NO313938B1 - Fairing for slept kabel - Google Patents

Description

Oppfinnelsens felt

Foreliggende oppfinnelse angår en forbedret strømlinjeformet kledning, eller fairing, og sammensatte fairinger for undervannskabler, spesielt slepekabler, for å redusere slepemotstanden sammenliknet med en kabel uten fairing, nå kabelen beveger seg i forhold til vannet.

t Bakgrunn for oppfinnelsen

Det er velkjent at kledde kabler gir redusert motstand mot bevegelse, eller slepemotstand, for en kabel som beveger seg gjennom vannet.

De marinseismiske undersøkelsesfirrnaene forsøker å sette ut stadig mer kabel i vannet for å øke effektiviteten, ytelsen og undersøkt areal per tidsenhet. Reduksjon av slepemotstanden og eliminering av "klimpring" i kabelen blir derfor stadig viktigere. . Fairinger ifølge kjent teknikk spenner over et område fra ribber eller håret fairing (tett knyttet ved omkring kabelen med dusker eller strenger), til "flagg"-liknende trekantformet materiale (typisk sydd grovt lerret eller liknende), til hydrofoil-liknende stive elementer langs kabelen. Ribbene og de hårete fairingene har den fordelen at de er enkle å håndtere og tåler opprulling i flere lag kabel på en trommel, og gjenopptar sin opprinnelige form når den igjen blir satt ut. Det primære målet ved denne typen fairing er å redusere vibrasjon i kabelen, eller klimpring; imidlertid er deres hydrodynamiske ytelse hva angår reduksjon av slepemotstand, begrenset.

Forbedret hydrodynamisk ytelse er mulig med en dråpeformet, fairing. For eksempel beskriver US 5.410.979 en ikke-roterende dråpeformet fairing fremstilt av metall for å redusere vibrasjon på marine rørledninger (for eksempel på en offshorerigg). Denne fairingen er kun akseptabel på permanente rør hvor sfrømriihgsrethingen ikke endres, men er ikke tilfredsstillende på en slepekabel.

Hydrofoilformede roterende fairinger blir normalt fremstilt av relativ hard plast eller gummiliknende materiale. Noen harde fairinger må bli tatt av kabelen før kabelen blir rullet opp på en trommel? En løsning for hurtig og relativt enkel omlegging og avtaking av en kabel er beskrevet i US 4.365.567. Imidlertid er denne metoden ikke fullt akseptabel for en slepekabel som er rullet opp på en trommel når den ikke er i bruk.

For å gi en viss fleksibilitet til en hydrofoil-formet fairing for å gjøre det mulig å rulle kabelen med fairing på en trommel, beskriver US 3.241.513, US 4.075.967, US 4.567.841 og US 4.700.651 oppdeling av fairing til små sammenhengende seksjoner. En kabel med fairing ifølge denne løsningen kan bli rullet opp i ett lag på en trommel og er derfor akseptabel for korte kabler. For lange kabler (for eksempel over 250 meter) som benyttet for seismiske systemer, er denne løsningen ikke fullt akseptabel da den harde fairingen er for utsatt for skade dersom den rulles opp på en flerlagstrommel. Dessuten er disse henger de enkelte seksjonene sammen ved hjelp av skjøtestykker som gjør at de roterer som en samlet enhet om kabelen slik at det kan være vanskelig å få bort en eventuell vridning i fairingen rundt kabelen.

Det er dessuten fra US 3.899.991 kjent en fairing som omfatter et flertall seksjoner som kan rotere om kabelen uavhengig av hverandre. Hver seksjon er en "hale" som er festet til kabelen ved hjelp av bøyler som går rundt kabelen. Seksjonene hindres i å gli langs kabelen ved hjelp av ringer som er vulkanisert fast i kabelen. Dette er imidlertid også en løsning som er langt fra optimal for lange kabler som stadig skal rulles inn og ut på en trommel.

Fairinger ifølge kjent teknikk omfatter også fairinger fremstilt av bøyelig materiale som blir foldet rundt kabelen og sydd sammen for å gi en dråpeformet fairing. En fairing av denne typen kan bli rullet opp på en trommel uten å ødelegge fairingen. Imidlertid vil ofte ikke fairingen gjenoppta sin dråpeform da den blir vridd rundt kabelen. På lange kabler re dessuten fairinger av bøyelig materiale utsatt for enorme trekkrefter som kan rive i stykker materialet. Et ytterligere problem er at fairinger fremstilt av bøyelig materiale er utsatt for det som kalles «ballooning», noe som er resultat av at fairingen blåses opp og mister sin hydrodynamiske fasong.

Det er derfor fremdeles et behov for en fairing som er bøyelig nok til å tåle å bli rullet opp i flere lag på en trommel og som så gjenopptar sin opprinnelige hydrodynamiske form når den igjen blir satt ut.

Oppsummering av oppfinnelsen

Det blir i følge foreliggende oppfinnelse fremskaffet en fairing for en slept kabel, som omfatter i kombinasjon følgende i og for seg kjente trekk: et belte av et baneformet fleksibelt materiale, hvor beltet på kjent måte er lagt omkring kabelen, samlet ved de bakre kanter og sammenføyd parallelt med beltets lengdekanter for å gi en langstrakt pølse med hydrodynamisk tverrsnitt, og

festeorganer som er fritt roterende om kabelen, men ikke-glidende langs denne,

hvor det fleksible materialet er oppdelt i seksjoner i kabelens lengderetning, og hver av seksjonene i oppstrømsenden er festet til et festeorgan slik at hver av seksjonene uavhengig av hverandre kan rotere om kabelen sammen med festeorganet.

Fairingen ifølge oppfinnelsen er primært for anvendelse på seismiske innføringsslepekabler.

Den har også et potensial for anvendelse på ROVer og andre marine eller

oceanografiske slepekabler hvor det er viktig at kabelen med fairing gjentatte ganger kan bli rullet opp på en trommel uten å skade fairingen.

Kort beskrivelse av figurene

Figur 1 viser en seksjon av fairingen ifølge oppfinnelsen; Figur 2 er tverrsnittet A-A i figur 1;

Figur 3 er tverrsnittet B-B i figur 1; og

Figur 4 er tverrsnitt av fairingen under produksjon.

Detaljert beskrivelse av den foretrukne utførelsesformen

I beskrivelsen og kravene er "oppstrøms retning" retningen fra et gitt punkt på slepekabelen mot slepefartøyet og "nedstrøms retning" er den motsatte retningen.

Fairingen ifølge foreliggende oppfinnelse er en myk, bøyelig fairing som tåler å bli tvunnet i mange lag på en trommel og så få tilbake sin opprinnelige hydrodynamiske profil når den settes ut igjen i vannet.

Størstedelen av fairingen er fremstilt av et bøyelig materiale, fortrinnsvis, et spesielt Armid materiale som typisk blir benyttet som transportbelte i transportbåndsystemer.,

Det bøyelige materialet blir utstanset til et belte 5 som blir brettet, samlet ved de bakre kanten og sydd sammen ved bruk av én spesiellj ekstra kraftig symaskin og hjelpeutstyr, med en søm 6 som er parallell med kanten av beltet 5, for å gi en langstrakt pølse med dråpeformet eller hydrodynamisk tverrsnitt.

For å opprettholde det termodynamiske tverrsnittet og forhindre det som kalles "ballooning" (dvs. At fairingen "blåses" opp og mister sin hydrodynamiske profil), blir et remse sterkt stoff (f.eks. Dacron eller Kevlar seilduk), festet, fortrinnsvis ved sying, på tvers av det indre rommet av fairingen som vist i figur 3.

i i

Broen 8 må bli festet til beltet 5 før sømmen 6 blir sydd som indikert i figur 4 som viser fairingen etter at broen har blitt sydd til beltet og før sømmen 6 blir sydd.

For å bryte de termodynamiske kreftene opp i håndterbare segmenter langs kabelen og unngå at fairingen blir vridd rundt kabelen under sleping, blir fairingen oppdelt i kortere uavhengige seksjoner av bøyelig materiale, typisk 2 til 10 m, fortrinnsvis omkring 5 meter.

For å unngå at den bøyelige fairingen presses mot hverandre, blir styrefairingen 2 forhindret fra å gli langs kabalen ved hjelp av en antiskli-ring (ASR) 3 som er festet til kabelen. I sin enkleste utførelsesform, er ASR 3 plassert nedstrøms for styrefairingen 2

for å hinder den i å skli kun i nedstrøms retning. Imidlertid, i den mest foretrukne utførelsesformen, har styrefairingen 2 et utskåret spor i neseseksjonen for ASR 3 for å forhindre at styrefairingen 2 sklir bade i nedstrøms og oppstrøms retning på kabelen 1.

ASR 3 tillater styrefairingen 2 å rotere fritt rundt kabelen 1 uten å gli langs denne. Dette tillater hver seksjon av fairingen fritt å innrette seg etter vannstrømmen og likevel i praksis å være kontinuerlig over hele kabelens lengde.

ASR 3 må være bestemt festet til kabelen 1 og motstå kreftene uten å skli. For seismiske kabler er ASRen festet til det ytre laget av kabelen ved hjelp av en av to metoder avhengig av ytterlag på kabelen (dvs enten stålarmert ytterlag eller ytterlag av høydensitets polyetylen, HDPE).

For kun armerte kabler, er ASR en sveiset og så krympet ring fremstilt av 316 rustfritt

star. Et høy strekkfast polyuretan underlagsmateriale blir sått inn mellom ståkingen og kabelen og ringen og et aluminiumbronse friksjonslag blir påført bade på det ytre kabelarmeringen og den indre overflaten av stålringen.

For kabler med HDPE -kappe, har en ny antiskli-ring som er i stand til å motstå

kreftene under normal bruk uten å skli, blitt utviklet. Det foretrukne materialet for fremstilling av en ASR er en strikket glassfibertape som er belagt med polyuretanresin som blir aktivert av vann.

Den følgende metoden er utviklet for produksjon av den nye antiskli-ringen (ASR): Først blir HDPE kabelkappen renset og rubbet. To ringstøpeklemmer blir så festet til kabelen med en innbyrdes avstand fra hverandre tilsvarende bredden til den ASR som skal produseres. Den strikkede glassfibertapen blir så dynket med vann før den hurtig pakkes rundt kabelen mellom klemmene. Enden av taperullen blir så glattet til en ringoverflate med hansker fuktet med vann inntil overflaten ikke lenger er klebrig.

Den herdede antiskli-ringen er sterk nok til å tale de typiske kreftene under sleping av kabelen.

Claims (1)

1.

Fairing foren slept kabel (1), karakterisert ved at den omfatter i kombinasjon følgende i og for seg kjente trekk: et belte (5) av et baneformet fleksibelt materiale, hvor beltet (5) på kjent måte er lagt omkring kabelen (1), samlet ved de bakre kanter og sammenføyd parallelt med beltets lengdekanter for å gi en langstrakt pølse med hydrodynamisk tverrsnitt, og festeorganer (5) som er fritt roterende om kabelen, men ikke-glidende langs denne, hvor det fleksible materialet er oppdelt i seksjoner i kabelens (1) lengderetning, og hver av seksjonene i oppstrømsenden er festet til et festeorgan (2) slik at hver av seksjonene uavhengig av hverandre kan rotere om kabelen (1) sammen med festeorganet (2).