NO155675B - Apparat til loefting av en slept gjenstand fra et sted til et annet. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører et utstyr til å løfte en gjenstand som beveger seg, i en kurve, f.eks. for å forebygge skade på en annen gjenstand som er plassert under utstyret.

Et viktig anvendelsesområde for oppfinnelsen er beskyttelse av undersjøiske installasjoner såsom rørledninger og kabler mot beskadigelse på grunn av skipsankere og fiske-utstyr som slepes.

Flere typer av overdekninger til beskyttelse av undersjøiske rørledninger er blitt foreslått. F.eks. be-skriver UK patent nr. 1.535.170 en overdekning med et hengsel langs senterlinjen.

Til oppnåelse av den ønskede vipping av overdekningen omkring den ene av dens to understøttende kanter og dermed løfting av ankeret over rørledningen, hvis et skipsanker får tak i den annen kant, er en sterk vannrett reaksjonskraft imot førstnevnte kant nødvendig.

Med kun et hengsel langs overdekningens senterlinje vil en slik sterk reaksjonskraft kunne opptre i spesielle tilfeller, f.eks. når minst to parallelle overdekninger er plassert tett opp imot hverandre. I det alminnelige til-fellet vil ankerkjedet forhindre oppadrettet bevegelse av overdekningens sentrale del.

Det er derfor et formål med den foreliggende opp-finnelse å tilveiebringe et utstyr som kan løfte en gjenstand som beveger seg, også i tilfelle hvor de lokale forhold ikke frembyr en slik reaksjonskraft mot vipping av utstyret. Opp-finnelsens prinsipp er å utnytte friksjonsmotstanden i meget større utstrekning enn de hittil kjente systemer gjør.

I den følgende beskrivelse og i tegningen vil oppfinnelsen bli illustrert ved hjelp av eksemplet hvor en under-sjøisk rørledning skal beskyttes imot beskadigelser fra skipsankere som slepes.

Beskyttelsessystemet omfatter en oppad konveks avdekkingsplate plassert over rørledningen slik at platen hviler på sine to langsgående kanter. Ved hjelp av flere langsgående hengsler i overdekningen, eller en spesielt utformet ustabil oppbygning, deformeres overdekningen inntil en viss grense, lett av vannrette krefter over en viss styrke.

Hvis et anker slepes på tvers av rørledningen, vil ankerbladene eventuelt gripe fatt i overdekningens kant. Herved vil overdekningen bli deformert. Tangentpunktet på dets overflate hvori ankerkjettingen forlater overdekningen, vil heve seg og flytte seg til et høyere punkt nærmere ved kanten motsatt ankeret.

Den resulterende kraft på denne kant vil derved bli steilere slik at friksjonsmotstanden mellom kanten og bunnen kan utnyttes til å motstå ankerkjettingens vannrette trekk.

På grunn av dette trekkets moment omkring denne kant vil overdekningen følgelig vippe omkring denne kant og derved løfte ankeret i en bue over rørledningen slik at beskadigelse av denne forhindres.

Den fjernede seksjon av overdekningen må deretter legges på plass igjen. Oppfinnelsen er angitt i kravene.

Fig. 1 er et tverrsnitt av en rørledning beskyttet

av overdekning ifølge oppfinnelsen,

fig. 2 er det samme som fig. 1,men overdekningen er her deformert av et slept anker,

fig. 3 er et tverrsnitt av en alternativ utforming

av overdekningen ifølge oppfinnelsen,

fig. 4 er et tverrsnitt langs linjen I-l i fig. 5 av en annen alternativ utforming av en overdekning av en rør-ledning,

fig. 5 er et planriss i størire målestokk av utstyret vist i fig. 4,

fig. 6 er et tverrsnitt i større målestokk av en spesiell hengseltype,

fig. 7 er et tverrsnitt i større målestokk etter linjen II-II i fig. 8 av en alternativ hengseltype,

fig. 8 er et planriss i større målestokk av hengselet vist i fig. 7.

Det skal betraktes et tilfelle hvor grunnen ikke består av en leiraktig jordart, men f.eks. sand som ikke kan yte tilstrekkelig motstand 7 mot vannrette krefter og derved tillate den ønskede løfting av et slept anker 10 som har satt seg fast i overdekningens 3 kant 5, fig. 1-2.

Ved anvendelse av den omhandlede overdekningstype vil deformeringen av denne forårsake at retningen av resultanten 14 som virker på kanten 6 over for ankeret 10 endre seg i en slik grad at jordmotstanden 7 i kombinasjon med friksjonen vil fremby den nødvendige reaksjon på denne kant: Retningen av kraften 14 som utøves av kanten på grunnen 0, er et resultat av kombinasjonen av ankerkjettingens 15 mer eller mindre vannrette trekk 15 og de loddrette vekter av overdekningen 3 og ankeret 10.

Hvis vinkelen 8 mellom loddrett og denne resulterende retning av 14 er mindre enn vinkelen a som svarer til friksjonskoeffisienten k for kombinasjonen av jord- og kant-materialer (tga = k), vil alene friksjonen mellom kant og jord forhindre vannrett bevegelse av kanten 6 i forhold til bunnen.

For å maksimere vinkelen a bør kantene 5 og 6 derfor fremstilles av et slikt materiale og formes med ujevne og eventuelt sagtakkede 16 undersider, at friksjonskoeffisienten k blir maksimum.

For å minimere vinkelen 8 frembyr oppfinnelsen følgende særlige kjennetegn for overdekningen 3: Overdekningen er utformet på en slik måte at den er ustabil med hensyn til vannrette krefter over en viss styrke. Hvis ankerets 10 blader 12 griper fatt i kanten 5, fig. 2, vil denne side 17 av overdekningen 3 ha tendens til å. rette seg ut og overdekningens motsatte side 18 vil til-svarende bukke seg sammen og danne en skarpere kurve enn opprinnelig, fig. 2.

Herved vil det øyeblikkelige tangentpunkt 20 hvori ankerkjettingen 15 forlater overdekningens overflate flytte seg høyere og tettere til vertikalen gjennom kanten 6 enn det opprinnelige tangentpunkt 19, fig. 1. Følgelig vil retningen av kraften 14 som utøves på bunnen av kanten 6

bli steilere. Hvis dens vinkel B i forhold til loddrett blir mindre enn a, vil kanten 6 forhindres i å gli ut selv om det ikke er noe passivt jordtrykk 7.

Deretter vil kanten 5 med det ankrokede anker 10 begynne å bevege seg mot rørledningen. Og, forutsatt overdekningens stivhet er passende fordelt, vil tangentpunktet 20 gradvis flytte seg høyere og tettere til vertikalen gjennom kanten 6.

Før ankerets 10 blad 12 når rørledningen 1, vil deformasjonen av overdekningen imidlertid nå et maksimum med forøket strukturell stabilitet. Den maksimale deforma-sjonstilstand oppnås først på siden 18 og beveger seg deretter gradvis mot overdekningens annen side 17. Når alle deler av overdekningen er blitt stabilisert, vil hele overdekningen vippe omkring kanten 6 og derved løfte ankeret 10 over rørledningen 1, jfr. fig. 4, hvori denne situasjon er vist med punktert linje for en alternativ utforming av overdekningen.

Forutsatt at overdekningen 3 er fremstilt av elastisk materiale og er kontinuerlig over meget lange strekninger, kan den være i stand til å vippe tilbake til sin opprinnelige stilling når ankeret har sluppet kanten 5.

For å forhindre kanten 5 i å kile seg inn mellom ankerskaft og -blad, og for å holde ankerbladene 12 vekk fra rørledningen 1, kan den nederste del av hver side av overdekningen være bøyd rundt og være mer eller mindre loddrett.

Alternativt kan den nederste del av hver kant 5 og 6 være forsynt med en annen slags ekspansjon. Mindre ankere og fiskeredskaper vil derved bli forhindret i å huke fast i kanten og vil gli ovenpå overdekningen uten å flytte den.

Den ovennevnte virkemåte kan oppnås ved hjelp av flere forskjellige hensiktsmessige oppbygninger av overdekningen : Som et eksempel viser fig. 1-2 tverrsnitt av en overdekning 3 som består av i det vesentlige parallelle plater 21 som kun er forbundet av delene 22. Disse kan være langsgående parallelle plater vinkelrette på platen 21. Da det ikke er noen diagonaler i tverrsnittet slik som i alminnelige bærende konstruksjoner, er denne oppbygning ustabil med hensyn til vannrette krefter. I begynnelsen kan de to plater 21 forskyves innbyrdes i deres egne plan uten meget motstand fra delene 22. En overdekning med en slik oppbygning som er blitt fastkroket av et anker, vil derfor til å begynne med bukke seg sammen på den side som er motsatt ankeret inntil deformasjonen av overdekningen har nådd det punkt hvor selve deformeringen forhindrer ytterligere innbyrdes forskyvning av de to plater 21. Fra dette øyeblikk vil de to plater sammen med forbindelsesdelene 22 være låst sammen og danne en stabil oppbygning som er i stand til å motstå det statiske moment fremkalt av ankeret og overdekningen selv.

Avhengig av elastisiteten av de inngående material-er, kan de to plater 21 holdes i innbyrdes avstand hele veien ned til de nedre kanter 5 og 6, eller de kan møtes og føyes sammen langs disse kanter, fig. 1-2. Hensiktsmessig varierer avstanden mellom de to plater 21 fra et maksimum langs senterlinjen til et minimum ved kantene av overdekningen, jfr. fig. 1-2. Den maksimale styrke av overdekningen oppnås herved langs senterlinjen, hvor det maksimale bøyende moment vil opptre under ankerets bevegelse på overdekningen over rørledningen. Videre opptrer minimums-styrken og -stabiliteten av overdekningens struktur ved kantområdene hvor det bøyende moment vil være minimum, og hvor den maksimale sammenbukning av overdekningen behøves.

Overdekningen vist i fig. 1-2 kan fremstilles av f.eks. aluminium, glassfiberarmert polyester, annen, slags plast, eller stål som kan være belagt med f.eks. titan.

Et annet eksempel på oppbygning av overdekningen

er vist i fig. 3 som er et tverrsnitt vinkelrett på rørled-ningen, hvor de to lag 21 i stedet for delene 22 er forbundet av elementene 23, som til et visst punkt kan rotere

i forhold til hverandre. Rotasjon kan begrenses av en ekspansjon 24 på hvert element 23.

Elementene 23 kan fremstilles av f.eks. betong.

I denne utformning kan et av lagene 21 erstattes av strenger av hensiktsmessig materiale, f.eks. aromatisk polyamid.

Lagene 21 kan fremstilles av stål, aluminium, titan eller annet metall, eller glassfiber-armert polyester,

plast eller annet passende materiale.

En tredje alternativ oppbygning av overdekningen er vist i fig. 4-7. Overdekningen består av lange parallelle elementer 2 som er forbundet ved hjelp av hengsler 4.

For å spare materiale kan elementene 2 i lengderetningen inneholde kanaler 30.

I lengderetningen kan elementene 2 være innbyrdes forbundet ved å forskyve deres ender og innpasse det ene sett av utragende ender inn mellom de utragende ender av det neste sett elementer, fig. 4.

Hengselforbindelsen mellom to naboelementer 2 kan utformes på forskjellige måter. Hengseltypen vist i fig. 6 er hensiktsmessig i tilfelle hvor elementene 2 er fremstilt ved en form for ekstruderingsprosess.

Fig.7-8 viser et mer tradisjonelt hengsel med en aksel 33 gjennom de forskutte utbygninger på de to elementer 2.

I begge typer hengsel er deres dreining begrenset i hver retning av flatene henholdsvis 31 og 32. Når overdekningen 2 er plassert over rørledningen 1 og vekten av overdekningen har tendens til å rette den konvekse overdekningen ut, vil de øverste flater 31 på naboelementer 2 bli presset tett sammen. Hvis et slept anker huker tak i den ene kant av overdekningen og vipper overdekningen omkring den annen kant, vil de nederste flater 32 begrense sammen-bukkingen av overdekningen.

Et foretrukket materiale til fremstilling av elementene 2 er betong som eventuelt kan være armert.

Til reduksjon av strøm og bølgers løftekrefter og/ eller til fremme av sedimentering under overdekningen, kan hvis det ønskes, i det minste steder av overdekningen være perforert, spesielt langs dens topp.

I mange tilfeller er en sedimentering under overdekningen ikke ønskelig idet en åpning mellom rørledningen og overdekningen tillater en praktisk regelmessig inspeksjon av rørledningen ved hjelp av et ubemannet TV-kamera, som fra hver ende av rørledningen trekkes langs denne ved hjelp av tau.

Oppfinnelsen kan brukes i tilfeller hvor en slept gjenstand skal løftes over en annen gjenstand, over en kløft, osv. Lengden av løfteutstyret vinkelrett på bevegelsesret-ningen av den slepte gjenstand kan tilpasses det enkelte til-fellet.

Når den brukes til beskyttelse av en undersjøisk rør-ledning, kabel eller lignende, kan den beskyttende overdekning fremstilles på land, settes sammen i meget lange lengder, forsynes med oppdriftsmidler og bukseres til utlegningsstedet i en passende høyde over bunnen. Avstanden mellom overdekning og bunn under bukseringen kan tilpasses ved hjelp av tunge kjettinger som henger ned fra overdekningen og sleper på bunnen.

Claims (8)

1. Apparat til løfting av en slept gjenstand (10) fra et sted til et annet, omfattende en langstrakt oppadbuet plate (2 eller 3), som danner et enkelt lag skallkonstruksjon understøttet på sine to langsgående kanter (5 og 6), karakterisert ved at nevnte skallkonstruksjon omkring minst to langsgående linjer, er bøyelig imellom to konstruksjonsmessig bestemte grenser (31 og 32), som utgjør de maksimale utsving av hengsler anbragt i nevnte langsgående linjer og svarende til henholdsvis en begynnende minimal og en maksimal konveksitet av konstruksjonen, slik at konstruksjonen skal være statisk ubestemt med hensyn til vannrette krefter og kun skal holdes i ustabil likevekt ved hjelp av sin egen vekt.

2. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte skallkonstruksjon (2 eller 3) består av to i det vesentlige parallelle tynne plater (21), som er innbyrdes forbundne ved hjelp av elementer (22) vinkelrette på nevnte to tynne plater.

3. Apparat ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at nevnte skallkonstruksjon (2 eller 3) består av to i det vesentlige parallelle tynne plater (21) som er innbyrdes forbundet ved hjelp av langsgående parallelle rør-lignende elementer (23) , som er plassert oppimot hverandre og kan dreies omkring hverandre, idet dreiningen begrenses av utbygninger (24) på nevnte rør-lignende elementers overflate.

4. Apparat ifølge krav 1 karakterisert ved at nevnte skallkonstruksjon består av langsgående, parallelle, massive elementer (2) som er hengslet sammen ved hjelp av hengsler (4), som tillater innbyrdes dreining av naboelementer imellom to grenser bestemt av ut-ryggede deler (31 og 32) på nevnte hengsler.

5. Apparat ifølge krav 4, karakterisert ved at nevnte elementer (2) inneholder langsgående parallelle kanaler (30).

6. Apparat ifølge hvilke som helst av de foregående krav, karakterisert ved at skallkonstruksjonens (2 eller 3) kantområder langsmed hver av dens to langsgående kanter (5 og 6) er steilere enn resten av skallkonstruksjonen._

7. Apparat ifølge hvilke som helst av de foregående krav, karakterisert ved at nevnte skallkonstruksjon (2 eller 3) er forsynt med perforeringer.

8. Apparat ifølge hvilke som helst av de foregående krav, karakterisert ved at tykkelsen av nevnte skallkonstruksjon (2 eller 3) avtar fra midten mot begge kanter (5 og 6) av konstruksjonen.