NO814278L - Fremgangsmaate og innretning for nedsenking og plassering av en roerledning paa havbunnen - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for nedsenking og plassering av en rørledning på havbunnen, hvilken rørledning sammensettes av rørseksjoner ombord i et fartøy, eksempel-

vis et skip, hvorved rørledningen etter at den har nådd bunnen, strekker seg oppover' fra bunnen i en krummet bane opp til skipet og der eventuelt strekker seg langs en andre krummet bane til den del av skipet hvor rørseksjonene sammen-føyes henholdsvis sammenføyes med den allerede fremstilte rørledning, eksempelvis ved hjelp av sveising, idet den delen av rørledningen som løper, ned mot bunnen holdes under strekk for derved å ha kontroll med rørledningens krumning, særlig nær bunnen.

En slik fremgangsmåte er kjent i flere modifikasjoner. Det

er således eksempelvis kjent å sette sammen en rørledning av rørseksjoner på et horisontalt skipsdekk, hvoretter den tilveiebragte rørledning senkes ned over en utrigger eller rampe som strekker seg ut fra dekket i skipets lengderetning, idet rørledningen glir ned langs en krummet bane og legger seg ned på havbunnen via en motsatt rettet krummet bane.

For å hindre at kurveradiene i denne S-formede bane skal bli for små, hvilket kan bevirke rørledningskollaps som følge av overbelastning, bør hele. det avsnitt av rørledningen som strekker seg i den store S-formede bane holdes under strekk for dervéd å øke kr.umningsradiusen til en slik verdi at de som følge av bøyningen tilveiebragte materialspenninger ikke resulterer i overbelastning. Det betyr at skipet må kunne utøve-store krefter i horisontalretningen, vanligvis ved hjelp av ankre og ankerkabler. En følge herav er imidlertid at rørledningen i kurvestrekningen utsettes for såvel strekkbelastning som bøyebelastning. Det er også kjent å styre rørledningen skrått nedover ved hjelp av en utrigger, slik at man eliminerer kurven i den øvre del. Dette har imidlertid ingen innvirkning på behovet for å utøve en kraf-tig strek<*>k-kraft på rørledningen og man har samme ulempe som ved det ovenfor nevnte system, nemlig at skipet må orienteres i' samme retning som rørledningen legges, hvilket gjør det umulig å tilpasse seg vind- og strømretninger som adskiller seg fra léggeretningen. På større dyp vil den delen av rør-ledningen som henger ned fra skipet være lang og vil derfor ha stor vekt. Dette øker den kraft som må utøves av skipet for å holde rørledningen under strekk og for å begrense krumningsradien til aksepterbare verdier. Med økende dybde vil imidlertid tilveiebringelsen av den nødvendige, horisontale strekk-komponent ved hjelp av ankerkabler som jo også

må gå ned til havbunnen, bli tilsvarende vanskelig.

De virkende krefter vil, særlig når også den øvre deih av rørledningen er krummet, meget snart kunne føre til en overbelastning, fordi materialer til rørledningen ikke bare må oppta strekk-kraften men også bøyekrefter.

Hensikten med oppfinnelsen er i første rekke å tilveiebringe en fremgangsmåte hvormed det blir mulig å eliminére overbe-lastningsproblemet.

Ifølge oppfinnelsen utøves strekk-kraften fra skipet direkte på et sted i den rettlinjede del av rørledningen som ligger langt under skipet, men over den nedre krummede rørledningsdel, idet rørledningsdelen som ligger over dette sted, bøyes som et resultat av det utøvede bøyemoment. Resultatet er at over det sted hvor strekk-kreftene utøves vil rørledningen ikke utsettes for en strekk-kraft, og derved blir det mulig å

bøye rørledningen med ønsket krumning under utnyttelse av en separat bøyeinnretning, fordi materialet i rørledningsdelen da bare utsettes for de materialspenninger som skyldes bøye-virkningen. Som følge av adskillelsen av de krefter som virker på rørledningen, vil det være mulig å benytte en øvre krumning av rørledningen-med redusert radius når røret settes sammen på dekk i horisontal stilling.

Dette vil ikke ivvesentlig grad påvirke de strekk-krefter som må utøves, særlig ikke i forhold til de horisontale strekk-kraf tkomponenter som ankerne utøver.

Ifølge oppfinnelsen kan man særlig fordelaktig bøye den øvre delen av rørledningen slik at rørledningen strekker seg vertikalt opp i skipet. Det betyr at rørledningen settes sammen i et vertikalplan, under utnyttelse av en dertil egnet anordning som i prinsippet kan være av samme type som i tårn som benyttes ombord i boreskip. Ved bruk av en slik vertikal samlemetodikk, vil det være mulig å plassere den skrått ned-overforløpende rettlinjede rørledningsdel med en større skrå-vinkel i forhold til havbunnen, det vil si med en mindre vinkel i forhold til vertikalen, slik at man derved relativt sett øker vertikalkomponenten til de strekk-krefter som må utøves på rørledningen, mens horisontalkomponenten reduseres, idet vertikalkomponenten tilveiebringes ved hjelp av skipets oppdrift. Dette betyr at man i<*>horisontalretningen båre tren-ger en mindre kraftutøvelse for tilveiebringelse av horisontalkomponenten, eksempelvis ved hjelp av ankerkabler eller ved hjelp av skipets egne fremdriftsmidler.

En vertikal føring av den øvre rørledningsdel inn i skipet

gir dessuten en mulighet for å utføre hele rørledningssamlingen i en innretning som er dreibar i forhold til skipet, slik at skipet således kan stilles inn under hensyntagen til strøm-

og vindretninger. Et skip med dynamisk posisjoneringsmidler,

i og for seg kjent eksempelvis i forbindelse med boreskip,

kan på en meget enkel måte tilpasses slik rørlednings-legge-teknikk.

Oppfinnelsen vedrører videre en innretning for utøvelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, hvilken innretning er kjennetegnet ved at skipet innbefatter et rør som kan rotere om en vertikalakse i forhold til skipet og kan bevege seg i vertikalretningen og kan<*>holdes i posisjon ved hjel av en hivkompensator, hvilket rør bærer en horisontal utrigger med en anordning som er regulerbar i utriggerens lengderetning og innbefatter en strammeinnretning koblet til et klemsystem som kan forbindes med rørledningen, hvilken strammeinnretning innbefatter to samvirkende og innbyrdes forskyvbare klemmer bestemt for alternativ klemming av rørledningen, idet røret videre innbefatter rørlednirigs-føringselementer og en bøye-innretning som virker på rørledningen mellom de nevnte elementer bg klemsysternet. På grunn av forskyvningsmuligheten til den nevnte innretning som kan bevege seg langs den horisontale utrigger, vil det alltid være mulig å holde stramme-enheten i flukt med lengdeaksen til den rettlinjede rørled-ningsdel. Føringselementene i røret såvel som føringselement-ene i bøyeinnretningen muliggjør videre nedsenking av rørled-ningen etter innsettingen av neste rørseksjon under bibehold, av det moment som er nødvendig for bøyingen. Ved nedsenking av rørledningen benyttes det nevnte klemsystem, idet en klemme holder rørledningen under nedsenkingen, mens den andre klemme holder rørledningen i den perioden hvor den førstnevnte klemme bringes tilbake og opp igjen til utgangsstlllingen og i hvilken videre den neste rørseksjonen forbindes med rørledm ningen. Innretningen som kan bevege seg langs, utriggeren,

kan bestå av en løpevogn med midler for bevegelse og låsing av vognen, hvilke midler på i og for seg kjent måte kan innbefatte kabler som går til en vinsj.

Strammeinnretningen ifølge oppfinnelsen kan innbefatte to . taljer, hvorav den ene er koblet til den ene klemme i klemsystemet, og den andre er koblet til den andre klemmen i klemsysternet. Hver talje kontrollerer i sin.tur strekk-kraften i rørledningen, under henholdsvis den periode hvor rørled-ningen holdes stasjonært og nedsenkes.

Strammeinnretningen ifølge oppfinnelsen kan også innbefatte

én talje som er koblet til den øvre klemme i klemsysternet, hvilken klemme har midler for bevegelser og låsing av den andre klemme i forhold til den førstnevnte klemme. I dette tilfellet har den øvre klemme en mekanisme, såsom f.eks, en talje eller en hydraulisk anordning, hvormed en nedre klamme kan senkes, med bibehold av strekk-kraften og hvormed den nedre klemme kan bringes tilbake oppover etter at den øvre klemme har tatt over belastningen.

Klemmene kan kobles ti,l rørledningen på forrykkede partier

av denne, eksempelvis muffepartier, som va,nligvis vil være plassert der hvor rørseksjonene er forbundne med hverandre,

Bøyeinnretningen ifølge oppfinnelsen kan innbefatte en rør-føring som er svingbart forbundet med det nedre benet i et vinkel-hevarmsystem hvor det andre ben er forbundet med røret, idet det nevnte nedre ben bærer en trykksylinder som er koblet til rørføringen på et sted i en avstand fra svinge-forbindelsen mellom rørføringen. og det nedre ben.

En slik bøyeinnretning, sammenkoblet med en vinkel-hevarmsystem, kan bevege seg sammen med rørledningen i samsvar med krumningen av rørledningen og kan derfor opprettholde det på rørledningen utøvede moment for bestemmelse av det korrekte sted hvor, avhengig av skråvinkelen til den rettlinjede rør-ledningsdel, bøyemomentet skal utøves.

For å muliggjøre en bestemmelse av korrekt posisjon og avhengig derav eventuelt en automatisk, styring av hele systemet., kan det være fordelaktig å montere en vinkelstillings-indikator

i bøyeinnretningen og, når det benyttes et vinkel-hevarmsystem, montere vinkelstillings-indikatorer også på benene i det nevnte system. Vinke Ist. iilingéh til hver av disse deler indikerer en vinkel hvormed rørledningen løper i forhold til.den rettlinjede del, og indikerer også radius for øvre krumning. Avhengig derav kan stillingen til løpevognen -med taljer på den horisontale utrigger bestemmes.

Røret er dreibart opplagret i lageret ombord i skipet, slik.

at røret kan innstilles etter behov. Den vertikale bevegel-sesmulighet for røret i forhold til skipet muliggjøres ved hjelp av en givkompensator, slik at skipet kan bevege seg i vertikalretningen i forhold til røret. For å hindre at bevegelsene mellom skip og rør overføres til strammeinnret-ningene henholdsvis påvirker stillingen til løpevognen, fore-trekkes det ifølge oppfinnelsen å plassere, vinsjene for

løpevognen henholdsvis for taljen eller taljene i røret.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvisning til tegningene, hvor

fig. 1 skjematisk viser et sideriss av utstyret ifølge oppfinnelsen,

fig. 2 viser utstyret ifølge oppfinnelsen i større detalj,

og

fig. 3a, b og c viser kabelskjemaer for taljer og løpevogn.

I fig. 1 er det vist et skip 1 hvor det sentralt er plassert et rør 2. Røret er opplagret på lageret, kan dreie seg om en . vertikal akse og kan bevege seg i vertikalretningen i forhold til skipet.

Røret 2 bærer på sin underside en horisontal utrigger 3 med en innretning som kan bevege seg i lengderetningen og således kan innstilles langs utriggeren, i dette tilfelle eh løpe-vogn 4, hvorfra det går kabler til en héldeklemme 5. Under denne klemme er det en mobil klemme 6 som også ved hjelp av kabler er koblet til løpevognen 4.

Røret bærer videre på den siden som er motsatt av utriggeren et vinkel-hevarmsystem som består av benene 7 og 8. Benet 7 er svingbart forbundet med røret 2 og bærer ved sin andre ende benet 8 ved hjelp av et svingeledd 9. Benet 8 er i sin tur svingbart forbundet med en rørføring 10 over klemmen 5. Henvisningstallet 11 viser til en hydraulisk sylinder hvis ene ende er svingbart koblet til benet 8 ved 12 og hvis andre ende er forbundet med rørføringen 10 ved 13.

En vertikal rørføring 14 er plassert inne i røret. Ved ut-øvelsen av et moment på .rørledningen^ved hjelp av sylinderen 11 nær rørføringen 10, idet rørledningen under dette støttes i føringen 14, vil det være mulig å bøye den øvre rørledningen mellom klemmen 5 og føring<g>elementet 14 etter en ønsket krumning, hvis radius bestemmes av avstanden mellom bøyeinnret-ningen og føringen 14.

Et tårn 15 er plassert på skipet for samling a/y rørseksjoner, Rørseksjonene befinner seg på skipets 1. dekk. og samles til

en rørledning i røret 2. Sveising og inspeksjon av sveise-sømmene såvel som av rørledningens belegg kan skje inne i tårnet.

Som vist i fig. 1 er kablene 16 i strekkinnretningen Anordnet

i flukt med rørledningens rettlinjede del 17 og strekk-kraften utøves på rørledningen gjennom klemmene 5 eller 6, slik at man ikke bare er sikret at krumningen 18 har en tilstrekkelig stor radius, men også at den rørlédningsdel som befinner seg over klemmen 5 ikke utsettes for strekk-krefter,

Klemmene 5 og 6 kan etter tur kobles til rørledningen på steder hvor denne har fortykkede partier 19. Når klemmen 6 er akti-vert for nedsenking av rørledningen, vil klemmen 5. være åpen. Etter nedsenkingen, under hvilken samtidig skipet forskyves

i sjøen, aktiveres så klemmen 5 igjen, strekk-kreftene på

dette sted opprettes igjen og tas over av klemmen, og deretter frigjøres klemmen 6 ogr den beveges så oppover igjen til sin

■ utgangsstilling.

Fig. 2 viser de vesentligste deler av utstyret ifølge oppfinnelsen i større målestokk, og det er i størst mulig gra,d benyttet de samme henvisningstall som i fig, 1,

)

Av fig. 2 går det frem at røret 2 ved hjelp av et aks ia, 1-radial-lager 20 er dreibart opplagret på et hus 21 som på sin side ved hjelp av vertikale kulestyringer 22 er opplagret forskyv-bart i vertikalretningen i en sylindrisk hylse 23 som erjfastmontert i skipet 1. Huset 21 understøttes av en hydraulisk-pneumatisk givkompensator 24 hvis stempelstang 25 virker på undersiden av huset 21 og hvis sylinder ved 26 har bæreanlegg mot skipets bunn. Arbeidssylinderen er ved hjelp av en ledning 27 tilknyttet en akkumulator 28 hvor det er vist en skilleflate mellom væske og gass. Denne akkumulator er koblet til en vanlig lufttrykkbeholder 29 som har et trykk på eksempelvis 125 bar. En andre trykkbeholder 30 har et trykkmedium med et trykk på f.eks. 175 bar og benyttes for gjenvinning .avr trykket i systemet i tilfelle av trykk-tap.

Den ikke i detalj viste svéisestasjon plasseres omtrent i høyde med rørets 2 øvre ende, og inspiseringen av sveise-sømmene kan skje på et lavere nivå.

I røret 2 er det montert flere vinsjer. Vinsjen 31 benyttes for taljen 4. Denne talje 4 er -til høyre i fig. 2 vist i en operativ stilling, og er séntralt i figuren vist i en utgangsstilling.

For den mobile klemme 6 så er det en vinsj. 32. Vinsjer 33 og 34 er 'av den såkalte Warton-type, og fra disse går det kabler til klemmen 5. Vinsjen 34 har en kabellagringstrommel 35. En lignende, ikke vist trommel, benyttes sammen med vinsjen 33.

Klemmene 5 og 6 har skjematisk viste klemkjever 36,37 som betjenes hydraulisk på i og for seg kjent måte. For dette formål er en trykkledning' ført langs siden av benet 7 og langs benet 8 i vinkel-hevarmsystemet. Ved hjelp av ikke-viste rotasjonskoblinger, er ledningen tilknyttet til en slange 39 som går til den hydrauliske styremekanisme for kjevene 37 i klemmen 6. Slangen er viklet opp på en spole-anordning 40 som er utført slik at avspoling og påspoling vil skje automatisk og avhengig av;klemmens 6 forskyvning i forhold til klemmen 5.

En ledning 41 kan plasseres parallelt med ledningen 38 for tilføring av trykk til bøyeinnretningens hydrauliske sylinder 11.

Fig. 2 viser taljen 4 vertikalt under røretbg også helt forskjøvet ut mot høyre.

De i fig. 2 bare skjematisk viste kabler går over respektive taljeskiver, og selve kabelføringene er vist nærmere i fig.3a, b og c.

Fig. 3 viser kabelføringen fra lagertromlene 35, gjennom vinsjene 33 og 34 og over føringsskivene 42, 4 3 på undersiden av røret. Kabelføringsskivene 44, 45, 4 6 er montert på løpevognen 4. Kabelskivene 47 og 48 er plassert i den øvre klemme 5. Kabelskiven 49 er plassert på enden av utriggeren 3.

Av fig. 3a går det frem at den venstre kabel 50 går direkte over returskiven 4 2 og over skivene i løpevognen 4 og klemmen 5, mens den høyre kabel 51 går over returskiven 4 3 og til returskiven 49 på enden av utriggeren 3. Høyre og venstre kabel 50 og 51 er som vist én og samme kabel. Som følge av kabelføringen vil løpevognen være balansert i en hvilken som helst stilling.

Kablene for styring av den mobile klemme 6 går som vist i

fig. 3b ifra vinsjen 33 og over returskivene 42', 43' som er montert på samme aksel-som skivene 42 og 43 i fig. 3a og 2. Videre går kabelen over skivene 52, 53, som på samme måte:;som skiven 49 i fig. 3a er montert på enden av utriggeren 3. Videre går kabelen over skivene 54 og 5 5 som er montert på løpevognen, og deretter går kabelen over skivene 56 og 57. Disse skiver er montert i huset til klemmen 5. Kabelen går

så til skivene 58, 59, 60 inne i huset til klemmen 6. For oppdeling av kabellasten går kabelen også over skivene 61 og 62 som er opplagret i huset til klemmen 5.

Fig. 3c viser kabelføringen for styring av stillingen til løpevognen 4. Kabelen 6 3 går fra vinsjen 31 over en skive 64 som bæres av samme aksel som skivene 43 og 43', og er lagt rundt skiven 65. Skiven 6 5 er opplagret på enden av utriggeren 3. Fra skiven 65 går kabelen til den skjematisk antydede løpevogn 4.

Løpevognen har i seg selv en tendens til å bevege seg under påvirkning av vertikalkrefter mot innerenden av utriggeren 3, slik at det vil være mulig å bevege løpevognen mot høyre ved hjelp av vinsjen 31 og kabelen 63, til en stilling hvor kablene fra løpevognen flukter med den rettlinjede rørledning-del 17, slik det er vist i fig. 1.

Den horisontale utrigger 3 kan festes til undersiden av rør-

et 2 slik at utriggeren kan bringes til en vertikal stilling, hvoretter utriggeren kan beveges opp gjennom røret for ut-førelse av vedlikehold og/eller, reparasjoner. Det samme gjelder for vinkelhevarmsysternet 7, 8 og delene i den til-knyttede bøyeinnretning, samt for klemmene 5 og 6.

I sin innoperative stilling kan vinkelhevarm-systemet bringes til en øvre stilling slik at hele kombinasjonen av vinkelhevarm-systemet, bøyeinnretning og utriggeren bare vil oppta en meget begrenset plass under skipet, slik at skipets dypgående ikke økes i vesentlig grad.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for nedsenking og plassering av en rør-ledning på havbunnen, hvilken rø rledning settes sammen av rørseksjoner ombord i et flytende fartøy, eksempelvis et skip, hvilken rørledning etterat den har nådd ned til bunnen strekker seg oppover ifra bunnen i en krummet bane og opp til skipet og der eventuelt strekker seg langs en andre krummet bane til den del av skipet hvor rø rseksjonene samles, henholdsvis forbindes med den allerede tilveiebragte rørledning, eksempelvis ved hjelp av sveising, idet den del av rørledning-en som løpet ned mot bunnen holdes under strekk for derved å ha kontroll med rørledningens krumming, særlig nær bunnen, " karakterisert ved at strekk-kraftene utøves fra skipet direkte på et sted i rørledningens rettlinjede del under skipet, mén over rørledningens nedre, krummede del, idet rørledningens del over det nevnte sted bøyes som et resultat av et derpå utøvet bøyemoment.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakteriser!.t v:e d at den øvre rørledningsdel bøyes slik at rørledningen strekker seg vertikalt opp i skipet.

3. Innretning for utførelse av fremgangsmåten ifølge krav 1, karakterisert ved at skipet innbefatter et rør som er dreibart i forhold til skipet om en vertikal akse og kan bevege seg i vertikalretningen og holdes i stilling ved hjelp av en hivkompensator, hvilket rør bærer en horisontal utrigger med en innretning som kan innstilles i utriggerens lengderetning og innbefatter en strammeinnretning koblet til et klemsystem beregnet for festing til rørledningen, hvilken strammeinnretning innbefatter to samvirkende og innbyrdes forskyvbare klemmer beregnet for alternativ klemming av rørledningen, idet røret videre innbefatter rørlednings-føringselementer og en bøyeinnretning som virker på rørledning^ en på de nevnte elementer og klemsystemer.

4. Innretning ifølge krav 3, karakterisert ved at den på utriggeren innstillbare innretning innbefatter en løpevogn med midler for bevegelse og låsing av løpe-vognen .

5. Innretning ifølge krav 3 eller 4, karakter isert ved at strammeinnretningen innbefatter to taljer med kabler, hvorav en er koblet til den ene klemme i klemsystemet mens den andre er koblet til den andre klemme i klemsystemet.

6. Innretning ifølge krav 3 eller 4, karakterisert ved at strammeinnretningen innbefatter en talje som er koblet til den øvre klemme i klemsystemet, hvilken klemme har midler for bevegelse og låsing av den andre klemme i forhold til den førstnevnte klemme.

7. Innretning ifølge krav 3, 4,5 eller 6, karakterisert ved at bøyeinnretningen innbefatter en rørføring som er svingbart forbundet med det nedre ben i et vinkelhevarm-system hvis andre ben er forbundet med røret, idet det nevnte nedre ben bærer en trykksylinder som er koblet til rørføringen på et sted i en avstand fra svinge-forbindelsen mellom nevnte rørfø ring og det nevnte nedre ben.

8. Innretning ifølge ett eller flere av de foregående krav 3-7, karakterisert ved at vinsjene for løpevognen er plassert i røret.

9. Innretning ifølge ett eller flere av de foregående krav 3-8, karakterisert ved at vinsjene for taljen eller taljene"er plassert i røret.

10. Innretning ifølge ett eller flere av kravene 3-9, karakterisert ved at bø yeenheten innbefatter en vinkelstillings-indikator.