NO134125B

NO134125B -

Info

Publication number: NO134125B
Application number: NO2183/73A
Authority: NO
Inventors: M Gauthier; M Tessier; D Fleury; M Jegousse
Original assignee: Centre Nat Exploit Oceans; Nickel Le
Priority date: 1972-05-25
Filing date: 1973-05-25
Publication date: 1976-05-10
Also published as: AU5575573A; ES415168A1; BE799621A; JPS4942502A; GB1373890A; AU475337B2; CA970399A; DE2326036B2; FR2185747B1; NL7307148A; FR2185747A1; NO134125C; US3889403A; DE2326036A1; NL158583B; DE2326036C3

Description

Oppfinnelsen vedrorer en fremgangsmåte og en anordning for kontinuerlig å utvinne faste stoffer som ligger på havbunnen. Oppfinnelsen er særlig egnet for ved dregging eller bunnskraping The invention relates to a method and a device for continuously extracting solid substances lying on the seabed. The invention is particularly suitable for dredging or bottom scraping

å utvinne dypvanns-polymetalliske noduler der som kjent er av den storste interesse for utvinning av forskjellige metaller som disse inneholder. to extract deep-water polymetallic nodules where, as is known, they are of the greatest interest for the extraction of various metals that these contain.

Slike polymetalliske noduler ligger vanligvis på meget store dybder i storrelsesorden 3000 til 6000 meter og er vanskelig å utvinne på en okonomisk måte ved bruk av vanlig dreggutstyr. Such polymetallic nodules are usually located at very great depths of the order of 3,000 to 6,000 meters and are difficult to extract in an economical way using normal dredging equipment.

På den annen side har allerede apparatur vært foreslått for å utfore slik dregging, f.eks. som vist i britisk patent 1.239.178. On the other hand, equipment has already been proposed to carry out such dredging, e.g. as shown in British Patent 1,239,178.

i Dette apparat omfatter en endelos line som ved regelmessige mellomrom er forsynt med beger , idet linen strekker seg ned til havbunnen fra skipets baug og tas opp igjen ved dettes akter-ende. Ved denne anordning må skipet bevege seg i tverrskipsret-ning for å utfore en bestrykning av havbunnen med så stor bredde som mulig. Sidebevegelse av skipet oppnås ved hjelp av propellere som er montert langs siden av skipet. i This device comprises an endless line which is provided with cups at regular intervals, as the line extends down to the seabed from the bow of the ship and is picked up again at its stern end. With this arrangement, the ship must move in a transverse direction in order to carry out a coating of the seabed with as great a width as possible. Lateral movement of the ship is achieved by means of propellers mounted along the side of the ship.

Dette kjente system lider av flere ulemper, blant hvilke kan nevnes at kun en liten mengde avleiret materiale kan tas opp av begerverket. Det er videre vanskelig å kontrollere dreggingsdybden for en gitt lengde av den endelose line. Systemet nodvendiggjor videre sidebevegelse av et skip, hvilket er en vanskelig manbver. This known system suffers from several disadvantages, among which can be mentioned that only a small amount of deposited material can be taken up by the beaker. Furthermore, it is difficult to control the draw depth for a given length of the endless line. The system requires further lateral movement of a ship, which is a difficult manoeuvre.

En hensikt med oppfinnelsen er derfor å tilveiebringe en fremgangsmåte av det foran nevnte slag, men som muliggjor effektiv dregging på hvilken som helst dybde. En annen hensikt er å tilveiebringe en fremgangsmåte som ikke frembyr på noen manover-vanskeligheter for skipet. Videre er det en hensikt å tilveiebringe en fremgangsmåte av det ovennevnte slag som muliggjor enkel og effektiv justering av parametrene for dreggingsoperasjonen. Endelig er det en hensikt å tilveiebringe et enkelt apparatur som er forholdsvis lett å betjene under utforelse av fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen. One purpose of the invention is therefore to provide a method of the type mentioned above, but which enables effective dredging at any depth. Another purpose is to provide a method which does not present any maneuvering difficulties for the ship. Furthermore, it is an aim to provide a method of the above-mentioned kind which enables simple and effective adjustment of the parameters for the dredging operation. Finally, it is an aim to provide a simple apparatus which is relatively easy to operate when carrying out the method according to the invention.

Ifolge oppfinnelsen foreslås det en fremgangsmåte for kontinuerlig utvinnelse av faste stoffer som ligger på havbunnen ved hjelp av i det minste en endelos dreggline forsynt med beger og i det minste to skip, idet oppfinnelsen kjennetegnes ved at nevnte endelose line mates ned til havbunnen fra et fbrste skip og tas opp til et annet skip efter å ha dregget over overflaten av havbunnen, hvorpå linen fores tilbake til det fbrste skip i en returbane, som i det minste er delvis neddykket, og at de to skip beveger seg på stort sett parallelle kurser. According to the invention, a method is proposed for the continuous extraction of solids lying on the seabed by means of at least one endless dredging line equipped with cups and at least two ships, the invention being characterized by said endless line being fed down to the seabed from a first ship and taken up to another ship after being dragged over the surface of the seabed, whereupon the line is fed back to the first ship in a return path, which is at least partially submerged, and that the two ships move on largely parallel courses.

Ifolge oppfinnelsen foreslås videre en anordning for kontinuerlig utvinnelse av faste stoffer som ligger på havbunnen ved hjelp av i det minste en endelos dreggline forsynt med begre og i det minste to skip, for utbvelse av fremgangsmåten, hvilken anordning kjennetegnes ved midler ombord i et fbrste skip for å stikke ut dregglinen fra dette og ned på havbunnen, midler ombord i et andre skip for å hive opp linen fra havbunnen til dette andre skip, samt midler for å fore linen over fra det andre til det fbrste skip i en returbane eller bukt som i det minste delvis er neddykket. According to the invention, a device is further proposed for the continuous extraction of solids lying on the seabed by means of at least one endless dredging line equipped with cups and at least two ships, for development of the method, which device is characterized by means on board a first ship to extend the dragline from this down to the seabed, means on board a second ship to raise the line from the seabed to this second ship, as well as means to guide the line over from the second to the first ship in a return lane or bay which at least partially submerged.

Det kan eventuelt også gjbres bruk av flere endelose liner forsynt med begre. To liner kan f.eks. fires ned til havbunnen fra separate skip, og efter at dreggingen er fullfort kan begge liner hives opp mot samme mottagerskip, hvor begrene kan tommes for noduler. Det vil også være mulig å anordne tre eller flere dreggliner og tre eller flere skip, idet hver av disse virker som et utlegningsskip for en line og et ombordtagningsskip for en annen line. It may also be necessary to use several endless lines equipped with cups. Two lines can e.g. four down to the seabed from separate ships, and after the dredging is complete, both lines can be lifted up towards the same receiving ship, where the cups can be emptied of nodules. It will also be possible to arrange three or more dredge lines and three or more ships, as each of these acts as a lay-out ship for one line and a boarding ship for another line.

Det vil forstås at fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen muliggjor at dreggdybden og/eller lengden av dregglinen som hviler på havbunnen kan tilpasses på en overordentlig enkel måte. Denne tilpasning oppnås ved å variere krumningen eller bukten, av den delvis neddykkede returbane og det er ikke nodvendig å bevege skipene i forhold til hverandre for å oppnå slike variasjoner. Omvendt, hvis det er bnskelig å forandre posisjonene av de to skip, f.eks. av navigasjonsgrunner, er det likeledes tilstrekkelig, uten å forandre dreggingsparametrene, å variere bukten av returlinen. It will be understood that the method according to the invention makes it possible for the dredge depth and/or the length of the dredge line resting on the seabed to be adapted in an extremely simple way. This adaptation is achieved by varying the curvature, or bay, of the partially submerged return path and it is not necessary to move the ships in relation to each other to achieve such variations. Conversely, if it is desirable to change the positions of the two ships, e.g. for navigation reasons, it is also sufficient, without changing the towing parameters, to vary the bend of the return line.

Det skal bemerkes at fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen medforer få navigasjonsproblemer. Det er en enkel operasjon å styre to skip parallelt med hverandre under såkalt to-spann navigasjon, idet det ene skip er ledeskip og det andre folger det fbrste. Returpartiet av linen er videre ikke noen hindring for andre skip, idet den som nevnt for en vesentlig del er neddykket. It should be noted that the method according to the invention entails few navigation problems. It is a simple operation to steer two ships parallel to each other during so-called two-team navigation, with one ship being the lead ship and the other following the first. The return section of the line is also not an obstacle for other ships, as it is, as mentioned, largely submerged.

Det er ytterligere en fordel å. nedfore begrene på havbunnen i en tilstand ferdig for operasjon for dreggingen begynner. Dette resulterer særlig i en storre tilpassbarhet av operasjonene, It is a further advantage to deposit the cups on the seabed in a state ready for operation before dredging begins. This results in particular in a greater adaptability of the operations,

samt stabilisering av dregglinen og reduksjon av ineffektiv glidning av rekken av beger over havbunnen. as well as stabilization of the dredge line and reduction of inefficient sliding of the row of cups over the seabed.

Anordningen som foran er omtalt, omfatter videre fortrinnsvis også midler for å regulere bukten av returlinen. The device mentioned above preferably also includes means for regulating the bend of the return line.

Midlene for å fire dregglinen ned mot havbunnen og midlene for The means to four the drift line down to the seabed and the means for

å hive den opp, omfatter fortrinnsvis vinsjer som styres av det mekaniske strekk i nevnte returparti. Anordningen kan omfatte to skip og en enkelt dreggline. Alternativt kan anordningen bestå av tre skip og to dreggliner. De to liner blir da hevet opp fra havbunnen efter utfort dregging og bringes ombord på lifting it up preferably includes winches that are controlled by the mechanical tension in said return section. The device can comprise two ships and a single dragline. Alternatively, the arrangement can consist of three ships and two dredge lines. The two lines are then raised from the seabed after continued dredging and brought aboard

et felles ombordtagningsskip som kan være lokalisert aktenfor en eller begge utlegningsskip, som da befinner seg en på hver side av det felles ombordtagningsskip. En slik anordning muliggjor at utvinningskapasiteten kan fordobles ved å tilfoye et ytterligere skip, men har også den fordel at man får symmetri med hensyn til de to dreggliner i forhold til ombordtagningsskipet og dette letter navigasjonen av sistnevnte skip. a joint embarkation ship which can be located aft of one or both deployment ships, which are then located one on each side of the joint embarkation ship. Such an arrangement makes it possible for the extraction capacity to be doubled by adding a further ship, but also has the advantage of achieving symmetry with regard to the two dredge lines in relation to the boarding ship and this facilitates the navigation of the latter ship.

Utforelsesformer av oppfinnelsen skal nu beskrives som eksempler under henvisning til tegningen. Embodiments of the invention will now be described as examples with reference to the drawing.

Fig. 1 viser perspektivisk og som et diagram en illustrasjon Fig. 1 shows an illustration in perspective and as a diagram

av en fremgangsmåte for utforelse av oppfinnelsen. of a method for carrying out the invention.

Fig. 2 er et planriss som viser en annen fremgangsmåte for opp-finnelsens utforelse. Fig. 2 is a plan view showing another method for implementing the invention.

Anordningen ifolge fig. 1 omfatter et utlegningsskip 1 og et ombordtagningsskip 2, samt en endelos dreggline 3 forsømt med beger (ikke vist). Linen går over de to skip og over havbunnen F som skal utvinnes. The device according to fig. 1 comprises a laying ship 1 and a boarding ship 2, as well as an endless dredge line 3 neglected with a cup (not shown). The line goes over the two ships and over the seabed F that is to be extracted.

De to skip 1 og 2 beveger seg med en hastighet V, f .eks,, parallelt med hverandre i to-spann formasjon og mot den fremherskende vind og strom. De to skip kan imidlertid fritt forandre kurs for å få best mulig utnyttelse av propellkraften. Avstanden mellom skipene kan være i størrelsesorden 8oo meter og dybden av sjoen hvis bunn skal utnyttes kan være av størrelsesorden 6000 meter. The two ships 1 and 2 move with a speed V, for example, parallel to each other in a two-team formation and against the prevailing wind and current. However, the two ships can freely change course to get the best possible utilization of the propeller power. The distance between the ships can be of the order of 8oo meters and the depth of the lake whose bottom is to be utilized can be of the order of 6000 meters.

Det vil forstås at bevegelseshastigheten av et punkt langs It will be understood that the speed of movement of a point along

linen 3, i et gitt oyeblikk, er sammensatt at to komponenter, dvs. den hastighet med hvilken linen stikkes ut og forflytnings-hastigheten som resultat av skipets fremad bevegelse. line 3, at a given moment, is composed of two components, i.e. the speed with which the line is extended and the displacement speed as a result of the ship's forward movement.

Den endelose line 3 forsynt med beger og anvendt for dregging , over overflaten F, kan utgjores av en kabel, en kjetting, en line, en lengde av strimmelmateriale som kan være forenet eller en kombinasjon av slike elementer. Den kan være bygget opp av flere seksjoner eller partier og vil nu bli beskrevet mer detal-j ert - The endless line 3 provided with a cup and used for dredging, above the surface F, can be made of a cable, a chain, a line, a length of strip material which can be united or a combination of such elements. It can be made up of several sections or parts and will now be described in more detail -

Utlegningsskipet 1 stikker ut linen som danner det nedadgående parti 4, hvis bevegelsesretning er angitt ved pilen 5. Begrene på dette nedadgående parti 4 er selvsagt tomme. Det neiste parti 6 av linen hviler mot havbunnen F og bærer en rekke beger klare for fylling. Denne anordning muliggjor at: a) forandring i hastighet av utlegningsskipet 1 kan tilpasses uten forstyrrelser. The laying ship 1 sticks out the line which forms the downward section 4, the direction of movement of which is indicated by the arrow 5. The cups on this downward section 4 are of course empty. The nearest part 6 of the line rests against the seabed F and carries a number of cups ready for filling. This arrangement makes it possible for: a) changes in the speed of the laying vessel 1 to be adapted without interference.

b) linen kan stoppes f.eks. om et beger skal utskiftes. b) the line can be stopped, e.g. whether a cup is to be replaced.

c) bevegelsen av det nedadgående parti og det oppadgående parti c) the movement of the descending part and the ascending part

er uavhengig av hverandre, slik at betydelig operasjonsfleksi-bilitet oppnås. are independent of each other, so that considerable operational flexibility is achieved.

d) linens dreggingsbukt kan stabiliseres for å hindre at den underkastes vertikale bevegelser, hvilket resulterer i at man d) the draw bay of the line can be stabilized to prevent it from being subjected to vertical movements, resulting in

får en mer noyaktig definert dreggingssone, og gets a more precisely defined dredging zone, and

e) glidning av linen over havbunnen reduseres, idet begrene som venter på fylling virker som en bremse mot glidning av e) slippage of the line over the seabed is reduced, as the cups waiting to be filled act as a brake against slippage of

dreggingspartiet. the dredging party.

Linen 3 fortsetter gjennom dreggingspartiet 7 som skraper over havbunnen F over et areal 8 med stor bredde, og lengden av dette område er selvsagt lik den distanse over hvilken skipene 1 og 2 beveger seg. Det vil forstås at dreggingspartiet 7 av linen samtidig blir trukket på tvers og forover i forhold til partiet 6 som bærer de ventende begrene. Det antall beger som inngår i dreggingen av havbunnen vil avhenge stort sett av skipenes 1 og 2 avstand fra hverandre og den totale belastning på det nedad gående parti 9 av linen. Det er således mulig å tilpasse antallet beger og å variere ekstraksjonsgraden. The line 3 continues through the dredging section 7 which scrapes over the seabed F over an area 8 of great width, and the length of this area is of course equal to the distance over which the ships 1 and 2 move. It will be understood that the pulling part 7 of the line is simultaneously pulled across and forwards in relation to the part 6 which carries the waiting cups. The number of cups included in the dredging of the seabed will largely depend on the distance of the ships 1 and 2 from each other and the total load on the downward-going part 9 of the line. It is thus possible to adapt the number of beakers and to vary the degree of extraction.

Det vil også forstås at dreggingspartiet 7 er til enhver tid krummet og dette resulterer i folgende fordeler: I) en reduksjon av risiko for at alle begrene blir sittende fast i havbunnen på samme tid. It will also be understood that the dredging part 7 is curved at all times and this results in the following advantages: I) a reduction in the risk of all cups becoming stuck in the seabed at the same time.

II) en reduksjon av risiko for samtidig glidning av de dreggende begere. II) a reduction of the risk of simultaneous sliding of the drooling cups.

III) begrene settes gradvis i bevegelse, og III) the cups are gradually set in motion, and

IV) det blir mulig å kombinere hastigheten av fartoyet og ut-matningshastigheten 5 av linen 3, slik at det fås en på forhånd bestemt dreggingshastighet over havbunnen. IV) it becomes possible to combine the speed of the vessel and the output speed 5 of the line 3, so that a predetermined dredging speed over the seabed is obtained.

Når begerene er blitt fylt blir de hevet opp med det oppadgående parti 9 med en hastighet representert ved pilen 10 i fig. 1 og bringes ombord, i skipet 2. When the cups have been filled, they are raised with the upward part 9 at a speed represented by the arrow 10 in fig. 1 and brought on board, in the ship 2.

Efter at linen 3 har passert over ombordtagningsskipet 2, hvor begrene tommes for avsettninger fra havbunnen, blir linen be-veget tilbake til utlegningsskipet 1 og vender delvis neddykket tilbake i form av bukten 11, hvilken bevegelse er angitt ved pilen 12. Returpartiet 11 muliggjor at de to skip kan bevege seg i forhold til hverandre og dette tillater at geometrien av linen og dreggparametrene kan tilpasses, særlig hva angår selve dregglinens bukt. Det muliggjor også at samme lengde av linen kan anvendes for forskjellige dreggdybder ved å variere bukten av linen. After the line 3 has passed over the boarding ship 2, where the cups are emptied of deposits from the seabed, the line is moved back to the laying ship 1 and returns partly submerged in the form of the bay 11, which movement is indicated by the arrow 12. The return section 11 enables the two ships can move in relation to each other and this allows the geometry of the line and the drag parameters to be adapted, especially as regards the bay of the drag line itself. It also enables the same length of line to be used for different draft depths by varying the bend of the line.

Videre er det mulig å bruke returpartiet 11 for å overfoie opp-1 dregget materiale til utlegningsskipet 1. Furthermore, it is possible to use the return section 11 to transfer up-1 dredged material to the laying vessel 1.

Ved å la bukten 11 forlope dypere er det også mulig å trekke dreggingspartiet 7 opp fra havbunnen F uten at det er nodvendig å lagre linen 3 ombord på skipene 1 og 2. By allowing the bay 11 to run deeper, it is also possible to pull the dredging section 7 up from the seabed F without it being necessary to store the line 3 on board the ships 1 and 2.

Som foran nevnt er det en fordel å anvende strekket i bukten 11 til å styre vinsjene som anvendes for å stikke ut linen 3 fra skipet 1, samt for å hive opp linen og bringe den ombord i skipet 2 Det vil lett forstås at når det er onskelig å dregge over et område som inneholder polymetalliske noduler eller annen utfelling, er det mulig å gjore flere sveip langs arealer av havbunnen med en bredde på hundre til flere hundre meter, og som strekker seg i den gunstigste retning av hensyn til navigasjonen. As previously mentioned, it is an advantage to use the stretch in the bay 11 to control the winches used to extend the line 3 from the ship 1, as well as to raise the line and bring it on board the ship 2. It will be easily understood that when it is desirable to dredge over an area containing polymetallic nodules or other precipitation, it is possible to make several sweeps along areas of the seabed with a width of one hundred to several hundred metres, and which extend in the most favorable direction for reasons of navigation.

Ved utforelsen ifolge fig. 2 er de detaljer som er identiske eller har samme funksjon som i fig. 1 gitt samme henvisningstall. I fig. 2 anvendes to liner 3a,3b som dregger over to parallelle arealer 8a,8b av havbunnen. Linen 3a legges ut fra skipet la og efter å ha utfort dreggingsoperasjonen blir linen hevet opp og bragt ombord i mottagerskipet 2 for så å bli fort over til utlegningsskipet la som et returparti. Linen 3b strekkes ut fra et annet skip lb og efter å ha utfort dreggingsoperasjonen hives den opp og bringes ombord på samme mottagerskip 2 som linen 3a. Linen 3b blir så fort til utlegningsskipet lb i den retning In the embodiment according to fig. 2 are the details that are identical or have the same function as in fig. 1 given the same reference number. In fig. 2, two lines 3a, 3b are used which drag over two parallel areas 8a, 8b of the seabed. The line 3a is laid out from the ship la and, after carrying out the dredging operation, the line is lifted up and brought on board the receiving ship 2 to then be quickly transferred to the laying ship la as a return party. The line 3b is stretched out from another ship lb and, after carrying out the dredging operation, it is lifted up and brought aboard the same receiving ship 2 as the line 3a. The line 3b then quickly becomes the laying vessel lb in that direction

som angitt ved pilen på tegningen. as indicated by the arrow in the drawing.

Utfdreisen ifolge fig. 2 muliggjor at mengden av utfellings-materiale som utvinnes kan fordobles ved bruk av bare et ytterligere skip og, som foran nevnt,lettes navigasjonen av ombordtagningsskipet 2. Antall liner kan selvsagt ytterligere bkes under anvendelse av samme prinsipp. The output journey according to fig. 2 makes it possible for the quantity of precipitation material to be extracted to be doubled using just one additional ship and, as mentioned above, the navigation of the boarding ship 2 is facilitated. The number of liners can of course be further increased using the same principle.

Claims

1. Procedure for the continuous extraction of solids lying on the seabed using at least one endless dredging line equipped with cups on at least two ships, characterized in that said endless line is fed down to the seabed from a first ship and taken up to another ship having dragged over the surface of the seabed, whereupon the line is fed back to the first ship in a return path, which is at least partially submerged, and that the two ships move on largely parallel courses.

2. Method as stated in claim 1, characterized in that the curvature of the returban is varied to adapt to the dredging depth and/or to adapt the length of the dredging part of the line, which rests on the seabed.

3. Method as stated in claim 1, characterized in that the curvature of the return vessel is varied by changing the relative position between the two ships without thereby changing the dredging conditions.

4. Method as stated in one of the preceding claims, characterized in that the returban is given such a curvature that the cups are deposited on the seabed in a ready position before they begin to carry out the dredging operation itself.

5. Procedure as specified in one of the preceding claims, where several dredging lines are used, characterized by each line being lowered onto the seabed from a separate ship and both or all lines being brought up to a common ship after carrying out the dredging operation on the seabed.

6. Method as stated in one of claims 1-4, where several dredge lines are used, characterized in that at least one of the ships supports the downward part of one line and the upward part of another line.

7. Device for the continuous extraction of solids lying on the seabed by means of at least one endless dredge line equipped with cups and at least two ships, for carrying out the method according to one of the preceding claims, characterized by means on board a first ship to extend the dragline from this to the seabed, means on board a second ship to raise the line from the seabed to this other ship, as well as means to guide the line over from the second to the first ship in a return lane or bay which is at least partially submerged.

8. Device as specified in claim 7, characterized in that the two ships include means by means of which the curvature of said return path can be regulated.

9. Device as stated in claim 7 or 8, characterized in that the means for sticking out the line for passage down to the seabed and the means for raising the line comprise winches that are controlled by the mechanical tension in the part of the line that forms the return line.

10. Device as specified in one of claims 7-9, where three ships and two dredge lines are used, characterized in that one of said ships is provided with means to hoist both dredge lines on board at the same time and the other two ships are provided with means for to extend said lines down towards the seabed.