SE451032B - Forfarande vid leggning av rorledningar under vatten och anordning for genomforande av forfarandet - Google Patents

Description

451 032 L blir fri, att, om den är lämpligt belastad, sjunka genom det fluidíserade bottenmaterialet som ström- mar uppåt vid sidorna av sektionen och lägger sig til relativ vila ovanpå sektionen. Den vattenmängd, som minimalt erfordras för sandens omröríng - fri- göring - fluidisering, räcker icke för att hälla materialet ovanför sektionen i fluidiserat tillstånd, vilket är en enkel följd av de geometriska dimensio- nerna. Enligt föreliggande uppfinning berörs en absolut minsta möjlig volym av bottenmaterialet, när rörledningen nedförs till 3-5 m djup under bottennivån (täckande skikt), vilket för ett stort arbete, som t ex omfattar 500 m grov rörledning, beräknas ske på ca 6 timmar.

Förfarandet och anordningen enligt uppfinningen kännetecknas av vad som framgår av bifogade patent- krav.

Uppfinníngen skall nu närmare beskrivas under hän- visning till bifogade ritningar, där figurerna 1-3 visar huvudprinciperna enligt uppfinningen och figurerna 4 och 5 visar huvudkonstruktionen enligt uppfinningen.

Uppfinníngen avser i första hand flexibla plaströr2 belastade med rörvikter3 av betong eller järn (eller kombinationer av dessa material), som skall grävas ned i bottenmaterialet4.

Det viktbelastade röret - här kallat rörledning- en1 - nedgrävs i bottenmaterialet4 genom tillförsel av vatten centriskt under rörledningen, vilket ger upphov till en lokal fluidisering i huvudsak under rörledningenl och vertikalt intill rörled- ningensl båda sidor, varigenom rörledningen - rätt belastad - bringas att sjunka ned till ett avsatt djupläge (se figur 1).

Belastningsvikterna3 täcker större delen av det flexibla plaströret2 i längdriktningen och är i sektion tvärs plaströret utformade så att fluidi- seringseffekten koncentreras till delar av profi- len, där den bäst tjänar nedgrävningsändamålet.

Cirkeln är den idealiska formen för tvärprofilen ur denna synpunkt, men måttliga avvikelser från cirkelformen, såsom vertikala sidolinjer, förändrar icke det slutliga resultatet. Sådan avvikelse kan förespråkas av krav på sektionens stabilitet i flytande tillstånd i vatten och i det fluidiserade bottenmaterialet, jfr figur 4. Det är av betydelse för bottenmaterialets4 stabilisering efter rörled- ningensl nedgrävning, att fluidiseringen har rört om bottenmaterialet4 så lite som möjligt.

NV 3 ”451 052 För att belastningsvikterna3 inte skall förstyva rörledningenl mer än absolut oundvikligt, är belast- ningsvikterna3 pà insidan mot plaströret2 utformade med en mittdel med diameter i anslutning till plast- rörets och pà övriga delar med en nàgot större diameter, varvid mellanrummet mellan vikt och rör är utfyllt med ett elastiskt mellanlåggf som ej väsentligt hindrar plaströrets böjning.

Vatten för fluidiseringen - spolvatten - kan till- föras och fördelas utefter rörledningenl på i prin- cip tvà olika sätt, nämligen med anordningar samman- byggda med rörvikterna3 eller genom en rörlig appa- rat, som förs utefter rörledningen.

Nedgrävníngen - nedspolningen - av rörledningen kan ske på i princip två olika sätt, antingen att rörledningenl först sänks genom vattenfyllning till vila på bottnen och därefter nedgrävs/nedspo- las eller att nedsänkning genom vattenfyllning och nedgrävning sker i omedelbar följd, dvs utan att rörledningen i något moment vilar pà bottnen.

Enligt det första alternativet för tillförsel och fördelning av spolvatten är ett fast spolrör5 eller perforerat fördelningsrör av t ex plast anordnat parallellt med det flexibla stora plaströret2 fast- hållet i recesser6 i rörvikterna3 och utgör en integrerad del i rörledningens1 konstruktion. Spol- rör5 och recesser6 är så utformade att spolröret är rörligt i axiellt led relativt rörvikterna3 men förhindrat att vrida sig kring sin längdaxel.

Detta fasta spolrör5 är på undersidan försett med hål för spolvattnet. Rörvikterna3 har en öppning under spolröret så att dessa spolhàl är frilagda.

Inuti detta fasta spolrör5 löper ett rörligt spol- rör8 för tillförsel av spolvatten från en lämpligt belägen pumpstation vid endera änden av rörledning- enl. Det inre spolröretß tätar mot insidan av det yttre med en elastisk tätning9, i vissa fall med en viss beräknad läckning för undanspolning av eventuellt ínläckande bottenmaterial. I det inre spolrörets förlängning är anordnad en tätningspropp11 (tätande mot det yttre spolrörets5 insida) fastgjord vid det inre spolröretsß ände med en draglina12 av viss längd på sådant sätt att spolvatten, som inpumpas genom det inre spolröret, tvingas ut genom spolhàlen på sträckan mellan det inre spolrörets8 elastiska tätning9 och den nämnda tätningsproppenll, varvid draglinan12 upptar övertryckkraften. Denna längdsektion - draglinans12 längd, här kallad spol- táget13 - kan förflyttas i rörledningensl längdrikt- ning genom dragning i det inre spolröretß åt ena hållet eller alternativt genom dragning i en till 451032 'i L, den nämnda tätningsproppen11 angjord icke visad lina åt andra hållet.

Om nedgrävningen/nedspolningen sker från ett läge pà bottnen, bildar rörledningenï en $-kurva i det fluidiserade bottenmateriale 4 ner till det avsedda djupet och med en total längd, som bl a beror pà plaströrets2 elastiska egenskaper, se figur 2.

S-kurvans längd, som för ett givet fall kan beräk- nas på förhand, är bestämmande för grävsträckan/spol- tåget enligt det föregående - spolningen sker på denna sträcka. Spoltåget13 förflyttas_pà beskrivet sätt utefter rörledningen, varvid denna sjunker ned till avsett djup.

Om sänkning av röretï och nedspolning sker i ett arbetslopp, bildar rörledningenï en S-kurva från vattenytan och genom det fluidiserade bottenmate- rialet4 ned till avsett djup, se figur 3. Spoltàget13 förläggs och förflyttas på så sätt att spolningen börjar ett litet stycke innan det rörvikterna3 med underkanten när bottnen (ungefär vid S-kurvans -inflektionspunkt) och fortsätter på sträckan tills rörledningen vilar på beräknat djup15. Härigenom lodställs rörvikterna3 så att fördelningsröretå med säkerhet kommer i rätt läge, vilket är en del av uppfinningstanken och som ytterligare framgår av det följande.

Rörvikterna3 med utrymmet för det fasta spolröret5 är utformade så att tyngdpunkten faller under det -grova plaströrets2 centrum, vilket leder till att ledningen flyter stabilt i avsett läge, se figur 4.

Samma sak gäller under den första delen av S-kur- van (närmast vattenytan), där plaströret fortfaran- de inte är vattenfyllt. När plaströret vattenfylls, förlorar det sin bärande förmåga och därmed också den därmed förbundna stabiliserande förmågan, men rörets axiella styvhet håller betongprofilen i avsett läge. Så snart rörledningen1 fortsättnings- vis kommer ned i det fluidiserade bottenmaterialet4, får det vattenfyllda plaströret på nytt en flytför- måga och rörprofilen stabiliseras i sitt lodläge ända till det nedspolningen har avslutats för det aktuella avsnittet.

Detta sätt för lodhàllning under nedsänknings- och nedgrävningsförloppet medger att belastningsvikter- nas3 tvärprofil (tvärs rörledningens längdaxel) utformas med smal underdel endast så bred som er- fordras för att omsluta det fasta spolröretâ - en päronform med den spetsiga änden nedåt. En sådan profil ansluter sig ännu bättre till förutsättning- arna för den för nedgrävningen verksamma fluidise- ringen. Som tidigare nämnts, är det ett intresse 451 032 5 för stabiliseringen av bottenmaterialet efter ned- grävningen att materialet har rörts om så lite som möjligt.

Om nedsänkning och nedgrävning sker i två arbets- förl0PP, kan man skapa en extra säkerhet med avse- ende pà sektionens lodhállning pà följande sätt.

Under sänkningsförloppet dras spoltàget14 fram såsom vid direkt nedgrävning men med begränsad spolning så att rörledningen1 kommer i lod och stabiliserad i en viss begränsad nedgrävning - i ett dike, som kan vara mer eller mindre djupt.

Rörledningenï kan sedan inspekteras före den slutliga' nedgrävningen.

Det beskrivna utförandet bereder möjligheten att gräva upp röret igen, om t ex efter en längre tids användning röret har blivit slitet eller skadat och skall bytas ut. Det är då möjligt att återan- vända betongvikter etc. Detta tillgår på följande sätt: Man lämnar en lina genom hela det fasta spol- röret efter nedgrävningen. Med denna kan man dra ut spoltàget från land och spola under rörledningen i takt med att man trycker undan vatteninnehàllet i rörledningen. Rörledningen flyter upp genom det fluidiserade bottenmaterialet under inverkan av det tomma rörets flytförmàga. Man låter härvid lämpligen en viss mindre vattenström läcka ut vid tätningsproppen så att sand i det fasta spolröret spolas undan.

Ett alternativt sätt för nedgrävningen är med en längs rörledningen rörlig spolanordning orienterad kring ett stålrör i läge under rörledningen. Meto- den kan med viss variation i konstruktionen använ- das bàde vid nedsänkning/nedgrävning i två arbets- förlopp eller när detta sker i ett arbetsförlopp direkt till slutligt djup i bottenmaterialet4.

Det närmast följande avser anordningar för metodens tillämpning vid nedsänkning/nedgrävning i två arbets- förlopp.

Om det under vissa omständigheterï inte räcker med den nedàtkraft som rörledningen får i det fluidi- serade tillståndet av belastningsvikterna, belastas rörledningen ytterligare med rullande vikter inuti rörledningen på grävsträckan. Dessa vikter - här kallade rulltâg - består av rullar av t ex gjutjärn med en mantelyta i anslutning till plaströrets2 insida och sammanlänkade vid sina axeltappar med länkar till ett sammanhängande tåg. Rulltåget dras fram med en lina inuti rörledningen i takt med nedgrävningens förlopp. Länkarna mellan rullarna förses vid behov med vinkelbegränsande anordning så att rulltàgets krökningsradie i samma plan som 451 032 ß S-kurvan ej kan understiga visst bestämt värde.

Härigenom förhindras att plaströret2 kröks till otillåten materialtöjníng.

Uppfínningen är naturligtvi§ icke begrägsad till detta utförande utan kan sjalvklart varleras 1nom ramen för uppfinníngstanken.

HJ

Claims (2)

1. 451 052 _ PAT EN TKRAV 1 Förfarandet vid läggning av rörledningar under vatten i sjö- eller havsbotten eller lik- nande genom fluidiseríng av bottenmaterialet, k ä n n e t e c k n a t därav, att fluidiserings- medium i form av vatten eller luft eller en kombi- nation av dessa tillförs genom perforerade fördel- ningsrör(5) under rörledníngen(1), som lämpligen utgörs av flexibla plaströr(2) belastade med rörvíkter(3) av betong eller järn, varvid fluidi- seringsmediet tillsätts i varje ögonblick pà en utefter rörledningens(1) hela längd förskjut- bar begränsad sträcka och tillförs av ett rörligt spolrör(8) inuti fördelningsröret(S) för fördel- ning pà en bestämd sträcka mellan en på spolrö- ret(8) belägen elastisk tätning(9) och en med spolrörets ände medelst draglina(12) förenad tätningspropp(11) samt spolas och fördelas utef- ter rörledningen(1), varpå nedgrävning och ned- spolning av rörledningen(1) utförs antingen genom att den(1) först nedsänks medelst vattenfyllning till vila pà bottenmaterialet(4) och därefter nedgrävs genom spolning i bottenmaterialet(4) eller genom att den(1) direkt medelst vattenfyll- ning nedsänks och nedgrävs i bottenmaterialet(4) utan att i något moment vila pà bottenmaterialet(4).

2. Anordning för genomförande av förfarandet enligt kravet 1 vid läggning av rörledníngar under vatten i sjö- eller havsbotten eller lik- nande genom fluidiseríng av bottenmaterialet, k ä n n e t e c k n a d därav, att perforerade fördelningsrör(S) är anbragta under rörledning- en(1), som är utförd av flexibla plaströr(2) belastade med rörvikter(3) av betong eller järn, för tillförsel av ett i form av vatten eller luft eller en kombination av dessa bestående 'fluidiseríngsmedíum, som är anordnat att tillsät- tas i varje ögonblick på en utefter rörledning- ens(1) hela längd förskjutbar begränsad sträcka och som är anbragt att tillföras av ett inuti fördelningsröret(5) beläget rörligt spolrör(8) för fördelning pà en bestämd sträcka mellan en pà spolröret(8) belägen elastisk tätning(9) och en tätningspropp(11), som medelst draglina(12) är förenad med spolrörets ände.