底から土砂を吸い上げるための４本の
管５２が設けである。

第３ｂ図には掘刷用ビットを担持する環状部材１２が示
しであるが、第１ｂ図および第２ｂ図ではこの環状部材
１２を構成する主な扇形部分７のみが示されている。

（第１２図（こついて後述するようにこの扇形部分７に
部分４をはめ込んで環状部材１２が完成する。

）また機械１にはコンテナ５４が設けである。

このコンテナ５４は電動機（図示しない）を収容してお
り、この電動機は海上の船からのケーブル６０から給電
される。

環状部材１２は液圧モータ（図示しない）で駆動される
。

この液圧モータは前述の電動機で駆動されるものとする
。

第１ａ図および第１ｂ図において、クランプ６１および
６２のあご部分は開いており、環状部材１２の扇形部分
７のそれぞれはその開方部分を下方に向けている。

機械１はこの状態でパイプライン４９の上へとおろされ
、あご部分がパイプライン４９をまたぎ機械がパイプラ
インの上に乗るようになる。

次いでクランプ６１および６２のあご部分をパイプライ
ン４９の上で閉じ、管５２から海底５７の土砂を吸って
排除して、環状部材１２を完成させるのに必要な空間を
形成するのである。

次いでこの空間を利用して第１２図に示す部分４を扇形
部分７にはめ込んで環状部材１２を完成し、これを用い
て掘削を開始して第３ａ図および第３ｂ図に示すような
溝５８を形成できるようにするのである。

浮力クンク５６は海上の船から機械１を海底へおろす間
およびパイプラインに沿う掘進中本機械１を安定化せし
める作用を果す。

第５図に示すように、機械１はふたつの支持部材３１（
そのうちの一方のみを示す）を有する。

これらの支持部材３１は互いに平行で同一水平面内で間
隔を隔てている。

これら支持部材３１はその両端部を掘削機構に接続して
あり、かつその中央部分を安定化兼前進機構に接続しで
ある。

掘削機構の一部分（こついては第５図ないし第１０図に
よく示しである。

ふたつの支持部材３１により機械１の両端部（こ固定フ
ード５が担持されている。

各固定フードは円弧状の横断面形状のものでその開方部
分を下方に向けている。

各固定フード５にはふたつの外向きの円周方内錐ガイド
１６（第７図および第８図）がある。

この雄ガイド１６は大体鳩尾状の形状をしている。

各フード５はスリーブ１１（第５図）を担持している。

このスリーブ５は主な扇形部分２と小さな扇形部分３と
から成る。

主な扇形部分２はおおよそ鳩尾状のふたつの内向き円周
方向雌ガイド１５（第７図および第８図）を有する。

この雌ガイド１５の中にフード５の雄ガイド１６を収容
せしめる。

フード５は液圧モーフ２９を担持している。この液圧モ
ーフはピニオン６を有し、このピニオン６はスリーブ１
１の主な扇形部分２と一体のリングギヤとかみ合って、
この主な扇形部分２がフード５のまわりを回転できるよ
う（こしている。

それぞれのフード５の頂部に沿って、おおよそ鳩尾状を
なしたふたつの長手方向に延びる雌ガイド９（第６図、
第７図、第９図および第１０図）がある。

各スリーブ１１の小さな扇形部分３にはふたつの対応す
る雄ガイドがあり、小さな扇形部分３がフード５に対し
て長手方向に移動できるようにしである。

各フード５の頂部にはラム８（第６図）があり、このラ
ム８はスリーブ１１の小さな扇形部分３に接続したピス
トンロッドを有しており、扇形部分３の長手方向の移動
を行なえるようにする。

環状部材１２は、それぞれスリーブ１１の小さな扇形部
分３および大きな扇形部分２に対応する小さな扇形部分
４および大きな扇形部分７から成る。

スリーブ１１にはその外端面（こふたつの同軸の鳩尾状
雌ガイドが形成されており、この中Ｇこふたつの対応す
る雄ガイド２２（第６図）が収容される。

この雄ガイド２２は環状部材１２（すなわち扇形部分４
および７））こ形成されたものであって、環状部材１２
とスリーブ１１との相対的な回転を可能にしている。

さらに、各フード５は１組の車輪１９をそなえたシール
ド１７（第６図）（こ固定してあり、これによりパイプ
ライン４９＆こ沿う機械１の移動を助けている。

スリーブ１１の主な扇形部分２は、この扇形部分２の開
放しているところが下方を向く最初の位置から上方を向
く位置まで）−ド５のまわりを回動できる。

扇形部分２の開放しているところが上方を向く位置では
、扇形部分２は第５図【こ示すように扇形部分２とフー
ド５との間に延在するピン２３により、それ以上の回動
をしないように鎖錠することができる。

スリーブ１１の主な扇形部分２はピン２５により環状部
材１２の主な扇形部分７に対して鎖錠することができる
。

同様（こ、環状部材１２の小さな扇形部分４はピン２６
によりスリーブ１１の小さな扇形部分３に対して鎖錠す
ることができる。

小さな扇形部分３には液圧モータ３０が装架しである。

この液圧モータ３０はピニオン６４を有し、このピニオ
ン６４は環状部材１２に如持されたりングギャＧこかみ
合って、ピン２５および２６が鎖錠位置にない時液圧モ
ータ３０は環状部材１２の回転を生せしめることができ
る。

また、第５図に示すように環状部材１２【こは通路５９
があり、掘削時の岩くずをここから除去することができ
る。

また環状部材−１２ｔこはシールド６３が設けてあり、
これによりパイプライン４９を岩ぐずから防護している
。

第５図はまた環状部材【こ装架したビットのうちのふた
つを例示している。

ビット２８は内周に装架した６個のビットのうちのひと
つを示し、ビット２１は外周（こ装架した６個のビット
のうちのひとつを示す。

これらのビットの配置については第１２図および第１３
図によく示しである。

さらに、第５図は４個のエゼクタ５３のうちのひとつを
示している。

このエゼクタ５３は管５２を介し土砂を吸引し、これを
出口５５から放出する。

ビット２７および２８によって掘削された岩くずは通路
５９を介し管５２へ吸引され、エゼクタ５３を介して出
口５５から排出される。

第５図に示すピン２４は、小さな扇形部分３を小さな扇
形部分４が主な扇形部分７に整合するまで充分に移動せ
しめられた時、スリーブ１１の小さな扇形部分３をフー
ド５１こ鎖錠するピンである。

第５図に示した残りの部分を説明する前に環状部材の完
成方法について述べる。

すなわち小さな扇形部分３は、ピストンロッドがラムの
中へ引き込まれた第７図に示す位置【こあるとする。

また環状部材１２の主な扇形部分７が第１ｂ図に示すよ
うに下方に開放した位置にあるものとする。

機械１は第１ａ図、第１ｂ図、第２ａ図および第２ｂ図
に示すようにパイプライン４９の上へとおろされる。

次いで電動機２９を作動せしめて、スリーブ１１の主な
扇形部分２を１８０度回転せしめ、これに伴ない環状部
材１２の主な扇形部分７を１８０度回転せしめる。

次いでスリーブの主な扇形部分２をピン２３（こよりフ
ード５に対して正規位置に鎖錠する。

次いでラム８を作動させて、小さな扇形部分３および小
さな扇形部分４を、小さな扇形部分４が主な扇形部分７
と整合するまで右方へ移動せしめる。

こうなってからピン２４で小さな扇形部分３を］−ド５
に対して鎖錠する。

この時点においてピン２５および２６をその鎖錠位置か
ら引き抜き、環状部材１２が自由に回転できるようにす
る。

小さな扇形部分４の長手方向移動の間、鳩尾状の雄ガイ
ド１３は主な扇形部材７の対応する雌ガイド中に入って
おり、これら雌ガイドの盲端部（こ当って、しっかりと
環状部材１２を形成する。

電動機３０を作動させると環状部材１２はスリーブ１１
のまわりを回転する。

ピン２３，２４，２５および２６はたとえば海面上の船
のような遠隔位置から自動制御で操作できる。

第１７図ないし第２５図に示した部材（こ対応する第５
図の残りの部材Ｏこついて記述する前（こ、第１１図な
いし第１５図の部材について説明する。

第１１図はパイプライン４９の上に環状部材１２を偏心
的に装架した様子を略図的（こ示すものである。

環状部材１２の中心は点５１で、パイプラインの中心は
点５０で示しである。

またこの図では１０個のエゼクタ１８を示しである。

これらのエゼクタのうちのひとつを第６図に示しである
のである。

これらのエゼクタは掘削した岩ぐずが〕−ド５（第６図
には示されているが第１１図には示されていない）の内
部領域に入るのを防止する。

第１２図は環状部材１２の小さな扇形部分４と主な扇形
部分７とを展開した状態で示している。

小さな扇形部分４には３個のビットが設けである。

すなわちビット２７がひとつ、ビット２８がふたつ設け
である。

主な扇形部分は９個のビットが設けである。

すなわちビット２７が５個、ビット２８が４個である。

ビット２８は小さな円上にあり、ビット２７はこれと同
心の大きな円上に配置しである。

これについては環状部材１２を組立てた状態で示す第１
３図に明瞭【こ示しである。

また、第１２図および第１３図において通路５９がよく
示されている。

これらの通路は掘削した岩くずを管５２へと送るための
通路である。

第１４図はシールド６３に対するひとつのビット２８の
装架状態を示している。

第１５図はビット２γの装架状態を示している。

これら２種類のビットの装架位置の相互関係を第１６図
に示しである。

さて、第５図に示した残りの部材について説明を続ける
と、ふたつの支持部材３１はそれぞれスライダ３２を支
持する。

このスライダ３２は支持部材３１（こ対して長手方向に
滑動することができる。

パイプライン４９をまたいでブリッジ３４が設けられて
おり、このブリッジ３４はピン３３（第２１図参照）に
よりその端部をスライダ３２中に枢動可能に装架しであ
る。

ブリッジ３４【こは頂部クランプ３９（第５図）がリン
クしてあり、この頂部クラン力こは側部クランプ４１を
有するアーム４２（第２４図参照）が装架しである。

このアーム４２はパイプライン４９の各側部（こふたつ
ずつある。

頂部クランプ３９は長手方向に延びる補強梁３８で補強
されている。

またジヤツキ４８が設けてあり、このジヤツキ４８のシ
リンダ側端部はひとつの支持部材３１に取付けてあり、
そのピストンロッド側は、ブリッジ３４およびスライダ
３２が支持部材３１（こ対して長手方向（こ移動できる
よう（ごしてブリッジ３４に取付けである。

クランプ４１はアーム４２によりパイプライン４９の側
部領域に向けて付勢せしめることができる。

クランプ３９もまたこの条件下（こおいてパイプライン
４９ｃこ向けて付勢せしめられる。

他方、車輪４５とテンションバー４６は頂部クランプ３
９をパイプライン４９から離れさせつづけている。

またジヤツキ４０が設けてあり、これはひとつの支持部
材３１とガイド３５（第５図には図示していないが、第
１γ図、第１８図、第１９図および第２０図に図示され
ている）との間に延在している。

ガイド３５は頂部クランプ３９に溶接されている。

このジヤツキ４０はブリッジ３４の垂直からの変位に応
答するセンサ（図示しない）によって駆動されるもので
、これＯこより機械１の主要部分が、たとえクランプ３
９および４１が頂部クランプ３９が正確に頂部である位
置からずれたとしても、常【こ垂直の姿勢（こあること
を保証せんとするものである。

第１７図はパイプライン４９上の頂部クランプ３９の一
部分を示す側面図である。

頂部クランプ３９にはガイド３５が溶接しである。

ガイド３５は円弧状のふたつの対向する内向きのフラン
ジ３７（第２０図参照）をそなえている。

これらのフランジ３７はブリッジ３４の対向面のふたつ
の溝３６内に位置し、ブリッジ３４とガイド３５との間
の振動運動を許容している。

アーム４２は第２２図および第２４図に示すようにガイ
ド３５の対向する端部領域を貫いて延在するピン４３０
こより枢動可能に装架してあり、また第２３図、第２４
図および第２５図に示すようにジヤツキ４４に枢動可能
にリンクされている。

このジヤツキ４４が伸長するとクランプ４１がパイプラ
イン４９をとらえ、これが縮退するとクランプ４１はパ
イプライン４９から充分にはなれるようになる。

第５図および第１１図ないし第２６図に示すブノツジと
クランプの機構は第１ａ図（こ示したクランプ６２とみ
ることができる。

また第１ａ図のクランプ６１ｃこ示すようｋここれと同
様な機構をそなえていることも明かである。

クランプ６１でしっかりとパイプライン４９をつかむと
、他のクランプ６２および機械１の他部分はパイプライ
ン４９に沿って前進せしめられる。

次いでクランプ６２でパイプライン４９をしっかりとつ
かみ、第１のクランプ６１をパイプラインから釈放して
クランプ６２の方へと移動せしめる。

ジヤツキ４４を後退せしめてクランプ４１をパイプライ
ン４９から離し、テンションバー４６でクランプ３９内
の溝を介して車輪４５を付勢する。

これによりクランプ３９をパイプライン４９から引きは
なすのである。

次いでジヤツキ４８を作動せしめてブリッジ３４、スラ
イダ３２およびクランプ３９および４１を支持部材３１
に対して移動せしめる。

次いでジヤツキ４４を伸長せしめてクランプ３９および
４１をパイプライン４９へ鎖錠する。

次いでもう一方のブリッジおよびクランプ機構のクラン
プをパイプライン４９から釈放して、ジヤツキ４８を後
退せしめ支持部材３１および機械１の大部分を第５図の
右方へと移動せしめる。

この後スべてのクランプを動かしてパイプライン４９を
つかみ、この新しい位置で掘削を再開するのである。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図、第１ｂ図、第２ａ図、第２ｂ図、第３ａ図、
第３ｂ図は本発明機械のパイプラインへの装架を略図的
に説明する側面図および端面図、第４図は本発明機械の
平面図、第５図は本発明機械の半分を示す立面図で、他
の半分はこれと対称である。 第６図は本発明機械の一端部を示す横断面図、第７図は
機械の端部の頂面図、第８図はフードの側面図、第９図
は第６図のＡ−Ａ線に沿う横断面図、第１０図は第６図
のＢ−Ｂ線【こ沿う横断面図、第１１図はパイプライン
上に偏心的に当る環状部材とシールドと車輪とを示す略
図、第１２図は環状部材の主な扇形部分と小さな扇形部
分とを示す図、第１３図は環状部材の組立体を示す立面
図、第１４図および第１５図はビットを示す横断面図、
第１６図はビットの外形を示す略図、第１７図はガイド
を溶接した頂部クランプの一部の側面図、第１８図はガ
イドの正面図、第１９図は頂部クランプの一部とガイド
の平面図、第２０図は頂部クランプとガイドの長手方向
横断面図、第２１図はふたつの支持部材に枢装したふた
つのブリッジの一方の側面図、第２２図はひとつのブリ
ッジの長手方向横断面図、第２３図は頂部クランプの一
部と側部クランプとの側面図、第２４図は第２３図のＣ
−Ｃ線に沿う断面図、第２５図は頂部クランプの一部と
ふたつの側部クランプとを示す図、第２６図は頂部クラ
ンプをもちあげるトーションバーの側面図である。 １・・・・・・機械、５６・・・・・・浮力タンク、６
１，６２・・・・・・クランプ、４９・・・・・・パイ
プライン、２，４゜７・・・・・・扇形部分、５２・・
・・・・管、１２・・・・・・環状部材、５４・・・・
・・コンテナ、６０・・・・・・ケーブル、５・・・・
・・固定フード、１７，６３・・・・・・シールド、２
９・・・・・・液圧モータ、６，６４・・・・・・ピニ
オン、２３，２５・・・・・・ピン、１６・・・・・・
雄ガイド、１１・・・・・・スリーブ、９．２２・・・
・・・溝、８，４０・・・・・・ジヤツキ、１９゜４５
・・・・・・車輪、５９・・・・・・通路、２７，２８
・・・・・・ビット、３４・・・・・・ブリッジ、３２
・・・・・・スライド、４６・・・・・・トーションバ
ー、４２・・・・・・アーム、３５・・・・・・ガイ
ド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 埋設パイプラインの直下に溝を掘る機械において、
   少なくともふたつの長手方向に延びる支持部材と、これ
   ら支持部材の両端部領域に担持され下向きの開放領域を
   有するふたつのフードと、これらフードのそれぞれｌこ
   ひとつずつ担持され、スリーブ完成時の第１の位置と前
   記フードの下向き開放領域への前記パイプラインの進入
   をじゃましない第２の位置との間での相対移動を行なう
   ことができるふたつの円弧状の素子から形成されたふた
   つのスリーブと、これらスリーブのそれぞれにひとつず
   つ担持されそれぞれビットを担持しそれぞれ前記ふたつ
   の円弧状の素子（こ対応すると共にこれらふたつの円弧
   状の素子にそれぞれ担持されたふたつの円弧状の部材か
   ら形成されたふたつの環状部材と、前記円弧状の素子と
   前記円弧状の部材との間の相対運動を生じさせ前記パイ
   プラインのまわりに前記スリーブを完成させると共【こ
   前記環状部材を完成せしめる第１の装置と、このよう（
   こ完成せしめられた環状部材を前記完成せしめられたス
   リーブに対して回転せしめる第２の装置と、前記支持部
   材に担持され機械を前記パイプラインにクランプするか
   または前記パイプライン【こ沿って移動せしめる少なく
   ともふたつのクランプ装置とを包含し、機械が前記パイ
   プラインをまたいだ時前記第１の装置が作動して前記環
   状部材を完成せしめ、前記第２の装置が前記環状部材を
   前記ス１−ブ（こ対して回転せしめて掘削を行ない、前
   記クランプ装置が作動して機械を前記パイプラインに沿
   って移行せしめて前記パイプラインの下方【こ溝を掘る
   ようにしたことを特徴とする機械。