NO176686B

NO176686B - Kabelutlegningsutstyr

Info

Publication number: NO176686B
Application number: NO905588A
Authority: NO
Inventors: Arne G Berre; John Oeivind Petersen; Oeyvind Habberstad
Original assignee: Alcatel Stk As
Priority date: 1990-12-27
Filing date: 1990-12-27
Publication date: 1995-01-30
Also published as: NO905588D0; NO905588L; NO176686C

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår anordninger for å installere sjøkabler eller andre langstrakte legemer på havbunnen fra et kabelskip. Oppfinnelsen angår særlig anordninger for å bestemme de geografiske koordinater for berø-ringspunktet av en kabel under instal1eringsprosessen, en berøringspunkt-følger. The present invention relates to devices for installing submarine cables or other elongated bodies on the seabed from a cable ship. The invention particularly relates to devices for determining the geographical coordinates of the point of contact of a cable during the installation process, a point of contact follower.

Når sjøkabler installeres i områder med svake havstrømmer, kan det vanligvis plasseres et vertikalplan gjennom kabelaksen fra skipets utmatingshjul til kabelens berøringspunkt på havbunnen. I slike tilfeller er det enkelt å forutbestemme kabelens berøringspunkt på havbunnen og den trasé som kabelen installeres langs. When submarine cables are installed in areas with weak ocean currents, a vertical plane can usually be placed through the axis of the cable from the ship's discharge wheel to the point of contact of the cable on the seabed. In such cases, it is easy to predetermine the cable's contact point on the seabed and the route along which the cable is installed.

Avhengig av vekten og stivheten av kabelen, og av vanndyb-den, kan havstrømmene ha stor innvirkning på formen av den kurve som kabelen følger på veien ned til havbunnen. Isteden-for å følge en kurve i et vertikalplan vil kurven være tredimensjonal. Det vil derfor oppstå vanskeligheter når det kreves at kabelen skal installeres langs en forutbestemt trasé på havbunnen. Depending on the weight and stiffness of the cable, and on the water depth, ocean currents can have a major impact on the shape of the curve that the cable follows on its way down to the seabed. Instead of following a curve in a vertical plane, the curve will be three-dimensional. Difficulties will therefore arise when the cable is required to be installed along a predetermined route on the seabed.

Installering av kabler på havbunnen er ofte assistert av fjernstyrte undervannsfartøyer og/eller dykkere, men når havstrømmene er sterke og dybden er stor, blir slik assistanse meget vanskelig, om ikke umulig. Installation of cables on the seabed is often assisted by remote-controlled underwater vessels and/or divers, but when the ocean currents are strong and the depth is great, such assistance becomes very difficult, if not impossible.

Norsk patentsøknad nr 752317 angår en fremgangsmåte til orientering ved legging og reparasjon av undervannsrørledning. Man baserer seg i nevnte søknad på utsendelse av signaler fra en elektrisk leder som på forhånd er lagt langs en ønsket trasé for rørledningen. Den mottaker som er knyttet til utiegningsfartøyet ved en kabel eller line må derfor befinne seg i en minste definert avstand fra den elektriske leder. Skulle mottakeren som følger rørledningen, av en eller annen grunn komme så langt bort fra den elektriske leder at signalene ikke mottas, vil det være vanskelig om ikke umulig å komme innen rekkevidde uten bruk av undervannsfartøyer eller dykkere. Norwegian patent application no. 752317 concerns a method for orientation when laying and repairing an underwater pipeline. The aforementioned application is based on the sending of signals from an electrical conductor which has been laid in advance along a desired route for the pipeline. The receiver which is connected to the dispossessed vessel by a cable or line must therefore be at a minimum defined distance from the electrical conductor. Should the receiver following the pipeline for some reason get so far away from the electrical conductor that the signals are not received, it will be difficult if not impossible to get within range without the use of underwater vessels or divers.

Følgende US patenter beskriver teknikk for å innstallere tunge stive rørledninger på havbunnen. US 3,105,453 viser utstyr for å styre en ROV fra et overf1atefartøy. Nr 3,765,185 viser røri eggingsutstyr med flottører som brukes for å gi røret en viss krumning. Nr 3,922,632 viser et annet utstyr for å styre en ROV fra et overf1atefartøy. Nr 4,120,167 beskriver et arrangement for ved hjelp av et annet overf1atefartøy å detektere rørledningens berøringspunkt med havbunnen. The following US patents describe techniques for installing heavy rigid pipelines on the seabed. US 3,105,453 shows equipment for controlling an ROV from a surface vessel. No. 3,765,185 shows pipe laying equipment with floats which are used to give the pipe a certain curvature. No. 3,922,632 shows another device for controlling an ROV from a surface vessel. No. 4,120,167 describes an arrangement for using another surface vessel to detect the pipeline's point of contact with the seabed.

Nr 4,155,669 beskriver et lignende utstyr for å detektere et bruddsted på en rørledning. Nr 4,164,379 antyder bruk av en ROV som styres fra et annet overf1atefartøy enn rørlegger-fartøyet. No. 4,155,669 describes a similar device for detecting a break point on a pipeline. No. 4,164,379 suggests the use of an ROV which is controlled from a surface vessel other than the plumber vessel.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å forbedre instal1 asjonsmetoder for sjøkabler i områder med sterke havstrømmer. De vesentligste trekk ved oppfinnelsen er definert i de etterfølgende patentkrav. The purpose of the present invention is to improve installation methods for submarine cables in areas with strong ocean currents. The most important features of the invention are defined in the subsequent patent claims.

Med den foreliggende oppfinnelse kan et kabelskip styres slik at det muliggjør installering av kabelen langs en forutbestemt trasé på havbunnen. With the present invention, a cable ship can be controlled so that it enables the cable to be installed along a predetermined route on the seabed.

Ovenfor nevnte og andre formål og særtrekk ved den foreliggende oppfinnelse vil klart fremgå av den etterfølgende detaljerte beskrivelse av utførelser av oppfinnelsen sett i sammenheng med figurene, hvor - figur 1 viser en utførelse av kabel instal1ering ifølge oppfinnelsen, og - figurene 2 til 5 viser en utførelse av en anordning som er beregnet til å overvåke kabelens berøringspunkt med havbunnen. The above-mentioned and other purposes and special features of the present invention will be clear from the subsequent detailed description of embodiments of the invention seen in connection with the figures, where - figure 1 shows an embodiment of cable installation according to the invention, and - figures 2 to 5 show a execution of a device intended to monitor the point of contact of the cable with the seabed.

Fig. 1 er en tredimensjonal skjematisk illustrasjon av et vannbasseng hvor koordinaten X angir den retning hvoretter en kabel skal installeres, en koordinat Y som er rettvinklet på X-koordinaten og en koordinat Z som angir dybden av vannbassenget. Et kabelskip 1 holder på å legge ut en kabel 2 langs en forutbestemt trasé 3 på havbunnen 4. Berøringspunktet for kabelen 2 har koordinatene 0, 0, 0 nederst til venstre i tegningen, og som et eksempel har posisjonen av kabelskipets utmatingshjul koordinatene 200, 70, 200. Dette betyr at for å kunne plassere en aktuell kabel 2 langs en trasé 3, i dette eksemplet, må kabelskipet bevege seg langs en trasé 5 som er 70 m forskjøvet i forhold til kabeltraséen 3, dersom vann-dybden er 200 m og dersom det er en jevn havstrøm i retning av pilen 6 eller -Y. Projiseringen av kabelen 2 fra skipet til berøringspunktet er antydet i en linje 7. Vinkelen mellom linjen 7 og X-aksen antyder orienteringen av kabelskipet 1. Fig. 1 is a three-dimensional schematic illustration of a water basin where the coordinate X indicates the direction in which a cable is to be installed, a coordinate Y which is at right angles to the X coordinate and a coordinate Z which indicates the depth of the water basin. A cable ship 1 is laying a cable 2 along a predetermined route 3 on the seabed 4. The point of contact of the cable 2 has the coordinates 0, 0, 0 at the bottom left of the drawing, and as an example the position of the cable ship's output wheel has the coordinates 200, 70 . if there is a steady ocean current in the direction of arrow 6 or -Y. The projection of the cable 2 from the ship to the point of contact is indicated by a line 7. The angle between the line 7 and the X-axis indicates the orientation of the cable ship 1.

Det vil forstås at dybden av vannbassenget kan variere, noe som også gjelder for havstrømmene, og egenskapene til en kabel eller andre langstrakte legemer som skal installeres kan variere, og at koordinatene 200, 70, 200 bare er ment som et eksempel. For å kunne bestemme de geografiske koordinater av berøringspunktet til kabelen 2 under dens installering på havbunnen 4 fra et kabelskip 1, er det i samsvar med oppfinnelsen anordnet navigasjonsanordninger 8 nær kabelens berø-ringspunkt. Navigasjonsanordningen 8 bør befinne seg så nær berøringspunktet at dets koordinater (X, Y, Z) kan beregnes. It will be understood that the depth of the water basin may vary, which also applies to ocean currents, and the characteristics of a cable or other elongated body to be installed may vary, and that the coordinates 200, 70, 200 are only intended as an example. In order to be able to determine the geographical coordinates of the point of contact of the cable 2 during its installation on the seabed 4 from a cable ship 1, navigation devices 8 are arranged in accordance with the invention near the point of contact of the cable. The navigation device 8 should be so close to the point of contact that its coordinates (X, Y, Z) can be calculated.

Ifølge en utførelse av oppfinnelsen er navigasjonsanord-ningene 8 anordnet på en innretning 9 som er festet til kabelen nær kabelens berøringspunkt. Innretningen 9 antas å ville følge en trasé 10 som er parallell med kabeltraséen 3. Som antydet er innretningen 9 festet til kabelskipet 1 ved hjelp av en vaier 11. Vaieren 11 kan ha en annen vekt, oppdrift og bøyeegenskaper enn kabelen, slik at den vil følge en kurve som er forskjellig fra den kurve kabelen 2 følger i vannbassenget. Innretningen 9 kan være forsynt med anordninger (ikke vist) for å holde innretningen i en bestemt dybde eller høyde over havbunnen uavhengig av kabel installeringsprosessen. Et eksempel på en innretning 9 er angitt i figurene 2-5. According to one embodiment of the invention, the navigation devices 8 are arranged on a device 9 which is attached to the cable near the cable's point of contact. The device 9 is assumed to follow a route 10 that is parallel to the cable route 3. As indicated, the device 9 is attached to the cable ship 1 by means of a wire 11. The wire 11 may have a different weight, buoyancy and bending properties than the cable, so that it will follow a curve that is different from the curve cable 2 follows in the water basin. The device 9 can be provided with devices (not shown) to keep the device at a certain depth or height above the seabed regardless of the cable installation process. An example of a device 9 is shown in figures 2-5.

Navigasjonsanordningen 8 kan være innrettet til å gi absolutte geografiske koordinater, eller den kan være innrettet til å gi geografiske koordinater i forhold til kabelskipets aktuelle posisjon. Kabelskipet kan være forsynt med utstyr for å oppdatere og korrigere kabeltraséen. Innretningen 9 kan bestå av en enkel hylse eller et rør som omgir kabelen, og som kan ha en vekt i sin nedre ende og en flytean-ordning i sin øvre ende. Fordelene ved å benytte en innretning som er festet til kabelen er at navigasjonsanordningen kan angi kabelens nøyaktige posisjon på et forutbestemt sted over havbunnen. The navigation device 8 can be arranged to provide absolute geographical coordinates, or it can be arranged to provide geographical coordinates in relation to the cable ship's current position. The cable ship can be equipped with equipment to update and correct the cable route. The device 9 can consist of a simple sleeve or a tube which surrounds the cable, and which can have a weight at its lower end and a float-an arrangement at its upper end. The advantages of using a device which is attached to the cable is that the navigation device can indicate the exact position of the cable at a predetermined location above the seabed.

Som et supplement til de arrangementer som er beskrevet ovenfor kan skipet være forsynt med sonarutstyr (HPR 309) for å sikre nøyaktig posisjonering i forhold til skipet. Data som mottas fra navigasjonsutstyret eller transponderen 8, blir overført til utstyr som er anbrakt på skipet for å oppdatere og korrigere kabeltraséen. As a supplement to the arrangements described above, the ship can be equipped with sonar equipment (HPR 309) to ensure accurate positioning in relation to the ship. Data received from the navigation equipment or transponder 8 is transmitted to equipment placed on the ship to update and correct the cable route.

Innretningen 9 kan ha en utførelse som er vist i figurene 2 og 3. Innretningen består av et rammeverk 20 som har form som en omvendt U, slik at den kan henge støtt over en kabel 21. Rammeverket 20 er forsynt med trekkanordninger 22 og med anordninger 23-25 for montering av navigasjonsutstyr 26-28. Dette utstyret kan omfatte sonarer, TV-kameraer og transpondere. Rammeverket kan være forsynt med hjul 29-30 for å sikre at det glir lett på kabeloverf1 aten. Hjulene kan være motordrevne. Mens vekten av innretningen 9 kan være fordelt til å gi en stabil konstruksjon, så er den viste utførelse av innretningen også forsynt med vippbare vektarmer .31-32. Denne utførelse av oppfinnelsen er også forsynt med en fjæranord-ning 33, hvis formål det er å sikre plasseringen av rammeverket 20 i forhold til kabelen 21 når rammeverket passerer kabelskipets utmatingshju1 34, som er vist i figurene 4 og 5. The device 9 can have a design that is shown in figures 2 and 3. The device consists of a framework 20 which has the shape of an inverted U, so that it can hang firmly over a cable 21. The framework 20 is provided with pulling devices 22 and with devices 23-25 for installation of navigation equipment 26-28. This equipment may include sonars, television cameras and transponders. The framework can be fitted with wheels 29-30 to ensure that it slides easily on the cable surface. The wheels can be motorized. While the weight of the device 9 can be distributed to provide a stable construction, the shown embodiment of the device is also provided with tiltable weight arms 31-32. This embodiment of the invention is also provided with a spring device 33, the purpose of which is to secure the position of the framework 20 in relation to the cable 21 when the framework passes the cable ship's output hub 1 34, which is shown in Figures 4 and 5.

Formålet med U-formen av rammeverket 20 og armene 31-32 er beskrevet i forbindelse med figurene 4 og 5. I disse figurer er vist den situasjon som inntreffer når innretningen 20 passerer over et kabelutmatingshjul 30. Kabelen 21 hviler på hjulet, og U-rammen er løftet opp slik at den nedre del 35 av U-rammen også hviler på hjulet. Endene av U-rammen kan være forsynt med ruller, men dette er vanligvis ikke nødvendig, da rammen og kabelen ikke glir på hjulet 34. Vektarmene 31-32 er i denne modus vippet opp slik at de ikke kommer i konflikt med hjulet 34. Sideskjermer 36-37, fig. 5 kan også være anordnet på kabelskipet i forbindelse med hjulet for å stabilisere rammeverket 20 og hindre at vektarmene faller ned når rammeverket passerer hjulet 34. The purpose of the U-shape of the framework 20 and the arms 31-32 is described in connection with figures 4 and 5. These figures show the situation that occurs when the device 20 passes over a cable output wheel 30. The cable 21 rests on the wheel, and U- the frame is lifted up so that the lower part 35 of the U-frame also rests on the wheel. The ends of the U-frame may be provided with rollers, but this is usually not necessary, as the frame and cable do not slide on the wheel 34. In this mode, the weight arms 31-32 are tilted up so that they do not come into conflict with the wheel 34. Side screens 36-37, fig. 5 can also be arranged on the cable ship in connection with the wheel to stabilize the framework 20 and prevent the weight arms from falling down when the framework passes the wheel 34.

Claims

1. Equipment for, when installing a cable (2) on a seabed (4) from a cable ship (1), in an area with strong ocean currents, to determine the geographical x,y coordinates of the point of contact of the cable on the seabed, with the purpose of transmitting x,y-coordinate information to the ship so that it can record the information and, if necessary, correct its position/route to ensure installation of the cable along a specific route, characterized in that the equipment includes navigation devices (8) which are designed to produce absolute geographical x,y coordinates, or geographical coordinates which are related to the cable ship's current position, as well as devices to keep the navigation devices (8) at a specific height above and relatively close to the seabed (4) regardless of the depth conditions, as the equipment is arranged in direct contact with the cable (2), and comprises a framework (20) which is suspended in a cable (11) from the cable ship (1) and which can be provided with wheels (29,30) to be movable on the cable.

2. Equipment according to claim 1, characterized in that the framework (20) comprises a U-frame (35) with tiltable weight arms (31-32) which can be tilted up when the framework is to pass a cable output wheel (34).