NO144608B - Fremgangsmaate og maskin for undervanns groeftegraving for roerledninger og lignende - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse vedrorer en fremgangsmåte og maskin

for undervanns grtiftegraving for fordelingssystemer, såsom rbrled-ninger.

Forskansning eller beskyttelse av undervanns rorled-

ninger er viktig, særlig når havbunnsarealene som det gjelder på-

virkes av betydelige strommer og også for å beskytte dem mot skade fra ankere eller tråler, hvilken skade muligens forer til a-t rorledningen temporært bringes i ustand og til forurensning av det omgivende areal.

Generelt frembyr groftingsoperasjonen ikke noen spesiell vanskelighet på dypt vann når havbunnen er homogen og rimelig blot. Således har mange metoder vært vurdert ved hvilke en groft forst

graves for rorledningen senkes ned, eller hvor rorledningen senkes ned og anbringes i stilling samtidig som gravingen utfores.

Den hovedsakelige vulempe ved de tidligere metoder er groftens tendens til å fylle seg på naturlig måte straks den er gravd og for ledningen er blitt lagt. Hva angår de siste metoder, så har de ulempene med at hastigheten av groftens graving reguleres av hastigheten ved hvilken rorledningen kan bli lagt.

Med hensyn til det vanligvis benyttede maskineri, har

det tilsynelatende vært formet med en vekt som er tilstrekkelig lav til at det ledsagende skip lett kan trekke det frem, og dette maskin-

eri er montert på meier. Fordelen med denne lette konstruksjonsvekt har vært utnyttet til å la maskinen rulle langs selve rorledningen. Groften graves da med grevemaskiner av mudretypen eller stråletypen,

idet de nodvendige kraftkilder er anbragt på det ledsagende skip.

Tross, fordelene ved slike maskiner, er det bemerket at

de blir ustabile såsnart havbunnen blir relativt hard. Dette er tilfelle spesielt når maskinen er utstyrt med et graveredskap av kniv-

typen for groftskjaering. Da gravemaskiner av stråletypen ikke er

effektive på en hard sjobunn, kan det sees at bruk av en konvensjon nell maskin på en hard sjobunn frembyr en meget bestemt og farlig risiko for å bli kastet ut av balanse, spesielt når den fores over en ujevn overflate.

Dessuten, så snart gravingen foregår i enhver annen dybde enn på grunt vann, blir trekkvinkelen for stor til å muliggjore maskinens tauing direkte fra ledsagerskipet. For å overvinne dette problem, har det vært funnet opp maskiner hvor det er gjort bruk av et spesielt anker eller en dodvekt for trekkoyemed. På grunn av dette innebærer slike systemer behandlingsvanskeligheter og ekstra arbeide hvBr gang vekten eller ankeret må flyttes, hvilket resulterer i tap av tid. I tillegg til disse ulemper kommer vanskelighetene som folge av den rommengde systemet opptar og den alltid tilstedeværende risiko for beskadigelse av rorledningen, særlig i det tilfelle hvor maskinen ruller langs denne.

Ifolge foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt en fremgangsmåte for undervannsgraving for grdfting av en rorledning omfattende å legge en rorledning som skal groftes på sjbbunnen og deretter grave groften for ledningen, kjennetegnet ved de' trekk som fremgår av karakteristikken til de etterfølgende krav 1 — 5.

Bruk av denne fremgangsmåte kan muliggjore at de forskjellige ulemper som er beskrevet ovenfor kan bortskaffes. Man er ikke lengere avhengig av hastigheten av det ledsagende skips fremadbevegelse for å folge en gitt retning og for å vedlikeholde et gitt trekk i denne retning, og man er ikke lengere tvunget til å bruke en dodvekt eller spesielt anker for å grave groften. Fordelen som folge av kjennskap til fastheten av sjobunnens overflate etter at rorledningen er senket ned på den og vedlikeholdet av traktormaskinen på siden av rorledningen sinkrer maksimal beskyttelse mot den perma-nente risiko som er til stede ved de tidligere metoder.

Groften kan graves forst ved utgraving og fjernelse av materialet som ligger under rorledningen ved hjelp av et graveredskap og deretter finpussing av utgravningen umiddelbart tilgrensende rorledningen ved hjelp av sjbvannsstråler.

På denne måte er man sikker på å oppnå fullstendig fjernelse av materialet umiddelbart under rorledningen, uansett typen av det anvendte graveredskap, og effektiviteten av strålene okes på grunn av den tidligere oppbryting av sjøbunnsmaterialet ved graveredskapet.

En maskin for fremgangsmåtens utførelse kan karak-teriseres ved de trekk som fremgår av karakteristikken i de etterfølgende krav 6 - 12.

I motsetning til tidligere maskintyper, hvori enhver bestrebelse var gjort for å gjore den så lett som mulig, særlig ved bruken av flottorer og en flerhet av kontrolledd mellom overflate-skipet og maskinen, kan maskinene for utforelse av fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen være utstyrt med elektriske motorer som er nodvendige ikke bare for å drive gravemekanismen, men også for maskinens fremadbevegelse. Den resulterende okning i vekt er ikke helt ut kompensert, og derved muliggjøres at maskinen får en mere stabil stilling og bedre motstår hvilke som helst mulige tverrkrefter på grunn av havstrommer. På denne måte har maskinen meget stor stabili-tet selv på en meget ujevn sjobunn.

Oppfinnelsen skal i det fblgende beskrives nærmere under henvisning til tegningene, der som eksem<p>,<el> vises en utforelse av samme og på hvilke fig. 1 er et skjematisk sideriss av en utforelse av maskinen ifolge oppfinnelsen, fig. 2 et planriss av fig. 1, fig. 3 et bakriss av maskinen på fig. 1, fig. 4 et snitt etter linjen IV-IV på fig. 2, fig. 5 et sideriss av maskinens sidestyringer, fig. 6

et skjematisk sideriss av en tralle for understdttelse av en rorledning, fig. 7 viser trallen sett fra den bakre ende.

En utforelse av en maskin for utgraving av en groft ifolge oppfinnelsen er skjematisk illustrert på fig. 1 til 4. Denne maskin brukes til å grave en groft 52 under rorledningen 37 av et for-delingssystem, som vist, for å bli nedgravd ved graving sideveis av rorledningen ved bruk av en maskin utstyrt med et system av foringer som muliggjor at maskinen kan holdes nær inntil siden av roret.

Denne maskin omfatter et understell eller ramme 1, fortrinnsvis fremstilt av strekkfast stål, båret på en dreiering 32,

som er montert på rullelagere 25, og som understøttes av tverrdeler 53 (fig. 4} og to sidedeler 33 som bærer beltene 2.

Dreiepunktene 34 for mudringsgaffelen 3 og to daviter

35 for befestigelse av 16ftesylindrer 4 er anordnet på rammens 1

bakre del. På siden mot rorledningen har gaffelen 3 en arm 11 (fig

5) fom bærer en foringsanordning 10 utstyrt med en balanse 36 som angir belastningen som utbves på rorledningen 37, og en anordning 44 som gir vinkelbevegelsen mellom armer 43 som hver er utstyrt med en rulle 42.

Gaffelen 3 bærer et graveredskap eller masselbser 6 av mudringstypen. Platene på graveverktByet 38 er fortrinnsvis utstyrt med sett av skjæretenner som er utskiftbare i henhold til typen av sjHbunnsmateriale som mBtes. Disse tenner er ikke illustrert og kan være av en hvilken som helst kjent type. En gruppe hydrauliske mo-

torer 16 driver verktoyet 38. Masseloseren 6 er ved 39 dreibar på gaffelen 3 og kan utfore en svingende bevegelse under styring av to hydrauliske kraftsylindre 7.

En sugeslange 23 muliggjor at den ved verktoyet 38 frem-bragte gravingsmasse kan suges opp og fjernes ved pumpen 8 av den hydrauliske gruppe 18 og som forer massen godt klar av rorledningen 37 ved en ledning 40.

Toppen 41 av materialet (fig. 3) sam danner et over-

heng direkte under rorledningen 37, etter at masseloseren 6 har pas-

sert frem, bringes til å bryte sammen ved stråler av sjdvann fra utskiftbare dyser 54 som er festet til monteringen 9 og mates ved en hfiytrykkspumpe med hoy ytelse som drives ved hydraulisk gruppe 19.

Pumpen kan f.eks. ha en leveringshastighet på 300 l/m ved et trykk

på 175 kg/cm 2. Gravemasse som frembringes ved disse stråler suges opp i sugekretsen for masseloseren 6.

For å sikre at der er kontinuerlig sideforing av maskinen ved regulering av dens avstand fra rorledningen 37, er to foringsanordninger 12 (fig. 1 og 2), anordnet i likhet med anordningen 10 som er vist på fig. 5, og hver har ruller 42 montert på hengslede armer 43 innbyrdes forbundet ved en hydraulisk kraftsylinder 45. Spindelen 44 mellom armene 43 driver en anordning for overforing av verdien av vinkelen for armenes 43 adskillelse, og denne vinkel muliggjor at maskinens avstand fra rorledningen 37 kan beregnes for punktet under betraktning. Dessuten muliggjor belastningen på kraft-sylinderen 45 at trykket som utoves av rullene 42 på rorledningen kan beregnes ved hjelp av en balanse 36 og i avhengighet av deres avstand fra hverandre. Straks denne informasjon er blitt mottatt ved hjelp av begge anordninger 12, er det en endefram sak å bruke begge disse avlesninger for beregning av stillingen av maskinens forreste og bakre ende i forhold til rorledningen 37, vinkelen av maskinens retning i forhol til rorledningens 37 akse og det påforte nedadgående trykk. Operatoren, plassert i en frigjorbar forerkule 5, er således i en stilling til kontinuerlig å kunne rette maskinens bane eller, i .det tilfelle en styresjakkel er montert som sikrer automatisk korreksjon av retningen, har bare å kontrollere at maskinen arbeider riktig.

Anordningen 10, som er vist på fig. 5, er anbragt mellom mudringsgaffelen 3 og rorledningen 37 for å kontrollere gaffelens 3 vinkelstilling i forhold til ledningen. Det vil bemerkes at enhver vinkelvariasjon hos gaffelen 3 forer til en endring av groftens dybde for en gitt angrepsvinkel av verktoyholderen. Denne informasjon brukes deretter til å innstille den endelige dybde av groften for en gitt sveiping av gaffelen.

Kameraer 30 muliggjor overvåking av skjæreverktøyet 38 under arbeide og at fjernelsen av gravingsmasse kan iakttas, og som et resultat kan virkningen av sugepumpen B reguleres for å passe til de herskende forhold. Skjermer (ikke vist) i kulen 5 muliggjor at operatoren kan folge arbeidets fremgang.

I tillegg til de nettopp beskrevne komponenter, er det klart at maskinen kan utstyres med et flertall ytterligere anordninger. Således kan der foran på maskinen anordnes en innretning for obser-veringsoyemed og for måling av forskjellige kjennetegn av sjobunnen.

En koblingsinnretning 55 (fig. 4) er anordnet for å muliggjøre at en klobærende del festet til flottøren . 21, kan hukes på en behandlingssøyle 13.

Et belysningskammer 14 er anordnet som, skjønt av mindre viktighet i denne maskin enn lignende anordninger anbragt på tidligere maskiner, har dimensjoner tilstrekkelige til å inne-holde et areal 15 for den elektriske apparatur. Motorregulerings-anordninger, drivsystemer og de forskjellige andre styreanordninger vil ikke bli beskrevet, da alle slike anordninger er av konven-sjonell .form.

Det vil bemerkes at den hydrauliske drivsylinder 22

(fig. 2) er anordnet for å muliggjøre at gaffelen 3 kan bli an-

bragt nøyaktig i forhold til rørledningen og at belysningskammeret 14 og gaffelen 3 sammen med davitene 35 med hvilke gaffelen 3 er forbundet ved kraftsylindre 4, er plassert til siden mot rørled-

ningen i forhold til den symmetriske langsgående midtlinje av beltene 2.

installasjonen og driften av- den beskrevne maskin foregår etter, at rørledningen 37 er blitt senket ned på sjøbunnen. En kran brukes for å anbringe maskinen i vannet og deretter, etter neddykkingen og, som et resultat, reduksjon i dens tilsynelatende vekt, senkes den ved hjelp av en standard vinsj utstyrt med en friløpsanordning. For dette øyemed er en. kabel 59 forbundet med øyet 60 i klodelen 64, hvis klør er i låst stilling som vist på fig. 8. Samtidig som kabelen 59 koblet til søylen 13 ved. koblingen 55, vikles av, vil også den elektriske servisekabelen 27 bli viklet av. Senkingen foregår i en viss avstand fra rørledningen 37. Straks maskinen er stasjonær på sjøbunnen, går operatørene, ned

til førerkulen 5 ved hjelp av en overføringsklokke 31.

Hvis ingen automatisk anordning er anbragt på maskinen for å frakoble kabelen 59 fra øyet 60, kan den frakobles fra overflaten ved en kjent fjernstyrt anordning, f.eks. ved å. bruke kabelen 27 til å kontrollere ved elektriske midler en hydraulisk fordeler som driver vinsjen 20.

Maskinen kan brukés etter bærekabelens 59 frakobling fra øyet 60 entnn ved å la flottøren 21 flyte fritt på overflaten for å angi omtrent hvor maskinen befinner seg eller ved å retur-nere flottøren 21 til dens plass (se fig. 4).

Straks maskinen befinner seg på sjøbunnen, manøvrerer operatørene maskinen for å stille den på linje med kanten av rør-ledningen 37 og benytter herunder føleranordninger 29, hvorav én er anbragt ved den forreste og én ved den bakre ende av maskinen. Føringsanordninger 12 er anordnet til å legge an mot rørledningen 37 for det øyemed å kontrollere parallelliteten mellom maskinen og ledningen under maskinens drift. Hver føring 12 understøttes av en løftearm 56 (fig. 2) styrt av en kraftsylinder 57 (fig. 1). Maskinen reverseres inntil startstedet for gravingen er nådd. Når mudregaffelen 3 er blitt senket og en kontroll av dens avstand fra ledningen 37 er utført, graves grøften både ved lengdeveis, trinnvis forskyvning av maskinen, gaffelen er inntstilt i en konstant inngrepsvinkel hvorved knivene 3 8 på graveredskapet 6 trenger ned i sjøbunnen under rørledningen 37, og ved en sirkulær mudringsbevegelse av graveredskapet om tappen 39. Samtidig brytes toppen 41 av materialet opp av strålene 54 på monteringen 9, og gravings-materialet suges kontinuerlig opp av pumpen 8. Ledningen 37 vil således synke sakte ned i den gravde grøft.

Når graveoperasjonen skal avbrytes og maskinen bringes tilbake til overflaten, kan stedet hvor. arbeidet ble stanset markeres ved et asdic-panel for å muliggjøre at det senere kan fin-nes ved skjermen. Maskinen føres bort fra rørledningen og opera-tørene bringes til overflaten. Hvis kabelen 59 er blitt frakob-let fra overflaten, kan det sees at bare denne forbindelse be-høver å gjenopprettes og flottøren ført tilbake til sin plass i trakten 68 for at kabelen automatisk skal bli koblet til søylen 13 ved hjelp av koblingen 55. Maskinen kan deretter løftes til overflaten.

Hvis rørledningen må anbringes i en forholdsvis dyp grøft, f.eks. på omkring 4 m dybde, kan en for sterk spenning på rørledningen unngås ved å anbringe en bæretralle 46 (fig. 6 og 7)

i en passende avstand, f.eks. 30 m, fra maskinens bakre ende. Som vist omfatter trallen en tverrdel 47 som føres på hjul 48 og armer 49 bærer en monteringsdel 50 utstyrt med bæreruller 51.

I det tilfelle at arbeidet avbrytes, kan bæretral-

len 46 etterlates bak maskinen ved at den automatisk kobles fra maskinen og trallens fornyede tilkobling utføres ved fjernstyring under bruk av kameraene og ledet fra førerkulen 5.

De forskjellige fjernstyringsinstallasjoner som er anordnet i maskinen, f.eks. for overføring av bilder ved kameraene 30, informasjoner fra føleranordningene 29, og målinger av maskinens avstander fra rørledningen 37 tilveiebragt ved målingen av vinklene mellom føringsarmene 43, automatisk ©Iler manuell styring av f.eks. kraftsylindrene 22, 4 og 7 og styringen av driv-beltene 2, vil ikke bli beskrevet fordi de er konvensjonelle.

Det vil forstås at maskinen kan innbefatte et annet verktøy 6a på graveredskapet 6 som arbeider sideveis på samme måte for å grave under rørledningen 37. Det annet verktøy kan fortrinnsvis være montert på gaffelen 3 og en enkelt anordning 10 sikrer styringen av verktøyenes avstand fra rørledningen. Således kunne det annet verktøy være meget lettere i. vekt enn hovedverk-tøyet 6 og det kunne være forskutt i forhold til sistnevnte med det fcrmål å utelate graveredskapet av stråletypen.

Claims (12)

1. Fremgangsmåte ved undervannsutgravning for grøfting av en rørledning, innbefattende legging av en rørledning (37) som skal grøftes, ned på havbunnen og deretter grave grøften for rørledningen, karakterisert ved at grøften (52) graves ved sideveis utgravning av havbunnen umiddelbart under rørledningen ved anvendelse av en traktorgravemaskin som er anbragt ved siden av og i kontakt med rørledningen, idet grøften graves på samme side av rørledningen hvor nevnte maskin befinner seg, og at gravingen av grøften fullføres ved virkningen av høytrykksstråler (54) rettet mot materialet som henger utover det hulrom som dannes V8d utgravningen, hvilket materiale deretter etterlates umiddelbart under rørledningen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at utgravningen utføres av maskinen ved dennes bakre del i forhold til dens bevegelse fremover parallelt med rørled-ningen, og at utgravningen utføres trinnvis og består i veks-lende inntrengning i havbunnen i en bestemt vinkel etterfulgt av en sirkulær mudringsbevegelse.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at grøftens dybde reguleres ved målinger av trykk og avstand tilført ved en følgerdel som er koblet til maskinens graveredskap (6) og hviler på rørledningen.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at hastigheten av rørledningens nedsenking i grøften reguleres ved å understøtte rørledningen for å begrense dens senk-ing til en gitt dybde i en på forhånd fastlagt avstand fra ut-gravningsstedet.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at før utgravningen begynner senkes maskinen ned til havbunnen i en avstand fra rørledningen, idet tilnærmingen mot rør-ledningen styres ved hjelp av en sonarinnretning (29) og deretter ved sideveis' følgerinnretninger (12) som skaffer informasjon om siderettet avstand for maskinen fra rørledningen i to punkter.

6. Maskin for utførelse av fremgangsmåten ifølge krav 1, karakterisert ved en utgravningsanordning som inkluderer en dreibar desintegrator (38) , styreanordninger for å bevirke at desintegratoren utfører en sirkulær mudringsbevegelse om en i forhold til horisontalen hellende akse, for å grave en enkelt siderettet grøft umiddelbart under rørledningen og organer for å styre maskinens avstand til siden for en rørledning som skal grøftes med denne og stråle-anordninger (9) for nedbrytning av den del av havbunnen som ligger umiddelbart under rørledningen og som ikke kan nås ved desintegratoren.

7. Maskin ifølge krav 6,'karakterisert ved at desintegratoren er festet til en mudringsleider (6) med en følgerinnretning (11) av typen med ruller (fig. 5) for å hvile på rørledningen og styre inntrengningen av desintegratoren i havbunnen.

8. Maskin ifølge krav 6, karakterisert ved at avstandskontrollen omfatter to rulleføringer som hver er anordnet til å trykke i sideretning mot rørledningen og at hver rulleføring innbefatter to ruller lagret på en dreibar arm, hvilke to armer er innbyrdes forbundet ved hjelp av en kraftsylinder, og en viseranordning for å angi armenes vinkelavstand, og en balanse for angivelse av belastningen som rullene påfører rørledningen, idet hver rulleføring overfører informasjon til en førerkule på maskinen.

9. Maskin ifølge krav 6, karakterisert ved minst en løftesylinder (22) og en dreiering (32) mellom maskinrammens (1) tverrbjelker (53) som bærer belter (2) for forandring av maskinens posisjon, idet sylinderen virker på ringen (32) for ny orientering av desintegratoren (6).

10. Maskin ifølge krav 6, karakterisert ved en rørledningsbærende tralle (46) med ruller (51) for å understøtte den hellende seksjon av en delvis i grøften anbragt rørledning.

11. Maskin ifølge krav 6, karakterisert ved at desintegratoren er svingbart festet på en mudringsleider (3) som bæres av løftesylindere (4) forbundet med bærearmer (35), hvilke armer er forskutt mot rørledningen i. forhold til den symmetriske langsgående senterlinje, for beltene.

12. Maskin ifølge krav 6, karakterisert ved et flytekammer (14) forskutt mot rørledningene i forhold til den symmetriske langsgående senterlinje for beltene.