NL1020754C2 - Inrichting voor het verwijderen van sediment en functie-eenheid voor toepassing daarin. - Google Patents

Description

Λ

Inrichting voor het verwijderen van sediment en functie-eenheid voor toepassing daarin.

De uitvinding heeft op de eerste plaats betrekking op een inrichting voor het verwijderen van sediment, zoals zand, klei of dergelijke, vanaf zich onder de waterspiegel bevindende installaties, zoals pijpleidingen of dergelijke, 5 bestaande uit een door middel van hijs- en besturingskabels met een hijsinstallatie verbindbare functie-eenheid die is' voorzien van een kanaal met daarin geplaatste aandrijfbare propeller voor het opwekken van een waterstroming door het kanaal vanaf een inlaatzijde naar een uitlaatzijde daarvan. 10 Zich op of in de zeebodem bevindende offshore in stallaties, zoals bijvoorbeeld gas- of olieleidingen, worden na verloop van tijd bedekt door sediment (zoals bijvoorbeeld zand, klei of dergelijke). Gas- of olieleidingen worden bovendien vaak in een in de zeebodem gemaakte sleuf gelegd en 15 direct na het leggen afgedekt met zand of steenmateriaal (dat binnen het kader van de onderhavige aanvrage geacht wordt te vallen onder de aanduiding sediment). Als men dergelijke installaties wil inspecteren, repareren of zelfs verwijderen, is het in het algemeen noodzakelijk om eerst 20 het sediment te verwijderen. Hiertoe wordt een bekende functie-eenheid met behulp van de hijsinstallatie afgezonken tot juist boven de te verwijderen sedimentlaag. De hijsinstallatie kan zich bijvoorbeeld op het dek van een schip bevinden. Door de propeller op een geschikte wijze aan te drijven 25 wordt omringend zeewater aan de inlaatzijde van het kanaal aangezogen en via de uitlaatzijde met verhoogde snelheid uitgestoten. Op deze wijze wordt een waterstroming opgewekt waarmee het sediment kan worden weggespoeld vanaf de betreffende installatie.

1 0 5>Γ. i,..% 2

Het is een doelstelling van de onderhavige uitvinding om een inrichting van het in de aanhef genoemde type te verschaffen die een verbeterde werking vertoont.

Hiertoe bezit de inrichting volgens de uitvinding 5 het kenmerk, dat in het kanaal twee onafhankelijk aandrijf-bare propellers in hoofdzaak coaxiaal achter elkaar zijn geplaatst, waarbij een eerste van deze propellers is uitgevoerd voor het opwekken van een waterstroming door het kanaal met een laag debiet en hoge snelheid, terwijl de tweede 10 propeller is uitgevoerd voor het opwekken van een waterstroming door het kanaal met een hoog debiet en lage snelheid.

Aan de kenmerkende maatregelen volgens de onderhavige uitvinding ligt het inzicht ten grondslag, dat bij het ' verwijderen van sediment de sedimenteigenschappen een be- 15 langrijke rol spelen. Sediment zonder onderlinge samenhang (bijvoorbeeld zand) kan het meest effectief worden verwijderd met een waterstroming met hoog debiet en lage snelheid. Sediment met een hoge onderlinge samenhang daarentegen, bijvoorbeeld klei, kan het meest effectief worden verwijderd 20 met een laag debiet en relatief hoge snelheid van de waterstroming. Door thans in het kanaal de genoemde twee onafhankelijk van elkaar aandrijfbare propellers aan te brengen, kan al naar gelang de aard van het te verwijderen sediment de ene, de andere of zelf beide propellers worden aangedre-25 ven, waardoor een waterstroming ontstaat met de gewenste eigenschappen.

Voor het daadwerkelijke ontwerp van de propellers ter verkrijging van de gewenste eigenschappen (laag/hoog debiet respectievelijk hoge/lage snelheid) kunnen uit de stro-30 mingsleer op zichzelf bekende constructieve maatregelen worden getroffen. Een voorbeeld van een maatregel is, dat een propeller voor het opwekken van een waterstroming met een laag debiet en hoge snelheid een kleine diameter bezit, terwijl een propeller voor het opwekken van een waterstroming 35 met een hoog debiet en lage snelheid een grote diameter be- 3 zit. Het is echter ook denkbaar, dat ter,verkrijging van de genoemde eigenschappen speciale contouren van het kanaal toepassing vinden. Dergelijke maatregelingen zijn uit de stromingsleer bekend, en behoeven hier derhalve geen nadere 5 toelichting.

In een gunstige Uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding bevindt de eerste propeller zich het dichtst bij de uitlaatzijde van het kanaal. Op deze wijze gaat zo weinig mogelijk van de voor een hoge snelheid opge-10 wekte impuls verloren alvorens de waterstroming het te verwijderen sediment bereikt.

Tevens geniet het de voorkeur, dat de eerste en tweede propeller onderling tegengestelde rotatierichtingen * bezitten. Een door de draaiende propellers opgewekt uitwen- 15 dig moment bezit hierdoor voor beide propellers een tegengesteld teken, zodat deze momenten elkaar geheel of grotendeels kunnen opheffen. Hierdoor kunnen extra maatregelen voor het stabiliseren van de functie-eenheid tot een minimum worden beperkt. Wanneer beide propellers in dezelfde rich-20 ting zouden draaien, zou het opgewekte uitwendige moment leiden tot een verdraaiing van de functie-eenheid, waarbij de bediening door middel van de hijskabels en besturingska-bels in gevaar zou kunnen komen.

In een alternatieve uitvoeringsvorm van de inrich-25 ting volgens de uitvinding is de functie-eenheid voorzien van ten minste twee naast elkaar gelegen kanalen waarin telkens een eerste en tweede propeller zijn geplaatst. Door dergelijke naast elkaar gelegen kanalen worden naast elkaar verschillende waterstromingen opgewekt, waardoor het bereik 30 en de effectiviteit van de functie-eenheid verder kan worden verhoogd.

Verwijzend naar het voorgaande ten aanzien van de opgewekte uitwendige momenten door de rotatie van de propellers, kan er in een dergelijk geval verder voor worden geko-35 zen, dat de in eenzelfde kanaal geplaatste propellers beide -·. ' ·* , 4 telkens in dezelfde richting roteren, maar dat de rotatie-richting van de propellers van het ene kanaal tegengesteld is aan de rotatierichting van de propellers van het andere kanaal. Ook op deze wijze kan het totale uitwendig moment 5 geheel of nagenoeg geheel tot nul worden gereduceerd.

Wanneer, overeenkomstig het voorgaande, ten minste twee naast elkaar gelegen kanalen zijn toegepast, is het verder uitermate handig wanneer de hoek tussen de twee kanalen instelbaar is. Wanneer bijvoorbeeld gewerkt wordt zonder 10 een onderlinge hoek tussen de kanalen (de opgewekte water-· stromingen zijn hierbij in hoofdzaak evenwijdig aan elkaar) kan het sediment over een relatief grote diepte, doch een kleine breedte, worden verwijderd. Door het instellen van een onderlinge hoek (hierbij zijn de waterstromingen niet 15 langer evenwijdig gericht, doch maken ze een hoek met elkaar) kan de diepte waarover het sediment wordt verwijderd, worden verminderd, doch tegelijkertijd de breedte van het bestreken gebied worden vergroot.

Constructief kan een dergelijke instelbaarheid 20 tussen de twee kanalen bijvoorbeeld worden gerealiseerd door een functie-eenheid die bestaat uit twee door middel van een scharnier met elkaar verbonden functie-eenheidhelften met daarin telkens één der kanalen. In dit kader is het dan tevens bijvoorbeeld mogelijk, dat de functie-eenheidhelften op 25 enige afstand van het scharnier zijn verbonden door een aandrijf eenheid, zoals bijvoorbeeld een cilinder-zuigersamen-stel. Een bekrachtiging van het cilinder-zuigersamenstel leidt tot een onderlinge rotatie van de functie-eenheidhelf-ten om het genoemde scharnier, waardoor een gewenste hoek 30 tussen de kanalen kan worden ingesteld.

Uiteraard zijn ook andere aandrijfeenheden mogelijk, teneinde een dergelijke instelling van de hoek tussen de kanalen te realiseren.

Met het oog op de omstandigheden onder water ge-35 niet het verder de voorkeur, dat de propellers aandrijfbaar 5 zijn door hydraulische motoren, doch men dient zich te realiseren dat ook andere aandrijftypes mogelijk zijn binnen het kader van de onderhavige utvinding. Derhalve zouden ook bijvoorbeeld elektromotoren toepassing kunnen vinden.

5. Tevens wordt een speciale variant van de inrich ting volgens de uitvinding genoemd, waarbij de hijsinstallatie is voorzien van een in- en uitschuifbare arm die aan zijn vrije uiteinde een om een in hoofdzaak verticale as roteerbare hulparm draagt via welke de hijskabels voor de 10 functie-eenheid worden geleid. Door de de toepassing van eèn dergelijke roteerbare hulparm kan de positie van de functie-eenheid zodanig worden gewijzigd, dat een rotatie plaatsvindt om de topas daarvan. Dit kan bijvoorbeeld handig zijn wanneer de hijsinstallatie zich aan boord van een schip be-15 vindt, en het schip een zodanige positie inneemt dat de zeegang wordt geminimaliseerd. Onafhankelijk van de positie van het schip kan de functie-eenheid dan zodanig om de genoemde topas worden geroteerd dat de operationeel meest gunstige positie ten opzichte van het te verwijderen sediment wordt 20 ingenomen.

De uitvinding heeft op de tweede plaats betrekking op een functie-eenheid voor toepassing in een inrichting voor het verwijderen van sediment volgens de uitvinding.

De uitvinding wordt hierna nader toegelicht aan de 25 hand van de tekening, waarin een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding is weergegeven.

Figuur 1 toont, uitermate schematisch, een inrichting volgens de uitvinding die is aangebracht aan boord van een schip; 30 figuur 2 toont een perspectivisch aanzicht van een uitvoeringsvorm van een functie-eenheid zoals toegepast in de inrichting volgens fig. 1; figuur 3 toont een langsdoorsnede door de in fig.

2 getoonde functie-eenheid , en 6 figuur 4 toont een perspectivisch aanzicht van een uitvoeringsvorm van een hijsinstallatie'zoals toegepast in de inrichting volgens fig. 1.

In figuur 1 is een schip 1 weergegeven aan boord 5 waarvan zich een hijsinstallatie 2 bevindt. Zoals later nog nader zal worden toegelicht is de hijsinstallatie onder andere voorzien van een in- en uitschuifbare arm 3 die aan zijn vrije uiteinde een om een in hoofdzaak verticale as 4 roteerbare hulparm 5 draagt. Via deze hulparm 5 worden onder 10 andere hijskabels 6 voor een functie-eenheid 7 geleid. Niet getoond in fig. 1 zijn besturingskabels voor de functie-eenheid 7.

De, met behulp van de hijskabels 6, aan de hijsin-, stallatie 2 opgehangen functie-eenheid 7 is in de getoonde 15 uitvoeringsvorm voorzien van twee functie-eenheidhelften 8 en 9 die aan hun bovenzijde door middel van een scharnier 10 met elkaar zijn verbonden. Elke functie-eenheidhelft 8 respectievelijk 9 is voorzien van een kanaal 11 waarin telkens coaxiaal achter elkaar twee onafhankelijk aandrijfbare pro-20 pellers 12 respectievelijk 13 zijn geplaatst.

Op een hierna te beschrijven wijze kan met behulp van de functie-eenheid 7 sediment 14 worden verwijderd vanaf een zich onder de waterspiegel bevindende installatie, zoals bijvoorbeeld een pijpleiding 15.

25 Thans wordt verwezen naar fig. 2, waarin de func tie-eenheid 7 perspectivisch is weergegeven. Zichtbaar zijn de beide functie-eenheidhelften 8 en 9 die door een schar-nierstang 10 scharnierend met elkaar zijn verbonden. Een cilinder- zuigersamens tel 16 is met zijn beide uiteinden op de 30 functie-eenheidhelften 8 en 9 bevestigd, en een in- en uit-schuiven van het cilinder-zuigersamenstel 16 leidt tot een instelling van de hoek tussen de beide functie-eenheidhelften 8 en 9 (waarbij een onderlinge rotatie om de schar-nieras 10 plaatsvindt).

1 ü c J / b 4 7

In fig. 2 zijn verder de hijskabels 6 zichtbaar, waarmee de functie-eenheid 7 aan de hijsinstallatie 2 is opgehangen. Elke functie-eenheidhelft is verder voorzien van ballastmiddelen 17, spanmiddelen 18 teneinde in een inopera-5 tieve positie de functie-eenheid 7 op het dek van het schip 1 vast te zetten, terwijl tevens een arm 20 zichtbaar is die bewakingsmiddelen (zoals een camera) kan dragen waarmee het uit te voeren proces kan worden bewaakt.

Fig. 2 toont de bovenzijde (inlaatzijde) van de 10 kanalen 11. Hierin zijn de propellers 12 zichtbaar.

Voor een nadere toelichting van de in fig. 2 getoonde functie-eenheid 7 wordt nu verwezen naar de langs-doorsnede overeenkomstig fig. 3. In elk kanaal 11 bevindt - zich een bovenste propeller 12 en een onderste propeller 13.

15 De propeller 12 bevindt zich het dichtst bij de inlaatzijde van het kanaal 11, terwijl de propeller 13 zich het dichtst bij de uitlaatzijde van het kanaal 11 bevindt. Elke propeller 12 wordt aangedreven door een aandrijfbron 21, en elke propeller 13 door een aandrijfbron 22. Deze aandrijfbronnen 20 kunnen bijvoorbeeld hydraulische motoren zijn.

Elk samenstel 12, 21 respectievelijk 13, 22 uit propeller en bijbehorende aandrijfbron is door middel van een ophanging 23 respectievelijk 24 aan de binnenzijde van het kanaal 11 opgehangen.

25 Zoals duidelijk uit het aanzicht volgens fig. 3 blijkt, is de diameter van elke bovenste propeller 12 groter dan de diameter van elke onderste propeller 13. Tevens bevindt elke onderste propeller 13 zich in een versmald hulp-kanaal 25. Met behulp van elke bovenste propeller 12 wordt 30 een waterstroming vanaf de inlaatzijde naar de uitlaatzijde van het kanaal 11 opgewekt met een hoog debiet, doch lage snelheid. Met behulp van elke propeller 13 wordt daarentegen een waterstroming opgewekt met een laag debiet, doch hoge snelheid. Door het naar keuze activeren van de aandrijfbron-35 nen 21 en 22 kan aan de uitlaatzijde van elk kanaal 11 de

JP

f {- j 8 gewenste waterstroming worden opgewekt teneinde een sediment vanaf een installatie 15 te verwijderen. De keuze van het type waterstroming hangt hierbij af van de aard van het te verwijderen sediment.

5, In de in fig. 2 en 3 getoonde uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding bezitten de propellers 12 van de functie-eenheidhelften 8 en 9 een tegengestelde spoed, en derhalve ook een tegengestelde rotatierichting. Hierdoor zullen optredende uitwendige momenten elkaar com-10 penseren. Dit geldt ook met betrekking tot de propellers 13.

Thans wordt kort verwezen naar fig. 4, waarin een hijsinstallatie 2 perspectivisch is weergegeven. De hijsinstallatie 2 bezit een in- en uitschuifbare arm 3 die bijvoorbeeld bekrachtigbaar is door een cilinder-zuigersamen-15 stel 26. Aan het vrije uiteinde van deze arm 3 bevindt zich een hulparm 5 die ten opzichte van de arm 3 om een in hoofdzaak verticaal gericht as 3 (zie figuur 1) roteerbaar is.

Aan de hulparm 5 zijn geleidingsmiddelen 27 voor de hijskabels 6 aangebracht. Tevens zijn in fig. 4 besturingskabels 20 28 zichtbaar waarmee diverse werkzame onderdelen van de functie-eenheid 7 op niet nader getoonde wijze kunnen worden bekrachtigd. Tot dergelijke besturingskabels kunnen bijvoorbeeld hydraulische leidingen behoren.

In de in fig. 4 getoonde positie is de arm 3 vol-25 ledig ingeschoven en bevindt de functie-eenheid 7 zich aan boord van het schip dat de hijsinstallatie 2 draagt. Hierbij is de functie-eenheid 7 bijvoorbeeld door middel van de spaninrichtingen 18 (zie fig. 2) aan het dek van het schip bevestigd.

30 Wanneer de functie-eenheid 7 moet worden gebruikt, wordt de arm 3 (na eventueel met zijn vrije uiteinde enigszins te zijn opgetild, waartoe bijvoorbeeld een scharnier 29 is toegepast) uitgeschoven totdat de functie-eenheid 7 zich buitenboord van het schip bevindt. Vervolgens worden de 35 hijskabels 6 en de besturingskabels 28 gevierd, zodat de 1 U £ ' , ; £ 4 9 functie-eenheid 7 kan afdalen tot de gewenste diepte, tot op een gewenste afstand boven het sediment 14. Door de hulparm 5 ten opzichte van de arm 3 te roteren kan de positie van de functie-eenheid, 7 ten opzichte van een zich in het sediment 5 14 bevindende installatie 15 ter verkrijging van een optima le werking van de functie-eenheid worden ingesteld. Hierna worden de propellers 12 en 13 bekrachtigd, waardoor een waterstroming wordt opgewekt waarmee het sediment 14 kan worden verwijderd. Hierbij kan ter regeling van de waterstro-10 mingen uit de beidé kanalen 11 tevens de hoek tussen de functie-eenheidhelften 8 en 9 met behulp van het cilinder-zuigersamenstel 16 worden aangepast.

De uitvinding is niet beperkt tot de in het voor-- gaande beschreven uitvoeringsvorm, die binnen het door de 15 conclusies bepaalde kader van de uitvinding op velerlei wijze kan worden gevarieerd.

20 102,

Claims (20)

1. Inrichting voor het verwijderen van sediment, zoals zand, klei of dergelijke, vanaf zich onder de waterspiegel bevindende installaties, zoals pijpleidingen of dergelijke, bestaande uit een door middel van hijs- en bestu- 5 ringskabels met een hijsinstallatie verbindbare functie- eenheid die is voorzien van een kanaal met daarin geplaatste aandrijfbare propeller voor het opwekken van een waterstroming door het kanaal vanaf een inlaatzijde naar een uitlaat-zijde daarvan, met het kenmerk, dat in het kanaal twee onaf- 10 hankelijk aandrijfbare propellers in hoofdzaak coaxiaal achter elkaar zijn geplaatst, waarbij een eerste van deze propellers is uitgevoerd voor het opwekken van een waterstroming door het kanaal met een laag debiet en hoge snelheid, terwijl de tweede propeller is uitgevoerd voor het opwekken 15 van een waterstroming door het kanaal met een hoog debiet en lage snelheid.

2. Inrichting volgens conclusie 1, waarbij de eerste propeller zich het dichtst bij de uitlaatzijde van het kanaal bevindt.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, waarbij de eerste en tweede propeller onderling tegengestelde rotatie-richtingen bezitten.

4. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de functie-eenheid is voorzien van ten minste 25 twee naast elkaar gelegen kanalen waarin telkens een eerste en tweede propeller zijn geplaatst.

5. Inrichting volgens conclusie 4, waarbij de in een zelfde kanaal geplaatste propellers beide telkens in dezelfde richting roteren, maar dat de rotatierichting van de 30 propellers van het ene kanaal tegengesteld is aan de rotatierichting van de propellers van het andere kanaal.

6. Inrichting volgens conclusie 4 of 5, waarbij de hoek tussen de twee kanalen instelbaar is. 1 : %

7. Inrichting volgens conclusie 6, waarbij de functie-eenheid bestaat uit twee door middel van een scharnier met elkaar verbonden functie-eenheidhelften met daarin telkens een der kanalen. 5,

8. Inrichting volgens conclusie 7„ waarbij de functie-eenheidhelften op enige afstand van het scharnier zijn verbonden door een aandrijfeenheid, zoals bijvoorbeeld een cilinder-zuigersamenstel.

9. Inrichting volgens een der voorgaande conclu-10 sies, waarbij de propellers aandrijfbaar zijn door hydraulische motoren.

10. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de hijsinstallatie is voorzien van een in- en uitschuifbare arm die aan zijn vrije uiteinde een om een in 15 hoofdzaak verticale as roteerbare hulparm draagt via welke de hijskabels voor de functie-eenheid worden geleid.

11. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de hijsinstallatie zich aan boord van een schip bevindt.

12. Functie-eenheid voor toepassing in een inrich ting voor het verwijderen van sediment, zoals zand, klei of dergelijke, vanaf zich onder de waterspiegel bevindende installaties, zoals pijpleidingen of dergelijke, welke functie-eenheid is voorzien van een kanaal met daarin geplaatste 25 aandrijfbare propeller voor het opwekken van een waterstroming door het kanaal vanaf een inlaatzijde naar een uitlaat-zijde daarvan, met het kenmerk, dat in het kanaal twee onafhankelijk aandrijfbare propellers in hoofdzaak coaxiaal achter elkaar zijn geplaatst, waarbij een eerste van deze pro-30 pellers is uitgevoerd voor het opwekken van een waterstroming door het kanaal met een laag debiet en hoge snelheid, terwijl de tweede propeller is uitgevoerd voor het opwekken van een waterstroming door het kanaal met een hoog debiet en lage snelheid. ♦

13. Functie-eenheid volgens conclusie 12, waarbij de eerste propeller zich het dichtst bij de uitlaatzijde van het kanaal bevindt.

14. Functie-eenheid volgens conclusie 12 of 13, 5 waarbij de eerste en tweede propeller onderling tegengestelde rotatierichtingen bezitten.

15. Functie-eenheid volgens een der conclusies 12-14, waarbij de functie-eenheid is voorzien van ten minste twee naast elkaar gelegen kanalen waarin telkens een eerste 10 en tweede propeller zijn geplaatst.

16. Functie-eenheid volgens conclusie 15, waarbij de in eenzelfde kanaal geplaatste propellers beide telkens in dezelfde richting roteren, maar dat de rotatierichting . van de propellers van het ene kanaal tegengesteld is aan de 15 rotatierichting van de propellers van het andere kanaal.

17. Functie-eenheid volgens conclusie 15 of 16, waarbij de hoek tussen de twee kanalen instelbaar is.

18. Functie-eenheid volgens conclusie 17, waarbij de functie-eenheid bestaat uit twee door middel van een 20 scharnier met elkaar verbonden functie-eenheidhelften met daarin telkens een der kanalen.

19. Functie-eenheid volgens conclusie 18, waarbij de functie-eenheidhelften op enige afstand van het scharnier zijn verbonden door een aandrijfeenheid, zoals bijvoorbeeld 25 een cilinder-zuigersamenstel.

20. Functie-eenheid volgens een der conclusies 12-19, waarbij de propellers aandrijfbaar zijn door hydraulische motoren. 1 '