NO169530B

NO169530B - DEVICE FOR SINGLE-SHIPPING AND INSTALLATION OF SEALS

Info

Publication number: NO169530B
Application number: NO882948A
Authority: NO
Inventors: Karel Karal
Original assignee: Norwegian Contractors
Priority date: 1988-07-01
Filing date: 1988-07-01
Publication date: 1992-03-30
Also published as: GB2222190A; NO169530C; GB2222190B; NO882948L; NO882948D0; GB8915021D0

Description

Foreliggende oppfinnelse gjelder anordninger for enkeltvis transport og installasjon av elementer på havbunnen ved bruk av ett eller flere gjenbrukbare, ballasterbare, trykksterke og fullstendig nedsenkbare flytelegemer. The present invention relates to devices for the individual transport and installation of elements on the seabed using one or more reusable, ballastable, high-pressure and fully submersible floating bodies.

Det er kjent å benytte store tunge elementer som forankring eller "fundament for strekkstagplattformer, brokar eller lignende. Det dreier seg i noen tilfeller om elementer av betydelig vekt. Dette setter stor krav til krankapasiteten, ikke minst fordi krankapasiteten i tillegg til elementets vekt også må dimensjoneres for å ta de ekstra krefter som kran-fartøyets bevegelser på grunn av vind, sjø og dønning innebærer, og som overføres over wirer o.l. fra kranfartøyet til elementet. Ved installasjon av storvolum konstruksjoner som gravitasjons-ankere for strekkstagplattformer er resonanseffekten betydelig. Med økende dybde vil egensvingningens periode øke fra små og ufarlige verdier til verdier som er sammenlignbare eller identiske med perioder for havbølger og eller med bevegelses-perioder av installasjonsfartøyet. Dermed vil elementet som henger i løfteutstyret komme i resonans med bevegelsene i løfteutstyret på f.eks. et kranfartøy, hvor store dynamiske forsterkninger av bevegelser og laster kan opptre hvis løfte-utstyret ikke kan kompensere for slike bevegelser. Det er verd å merke seg at demping på storvolum konstruksjoner/element på grunn av hydrodynamisk motstand mot bevegelser er meget liten i slike tilfeller. It is known to use large, heavy elements as anchorage or "foundation" for tie-rod platforms, bridges or the like. In some cases, these are elements of considerable weight. This places great demands on the crane capacity, not least because the crane capacity, in addition to the element's weight, must also are dimensioned to take the extra forces that the crane vessel's movements due to wind, sea and swell entail, and which are transferred via wires etc. from the crane vessel to the element. When installing large-volume constructions such as gravity anchors for tie-rod platforms, the resonance effect is significant. With increasing depth, the natural oscillation period will increase from small and harmless values to values that are comparable or identical to periods of ocean waves and or to movement periods of the installation vessel. Thus, the element hanging in the lifting equipment will resonate with the movements of the lifting equipment on e.g. a crane vessel, where large dynamic amplifications of movements and loads can occur if the lifting equipment cannot compensate for such movements. It is worth noting that damping of large-volume constructions/elements due to hydrodynamic resistance to movements is very small in such cases.

Særlige vanskeligheter oppstår når slike storvolum-elementer under senkeoperasjonen nærmer seg havbunnen, hvor de på grunn av meget stor medsvingende masse er mer eller mindre ubevegelige i hiv i frekvensområdet for bølger og båtbevegelser. Dynamiske krefter med tildels store og farlige amplituder må forventes, og rykk-belastninger kan forekomme. Particular difficulties arise when such large-volume elements during the lowering operation approach the seabed, where, due to the very large co-oscillating mass, they are more or less motionless in the heave in the frequency range for waves and boat movements. Dynamic forces with somewhat large and dangerous amplitudes must be expected, and jerk loads may occur.

De ovenfor nevnte dynamiske effekter kan føre til at ved forflytning av store og eller tunge elementer og i tillegg store dyp vil den fornødne krankapasitet være så stor at prosjektet ikke kan gjennomføres på en forsvarlig måte. The dynamic effects mentioned above can lead to the movement of large and/or heavy elements and, in addition, great depths, the required crane capacity will be so large that the project cannot be carried out in a proper manner.

Videre er det kjent å forsyne slike elementer med egen oppdrift slik at nedsettingskraften blir redusert. Det stilles også krav til kranfortøyets vannlinjeareal, idet stort vannlinjeareal betyr store dynamiske krefter på grunn av bølgene. Oppdriften fremskaffes gjerne ved at elementet har innebygde permanente kamre som kan fylles med vann eller annet ballast-materiale etter installasjonen. Furthermore, it is known to supply such elements with their own buoyancy so that the settling force is reduced. Requirements are also placed on the crane mooring's waterline area, as a large waterline area means large dynamic forces due to the waves. Buoyancy is usually provided by the element having built-in permanent chambers that can be filled with water or other ballast material after installation.

Et felles trekk ved de ovenfor beskrevne løsningene er at installasjonene faller kostbare. I det første tilfelle vil store kostnader være forbundet med tilveiebringelse og bruk av spesialbygde kranfartøy med tilstrekkelig løfteevne. I det andre tilfelle er store kostnader forbundet med konstruksjon av permanente oppdriftskamre som i liten grad kan nyttiggjøres for andre formål enn å skaffe oppdrift under installasjonsarbeidet. A common feature of the solutions described above is that the installations are expensive. In the first case, large costs will be associated with the provision and use of specially built crane vessels with sufficient lifting capacity. In the second case, large costs are associated with the construction of permanent buoyancy chambers which can be used to a small extent for purposes other than providing buoyancy during the installation work.

Som nevnt ovenfor gjelder foreliggende oppfinnelse anordninger for transport og installasjon av elementer, særlig store, tunge elementer, på havbunnen, spesielt på relativt store dyp, og under anvendelse av ett eller flere gjenbrukbare, ballasterbare, trykksterke og fullstendig nedsenkbare flytelegemer. As mentioned above, the present invention relates to devices for the transport and installation of elements, especially large, heavy elements, on the seabed, especially at relatively great depths, and using one or more reusable, ballastable, high-pressure and fully submersible floating bodies.

En anordning ifølge oppfinnelsen karakteriseres nærmere bestemt ved at hvert av de ett eller flere flytelegemer på toppen er utstyrt med en særskilt oppstikkende trimmings- og ballasteringsdel med mindre tverrsnittsareal enn flytelegemet for øvrig, for finjustering av flytelegemenes trimming og ballastering, samt på undersiden er utstyrt med utstyr for i vertikalretningen mekanisk stiv sammenkopling med ett eller flere av nevnte tunge elementer, slik at dette eller disse kan sammenkoples midlertidig med ett eller flere av flytelegemene. Oppfinnelsen er særlig aktuell til bruk i forbindelse med store, tunge elementer som skal installeres på sjøbunnen ved store dyp i værutsatte farvann og på åpent hav, og med eller uten referanse til på forhånd plasserte styresøyler, ankerblokker e.l. på havbunnen. Elementet taues eller fraktes med lekter til et passende sammenkoplingssted, hvoretter det taues til installasjonsstedet, hvor elementet koples til et forholdsvis kort forbindelsesarrangement til minst ett flytelegeme med regulerbar oppdrift. Flytelegemet er utstyrt med et ekstra kammer for finjustering av ballasteringen og trimmingen, idet elementet senkes fra sin stilling i eller nær havoverflaten til det henger i flytelegemet. Deretter senkes elementet ved kontrollert ballastering av flytelegement og dets ekstra kammer, idet elementet er festet med minst én wire over en blokk på den/de eventuelt på forhånd på eller i havbunnen installerte styresøyler, ankerblokker e.l., og videre til en vinsj ved hjelp av hvilken elementet styres eller trekkes ned til anlegg mot styresøylen eller ankerblokken hvis slike anvendes. Alternativt kan elementet senkes fritt ned og posisjoneres på annen måte, f.eks. ved hjelp av instrumenter. Når elementet er på plass, utløses flytelegemet som bringes opp til overflaten og kan brukes til nye oppdrag. A device according to the invention is more precisely characterized by the fact that each of the one or more floating bodies on top is equipped with a special protruding trimming and ballasting part with a smaller cross-sectional area than the rest of the floating body, for fine-tuning the floating bodies' trimming and ballasting, and on the underside is equipped with equipment for mechanically rigid coupling in the vertical direction with one or more of the aforementioned heavy elements, so that this or these can be temporarily coupled with one or more of the floating bodies. The invention is particularly relevant for use in connection with large, heavy elements that are to be installed on the seabed at great depths in weather-exposed waters and on the open sea, and with or without reference to previously placed steering columns, anchor blocks etc. on the seabed. The element is towed or transported by barge to a suitable connection point, after which it is towed to the installation site, where the element is connected to a relatively short connection arrangement to at least one floating body with adjustable buoyancy. The floating body is equipped with an additional chamber for fine-tuning the ballasting and trimming, as the element is lowered from its position at or near the sea surface until it hangs in the floating body. The element is then lowered by controlled ballasting of the floating element and its extra chamber, the element being attached with at least one wire over a block on the steering columns, anchor blocks etc. that may have been previously installed on or in the seabed, and further to a winch with the help of which the element is steered or pulled down to rest against the steering column or the anchor block if such are used. Alternatively, the element can be lowered freely and positioned in another way, e.g. using instruments. When the element is in place, the floating body is triggered which is brought to the surface and can be used for new missions.

Under nedsenkingsoperasjonen kan det være økonomisk fordelaktig å gradvis øke lufttrykket i flytelegemets oppdrifts-kammer(e) i takt med økende dybde, men under offshore-forhold vil en slik operasjon bli betraktet som upraktisk og risikofylt. I en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen utføres første del av nedsenkingsoperasjonen under kontrollerte og rolige forhold innenskjærs. I så fall blir elementet med tilkoplet flytelegeme senket til f.eks. den halve dybden på installasjonsstedet (f.eks. halvparten av 300 m). Lufttrykket i flytelegemet blir da utlignet med det hydrostatiske trykk ved hjelp av kompressorer, og det sammenkoplete element med flytelegeme blir slept i denne dybde (dypvanns-slep) til installasjonsstedet. During the submersion operation, it may be economically advantageous to gradually increase the air pressure in the buoyancy chamber(s) of the floating body as the depth increases, but in offshore conditions such an operation would be considered impractical and risky. In a preferred embodiment of the invention, the first part of the immersion operation is carried out under controlled and calm conditions inland. In that case, the element with connected floating body is lowered to e.g. half the depth of the installation site (e.g. half of 300 m). The air pressure in the floating body is then equalized with the hydrostatic pressure by means of compressors, and the connected element with the floating body is towed at this depth (deep water towing) to the installation site.

På den måten kan det dimensjonerende vanntrykket reduseres, og dermed reduseres dimensjoner av flytelegemets elementer utsatt for trykkdifferanse. I tillegg vil installasjonstiden offshore reduseres. Ved gunstige dybdeforhold langs ruten for dypvanns-slepet fra nedsenkingsstedet innenskjærs til installasjonsstedet offshore kan det meste av nedsenkingen foregå innenskjærs for mest mulig å utnytte fordelene ved denne fremgangsmåten. Det er en selvfølge at trykket i eventuelle primære eller sekundære oppdriftstanker som måtte finnes på selve elementet kan reguleres på samme måte og sammen med eksterne flytelegemer for å oppnå den beste effekt, og oppfattes som innenfor rammen av foreliggende oppfinnelse. In this way, the dimensioning water pressure can be reduced, and thus the dimensions of the floating body's elements exposed to pressure differences are reduced. In addition, installation time offshore will be reduced. If there are favorable depth conditions along the route for the deep-water tow from the immersion site inland to the installation site offshore, most of the immersion can take place inland to make the most of the advantages of this method. It goes without saying that the pressure in any primary or secondary buoyancy tanks that may be found on the element itself can be regulated in the same way and together with external floating bodies to achieve the best effect, and is perceived as being within the scope of the present invention.

Ovenstående beskrivelse skal ikke oppfattes som begrensende for oppfinnelsens omfang, men også omfatte nedsenking av elementet tilkoplet flytelegemet etter andre kjente metoder som er utviklet av patentsøkerne. The above description should not be understood as limiting the scope of the invention, but also include submersion of the element connected to the floating body according to other known methods developed by the patent applicants.

Videre kan forbindelsesarrangementet mellom elementet og flytelegemet/ene utføres som korte, stive armer hvis det er fare for rykkbelastning i første fase av nedsenkingen, dvs. ved overføring av elementets vekt til flytelegemet, eller som en leddet forbindelse, alt avhengig av elementets aktuelle utforming og måten elementets vekt overføres til flytelegemet på. Furthermore, the connection arrangement between the element and the floating body(s) can be made as short, rigid arms if there is a risk of jerk loading in the first phase of the immersion, i.e. when the weight of the element is transferred to the floating body, or as an articulated connection, all depending on the current design of the element and the way in which the element's weight is transferred to the floating body.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til noen bestemt form for utløsermekanisme mellom elementet og flytelegemet/ene, eller flytelegemets/enes utforming. The invention is not limited to any specific form of trigger mechanism between the element and the floating body(s), or the design of the floating body(s).

Flytelegemene kan utformes i hvilket som helst egnet materiale, men fortrinnsvis i betong. The floating bodies can be designed in any suitable material, but preferably in concrete.

Ett flytelegeme kan fordelaktig benyttes ved installasjon av elementer som er utformet slik at flytelegemet kan, under sammenkoplingen med elementet, anbringes nær til elementets tyngdepunkt. A floating body can advantageously be used when installing elements that are designed so that the floating body can, during the connection with the element, be placed close to the element's center of gravity.

To (eller flere) individuelle og uavhengige flytelegemer bør brukes ved installasjon av elementer som har særlig store dimensjoner i horisontalplanet, og avstanden mellom elementets periferi og tyngdepunkt er stor. Two (or more) individual and independent floating bodies should be used when installing elements that have particularly large dimensions in the horizontal plane, and the distance between the element's periphery and center of gravity is large.

To (eller flere) flytelegemer kan også koples sammen i parallell etter sammenkoplingen med elementet, når elementet har dimensjoner og utforming som ikke egner seg for bare ett flytelegeme. Two (or more) floating bodies can also be connected in parallel after the connection with the element, when the element has dimensions and design that are not suitable for just one floating body.

Oppfinnelsen vil i det følgende bli beskrevet ved hjelp av figurer, hvor: In the following, the invention will be described with the help of figures, where:

fig. 1 viser et element tilkoplet et flytelegeme, fig. 1 shows an element connected to a floating body,

fig. 2 viser et element tilkoplet 2 uavhengige flytelegemer, fig. 3 viser bruk av 2 sammenkoplete flytelegemer, fig. 2 shows an element connected to 2 independent floats, fig. 3 shows the use of 2 interconnected floats,

fig. 4 viser et element som skal plasseres på havbunnen, fig. 4 shows an element to be placed on the seabed,

fig. 5 viser eksempel på sammenkopling mellom flytelegemer som vist på fig. 1, fig. 5 shows an example of connection between floating bodies as shown in fig. 1,

fig. 6 viser eksempel på tilkopling av flytelegeme til element med oppdrift mindre enn vekt, fig. 6 shows an example of connecting a floating body to an element with buoyancy less than weight,

fig. 7 viser element av den type som er vist på fig. 4 tilpasset flytelegeme-arrangement vist på fig. 8, fig. 7 shows an element of the type shown in fig. 4 adapted floating body arrangement shown in fig. 8,

fig. 8 viser to sammenkoplete flytelegemer under sammenkoplingen, fig. 8 shows two connected floating bodies during the connection,

fig. 9 viser to sammenkoplete flytelegemer under nedsenkingsoperasj onen, fig. 9 shows two interconnected floating bodies during the immersion operation,

fig. 10 viser et foretrukket sammenkoplingsledd mellom flytelegeme og element, fig. 10 shows a preferred connecting link between floating body and element,

fig. 11 viser arrangement med ben for stabilisering av flytelegemet mot elementet. fig. 11 shows an arrangement with legs for stabilizing the floating body against the element.

På fig. 1 er vist et flytelegeme 1 som er festet til et stort, tungt element 9 som skal plasseres på havbunnen. Flytelegemet l er bygget i betong og er dimensjonert for et utvendig overtrykk på 30 bar, og med en løftekapasitet på 60 MN. Flytelegemet er formet som en sylinder avsluttet i begge ender med kuleskallformete endevegger 2. På toppen har flytelegemet en trimmings- og ballasteringsdel 3 som har lite vannlinjeareal. Nøyaktig kalibrert volum av denne delen gir mulighet for nøyaktig ballastering av systemet før/under nedsenking. Denne ballasteringsdelen 3 kan også forsyne permanent ballast under arbeidet med sammenkopling av flytelegemet 1 og elementet 9, se fig. 5 og 8. In fig. 1 shows a floating body 1 which is attached to a large, heavy element 9 which is to be placed on the seabed. The floating body l is built in concrete and is designed for an external overpressure of 30 bar, and with a lifting capacity of 60 MN. The floating body is shaped like a cylinder terminated at both ends with spherical shell-shaped end walls 2. At the top, the floating body has a trimming and ballasting part 3 which has a small waterline area. Accurately calibrated volume of this part allows for accurate ballasting of the system before/during immersion. This ballasting part 3 can also supply permanent ballast during the work of connecting the floating body 1 and the element 9, see fig. 5 and 8.

Ballasteringsdelen 3 kan også tjene som oppdriftsintensivt tilleggsvolum med mulighet for temporær vannballastering. I så fall bygges denne hul med trykksterke vegger. Den kan også anordnes som et særskilt legeme tilkoplet flytelegemet med stag, wirer eller lignende. The ballasting part 3 can also serve as buoyancy-intensive additional volume with the possibility of temporary water ballasting. In that case, this hollow is built with pressure-resistant walls. It can also be arranged as a separate body connected to the floating body with struts, wires or the like.

Fig. 1 viser videre situasjonen etter at flytelegemet 1 og elementet 9 er koplet sammen og elementets vekt er overtatt av flytelegemet som er helt under vannlinjen 4. Fig. 1 further shows the situation after the floating body 1 and the element 9 have been connected together and the element's weight has been taken over by the floating body which is completely below the waterline 4.

Flytelegemet 1 kan ha et rom 6 avdelt av et skott 5 til trimming av flytelegemet for å lette arbeidet med koplingen 10 mellom flytelegemet og elementet. Dette rommet 6 kan også benyttes sammen med ballasteringsdelen 3 eller også erstatte denne. The floating body 1 can have a room 6 separated by a bulkhead 5 for trimming the floating body to facilitate work with the connection 10 between the floating body and the element. This room 6 can also be used together with the ballasting part 3 or replace it.

Flytelegemet tilføres ballastvann for innjustering av den til enhver tid ønskede oppdrift/neddykket vekt gjennom en åpning 7 i et tilførselsrør 8. Lastoverføringen mellom flytelegeme og element skjer over stive armer 11. En installa-sjonsmudul 12 inneholder mekanisk utstyr (pumper, ventiler, rør) nødvendig for styring av ballastering, deballastering og trimming i alle arbeidsfaser, og en styringsmodul 13 inneholder instrumenter og utstyr for tilførsel av energi, styring av installasjonsmodulen 12, instrumenter for overvåking av operasjonen, og en ledningsbunt 14 for el-forsyning, signaloverføring, hydraulisk energi og luft. Ledningsbunten 14 er skjermet av en beskyttelseskurv 15. På flytelegemets vegger er anordnet festeanordninger 17 for slepeutstyr o.l. The floating body is supplied with ballast water for adjustment of the desired buoyancy/submerged weight at all times through an opening 7 in a supply pipe 8. The load transfer between the floating body and element takes place via rigid arms 11. An installation module 12 contains mechanical equipment (pumps, valves, pipes) necessary for control of ballasting, deballasting and trimming in all work phases, and a control module 13 contains instruments and equipment for supplying energy, control of the installation module 12, instruments for monitoring the operation, and a cable bundle 14 for electricity supply, signal transmission, hydraulic energy and air. The cable bundle 14 is shielded by a protective basket 15. On the walls of the floating body are arranged fastening devices 17 for towing equipment and the like.

Under elementet 9 er anordnet en wire 33 for nedtrekking av elementet mot ett eller flere faste punkter på havbunnen (ikke vist). Wiren er ikke nødvendig dersom en annen nedsenkingsmetode velges. A wire 33 is arranged under the element 9 for pulling the element down towards one or more fixed points on the seabed (not shown). The wire is not necessary if another immersion method is chosen.

Fig. 2 viser en annen utførelsesform av oppfinnelsen. Her er elementet 9 tilkoplet to uavhengige flytelegemer 1 i betong, hver med sine installasjonsmoduler 12 og styringsmoduler 13 tilkoplet et overflatefartøy 16 ved hjelp av uavhengige kabelbunter 14. Til flytelegemet 1 fører wirer 19 med oppdrifts-bøyer 20 til hovedbøyen 21 for posisjonering av elementet 9 under siste del av nedsettingsoperasjonen (2 - 5m). Fig. 2 shows another embodiment of the invention. Here the element 9 is connected to two independent floating bodies 1 in concrete, each with its installation modules 12 and control modules 13 connected to a surface vessel 16 by means of independent cable bundles 14. Wires 19 lead to the floating body 1 with buoyancy buoys 20 to the main buoy 21 for positioning the element 9 during the last part of the lowering operation (2 - 5m).

Hovedbøyene 21 kan være utstyrt med vinsj og/eller ballasterings/deballasteringsutstyr. Flytelegemene 1 er festet til elementet 9 med et enakset ledd med kopling som frigjøres når elementet er på plass på sjøbunnen 18 ved inntak av ballastvann i flytelegemene 1, hvoretter flytelegemene kan frigjøres og bringes til overflaten uavhengig av hverandre ved hjelp av slepeliner fra slepebåter (ikke vist) som styrer flytelegemenes bevegelser i det horisontale plan. Fremgangsmåten kan også brukes om flere enn 2 flytelegemer tenkes brukt. Fig 3 viser to sammenkoplete flytelegemer 1 hver med oppdriftseffektiv trimmings- og ballasteringsdel 3 for justering av oppdrift før nedtrekking av elementet 9 med wire 33 over blokk 62 på dokkingspelen 63 til vinsj på f.eks. et forankret fartøy, eller til en undervannsvinsj eller lignende (ikke vist). Flytelegemene er fast sammenkoplet med et koplingselement 21. Etter at elementet er plassert på sjøbunnen, frigjøres flytelegemene som en samlet enhet, deballasteres for oppstigning til overflaten og transporteres til eventuelle nye oppdrag. Fig. 4 viser en utførelsesform av et element 9 med tre sylindriske celler hver med tett skallformet topp 22 og åpen underside. Et platearrangement 23 forbinder cellenes toppdel og overfører forankringskrefter fra innfestingene 24 til elementet. The main buoys 21 can be equipped with a winch and/or ballasting/deballasting equipment. The floating bodies 1 are attached to the element 9 with a uniaxial link with a coupling which is released when the element is in place on the seabed 18 by intake of ballast water in the floating bodies 1, after which the floating bodies can be released and brought to the surface independently of each other by means of tow lines from tugboats (not shown) which controls the movements of the floating bodies in the horizontal plane. The procedure can also be used if more than 2 floating bodies are intended to be used. Fig 3 shows two interconnected floating bodies 1 each with a buoyancy-efficient trimming and ballasting part 3 for adjusting buoyancy before pulling down the element 9 with wire 33 over block 62 on the docking stake 63 to winch on e.g. an anchored vessel, or to an underwater winch or similar (not shown). The floating bodies are firmly connected with a coupling element 21. After the element is placed on the seabed, the floating bodies are released as a unified unit, deballasted for ascent to the surface and transported to any new missions. Fig. 4 shows an embodiment of an element 9 with three cylindrical cells each with a dense shell-shaped top 22 and an open underside. A plate arrangement 23 connects the top part of the cells and transfers anchoring forces from the fixings 24 to the element.

På platearrangementet er montert en tilkoplingsmekanisme 25 (halvpart av et universalledd), en vinsj 26 for inntrekking og dokking av flytelegemet (se fig. 5) og fendere 27 for skånsom dokking av flytelegemet og for å ta opp eventuelle unøyaktigheter, og en ventilasjonsanordning 28. En vannplugg 29 holder luftputen 30 i cellene. A connecting mechanism 25 (half of a universal joint), a winch 26 for retracting and docking the floating body (see fig. 5) and fenders 27 for gentle docking of the floating body and to absorb any inaccuracies, and a ventilation device 28 are mounted on the plate arrangement. A water plug 29 holds the air cushion 30 in the cells.

I overflatestilling vil elementet flyte på grunn av lufttrykket i cellene, Lufttrykket kan reguleres ved hjelp av ventilasjonsanordningen 28. Ved å redusere lufttrykket i cellene til et nivå hvor cellenes skallformete topp 22 går under havflaten vil elementet få en oppdrift med ventilen 28 avstengt, som vil avta med dybden pga. økende trykk på luftputen 30. In the surface position, the element will float due to the air pressure in the cells. The air pressure can be regulated using the ventilation device 28. By reducing the air pressure in the cells to a level where the shell-shaped top 22 of the cells goes below the sea surface, the element will gain buoyancy with the valve 28 closed, which will decrease with depth due to increasing pressure on the airbag 30.

Fig. 5 viser et eksempel på fremgangsmåte til sammenkopling av flytelegemer vist på fig. 1 og element vist på fig. 4. Fremgangsmåten kan deles i flg. faser: Fase l Elementet 9 og flytelegemet 1 er manøvrert ved hjelp"av slepebåter 31 til posisjon ved sammenkoplingsstedet, og forbindelse er etablert mellom elementets vinsj 26 og flytelegemets festeorganer 32 med en wire 34. Flytelegemet 1 er ballastert slik at koplingsanordningen 10 kommer over koplingsanordningen 35 på elementet. Fig. 5 shows an example of a method for connecting floating bodies shown in fig. 1 and element shown in fig. 4. The procedure can be divided into the following phases: Phase l The element 9 and the floating body 1 are maneuvered with the help of tugboats 31 to a position at the connection point, and a connection is established between the element's winch 26 and the floating body's fastening means 32 with a wire 34. The floating body 1 is ballasted so that the coupling device 10 comes over the coupling device 35 on the element.

Vinsjen trekker koplingsanordningen 10 ned mot koplingsanordningen 35 på elementet. Sistnevnte koplingsanordning kan være en styregaffel 36, se fig. 10. Fase 1 er avsluttet når flytelegemet er dokket/i kontakt med fendere på elementet og er holdt i posisjon ved hjelp av trekk fra vinsjen 26 og koplingsanordningene 32 og 35. The winch pulls the coupling device 10 down towards the coupling device 35 on the element. The latter coupling device can be a steering fork 36, see fig. 10. Phase 1 is finished when the floating body is docked/in contact with fenders on the element and is held in position by means of pull from the winch 26 and the coupling devices 32 and 35.

Fase 2 En trekk-kraft etableres mellom koplingsanordningene 32 og 35 ved hjelp av vinsj, strekkfisk e.l. Vinsjen trekker koplingsanordningen 32 ned mot koplingsanordningen 35 på elementet. Sistnevnte koplingsanordning kan være en styregaffel 36, se fig.10. Kopling utføres. Phase 2 A pulling force is established between the coupling devices 32 and 35 by means of a winch, drawbar etc. The winch pulls the coupling device 32 down towards the coupling device 35 on the element. The latter coupling device can be a steering fork 36, see fig.10. Connection is performed.

Fase 3 Overføring av vekten av elementet 9 til flytelegemet 1 skjer ved at luft tappes sakte fra cellene i elementet ved hjelp av ventilasjonssystemet 28 som forhåndsinnstilles eller fjernstyres fra overflatefartøy. Fase 3 er avsluttet når elementet 9 har dukket under vannspeilet og ventilasjonssystemet er avstengt. Phase 3 Transferring the weight of the element 9 to the floating body 1 takes place by slowly draining air from the cells in the element using the ventilation system 28 which is pre-set or remotely controlled from surface vessels. Phase 3 is finished when element 9 has submerged below the water level and the ventilation system is switched off.

Fase 4 Elementet 9 med flytelegemet 1 synker sakte. Oppdriften vil etter hvert avta på grunn av økende trykk på luftputen i cellene. Avhengig av forholdet mellom vekt, oppdrift og utførelse av elementet 9 og flytelegemet 1 kan fase 4 forløpe etter en av følgende muligheter: - Oppdriftstapet på elementet 9 øker raskere enn oppbygging av motstand mot rotasjon/oppretting av flytelegemet 1. Elementet fortsetter å synke til oppdrifts- og vektbalanse mellom element og flytelegeme er nådd. - Oppbyggingen av motstanden mot rotasjon/oppretting av flytelegemet 1 er sterkere enn elementets 9 oppdriftstap i første del av fasen, og luft slippes ut gjennom ventilen 28. - Oppdriftstapet på elementet 9 med dybden er større enn oppbygging av motstanden mot rotasjon/oppretting av flytelegemet 1 til å begynne med, men i en viss dybde blir disse komponentene like og "fritt fall"-bevegelsen av elementet 9 stopper opp og en del av luften i cellene 39 må luftes ut gjennom ventilen 28. Situasjon (b) i fase 4 antyder en posisjon hvor ytterligere Phase 4 The element 9 with the floating body 1 sinks slowly. The buoyancy will eventually decrease due to increasing pressure on the air cushion in the cells. Depending on the relationship between weight, buoyancy and design of the element 9 and the floating body 1, phase 4 can proceed according to one of the following possibilities: - The loss of buoyancy on the element 9 increases faster than the build-up of resistance to rotation/righting of the floating body 1. The element continues to sink to buoyancy - and weight balance between element and floating body is reached. - The build-up of the resistance to rotation/righting of the floating body 1 is stronger than the buoyancy loss of the element 9 in the first part of the phase, and air is released through the valve 28. - The buoyancy loss of the element 9 with depth is greater than the build-up of the resistance to rotation/righting of the floating body 1 initially, but at a certain depth these components become equal and the "free fall" movement of the element 9 stops and part of the air in the cells 39 has to be vented through the valve 28. Situation (b) in phase 4 suggests a position where further

luft må ventileres fra skjørt for at elementet skal fortsette å synke. Fase 4 er avsluttet når tyngdepunktene for elementet 9 og flytelegemet 1 er på vertikalen. air must be vented from the skirt for the element to continue to sink. Phase 4 is finished when the centers of gravity for element 9 and floating body 1 are on the vertical.

Fase 5 Festearrangementet 43 for sammenkopling av de to flytelegemene 1 justeres og forbindelse mellom installasjons-modul 12 og slepefester 44 til hjelpefartøy 31 opprettes. Phase 5 The fastening arrangement 43 for connecting the two floating bodies 1 is adjusted and the connection between the installation module 12 and the towing attachments 44 to the auxiliary vessel 31 is established.

Fase 6 Sammenkoplingen er nå ferdig og transport og nedsenking fullføres. Når elementet er på plass slippes eventuelle luftrester ut av elementcellene som nå kan ballasteres til ønsket vekt, f.eks. fra fartøy 31 og tilkoplinger/rigging av slepeutstyr utføres. Phase 6 The connection is now complete and transport and immersion are completed. When the element is in place, any remaining air is released from the element cells, which can now be ballasted to the desired weight, e.g. from vessel 31 and connections/rigging of towing equipment are carried out.

Fig. 6 viser et eksempel på flytelegeme 1 og element 9 som har oppdrift som er mindre enn vekten. Fig. 6 shows an example of floating body 1 and element 9 which have buoyancy which is less than the weight.

Fase 1 Element 9 løftes fra understøttelse 37, f.eks. Phase 1 Element 9 is lifted from support 37, e.g.

kai, lekter e.l., og fraktes til sammenkoplingsstedet. quay, barge etc., and transported to the connection point.

Fase 2 Elementet 9 er i posisjon hvor kopling mellom elementet 9 og flytelegement 1 kan utføres. Her er vist eksempel på fleksibel tilkopling mellom flytelegeme 1 og element 9 ved hjelp av wire, kabel, kjetting e.l. 34, og frigjørings-utstyr 64. Phase 2 Element 9 is in a position where connection between element 9 and floating element 1 can be carried out. Here is shown an example of a flexible connection between floating body 1 and element 9 using wire, cable, chain etc. 34, and release equipment 64.

Fase 3 Elementet 9 senkes under vannlinjen 4, og vekten overføres fra løftearrangementet 38 som frakoples, til flytelegemene 1. Phase 3 The element 9 is lowered below the waterline 4, and the weight is transferred from the lifting arrangement 38, which is disconnected, to the floating bodies 1.

Fase 4 Elementet med flytelegemene bringes over installasjonsstedet og det nødvendige hjelpeutstyr monteres/tilkoples. Phase 4 The element with the floating bodies is brought over the installation site and the necessary auxiliary equipment is mounted/connected.

Fase 5 Elementet installeres f.eks. på samme måte som vist på fig. 2. Phase 5 The element is installed, e.g. in the same way as shown in fig. 2.

Hvis det ikke er formålstjenlig å benytte et løftearrange-ment 38 som vist på fig. 6, kan elementet 9 taues til installasjonsstedet hengende neddykket og festet til et eget oppdrifts-legeme (ikke vist), og med flytelegemene 1 festet på hver side til elementet med wirer. Under den innledende fase av nedsenkingen av elementet fjernes oppdriftslegemet, og den fortsatte nedsenking av elementet 9 foregår som tidligere beskrevet. If it is not expedient to use a lifting arrangement 38 as shown in fig. 6, the element 9 can be towed to the installation site hanging submerged and attached to a separate buoyancy body (not shown), and with the floating bodies 1 attached on each side to the element with wires. During the initial phase of the immersion of the element, the buoyancy body is removed, and the continued immersion of the element 9 takes place as previously described.

Fig. 7 viser et element bygget etter samme grunnprinsipper som elementet vist på fig. 4, men tilpasset for transport og installasjon ved hjelp av flytelegemearrangementet vist på fig. 8. Elementet har tre celler 39 som er åpne nedentil og avsluttet med kuleskall 22. Elementet er utstyrt med en kraftfordelende plate 23, rom for ytterligere ballast 40 (stein, jernmalm o.l.), fester 41 for tilkopling av flottører, en vinsj 26 for bruk ved tilkopling av flytelegeme og anordninger 42 for senere tilkopling av ankerline/kabler. Fig. 7 shows an element built according to the same basic principles as the element shown in fig. 4, but adapted for transport and installation by means of the floating body arrangement shown in fig. 8. The element has three cells 39 which are open at the bottom and finished with a ball shell 22. The element is equipped with a force-distributing plate 23, space for additional ballast 40 (stone, iron ore etc.), fasteners 41 for connecting floats, a winch 26 for use when connecting the floating body and devices 42 for later connection of anchor line/cables.

Fig. 8 viser tilkopling av to flytelegemer som er fast sammenkoplet. Flytelegemene er utstyrt med festearrangement 43 for sammenkopling av flytelegemene. Festearrangementet 43 er i prinsippet et enakset ledd. Fig. 8 shows the connection of two floating bodies which are firmly connected. The floating bodies are equipped with fastening arrangement 43 for connecting the floating bodies. The fastening arrangement 43 is in principle a uniaxial link.

Fase 1 er identisk med fase 1 vist på fig. 5 og gjelder tilkopling av det første av de to flytelegemene 1. Phase 1 is identical to phase 1 shown in fig. 5 and applies to the connection of the first of the two floating bodies 1.

Fase 2 Det andre flytelegemet tilkoples på samme måte som det første flytelegemet. Phase 2 The second floating body is connected in the same way as the first floating body.

Fase 3 Elementets 9 vekt overføres til flytelegemene, se fig. 5, fase 2, 3 og 4. Phase 3 The weight of element 9 is transferred to the floating bodies, see fig. 5, phase 2, 3 and 4.

Fase 4 er den avsluttende del av vektoverføringen til flytelegemene 1 hvor festearrangementene 43 nærmer seg hverandre sakte på grunn av vann som presses ut fra mellom anleggsplatene. Phase 4 is the final part of the weight transfer to the floating bodies 1 where the fastening arrangements 43 approach each other slowly due to water being pushed out from between the construction plates.

Fase 5 er forberedende aktiviteter for nedsenking og transport. Innbyrdes posisjon mellom flytelegemene justeres og stiv forbindelse etableres. Slepe- og installasjonshjelpemidler 12, 13 og 44 monteres, kabler 14 tilkoples. Under resten av operasjonen og frem til eventuell tilkopling til et annet element som skal installeres, danner flytelegemene en fast forbundet enhet. Fig. 9 viser dypvannsslep av elementet til installasjonsstedet med de to sammenkoplete flytelegemene for fig. 8. Nedsenkingen foregår som beskrevet for de andre utførelsesformer. Fig. 10 viser i prinsipp et sammenkoplingsledd som er velegnet til sammenkopling av et element til et flytelegeme iflg. foreliggende oppfinnelse. Phase 5 is preparatory activities for immersion and transport. The mutual position between the floating bodies is adjusted and a rigid connection is established. Towing and installation aids 12, 13 and 44 are mounted, cables 14 are connected. During the rest of the operation and until possible connection to another element to be installed, the floating bodies form a permanently connected unit. Fig. 9 shows deep water towing of the element to the installation site with the two interconnected floating bodies of fig. 8. The immersion takes place as described for the other embodiments. Fig. 10 shows, in principle, a connecting link which is suitable for connecting an element to a floating body according to the present invention.

Sammenkoplingsleddet er et toakset ledd. Stive armer 11 festet til flytelegmet (ikke vist) er dreibart festet med en permanent bolt 45 til en bevegelig mellomdel 46. Mellomdelen er festet til elementet 9 over en hydraulisk styrt bolt 47 som går i et ovalt spor 48 i mellomdelen. Bolten 47 kan forskyves aksielt med en hydraulisk sylinder som fortrinnsvis er montert på flytelegemet og kan fjernes etter bruk sammen med det. En "weak link" 49 forbinder mellomdelen 46 med de stive armer 11 The connecting link is a two-axis link. Rigid arms 11 attached to the floating body (not shown) are rotatably attached with a permanent bolt 45 to a movable intermediate part 46. The intermediate part is attached to the element 9 via a hydraulically controlled bolt 47 which runs in an oval groove 48 in the intermediate part. The bolt 47 can be moved axially with a hydraulic cylinder which is preferably mounted on the floating body and can be removed after use with it. A "weak link" 49 connects the intermediate part 46 with the rigid arms 11

og rives av ved en bestemt oppadrettet kraft lik netto oppdrift bestemt for kontrollert oppstiging av flytelegemet etter bruk. En gaffelformet hjelpeanordning 50 (vist stiplet) festet til elementet 9 brukes ved sammenkoplingen beskrevet under fase 2 (fig. 5). Disse kan fjernes etter at sammenkoplingen er utført. Alternativt kan hjelpeanordningen 50 anordnes som en permanent og ubevegelig del av de stive armene 11 hvor en anslagsplate festes til elementet 9. and is torn off by a specific upward force equal to the net buoyancy determined for controlled ascent of the floating body after use. A fork-shaped auxiliary device 50 (shown dashed) attached to the element 9 is used in the connection described under phase 2 (fig. 5). These can be removed after the connection has been made. Alternatively, the auxiliary device 50 can be arranged as a permanent and immovable part of the rigid arms 11 where a stop plate is attached to the element 9.

Sammenkoplingsarrangementet kan selvfølgelig også utføres som et enakset ledd ved at det bevegelige mellomledd 46 sløyes. The coupling arrangement can, of course, also be carried out as a single-axis link by the movable intermediate link 46 being hollowed out.

Fig. 11 viser stabiliserende ben 51 som kan anvendes hvis det forventes at flytelegemet kan bli utsatt for forstyrrende havstrømmer når flytelegement 1 skal frikoples fra elementet 9 (sammenkoplingsleddet vist på fig. 10) . Fig. 11 shows stabilizing leg 51 which can be used if it is expected that the floating body may be exposed to disturbing ocean currents when floating body 1 is to be disconnected from element 9 (the connecting link shown in Fig. 10).

Fordelt på flytelegemets sider er anordnet et antall beskyttelsesrør 52. Inne i rørene er det anbrakt en vekt 53 forbundet i sin underside til et stag 51. Rundt staget og under vekten 53 er anbrakt en eller flere andre vekter 55 hvorav den nederste normalt hviler på en ansats 56. Vektene er forbundet med hverandre med bolter 57 hvor den ene ende har et visst rom for aksiell bevegelse i forhold til den andre. En fjær 58 kan anordnes for gradvis overføring av krefter mellom vektene. I stedet for bolt kan også brukes en wire. A number of protective tubes 52 are arranged on the sides of the floating body. Inside the tubes, a weight 53 is placed, connected at its underside to a strut 51. Around the strut and below the weight 53, one or more other weights 55 are placed, the lowest of which normally rests on a attachment 56. The weights are connected to each other with bolts 57, one end of which has a certain amount of room for axial movement in relation to the other. A spring 58 can be arranged for the gradual transfer of forces between the weights. Instead of a bolt, a wire can also be used.

Kreftene på anleggsflaten mellom staget 51 og en plate 59 montert på elementet 9 overføres av staget 51 til den øverste av vektene 53. Den nederste vekten 55 hviler på en ansats 56 på beskyttelsesrøret 52 som er så langt at det rommer de nødvendige vekter med staget 51 inntrukket under transport og før tilkopling av flytelegemet 1 til elementet 9. The forces on the contact surface between the strut 51 and a plate 59 mounted on the element 9 are transferred by the strut 51 to the uppermost of the weights 53. The bottom weight 55 rests on a shoulder 56 on the protective tube 52 which is long enough to accommodate the necessary weights with the strut 51 retracted during transport and before connecting the floating body 1 to the element 9.

Uttrekking av stagene 51 med vekter kan f.eks. basere seg på fritt fall etter at flytelegemet 1 har inntatt sin posisjon over elementet 9 etter kraftoverføringen. Et to-akset ledd (fig. 10) krever minst tre slike stabiliserende ben; et enakset ledd krever minst to ben. Benene arrangeres lengst mulig fra koplingsarrangement mellom flytelegemene og element for å oppnå størst mulig momentarm. Extraction of the struts 51 with weights can e.g. be based on free fall after the floating body 1 has assumed its position above the element 9 after the power transfer. A two-axis joint (Fig. 10) requires at least three such stabilizing legs; a uniaxial joint requires at least two legs. The legs are arranged as far as possible from the connection arrangement between the floating bodies and element to achieve the greatest possible moment arm.

Når flytelegemet 1 ballasteres for å avlaste leddet 10 for fråkopling, vil den etter hvert stigende neddykkede vekt av flytelegemet 1 overføres til staget 51 og dermed en del av vektene 53 og 55 inntil anlegg mellom flatene 60 og 61 (fig. 10) er oppnådd, ideelt likt på stagene 51. Hvis slike horisontalkrefter virker på flytelegemet 1 blir kreftene som virker på stagene 51 på losiden mindre enn kreftene på stagene 51 på lesiden. When the floating body 1 is ballasted to relieve the joint 10 for disconnection, the gradually rising submerged weight of the floating body 1 will be transferred to the strut 51 and thus part of the weights 53 and 55 until contact between the surfaces 60 and 61 (fig. 10) is achieved, ideally equal to the struts 51. If such horizontal forces act on the floating body 1, the forces acting on the struts 51 on the port side are smaller than the forces on the struts 51 on the lee side.

Disse danner kraftpar som motvirker momentet på grunn av horisontalkrefter på flytelegemet 1 og stabiliserer flytelegemet 1 i posisjon når kopling 10 er avlastet. These form a force pair that counteracts the moment due to horizontal forces on the floating body 1 and stabilizes the floating body 1 in position when coupling 10 is relieved.

Claims

1. Device for the individual transport and installation of elements (9) on the seabed, characterized by the use of one or more reusable, ballastable, high-pressure and fully submersible floating bodies (1), and by the fact that each of the floating bodies (1) on top is equipped with a special protruding trimming and ballasting part (3) with a smaller cross-sectional area than the rest of the floating body, for fine-tuning the floating body's trimming and ballasting, and on the underside is equipped with equipment for mechanically rigid connection in the vertical direction with one or more of the aforementioned heavy elements (9 ), so that this or these can be connected temporarily with one or more of the floating bodies (1).

2. Device as stated in claim 1, characterized in that the upper part of the floating body or bodies is arranged with a transverse bulkhead (5) to form a separate space (6) which constitutes a further trimming and ballasting part for the floating body (1) or floating bodies .

3. Device as stated in claim 1 or 2, characterized in that the trimming and ballasting part (3) as well as the room (6) are arranged with mutual communication.

4. Device as specified in claim 1, characterized in that the buoyancy body with wires with buoyancy buoys (20) is connected to auxiliary buoys (21) for determining the position of the element (9) during the last part of the lowering operation.