NO743128L - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte og innretning fpr legging

av rørledninger.

Oppfinnelsen vedrører legging av rørledninger på sjøbunnen, hvilken rørledning legges ut fra en dreibart opplagret rørledningskveil ombord på et fartøy. US-patentskriftene nr. 3.237.438 og 3.372.461 viser innretninger og metoder for legging av rørledninger, hvor rør-lédningen er kveilet opp ombord på et fartøy. Rørledningen består av flere samraenskjøtede rørseksjoner som er viklet opp på en drei-bar spole ombord i fartøyet, f.eks. en utlegningslekter. Fartøyet beveges i den ønskede leggeretning samtidig som rørledningen vikles av kveilen og senkes ned på sjøbunnen. Når rørledningen forlater kveilen, og før den går ned i vannet, bøyes den i en retning som er den motsatte av den bøyning som rørledningen utsettes for på spolen, dvs. i kveielan, hvorved røret rettes før det senkes ned i vannet.

I de fleste tilfeller er spolen hvorpå rørledningen

er viklet opplagret for dreiebeosgelse om en vertikal akse. I samsvar med dette rettes røret ved en reverserende bøying av røret i et horisontalplan når røret går fra kveilen. Da kveilen har flere lag av rør som er viklet på spolen vil den bøyning som er nødvendig for å rette røret variere fra lag til lag/ Dersom røret ikke bøyes nok tilbake eller dersom det bøyes for mye tilbake, vil røret igjen innta den krumming som avlaster for spennings-påkjenning når røret når sjøbunnen. Røret vil da ha en tendens til å krumme seg vekk fra den Ønskede rørledningsretning, hvilket er meget uønsket.

For den hittil kjente rørleggingsteknikk foreligger det en maksimal vanndybde hvortil en rørledning med en gitt diameter kan legges. Dybdebegrensningen bestemmes av krummingsradiusen som røret kan bøyes til før rørmaterialets flytegrense overskrides. Meii konvensjonelt utstyr beveges røret hovedsakelig horisontal langs fartøyets dekk i retning mot vannet. Når røret forlater skipsdekket understøttes det vanligsvis av én krummet føring som tjener til å opprettholde en minste krummingsradius i rørledningen når den forlater fartøyet og går ned i vannet. Det skal her vises til DS-patentskriftene nr. 3.64I.77Ø og 3.685.306. Når vanndybden øker, og derved også mengden og vekten av røret i vannet øker, vil vinkelen mellom det understøttede, hovedsakelig horisontale rør på skipsdekket og det frie rør i vannet nær vannflaten øke til en verdi hvor de nevnte krummede føringer blir upraktiske i bruk eller hvor rørledhing3materialets flytegrense overskrides, slik at rørledningen underkastes en permanent deformering.

Det foreligger derfor et behov for en ny rørleggings-teknikk som kan benyttes for legging av rørledninger i såvel grunne som dypé farvann uten for stor bøying av rørledningen når den går ned i vannet. Ifølge oppfinnelsen er det derfor tilveie-bragt en innretning som angitt i krav 1. Ytterligere trekk for innretningen går frem av underkravene. Den nye fremgangsmåte ifølge. oppfinnelsen er definert i krav 8, og i de etterfølgende under-krav.

Med oppfinnelsen unngår man de ulemper som hefter ved de tidligere kjente teknikker og man oppnår vesentlige fordeler. Rørledningen vikles av en kveil som er dreibart montert ombord

i et fartøy. Rørledningen beveges mot fartøyets utlegningsende

og ned i vannet ettersom fartøyet beveger seg. Derved opprettholdes en bestemt spenning i rørledningen. Spolen og tilhørende

utstyr er fortrinnsvis transporterbar og er bevegelig opplagret

på dekket, slik at den kan beveges mellom fartøyets to ender.

Når rørledningen skal legges i dypt vann, f.eks. over 150 meter, kan spolen beveges til en stilling nær utlegningsenden, slik at rørledningen kan vikles av på dette sted og føres ned i vannet i en hovedsakelig rett linje helt til den nærmer seg sjøbunnen. På denne måten unngår man for store defermeringer av rørledningen når den går ned i vannet. Med uttrykket "hovedsakelig rett linje" skal det her forstås enten en røell rett linje eller en linje med en minimal krumming bestemt ut i fra den spenning som opprettholdes i rørledningen når den legges ut.

En uttrekkings-rullemekanisme er passert på fartøyets dekk for å bevirke den tidligere nevnte reverserende bøying av

rørledningen når den vikles av kveilen, slik at man dermed fjerner

en eventuell permanent krumming som rørledningen måtte ha fått

som følge av oppviklingen i en kveil på spolen. Fortrinnsvis monteres spolen på fartøyets dekk med horisontal omdreiningsakse, og uttrekkingsrullene anordnes slik at rørledningen kan -dkles av kveilen enten fra toppen eller bunnen. Når rørledningen legges i dypt vann, og spolen er plasert nær utleggingsehden til fartøyet, plaseres uttekkingsrullene på linje med den naturlige, hovedsakelige rettlinjede rørledningsstrekning mellom spolen og vannet, som bestemt av denstrekkbelastning som opprettholdes i rørled-ningen og som bestemmes av fartøyets bevegelse og av spolens rota-sjonshastighet,

Ved at spolen monteres med horisontal dreieakse og

ved at den reverserende bøying av rørledningen skjer,i et hovedsakelig vertikalt plan, vil enhver restkrumming i rørledningen, som skyldes for liten eller for stor reverserende bøying av rør-

ledningen, ha en tendens til å bevirke en bøyning av røret til en vertikal stilling. Dette motvirkes av rørets vekt. Da en stor prosentandel av undervannsrørledninger graves ned ved hjelp av innretninger som beveger seg langs rørledningen og styres av denne, vil små humper og dumper i vertikalplanet være et meget mindre problem enn krumming eller deformasjoner i et horisontalplan, idet de sistnevnte vil bevirke en sidestyring av graveinn-retningene, slik at de beveger seg ut fra den ønskede bevegelses-retning.

Uttrekkingsrullene kan beveges horisontalt og hovedsakelig parallelt med spolens rotasjonsakse, for derved å minimali-sere side krummingen i rørledningen mellom spolen og uttrekkingsrullene, slik at rørledningens flytegrense ikke overskrides. Fortrinnsvis plaseres uttrekkingsrullene slik at rørledningen kan vikles av kveilen enten fra toppen eller bunnen, med hovedsakelig samme rørledningskrumming mellom kveilen og uttrekkingsrullene.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere under henvisning til tegningene, hvor Fig. 1 viser et side riss av en innretning ifølge oppfinnelsen,

Fig. 2 viser et fØrstørret snitt etter linjen 2-2

i fig. 1,

Fig. 3 viser et forstørret sideriss av rørutrettings-apparatet i fig. 1, Fig. 4 viser et grunnriss, hovedsakelig etter linjen 4-4 i fig. 3»

Fig. 5 viser et snitt hovedsakelig etter linjen 5~5

i fig. 3. og

fig. 6 viser et sideriss.av oppfinnelsen, rod spolen piasert ved utleggingsenden.

Oppfinnelsen er beregnet til bruk for legging av en rørledning på steder hvor det er fordelaktig å skjøte sanmen rørseksjonene for dannelse av en kontinuerlig rørledning på et sted i en avstand fra utleggingsstedet i Oppfinnelsen tar særlig sikte på legging av rørledninger på sjøbunnen.

I fig. 1 er det vist et fartøy 10, i dette tilfelle

en utleggingslekter. Vannflaten er betegnet med 12. Fra lekteren

legges det ut en kontinuerlig rørledning 14 ned på sjøbunnen 16. Under utleggingen beveges lekteren 10 i leggeretningen, i dette tilfelle mot venstre i fig.: 1.

Før utleggingen begynner vikles rørledningen 14»som er sammensatt av flere rørseksjoner, som er sammensveiset eller på annen måte sammenfestet, på en spole 18. Vanligvis skjer skjøtingen av rørseksjonene og oppviklingen av rørledningen på spolen 18 1 land. Oa en spole har en gitt fysisk størrelse bare kan oppta en viss lengde av en kontinuerlig rørledning med en gitt diameter, v il det som regel være nødvendig med flere spoler for å kunne" foreta utleggingen kontinuerlig. Med uttrykket "rørledning" og "rør" som brukt her, menes den del av en kontinuerlig rørledning som er viklet opp på en enkelt spole.

Som best vist i fig. 2 består spolen 18 av en sylin- . drisk trommel 20 med endeflenser 22 og 24. Endeflensene 22 og 24 har større diameter en trommelen 20, slik at røret kan vikles på trommelen mellom flensene, som derved hindrer røret i å gå over trommelenden. Vanligvis kan flere lag av rørledningen vikles på spolen før kveildiameteren når ytterdiameteren til flensene. Trommelen 20 og endeflensene 22 og 24 er forbundet med hverandre og med et sentralt rør 26 på en egnet måte. Lengdeaksen til det sentrale rjJr 26 faller sammen med lengdeaksen til trommelen og endeflensene. En aksel 28 går gjennom røret 26 og bevirker endreieopplagring av spolen 18 ved hjelp av egnede lågere anordnet i lagerhusene 3° og 32. Lagerhusene 30 og 32 er montert på en ramme 34»

Spolen 18 og tilhørende rørledningskveil kan således dreie seg om en hovedsakelig horisontal akse, dvs. lengdeaksen til akselen 28. For dreining av spolen med en Ønsket hastighet er det anordnet ikke viste drivorgan som kan benyttes for avvikling av rørledningen fra spolen eller for påvikling av rørled-ningen på spolen, samt for å opprettholde den ønskede spenning i røret i forbindelse med lekteren 10 bevegelseshastighet i leggeretningen. Eksempelvis kan det benyttes hydrauliske motorer og rullekjededrift.

Rammen 34 kan beveges på en egnet måte langs lekterens dekk, mellom baugen og akterenden. Rammen 34 kan eksempeir is være forsynt med eller opplagret på en eller flere sleider eller ruller for derved å lette bevegelsen av spolen langgs dekket. Konstruk-sjonen skal i det hele tatt være slik at spolen og tilhørende utstyr relativt enkelt kan beveges på lekterens dekk og bringes til ønsket stilling. I flg. 1 er spolen anordnet på lekteren i en stilling som benyttes i relativt grunt farvann, f.eks. på dybder mindre enn 150 meter, mens spolen i fig. 6 er anordnet like ved utleggingsenden til lekteren 102, for legging av rør-ledningen 14 i relativt dypt vann.

Fig. 1 og 3 til 5 viser også en anordning for bøying av rørledningen 14 når den vikles av kveilen på spolen 18, slik at man derved kan rette ut rørledningen før den forlater lekteren 10 og går ned i vannet 12. Når rørledningen vikles på trommelen

20 bøyes den hovedsakelig i et vertikalplan. Utrettingsmekanismen 35 er derfor innrettet for reverserende bøyning av rørledningen i et hovedsakelig vertikalt plan, for derved å fjerne permanent- krumming- eller -deformasjon som skyldes viklingen på spolen. I dette tilfelle har utrettingsmekanismen 35 dreibare ruller 36, 38, 40 og 42, som best vist i fig. 3 og 4. Disse rullene er montert på aksler 44 som strekker seg mellom prallelle bærebjelker 46 og 48» Akslene 44©r dreibart opplagret ved hjelp av lågere 50. Bærebjelkene 46 og 48 er forbundet med hverandre ved hjelp av endeplater 52 og 54»Styreroller 56 og 58 er montert mellom endeplatene 52 og 54 og virker som sideføringer for rørledningen når den går inn i og ut av utrettingsmekanismen 35*Utrettingsmekanismen 35 innbefatter en anordning fir variering av krummingsradiusen for rørledningens 14 bøyning i et vertikalplan under gjennomgangen i mekanismen. En rull 60 er opplagret ved hjelp av en aksel 62 hvis ender er opplagret i lagerne 64 og 66. Disse lagerne er festet til U-formede plater 68 og 70 og disse plater kan bevege seg vertikalt mellom flensene 72 og en vertikal bjelke 74 som er anordnet på hver side av rullen 60. BJelkenem74 er utført i ett med bærebjelkene 46 og 48. Platen 76 strekker seg mellom de to vertikale bjelker 74 og ;danner understøttelse for de hydrauliske arbeidssylindere 78 og ;80. Stempelstangendene til arbeidssylinderne er forbundet med de ;U-formede plater 68 og 70»slik at derved platene og rullen 60 kan beveges langs bjelkens 74 lengdeakse ved hjelp av arbeids- ;sylinderne.;Når rørledningen 14 kommer fra kveilen på spolen 18 går den mellom de stasjonære ruller 36 og 38 og påvirkes så av den dreibare rull 60. Rullen 60 bevirker en nedoverrettet bøyning av røret, mellom rullene 60 og 38 og 42. Rørledningen går så ut mellom ae stasjonære ruller 40 og 42. Den reverserende bøyning bestemmes av rullens 60 stilling. Denne rulls stilling kan regu-leres etter behov etter hjelp av arbeidssylinderne 79°680, eller ved hjelp av andre egnede kraftinnretninger. ;Utrettingsmekanismen 35 plaseres fortrinnsvis slik at rørledningen kan vikles av kveilen enten fra toppen eller fra ;bunnen, idet rørledningen har hovedsakelig samme krumming mellom kveilen og utrettingsmekanismen. For å oppnå dette plaseres utrettingsmekanismen slik at rullen 60 beveger seg langs en linje som er hovedsakelig perpendikulær på en linje som krysser spolens l8 rotasjonsakse. Som vist i fig. 1 resulterer dette i at rør-ledningen utsettes for den samme bøyepåvirkning mellom spolen og utrettingsmekanismen, enten rørledningen vikles av fra toppen av kveilen eller fra bunnen av kveilen. De to awiklingsmuligheter er antydet med henholdsvis fullt uttrukne linjer og strekpunkterte ;linjer i fig. 1. Denne valgmulighet er fordelaktig i de tilfeller hvor spolene lastes ombord i lekteren for avvikling og deretter losses igjen for påvikling av ny rørledning, fordi man eliminerer behovet for hele tiden å instruere personellet om hvordan de skal plasere spolene på rammen 34*ved skråstillingen av den linje langs hvilken rullen 60 beveger seg, se fig. 1, oppnår man at

utrettingsmekanismen 35 kan plaseres så nær Tekterdekket 10 som ønskelig.

Bredden til trommelen 20 i spolen 18 skal være tilstrekkelig til at en fornuftig rørledningslengde kan vikles på spolen. Utrettingsmekanismen 35 °Ør plaseres slik at den sideveis rettede bøyepåkjenning som rørledningen utsettes for nrå den

beveges fra trommelen og til utrettingsmekanismen ikke resulterer i en permanent sidebøy i rørledningen, dvs. at man ikke over-skrider rørledningsmaterialets flytegrense. For å unngå dette

kan utrettingsmekanismen 35 plaseres langt nok vekk fra spolen, slik at det ikke er nødvendig med skarpe bøyer, eller utrettings-

mekanismen kan beveges sideveis i tilstrekkelig grad til å

hindre slik bøyning i å oppstå. Det første alternativ vil vanligvis kreve en vesentlig avstand mellom utrettingsmekanismen og trommelen, og vil som oftest oppta for meget dekkplass. Utrettingsmekanismen 35 kan derfor fortrinnsvis beveges sideveis i horisontalplanet, slik at den derved kan bringes i en rimelig nærhet av spolen 18 og man allikevel oppnår en minimalisering av sidekrummingen i rørledningen mellom spolen og utrettingsmekanismen, slik at man unngår spenningspåkjenninger over rørlednings-materialets flytegrense.

I utførelseseksemplet bæres utrett!ngsmekanlsBn 35

av søyler 82 og 83 som nederst har krummede sko 84 og 85. Disse

krummede sko samvirker med de krummede overflatene på rørskinner 86 og 87, slik at mekanismen derved kan forskyves langs disse

rørskinnene. For å muliggjøre bevegelsen av mekanismen 35 er en aksel 88 montert på en bjelke 89. Akselen 88 har i hver ende

et kjedehjul 90 henholdsvis 91. Et rullekjede 92 er lagt om kjedehjulet 90°S strekker seg under utrettingsmekanismen og rundt et kjedehjul 93 montert "på en aksel 94 på den andre siden av mekanismen. Den ene enden av kjeden 92 er forbundet med bjelken 46»og den andre enden er forbundet med bjelken 48. jtfår kjedehjulet 9° dreies, vil man derved kunne bevege mekanismen i den ønskede retning langs skinnene 86 og 87. Rundt kjedehjulet 91 €r

det lagt en rullekjede 95 som er anordnet på samme måte som nevnt foran. En hydraulisk motor 96 eller en annen egnet kraftkilde bevirker endreining av akselen 88 for dreining av kjedehjulene og dermed for bevegelse av mekanismen sideveis på skinnene, I samsvar med det behov som måtte oppstå under avviklingen av røret fra kveilen.

For å opprettholde en minste krumnlngsradius i rør-ledningen når den forlater lekteren og går ned i vannet er det ved lekterens utleggingsende anordnet en krummet føring 100, som vist i fig. 1. Denne føringen kan være av en hvilken som helst kjent og egnet type, og den benyttes for legging av rørledningen i relativt grunne farvann.

Som tidligere nevnt er en hensikt med oppfinnelsen

å muliggjøre legging av rørledninger i en hvilken som helst vann-

dybde innenfor de grenser som rørledningen selv setter med hensyn til dens egen bæreevne mellom det punkt på sjøbunnen hvor rør-ledningen får understøttelse og vannflaten.. Når rørledningen skal legges i dypt vann, f.eks. over 150 meter, vil rørledningen ha en betydelig vekt mellom bunnen og lekteren og det virker derfor en betydelig nedadrettet kraft på rørledningen på det sted hvor rørledningen går ned i vannet. Ved konvensjonelt legge-utstyr må rørledningen understøttes av krummede føringer eller lignende anordninger når den forlater lekterdekket, slik at man kan opprettholde en minste krummingsradius i rørledningen og hindre den nevnte nedadrettede kraft i å overskride rørlednings-materialets flytegrense, dvs. for å hindre permanent deformering av rørledningen eller brudd i rørledningen.

Fig. 6 viser en utleggingsmåte Som kan,benyttes i relativt dype farvann. Spolen er plasert nær utleggingsenden til lekteren slik at rørledningen kan føres ned i vannet langs en hovedsakelig rett linje, uten bruk av en krummet understøttelses-fØring eller en lignende anordning. På denne måten unngår man en deformering eller en for sterk krumming av rørledningen mellom spolen 18 og vannflaten 12, uten bruk av de ellers vanlige føringer.

Utrettingsmekanismen 35'>kan være lik den foregående beskrevne. Den er plasert på lekteren like bakenfor spolen. Utrettingsmekanismen 35' er plasert slik at den flukter med den hovedsakelige rette linje som rørledningen følger fra spolen og ned i vannet. På denne måten kan rørledningen rettes ut for å fjerne viklingskrumningen før rørledningen går ned i vannet. Under dette vil hovedsakelig hele rørlédningsvekten, mellom spolen

18 og sjøbunnen 16, opptas av spolen l8. Med denne anordning av spolen 18 og utrettingsmekanismen 35' vil det avsnitt av rørled-ningen som ligger mellom spolen 18 og sjøbunnen 16 følge den naturlige kjedekurvé, og det eneste sted hvor rørledningskrum-niigøn kan overstige flytegrenseverdien er der hvor rørledningen krummer seg nede ved bunnen 16. Denne krumning, betegnet med radius R i fig. 6, kan styres ved styring av den spenning som opprettholdes i rørledningen under leggingen, slik at man på den måten kan sørge for at radius R er slik at flytegrensen ikke over skrides. Ved på denne måten å understøtte rørledningen 14 bare på to steder, dvs. ved spolen 18 og ved bunnen 16 i vannet, oppnår man en mulighet for en sikker utlegging av rørledningen i en hvilken som helst vanndybde uten fare for at man utsetter rørledningen for bøyepåkjenninger som vil kunne bevirke en permanent deformering når rørledningen når sjøbunnen. Dette oppnås ved at spolen og tilhørende utstyr lett kan flyttes ombord i utleggingsfartøyet, slik at spolen kan plaseres der hvor det er

mest gunstig.

Claims (11)

1. Innretning for legging av en rørledning i vann i fra en oppviklet rørledningskveil på en dreibart montert spole ombord i et fartøy, karakterisert ved at spolens bærekonstruksjon er bevegbart montert ombord i fartøyet, mellom far-tøyets to ender, idet spolen kan beveges til i nærheten av far-tøyets utleggingsende slik at rørledningen kan vikles av kveilen og føres ned i vannet langs en hovedsakelig rett linje helt til rørledningen nærmere seg sjøbunnen.

2. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at spolens bærekonstruksjon er montert på en sleide som letter bevegelsen langs skipsdekket.

3» Innretning ifølge krav 1, karakterisert v e d. eh innretning ombord i fartøyet, mellom spolen og utleggingsenden av fartøyet, for reverserende bøyning av rørled-ningen for derved å fjerne rørledningskrumming som skyldes på viklingen på spolen.

4. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at spolen er dreieopplagret om en hovedsakelig horisontal akse, og ved at det videre fdorefinnes en anordning for -reverserende bøyning av rørledningen i et hovedsakelig vertikalt plan for å fjerne rørledningskrumming som skyldes rørledningens påvikling på spolen, hvilken utrettingsanordning er plasert ombord i fartøyet mellom spolen og fartøyets utleggingsende.

5» Innretning ifølge krav 4»karakterisert v ed en anordning for bevegelse av utrettingsanordningen horisontalt for derved å bibeholde rørledningens krumningsradius i et horisontalplan, når rørledningen går fra spolen til utrettings anordningen, slik at spenningspåkjenninger som påtrykkes rør-ledningen som følge av slik horisontal bøyning blir liggende under rørledningsmaterialets flytegrense»

6. Innretning ifølge krav 4» karakterisert ved at utrettingsanordningen innbefatter en bevegbar rull og en fast rull for reverserende bøyning av rørledningen når den vikles av spolen, idet den bevegbare rull er montert for beveggelse langs en linje hovedsakelig perpendikulær på en linje som skjærer spolens rotasjonsakse, idet rørledningen kari vikles av enten fra toppen eller bunnen av kveilen, med hovedsakelig samme krumming i den del av rørledningen som befinner seg mellom spolen og utrettingsanordningen.

7» Innretning ifølge krav 3»karakterisert ved at utrettingsanordningen innbefatter to par fasteruller hvorimellom rørledningen går når den vikles av kveilen, med en bevegbar rull anordnet mellom de nevnte to par av faste ruller, og med en anordning for bevegelse av den bevegbare rull for derved å bevirke en bøyning av røret når det går mellom rullene, slik at derved i det vesentlige all rørledningskrumming som skyldes påviklingen på spolen fjernes.

8. Fremgangsmåte ved legging av en rørledning fra en på en spole oppviklet rørledningskveil, karakterisert ved at kveilen opplagrea dreibart og bevegbart ombord i et fartøy slik at den kan beveges mellom fartøyets to ender, ved at kveilen plaseres nær fartøyets utleggingsende, og ved at rørled-ningen kveiles av kveilen og føres ned i vannet langs en hovedsakelig rett.linje mens fartøyet beveger seg i utleggingsret-ningen.

9» Fremgangsåte ifølge krav 8, karakterisert ved at rørledningen utsettes for en reverserende bøyning for derved å fjerne rørledningskrumming som skyldes rørledningens påvikiing på en spole, hvilken reverseringsbøyning foretas når rørledningen vikles av kveilen og rørledningen går ned i vannet.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 9, karakterisert ved at utrettingsanordningen er anordnet på linje med rør-ledningens hovedsakelige rette strekk i fra spolen og ned i vannet.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 9, karakterisert ved at spolen monteres ombord i fartøyet for dreiebevegelse om en hovedsakelig horisontal akse, og ved at utrettingsanordningen beveges horisontalt, hovedsakelig parallelt med spolens dreieakse, for å opprettholde en krummingsradius i rørledningen i horisontalplanet når den går fra spolen til utrettingsanordningen, av en slik størrelse at spenninger i rørledningen som følge av horisontal bøyning vil ligge under rørledningsmaterialets flytegrense.