NO335832B1

NO335832B1 - Apparatus and method for laying an elongate element from a vessel

Info

Publication number: NO335832B1
Application number: NO20101362A
Authority: NO
Inventors: Johan Peter Schwartz; Stener Døhlen; Robert Haugen
Original assignee: Kongsberg Oil & Gas Tech As
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2015-03-02
Also published as: NO20101362A1; NO339694B1; NO20101505A1

Description

Oppfinnelsen vedrører anordninger og fremgangsmåter for bruk ved legging av langstrakte elementer fra et fartøy i sjøen. Mer særskilt vedrører oppfinnelsen legging av langstrakte elementer så som stive rør, fleksible rør, stigerør, strømningsledninger, rørledninger, styrekabler (umbilicals) og kabler. The invention relates to devices and methods for use when laying elongated elements from a vessel in the sea. More specifically, the invention relates to the laying of elongated elements such as rigid pipes, flexible pipes, risers, flow lines, pipelines, control cables (umbilicals) and cables.

Den kjente teknikk innbefatter WO 03/004915 (Stockstill), som beskriver et rørleggingsskip med et skrog og et dekksområde som bærer rørspoler. Det er anordnet et rørlagerområde for et antall rørlengder. På dekket er det i nærheten av spolene anordnet én eller flere rørledningssveisestasjoner. Rørledningssveisestasjonene er plassert for skjøting av rørlengdene for derved å danne en langstrakt rørledning som kan vikles opp på en valgt spole. Det er anordnet et tårn for styring av den langstrakte rørledningen når den vikles av spolen. Tårnet innbefatter minst én bøyestyrer (bend controller), en retter (straightener) og en strekkmaskin (tensioner). Strekkmaskinen bærer vekten til røret mellom havbunnen og fartøyet. Tårnet kan være plassert akterut for utsetting av rørledningen fra skrogets akterstevn, og kan være plassert midtskips for utsetting av rørledningen gjennom en vertikal dekksåpning (en såkalt "moon pool"). The prior art includes WO 03/004915 (Stockstill), which describes a pipe laying vessel with a hull and a deck area carrying coils of pipe. A pipe storage area has been arranged for a number of pipe lengths. One or more pipeline welding stations are arranged on the deck near the coils. The pipeline welding stations are positioned for splicing the pipe lengths to thereby form an elongated pipeline that can be wound onto a selected coil. A tower is provided for guiding the elongated pipeline as it is wound off the spool. The tower includes at least one bend controller, a straightener and a tensioner. The stretching machine carries the weight of the pipe between the seabed and the vessel. The tower can be positioned aft for launching the pipeline from the stern of the hull, and can be positioned amidships for launching the pipeline through a vertical deck opening (a so-called "moon pool").

Den kjente teknikk innbefatter også US 5 346 333 (Maloberti, et al.), som beskriver et skip for legging av fleksible ledninger på en havbunn med kontinuerlig avrulling av ledningen på et leggested ifra i det minste et forsyningsskip og til leggeskipet, idet den fleksible ledningen gradvis overføres fra forsyningsskipet og til lagringsmidler om bord på leggeskipet. Leggeskipet og forsyningsskipet har midler for lagring av fleksible ledninger. Leggeskipet innbefatter dynamisk posisjonering, en lagringsspole for fleksibel rørformet ledning, og et tårn som er plassert over en dekksåpning og blant annet innbefatter en radiusstyrer og strekkmaskiner. Radiusstyreren (føringsmidler) innbefatter en renne som muliggjør at den fleksible rørformede ledningen kan følge en vertikal bane i tårnet, mot strekkmaskinene. Strekkmaskinene er plassert under rennen, idet eksempelvis to strekkmaskiner er seriemontert i tårnet som har tilnærmet parallellepipedisk rektangulær form. Strekkmaskinene er plassert vertikalt "nedstrøms" relativt rennen, og "oppstrøms" et arbeidsbord. Strekkmaskinene bærer vekten til den fleksible rørformede ledningen når denne henger mellom skipet og havbunnen. Strekkmaskinene innbefatter et antall spor (belter), som utøver en strammekraft på den rørformede ledningen. Den samtidige fremføring av strekkmaskinbeltene vil utøve en strammekraft på den rørformede ledningen, slik at det derved blir mulig å senke den rørformede ledningen mot havbunnen. The prior art also includes US 5,346,333 (Maloberti, et al.), which describes a ship for laying flexible cables on a seabed with continuous unrolling of the cable at a laying site from at least one supply ship to the laying ship, the flexible the line is gradually transferred from the supply ship and to storage facilities on board the laying ship. The lay ship and the supply ship have means for storing flexible cables. The layship includes dynamic positioning, a storage spool for flexible tubular wire, and a tower that is positioned above a deck opening and includes, among other things, a radius controller and tensioning machines. The radius guide (guide means) includes a chute which enables the flexible tubular wire to follow a vertical path in the tower, towards the tensioning machines. The tensioning machines are placed under the chute, as for example two tensioning machines are mounted in series in the tower, which has an approximately parallelepipedic rectangular shape. The stretching machines are placed vertically "downstream" relative to the chute, and "upstream" a work table. The tensioning machines bear the weight of the flexible tubular cable when it hangs between the ship and the seabed. The tensioning machines include a number of tracks (belts), which exert a tensioning force on the tubular wire. The simultaneous advancement of the tensioning machine belts will exert a tightening force on the tubular cable, so that it will thereby be possible to lower the tubular cable towards the seabed.

De kjente skipene baserer seg på samvirket mellom - og synkroniseringen av - flere strekkmaskiner, for på den måten å kunne styre leggingen. Større havdyp krever også flere strekkmaskiner, hvilket i sin tur krever større og høyere tårn om bord på leggefartøyene. The known ships are based on the cooperation between - and the synchronization of - several stretching machines, in order to be able to control the laying in that way. Greater sea depths also require more tensioning machines, which in turn requires larger and taller towers on board the laying vessels.

Foreliggende søker har utviklet og realisert oppfinnelsen for å overvinne de ulemper som hefter ved den kjente teknikk, og for å kunne oppnå videre fordeler. The present applicant has developed and implemented the invention in order to overcome the disadvantages associated with the known technique, and to be able to achieve further advantages.

Oppfinnelsen er angitt og kjennetegnet i det selvstendige patentkravet, mens de uselvstendige patentkravene beskriver andre oppfinneriske kjennetegn. The invention is stated and characterized in the independent patent claim, while the non-independent patent claims describe other inventive characteristics.

Det foreslås således en anordning for utføring av en langstrakt gjenstand fra et flytende fartøy, og bæring av en første del av den langstrakte gjenstanden i en vannmasse under fartøyet, og/eller heving av en langstrakt gjenstand fra vannmassen, innbefattende et sylindrisk legeme som er dreibart opplagret på fartøyet, og som innbefatter drivmidler for styring av det sylindriske legemets dreiebevegelse, hvilket sylindriske legeme videre innbefatter et påspolingsområde (P) og et avspolingsområde (U) for den langstrakte gjenstanden, og en sylindrisk kontaktflate for samvirke med i det minste en del av den langstrakte gjenstanden, hvilken kontaktflate er utformet for bæring av den første delen som henger ned fra fartøyet og inn i vannet. A device is thus proposed for carrying out an elongated object from a floating vessel, and carrying a first part of the elongated object in a body of water below the vessel, and/or raising an elongated object from the body of water, including a cylindrical body which is rotatable stored on the vessel, and which includes drive means for controlling the rotational movement of the cylindrical body, which cylindrical body further includes a winding area (P) and an unwinding area (U) for the elongated object, and a cylindrical contact surface for cooperation with at least part of the elongate object, which contact surface is designed to support the first part which hangs down from the vessel into the water.

Anordningen er videre kjennetegnet ved en styreanordning anordnet om bord på fartøyet nær i det minste en del av kontaktflaten, og anordnet og utformet for styring av det langstrakte elementets bevegelse mellom påspolingsområdet og avspolingsområdet i det sylindriske legemets aksialretning, hvilken styreanordning innbefatter individuelle styremidler for hver vinding av det langstrakte elementet rundt kontaktflaten. The device is further characterized by a control device arranged on board the vessel close to at least part of the contact surface, and arranged and designed for controlling the movement of the elongated element between the winding area and the unwinding area in the axial direction of the cylindrical body, which control device includes individual control means for each winding of the elongated element around the contact surface.

I én utførelse strekker kontaktflaten seg en strekning i det sylindriske legemets aksialretning slik at det muliggjøres et antall tørn av den langstrakte gjenstanden viklet rundt kontaktflaten. In one embodiment, the contact surface extends a distance in the axial direction of the cylindrical body so as to enable a number of turns of the elongated object wrapped around the contact surface.

I én utførelse innbefatter anordningen første strekkmaskinmidler for det langstrakte elementet som skal spoles på det sylindriske legemet, anordnet på fartøyet nær påspolingsområdet. In one embodiment, the device includes first tensioning machine means for the elongate element to be coiled onto the cylindrical body, arranged on the vessel near the coiling area.

I én utførelse innbefatter anordningen videre andre strekkmaskinmidler for det langstrakte elementet som skal avspoles fra det sylindriske legemet, anordnet på fartøyet nær avspolingsområdet. Disse andre strekkmaskinmidlene kan være bevegbare i det sylindriske legemets aksialretning. In one embodiment, the device further includes other stretching machine means for the elongate element to be unwound from the cylindrical body, arranged on the vessel near the unwound area. These other stretching machine means may be movable in the axial direction of the cylindrical body.

Kontaktflaten kan innbefatte et friksjonsfremmende materiale. I én utførelse er akselen, og således det sylindriske legemets dreieakse, i hovedsaken anordnet horisontalt. The contact surface may include a friction-promoting material. In one embodiment, the shaft, and thus the axis of rotation of the cylindrical body, is mainly arranged horizontally.

I én utførelse er styremidlene anordnet ikke-parallelt med et dreieplan for det sylindriske legemet, og vil således ha en stigningsvinkel som adskiller seg fra null grader. I én utførelse innbefatter styreanordningen individuelle styrekanaler for i det minste et antall av det langstrakte elementets tørn rundt kontaktflaten. In one embodiment, the control means are arranged non-parallel to a plane of rotation of the cylindrical body, and will thus have an angle of inclination that differs from zero degrees. In one embodiment, the control device includes individual control channels for at least a number of the elongate element's mandrels around the contact surface.

I én utførelse innbefatter styremidlene styrevinger som strekker seg til i en avstand fra kontaktflaten. Styremidlene kan innbefatte friksjonsreduserende midler. I én utførelse innbefatter styremidlene løftemidler for løfting av den delen av det langstrakte elementet som utsettes for styremidlene opp fra kontaktflaten, for deretter å tillate at det langstrakte elementet kan få fornyet kontakt med kontaktflaten. In one embodiment, the control means includes control vanes that extend to a distance from the contact surface. The control agents may include friction-reducing agents. In one embodiment, the control means include lifting means for lifting the part of the elongate element which is exposed to the control means up from the contact surface, to then allow the elongate element to make renewed contact with the contact surface.

Styrevingene er anordnet og utformet slik at de kan utøve sin styrefunksjon selv når sylinderen dreier seg "bakover", dvs. i en oppviklings- eller gjenvinningsmodus. Alternativt kan styreenheten snus rundt. The control vanes are arranged and designed so that they can perform their control function even when the cylinder rotates "backwards", ie in a winding or recovery mode. Alternatively, the control unit can be turned around.

I én utførelse innbefatter anordningen trekkmidler for den langstrakte gjenstanden, anordnet i intervaller rundt det sylindriske legemet. I én utførelse innbefatter trekkmidlene et antall rygger som er løsbart anordnet på kontaktflaten, idet i det minste en del av den langstrakte gjenstandens ytre struktur blir elastisk deformert når den påvirkes av ryggene ved bruk av anordningen. Ryggene er i én utførelse anordnet parallelt med dreieaksen til det sylindriske legemet. I en annen utførelse er ryggene anordnet med en skråvinkel i forhold til det sylindriske legemets dreieakse. In one embodiment, the device includes traction means for the elongate object, arranged at intervals around the cylindrical body. In one embodiment, the traction means include a number of ridges which are releasably arranged on the contact surface, at least part of the elongated object's external structure being elastically deformed when it is affected by the ridges when using the device. In one embodiment, the ridges are arranged parallel to the axis of rotation of the cylindrical body. In another embodiment, the ridges are arranged at an oblique angle in relation to the axis of rotation of the cylindrical body.

Det foreslås også et fartøy for legging av en langstrakt gjenstand, innbefattende et skrog og et dekk, og videre kjennetegnet ved et sylindrisk legeme som er dreibart opplagret med en aksel på fartøyet, og innbefatter drivmidler for styring av det sylindriske legemets dreiebevegelse. Det sylindriske legemet innbefatter videre et påspolingsområde og et avspolingsområde for den langstrakte gjenstanden, og en sylindrisk kontaktflate for samvirke med i det minste en del av den langstrakte gjenstanden. Kontaktflaten er utformet for bæring av den første delen. It is also proposed a vessel for laying an elongated object, including a hull and a deck, and further characterized by a cylindrical body which is rotatably supported by an axle on the vessel, and includes propulsion means for controlling the cylindrical body's rotational movement. The cylindrical body further includes a winding area and an unwinding area for the elongated object, and a cylindrical contact surface for cooperation with at least part of the elongated object. The contact surface is designed for bearing the first part.

Fartøyet innbefatter i én utførelsesform en dekkåpning hvorigjennom en første del kan gå. Denne første delen bæres av det sylindriske legemet. Fartøyet innbefatter fordelaktig anordningen ifølge oppfinnelsen. In one embodiment, the vessel includes a deck opening through which a first part can pass. This first part is carried by the cylindrical body. The vessel advantageously includes the device according to the invention.

I én utførelse innbefatter fartøyet en innrettings- og -radiusstyreenhet som er anordnet nær en første strekkmaskin. In one embodiment, the vessel includes an alignment and radius control unit disposed near a first tensioning machine.

Fartøyet innbefatter fordelaktig et lagringsområde for et antall lagerspoler for deler av det langstrakte elementet, oppstrøms for påspolingsområdet. The vessel advantageously includes a storage area for a number of storage coils for parts of the elongate element, upstream of the coiling area.

Det foreslås også en fremgangsmåte for legging av en langstrakt gjenstand fra et fartøy, innbefattende trinnene: a) anordning av et avsnitt av den langstrakte gjenstanden rundt et sylindrisk legeme som bæres dreibart på fartøyet, b) føring av en første del av den langstrakte gjenstanden inn i en vannmasse under fartøyet og bæring av denne første delen med det sylindriske A method is also proposed for laying an elongated object from a vessel, including the steps: a) arranging a section of the elongated object around a cylindrical body which is rotatably carried on the vessel, b) guiding a first part of the elongated object into in a body of water under the vessel and bearing this first part with the cylindrical

legemet, og the body, and

c) rotering av det sylindriske legemet for derved å senke det langstrakte elementet i vannet. c) rotating the cylindrical body to thereby submerge the elongate member in the water.

Fremgangsmåten er viderekarakterisert vedå gjennomføre en styrt bevegelse av den delen av den langstrakte gjenstanden som er viklet på kontaktflaten, hvilken bevegelse foregår i sylinderens aksialretning (A-A) og i trinn for hver rotasjon av den sylindriske bevegelse i samsvar med tverrdimensjonen, så som den ytre diameteren, til den langstrakte gjenstanden. The method is further characterized by carrying out a controlled movement of the part of the elongated object which is wound on the contact surface, which movement takes place in the axial direction of the cylinder (A-A) and in steps for each rotation of the cylindrical movement in accordance with the transverse dimension, such as the outer diameter , to the elongated object.

I én utførelse innbefatter trinn a) oppviklingen av den langstrakte gjenstanden med et antall tørn rundt en sylindrisk kontaktflate på det sylindriske legemet. In one embodiment, step a) includes winding the elongate object with a number of mandrels around a cylindrical contact surface on the cylindrical body.

I én utføre Ises form av fremgangsmåten blir den langstrakte gjenstanden spolt av fra én av et antall lagerspoler på et dekksområde på fartøyet, og over på det sylindriske legemet, uten mellomlagring. In one embodiment of the method, the elongated object is flushed from one of a number of storage coils on a deck area of the vessel, and onto the cylindrical body, without intermediate storage.

I én utførelse innbefatter fremgangsmåten videre bruken av en styreanordning for gjennomføring av en styrt bevegelse av den delen av den langstrakte gjenstanden som er viklet på kontaktflaten, hvilken bevegelse foregår i sylinderens aksialretning, og i trinn pr. rotasjon av det sylindriske legemet i samsvar med den langstrakte gjenstandens tverrdimensjon, så som dens ytre diameter. In one embodiment, the method further includes the use of a control device for carrying out a controlled movement of the part of the elongated object which is wound on the contact surface, which movement takes place in the axial direction of the cylinder, and in steps per rotation of the cylindrical body in accordance with the elongated object's transverse dimension, such as its outer diameter.

Det fleksible røret vikles et antall ganger rundt sylinderomkretsen, og det fleksible røret bæres som følge av friksjonen mellom sylinderens kontaktflate og den delen av det oppviklede røret som har kontakt med sylinderen. På denne måten økes friksjonsarealet (kontaktarealet) vesentlig sammenlignet med tidligere kjente strekkmaskiner. The flexible tube is wound a number of times around the cylinder circumference, and the flexible tube is carried as a result of the friction between the contact surface of the cylinder and the part of the wound tube that is in contact with the cylinder. In this way, the friction area (contact area) is significantly increased compared to previously known stretching machines.

Med oppfinnelsen oppnås det, sammenlignet med kjent teknikk, en større fleksibilitet. Dette fordi rørlagerspolene kan brukes direkte og det er ikke nødvendig å overføre det fleksible røret til en spole om bord før utsettingen. Sylinderen ifølge oppfinnelsen eliminerer også behovet for det høye tårnet som er nødvendig om bord på tidligere kjente leggefartøy. Enkeltenhets-sylinderarrangementet er fordelaktig, sammenlignet med bruken av flere strekkmaskiner som i den kjente teknikk. With the invention, greater flexibility is achieved, compared to known technology. This is because the pipe stock spools can be used directly and it is not necessary to transfer the flexible pipe to a spool on board before launching. The cylinder according to the invention also eliminates the need for the high tower which is necessary on board previously known laying vessels. The single unit cylinder arrangement is advantageous compared to the use of multiple stretching machines as in the prior art.

Sylinderen og styreanordningen ifølge oppfinnelsen muliggjør også heving av langstrakte gjenstander, fra vannet og om bord på leggeskipet. The cylinder and the steering device according to the invention also enable the lifting of elongated objects, from the water and on board the laying vessel.

De foran nevnte og andre kjennetegn ved oppfinnelsen vil gå frem av den etterfølgende beskrivelse av foretrukne utførelseseksempler, er bare gitt som begrensende eksempler. Det vises til tegningen, hvor: Fig. 1 og 2 viser henholdsvis et sideriss og et planriss av et mulig installasjonsskip ifølge oppfinnelsen, The aforementioned and other characteristics of the invention will emerge from the subsequent description of preferred embodiments, are only given as limiting examples. Reference is made to the drawing, where: Fig. 1 and 2 respectively show a side view and a plan view of a possible installation vessel according to the invention,

Fig. 3 og 4 er perspektivriss av en utførelse av sylinderen ifølge oppfinnelsen, Fig. 3 and 4 are perspective views of an embodiment of the cylinder according to the invention,

Fig. 5 er et frontriss av den utførelsen av sylinderen som er vist i fig. 3 og 4, Fig. 5 is a front view of the embodiment of the cylinder shown in fig. 3 and 4,

Fig. 6 er et perspektivriss av en utførelse av sylinderbærestrukturen og styreenheten ifølge oppfinnelsen. Fig. 6 is a perspective view of an embodiment of the cylinder support structure and the control unit according to the invention.

Fig. 7 er et perspektivriss av styreenheten ifølge oppfinnelsen, Fig. 7 is a perspective view of the control unit according to the invention,

Fig. 8 og 9 er henholdsvis et perspektivriss og et planriss av en del av den i fig. 7 viste styreenheten, Fig. 10 er et planriss av en utførelse av sylinderbærestrukturen og styreenheten ifølge oppfinnelsen, Fig. 11 og 12 er henholdsvis et perspektivriss og et planriss av en utførelse av en innrettings- og radiusstyreenhet for den langstrakte gjenstanden, Fig. 13 og 14 er henholdsvis et perspektivriss og et planriss av en alternativ utførelse av styreenheten, Fig. 8 and 9 are respectively a perspective view and a plan view of part of it in fig. 7 showed the control unit, Fig. 10 is a plan view of an embodiment of the cylinder support structure and the control unit according to the invention, Figs. 11 and 12 are respectively a perspective view and a plan view of an embodiment of an alignment and radius control unit for the elongated object, Fig. 13 and 14 is respectively a perspective view and a plan view of an alternative embodiment of the control unit,

Fig. 15 er et perspektivriss av nok en utførelse av styreenheten, Fig. 15 is a perspective view of another embodiment of the control unit,

Fig. 16 er et perspektivriss av sylinderen ifølge oppfinnelsen, og viser trekkraft-økende rygger som er anordnet på kontaktflaten, Fig. 16 is a perspective view of the cylinder according to the invention, and shows traction-increasing ridges which are arranged on the contact surface,

Fig. 17 er en skisse som viser en del av kontaktflaten, med et antall rygger, Fig. 17 is a sketch showing part of the contact surface, with a number of ridges,

Fig. 18 og 19 er prinsippskisser som indikerer respektive orienteringer av ryggene på sylinderen, Fig. 18 and 19 are principle sketches indicating respective orientations of the ridges on the cylinder,

En fagperson vil vite forskjellen mellom fleksible rør og stive rør. Mens fleksible rør har en relativt liten minste bøyeradius uten plastisk deformering (eksempelvis i størrelsesordenen noen få meter), har stive rør en minste bøyeradius uten plastisk deformering som er relativt stor (eksempelvis i størrelsesorden flere titalls meter). Når det i foreliggende beskrivelse generelt omtales "fleksible rør", så skal det her være underforstått at et slikt uttrykk ikke bare innbefatter sanne fleksible rør, men også fleksible stigerør, styrekabler (umbilicals) og fleksible kabler som et leggefartøy måtte legge. En fagperson vil forstå at oppfinnelsen også kan brukes ved installering av stive rør, og at det i slike tilfeller vil kunne være nødvendig med en reverserende bøyeretter (ikke vist). A professional will know the difference between flexible pipes and rigid pipes. While flexible pipes have a relatively small minimum bending radius without plastic deformation (for example in the order of a few metres), rigid pipes have a minimum bending radius without plastic deformation which is relatively large (for example in the order of tens of metres). When "flexible pipes" are generally referred to in the present description, it should be understood here that such an expression does not only include true flexible pipes, but also flexible risers, steering cables (umbilicals) and flexible cables that a laying vessel had to lay. A person skilled in the art will understand that the invention can also be used when installing rigid pipes, and that in such cases a reversing bender (not shown) may be necessary.

Fig. 1 og 2 viser et installasjonsfartøy, eller rørleggingsskip 2, som legger et fleksibelt rør 6 i en vannmasse W. En del 6a av det fleksible røret henger ned fra leggeskipet og inn i vannet og, ettersom leggingen fortsetter, ned til havbunnen (ikke vist). Propulsjonsenheter (thrustere) 1 styrer skipets bevegelse, ofte styrt av dynamiske pos isj oneringsinnretninger. Figs 1 and 2 show an installation vessel, or pipe-laying ship 2, which lays a flexible pipe 6 in a body of water W. A part 6a of the flexible pipe hangs down from the laying ship into the water and, as the laying continues, down to the seabed (not shown). Propulsion units (thrusters) 1 control the ship's movement, often controlled by dynamic positioning devices.

Det fleksible røret 6 føres inn i vannet mer eller mindre vertikalt, gjennom en dekksåpning 5 i skipsskroget 3. Den maksimale vekten til det hengende fleksible røret 6a kan være betydelig, eksempelvis i størrelsesordenen 300-500 tonn. The flexible pipe 6 is led into the water more or less vertically, through a deck opening 5 in the ship's hull 3. The maximum weight of the hanging flexible pipe 6a can be considerable, for example in the order of 300-500 tonnes.

En sylinder 10 er dreibart opplagret med en horisontal aksel 11 og en bærestruktur 12, som hviler på skipets nedre dekk 4. Sylinderdiameteren kan være i størrelsesordenen 15-30 meter eller mer. Henvisningstallet 30 indikerer en styreenhet, som vil bli beskrevet nedenfor. A cylinder 10 is rotatably supported by a horizontal shaft 11 and a support structure 12, which rests on the ship's lower deck 4. The cylinder diameter can be in the order of 15-30 meters or more. Reference numeral 30 indicates a control unit, which will be described below.

Det fleksible røret 6 lagres på et antall spoler 7 som er plassert på skipets nedre dekk 4. I fig. 1 og 2 er det vist at et fleksibelt rør fra en fremre styrbords spole 7a går til en innrettings- og radiusstyreenhet 8, og gjennom en bakre strekkmaskin 20, før det går til sylinderen 10 i et påspolingsområde P på sylinderen. Det fleksible røret 6 vikles flere ganger (fig. 2 viser tre tørn) rundt sylinderen, før det forlater sylinderen i et avspolingsområde U, og så forlater skipet via en eventuell fremre strekkmaskin 21, gjennom dekksåpningen 5, og inn i vannet. Den bakre strekkmaskinen 20 og den fremre strekkmaskinen 21 er av en vanlig kjent type. Den eventuelle fremre strekkmaskinen 21 kan forskyves sideveis (dvs. i sylinderens aksialretning) for derved å kunne rette den inn i forhold til den fleksible rørledningen. The flexible pipe 6 is stored on a number of coils 7 which are placed on the ship's lower deck 4. In fig. 1 and 2 it is shown that a flexible tube from a forward starboard coil 7a goes to an alignment and radius control unit 8, and through a rear stretching machine 20, before it goes to the cylinder 10 in a winding area P on the cylinder. The flexible pipe 6 is wound several times (Fig. 2 shows three mandrels) around the cylinder, before it leaves the cylinder in an unwinding area U, and then leaves the ship via a possible forward stretching machine 21, through the deck opening 5, and into the water. The rear stretching machine 20 and the front stretching machine 21 are of a commonly known type. The possible front stretching machine 21 can be displaced laterally (ie in the axial direction of the cylinder) in order to align it in relation to the flexible pipeline.

Når den fremre styrbords spole 7a er tom, stoppes leggingen et øyeblikk mens den fremre enden til det fleksible røret på den hosliggende fremre midtre spolen 7b forbindes med haleenden til det fleksible røret som legges. Fleksible rør på suksessive spoler blir håndtert og forbundet på en lignende måte. Fleksible rør på de bakre spolene rutes til innrettings- og radiusstyreenheten 8, over de fremre spolene, eksempelvis på et stativ eller på et øvre dekk 7a. Dette muliggjør en stor grad av fleksibilitet og en så godt som kontinuerlig arbeidsoperasjon. When the forward starboard spool 7a is empty, laying is stopped momentarily while the forward end of the flexible tube of the adjacent forward center spool 7b is connected to the tail end of the flexible tube being laid. Flexible pipes on successive coils are handled and connected in a similar manner. Flexible pipes on the rear coils are routed to the alignment and radius control unit 8, over the front coils, for example on a stand or on an upper deck 7a. This enables a large degree of flexibility and an almost continuous work operation.

For å sikre at det fleksible røret går inn i strekkmaskinen 20 og på sylinderen 10 på en rett og innrettet måte, selv når røret spoles av lagerspoler som ikke er innrettet i forhold til sylinderen (eksempelvis spolen 7a), innbefatter innrettings- og radiusstyreenheten 8 en innrettingsrenne 41, og en radiusstyrerenne 42. Disse detaljene er vist i fig. 11 og 12. In order to ensure that the flexible tube enters the stretching machine 20 and onto the cylinder 10 in a straight and aligned manner, even when the tube is wound by stock spools that are not aligned with the cylinder (for example, the spool 7a), the alignment and radius control unit 8 includes a alignment channel 41, and a radius control channel 42. These details are shown in fig. 11 and 12.

Som vist i fig. 3, 4 og 5 innbefatter sylinderen 10 et sylindrisk legeme som har en sylindrisk kontaktflate 18, et antall eiker 15, og sidevegger eller flenser 14. Sylinderen er dreibart opplagret ved hjelp av en aksel 11 som i sin tur er dreibart opplagret i en struktur 12 om bord på skipet. Sylinderens dreiebevegelse styres ved hjelp av motorer og gir på vanlig kjent måte (skjematisk vist med henvisningstallet 17 i fig. 2), og dette er derfor ikke nærmere vist eller beskrevet her. Styreledninger, hydrauliske reservoarer og ledninger, som er nødvendig for driften av anordningen, er også vel kjente, og er derfor ikke vist eller beskrevet nærmere her. Henvisningstallet 16 indikerer leidere, gangveier og adkomstplattformer. As shown in fig. 3, 4 and 5, the cylinder 10 includes a cylindrical body which has a cylindrical contact surface 18, a number of spokes 15, and side walls or flanges 14. The cylinder is rotatably supported by means of a shaft 11 which in turn is rotatably supported in a structure 12 on board the ship. The turning movement of the cylinder is controlled by means of motors and gears in a commonly known manner (schematically shown with the reference number 17 in fig. 2), and this is therefore not shown or described in more detail here. Control lines, hydraulic reservoirs and lines, which are necessary for the operation of the device, are also well known, and are therefore not shown or described in more detail here. The reference number 16 indicates ladders, walkways and access platforms.

Bredden a i sylinderens aksialretning er større enn diameteren d til det fleksible røret 6 multiplisert med antall fullstendige tørn av det fleksible røret, og muliggjør at det fleksible røret kan gå inn på og ut fra sylinderen. Eksempelvis i den utførelsen som er vist i fig. 1, er bredden a mer enn fire ganger diameteren d til det fleksible røret, og hele lengden til det fleksible røret som befinner seg på sylinderen, har kontakt med kontaktflaten 18. The width a in the axial direction of the cylinder is greater than the diameter d of the flexible pipe 6 multiplied by the number of complete turns of the flexible pipe, and enables the flexible pipe to enter and exit the cylinder. For example, in the embodiment shown in fig. 1, the width a is more than four times the diameter d of the flexible tube, and the entire length of the flexible tube located on the cylinder is in contact with the contact surface 18.

Den delen 6a av det fleksible røret som går ned i vannet, er således opphengt fullstendig av sylinderen 10, og kan holdes stasjonært som følge av friksjonen mellom det fleksible røret og kontaktflaten 18, som fordelaktig har et belegg av et friksjonsøkende materiale. Antall vindinger for det fleksible røret bestemmes eksempelvis av overflateegenskapene til det fleksible røret, egenskapene til kontaktflaten og leggedybden. Hele vekten til det fleksible rørets hengende del 6a tas således fullstendig av sylinderen, og det foreligger så godt som ingen, og eventuelt bare en liten og håndterbar belastning, i den bakre delen 6b. Sylinderen 10, som er utformet slik at det fleksible røret 6 kan legges et antall tørn rundt omkretsen, eliminerer således behovet for de tidligere kjente strekkmaskinene. The part 6a of the flexible tube which goes down into the water is thus completely suspended by the cylinder 10, and can be held stationary as a result of the friction between the flexible tube and the contact surface 18, which advantageously has a coating of a friction-increasing material. The number of turns for the flexible pipe is determined, for example, by the surface properties of the flexible pipe, the properties of the contact surface and the laying depth. The entire weight of the flexible tube's hanging part 6a is thus completely taken by the cylinder, and there is virtually no, and possibly only a small and manageable load, in the rear part 6b. The cylinder 10, which is designed so that the flexible tube 6 can be laid a number of mandrels around the circumference, thus eliminates the need for the previously known stretching machines.

Rørleggingen (dvs. utgivingen av det fleksible røret) kan styres fullstendig ved hjelp av sylinderens dreiebevegelse, idet det benyttes en styrt betjening av de nevnte sylindermotorene 17. Den bakre strekkmaskinen 20 sikrer at det fleksible rørets bakre del 6b vil ha en viss forspenning (eksempelvis for å hindre slakk), for derved å sikre kontakten mellom det fleksible røret og kontaktflaten der hvor det fleksible røret går inn på sylinderen, særlig i et begynnende trinn av spolingsprosessen, dvs. vindingen av det nødvendige antall vindinger av det fleksible røret på sylinderen. Den bakre strekkmaskinen kan også brukes som en sikrings- eller back-up-innretning. The pipe laying (i.e. the dispensing of the flexible pipe) can be completely controlled by means of the turning movement of the cylinder, using a controlled operation of the aforementioned cylinder motors 17. The rear stretching machine 20 ensures that the rear part 6b of the flexible pipe will have a certain bias (for example to prevent slack), thereby ensuring contact between the flexible pipe and the contact surface where the flexible pipe enters the cylinder, particularly in an initial stage of the winding process, i.e. the winding of the required number of turns of the flexible pipe on the cylinder. The rear stretcher can also be used as a safety or back-up device.

Spolingen kan gjennomføres ved at man i utgangspunktet forbinder en pilotline (eksempelvis en vaier; ikke vist) med det fleksible rørets frie ende på én av lagerspolene (eksempelvis den fremre spolen 7a), hvoretter pilotledningens frie ende føres gjennom innrettings- og radiusstyreenheten 8 og den bakre strekkmaskinen 20, og inn på sylinderen i påspolingsområdet P. Pilotlinen legges et nødvendig antall ganger rundt sylinderens kontaktflate før den forlater sylinderen i avspolingsområdet U, og - eventuelt som beskrevet foran - den frie enden kan føres gjennom den fremre strekkmaskinen 21. Deretter brukes pilotledningen for å trekke det fleksible røret samme vei, dvs. rundt sylinderen og gjennom den fremre strekkmaskinen 21. Den fremre strekkmaskinen 21 brukes i dette begynnende leggetrinnet for utøvelse av en forspenning i den delen av det fleksible røret som går fra sylinderen, helt til den delen (dvs. den hengende delen 6a) er blitt tilstrekkelig lang (og tung) til å gi tilstrekkelig spennkraft mot sylinderen. En lignende forspenning kan eventuelt i det begynnende trinnet tilveiebringes av en klumpvekt (ikke vist) som tilknyttes det fleksible rørets frie ende, slik at man derved unngår behovet for den fremre strekkmaskinen 21. The coiling can be carried out by initially connecting a pilot line (for example a wire; not shown) to the free end of the flexible pipe on one of the storage coils (for example the front coil 7a), after which the free end of the pilot line is passed through the alignment and radius control unit 8 and the the rear tensioning machine 20, and onto the cylinder in the winding area P. The pilot line is laid a necessary number of times around the contact surface of the cylinder before it leaves the cylinder in the unwinding area U, and - possibly as described above - the free end can be passed through the front tensioning machine 21. The pilot line is then used to draw the flexible pipe in the same way, i.e. around the cylinder and through the front stretching machine 21. The front stretching machine 21 is used in this initial laying step to apply a bias in the part of the flexible pipe that goes from the cylinder, all the way to that part (ie the hanging part 6a) has become sufficiently long (and heavy) to give sufficient clamping force against the cylinder. A similar bias can possibly be provided in the initial step by a lump weight (not shown) which is connected to the free end of the flexible pipe, so that the need for the front stretching machine 21 is thereby avoided.

For styring av den delen av det fleksible røret 6 som til enhver tid befinner seg på sylinderen 10, brukes det ifølge oppfinnelsen en styreenhet 30 som i den viste utførelsen er anordnet på sylinderens bærestruktur 12, under sylinderen 10 (se fig. 2-5). Denne styreenheten skal nå beskrives nærmere, særlig under henvisning til fig. 6-10. For controlling the part of the flexible pipe 6 which is located on the cylinder 10 at all times, according to the invention, a control unit 30 is used which, in the embodiment shown, is arranged on the cylinder's support structure 12, below the cylinder 10 (see fig. 2-5) . This control unit will now be described in more detail, particularly with reference to fig. 6-10.

Styreenheten 30 innbefatter i den viste utførelsen et antall styrevinger 32 som er tilknyttet en ramme 36 som er forbundet med bære strukturen (og derved også med skipsskroget). Vingene 32 strekker seg mot og til en avstand fra sylinderens kontaktflate 18, og de har en krumning tilsvarende sylinderens 10. Hosliggende vinger 32 definerer mellom seg en kanal 33, og vingene er anordnet med en slik innbyrdes avstand at hver kanal 33 vil være tilstrekkelig bred til å kunne oppta en fleksibel rørdiameter d (se fig. 5) og også en endedel som er bredere (ikke vist). Styrevingenes flater får således kontakt med en del av det fleksible røret, og bidrar til å presse denne delen sideveis på sylinderen. Styrevingenes overflate er fortrinnsvis av et materiale som har en lav friksjon, så som polert stål, xylanbelegg, polyuretanbelegg eller lignende materiale eller belegg. Eventuelt, i en alternativ utførelse som er vist i fig. 15, kan styrevingenes flater innbefatte ruller 35, slik at derved friksjonen reduseres ytterligere. In the embodiment shown, the steering unit 30 includes a number of steering wings 32 which are connected to a frame 36 which is connected to the supporting structure (and thereby also to the ship's hull). The wings 32 extend towards and to a distance from the contact surface 18 of the cylinder, and they have a curvature corresponding to that of the cylinder 10. Adjacent wings 32 define a channel 33 between them, and the wings are arranged with such a mutual distance that each channel 33 will be sufficiently wide to be able to accommodate a flexible pipe diameter d (see fig. 5) and also an end part which is wider (not shown). The surfaces of the control vanes thus come into contact with part of the flexible tube, and help to press this part laterally on the cylinder. The surface of the control vanes is preferably of a material that has a low friction, such as polished steel, xylan coating, polyurethane coating or similar material or coating. Optionally, in an alternative embodiment shown in fig. 15, the surfaces of the control vanes can include rollers 35, so that friction is thereby further reduced.

Vingene 32 er anordnet innbyrdes parallelt, men ikke-parallelt i forhold til sylinderens dreieplan (dvs. et plan perpendikulært på sylinderens dreieakse A-A (se fig. 10)). Settet av vinger 32 har således en stigningsvinkel (eller "gjengevinkel") a (> 0°) i forhold til sylinderen 10, slik at man derved vil være sikret at den delen av det fleksible røret som på et gitt tidspunkt befinner seg på sylinderen, blir forskjøvet sideveis (dvs. i sylinderens aksialretning) på en styrt måte. Vingene kan også ha en skråvinkel i forhold til vertikalaksen (ikke vist) for på den måten å kunne kompensere for bevegelser som påtrykkes røret. Styreenheten sikrer at det fleksible røret (og dets ender og skjøter) kan beveges sideveis på sylinderen 10 for hver omdreining av sylinderen. The wings 32 are arranged parallel to each other, but non-parallel in relation to the cylinder's plane of rotation (ie a plane perpendicular to the cylinder's axis of rotation A-A (see fig. 10)). The set of wings 32 thus has a pitch angle (or "thread angle") a (> 0°) in relation to the cylinder 10, so that it will thereby be ensured that the part of the flexible tube which at a given time is on the cylinder, is shifted laterally (ie in the axial direction of the cylinder) in a controlled manner. The wings can also have an oblique angle in relation to the vertical axis (not shown) in order to be able to compensate for movements that are applied to the pipe. The control unit ensures that the flexible pipe (and its ends and joints) can be moved laterally on the cylinder 10 for each revolution of the cylinder.

I en praktisk anvendelse innbefatter styreenheten 30 to like moduler 30' (se fig. 8 og 9), som muliggjør at styreenheten kan monteres og demonteres under en allerede installert sylinder 10. In a practical application, the control unit 30 includes two identical modules 30' (see Figs. 8 and 9), which enable the control unit to be assembled and disassembled under an already installed cylinder 10.

Fig. 13 og 14 viser en annen utførelse av styreenheten, hvor et flertall ruller 35 er anordnet mellom hosliggende vinger, og strekker seg over kanalene 33. Det fleksible røret 6 tvinges således inn i kanalen 35, og kan på en effektiv måte trekkes vekk fra kontaktflaten i det området som dekkes av styreenheten. Det fleksible røret blir således løftet fri fra kontaktflaten når det forskyves sideveis, og blir utsatt bare for en meget liten friksjon under en slik operasjon. Fig. 13 and 14 show another embodiment of the control unit, where a plurality of rollers 35 are arranged between adjacent wings, and extend over the channels 33. The flexible tube 6 is thus forced into the channel 35, and can be effectively pulled away from the contact surface in the area covered by the control unit. The flexible tube is thus lifted free from the contact surface when it is displaced laterally, and is exposed to only a very small amount of friction during such an operation.

Som vist i fig. 16-19 kan sylinderens trekkraftegenskaper økes ved å anordne et antall rygger 19 på kontaktflaten 18. Ryggene anordnes i regelmessige avstander på kontaktflaten, slik at det derved tilveiebringes suksessive topper og daler, og ryggene kan innbefatte ethvert egnet materiale som vil gi en temporær deformering av det fleksible rørets ytre mantel. Dette er indikert skjematisk i fig. 17. Ryggene 19 er utformet slik at de bare vil gi en temporær elastisk deformasjon av den ytre mantelen, og ikke skade denne eller andre deler av røret. As shown in fig. 16-19, the cylinder's traction properties can be increased by arranging a number of ridges 19 on the contact surface 18. The ridges are arranged at regular distances on the contact surface, so that successive peaks and valleys are thereby provided, and the ridges can include any suitable material which will give a temporary deformation of the flexible tube's outer sheath. This is indicated schematically in fig. 17. The ridges 19 are designed so that they will only cause a temporary elastic deformation of the outer jacket, and not damage this or other parts of the pipe.

I én utførelsesform er ryggene 19 anordnet parallelt med sylinderaksen A-A, slik det er vist i fig. 18. Som vist i fig. 19 kan ryggene 19 også anordnes med en skrå vinkel P i forhold til sylinderaksen. I sistnevnte utførelse er skråvinkelen p fordelaktig slik at hver rygg 19 vil være orientert perpendikulært på styre vingen 32, for derved ikke å øke den radielle friksjonen når den tangentielle friksjonen øker. Fig. 19 viser dette prinsippet, og det er der bare vist én rygg 19 og én styrevinge 32 (stiplet linje). Vinklene (a og P) er også overdrevne i fig. 19 for å belyse prinsippet. I praksis vil disse vinklene være ganske små. In one embodiment, the ridges 19 are arranged parallel to the cylinder axis A-A, as shown in fig. 18. As shown in fig. 19, the ridges 19 can also be arranged with an oblique angle P in relation to the cylinder axis. In the latter embodiment, the slant angle p is advantageous so that each ridge 19 will be oriented perpendicular to the control wing 32, so as not to increase the radial friction when the tangential friction increases. Fig. 19 shows this principle, and only one ridge 19 and one control vane 32 are shown there (dashed line). The angles (a and P) are also exaggerated in fig. 19 to illustrate the principle. In practice, these angles will be quite small.

Ryggene er festet slik at de lett kan fjernes, og kan eksempelvis være festet ved hjelp av bolter eller lignende festemidler. The spines are attached so that they can be easily removed, and can, for example, be attached using bolts or similar fasteners.

Selv om oppfinnelsen her er beskrevet i forbindelse med et fleksibelt rør, så skal det være underforstått at oppfinnelsen egner seg like godt for bruk ved håndtering av andre fleksible gjenstander, så som fortøyningskabler, vaiere og kjettinger, så vel som stive rør. Although the invention is described here in connection with a flexible pipe, it should be understood that the invention is equally suitable for use when handling other flexible objects, such as mooring cables, wires and chains, as well as rigid pipes.

Selv om beskrivelsen refererer til fleksible rør som føres inn i vannet gjennom en dekksåpning 5, kan oppfinnelsen like godt anvendes i forbindelse med fartøy hvor røret føres inn i vannet over fartøy siden eller akterstevnen. Although the description refers to flexible pipes which are led into the water through a deck opening 5, the invention can just as well be used in connection with vessels where the pipe is led into the water over the side of the vessel or the stern.

Claims

1. Device for carrying out an elongated object (6) from a floating vessel (2), and for carrying a first part (6a) of the elongated object in a body of water under the vessel, and/or raising an elongated object (6 ) from the body of water, including a cylindrical body (10) which is rotatably supported on the vessel, and which includes drive means (17) for controlling the rotational movement of the cylindrical body, which cylindrical body (10) further includes a winding area (P) and an unwinding area ( U) for the elongated object, and a cylindrical contact surface (18) for cooperation with at least a part of the elongated object (6), which contact surface (18) is designed for supporting the first part (6a) which hangs down from the vessel and into the water, characterized by a control device (30) arranged on board the vessel close to at least part of the contact surface, and arranged and designed to control the movement of the elongated element between the winding area and the unwinding ing area in the cylindrical body's axial direction, which control device (30) includes individual control means (32; 34; 35) for each winding of the elongated element around the contact surface.

2. Device according to claim 1, where the contact surface (18) has an extent (a) in the axial direction (A-A) of the cylindrical body (10), which extent has a size that enables a number of turns of the elongated object to be wrapped around the contact surface.

3. Device according to one of the preceding claims, further including first stretching machine means (20) for the elongated element to be wound on the cylindrical body, which stretching machine means are arranged on board the vessel near the winding area (P).

4. Device according to one of the preceding claims, further including other stretching machine means (21) for the elongated element to be unwound from the cylindrical body, which other stretching machine means are arranged on the vessel near the unwinding area (U).

5. Device according to claim 4, where the other stretching machine means (21) are movable in the cylindrical body's axial direction (A-A).

6. Device according to one of the preceding claims, where the contact surface (18) includes a friction-increasing material.

7. Device according to one of the preceding claims, where the shaft (11) and thus the axis of rotation of the cylindrical body, is essentially horizontal.

8. Device according to any one of the preceding claims, where the control means are arranged non-parallel to a plane of rotation of the cylindrical body, and thus have a pitch angle (a) which differs from 0°.

9. Device according to any one of the preceding claims, which control device (30) includes individual control channels (33) for at least a number of the elongated element's windings around the contact surface.

10. Device according to one of claims 8-9, which control means include control vanes (32) which extend at a distance from the contact surface.

11. Device according to one of claims 8-10, where the control means include friction-reducing means (35).

12. Device according to one of claims 8-10, where the control means include lifting means (34) for lifting the part of the elongate element which is exposed to the control means free from the contact surface, and to then enable the elongate element to make contact again with the contact surface.

13. Device according to any one of the preceding claims, further comprising traction means (19) for the elongated object, arranged at intervals around the cylindrical body (10).

14. Device according to claim 13, where the traction means include a number of ridges (19), which ridges are releasably arranged on the contact surface (18), with at least part of the elongated object's outer structure being elastically deformed under the influence of the ridges when the device is in operation.

15. Device according to claim 14, where the ridges are arranged parallel to the axis of rotation (A-A) of the cylindrical body.

16. Device according to claim 14, where the ridges are arranged at an oblique angle (|3) in relation to the axis of rotation (A-A) of the cylindrical body.

17. Vessel (2) for laying an elongated object (6), including a hull (3) and a deck (4), characterized in that it comprises a device according to any one of claims 1-16.

18. Vessel according to claim 17, further including a deck opening (5) through which a first part (6a) can pass, which first part is carried by the cylindrical body.

19. Vessel according to claim 17 or claim 18, further including an alignment and radius control unit (8) arranged near a first stretching machine (20).

20. Vessel according to any one of claims 17 - 19, further including a storage area for a number of storage coils (7, 7a, 7b) for parts of the elongated element, upstream of the coiling area (P).

21. Procedure for laying an elongated object (6) from a vessel (2), including the steps: a) arranging a part of the elongated object around a cylindrical body (10) which is rotatably stored on the vessel, b) guiding a first part (6a) of the elongated object into a body of water under the vessel, and carrying said first part by means of the cylindrical body, and c) rotating the cylindrical body to thereby lower the elongated element into the water, characterized by to carry out a controlled movement of the part of the elongated object wound on the contact surface (18), which movement takes place in the axial direction of the cylinder (A-A) and in steps for each rotation of the cylindrical movement in accordance with the transverse dimension, such as the outer diameter , to the elongated object.

22. Method according to claim 21, where step a) includes a winding of the elongated part a number of turns around a cylindrical contact surface (18) on the cylindrical body.

23. Method according to claim 21 or 22, where the elongated object is wound by one of a number of storage coils (7a, 7b, 7) on a deck area on board the vessel, and onto the cylindrical body, without intermediate storage.

24. Method according to one of claims 21-23, where the implementation of the controlled movement includes the use of a control device (30).