NO171578B - Fremgangsmaate og anordning for samtidig groefting og roerlegging i arktiske stroek - Google Patents

Abstract

Det er beskrevet en anordning (10) for samtidig å grøfte og legge en undervannsrørlednlng (14) 1 bunnen av et vannlegeme dekket med en forholdsvis tykk ismasse. Anordningen Innbefatter en spredelnnretnlng (12) for bygging av rørledningen, som går foran en spredelnnretnlng (16) for grøfting og rørlnstallasjon, hvor begge passerer Ismassen. Rørinstallasjonskjøre-tøyet (24) fremskrider mot den bygde rørledning, hever rørledningen og danner en sllssellgnende åpning 1 Isen og retter rørledningen ned 1 vannet gjennom slissen. En neddykkbar grøfteanordning (114) forløper fra installa-sjons- øretøyet (24) som danner del av spredelnnret-nlngen (16) for Installasjon. Etterhvert som kjøretøyet (24) fremskrider danner grøfteenheten (114) en grøft 1 sjøbunnen. Samtidig fører grøfteenheten (114) rørled-ningen (14) ned i grøften og tilveiebringer støtte for en neddykket komponent av rørledningen som tres gjennom en slisse 1 grøfteenheten.

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning og en fremgangsmåte for samtidig grøfting og legging av under-vannsrørlednlng, slik det nærmere er angitt i ingressen til de etterfølgende selvstendige krav.

Offshore oljeproduksjon og lageranlegg er vanligvis knyttet til anlegg på land med i det minste en rørledning som har blitt lagt på havbunnen. På grunn av potensialet for utstrakte oljeavsetninger til havs i arktiske områder vil mange slike rørledninger måtte bli bygd i farvann som er dekket med en forholdsvis tykk ismasse mesteparten av året. Slike rørleggingsoperasjoner kan finne sted under en vintersesong når vannet er dekket med en tykk ismasse, eller under en sommersesong når vannet er åpent.

Arktiske rørleggingsoperasjoner, som er begrenset til den korte sesong med åpent vann, gir knapt tilstrekkelig tid til å legge en rørledning av betydelig lengde. Økonomiske vanskeligheter påløper dermed som et resultat av forsinkelser i produksjonsinntektsstrømmen, og følgelig mindre sjanse for hurtig installasjonskostnadsreduksjon.

Alternativt representerer rørleggingsoperasjoner utført under en arktisk vintersesong de spesielle problemer som tilhører et slikt værhardt miljø. Et problem verdt å merke seg er at det er nødvendig å trenge gjennom en ismasse av vesentlig tykkelse for å komme til vannbassenget som rørledningen skal legges i. Videre er det ofte vanskelig og hensiktsmessig støtte grøfte- og leggeanordningen på ismassen eller vann.

Det er flere kjente teknikker for arktisk grøfting og rørlegging. F.eks. US patent nr. 3822558 utstedt 9. juli 1974, og US patent nr. 3924896, utstedt 9. desember 1975, som hvert beskriver et arktisk type rørleggings- og nedgrav-ningsarrangement. Disse patenter beskriver en flytende plattform støttet på en luftpute, som kan manøvreres til å danne en slisse i isen gjennom hvilken det isleggende- og nedgravningsutstyret forløper. En grøftegravermekanlsme forløper under overflaten av sjøen fra bauenden av plattformen mens en utlegglngsrampe for å støtte rørledningen forløper fra akterenden av plattformen. Andre arktiske rørlegglngsarrangementer er beskrevet 1 US patent nr. 3681927, utstedt 8. august 1972, US patent nr.3744259, utstedt 10. juli 1973, US patent nr. 3844129, utstedt 29. oktober 1974 og US patent nr. 3900146, utstedt 19.august 1975.

Konvensjonelle rørleggings- og nedgravingsarrangementer hvor en rørledning eller kabel som legges passerer gjennom eller over en grøftegravermekanlsme, er beskrevet i US patent nr. 734615, utstedt 28. juli 1903, US patent nr. 737021, utstedt 25. august 1903, US patent nr. 956604.utstedt 3. mai 1910 og US patent nr. 3641780, utstedt 15. februar 1972.

Fremgangsmåtene og anordningene som er beskrevet i den tidligere teknikk, svikter i å tilveiebringe behendige og pålitelige anordninger for å legge og grave ned rør på bunnen av vann som er dekket med en ismasse. Videre svikter den kjente teknikk i å beskrive en fremgangsmåte og en anordning for samtidig å legge og grave ned en undervanns rørledning der rørledningen som skal legges mottar tilstrekkelig støtte når den er neddykket, men før den opptas i en grøft.

Det er følgelig et hovedformål med oppfinnelsen å tilveiebringe en pålitelig fremgangsmåte og anordning for samtidig å grøfte og legge en undervanns rørledning. Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte og anordning for grøfting og legging av en rørledning i en sjøbunn under en arktisk vintersesong når vannet er dekket med en ismasse av vesentlig tykkelse. Det er også et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en ny anordning for å støtte samtidig grøfte-og leggeoperasjonen. Et ytterligere formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en neddykkbar anordning for å utføre graveoperasjoner mens det tilveiebringes tilstrekkelig sidestøtte for et neddykket parti av rørledningen. Andre formål med oppfinnelsen vil fremkomme for fagmannen ved lesing av denne beskrivelse.

I samsvar med oppfinnelsen er det tilveiebragt en anordning og en fremgangsmåte av den innledningsvis nevnte art som kjennetegnes av de trekk som fremgår av karakteristikken i de etterfølgende selvstendige krav.

Andre formål, trekk og fordeler ved oppfinnelsen vil hurtig fremkomme fra den følgende beskrivelse av en foretrukken utførelse, gitt i forbindelse med de vedlagte tegninger.

Fig.IA og IB er et perspektivriss fra siden av anordningen

ifølge oppfinnelsen.

fig.2A er et perspektivriss sett fra siden av installasjonsfarkosten ifølge fig. IB.

fig.2B er et toppriss av anordningen ifølge fig. 2A.

fig.2C er et riss sett bakfra av anordningen ifølge

fig. 2A.

fig.3 er et perspektivriss sett fra siden av installasjonsfarkosten ifølge fig. IB, som avbilder grøfteanordningen i en hevet stilling.

fig.4A er et perspektivriss sett fra siden av den

andre iskuttingsanordning ifølge fig. 1.

fig.4B er et perspektivriss sett forfra av anordningen

ifølge fig. 4A.

fig.5 er et perspektivriss sett forfra av isblokkut-taksanordningen ifølge fig. 1.

fig.6 er et perspektivriss i detalj av grøfteleideren

og grøfteinnretningene ifølge fig.l.

Figur 1 illustrerer en foretrukken utførelse av den foreliggende oppfinnelse hvor en anordning 10 er tilveiebragt for samtidig å danne en grøft i bunnen av et vannlegeme dekket av en ismasse 11 og legge en rørledning 14 ned i grøften. Anordningen 10 innbefatter to hovedkomponenter, hvor begge disse er tilpasset for å passere over en forholdsvis tykk ismasse som dekker vannet. En utstyrsrekke 12 for bygging av rørledningen er tilveiebragt for å skjøte rørsegmenter 13 for å danne en integrert rørledning 14 av ubestemt lengde. Avstandsplassert en forutbestemt avstand bak utstyrsrekken 12 er en utstyrsrekke 16 for rørinstallasjon som samtidig grøfter sjøbunnen og legger rørledningen ned i den gravde grøft. Den installerende utstyrsrekken 16 innbefatter en fremre seksjon som har et antall rørhevingsstøtter 18, og kutteinnretninger 20,22 for å skape en åpning i isen, en bakre seksjon som innbefatter en installasjonsfarkost 24.

I en foretrukken utførelse ligger utstyrsrekken for bygging og for installasjon straks inntil hverandre. Imidlertid skal det forstås at utstyrsrekken 12 for bygging kan gå en vesentlig avstand foran utstyrsrekken 16 for installasjon.

Utstyrsrekken 12 kan spenne over en avstand på omkring 48-61 m eller mer, avhengig av egenskapene til røret som skal monteres. Installasjonsutstyrsrekken 16 spenner over en avstand på omkring 200 m. Selve installasjonsfarkosten er omkring 36 - 48 m lang eller mer avhengig av egenskapene til rørledningen som skal legges. Vekten av både utstyrsrekken for bygging og for installasjon vil naturligvis variere avhengig av materialene som de blir bygget av, og deres totale lengde. Fagmannen kan enkelt bestemme materialene som utstyrsrekkene skal bygges av, lengden av disse og sikker-hetsgrensene for vekten av hele lasten som kan hvile på en gitt ismasse.

I en foretrukken driftsmetode renses overflaten av ismassen under hvilken rørledningen skal plasseres for snø og andre hindringer. Rørsegmenter 13 kan deretter plasseres ved ulike leveransedepot langs den klargjorte rute. Utstyrsrekken 12 passerer over isen langs den klargjorte rute og skjøter rørsegmentene for å danne en integrert hygget rørledning 14 av ubestemt lengde. Den bygde rørledning 14 er plassert på støtter 26 som hever rørledningen 14 en mindre avstand (f.eks. omkring 1 m) over isoverflaten. I en foretrukket utførelse drives utstyrsrekken for rørbygging ved å virke mot den bygde rørledning. Alternativt kan utstyrsrekken 12 trekkes under tauing av en traktor (ikke vist) eller lignende innretninger som kan tilveiebringe grep mot isoverflaten.

Utstyrsrekken 16 for installering som følger straks bak utstyrsrekken 12, fremskrider mot den bygde rørledning 14. Rørledningen 14 blir videre hevet ved en oppad skrånende rampe 32 som tjener som føringskomponent for utstyrsrekken 16. Etterhvert som rampen 32 fremskrider heves rørledningen

14 progressivt og blir tilslutt plassert på rørhevings-støttene 18 som holder rørledningen 14 i en høyde på omkring 6 m over isoverflaten. I en utførelse passerer en første iskutteinnretningen 20 bak opp rampen 32 og ned under den hevede rørledning 14 for å danne to parallelle spor i isen som fullstendig penetrerer ismassen og er avstandsplassert en avstand på omkring 2,5 - 3 m. En andre iskutteinnretning 22 passerer over isen tett bak den første iskutteinnretning 20 og danner et ytterligere kutt, eller flere kutt, i ismassen som er orientert vinkelrett til løpet mellom de parallelle spor dannet av kutteinnretningen 20, og danner således isblokker 34. Isblokkene 34 som er fjernet på denne måte fjernes fra ishullet for å tilveiebringe en slisselignende åpning i ismassen. I en foretrukket utførelse kan isblokkene 34 plasseres under isoverflaten ved arbeidssylinderinnretningen 23 båret på kutteinnretningen 22. Fortrinnsvis er isblokkene 34 plassert på alternerende sider av slissen under iskanten for å gi ytterligere støtte til ismassen.

Etterhvert som utstyrsrekken 16 fremskrider, rettes rørled-ningen 14, hevet av støtten 18A.18B og 18C, nedad mot slissen i isen ved den nedadgående rampe 36.

De ulike ramper, støtter og utstyrsrekken som danner et fremre parti av utstyrsrekken 16 kan være forankret til hverandre og trukket av en traktor 30 eller lignende innretninger for å lette bevegelsen over isen. Disse komponenter beveger seg i takt med og er forbundet til installasjonsfarkosten 24 med kabelen 40. Fortrinnsvis er installasjonsfarkosten 24 selvdrevet.

Det fremskridende installasjonskjøretøy 24 innbefatter utstyr som er tilpasset til å skape en undervannsgrøft 42 av omkring 5 m dybde i bunnen av vannlegemet. Samtidig legger kjøretøyet 24 rørledningen 14 ned i grøften 42, på en måte som mer fullstendig beskrives nedenfor. Fortrinnsvis kan den lagte rørledning 14 dekkes med gravemassene fra grøfteoperasjonen som er ført tilbake til grøften gjennom utgangsrøret 26.

I en foretrukken utførelse utføres grøfte- og rørleggings-operasjonen under en arktisk vintersesong når ismassen er av tilstrekkelig tykkelse, slik som 2 - 2,5 m, for å støtte vekten av anordningen 10. For å forlenge rørleggingssesongen, er det av og til mulig å øke ismassetykkelsen for å gi en arbeidsoverflate av is tilstrekkelig styrke til å bære anordningen 10. Slike isfortykkende teknikker er vel kjent for fagmannen. I en foretrukken utførelse bæres komponentene av utstyrsrekken 12 for rørbygging og utstyrsrekken 16 for installasjon på snømeier, dersom de trekkes av et annet kjøretøy, eller belter eller larveføtter, dersom de er selvdrevene. I alle tilfelle støttes meiene eller beltene av isen og skrever vanligvis over slissen dannet i isen. Utstyrsrekken 12, som Illustrert 1 flg. 1, innbefatter et antall miljøstyrte arbeidsstasjoner 44 som er båret på snømeier. Arbeidsstasjonene 44 er seriemessig forbundet og innrettet langs lengdeaksen av utstyrsrekken 12. Et rørtran-sportsystem (ikke vist) forløper langs hele lengden av utstyrsrekken. Et styrerom 46 befinner seg foran utstyrsrekken og inneholder et dieselgeneratorrom, drivstofflag-ringsanlegg og et styrerom. Konstruksjonsparameterne for en slik anordning, som kan variere etter et gitt rørleggings-forløp, kan enkelt utvikles av fagmannen.

Rørledningen 14 bygges ved å plassere et rørsegment 13 på rørtransportsystemet og innrette det med den eksisterende rørledning eller rørsegment til hvilket det skal forbindes. Rørsegmentene kan skjøtes sammen med et antall kjente teknikker. Imidlertid skjøtes rørsegmentene fortrinnsvis ved automatiske sveiseteknikker som utføres inne i de miljøstyrte arbeidsstasjoner 44. I en foretrukken utførelse er det også ønskelig å ha en eller flere arbeidsstasjoner utstyrt med røntgenutstyr for å sikre integriteten av de sveiste skjøter. Det er også ønskelig å ha audielle og visuelle forbindelser mellom arbeidsstasjonene og styrerommet.

I en foretrukken utførelse drives utstyrsrekken 12 som et resultat av bruk av rørtransportsystemet for å reagere mot den bygde rørledning som således resulterer i en bevegelse fremad av utstyrsrekken 12. Denne fremdriftsmetode kan erstattes eller supplementeres med hvilke som helst av et antall fremdriftsinnretninger vel kjent i faget. F.eks. kan utstyrsrekken 12 trekkes av en traktor (ikke vist) eller lignende innretninger som er i stand til å gi grep mot isoverflaten. Hastigheten som utstyrsrekken 12 beveger seg med avhenger av dimensjonene på rørledningen som skal bygges og legges, og vanlige rekkevidder er mellom 1,6 km pr.dag og 4,8 km pr. dag.

Etterhvert som den bygde rørledning 14 forlater utstyrsrekken 12 legges den på rørstøtter 26 som holder rørledningen i en høyde på omkring 1 m over isen. Støttene 26 hindrer rørled-ningen 14 i å fryse til isflaten. Støttene 26 er avstandsplassert ved omkring 14 m intervaller.

Rørledningen 14, lagt med anordningen ifølge oppfinnelsen, kan være av enhver type som vanligvis benyttes i arktiske, undersjøiske applikasjoner. Fortrinnsvis har rørledningen en innvendig diameter i området fra flere cm til over 1 m. Veggtykkelsen av rørledningen kan variere fra omkring 8 mm til noen cm.

Utstyrsrekken 16 for installasjon samtidig grøfter og legger rørledningen ned i sjøbunnen. Denne utstyrsrekken spenner over omkring 200 m og er tilpasset til å bevege seg med en minimumshastlghet på omkring 1,6 til 4,8 km pr.dag. Utstyrsrekken 16 innbefatter tre komponenter: et rørledningsstøtte-system, et issllssende og fjernende system, og et installa-sjonskjøretøy 24.

Et rørledningshevesystem, trukket av en traktor 30, eller lignende innretninger istand til å operere 1 et arktisk klima og gi grep mot en isoverflate, tjener som det fremre parti av utstyrsrekken 16. En skrånende rampe 32 er føringselementet for utstyrsrekken 16 og passerer under den bygde rørledning, og hever denne derved en vesentlig avstand over isoverflaten. Ytterligere heveinnretninger 18a,18b og 18c følger bak den skråstllte rampe 32 og er forbundet til rampen 32, og hverandre ved kabler 40. Etterhvert som utstyrsrekken 12 fremskrider, heves den bygde rørledning 14 ytterligere og støttes av toppflatene av støttene 18A.18B og 18C ved en høyde på omkring 6 m over isoverf laten. En nedadgående rampe 36 er avstandsplassert bak den siste støtte 18A og gradvis retter den bygde rørledning 14 nedad mot isoverflaten.

Den skråstilte rampe 32 innbefatter en støtteramme av egnet styrke og konstruksjon til å støtte vekten av den bygde rørledning 14. Støtterammen er montert på snømeier som kan avstandsplasseres forholdsvis nær hverandre, eller alternativt avstandsplasseres fra hverandre ved omkring 2,5 til

3,5 m slik at dersom det er nødvendig meiene kan skreve over slissen i isen. Vanligvis er det ikke nødvendig for meiene av rampen 32 å skreve over isslissen ettersom rampen 32 går foran slissen. Den øvre flate av den skrånende rampe 32 er vanligvis skråstilt ved en liten vinkel tilstrekkelig til gradvis å heve rørledningen til den ønskede høyde. Denne vinkel er naturligvis avhengig av de fysiske egenskaper til rørledningen og kan enkelt bestemmes av fagmannen. Rampen 32 kan inneha et spor med tilstrekkelig bredde for på støttende måte å motta den bygde rørledning 14. Den innvendige overflate av sporet kan være av en selvsmørende polymer, eller kan anordnes med ruller eller lagre for å tilveiebringe den nødvendige lave friksjonsanlegg for å lette enkel føring av røret over rampen. Alternativt kan overflaten av rampen bygges uten et spor og kan belegges med et selvsmørende polymer eller kan ha lagre eller ruller for å minske frik-sjon. I et slikt tilfelle kan det være fordelaktig å tilveiebringe en føringsinnretning på overflaten av rampen 32 for å sikre at rørledningen 14 er korrekt posisjonert.

De hevende støtteinnretninger 18 kan eksempelvis utgjøres av tre konstruksjoner (18A, 18B og 18C) som hver er avstandsplassert i en avstand (f.eks. omkring 14 - 28 m) som vil variere avhengig av egenskapene til rørledningen.

Fortrinnsvis er konstruksjonene 18A.B og C av ikke-jevn høyde hvor strukturen 18B er den høyeste og strukturen 18A og 18C er av hovedsakelig lik høyde og noe kortere enn strukturen 18B. I en annen utførelse kan strukturene 18A, 18B og 18C alle være av ensartet høyde. Tilslutt kan det antydes at strukturene 18A,18B og 18C hever rørledningen 14 til en høyde på omkring 6,5 m over isoverflaten.

I en foretrukken utførelse hvor strukturene 18A,18B og 18C er av ikke-ensartet høyde, følger strukturen 18C en forutbestemt avstand bak skrårampen 32 og har en øvre flate som er noe skråstilt for å muliggjøre at rørledningen gradvis heves til å hvile på strukturen 18B. Strukturen 18B følger en forutbestemt avstand bak strukturen 18C og er omkring 6,5 m i høyde. Etterfulgt bak strukturen 18B er strukturen 18A som, lik strukturen 18C, er noe mindre enn 6,5 m i høyde. Strukturen 18C har en øvre flate som heller nedad bort fra strukturen 18B ved en vinkel som er motsatt, men omkring lik med den av strukturen 18A. Strukturene 18A, 18B og 18C er alle bygd av en støtteramme av tilstrekkelig styrke til å støtte vekten av den bygde rørledning. Støtterammene av strukturene 18A, 18B og 18C er hver montert på snømeier, avstandsplassert omkring 2,5 - 3 m fra hverandre som fortrinnsvis er tilpasset til å skreve over slissen i isen.

Den øvre flaten av strukturene 18A, 18B og 18C kan alle bygges som beskrevet med hensyn til rampen 32.

En nedadgående rampe 36 følger en forutbestemt avstand (f.eks. omkring 14 - 28 m) bak strukturen 18A. Den øvre flate av rampen 36 er skråstilt i en retning bort fra strukturen

18a ved en vinkel tilstrekkelig til gradvis å rette rørled-ningen ned under vannoverflaten. Lik rampen 32 er rampen 36 bygd av en ramme som er montert på meier avstandsplassert en avstand tilstrekkelig til å skreve over en slisse kuttet i isen. Den øvre flate av rampen 36 er bygd på en slik måte at den letter den lave passeringsfriksjon av den bygde rørled-ning 14 over den øvre flate av rampen, og kan bygges som beskrevet med hensyn til den øvre flate av rampen 32.

For å oppnå adkomst til bunnen av vannlegemet, er det nødven-dig å skape en åpning i ismassen 11. Dette fås til ved å danne en slisselignende åpning av ubestemt lengde i ismassen 11. En første kutteanordning 20 er lokalisert bak den skrånende rampe 32 og under den hevede rørledning 14. Kutteanordningen 20 inneholder flere kutteinnretninger 48 som er anordnet side om side og avstandsplassert ved omkring 2,5 - 3 m. Kutteanordningen 20 danner parallelle spor i isen av tilstrekkelig dybde for fullstendig å penetrere ismassen. Kutteinnretningene 48 kan innbefatte konvensjonelle kuttere av typen vel kjent i faget, f.eks roterende sagblader, endeløse bladkuttere, hydrauliske sager, ladningseksplosiver, laserkuttere eller andre innretninger egnet for en slik anvendelse. Kutteanordningen 20 er fortrinnsvis et selvdrevet kjøretøy slik som en traktor 51 eller lignende innretning som kan gi grep over en iset overflate.

Som illustrert i fig. 1, passerer den andre kutteanordning 22 en forutbestemt avstand bak den første kutteanordning 20 og er plassert bak det hevede rør 14. Som best vist i fig. 4A og 4B innbefatter den andre kutteanordning 22 skjærinnretninger 50 som er dreibart montert på en side av skjæranordningen 22. Kutteinnretningene 50 kan innbefatte et kutteverktøy slik som en sag eller lignende innretninger som kan penetrere en ismasse med en tykkelse på omkring 2,5 - 3 m eller mer. Kutteinnretningene 50 er tilpasset til å danne et kutt i isen som forløper vinkelrett til og mellom sporene formet av den første skjæranordning 20, og danner således blokker 34. I en alternativ utførelse kan skjæranordningen 22 inneholde innretninger for både å forme slisser i isen og forme isblokker. Det skal også forstås at kutteinnretningene 50 kan utgjøre hvilke som helst av de ulike anordninger beskrevet ovenfor med hensyn til den første kutteinnretning 48.

Etter kutting av en isblokk fra isen griper arbeidssylinderinnretningene 52, som kan danne del av den andre skjæranordning 22, den kuttede isblokk 34 og avsette den under vannoverflaten under kanten av ismassen. Fortrinnsvis er de kuttede isblokker 34 plassert på alternerende sider av isslissen.

Som best vist i fig. 4A og 4B, innbefatter den andre is-skjæreanordningen 22 en rammelignende støttestruktur 58 dannet av et langt, lettvektig materiale montert på belter 60. Alternativt kan støttestrukturen 58 monteres på snømeier. Som illustrert i fig. 4A, benytter kutteinnretningen 50 et skjærverktøy slik som en sag eller et annet slikt verktøy, som er dreibart montert til en flens 62 påsatt en side av støttestrukturen 58. Kutteinnretningen 50 er delvis skjermet av en beskyttende plate 64 montert over kutteinnretningen. Som illistrert i fig. 4B er kutteinnretningen 50 fortrinnsvis montert ved den fremre ende av skjæranordningen 22. Skjæranordningen 22 er orientert slik at kutteinnretningen 50 er i stand til å danne et kutt i isen som er vinkelrett til og løper mellom sporene kuttet av skjæranordningen 20. Ved aktivering vil kutteinnretningen 50 dreie nedad omkring punktet 66 for å penetrere isen og således danne en isblokk 34.

I en annen utførelse kan kutteinnretningen 50 innbefatte doble sager, eller lignende skjærverktøy som er avstandsplassert ved omkring 2,5 - 3 m. Et slikt arrangement kan øke skjæreffektiviteten til skjæreanordningen 22.

Det vises til fig. 4A og 4B hvor en foretrukket utførelse av skjæranordningen 22 også innbefatter arbeidssylinderinnret-ninger 52 for å gripe isblokkene 34 og plassere blokkene innunder isoverflaten på alternerende sider av slissen i isen. Arbeidssylinderinnretningene 52 er sentralt lokalisert på skjæranordningen 22 og er montert på en tverrstangstruktur 56 som muliggjør at arbeidssylinderinnretningene 52 kan henges opp over slissen som skal dannes i isen. Arbeidssylinderinnretningene 52 innbefatter eksempelvis fire teleskop-isk forlengbare armer 54 som hver er montert i nærheten av et hjørne av en hovedsakelig firkantet flens 56. Forlengbare teleskoperende armer 68 opptas i hylser 69 slik at armene 68 kan strekke seg ut fra hylsene 69 og nedad nedunder vannoverflaten. De nedre ender av hver arm 68 er dreibart festet ved punktet 72 til en gripeinnretning 70. Gripeinnretningene 70 er tilpasset for sikkert å gripe en skåret isblokk når den er kuttet. Etter at isblokken er fast grepet, kjøres armene 68 ut fra hylsene 69 og presser isblokken nedad under vannoverflaten som vist i fig. 4A. Når armene 68 er helt utkjørt dreies isblokken (enten med urviseren eller mot urviseren), som vist i fig. 4B for å anbringe isblokken innunder isflaten. Etter at isblokken er korrekt lokalisert innunder isflaten, frigjøres gripeinnretningene og armene 68 trekkes inn igjen. Den eksakte konstruksjon av arbeidssylinderinnretningene 52 kan variere avhengig av målene for en bestemt rørleggingsoperasjon. En fagmann kan enkelt velge en konstruksjon for arbeidssylinderinnretningen 52 som vil passe formålene med en bestemt operasjon.

I en foretrukket utførelse av oppfinnelsen er en blokkuttaks-anordning 73, f.eks. en portalkran 75 montert på snømeier som vist i fig. 1 og 5, innbefattet som del av utstyrsrekken 16 for installasjon for å fjerne utvalgte isblokker fra isslissen. Isblokker fjernet på denne måte kan plasseres på isoverflaten for påfølgende utskiftning i slissen for å tilføre ytterligere forsterkning til ismassen og for å lette hurtig utbedring av isflaten. Fortrinnsvis er blokkuttaksanordningen 73 plassert mellom hevningsstøttene 18A og 18B og er montert på snømeier som skrever over isslissen. Videre er uttaksanordningen 73 fortrinnsvis forbundet ved kabel til støttestrukturene 18 og beveger seg i takt med disse komponenter etterhvert som de blir tauet av traktoren 30. I en foretrukken utførelse, fjernes hver tiende blokk med anordningen 73 for utskiftning i slissen.

Selvom blokkuttaksanordningen 73 kan innbefatte praktisk talt enhver egnet kraniignende konstruksjon, er en portalkran 75 slik som den vist i fig. 5 foretrukket. Portalkranen 75 innbefatter en rektangulær støtteramme 76, som er vel kjent i faget. I en alternativ utførelse er portalkranen 75 selvdrevet og passerer over isen på belter 78 som skrever over slissen i isen.

Hengende ned fra en øvre tverrstang 77 av den rektangulære ramme 76 er en kraninnretning 80 for å heve og senke isblokker. Festet til det nedre parti av kraninnretningen 80 er en blokkmottakende ramme 82 som på sikker måte holder isblokkene som skal fjernes. Kraninnretningen 80, montert på den øvre tverrstang 77 av rammen 76, innbefatter en forlengbar kabel 84 for å heve og senke blokken. Kraninnretningen 80 er tilpasset for å bevege seg horisontalt over den øvre tverrstang 77 av rammen 76 for å lette anbringelse av isblokken på overflaten av ismassen for påfølgende erstatning i isslissen. Kraninnretningen 80 blir drevet av en motor som kan løfte isblokkene som skal fjernes fra slissen.

Installasjonskjøretøyet 24 følger bak rørstøttestrukturene of iskutteutstyret som vist i fig. 1. Plattformen 24 innbefatter to primære komponenter - en støtteplattform 86 og en grøfte-innretning 88.

Det vises til fig. 2A,2B,2C og 3, hvor støtteplattformen 86 innbefatter en høyfast lettvektig ramme 90 hvis konstruksjon kan enkelt utvikles av en fagmann. Rammen 60 er montert på belter 92. Det øvre dekk 94 av plattformen 86 innbefatter styrerom 96 og 98, og servicekraninnretninger 100. Grøfte-kjøretøyet 24 er selvdrevet med belter 92 og mottar kraft fra en fjerntliggende kilde (ikke vist) som passerer langs kjøretøyet 24. Som best vist i fig. 3, har støtteplattformen 86 minst en føringsinnretning 102, som er høydejusterbar gjennom et trinsehjulsystem 104 for å gi føringsstøtte for rørledningen 14 i både neddykket posisjon og overflateposisjon.

Påhengt plattformen 86 og orientert langs lengdeaksen av plattformen 86, er grøfteenhetsinnretningen 88 som er opera-tivt anordnet gjennom slissen i isen. Grøfteenheten 88 er fortrinnsvis dreibart festet til den bakre ende av plattformen 86 ved punktene 106. Som sådan kan grøfteenheten heves til en inoperativ overflatestilling eller senkes til en operativ neddykket stilling. For å hjelpe i å heve og senke grøfteenheten 88, og for å gi ytterligere stabilitet, er støtteplattformen 86 utstyrt med en aktiverbar arm 108 som er dreibart forbundet til og forløper mellom et mellomparti av grøfteenheten 88 og støtteplattformen 86.

Grøfteenheten 88 innbefatter en støtteleider 110, hvor dennes ene ende er dreibart festet til en bakre ende av støtte-plattformen 86 ved punktene 106 som angitt ovenfor. Leideren 110 forløper fremad fra sitt festepunkt på plattformen 86 og er dreibar mellom en inoperativ overflatestilling og en operativ neddykket stilling. I overflatestilling (vist med stiplede linjer i fig. 2A) er leideren 110 innlagt akkurat innunder det nedre dekk 90 av plattformen 86. I en slik posisjon er leideren 110 i hovedsak horisontalt orientert langs lengdeaksen av plattformen 86 og er anordnet over slissen i isen. I den operative stilling er leideren 110 anordnet i en svak vinkel med det nedre dekk 90 og forløper nedad gjennom slissen i isen til sjøbunnen. En aktiverbar arm 108 letter senking av leideren 110 og tilveiebringer også ytterligere støtte til leideren under grøfteoperasjoner.

Grøfteleideren 110 er fortrinnsvis bygd av et sterkt, lettvektlg materiale, eksempelvis legeringer, kompositter og avanserte polymerer. Det er forventet at leideren 110 skal ha tilstrekkelig styrke til å motstå spenningene som er til-knyttet grøfting fra et bevegelig overflatekjøretøy i et korrosivt arktisk miljø. Grøfteleideren 110 kan beskrives som et avlangt element med en lengde tilstrekkelig til å forløpe fra plattformen 86 til sjøbunnen. Selv om dens lengde vil variere med bestemte applikasjoner, er lengden av leideren 110 vanligvis i området fra 30 m - 50 m. Bredden av leideren 110 må naturligvis være tilstrekkelig smal til å gjøre det mulig for denne å passe inne i en 2,5 - 3 m bred isslisse. I tillegg, som best vist i fig. 6, har leideren 110 en sentral, avlang slisse 112, hvis dimensjoner vil variere avhengig de dimensjoner og de fysiske egenskaper, innbefattende bøyerad-ien, til rørledningen som skal legges. I alle fall bør slissen 112 være av en slik størrelse at den gjør det mulig for rørledningen å enkelt tres gjennom slissen, mens den samtidig tilveiebringer sideveis og vertikal støtte til rørledningen. Fagmannen kan enkelt bestemme de korrekte dimensjoner og plassering av slissen 112 for gitte rørlegg-ingsoperasj oner.

Slisseinnretningen 112 er fortrinnsvis plassert slik at den tillater en neddykket komponent av rørledningen å passere gjennom slisseinnretningene 112 slik at slissen tilveiebringer støtte til den neddykkede komponent av rørledningen ved et sted mellom midtpunktet av den neddykkede komponent og vannoverflaten.

Som illustrert i fig. 2A og 6, rommer den fremre ende av leideren 110 en grøfteinnretning 114 som skaper grøften i sjøbunnen. Grøfteinnretningen 114 innbefatter et kuttende sugehode 116, en kuttermotor 118, reduksjonsgir 120, grøfte-pumpe 122, pumpemotor 124 og et utslippsrør 126.

I en foretrukken utførelse utføres grøfteoperasjonen ved å bruke en kutter med sugehode 116 som har en hovedsakelig sirkulær form, med en diameter på omkring 3,5 m og tilstrekkelig kraft til å skape en grøft opp til 5 m i dybde. Det antas at et stort utvalg av kuttere med sugehode kan benyttes i utøvelse av den foreliggende oppfinnelse. Fortrinnsvis har kutterens sugehode ombyttbare tenner for å oppta grøfteopera-sjoner i forskjellige jordsmonn. Kutterhode 116 er fortrinnsvis drevet av en motor 118 med 1000 hestekrefter som gjør det mulig for kutterhodet å bryte opp sjøbunnen for å danne grøften 42. Gjennom virkningen av pumpen 122, som er omkring 10 x 10 m, og drives av en motor på 1000 hestekrefter, pumpes grøftemassene inn i utslippsrøret 126. Utslippsrøret 126 er montert til siden av leideren 110 og forløper oppad med leideren til bakenden av plattformen 86. Etter å ha nådd plattformen 86 rettes røret 126 igjen nedad inn i vannet for å lette tilbakefylling av grøften etter at røret er lagt, som vist i fig. 1.

For å starte grøfting og rørleggeoperasjonen Ifølge oppfinnelsen, må isen over området hvor rørledningen skal legges klares for snø og andre hindringer, og rørledningen bygges som beskrevet ovenfor. Etterhvert som utstyrsrekken 16 for installasjon fremskrider mot den oppbygde rørledning 14, heves rørledningen på støtter 18 til en høyde på omkring 6 m over isflaten. Iskutteanordningen 20 opererer under det hevede rør for å skape en slisselignende åpning på omkring

2,5 - 3 m i bredde. En andre skjæranordning 22 kutter blokker 34 i isen, og gjennom virkningen av arbeidssylinderinnretnin-ger 52 plasseres blokkene under isoverflaten. Deretter rettes røret 14 nedad mot slissen skåret i isen.

Med grøfteenheten 88 og føringen 102 i hevet stilling, tres rørledningen 14 først gjennom føringen 102 og deretter gjennom slissen 112 av grøfteleideren 110. Føringen 102 og grøfteenheten 88 blir deretter senket gjennom slissen i isen (sammen med rørledningen) ned i vannet. Etter at kutteren med sugehodet 116 kontakter sjøbunnen, startes grøfting og grøften 42 skapes. Installasjonskjøretøyet 24 fremskrider langs en forutbestemt bane mens det forløper langs lengden av grøften 42. Etterhvert som kjøretøyet 24 fremskrider samler det ytterligere lengde av rørledningen 14 og samtidig avgir rørledning i grøften. Etter at rørledningen 114 er lagt tildekkes den med gravemassene fra grøfteoperasjonen som utgår fra utslippsrøret 126. Grøftingen og leggeoperasjonen fortsetter på denne måte inntil en tilstrekkelig lengde av rørledning er lagt.

Selvom oppfinnelsen er beskrevet i forbindelse med en foretrukket utførelse av denne, skal det forstås at tillegg, modifikasjoner, erstatninger og utelatelser ikke spesifikt beskrevet kan gjøres uten å avvike fra oppfinnelsens ramme slik de er definert i de vedlagte krav.

Claims (3)

1. Anordning (10) for samtidig grøfting og legging av under-vannsrørledning i bunnen av et vannlegeme dekket med en ismasse som har en spaltlignende åpning av ubestemt lengde, innbefattende et kjøretøy (24) som kan fremføres over en ismasse i retning av en forhåndsmontert rørledning som skal legges, en neddykkbar grøfteinnretning (114) for å ekskavere i sjøbunnen en undervannsgrøft i hvilken rørledningen skal legges, karakterisert ved en støtteinn-retning (110) for å transportere og anbringe grøfteinn-retningen (114), hvor støtteinnretningen (110) har en første ende dreibart forbundet til kjøretøyet (24) og en andre, neddykkbar ende som bærer grøfteinnretningen (114), hvilken støttelnnretning (110) er manøvrerbart anordnet gjennom spalten i ismassen slik at grøfteinnretningen (114) kan ekskavere en undervannsgrøft til en forutbestemt dybde, innretninger (108) dreibart festet til og forløpende mellom kjøretøyet (24) og et mellomliggende parti av støtteinnret-ningen (110) for å heve og senke støtten, idet rørledningen (14) får en overflatekomponent, en neddykket komponent og en grøftnedlagt komponent, hvor den neddykkede komponent krysser med støtteinnretningen (110) og støttes av en del av støtteinnretningen slik at den neddykkede komponent av rørledningen støttes på et sted mellom sitt midtpunkt og vannoverflaten.

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at støtteinnretningen (110) har en langsgående innrettet slisse (112), idet den neddykkede rørledningskomponent passerer gjennom slissen (112) og tilveiebringer støtte for rørledningen (14).

3. Fremgangsmåte for samtidig grøfting og legging av undervanns-rør i bunnen av et vannlegeme dekket med en ismasse, der det benyttes et kjøretøy (20,22) som kan bevege seg fremad og kutte en åpning i ismassen framfor det fremskridende kjøre-tøy (24); en neddykkbar grøfteinnretning (114) manøvrerbart anordnet gjennom åpningen i ismassen for å ekskavere en undervanns-grøf t, idet grøfteinnretningen (114) er festet til en første ende av et avlangt støttelement (110) hvor den andre ende av dette støtteelement er dreibart forbundet til kjøretøyet (24) idet en forhåndsbygd rørledning (14) av ubestemt lengde legges fra en overflateposisjon til en posisjon nede i grøften, og rørledningen anbringes i grøften som et resultat av fremad bevegelse av kjøretøyet, og rørledningen nedgraves i undervannsgrøften, karakterisert ved at rørledningen (14) krysser og støttes av en komponent av støtteelementet (110) ved et sted mellom midtpunktet av et neddykket parti av rørledningen og vannoverflaten.