NL194836C

NL194836C - Inrichting voor het leggen van een pijpleiding op een onder water gelegen bodem.

Info

Publication number: NL194836C
Application number: NL9500485A
Authority: NL
Inventors: Joop Roodenburg; Piet Kalkman; Anne Klaas De Groot
Original assignee: Allseas Group Sa; Huisman Spec Lifting Equip Bv
Priority date: 1995-03-10
Filing date: 1995-03-10
Publication date: 2003-04-03
Also published as: GB2299646A; BR9600964A; NO318430B1; AU4795696A; GB9605151D0; NL194836B; DK176935B1; AU719020B2; NO960970D0; SG43241A1; DK27396A; CA2171411A1; US5823712A; CA2171411C; NZ286139A; NO960970L; BE1009394A3; GB2299646B; NL9500485A

Description

1 194836

Inrichting voor het leggen van een pijpleiding op een onder water gelegen bodem

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het leggen van een pijpleiding op een onder water gelegen bodem, voorzien van een drijfbaar draaglichaam, zoals een vaartuig, met hierop spanmiddelen, die 5 elk een met een pijpleidingdoorlaat uitgerust steunorgaan en ten minste één hierdoor gedragen, door ten minste één eerste drukmediumcilinder bedienbaar klemorgaan omvatten, voor het vasthouden en vrijgeven van een zich erdoorheen uitstrekkende pijpleiding, welke spanmiddelen onderling gespatieerd zijn en in langsrichting onafhankelijk van elkaar door tweede drukmediumcilinders heen en weer beweegbaar zijn.

Een dergelijke inrichting is bekend uit US-A-3.975.919. Daarbij bestaan de spanmiddelen uit een netwerk 10 van schroeflijnvormig geweven kabels, dat aan elk uiteinde wordt ondersteund door een ringvormige montagering. Door de montageringen naar elkaar toe te bewegen wordt het netwerk van kabels vanuit een open geëxpandeerde positie naar een verlengde samengetrokken positie met gereduceerde diameter gebracht. In de laatstgenoemde positie oefenen de kabels in het netwerk een remmende werking op de pijpleiding uit. Voor het vastklemmen van een pijpleiding met een andere wrijvingscoëfficiënt, zullen de 15 spanmiddelen moeten worden gedemonteerd en vervangen door spanmiddelen van een andere afmeting.

De uitvinding heeft ten doel een verbeterde inrichting te verschaffen. Daartoe heeft de inrichting volgens de uitvinding het kenmerk, dat elk klemorgaan een stel klembekken omvat en dat de spanmiddelen verder omvatten tussen het steunorgaan en elke klembek bedienbare aandrukmiddelen, welke een klemkracht op de betreffende klembek uitoefenen bij aanwezigheid van een pijpleiding met een radiale en een axiale 20 component. De spanmiddelen bij de inrichting volgens de uitvinding hebben een kleinere omvang dan die volgens US-A-3.975.919.

Opgemerkt wordt dat uit de Nederlandse ter inzagelegging 8902622 een inrichting voor het leggen van een pijpleiding op een onder water gelegen bodem bekend is, waarbij gewerkt wordt met klembekken op een aantal tandradwagens om de pijpleiding vierend vast te houden. De klembekken worden bediend door 25 hydraulische cilinders. De wagens rijden over een traject waarin de las wordt aangebracht en een traject waarin de beschermlagen worden aangebracht. Als de ene tandradwagen terugrijdt langs de pijpleiding houdt een andere tandradwagen de leiding vast.

Bij voorkeur sluit bij de inrichting de klemkracht een hoek met de radiale richting van de pijpleiding, waarvan de tangens kleiner is dan de wrijvingscoëfficiënt van het wrijvingsvlak tussen de vast te houden 30 pijpleiding en de klembekken. Hierdoor is verzekerd dat tussen het vaartuig en de pijpleiding geen slip optreedt. De aandrukmiddelen zijn op dit punt gemakkelijk aan te passen.

De inrichting volgens de uitvinding wordt beschreven aan de hand van tekeningen, waarin voorstellen: figuur 1 een zijaanzicht van een inrichting volgens de uitvinding; 35 figuur 2 op grotere schaal een perspectivisch detailaanzicht van figuur 1; figuur 3 een werkingsschema van hetgeen getoond in figuur 2; figuur 4 op grotere schaal een doorsnede IV—IV van figuur 2; figuur 5 een doorsnede V-V van figuur 4; figuur 6 een diagram van diverse onderlinge standen van elementen uit figuur 5; 40 figuur 6A een detail van figuur 6; figuren 7, 8 en 9 elk een werkingsschema van vier spanners; figuur 10 en 11 elk een tijdschema betreffende de bekrachtiging van vier spanners; figuur 12 een met figuur 4 overeenkomende doorsnede door anders uitgevoerde spanmiddelen; figuur 13 een zijaanzicht van de spanmiddelen van figuur 12; 45 figuren 14 en 15 doorsneden van figuur 12 over lijn XIV-XIV respectievelijk XV-SV; figuur 16 een aanzicht volgens pijl XVI van figuur 15; figuur 17 een schematische weergave van weer anders uitgevoerde spanmiddelen; en figuren 18 en 19 elk een met figuur 5 overeenkomende doorsnede betreffende telkens een andere uitvoeringsvorm van de spanmiddelen.

50

De inrichting 1 van figuur 1 voor het leggen van een pijpleiding 2 op een diep onder water 7 gelegen bodem omvat een vaartuig 3 met richtingverstelbare schroeven 4 en 5 en boogstuurschroeven 6, waarmee het vaartuig 3 computermatig bestuurd met een ingestelde snelheid en richting ongeacht de stromingsrichting van het water 7 kan worden voortbewogen in pijlrichting 8. Het vaartuig 3 heeft een niet getoonde 55 werkplaats waar een aantal, bijvoorbeeld twee, drie of vier, pijpstukken aan elkaar worden gelast en deze lassen met corrosiewerende lagen worden afgeschermd ter vervaardiging van pijpen 9 met een lengte van bijvoorbeeld 24 m.

194836 2

De pijpen 9 worden op een aanzetstation 11, stuk voor stuk achter een pijpleiding 12 aangezet en er wordt Ten binnenlas gemaakt. Naderhand worden achtereenvolgens vanaf de buitenzijde andere laslagen en de corrosiewerende beschermingslagen aangebracht.

Terwijl de pijpleiding 12 zich voortdurend volgens pijlrichting 43 ten opzichte van het vaartuig 3 - 5 plaatst, wordt de aan te zetten pijp 9 over een doorn geschoven, wordt in lijn gesteld en wordt sjastge\as\ met een binnenlas. Ondertussen wordt de aan te zetten pijp 9 ondersteund door een uitlijnwagen 21 die met dezelfde snelheid in pijlrichting 43 met de pijpleiding 12 meebeweegt evenals een steunwagen 28.

Aansluitend op een vaste steun 31 is een kettingtransporteur 34 met klemmen 35 aanwezig waarmee de pijpleiding 12 wordt ondersteund. Over het traject 37 van de kettingtransporteur 34 worden de la^" 10 aeteqd met lasapparaten 36 die eveneens met de pijpleiding 12 worden meebewogen en die aan het einde van hun traject 37 langs in werking zijnde lasapparaten 36 in tegengestelde richting naar het begin van i traject worden verplaatst. In het daarop aansluitende traject 38 worden de beschermlagen aangebracht met op zich bekende aanbrenginrichtingen 39 die met de pijpleiding 12 verplaatst worden en na beëindiging 15 ^Het"1 gewicht van de pijpleiding 12 die via een staartstuk 42 verder hellend tot op een diepe zeebodem wordt weggeleid, heeft de neiging om van het vaartuig af te glijden en volgens een te hangen. Derhalve wordt het vaartuig 3 met zijn schroeven 4 zodanig sterk aangedreven, dat het achter het vaartuig 3 hangende stuk van de pijpleiding 12 onder een flinke trekspannmg staat. In het traject 38 bevinden zich spanners 40a-d (figuren 2-6), die onafhankelijk van elkaar aan de pJp,®ld,rJ9 12 20 worden vastgeklemd en die zich tegen het scheepsframe 41 kunnen afzetten door hydraulische cMinders 44. Elke spanner 40a-d omvat een driehoekig ringvormig, als stevig frame uitgevoerd steunorgaan 45, dat via scharnieren 46 met de cilinders 44 is verbonden. Elke spanner 40a-d heeft een aantal ten minste twee bijvoorbeeld drie over de omtrek verdeelde, op de pijpleiding 12 aangrijpende klembekken 48 d.e gevoerd zijn met een voering 50, van bijvoorbeeld remvoeringmateriaal, die op het buitenvlak 49 van de pijpen 9 e 25 flinke wrijvingscoëfficiënt heeft. De klembekken 48 zijn verplaatsbaar ten opzichte van het steunorgaan 5 geleid door een parallellogrammechanisme 51, in hoofdzaak bestaande uit drie evenwijdige door zwenk-stangen gevormde spanelementen 52 die door scharnieren 56 met enige speling scharnierbaar zijn verbonden met evenwijdige stangen 53 en die met enige speling scharnierbaar zijn verbonden, enerzijd met de klembekken 48 door scharnieren 55 en anderzijds met een. steunorgaan 45 door scharnieren .

30 Verder is aan elke klembek 48 en aan elk steunorgaan 45 tegenover elk spanelement 52 een g bevestiqd waarvan het wigvlak 58 samenwerkt met een gebogen afrolvlak van een spanelement 52. klemstand, waarbij een hydraulische cilinder 60 de spanelementen 52 in hun k'emstand dnn^^bewerks gen deze spanelementen 52 een klemkracht K in een klemrichting die een kleine hoek a met de radiale richting van de pijpleiding 12 insluit. De tangens van hoek a is bij voorkeur kleiner dan de wrijvings- 35 coëfficiënt b tussen het buitenvlak van een buitenmantel 49 en de voering 50.

Inden de tangens van hoek a g.oter is dan genoemde wrijvingscoëfficiënt b, zeilen «meet spanners 40 aanwezig moeten zijn en/of zal er ten minste nog één spanner van een andere soort nodig zijn om de

PliP|nhert9gl5al ïe Wemkracht op de klembekken 48 centraal aangrijpt, zijn de klembekken 48 bij voorkeur 40 gevormd met een binnenradius die iets kleiner is dan de buitenstraal van de pijpie.dmg 12, opdat na het opspannen van de klembekken 48 op de pijpleiding 12, de oppervlaktespanning ongeveer gelijkmatig over het klemvlak wordt verdeeld. Er zijn ten minste twee, doch bij voorkeur drie, vier of meer spanners 40 aaf|n'figuur 6 zijn de op elkaar volgende standen van een klembek 48, spanelementen 52 en stangen 53 45 ten opzichte van een steunorgaan 45 getekend, waarbij in figuur 6A op grotere schaal /dlfdalTd.Γ een scharnier 54 ten opzichte van een steunorgaan 45 is weergegeven, hetgeen betekent dat daa'de nodige bewegingsvrijheid S van bijvoorbeeld 3 a 4 mm en een bewegingsvrijheid t van bijvoorbeeld 20 mm aanwezig is. Daartoe bevat het scharnier 54 een rubberen legerkussen.

Opvolgende spanners 40 zijn in het geval van drie klembekken 48 per spanner over een hoek van 60 50 ten opzichte van elkaar versprongen teneinde de benodigde plaatsruimte te reduceren.

Figuur 7 toont schematisch de successievelijke stappen van bediening van de cilinders 44 waarbij de al of niet bekrachtiging van de spanners 40, die in de vastgeklemde stand en in de 9®lostf wiggen 57a respectievelijk witte wiggen 57b zijn aangeduid. In figuur 7 zijn er steeds telkens ten mins twee spanners 40 bekrachtigd, die dan de pijpleiding 12 in vastgeklemde stand vasthouden, terwijl de 55 hydraulische cilinders 44 als vierende vasthoudmiddelen kracht leveren.

In figuur 8 is hetzelfde getoond, doch nu in combinatie met pijpverdikk.ng 62. Figuur 8toont dat het mogelijk is om de verdikking 62 te laten passeren zonder daar ter plaatse de pijpleiding 12 vast te klemmen.

3 194836

Figuur 9 toont schematisch hetzelfde als figuur 7, doch zodanig dat er voortdurend in plaats van twee nu drie spanners 40 in klemconditie staan. De vasthoudcapaciteit is in dit geval bijvoorbeeld 3 X 400 = 1200 ton, dat wil zeggen een hogere vasthoudcapaciteit bij geringere verplaatsingssnelheid.

Figuur 9 toont hoe het geloste stel klembekken 57b vanuit de lospositie naar de uitgangspositie 57b1 5 wordt teruggesteld, waarna in een volgende stap deze zelfde klembekken aangeklemd worden en dan al vierende worden vastgehouden.

Figuren 10 en 11 tonen voor de vier spanners 40 door lijnen E de snelheden D in m/minuut, uitgezet tegen de tijd in seconden, in combinatie met de klemconditie gesloten (lijnstuk F) en open (lijnstuk G).

De uitvoeringsvarianten van spanners 40 volgens figuren 12-16 omvatten wigvormige klembekken 48, 10 die elk in een geleiding 65 van het ringframe 66 van een spanner 40 zijn geleid met behulp van hun geleidingselement 67 en die in en uit hun spanstand worden gedrongen door de cilinders 60, die aangrijpen op oren 68. Elke klembek 48 heeft twee wigvlakken 70, op elk waarvan een rollenketting 71 afsteunt, die met zijn andere zijde afsteunt tegen een inwendig wigvlak 72 van een in dezelfde richting als de wig 48 hellend frame-element 73 van het in hoofdzaak hoekige, ringvormige steunorgaan 45. De rollenketting 71 15 zou vervangen kunnen worden door een rechte reeks van rollen die opgesloten zijn in een langwerpige rollenkooi.

Volgens figuur 17 wordt een pijpleiding 12 vastgehouden door klembekken 48 die in hun klemstand worden gedrongen door stevige evenwijdige stangen 80 die via stevige scharnieren 81 op deze klembekken 48 en op een ringvormig steunorgaan 45 aangrijpen. Het steunorgaan 45 van elke spanner 40 wordt 20 wederom door cilinders 44 verplaatst.

Met behulp van de spanners 40 kan een zware pijpleiding 12 tot op een diepte van enige kilometers op een zeebodem worden gelegd. De pijpleiding 12 weegt dan bijvoorbeeld 1200 ton, die telkens door bijvoorbeeld drie spanners 40 tegelijk wordt gedragen.

De pijpleiding 12 wordt in de hiervoor aangegeven voorbeelden telkens gedragen door een draaglichaam 25 dat het vaartuig 3 is van een pijpenlegger.

Het is denkbaar dat de pijpleiding in hoofdzaak, of althans voor een deel gedragen wordt door een de pijpleiding 12 omhullende, zich nog onder het staartstuk 42 in het water bevindende slurf die veel drijfvermo-gen heeft. In dit geval grijpen de hydraulische cilinders 44 aan tussen aanknooppunten aan de slurf enerzijds en ringvormige steunorganen 45 van de spanners 40 anderzijds.

30 Volgens figuur 18 wordt een pijpleiding 12 vastgehouden door bijvoorbeeld vier stel klembekken 48, waarvan er slechts één stel is getekend, die in radiale richting op de pijpleiding 12 worden geklemd, bijvoorbeeld door middel van hydraulische cilinders 76. Hierbij worden de klembekken 48 direct door hydraulische cilinders 44 vastgehouden. Tijdens het aanklemmen van de klembekken 48 door de cilinders 76 gaan de klembekken 48 in de richting van pijl 75 mee, terwijl de cilinders 44 een vasthoudkracht erop 35 uitoefenen. Tijdens het daaropvolgend lossen van de klembekken 48 worden zij door de cilinders 44 teruggetrokken, terwijl de pijpleiding 12 dan door drie andere stellen van klembekken 48 wordt vastgehouden.

In plaats van de cilinders 44 kunnen ook lieren met kabels worden toegepast, waarbij de vasthoud-energie van de dan vierende lieren bijvoorbeeld in elektrische generatoren in elektrische energie wordt 40 omgezet.

De inrichting is ook toepasbaar bij andere pijpleidingafgeefmethoden dan die waarbij de pijpleiding in een S-vorm wordt afgegeven. Zo is de inrichting bijvoorbeeld ook toepasbaar bij een werkwijze, waarbij een pijpleiding op een grote haspel is opgerold en vanaf deze haspel wordt afgerold.

De pijpleiding 12 kan continu of discontinu vanaf de pijpenlegger 1 worden afgegeven.

45 Volgens figuur 19 wordt de pijpleiding vastgehouden met vier spanners 40, elk bestaande uit twee, drie of meer over de omtrek verdeelde klembekken 48. Elke klembek 48 is met een vast aan het vaartuig 3 bevestigd frame 82 verbonden via een hydraulische cilinder 83 en twee evenwijdige hydraulische cilinders 84. Van de spanners 40 zijn er bij normaal bedrijf steeds ten minste twee en bij calamiteiten ten minste drie op de pijpleiding 2 geklemd.

50 Van de geklemde spanners 40 leveren vooral de cilinders 84 de klemkracht, maar ook een tegenhoud-kracht, terwijl de cilinder 83 in de aangeklemde toestand vooral een tegenhoudkracht levert.

De cilinders 83 verzorgen verder het terugstellen van de klembekken 48 bij niet bekrachtigde cilinders 84. Deze spanners 40 zijn gemakkelijk aan te passen aan diverse wrijvingscoëfficiënten van pijpleidingen 2 door de beginstand van vastklemmen van de klembekken 48 zodanig te kiezen dat de tangens van de hoek 55 a van de cilinders 84 kleiner is dan die wrijvingscoëfficiënt. Vooral indien er veel, bijvoorbeeld zes, klembekken 48 per spanner worden toegepast, verkrijgt men een ideale grip op de pijpleiding, zelfs bij verschillende diameters of bij onrondheid van de pijpleiding. Deze spanners zijn compact te construeren met

Claims

5 194836 op elk moment, bijvoorbeeld bij calami,el,, de pijpleiding 2 me, zekerheid worden losgemaakt door alle cilinders 83 en 84 te ontkrachten.
1. Inrichting voor he, leggen van een pijpleiding op ee" 9®^9^een me’, een pijpleidingdoorlaa, drijlbaar draaglichaam, zoals een vaartuig, me, eerste drukmediumcilinder W uitgerust steunorgaan en len minste eén hier oor ge g ’ - ch erdoorheen uitstrekkende bedlenbaar klemorgaan omvatten, voor het ^3Z^g onathankelijk van elkaar doe, pijpleiding, welke spanmiddelen onder ing g p Kenmerk, dat elk klemorgaan een stel tweede drukmediumcilinders heen en tus 'en he, steunorgaan (45) en „ r rrs - op i" klembek b,i aanwezigheid van een pijpleiding met een radiale eni een ak'a ® ^ (a) met de radiale richting 'antvls?rrde“p^d,ng ïïU’-^ίde tangens (tan a, kleiner Is dan de wrijvingscoettlcién, <b) “.Γη fe, wrijvingsvlak ,6,, tos- de worden gevormd door 20 !le“PS:i ^sênïha, nieren me, he, steunorgaan (45), respectievelijk de klembekken (48) hlerb,,. verlopende zwenkstangen (52, 80). , 7,.,onkc-tannen (521 met qebogen afrolvlakken 25 lijk klembekken (48). de aandrukmiddelen een veelvoud van door het ste^SSÏ^n1"omvatten'die ove, wigvlakken «72, van me, wigdelen uitgeruste klembekken (48) kunnen rollen. aa„drukmiddelen worden gevormd door 3„ <«>· —**—,48> hierb,t ;erhSghcrr,^ gevormd door een tussen een scharnier met ^ ’ een scharnjer met het steunorgaan, radiaal verlopende hydraulische cilinder (7 ), respec: i cilinder (44) voor het uitoefenen van 35 respectievelijk met die klembek (48) axiaal verlopende hydraulische cilinder (^ een trekkracht (figuur 18). Hierbij 15 bladen tekening