NO821426L - Innretning for nedlegging og oppgraving av undervanns roerledninger. - Google Patents

Description

Undervanns rørledninger som legges på store dyp og på løs

bunn kan i større eller mindre gradbli utsatt for ned-

graving, ofte som en følge av- gjørmete bunnforhold, men også

av sedimenter som bygges opp over lengre tid på grunn av varierende tillstander i vannet.

Under normale forhold er nedgraving av rørledninger en sikker-hetsfaktor, både når det gjelder stabiliteten til rørledningen og beskyttelsen mot skader, slik som slag og skraping fra ankere, fiskegarn og lignende, og også mot virkningen av f.eks. undervanns strømmer.

Av disse grunner utføres det ofte kunstig nedgraving av rør-ledningene, slik at det dannes voller.

Materialene i vollene kan f.eks. være grovkornet grus, slik

som den blandede type som finnes i steinbrudd.

Når det gjelder en evetuell reparasjon av rørledningen er deri-mot nedgraving et alvorlig problem.

Problemet ligger både i lokaliseringen av rørledningen og oppgravingen av denne for å utføre reparasjonen.

På dyp som ikke er eksepsjonelle kan letingen og reparasjons-arbeidet utføres av froskemenn, men på større dyp kan det bare anvendes innretninger som er innvendig bemannet og utstyrt med utvendig verktøy. Slike innretninger medfører den ulempe at de . er meget kostbare i bruk, og at deres aksjonsområde er noe begrenset.

Det er tilfeller der det til og med er mest gunstig å etter-late den skadede rørledning å bunnen og å legge ut en ny rørledning.

Bruken av rørledninger på store dyp er stadig økende,, og problemet med å utføre arbeid på slike rørledninger blir stadig

mere betydelig.

Innretningen i henhold til den foreliggende oppfinnelse gjør

det mulig både å grave ned en rørledning og å grave den opp på en slik måte at rørledningen er i den best mulige tilstand for utførelse av arbeid på rørledningen.

Innretningen har høy kapasitet, er ikke bemannet, og innebærer praktisk talt ingen grenser med hensyn til bruksdybde.

I sine hovedtrekk består innretningen i henhold til' oppfinnelsen av en bærekonstruksjon, på hvilket er montert og festet de komponenter som er nødvendige for de forskjellige operasjoner, nemlig:

operative elementer,

forflytningselementer,

styreanordning,

aktiveringselementer.

Bærekonstruksjonen består av en ramme, en fundamentplate og metallbeholdere, fortrinnsvis'med sylindrisk form, hvilke utgjør et system for å gi balast og oppdrift.

Beholderne kan fylles med vann og/eller tømmes ved hjelp av trykk-luft, slik at hele innretningen får den nødvendige oppdrift etter balast.

Trykk-luften tilføres beholderne enten direkte fra et overflate-fartøy eller ved hjelp av trykk-luft-flasker med høyt trykk ahbragt på selve innretningen.

Alternativt kan tømmingen<p>g fyllingen utføres ved bruk av pumper.

Beholderne er koblet til innretningen ved hjelp av ører eller lignende for hurtig tilkobling, slik at beholderne kan mon-

teres og demonteres hurtig. Innretningen kan senkes både ved

hjelp av beholderne og uten deres hjelp, ved utnyttelse av en kraft som virker via en kabel koblet til innretningen, tilknyttet overflatefartøyet.

I frontpartiet, som rager ut fra innretningen forøvrig, er

de operative elementer anordnet, og består av et stigesystem og gravedyser som tilføres vann under høyt trykk.

Sugesystement består av et eller flere store rør, fortrinnsvis to stykker, som er anordnet vertikalt og har teleskopiske endepartier.

I det nedre parti av sugesystemet er det anordet dyser for graving ved hjelp av vannstråler, for dannelse av en suspensjon av sedimenter og vann, hvilken suges opp av sugesystemet.

Det teleskopiske arrangement gjør det mulig å anbringe sugeenhetene individuelt i ønsket nivå over bunnen, slik at strømningen av slammet kan justeres etter ønske. Virkemåten for grave- og sugesystemer er vist i figur 1 på de vedføyde tegninger, og er basert på venturieffekt, oppnådd ved hjelp av en vannstrøm 1 gjennom en venturidyse 2, som har passende tverrsnitt og form. På grunn av venturieffekten dannes det undertrykk i området 3, slik at slammet 4 som dannes ved hjelp av gravedysene 5 rettet mot bunnen 6 suges opp fra bunnen. Sugeanordningen drives av en lavtryks sentrifugalpumpe 11,

som har høy kapasitet. Gravedysene 5 tilføres vann gjennom en høytrykspumpe 10. Det slammet som dannes drives ut gjennom røret 7. Sugeeneheten tilføres vann gjennom et innløp 8. Avstanden- fra sjøbunnen til den nedre ende av sugeanordningen og gravedysene som er festet til denne kan justeres ved hjelp av sylinder/stempelanordningene 9.

Som et alternativ til det ovenfor beskrevne prinsipp kan innretningen også være utstyrt med sugeenheter som er direkte koblet til sugesiden av en sentrifugalpumpe som har rotorer i et bakre parti. Denne type pumpe hindrer skadevirkninger på grunn av materialet som strømmer mellom rotorbladene. Forflytningselementene for innretningen muliggjør bevegelse

på sjøbunnen og styring.

Forflytning langs bunnen oppnådd ved hjelp av belter med larveføtter, drevet- av hydrauliske motorer som er direkte koblet til beltene. Innretningen er også utstyrt med et fremdriftssystem som omfatter flere propeller og muliggjør forflytning av innretningen i'C hvilken som helst retning når den ikke har kontakt med sjøbunnen. Dette fremdriftssystem er meget nyttig for navigering og leting etter nedgravde rør-ledninger. Alle motorene og redskapene og annet utstyr på innretningen er styrt elektrisk. Overføring av den nødvendige energi skjer fra overflaten, ved hjelp av en elektrisk kabel inne i en fleksibel slange av typen "Coflexip", eller anordnet direkte i vannet.

Innretninger er dessuten tilkoblet overflatefartøyet via en kabel som anvendes for utsetting av rørledninger og inntrek-king av disse.

Styringen av innretningen og av operasjonene til denne skjer ved hjelp av passende utstyr som er tilkoblet overflaten via elektriske kabler.

Signalene fra styreanordningene og bilder som sendes fra TV-kameraer blir vist på en skjerm i overflatefartøyet.

Styringen av innretningen kan enten være manuell eller mekanisk, eller begge deler.

Innretningen styres ved hjelp av slikt utstyr som f.eks. rør-følgere, magnetometer, lysmerker, dybdemåler, ekkolodd, sonar, akustisk posisjonering med transpondere og TV-kameraer.

Overflatefartøyet er fortrinnsvis utstyrt for den dynamiske posi sj onering.

Aktiveringselementene i innretningen, er fortrinnsvis elektromotorer i oljebad, slik at de ikke påvirkes av dybden.

Oppfinnelsen skal i det. følgende forklares nærmere under hen-visning til de vedføyde tegninger, fig. 2, 3 og 4, som viser innretningen sett henholdsvis fra siden, forfra og ovenfra. Fig. 2 viser en høytrykspumpe 10 som leverer vann til gravedysene 5, en lavtrykspumpe 11 som driver sugeenhetene, en fleksibel ledning 12 som forbinder et overflatefartøy med innretningen, propeller 13, luftbeholdere 14, kjettinger 15, elektromotorer 16 for drift av pumpene og hudrauliske motorer 17 som driver beltene 18. Fig. 3 viser ledertrinser 19, en rørledning 20, en ramme 21 som bærer pumpene, motorene og de øvrige komponenter i innretningen. Fig. 4 viser de områder 21 og 22 der søke- og posisjonerings-systemene befinner seg.

Innretningen kan utføre både oppgraving av en rørledning som ligger under et sediment av sand eller annet material, samt graving av en grøft på tvers under rørledningen når denne befinner seg over bunnen.

For oppgravingen anbringes innretningen, etter at rørledningen er funnet, skrevs q;ver rørledningen og begynner å grave mens den. beveges sakte forover med en hastighet som gjør at den kan synke ned til rørledningen. Etter at dette første trinn er fullført, økes hastigheten i avhengighet av sugeevnen, slik at innretningen etterlater seg rørledningen over bunnen, vanligvis liggende på bunnen, klar for inspeksjon og evetuell reparasj on.

Justeringen av høyden til de to sugeenhetene i forhold til bunnen muliggjør individuell j.usering av sugevirkningen. Dette gjør at sugevirkningen kan tilpasses forskjellige bunn forhold og forskjellige typer material langs rørledningen.

Innretningen kan grave en grøft under en rørledning som ligger på bunnen, i sand eller annet løst material.

Innretningen anbringes over rørledningen, og suger opp en

slik mengde material på hver side av denne at det dannes et hulrom som rørledningen synker ned i på grunn av sin egen vekt.

Hastigheten og avstanden til sugeenhetene fra bunnen innvirker på strømningsmengde pr. tidsenhet for suspensjonen som suges opp, og således på dybden av grøften. Gravedybden kan even-tuelt økes ved at maskinen føres to eller flere ganger langs gravestedet.

Innretningen kan også anvendes for å fylle grøften, ved at

den oppsugde suspensjon tilføres grøften.

F.eks. kan en innretningen i henhold til oppfinnelsen, ut-formet slik som vist i fig. 2, 3 og 4, anvendes for nedgraving av en rørledning med diameter på f.eks. 60 cm, idet innretningen suger opp en masse som kan inneholde material i suspensjon med en størrelse på 10 - 12 cm, med sugeenhetene anbragt f.eks. i en avstand på 150 mm fra bunnen, og innretningen kan bevege seg med omtrent 60 m pr. time og danne en grøft med dybde på omtrent 30 cm.

Dimensjonene til innretningen er omtrent 4,40 m,i'lengde, 2, 60m i bredde og 3,30 m i høyde.

Innretningen har to sugeenheter med sugeevne på omtrent 6 m<3>

pr. minutt, og effekten er 45 hK for hver enhet. Innerdia-meteren til sugeenhetene er 400 mm.

Den nevnte effekt ytes av elektromotorer ( i oljebad) både

for høytrykspumpen og lavtrykspumpen.

Bredden av grøften er omtrent 60 cm på hver side. Når det gjelder gravedysene, er strømningsmengden pr. tidsenhet mode-rat, og tilf ørsélstrykkét ..er høyt. Effekten er tilstrekke-lig til å muliggjøre graving i middels fast sjøbunn. Samlet er den installerte effekt i innretningen omtrent 200 hK.

Claims (13)

1. Selvgående innretning for nedgraving og oppgraving av undervanns rørledninger på sjøbunn av kornet material, karakterisert ved at den omfatter graveelemet-er (5) for frembringelse av høytryks vannstråler som danner en suspensjon av materialet i sjøbunnen i vann, sugeelementer (11) som suger suspensjonen opp for dannelse av en grøft, og forflytningselementer (1.7) for å bevege innretningen på bunnen, omfattende belter (18) med larveføtter.

2. Innretning som angitt i krav 1, karakterisert ved at graveelementene omfatter dyser (5) anbragt rundt sugeelementene.

3. Innretning som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at sugeelementene består av et eller flere par sugeanordninger som aktiveres av vann under trykk.

4. Innretning som angitt i krav 1^ 3, karakterisert ved at sugeelementene er inn-rettet til å aktiveres av pumper som har rotorer anbragt i et bakre parti.

5. Innretning som angitt i krav 1 -'4^ karakterisert ved at sugeelementene er utstyrt med et teleskop£sk endeparti (9)1 som muliggjør justering av avstanden til sugeelementene fra sjøbunne,

6. Innretning som angitt i krav 1^ -5, karakterisert ved at luf tbeholdere. (14) er anordnet for å gi den nødvendige oppdrift eller ballast for heving og senking av innretningen.

7. Innretning som angitt i krav 6, karakterisert ved at luftbeholderne er løs-bare og utstyrt med midler for hurtig til- og frakobling.

8. Innretning som angitt i krav 6 eller 7, karakterisert ved at det er anordnet midler for fylling og tømming av luftbeholderne ved hjelp av trykk-luft og/eller pumper.

9. Innretning som angitt i krav 1-8, karakterisert ved at elementer for bevegelse består av propeller med forskjellige retninger, for bevegelse av innretningen i ønskede retninger når den ikke ligger på bunnen.

10. Innretning som angitt i krav 1-9, karakterisert ved at de operative elementer aktiveres hydraulisk ved hjelp av pumper drevet av elektromotorer i oljebad.

11. Innretning som angitt i krav 1-10, karakterisert ved at den omfatter utstyr for å finne rørledningen, f.eks. radar, magnetometer, sonar og TV-kameraer.

12. Innretning som angitt i krav 1-11, karakterisert ved at den omfatter utstyr. for posisjonering, f.eks, radar, dybdemåler, _§kustiske innretninger og lignende.

13. Innretning som angitt i krav 1^ 12, karakterisert ved at forbindelsen til et over-flatefartøy utgjøres av en fleksibel kabel som inneholder kabler for elektrisk energi,.styring og drivforbindelser, samt rørledninger for eventuell tilførsel av trykk-luft.