NO138917B - Kontinuerlig undervannsroerledning. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en kontinuerlig undervanns - rørledning med et D/t-forhold større enn (P/H) 1' /2, hvor D er den utvendige diameter av rørledningen, t er veggtykkelsen av rør-ledningen, H er dybden i meter under vannflaten på hvilken rør-ledningen skal legges eller er blitt lagt , og P er en empirisk konstant lik 54 OOO meter, ved hvilken der, for å stanse en forplantning av rørsammenfalling langs lengden av rørledningen,

under eller efter legning av rørledningen, ved intervaller langs lengden av rørledningen er anbragt sammenfallingsstansere i form av ringformige elementer som omgir eller er

inkorporert i rørledningen, hvorved det effektive motstands-

moment av rørledningen ved hvert av de nevnte intervaller er større enn det for resten av rørledningen, og hvor sammenfallingsstanserne er anbragt langs rørledningen i en forutbestemt avstand (S) fra hverandre. En dypvannsrørledning utenfor kysten med et høyt forhold (D/t-forhold) mellom diameter (D) og vegg-

tykkelse (t) kan falle sammen på et område, og sammenfaIlingen kan forplante seg langs rørledningen inntil den enten møter en hindring som en ventil eller inntil den når vann av mindre dybde.

Sammenfallingssvikt i undervannsrørledninger bevirkes også

ved rørlegningsoperasjoner under konstruksjonen. Rørlegnings-apparatur holder røret under strekk ved gripeanordninger som står i inngrep med den ytre diameter av røret og som følge derav er tilbøyelig til å gjøre rør med tynne vegger ovale. Ved å gjøre røret ovalt kan sammenfallingsmotstanden nedsettes med så meget som ZfO% hvis røret deformeres en veggtykkelse. En slik reduksjon av sammenfallingsmotstanden er betraktelig. En følge av dette er at rør med tykkere vegger vanligvis anvendes (lavere D/t-forhold), hvilket sterkt øker omkostningene ved undervannsrørledningen.

Sammenfalling kan også bevirkes efter konstruksjon og under

drift av rørledningen ved skade bevirket av ytre krefter som slep-

ende skipsankere, slamras, vannbevirket bevegelse eller andre for-styrrelser .

Fra tysk utlegningsskrift 1.101.065 er det kjent å avstive

et i jorden anbragt tynnvegget rør for gass eller væske mot sammenfalling på grunn av jordtrykket, ved å omgi røret med smale forstivningsringer som ikke er forbundet med rørveggen og hvor avstanden mellom ringene ikke er mindre enn diameteren av røret. Dette patent angår ikke en undervannsrørledning for legging på større vanndyp, og angår heller ikke begrensningen av forplantningen av en sammenfalling til en bestemt lengde av røret.

Patentet angår derimot å forsyne et i jorden nedgravet rør med

et stort antall forsterkningsringer tett sammen slik at saramen-falling av rørledningen i det hele tatt ikke kan skje.

Foreliggende oppfinnelse går ikke ut på å forhindre sammenfalling, men å begrense forplantningen av sammenfallingen til en viss forutbestemt avstand.

Foreliggende oppfinnelse løser på fordelaktig måte problemet med forplantning av sammenfalning i undervannsrørledninger ved å øke motstandsmomentet av røret med mellomrom og på korte områder frem-skaffe en økonomisk mekanisk barriere og derved stanse en sammenfalning som beveger seg langs en undervannsrørledning.

En videre fordel ved foreliggende oppfinnelse er at de mekaniske barrierer kan installeres ved foreskrevne eller ønskede intervaller avhengig av om de økonomiske forhold ved installasjonen foreskriver enten at den minimale eller maksimale lengde skal erstattes.

Enda en fordel ved foreliggende oppfinnelse er de tiltrekkende økonomiske fordeler som oppnåes ved ikke å måtte installere et kontinuerlig tyngre eller mere tykkvegget rør som direkte øker omkostningene ved en slik installasjon.

Oppfinnelsen vil forståes bedre ved henvisning til tegningene hvor: fig. 1 viser en undervannsrørledning som installeres på et sted til havs,

fig. 2a viser i tverrsnitt en første utførelsesform av anordningen i henhold til oppfinnelsen for å øke motstandsmomentet av undervannsrørledningen,

fig. 2b viser i snitt en annen utførelsesform av en anordning ifølge oppfinnelsen for å øke motstandsmomentet av undervannsrør-ledningen,

fig. 3 viser i snitt en tredje utførelsesform av anordning i henhold til oppfinnelsen for å øke motstandsmomentet av undervanns-rørledningen,

fig. 4 viser i snitt en fjerde utførelsesform av anordning i henhold til oppfinnelsen for å øke motstandsmomentet av undervanns-rørledningen,

fig. 5 illustrerer i snitt en femte utførelsesform av anordning i henhold til oppfinnelsen for å øke motstandsmomentet av undervannsrørledningen,

fig. 6 illustrerer i snitt en sjette utførelsesform av anordning ifølge oppfinnelsen for å øke motstandsmomentet av undervanns-rørledningen .

Som vist i fig. 1, installeres en undervannsrørledning 1 på et sted utenfor kysten under anvendelse av en rørlegningspram 3 som er forsynt med anordning ved hvilken rørledningen 1 mates i vannet 2 slik at der sikres en stilling parallelt med og i kontakt med hav-bunnen 4 •

En rørledning med et høyt D/t-forhold har følgelig lavt motstandsmoment l/c, hvor I er treghetsmoxnentet av tverrsnittet av rørledningen og c er den største avstand av et punkt av tverrsnittet til den nøytrale akse.

Legging av rørledninger med et høyt D/t-forhold og følgelig lavt motstandsmoment (l/c) under anvendelse av konvensjonelle rør-legningsprammer kan ha uheldige virkninger som sammenfalling som forplanter seg langs hele lengden av rørledningen som kan være flere kilometer . Apparatet ombord på prammen 3 som holder rørledningen 1 under strekk, har en tilbøyelighet til å gjøre røret ovalt og som følge derav redusere sammenfallingsmotstanden av røret 1. Ved å øke motstandsmomentet av rørledningen med mellomrom og over korte av-stander kan en forplantende sammenfalling av rørledningen 1 stanses ved punktet med øket motstandsmoment.

For en riktig forståelse av oppfinnelsen vil først grunn-prinsippene på hvilke den er basert, bli drøftet. Kort sagt er grunnteorien for foreliggende oppfinnelse den at ved å øke motstandsmomentet av rørledningen 1 over et kort område vil en forplantende sammenfalling bli blokkert. Motstandsmomentet defineres av forholdet av treghetsmomentet til avstanden fra den nøytrale akse av punktet av interesse. I tilfelle av et sirkulært rør angis treghetsmomentet (I) ved følgende ligning:

hvor D = ytre diameter av røret

d = indre diameter av røret

Det vil sees av ovenstående ligning at eftersom forskjellen mellom den ytre diameter (D) og den indre diameter (d) blir liten, blir treghetsmomentet ganske lite. Når derimot denne forskjell blir stor, blir også treghetsmomentet ganske stort. I begge disse eksempler ville avstanden fra den nøytrale akse (c) ikke variere særlig slik at motstandsmomentet (l/c) ville være nesten direkte proporsjonalt med treghetsmomentet. Avstanden fra den nøytrale akse (c) ville ikke variere fordi når der spesifiseres hvilken rør-størrelse som skal installeres, refereres der til den ytre diameter av røret slik at tykkere-veggede rør reduserer den innvendige diameter av røret uten å forandre den ytre diameter.

Ved bestemmelse av avstanden mellom punkter med økt motstandsmoment langs undervannsrørledningen 1 må en rekke faktorer taes i betraktning som (1) totallengden av rørledningen, (2) forholdet mellom diameter og tykkelse (D/t) av rørledningen, (3) vanndybden, (4) typen av strekkapparat ombord på prammen, (5) minimumslengden av rørledning som det er praktisk å utbytte, og (6) omkostningene ved å installere den økede motstandsmomentanordning.

I fig. 2a og 2b er vist mulige anordninger for å øke motstandsmomentet. Hylsen 5, hhv. 5b, som har en innvendig diameter litt større enn den ytre diameter av rørledningen, kan smettes over ut-siden av rørledningen 1 og derpå sveises som med en sveis 6, hhv. 6b, i begge ender til rørledningen 1 og derved øke motstandsmomentet av rørledningen 1 på.dette sted. Dette kan så gjentaes ved foreskrevne intervaller S (se fig. 1) langs rørledningen eftersom prammen beveges gjennom vannet 2. Den ytre diameter av hylsen 5, hhv. 5b, kan bekvemt velges til å være lik eller litt mindre enn den ytre diameter av et betong vektbelegg (ikke vist) som ofte påføres på undervannsrørledninger av stor diameter, på denne måte ville de sammenfallingshindrende hylser ikke gripe forstyrrende inn i rør-håndteringsapparatet som anvendes under konstruksjonen. En alterna-tiv anordning til den vist i fig. 2, er illustrert i fig. 3- I denne figur er en kort rørseksjon eller nippel 7 installert i rør-ledningen 1, idet rørseksjonen eller nippelen 7 har en vegg som er betraktelig tykkere enn veggen av rørledningen 1. Lengden av kraven 5 og av rørdelen 7 kan være så kort som halvparten av veggtykkelsen av rørledningen.

I fig. 4 er vist en ytterligere utførelsesform av oppfinnelsen som omfatter en solid blokk 8, fortrinnsvis av metall, installert i rørledningen 1. Blokken 8 ville bli innført i rørled-ningen 1 fra prammen 3 og fortrengt til den ønskede beliggenhet i rørledningen 1 ved å anvende en fortrengningspumpe. Operatøren som kjenner fortrengningsvolumet av pumpen for hvert slag og volumet av rørledningen 1 pr. enhetslengde, kan bringe den solide blokk 8 nøyaktig i stilling i rørledningen 1.

En annen utførelsesform av oppfinnelsen er vist i fig. 5 som også anvender en fast blokk IO, fortrinnsvis av metall, som anordning for å stanse en forplantende sammenfalling. Denne utførelsesform ville være å foretrekke fremfor den som er vist i fig. 4 da den installeres i foreskrevne deler av rørledningen 1 før sammenkobling. Blokken IO holdes på plass ved et klebemiddel eller en magnetisk klemme 9 som er beregnet på å brytes ved en forutbestemt styrke på trykkforskjell i området på ca. 7 - 70 kg/cm .

En annen utførelsesform av oppfinnelsen er vist i fig. 6 hvor en kort rørseksjon 26 med en ytre diameter litt mindre enn den innvendige diameter av rørledningen, er festet til den indre over-flate av rørledningen 1 ved hjelp av sveiser 24 ved hver ende av rør-seksjonen 26. Den korte rørseksjon 26 ville bli installert i rør-ledningen 1 under leggingen av rørledningen 1 fra prammen 3 og ville bli installert ved forutbestemte mellomrom ved skjøten av to separate deler (sveisen 21) av rør som bygger opp rørledningen 1. Rørsek-sjonen 26 forsynes fortrinnsvis med skråkanter 27 ved hver ende for å redusere skarpe forandringer i det innvendige tverrsnitt av rør-ledningen 1.

De ovenfor beskrevne utførelsesformer er særlig beregnet på anvendelse i undervannsrørledninger med D/t-forhold større enn (P/H)<2> hvor

P = 54.000, og

H = vanndybden im,"

og er dessuten beregnet på å anvendes for å beskytte rørledningen under konstruksjonen av rørledningen 1. Tiden i løpet av hvilken rørledningen 1 installeres, er den mest kritiske tid under hvilken rørledningen utsettes for unormale sammenfaHin<g>st rykk utøvet på

dens ytre diameter av vannet over den. Rørledningen 1 er vanligvis evakuert, med intet innvendig trykk, mens den installeres og når den bringes i drift med å transportere væsker til et sted på land, har rørledningen vanligvis tilstrekkelig innvendig trykk til mere enn å oppheve trykk som utøves av vannhøyden over den.

Ved utførelsesformene i fig. 4 og 5 hvor blokker er anbrakt inne i rørledningen 1, ville disse blokker bli fjernet ved anvendelse av en væskefortrengningsmetode efter avsluttet rørlednings-installasjon. Trykk ville bli påført ved en ende av rørledningen, og blokkene ville bli fortrengt med væske inntil alle hadde nådd den motsatte ende av rørledningen.

Anordningen ved hvilken motstandsmomentet økes, installeres fortrinnsvis ved mellomrom fra 12 m opptil 16 km fra hverandre.

Claims (1)

1. Kontinuerlig undervannsrørledning med et D/t-forhold større

   enn (P/H) 1' /2, hvor D er den utvendige diameter av rørledningen, t er veggtykkelsen av rørledningen, H er dybden i meter under vannflaten på hvilken rørledningen skal legges eller er blitt lagt, og P er en empirisk konstant lik 54 OOO meter,karakterisert ved at der, for å stanse en forplantning av rørsammenfalling langs lengden av rørledningen (1), under eller efter legning av rørledningen, ved intervaller langs lengden av rørledningen er anbragt sammenfallingsstansere i form av ringformige elementer (5, 5b, 7, 27) som omgir eller er inkorporert i rørledningen, hvorved det effektive motstandsmoment av rørledningen ved hvert av de nevnte intervaller er større enn det for resten av rørledningen, og hvor sammenfallingsstanserne er anbragt langs rørledningen i en forutbestemt avstand (S) fra hverandre.