NL8101670A - Werkwijze en lijn voor het in zee leggen van een leiding. - Google Patents

Description

* „ "*

Werkwijze en lijn voor het in zee leggen van een leiding.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het in zee leggen van een leiding, in het bijzonder een diepe zee, alsmede op een lijn voor het leggen, die het mogelijk maakt deze werkwijze toe te passen.

5 Het is bekend, dat de handelingen, bestaande uit het na stilstand om technische of metereologische redenen van een werkplaats voor het plaatsen van een leiding in zee, sluiten van het einde van de leiding door een afgedichte trekkop, verder uit het met behulp van een passende leglijn verbinden daarvan met een trektoestel in de vorm van 10 een windas, die zich bevindt op het schip voor het leggen, en uit het » doen voortbewegen van dit schip onder het afrollen van de lijn voor het leggen onder een gelijkblijvende trekkracht, en dit totdat de leiding in zijn geheel, alsmede de trekkop, op de zeebodem rusten, het leggen worden genoemd.

15 Het is van belang, dat dergelijke handelingen snel en onder goede veiligheidsomstandigheden kunnen worden uitgevoerd opdat de leiding, die zodoende in alle haast wordt gelegd, niettemin kan worden beschermd.

Het is bekend, dat het in dergelijke gevallen bijzonder 20 voordelig is de eerst door passende trekspanningstoestellen uitgeoefende trekspanning over te brengen op een windas met gelijkblijvende trekspanning, en het het schip voor het leggen mogelijk te maken los te maken van zijn belemmeringen en voort te bewegen tot aan een volledig leggen van de leiding op de zeebodem.

25 De lijn voor het leggen wordt vervolgens gemarkeerd door een boei, en kan worden achtergelaten tot aan het verdwijnen van de 8101670 2 * ί oorzaken, die het leggen van de leiding hebben gewettigd.

Wanneer een dergelijke bewerking moet worden uitgevoerd op grote diepte, vertoont zij vergrote moeilijkheden, in het bijzonder als gevolg van het feit, dat juist als gevolg de te bereiken diepten, 5 de lengte en dus het eigen gewicht van de leglijn aanzienlijk toeneemt, hetgeen komt bij de reeds aanzienlijke uitwendige belastingen, waaraan de lijn toch al is onderworpen.

Voor het geven van een orde van grootte van de hierbij spelende krachten, is het voldoende preciseren, dat voor het leggen 10 op een diepte van 2500 meter, de leglijn een lengte kan bereiken van 8000 meter, een gewicht hebben in de orde van 150 ton en worden onderworpen aan belastingen in de orde van 400 ton.

Een onderwerp van uitvinding is het verkleinen van de lengte van de leglijn.' De uitvinding voorziet hiervoor in het spannen 15 van de leglijn door middel van ballast, aangebracht aan de onderkant van de leglijn, zodat de algemene hellingshoek, die de leglijn maakt ten opzichte van de vertikaal, wordt verkleind.

De leglijn kan bijvoorbeeld bestaan uit een kabel, die zich uitstrekt vanaf de trekkop naar het spanorgaan in de vorm van een 20 windas, gedragen door het schip, en die in een onderste gedeelte nabij de trekkop, zware elementen draagt, die bijvoorbeeld door klemming door middel van klemorganen worden vastgehouden aan de kabel.

Deze zware elementen zijn bij voorkeur verdeeld over een bepaalde lengte van dit onderste gedeelte liever dan te zijn geconcen-25 treerd qp een punt, dat zich aan de zijde van de trekkop bevindt.

Volgens een ander kenmerk van de uitvinding, is de leglijn samengesteld uit een lang bovenste gedeelte, gevormd door een kabel, en een kort onderste gedeelte, bestaande uit een opeenvolging van langwerpige zware elementen, die aan hun einden onderling beweeg-30 lijk zijn, waarbij het onderste einde van het onderste gedeelte van de leglijn beweeglijk is aan het vrije einde van de leiding, en het bovenste einde van het onderste gedeelte van de leglijn beweeglijk is aan het onderste einde van het bovenste gedeelte van de leglijn.

De werkzaamheden worden vergemakkelijkt door het aan deze 35 zware elementen geven van een zelfde vorm als die van de secties, 8101670 * * 3 waaruit de leiding is samengesteld, en in het bijzonder door het daaraan geven van in hoofdzaak dezelfde lengte. Voor het gebruiken van dezelfde doorgangen en grijporganen als met de secties van de leiding, is met voordeel voorzien, dat de dwarsafmetingen van de zware elementen 5 niet groter zijn dan die van deze secties.

Voor het op zijn plaats houden van de leglijn na het uitvoeren van het leggen, wordt dan met voordeel een ondergedompelde cilinderboei of cilinderboeien voorzien, of ondergedompeld tot een diepte, die toegankelijk is voor duikers. Deze cilinderboeien hebben 10 het voordeel van een soortgelijke vorm als de secties van de leiding, en kunnen dus op soortgelijke wijze worden gehanteerd, Hun dwarsdoorsnede is bij voorkeur niet groter dan die van de leiding.

Voor het gemakkelijk terughalen van de leglijn na het verdwijnen van de oorzaken, die het leggen van de leiding hebben ge-15 wettigd, wordt tijdens de laatste fase van het leggen aan de cilinderboeien een oppervlaktelijn geslagen, dat wil zeggen gehaakt, welke oppervlaktelijn een kleiner kaliber heeft dan de leglijn, en is uitgerust met drijvers.

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de 20 tekening, waarin: fig. 1 verschillende standen toont van de leglijn, bevestigd aan het einde van een leiding, tijdens het leggen, fig. 2 gedetailleerder de uitvoering toont van de leglijn, en 25 fig. 3 de eindstand toont van de leglijn, die deze ver toont gedurende een tijd van wachten op het beëindigen van een wisselvalligheid of een andere belemmering.

In fig. 1 zijn bij 1, 2, 3, 4 en 5 de opeenvolgende standen weergegeven, ingenomen door het samenstel van een trekkop 6, 30 bevestigd aan een leiding 7, en langwerpige zware elementen 8, 9, 10, 11, die opeenvolgend bij het begin van de legwerkzaamheden zijn geplaatst tussen de trekkop 6 en een trekkabel 12. De leglijn 13, die in een onderste gedeelte wordt gevormd door de zware elementen 8, 9, 10, 11 en in een bovenste gedeelte door de kabel 12, is aan zijn 35 bovenste einde 14 verbonden met een niet weergegeven trekspannings- 8101670 4 orgaan, gemonteerd aan een schip, dat eveneens niet is weergegeven.

Het is bekend, dat gedurende het leggen, het nodig is een voldoende trekkracht te handhaven in de horizontale richting teneinde een kromming van de leiding volgens een straal, die kleiner is dan een 5 bepaalde kritische straal, die de leiding in ernstige mate zou beschadigen, te voorkomen.

Te zien is, dat in de stand 5 van het samenstel van de leiding 7 en de leglijn 13 en na de schuinplaatsing van het zware element 8 en de kabel 12, de leiding 7 is onderworpen aan een horizontale 10 trekkracht, die bij afwezigheid van de zware elementen 8, 9, 10, 11, een veel grotere hellingshoek (90° -a) van de kabel 12 ten opzichte van de vertikaal zou vereisen.

Gebleken is, dat de optimale verhouding tussen de lengte L

van de leglijn 13 op het bovenste gedeelte daarvan, gevormd door de 15 kabel 12 (de kleine lengte van het onderste gedeelte 8, 9, 10, 11 kan voor de totale lengte worden verwaarloosd) en de diepte H van de zee, ongeveer 1,25 is. Omdat de kabel 12 zich richt volgens de resultante van de krachten, die daarop worden uitgeoefend, geldt indien de verti- kale en horizontale componenten van de trekkracht, uitgeoefend op een

20 punt van de kabel, dat kan worden geplaatst aan het onderste einde M

daarvan of aan zijn punt van boven water komen S, worden aangeduid door T en T ,:

V H

Tv = TH tga 25 sina= H = 1 = 0,8 L 1,25

Indien een horizontale trekspanning T moet worden gehand- “ £1 haafd van 30 ton, is er dus een vertikale trekspanning van 40 ton, die wordt tegengewerkt door het gewicht van de elementen 8, 9, 10, 11, 30 hetgeen het mogelijk maakt de afmetingen èn de samenstelling daarvan te bepalen teneinde dit gewicht te bereiken, en als gevolg de verhouding

L te verkleinen tot 1.,25, hetgeen een lengte L van ongeveer 3125 meter ' H

voor een diepte van 2500 meter.

Het' is .duidelijk dat de verhouding jL groter moet zijn dan

H

35 1,25 voor het in aanzienlijk mate voordeel trekken uit de toepassing 8101670 1 '5 ^ 5 van de uitvinding, in welk verband een ander kenmerk kan worden gedefinieerd door het preciseren dat de verhouding tussen de lengte van de leglijn en de diepte, waarop de leiding moet worden gelegd, minder is dan 1,5, welke bovenste grens van 1,5 zeer duidelijk minder is dan 5 de in de praktijk bereikte onderste grenzen.

De zware elementen 8, 9, 10, 11 kunnen met voordeel een soortgelijke vorm en soortgelijke uitwendige afmetingen hebben als de secties, die de leiding 7 vormen.

Deze zware elementen kunnen dus aan hun einden niet afge-10 dichte trekkoppen, zoals de koppen 15 en 16 van de einden van het element 9.

Zelfs kan aan deze zware elementen hetzelfde schijnbare gewicht worden gegeven als dat van de secties van de leiding, of de elementen verwezenlijken met een kleinere dikte of van een lichter 15 materiaal, hetgeen het mogelijk maakt een onderste gedeelte 8, 9, 10, 11 te hebben van de leglijn 13, welk gedeelte een beweeglijke verlenging nabootst van de leiding 7.

Zoals is weergegeven in fig. 2 zijn de zware elementen 8,9, 10, 11 onderling verbonden door schakels of kettingelementen 17.

20 De einden van het onderste gedeelte van de leglijn zijn door ketting-elementen 18, 19 enerzijds verbonden met de trekkop 6 en anderzijds met het onderste einde van de kabel 12.

Volgens een ander kenmerk van de onderhavige legwerkwijze, wordt een in hoofdzaak gelijkblijvende algemene hellingshoek (90° -a) 25 gehandhaafd van de leglijn tijdens het gehele leggen. Hiervoor wordt de voortstuwing geregeld van het schip, dat de windas draagt, waarop de kabel 12 is gewonden, als functie van de gewenste hellingshoek.

Bij het begin van het leggen, worden opeenvolgend de zware elementen 8, 9, 10, 11 ingebracht op een soortgelijke wijze als 30 bij het toevoegen van nieuwe secties aan de leiding voor wat betreft het grijpen en neerlaten van de elementen, alsmede het onder spanning houden van de leiding.

De kabel 12 is in plaats van metallisch te zijn met voordeel van een kunststof, de betreffende gewichten van kabels, gevormd 35 met twee bekende kunststoffen voor dit doel, en geschikt voor het 8101670 ^ «- V.

6 leggen, zijn in lucht 14 kg en 29 kg per strekkende meter, en in water 4 kg en 4,4 kg per meter.

In het gegeven voorbeeld van een leglijn van 3125 meter voor een diepte van 2500 meter, is de vertikale belasting, uitgeoefend 5 op een boei, door een kabel van 14 kg per strekkende meter gewicht in lucht, in de orde van slechts 11 ton.

Volgens een ander kenmerk van de uitvinding wordt een kaapstander toegepast als spanorgaan in plaats van een windas met horizontale hartlijn, zoals gebruikelijk in een dergelijk geval toege-10 past. De gezamenlijke toepassing van kabels van kunststof en een kaapstander maakt het uitoefenen mogelijk van zeer aanzienlijke krachten in de orde van een miljoen ton op lijnen met een grote lengte. Deze lijnen kunnen zijn opgeslagen op een tol onder een kleine spanning of ook in kuipen.

15 Na het voltooien van het leggen, kan de leiding met alle veiligheid aan het legvaartuig worden vastgehouden gedurende wachttijden van het vaartuig die het gevolg zijn van een weerswisselvallig-heid of een technisch ongeluk, waarbij het vaartuig dan niet hoeft te zorgen voor zijn steven en tegen rol- en starapbewegingen is gesta-20 biliseerd als gevolg van juist het feit, dat het verbonden is gebleven met de leiding. Dit maakt het in het bijzonder moge lijk de werkzaamheden te vereenvoudigen en sneller het gebruikelijke leggen van de leiding weer op te nemen.

In fig. 3 is de stand weergegeven, die de leglijn kan 25 innemen na het leggen wanneer de leglijn is losgemaakt van het le'g-vaartuig.

De leiding 7, voorzien van de afgedichte trekkop 6, alsmede de drie eerste zware elementen 8, 9, 10 rusten op de zeebodem, waarbij het laatste zware element 11 opgehangen blijft aan de kabel 30 12. Op deze wijze geniet de kabel 12 als gevolg van de elementen 8, 9, 10 een soort verankering, waarbij het element 11 op zijn beurt de benodigde ballast verzekert.

Twee cilinderboeien 20 en 21 zijn betrekkelijk dicht bij het oppervlak van de zee geplaatst, bij voorkeur op een hoogte, bij-35 voorbeeld van -100 meter, die voldoende laag is opdat zij niet zijn 81016 7 0 7 onderworpen aan de werking van de golven, en toch niet zodanig diep, dat zij ontoegankelijk zijn voor duikers. Zij voorkomen het op de bodem van de zee 22 krabben van de kabel 12 van kunststof, en maken het mogelijk de leglijn terug te winnen, zelfs in het geval van verlies 5 van de oppervlakte lijn, die wordt besproken.

Deze oppervlaktelijn 23 met een kleiner kaliber dan de kabel 12, is geslagen aan althans een van de cilinderboeien 20,21, en is voorzien voor het op het oppervlak drijven over een aantal honderden meters. De oppervlaktelijn is voorzien van drijvers 24, 25, 26 10 en organen, die zijn opsporing mogelijk maken op een soortgelijke wijze als de bebakening van buigzame drijvers van laadboeien.

In het geval van het verlies van deze oppervlaktelijn 23 na een storm of een beschadiging, is het altijd mogelijk de legleiding terug te halen na het aanbrengen van een nieuwe oppervlaktelijn aan 15 de cilinderboeien 20, 21 door een ploeg duikers.

Er kunnen bijvoorbeeld twee of drie cilinderboeien aanwezig zijn met een diameter van ongeveer 65 cm en een lengte van 21 meter 3 elk teneinde een volume te verkrijgen, dat kan oplopen tot 13-20 m met een dichtheid tussen 0,4 en 0,5. Deze boeien hebben afmetingen, 20 die voldoende zijn voor het weerstaan van drukken van onderzeese stromingen en niet samen te klappen.

Deze cilinderboeien hebben bij voorkeur dwarsafmetingen, die kleiner zijn dan die van de secties van de leiding, en kunnen op hun plaats worden gebracht met behulp van een laadarm en door een 25 leghelling, welke arm en helling zijn voorzien aan het legvaartuig, op dezelfde wijze als waarop de secties van de leiding 7 en zware elementen 8, 9, 10 en 11 op hun plaats worden gebracht.

Op te merken is, dat de onderhavige leglijn, die zijn grootste belang heeft voor waterdiepten van meer dan 1000 meter en 30 dan in het bijzonder in het geval van een zogenoemd J-vormig leggen, eveneens kan worden toegepast bij een kleine diepte onder zorgdraging voor het afwinden van het geheel van de leglijn, welk geheel moet worden uitgezet, op de bodem teneinde de kabel van deze lijn niet te moeten doorsnijden. Dan moet deze lijn worden gestabiliseerd door 35 ballast, aangebracht tot aan een laatste gedeelte, dat opstijgt naar 81016 70

« ·»· 'T

8 de cilinderboeien.

Het is duidelijk, dat veranderingen en verbeteringen kunnen worden aangebracht zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

81 01 670

Claims (15)

1. Werkwijze voor het in zee leggen van een leiding met behulp van een leglijn, die aan zijn onderste einde is verbonden aan een afgedichte trekkcp, bevestigd aan het vrije einde van de leiding, 5 en aan zijn bovenste einde aan een trekspanningsorgaan in de vorm van een windas, gedragen op een vaartuig, met het kenmerk, dat de leglijn (13) wordt gespannen door middel van ballast (8, 9, 10, 11), aangebracht aan de onderkant van de leglijn, zodat de algemene hellingshoek (90° -o), die de leglijn maakt met de vertikaal, wordt verminderd en 10 zodoende de lengte van deze lijn wordt verkleind.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de algemene hellingshoek overeenkomt met een lengte van de leglijn van minder dan 1,5 maal de diepte van de zee.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, 15 dat de algemene hellingshoek in hoofdzaak gelijkblijvend wordt gehouden tijdens het leggen.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de in hoofdzaak gelijkblijvende algemene hellingshoek overeenkomt met een lengte van de leglijn van ongeveer 1,25 maal de diepte van de zee.

5. Leglijn voor het toepassing van de werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, gekenmerkt door een lang bovenste gedeelte, bestaande uit een kabel (12), en door een kort onderste gedeelte, bestaande uit een opeenvolging van langwerpige zware elementen (8, 9, 10, 11), welke elementen aan hun einden onderling beweeglijk 25 (17) zijn, waarbij het onderste einde van het onderste gedeelte van de leglijn beweeglijk (18) is aan het vrije einde van de leiding (7), en het bovenste einde van het onderste gedeelte van de leglijn beweeglijk (19) is aan het onderste einde van het bovenste gedeelte (12) van de leglijn. 30

5 *

6. Leglijn volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de langwerpige zware elementen (8, 9, 10, 11) een soortgelijke lengte hebben als de secties, waaruit de leiding (7) bestaat.

7. Leglijn volgens conclusie 5 of 6, met het kenmerk, dat de langwerpige zware elementen (8, 9, 10, 11) dwarsafmetingen hebben, die ten hoogste gelijk zijn aan die van de secties, waaruit de leiding 81 01 670 35 (7) bestaat.

8. Leglijn volgens conclusie 6 of 7, met het kenmerk, dat de langwerpige zware elementen (8, 9, 10, 11) in hoofdzaak hetzelfde schijnbare gewicht hebben als de secties, die de leiding (7) vormen.

9. Leglijn volgens een der conclusies 5-8, met het kenmerk, dat het bovenste gedeelte (12) van de leglijn (13) een kabel is van kunststof.

10. Leglijn volgens een der conclusies 5-9, met het kenmerk, dat het trekspanningsorgaan, waaraan de leglijn (13) is verbonden, een 10 kaapstander is.

11. Leglijn volgens een der conclusies 5-10, met het kenmerk, dat het bovenste gedeelte (12) van de leglijn (13) cilinder-boeien (20,21) omvat, die zijn ondergedompeld op een diepte, die toegankelijk is voor duikers.

12. Leglijn volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de cilinderboeien dwarsafmetingen hebben, die ten hoogste gelijk zijn aan die van de secties, waaruit de leiding bestaat.

13. Leglijn volgens conclusie 11 of 12, met het kenmerk, dat een lijn (23) met een kleiner kaliber dan. het bovenste gedeelte 20 (12) van de leglijn, is geslagen aan de cilinderboeien (20,21) en drijvers (24,25,26) omvat.

14. Werkwijze in hoofdzaak zoals in dé beschrijving beschreven en in de tekening weergegeven.

15. Leglijn in hoofdzaak zoals in de beschrijving 25 beschreven en in de tekening weergegeven. 8101670