NL8303451A

NL8303451A - APPARATUS FOR PERFORMING WORK UNDER WATER.

Info

Publication number: NL8303451A
Application number: NL8303451A
Authority: NL
Original assignee: Rsv Gusto Eng Bv
Priority date: 1983-10-07
Filing date: 1983-10-07
Publication date: 1985-05-01
Also published as: NO852310L; FI852295A0; EP0157864B1; FI852295L; EP0157864A1; WO1985001775A1; DE3461944D1

Description

1 '* N.0. 31.8241 '* N.0. 31,824

Inrichting voor het uitvoeren van werkzaamheden onder water.Device for carrying out work under water.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het uitvoeren van werkzaamheden op een diep onder water gelegen plaats, zoals het uit*· 5 voeren van baggerwerkzaamheden op een zeebodem, bestaande uit een drij* vende inrichting met daarop een ophangingssysteem met hijsmiddelen voor het neerlaten respektievelijk ophalen van een pijpenstreng, welke middel len zijn gekombineerd met een passieve en een aktieve deiningskompensa* tie van het type waarbij het aktieve deel de veerwerking van het passie-10 ve deel stuurt.The invention relates to a device for carrying out work in a location deep under water, such as carrying out dredging work on a sea bed, consisting of a floating device with a suspension system with hoisting means for lowering or lowering thereon, respectively. retrieving a pipe string, which means are combined with a passive and an active heave compensation of the type in which the active part controls the spring action of the passionate part.

Een dergelijke inrichting is bekend bijvoorbeeld uit de ter inzage gelegde Nederlandse octrooiaanvrage 7413233* Deze bekende inrichting be*· treft in het bijzonder een drijvend boorstation waarbij de aan het op* hangsysteem opgehangen boorstreng is gekoppeld met een passieve dei-13 ningskompensator, waaraan een aktief kompensatiedeel is toegevoegd ten* einde wijziging mogelijk te maken van de kracht die onder tussenkomst van het kompensatiesysteem naar boven toe op de boorstreng werkt, waar*· door aanpassing mogelijk is aan de deiningsuitslag en aan het gewicht van de streng. Bij een boorinstallatie wordt een deel van het gewicht 20 van de streng opgenomen door de bodem en levert de voor het boren nodige naar beneden gerichte vertikale kracht.Such a device is known, for example from Dutch Patent Application 7413233 laid open to public inspection. This known device particularly relates to a floating drilling station in which the drill string suspended from the suspension system is coupled to a passive de-icing compensator, to which an active Compensation part has been added * to allow modification of the force acting upward on the drill string through the compensation system, allowing * · adjustment to the swell and the weight of the string. In a drilling rig, part of the weight of the string is taken up by the bottom and provides the downward directed vertical force required for drilling.

Bij drijvende boorinrichtingen is de boortoren verder voorzien van hijsmiddelen in de vorm van een takel met behulp waarvan de boorstreng kan worden neergelaten respektievelijk opgehaald en met behulp waarvan 25 buissekties aan de boorstreng kunnen worden toegevoegd respektievelijk worden weggenomen.In floating drilling rigs, the derrick is further provided with hoisting means in the form of a hoist, by means of which the drill string can be lowered or raised and by means of which tube sections can be added to or removed from the drill string.

Doel van de uitvinding is een inrichting te verschaffen waarmee het mogelijk is de voor het uitvoeren van de werkzaamheden nodige bewegingen uit te voeren in kombinatie met de deiningskompensatie en waarmee het in 30 het bijzonder mogelijk is werkzaamheden uit te voeren waarbij aan het ophangsysteera een zeer grote massa hangt, waaraan bovendien nog een aparte beweging moet kunnen worden gegeven die onafhankelijk is van de bodem, dat wil zeggen waarbij steunen op de bodem voor het opnemen van een deel van de massa niet plaatsvindt.The object of the invention is to provide a device with which it is possible to carry out the movements necessary for carrying out the work in combination with the heave compensation and with which it is possible in particular to carry out work in which a very large suspension system is used on the suspension system. mass, which, moreover, must be able to be given a separate movement which is independent of the ground, that is to say, in which support on the ground does not take place for taking up part of the mass.

35 Dit doel wordt overeenkomstig de uitvinding in de eerste plaats be* reikt doordat de toren van het ophangingssysteem een aantal op afstand van elkaar geplaatste vertikale geleidingsbanen heeft, waarop een tussen de geleidingsbanen geplaatst horizontaal juk is geleid, dat in vertikale richting in de geleidingen op en neer beweegbaar is met behulp van door 40 hydromotoren aandrijfbare tandrondsels, die aangrijpen op een aantal het ^ xy "j <j i ' 0 2 juk en de daaraan hangende lastdragende trekorganen en het hydraulisch systeem van de hydromotoren zowel het passieve als ook het aktieve deel van de deiningskompensatie omvat, alsmede de mogelijkheid aan het juk vertikale bewegingen te geven waarop de deiningskompensatie is gesuper-5 poneerd. Het op vertikale geleidingsbanen geleide juk kan gemakkelijk zodanig worden uitgevoerd in kombinatie met een dienovereenkomstige uitvoering van de delen van de toren, dat zware lasten kunnen worden gedragen. Dit juk is in vertikale zin beweegbaar door hydraulische aandrijvingen, bestaande uit tandwielkasten met hydromotoren, die 10 aangrijpen op trekorganen en deze hydromotoren verzorgen enerzijds de vertikale bewegingen die het juk voor het uitvoeren van de werkzaamheden binnen de toren moet uitvoeren en verzorgen tegelijkertijd de passieve en aktieve deiningskompensatie.This object is achieved according to the invention in the first place in that the tower of the suspension system has a number of spaced-apart vertical guide tracks, on which a horizontal yoke placed between the guide tracks is guided, which is arranged vertically in the guides and is movable downwards by means of toothed pinions which can be driven by 40 hydraulic motors and which engage a number of the yoke and the associated load-bearing pulling members and the hydraulic system of the hydraulic motors, both the passive and active parts of the heave compensation, as well as the ability to impart to the yoke vertical movements upon which the heave compensation is superimposed. The yoke guided on vertical guideways can be easily performed in combination with a corresponding design of the parts of the tower that heavy loads can be carried This yoke is movable vertically hydraulic drives, consisting of gear units with hydromotors, which engage on pulling members and these hydromotors provide on the one hand the vertical movements that the yoke must carry out for the work within the tower and at the same time provide the passive and active heave compensation.

De uitvinding is in het bijzonder bestemd voor een inrichting waar-15 mee vanaf een drijvende inrichting baggerwerkzaamheden op grote diepte kunnen worden uitgevoerd in welk geval de pijpenstreng aan het ondereinde een zuig-persbaggerpompeenheid draagt, waarop de pijpenstreng als persleiding aansluit. Aan de streng hangt dan een op zichzelf zware bag-gerinrichting, die met de streng, in het bijzonder wanneer deze gevuld 20 is met baggerspecie, een grote massa voorstelt.The invention is in particular intended for a device with which dredging activities can be carried out from a floating device at great depth, in which case the pipe string at the lower end carries a suction-press dredging pump unit, to which the pipe string connects as a pressure pipe. A dredging device, per se heavy, then hangs from the strand, which represents a large mass with the strand, in particular when it is filled with dredging sludge.

Daarbij is denkbaar dat zich baggeromstandigheden voordoen, bijvoorbeeld voor het baggeren van vrij dikke modderlagen van grote dikte, dat aan deze zware streng met baggerinrichting een bepaalde beweging in vertikale zin moet worden gegeven, omdat de te baggeren laag een ten 25 dele vertikale baggerbeweging wenselijk maakt. Deze beweging kan bijvoorbeeld een zaagtandvormige beweging zijn.It is conceivable here that dredging conditions will occur, for instance for dredging fairly thick mud layers of great thickness, that this heavy strand with dredging device must be given a certain movement in the vertical sense, because the layer to be dredged makes a partly vertical dredging movement desirable. . This movement can be, for example, a sawtooth-shaped movement.

Met de ophanging volgens de uitvinding met de op de trekorganen aangrijpende hydromotoren is het nu tevens mogelijk aan de streng en daarmede aan de baggerinrichting een vertikale baggerbeweging te geven 30 waarop de deiningskompensatie is gesuperponeerd. Alle bewegingen kunnen daarmede vanuit ëën hydraulisch systeem worden bestuurd.With the suspension according to the invention with the hydromotors engaging on the pulling members it is now also possible to give a vertical dredging movement to the strand and thus to the dredging device on which the heave compensation is superimposed. All movements can thus be controlled from one hydraulic system.

Opgemerkt wordt, dat uit de ter inzage gelegde Nederlandse octrooiaanvrage 7201218 een drijvende inrichting bekend is voorzien van een aktieve en passieve deiningskompensatie in de hijsinrichting, die een 35 hijskabel heeft aan het ondereinde waarvan een in vertikale richting werkzame en beweegbare baggerinrichting hangt. Hierbij gaat het echter in hoofdzaak om het verschaffen van een deiningskompensatie ten opzichte van een baggerinrichting, die zelf met betrekking tot de zeebodem stil staan dan wel met behulp van de hijskabel omhoog wordt gehaald om op een 40 andere plaats weer te worden neergelaten en waarbij de persleiding niet ~7 Γ*1 *"* ’ rJ*. *} J "··' V ' s “V V'* ^ 3 e, · omhoog naar de drijvende inrichting loopt.It is noted that from Dutch Patent Application 7201218 laid open to public inspection a floating device is known provided with an active and passive heave compensation in the hoisting device, which has a hoisting cable at the lower end of which a vertically acting and movable dredging device hangs. However, this mainly concerns the provision of a swell compensation with respect to a dredging device, which itself are stationary with regard to the seabed or which is raised by means of the hoisting cable to be lowered again at a different location and wherein the discharge pipe not ~ 7 Γ * 1 * "* 'rJ *. *} J" ··' V 's “V V' * ^ 3 e, · ascends to the floating device.

De trekorganen kunnen bestaan uit kettingen, die lopen over in de toren gelegerde en met de hydromotoren gekoppelde rondsels. De trekorganen kunnen echter ook bestaan uit tandstangen zijn die in de toren 5 zijn opgehangen in welk geval dan de hydromotoren met de op de tandstangen aangrijpende rondsels zijn gelegerd in het juk.The pulling members may consist of chains running on pinions alloyed in the tower and coupled to the hydromotors. However, the pull members may also consist of rack rods suspended in tower 5, in which case the hydraulic motors with the pinion-engaging pinions are alloyed in the yoke.

De voorkeur gaat uit naar een konstruktie waarbij de toren vier ge-leidingsbanen heeft, in welk geval het juk nabij de hoeken van een in wezen in bovenaanzicht rechthoekig juk op de geleidingsbanen steunt.Preference is given to a construction in which the tower has four guide tracks, in which case the yoke rests on the guide tracks near the corners of an essentially rectangular yoke in plan view.

10 Een doeltreffende konstruktie ontstaat wanneer men de geleidings banen iaat bestaan uit buizen, die uiteraard deel uit kunnen maken van de konstruktie van de toren. Bij toepassing van kettingen kunnen deze worden gekoppeld met kontragewichten die gezamenlijk althans het gewicht van het juk kompenseren. Kompensatie van de eraan hangende last is zeker 15 in volledige mate niet gewenst omdat bij afwezigheid van de last de kontragewichten dan een onhandelbare toplest voor de drijvende inrichting vormen.An effective construction results when the guide tracks are made up of tubes, which can of course form part of the construction of the tower. When chains are used, they can be coupled with counterweights which together compensate at least the weight of the yoke. Compensation of the suspended load is certainly not completely desirable, because in the absence of the load the counterweights then form an unmanageable top load for the floating device.

Deze kontragewichten kan men geleiden in de geleidingsbuizen en daarin kan men op eenvoudige wijze middelen aanbrengen voor het smeren 20 van de kettingen. Zo kunnen de buizen zijn gevuld met olie, dan wel kan olie op de kettingen druipen.These counterweights can be guided in the guide tubes and means for lubricating the chains can be provided therein in a simple manner. For example, the tubes may be filled with oil or oil may drip onto the chains.

Als extra maatregel om schranken of verkanten van het juk in de geleidingen tegen te gaan kunnen de vrije ondereinden van de kettingen via omleidwielen zijn gekoppeld met de onderzijde van het juk, bijvoorbeeld 25 door middel van lichtere kettingen of kabels, die bijdragen tot het in de juiste stand houden van het juk.As an additional measure to prevent skewing or chipping of the yoke in the guides, the free lower ends of the chains can be coupled to the bottom of the yoke via guide wheels, for example by means of lighter chains or cables, which contribute to the hold the yoke correctly.

De voorkeur gaat uit naar een uitvoeringsvorm waarbij het juk ter plaatse van elke hoek is opgehangen aan tenminste twee kettingen, elk lopend over een afzonderlijk kettingwiel met bijbehorende hydromotor met 30 tandwielkast en de vrije einden van elk stel kettingen zijn bevestigd aan éên of meer kontragewichten. Kwaliteit en aantal kettingen moet zodanig zijndat een reëel uit te voeren systeem ontstaat.Preferred is an embodiment in which the yoke is suspended from at least two chains at each corner, each running over a separate sprocket with associated gear motor hydromotor and the free ends of each set of chains attached to one or more counterweights. Quality and number of chains must be such that a real system can be implemented.

Bij voorkeur worden voor elke hoek drie kettingen toegepast met drie kettingwielen met bijbehorende hydromotoren. Bij breuk van een van de 35 kettingen blijven voldoende kettingen aanwezig om het systeem veilig door te kunnen laten werken en blijven de kontragewichten in volle omvang werkzaam.Preferably, three chains are used for each corner with three sprockets with associated hydraulic motors. If one of the 35 chains breaks, sufficient chains will remain to allow the system to continue operating safely and the counterweights will remain fully active.

Volgens de uitvinding kan verder het hydraulische systeem van elke hydromotor bestaan uit een hoofdcircuit met hoofdpomp en 40 hoofdhydromotor, een eeste h JLpcircuit met hulppomp, welke hulppomp een 8 3 Γ 3 -i ö 1 4 9 i grotere hoeveelheid vloeistof per tijdseenheid kan leveren dan bij de hoofdpomp en deze via aansluiting van het hulpcircuit op het hoofdcircuit aan de hoofdhydromotor kan toevoeren, alsmede uit een tweede hulpcircuit met hulppomp en hulphydromotor van welke hydromotor 5 de uitgaande as aangrijpt op hetzelfde tandrondseldrijfwerk als de hoofdhydromotor. Het hoofdcircuit dient daarbij voor het teweegbrengen van de bewegingen die nodig zijn voor de uit te voeren werkzaamheden, zoals het baggeren, welke bewegingen kunnen bestaan uit verticale bewegingen nodig voor het verkrijgen van de vereiste produktie met 10 behulp van de baggerinrichting op of in de te bewerken laag. Verder dient dit hoofdcircuit voor de passieve deiningscompensatie waartoe dit hoofdcircuit op bekende wijze is gekoppeld met accumulatoren, die werken als veren.According to the invention, the hydraulic system of each hydromotor can consist of a main circuit with main pump and 40 main hydraulic motor, a first circuit with auxiliary pump, which auxiliary pump can supply an 8 3 Γ 3 -i ö 1 4 9 i greater amount of liquid per unit time than at the main pump and can supply it to the main hydraulic motor via connection of the auxiliary circuit to the main circuit, as well as from a second auxiliary circuit with auxiliary pump and auxiliary hydraulic motor of which hydraulic motor 5 engages the output shaft on the same pinion gear as the main hydraulic motor. The main circuit thereby serves to produce the movements necessary for the work to be carried out, such as dredging, which movements may consist of vertical movements required to obtain the required production with the aid of the dredging device on or in the edit layer. Furthermore, this main circuit serves for the passive heave compensation to which this main circuit is known in a known manner with accumulators, which function as springs.

Het eerste hulpsysteem maakt het mogelijk om aan de hoofdmotor 15 tijdelijk in veel grotere hoeveelheid vloeistof toe te voeren. Daardoor kan het juk met grotere snelheden worden bewogen dan met het hoofdcircuit het geval is . Deze grotere snelheden zijn van belang bij het opbouwen respectievelijk afbreken van de pijpenstreng.The first aid system makes it possible to temporarily supply the main motor 15 in a much larger amount of liquid. As a result, the yoke can be moved at greater speeds than is the case with the main circuit. These higher speeds are important when building or breaking off the pipe string.

Het tweede hulpsysteem dient voor de actieve deiningscompensatie. 20 Door met behulp van dit tweede systeem de hulpmotor een bepaald gewenst koppel te laten uitvoeren kunnen de wrijvingsverliezen in de gehele inrichting, welke wrijvingsverliezen optreden bijvoorbeeld in de geleidingsbanen voor het juk, in de lagers van rondsel en drijfwerk enz. volledig worden geëlimineerd. De passieve deiningscompensatie wordt dan 25 niet meer geremd door wrijvingsverliezen want deze worden door de actieve deiningscompensatie verschaft door het tweede hulpcircuit geëlimineerd. Omdat de wrijvingsverliezen veelal een constante waarde zullen hebben kan dit tweede hulpcircuit veelal ook met constante druk werken.The second auxiliary system is used for active heave compensation. By having the auxiliary motor carry out a certain desired torque with the aid of this second system, the friction losses in the entire device, which friction losses occur, for example in the guideways for the yoke, in the bearings of pinion and gear, etc., can be completely eliminated. The passive heave compensation is then no longer inhibited by frictional losses because these are eliminated by the active heave compensation provided by the second auxiliary circuit. Because the friction losses will often have a constant value, this second auxiliary circuit can often also work with constant pressure.

30 De deining is een op- en neergaande beweging, die dus telkens van richting verandert. De werkrichting van het tweede hulpcircuit moet daar dus telkens aan worden aangepast. Om een snelle werking van het tweede hulpcircuit te verzekeren en de actieve deiningscompensatie dus inderdaad ook van meet af aan ter beschikking te hebben kan het tweede hulp-35 circuit een regelinrichting hebben van de grootte van het koppel en de draairichting van de hulpmotoren, welke regelinrichting is gekoppeld aan een versnellingsmeter, die de versnelling van de deining meet.30 The swell is an up and down movement, which changes direction every time. The operating direction of the second auxiliary circuit must therefore be adapted accordingly. In order to ensure rapid operation of the second auxiliary circuit and thus indeed to have the active heave compensation available from the outset, the second auxiliary circuit may have a control device of the magnitude of the torque and the direction of rotation of the auxiliary motors, which control device is linked to an accelerometer, which measures the acceleration of the swell.

Het is noodzakelijk dat het juk op de juiste wijze in de geleidingen beweegt, dat wil zeggen loodrecht op de geleidingsbanen 40 blijft staan, hetgeen in het algemeen horizontaal zal zijn. Afwijkingen ^ r ~ * j v i ** * 5 van deze gewengte stan(j leiden tot verkanten, verhogen van de wrijving en eventueel vastlopen.It is necessary for the yoke to move properly in the guides, i.e. to remain perpendicular to the guideways 40, which will generally be horizontal. Deviations ^ r ~ * j v i ** * 5 of this lengthened standard (j lead to canting, increasing friction and possibly jamming.

Met kan dit op verschillende manieren bereiken bijvoorbeeld mechanisch door de tandrondsels door assen en tandwielen met elkaar te 5 koppelen.This can be achieved in different ways, for instance mechanically by coupling the toothed pinions together by shafts and gears.

Volgens de uitvinding verdient het de voorkeur dat de tandrondsels zijn gekoppeld met tachometers en de gegevens van de tachometers in een regelinrichting de hulpmotoren zodanig sturen, dat het juk horizontaal blijft. De hulpmotoren van de actieve deiningscompensatie worden dus 10 volgens de uitvinding tevens gebruikt voor het horizontaal houden van het juk. Door deze maatregel is het verder mogelijk de constructie lichter uit te voeren, in het bijzonder met betrekking tot de geleidingsmiddelen voor het juk.According to the invention, it is preferable that the toothed pinions are coupled to tachometers and that the data from the tachometers in a control device control the auxiliary motors so that the yoke remains horizontal. According to the invention, the auxiliary motors of the active heave compensation are also used for keeping the yoke horizontal. By this measure it is further possible to make the construction lighter, in particular with regard to the guiding means for the yoke.

Het is van belang dat knikken van de lange pijpenstreng wordt 15 vermeden. Dit knikken zou kunnen optreden wanneer het ondereinde van de pijpenstreng in verticale richting op een weerstand stoot. Men kan daarin voorzien door in het ondergedeelte een telescoperend gedeelte aan te brengen, zodat het ondergedeelte van de pijpenstreng ineen kan schuiven. Men kan dit echter volgens de uitviding ook bereiken doordat 20 de tandrondsels zijn verbonden met inrichtingen, die het koppel meten en waarvan de meetwaarden zodanig op de regeling van de hoofdmotoren inwerken, dat de spanning in de pijpenstreng in wezen constant blijft.It is important that kinks of the long pipe string are avoided. This kinking could occur when the lower end of the pipe string hits a resistance vertically. This can be provided by arranging a telescoping part in the bottom part, so that the bottom part of the pipe string can slide together. However, this can also be achieved according to the invention in that the toothed pinions are connected to devices which measure the torque and whose measured values act on the control of the main motors in such a way that the tension in the pipe string remains essentially constant.

Men bereikt dan dat de hoofdmotoren de pijpenstreng onmiddellijk verder ophijsen wanneer tijdens de verticale baggerbewegingen een voor de 25 pijpenstreng niet toelaatbare en knikgevaar inhoudende weerstand op gaat treden. Dit opstoten behoeft immers niet hard te zijn, maar kan bestaan uit een geleidelijk groter respectievelijk te groot wordende wrijvingsweerstand.It is then achieved that the main engines immediately raise the pipe string further when during the vertical dredging movements a resistance which is not permissible for the pipe string and kink hazard occurs. After all, this bounce does not have to be hard, but can consist of a frictional resistance which gradually increases or becomes too large.

Het hydraulische systeem kan verder zodanig zijn uitgevoerd, dat 30 alle pompen op de aandrijfas van dezelfde aandrijfmotor zijn geplaatst waarbij dan de hoofdpomp van het hoofdcircuit een variabele pomp is, de hulppomp van het hulpcircuit kan een pomp zijn, die een constante hoeveelheid per tijdseenheid levert en die via een regelschuif kan worden kortgesloten danwel in de een of andere richting toevoer kan 35 leveren aan het hoofdcircuit. De pomp van het tweede hulpcircuit is eveneens een pomp met variabele opbrengst en werkrichting*The hydraulic system can further be designed in such a way that all pumps are placed on the drive shaft of the same drive motor, the main pump of the main circuit then being a variable pump, the auxiliary pump of the auxiliary circuit being a pump supplying a constant quantity per unit time. and which can be short-circuited via a control slide or supply in one direction or another to the main circuit. The pump of the second auxiliary circuit is also a variable displacement pump with working direction *

Tenslotte kan nog een pomp aanwezig zijn, die eveneens door de motor wordt aangedreven en die een voedingscircuit verzorgt.Finally, a pump may also be present, which is also driven by the motor and which provides a supply circuit.

Λ "* * '? 'j 6Λ "* * '?" J 6

4 I4 I

De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan de hand van de tekeningen.The invention will now be further elucidated with reference to the drawings.

Fig. 1 toont schematisch een mogelijke toepassing van de inrichting volgens de uitvinding.Fig. 1 schematically shows a possible application of the device according to the invention.

5 Fig. 2 is een vooraanzicht van een uitvoeringsvorm van de inrichting.FIG. 2 is a front view of an embodiment of the device.

Fig. 3 is een zijaanzicht van de inrichting van fig. 2.Fig. 3 is a side view of the device of FIG. 2.

Fig. 4 toont op grotere schaal een uitvoeringsvorm van het bovengedeelte van de inrichting volgens de uitvinding.Fig. 4 shows on a larger scale an embodiment of the top part of the device according to the invention.

10 Fig. 5 toont schematisch een variant met parallelgeleiding.FIG. 5 schematically shows a variant with parallel guidance.

Fig. 6 toont schematisch een variant op het ophangsysteem.Fig. 6 schematically shows a variant of the suspension system.

Fig. 7 toont een hydraulisch schema.Fig. 7 shows a hydraulic diagram.

Fig. 8 toont een blokschema ter toelichting van de werking.Fig. 8 shows a block diagram for explaining the operation.

Fig. 1 toont een drijvende inrichting 1 met toren 2 aan welke 15 drijvende inrichting is opgehangen een uit buisstukken samengestelde streng 3, die op een grote diepte van bijvoorbeeld meer dan 2000 m is voorzien van een zuigkop 4 en een zuigperspomp 5. Bij 6 kunnen zich stuworganen bevinden met behulp waarvan de gehele streng kan worden verplaatst vanuit een vertikale stand naar een schuine stand, zoals 20 getekend. De zuigkop 4 bevindt zich hierbij in een te bewerken laag 7. Boven deze laag bevindt zich een dikkere laag 8 met een soortelijke massa van bijvoorbeeld 1. 2, liggende tussen die van het zeewater en die van de te bewerken laag.Fig. 1 shows a floating device 1 with tower 2, which floating device is suspended, a strand 3 composed of pipe pieces, which is provided with a suction head 4 and a suction press pump 5 at a great depth of more than 2000 m. with which the entire strand can be moved from a vertical position to an inclined position, as shown. The suction head 4 is herein situated in a layer 7 to be processed. Above this layer is a thicker layer 8 with a specific mass of, for example, 1.2, lying between that of the sea water and that of the layer to be processed.

Het boveneinde van de streng 3 steekt in de toren 2 van de drijven-25 de inrichting 1.The top end of the strand 3 projects into the tower 2 of the floating device 1.

Deze drijvende inrichting bestaat zoals getoond in de fig. 2 en 3 uit een ponton, waarop de toren 2 is geplaatst. Onder de toren is de ponton voorzien van een doorgaande opening of moonpool voor het doorlaten van bijvoorbeeld een buizenstreng.As shown in Figs. 2 and 3, this floating device consists of a pontoon on which the tower 2 is placed. Under the tower, the pontoon is provided with a through opening or moon pool for the passage of, for example, a pipe string.

30 De toren 2 staat op een brug 10 en deze toren bestaat uit twee hoofdvakwerkdelen 2a respektievelijk 2b, die aan het boveneinde door een kop 11 met elkaar zijn verbonden.The tower 2 stands on a bridge 10 and this tower consists of two main truss parts 2a and 2b, respectively, which are connected at the top end by a head 11.

De toren heeft vier geleidingsbanen waarvan fig. 2 de banen 12 en 14 laat zien en fig. 3 de banen 12 en 13.The tower has four guide tracks, fig. 2 shows the tracks 12 and 14 and fig. 3 shows the tracks 12 and 13.

35 Tussen deze geleidingsbanen is een juk 15 geplaatst dat op de ge leidingsbanen is geleid, bijvoorbeeld met wielen 16. Deze geleidingsbanen hebben de vorm van buizen van voldoende grote binnendiameter, welke buizen deel uitmaken van de vakwerkkonstruktie van de torendelen 2a en 2b.Between these guideways a yoke 15 is placed which is guided on the guideways, for instance with wheels 16. These guideways are in the form of tubes of sufficiently large inner diameter, which tubes form part of the truss construction of the tower parts 2a and 2b.

40 Het juk 15 is nabij elke hoek opgehangen aan meerdere kettingen 17, 18 ö ~ f; λ i KJ t ? } * ·.* *J i 7The yoke 15 is suspended from a plurality of chains 17, 18 or f near each corner; λ i KJ t? } * ·. * * J i 7

Boven op de kap 11 van de toren zijn meerdere hydromotoren 19, 20, 21 en 22 geplaatst, één voor elke ketting.De hydraulische aandrijvingen bestaan uit een tandwielkast met twee hydraulische motoren en één rem.On top of the hood 11 of the tower are placed several hydromotors 19, 20, 21 and 22, one for each chain. The hydraulic drives consist of a gearbox with two hydraulic motors and one brake.

In de getoonde uitvoeringsvorm zijn bij elke hoek van het juk twee 5 kettingen aangebracht zodat boven op de kap 11 zich in het totaal acht hydromotoren bevinden, elk voorzien van een rondsel waaroverheen een ketting loopt waarvan het vrije einde loopt in de buizen 12, 13, 14 en daar is bevestigd aan het met onderbroken lijnen aangegeven kontrage-wicht 23.In the embodiment shown, two chains are arranged at each corner of the yoke, so that on top of the hood 11 there are a total of eight hydraulic motors, each provided with a pinion over which runs a chain whose free end runs in the tubes 12, 13, 14 and there it is attached to the contact weight 23 indicated by broken lines.

10 Aan het juk 15 hangt de buizenstreng 3.10 The pipe string 3 hangs from the yoke 15.

De inrichting is verder voorzien van niet meer in detail getoonde en op zichzelf bekende middelen met behulp waarvan een buizensektie in de streng kan worden geplaatst respektievelijk daaruit kan worden verwijderd en waarmee de buizenstreng tijdelijk kan worden vastgehouden 15 wanneer de verbinding met het juk verbroken is.The device is further provided with means which are not shown in more detail and which are known per se, by means of which a tube section can be placed in or removed from the strand and with which the tube string can be temporarily held when the connection with the yoke is broken.

Bij 24 bevinden zich cilinders van de accumulator van de inrichting voor deiningskompensatie.At 24 there are cylinders of the heave compensation device accumulator.

Fig. 4 laat het bovengedeelte zien van een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding, waarbij de toren weer is opgebouwd uit 20 een vakwerk met buizen 25, 26, die de geleidingsbanen vormen en waarbij het juk 27 nabij elke hoek is opgehangen aan drie kettingen 28, 29 en 30, die elk lopen over rondsels 31, 32 respektievelijk 33.Fig. 4 shows the top part of an embodiment of the device according to the invention, in which the tower is again built from a lattice with tubes 25, 26, which form the guide tracks and wherein the yoke 27 is suspended on three chains 28 near each corner, 29 and 30, each running on pinions 31, 32 and 33, respectively.

De vrije einden van deze kettingen, dat wil zeggen de delen die over de rondsels naar buiten toe naar beneden lopen in een geleiding 34 25 zijn gekoppeld met eenzelfde kontragewicht 35. De inrichting heeft derhalve vier kontragewichten die gezamenlijk het gewicht van het juk 27 kompenseren.The free ends of these chains, that is to say the parts that run downwards over the pinions in a guide 34, are coupled to the same counterweight 35. The device therefore has four counterweights which together compensate the weight of the yoke 27.

De kettingen kunnen kettingen zijn van het type Gallse ketting, al of niet met rollen.The chains can be chains of the Gallse chain type, with or without rollers.

30 Fig. 5 toont schematisch dat elke ketting zoals ketting 36 aan zijn vrije einde is verbonden aan een trekorgaan of ketting 36’, die via om-loopwielen 37, 38 is verbonden met het ondereinde van het juk 27 op een plaats gelegen op afstand van de plaats waar het juk 27 aan de ketting 36 is opgehangen. Het juk kan daardoor beter in de juiste horizontale 35 stand tussen de geleidingen worden gehouden.FIG. 5 schematically shows that each chain, such as chain 36, is connected at its free end to a tension member or chain 36 ', which is connected via recess wheels 37, 38 to the lower end of the yoke 27 at a location remote from the location where the yoke 27 is suspended from the chain 36. It is therefore better to keep the yoke in the correct horizontal position between the guides.

Fig. 6 toont een geheel andere uitvoeringsvorm waarbij in de toren 39 een aantal tandstangen 40, 41 is opgehangen. Het tussen de geleidingen zoals 42 en 43 geleide juk 44 draagt hydromotoren met een aantal rondsels 45, 46, die aan weerszijden op de tandstroken 41, 40 aan-40 grijpen.Fig. 6 shows a completely different embodiment in which a number of toothed rods 40, 41 are suspended in the tower 39. The yoke 44 guided between the guides such as 42 and 43 carries hydromotors with a number of pinions 45, 46, which engage the tooth strips 41, 40 by 40 on either side.

Fig. 7 toont het hydraulisch schema.Fig. 7 shows the hydraulic scheme.

8:. I8 :. I

' ' * 8'' * 8

Het in fig. 7 getoonde hydraulische systeem bestaat uit een hoofdcircuit met een regelbare hoofdmotor 47, die via de leiding 48,49 de hoofdmotor 50 aandrijft waarvan de uitgaande as 51 werkt op het rondseldrijfwerk, dat in algemene zin met 52 is aangeduid. Dit hoofdcircuit bestaat verder 5 de retourleiding 53,54 naar pomp 47. Werkt de pomp in omgekeerde richting dan verloopt de stroming via de leidingen 53,54, 49 en 48. Bij 55 is een hogedrukaccumulator aangeduid met regelinrichting 56 en met 57 een lagedrukaccumulator met regelinrichting 58. Beide zorgen voor de passieve deiningscompensatie waarbij de hogedrukaccumulator in hoofdzaak 10 zorgt voor de deiningscompensatie en de lagedrukaccumulator zorgt voor de vereiste olietoevoer tijdens de compensatie.The hydraulic system shown in Fig. 7 consists of a main circuit with a controllable main motor 47, which drives via the line 48, 49 the main motor 50, the output shaft 51 of which acts on the pinion gear, which is generally indicated by 52. This main circuit also consists of the return line 53.54 to pump 47. If the pump operates in the reverse direction, the flow flows via the lines 53.54, 49 and 48. At 55 a high-pressure accumulator is indicated with control device 56 and with 57 a low-pressure accumulator with control device 58. Both provide the passive heave compensation, the high-pressure accumulator mainly providing the heave compensation and the low-pressure accumulator provide the required oil supply during the compensation.

De hoofdpomp 47 wordt aangedreven door een motor 59, die tevens aandrijft de hulpmotor 60 van een hulpcircuit bestaande uit de heengaande leiding 61 en de retourleiding 62 en een schuif 63. Deze 15 schuif 63 sluit de pomp 60 kort in de getoonde stand. Wordt de verbinding gecreëerd getoond in het rechter gedeelte van de schuif door deze naar links te verplaatsen dan wordt drukvloeistof via de leiding 64 toegevoerd aan de leiding 48 en daarmee aan de hoofdmotor 50. In de andere stand van de schuif 63 vindt deze toevoer plaats aan de leiding 20 54.The main pump 47 is driven by a motor 59, which also drives the auxiliary motor 60 of an auxiliary circuit consisting of the forward conduit 61 and the return conduit 62 and a slide 63. This slide 63 briefly closes the pump 60 in the position shown. When the connection created is shown in the right-hand part of the slide by moving it to the left, pressure fluid is supplied via the line 64 to the line 48 and thus to the main motor 50. In the other position of the slide 63, this supply takes place at the lead 20 54.

Leveren beide pompen 47 en 60 vloeistof aan de hoofdmotor 50 dan kan deze sneller roteren zodat het juk sneller kan worden bewogen. Dit is van belang, bijvoorbeeld om het lege juk tijdens het samenstellen of afbreken van een pijpenstreng naar zijn andere uitgangsstand te 25 bewegen.Both pumps 47 and 60 supply liquid to the main motor 50, it can rotate faster so that the yoke can be moved faster. This is important, for example, to move the empty yoke to its other starting position during the assembly or breaking of a pipe string.

De motor 59 drijft verder een hulppomp 65 aan waarvan de opbrengst eveneens variabel respectievelijk omkeerbaar is en die vloeistof kan leveren aan een hulpmotor 66 waarvan de uitgaande as 67 eveneens is verbonden met het rondseldri jfwerk 52. De pomp 65 voert 30 de vloeistof via de leiding 68 naar de motor 66 en terug via de leiding 69 of omgekeerd. Dit circuit 68, 69 met pomp 65 en motor 66 vormt het tweede hulpcircuit.The motor 59 further drives an auxiliary pump 65, the output of which is also variable and reversible, respectively, and which can supply liquid to an auxiliary motor 66, the output shaft 67 of which is also connected to the pinion gear 52. The pump 65 supplies the liquid via the pipe. 68 to motor 66 and back through line 69 or vice versa. This circuit 68, 69 with pump 65 and motor 66 forms the second auxiliary circuit.

Fig. 7 toont uiteraard slechts het circuit voor één tandrondsel aandrijving en bij 70,71 en 72 zijn dan ook aansluitingen aangeduid met 35 ringleidingen voor vergelijkbare circuits.Fig. 7, of course, only shows the circuit for one pinion drive and, therefore, at 70, 71 and 72, terminals are indicated by 35 inductors for comparable circuits.

De motor 59 drijft verder via een tandwieloverbrenging 73 een pomp 74 van een voedingscircuit, dat bestaat uit een reservoir 75, waaruit de pomp vloeistof aanzuigt via de leiding 76.The motor 59 further drives, via a gear transmission 73, a pump 74 of a supply circuit, which consists of a reservoir 75, from which the pump draws liquid via the line 76.

Deze voedingspomp 74 kan via de leiding 77, 78 regelinrichting 79 40 en leiding 80 respectievelijk vloeistof suppleren aan het hoofdcircuit ; ; ' i 9 t* r -% waarbij het teveel via de leiding 82 en de conditioneringsinrichting 83 teruggaat naar het reservoir 75. Via de leiding 84, regelinrichting 85 en leidingen 86 respectievelijk 87, vindt vloeistofsuppletie plaats aan het tweede hulpcircuit met terugvoer van het teveel via de leiding 88 en 5 conditioneringsinrichting 89 naar het reservoir 75. Verder kan de pomp 74 via de leiding 90 en de terugslagklep 91 vloeistof suppleren aan het eerste hulpcircuit, dat via de leiding 92 en een overbelastingsklep 93 is verbonden met het reservoir 75.This feed pump 74 can supply liquid to the main circuit via line 77, 78 control device 79 40 and line 80, respectively; ; 9% at which the excess returns via the line 82 and the conditioning device 83 to the reservoir 75. Via the line 84, control device 85 and lines 86 and 87, respectively, liquid supplementation takes place on the second auxiliary circuit with return of the excess via line 88 and 5 conditioning device 89 to reservoir 75. Furthermore, pump 74 can supply liquid via line 90 and non-return valve 91 to the first auxiliary circuit, which is connected to line 75 via line 92 and an overload valve 93.

De werking zal nu verder worden toegelicht aan de hand van fig.8, 10 welke figuur een blokschema toont bestemd voor de inrichting getoond in de fig. 2 en 3, waarbij de toren op elke hoek is voorzien van twee kettingen en dus van twee tandrondsels met bijbehorende drijfwerken en hydromotoren. De hoofdmotoren zijn aangeduid met 50.1., 50.2 enz. tot en met 50.8 en de hulpmotoren met 66.1, 66.2 tot en met 66.8.The operation will now be further elucidated with reference to Fig. 8, 10, which figure shows a block diagram intended for the device shown in Figs. 2 and 3, in which the tower is provided at each corner with two chains and thus with two toothed pinions. with associated gears and hydraulic motors. The main engines are marked with 50.1., 50.2 etc. to 50.8 and the auxiliary engines with 66.1, 66.2 to 66.8.

15 Het regelsysteem dient de volgende functies te omvatten: 1. Het baggeren in de vorm van een op- en neergaande zaagtandvormige beweging; 2. De deiningscompensatie; 3. Het synchroniseren van de aandrijvingen om het juk horizontaal te 20 houden; 4. Het constant houden van de spanning in de pijpenstreng en 5. Het omhoog en omlaag bewegen van het juk tijdens het opbouwen ** respectievelijk afbreken van de pijpenstreng.The control system should include the following functions: 1. Dredging in the form of an up and down sawtooth movement; 2. The heave compensation; 3. Synchronizing the drives to keep the yoke horizontal; 4. Keeping the tension in the pipe string constant and 5. Moving the yoke up and down while building up ** and breaking off the pipe string.

Het baggerproces vindt plaats vanuit een regelkamer of 25 regelinrichting 100 vanwaaruit hetzij met de hand danwel automatisch volgens een bepaald programma de hoofdmotoren 50.1 tot en met 50.8 worden bestuurd. Bij 101 tot en met 108 zijn meetinrichtingen aangegeven, die het koppel meten dat zich ter plaatse van het tandrondseldrijfwerk voordoet. De gegevens van deze meetinrichtingen 30 zijn van belang voor het constant houden van de spanning in de pijpenstreng en gaan dus via de regelkamer of regelinrichting 100 naar de hoofdmotoren.The dredging process takes place from a control room or control device 100 from which the main motors 50.1 to 50.8 are controlled either manually or automatically according to a specific program. Measuring devices are indicated at 101 to 108, which measure the torque occurring at the gear pinion gear. The data from these measuring devices 30 are important for keeping the tension in the pipe string constant and thus pass through the control chamber or control device 100 to the main engines.

Verder dienen zij als veiligheidsinrichtingen want zij leveren een signaal bij onderbelasting of overbelasting van de kettingen, wanneer te 35 grote weerstanden optreden of wanneer er een ketting breekt.Furthermore, they serve as safety devices because they provide a signal in case of underload or overload of the chains, when too great resistances occur or when a chain breaks.

Voor de actieve deiningscompensatie dienen de hulpmotoren 66.1 tot en met 66.8, die worden gestuurd door een regelinrichting 109 afhankelijk van de metingen van een versnellingsmeter 110.Auxiliary motors 66.1 to 66.8, which are controlled by a control device 109 depending on the measurements of an accelerometer 110, serve for active heave compensation.

Voor het synchroniseren van de bewegingen teneinde het juk 40 horizontaal te houden zijn ter plaatse van de rondselassen tachometers, S " 0v4 5 1 • * 10 zoals 111, 113, 115 en 117, aangebracht, die via een regelinrlchting 118 eveneens de hulpmotoren 66·1 tot en met 66»8 sturen. De aanwijzingen van de tachometers 111 t/m 117 kunnen bovendien nog als waarde worden gebruikt in de besturing van de hoofdmotoren, zoals aangegeven met de 5 onderbroken lijn 120.For synchronizing the movements in order to keep the yoke 40 horizontal, tachometers, S "0v4 5 1 * 10 such as 111, 113, 115 and 117, are arranged at the position of the pinion shafts, which are also controlled by the auxiliary motors 66 1 to 66 »8. The instructions from tachometers 111 to 117 can also be used as values in the control of the main motors, as indicated by the dashed line 120.

In plaats van de tachometers voor het sturen van de synchronisatie kan men ook gebruik maken van hellingsmeters op het juk of doorstroommeters in de leidingen van de hydraulische motoren.Instead of the tachometers for controlling the synchronization, you can also use tilt meters on the yoke or flow meters in the pipes of the hydraulic motors.

In plaats van de koppelmeters 101 t/m 108 kan men ook sensoren 10 gebruiken, die de bodemweerstand meten of die de belasting aan het juk | meten.Instead of the torque gauges 101 to 108, sensors 10 can also be used, which measure the soil resistance or which measure the load on the yoke | measure.

9 o Λ ’ ·:λ i9 o Λ ’·: λ i

Claims

1. Device for carrying out work in a location deep under water, such as carrying out dredging work on a sea bottom, consisting of a floating device with a suspension system with hoisting means for lowering or collecting a pipe string, which means are combined thereon. with a passive and active heave compensation of the type in which the active part controls the spring action of the passive part, characterized in that the tower of the suspension system has a number of vertical guideways placed at a distance from each other, on which a horizontal yoke placed between the guideways is movable in the vertical direction up and down in the guides by means of toothed pinions driven by hydromotors, which engage a number of the yoke and the load-bearing pulling members and the hydraulic system thereof. hydromotors both the passive and the active part v The swell compensation includes the ability to give the yoke vertical movements on which the swell compensation is superimposed.

Device as claimed in claim 1, characterized in that the pipe string carries at the lower end a suction press dredge pump unit, to which the pipe string connects as a pressure pipe.

3. Device as claimed in claim 1 or 2, characterized in that the pulling members consist of chains running over pinions alloyed in the tower and coupled to the hydraulic motors.

4. Device as claimed in claim 1 or 2, characterized in that the pulling members are toothed rods suspended in the tower and that the hydraulic motors with the pinion-engaging pinions are alloyed in the yoke.

Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the tower has four guide tracks.

Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the guide tracks consist of tubes.

7. Device as claimed in claim 3, 5 or 6, characterized in that the chains carry counterweights which together compensate at least the weight of the yoke.

8. Device as claimed in claims 6 and 7, characterized in that the counterweights are guided in the tubes.

Device according to claim 3 and one or more of claims 5 to 8, characterized in that the free lower ends of the. J. 12 chains custard guide wheels are coupled to the bottom of the yoke.

10. Device as claimed in claim 8, characterized in that the tubes are provided with means for lubricating the chains.

11. Device as claimed in claim 3, 5, 6, 7, 8 or 10, characterized in that the yoke is suspended at each corner at least two chains, each running over a separate chain wheel with associated gearbox with hydraulic motor and the free ends of each set of chains are attached to one or more counterweights. ·

Device according to one or more of the preceding claims 1 to 11, characterized in that the hydraulic system of each hydraulic motor consists of a main circuit with main pump and main hydraulic motor, a first auxiliary circuit with auxiliary pump, which auxiliary pump contains a larger amount of liquid per unit time. can then supply the main pump and supply it to the main hydraulic motor via connection of the auxiliary circuit to the main circuit, as well as from a second auxiliary circuit with auxiliary pump and auxiliary hydraulic motor, the output shaft of which engages the same gear gear as the main hydraulic motor.

Device according to claim 12, characterized in that all pumps are coupled to the same drive motor shaft.

14. Device according to claim 12 or 13, characterized in that the second auxiliary circuit has a control device for controlling the magnitude of the torque and the direction of rotation of the auxiliary motors, which control device is coupled to an accelerometer, which accelerates the swell measure.

15. Device as claimed in claim 12,13 or 14, characterized in that the toothed pinions are coupled to tachometers and the data from the tachometers in a control device control the auxiliary motors 30 such that the yoke remains horizontal.

16. Device as claimed in claim 12,13,14 or 15, characterized in that the toothed pinions are connected to devices measuring the torque and whose measured values act on the control of the main engines in such a way that the tension in the pipe string is essentially 35. remains constant.