DK176935B1 - Fremgangsmåde og anlæg til udlægning af en rørledning på en overflade under vand - Google Patents

Description

DK 176935 B1

Titel: Fremgangsmåde og anlæg til udlægning af en rørledning på en overflade under vand.

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til udlægning af en rørledning på en 5 overflade under vand.

En sådan fremgangsmåde er kendt fra f.eks. US-A-5 044 825. Spændeindret-ningen består heri i et antal sæt af endeløse fastspændingsbånd, som påfører rørledningen en bremsende virkning. En sådan fremgangsmåde er ikke veleg-10 net i praksis til udlægning af en tung rørledning på havbunden ved store dybder.

Formålet med opfindelsen er at tilvejebringe en fremgangsmåde og et anlæg, som er praktisk velegnet til dette formål. Fremgangsmåden og anlægget ifølge opfindelsen er konstrueret som angivet i henholdsvis krav 1 og krav 2.

15

Fremgangsmåden og anlægget ifølge opfindelsen og især foretrukne udførelsesformer herfor beskrives nærmere nedenfor under henvisning til tegningen, hvor 20 fig. 1 viser et anlæg ifølge opfindelsen, set fra siden, fig. 2 og 3 henholdsvis en perspektivisk afbildning af og et arbejdsdiagram over en detalje II i fig. 1, set i større målforhold, 25 fig. 4 et snit efter linien IV-IV i fig. 2, set i større målforhold, fig. 5 et snit efter linien V-V i fig. 4, fig. 6 et diagram, som viser forskellige indbyrdes positioner af elementer i fig. 5, 30 fig. 6A detaljen VIA i fig. 6, fig. 7, 8 og 9 hver et arbejdsdiagram overfire spændeindretninger, 2 DK 176935 B1 fig. 10 og 11 hver en tidsplan angående aktiveringen af fire spændeindretnin-ger, fig. 12 et tværsnit svarende til fig. 4 af en anden udførelsesform for en spænde-5 indretning, fig. 13 den i fig. 12 viste spændeindretningen, set fra siden, fig. 14 og 15 tværsnit efter linien, henholdsvis XIV-XIV og XV-XV i fig. 12, 10 fig. 16 et snit efter linien XVI i fig. 15, fig. 17 en skematisk afbildning af en yderligere udførelsesform for en spænde-indretning, og 15 fig. 18 og 19 hver et tværsnit svarende til fig. 5 angående i hvert tilfælde en yderligere udførelsesform for spændeindretningen.

Det i fig. 1 viste anlæg til udlægning af en rørledning 2 på en overflade, der er 20 placeret dybt under vand 7, omfatter et fartøj 3 med retningsmæssigt indstillelige skruer 4, 5 og bovstyreskruer 6, hvormed fartøjet 3 kan bevæges fremad i en pilretning 8 under computerstyring ved en indstillet hastighed og retning uafhængigt af vandets 7 strømningsretning. Fartøjet 3 har en arbejdsplads (ikke vist), hvor et antal, f.eks. to, tre eller fire, af rørstykker svejses sammen, og dis-25 se svejsningen beskyttes med antikorrosionslag, så at der fremstilles rør 9 med en længde på f.eks. 24 m.

Ved en monteringsstation 11 monteres rørene 9 stykke ved stykke bag en rørledning 12, og der fremstilles en indvendig svejsning 13. Andre svejselag og an-30 tikorrosionsbeskyttelseslag anbringes derefter efter hinanden fra ydersiden.

Medens rørledningen 12 forskydes kontinuerligt i retning af en pil 43 i forhold til fartøjet 3, skubbes røret 9 til montering over en tunge, hvorefter det rettes ind 3 DK 176935 B1 og svejses fast på plads med en indvendig svejsning. I mellemtiden understøttes røret 9 til montering af en vogn 21, som bevæges fremad sammen med rørledningen 12 ved samme hastighed som en bærevogn 28 i retning af pilen 43. En kædetransportør 34, som er forbundet med en fast støtte 31, er tilve-5 jebragt med klemmeindretninger 35, ved hjælp af hvilke rørledningen understøttes. Over kædetransportørens 34 område 37 pålægges svejselagene med svejseindretninger 36, som ligeledes bevæges fremad sammen med rørledningen 12, og som ved enden af deres område 37 bevæges i den modsatte retning forbi de i funktion værende svejseindretninger 36 frem til starten af dette område.

10 Inden for et område 38, som støder op hertil, påføres de beskyttende lag ved hjælp af i og for sig kendte påføringsindretninger 38, som bevæges fremad sammen med rørledningen 12, og som bevæges tilbage efter afslutningen.

Vægten af rørstrengen 12, som føres yderligere fremad på hældende måde ned 15 til havbunden via en haleenhed 42, har tendens til at bringe røret til at glide af fartøjet og synke ned med en for skarp bøjning. Fartøjet 3 drives derfor kraftigt fremad med dets skruer 4, således at den ned bag fartøjet 3 hængende del af rørledningen 12 befinder sig under en betydelig trækspænding. Inden for området 38 er der placeret spændeindretninger 40a-d (fig. 2-6), som kan spændes 20 fast uafhængigt af hinanden på rørledningen 12, og som kan forstøtte sig imod skibets bærende konstruktion ved hjælp af fluidumcylindre 44. Hver spændeind-retning 40a-d omfatter et trekantet, ringformet bæreorgan 45, som har form af en fast ramme, og som er forbundet med fluidumcylindrene via hængsler 46.

Hver spændeindretning 40a-d har et antal på mindst to, f.eks. tre klemmekæber 25 48, som er fordelt over periferien af og er i indgreb med rørledningen 12, og som er foret med en foring 50, f.eks. et bremseforingsmateriale, som har en betydelig friktionskoefficient på rørenes udvendige overflade 49. Klemmekæberne 48 føres således, at de kan forskydes i forhold til bæreorganet 45 ved hjælp af en parallellogrammekanisme 51, som består i alt væsentligt af tre parallelle 30 spændeelementer 52, der er forbundet ved hjælp af hængsler 56 med parallelle stænger 53 til drejning med en vis frigang og er forbundet til drejning med en vis frigang med klemmekæberne 48 ved hængsler 55 ved den ene side og et bæreorgan 45 ved hængsler 54 på den anden side.

4 DK 176935 B1

Til hver kæbe 48 og hvert bæreorgan 45, som er beliggende ud for hvert spæn-deelement 52, findes en kile 57, hvis kileoverflade 58 samvirker med en rulle-overflade 59 på et spændeelement 52. I klemmepositionen, hvori en fluidumcylinder 60 presser spændeelementerne 52 ind i deres klemmende position, til-5 vejebringer disse spændeelementer 52 en klemmekraft K i en klemmeretning, som danner en lille vinkel a med rørledningens 12 radiale retning. Tangens til vinklen a er fortrinsvis mindre end friktionskoefficienten b imellem en ydre overflade på en ydre kappe 49 og foringen 50.

10 Hvis tangens til vinklen a er større end friktionskoefficienten b, vil der skulle være flere spændeindretninger 50 til stede og/eller i det mindste én anden spæn-deindretning af en anden type for at fastholde rørledningen 12.

I det tilfælde, at klemmekraften på klemmekæberne 49 virker centralt, er klem-15 mekæberne 48 fortrinsvis tildannet med en indre radius, som er lidt mindre end rørstrengens 12 udvendige radius, således at overfladespændingen efter at klemmekæberne 48 er spændt fast imod rørledningen 12, fordeles stort ses ensartet over klemmeoverfladen. Der forefindes mindst to, men fortrinsvis tre, fire eller flere spændeindretninger 40.

20 I fig. 6 er der vist en række positioner for en spændekæbe 48, spændeelementer 52 og stænger 53 i forhold til et bæreorgan 45, hvori i fig. 6A forskydningen af et hængsel 54 i forhold til et bæreorgan 45 er vist i større målforhold, hvilket betyder, at der findes en bevægelsesfrihed S på f.eks. 3-4 mm og en bevægel-25 sesfrihed T på f.eks. 20 mm. Til dette formål har hængslet 58 en gummilejepu-de.

I det tilfælde, hvor der forefindes tre klemmekæber 48 pr. spændeindretning, er efter hinanden følgende spændeindretninger 40 forsat i en vinkel på 60° i for-30 hold til hinanden for at reducere den nødvendige plads.

Fig. 7 viser skematisk de efter hinanden følgende trin under virkningen af cylindrene 44, hvorunder aktiveringen eller deaktiveringen af spændeindretnin- 5 DK 176935 B1 gerne 40 er vist i den fastklemte tilstand, og i den udløsende tilstand ved hjælp af henholdsvis sorte kiler 57a og hvide kiler 57b. I fig. 7 er mindst to spændeind-retninger ad gangen altid aktiveret, hvorved disse fastholder rørledningen 12 i en fastklemt tilstand, medens de hydrauliske cylindre 44 tilvejebringer effekt 5 som slækkende fastholdelsesmidler.

Det samme er vist i fig. 8, men dog nu i kombination med en rørfortykkelse 62.

Fig. 8 viser, at det er muligt at tillade forstærkningsmidler 62 at passere igennem, uden at rørledningen 12 skal klemmes fast ved denne position.

10

Fig. 9 viser skematisk det samme som fig. 7, men på en sådan måde, at der nu kontinuerligt er tre spændeindretninger 40 i fastklemmende tilstand i stedet for to. Fastholdelseskapaciteten er i dette tilfælde 3 x 400 = 1200 ton, dvs. en højere fastholdelseskapacitet ved en lavere forskydningshastighed.

15

Fig. 9 viser, hvorledes det udløsende sæt af klemmekæber 57b genindstilles fra den udløsende position 57b til udgangspositionen 57b', hvorefter under et efterfølgende trin de samme klemmekæber fastklemmes og derefter fastholdes på allerede slækket måde.

20

Fig. 10 og 11 viser, ved hjælp af linier E, hastighederne D i m/min for de fire spændeindretninger 40 afbildet i forhold til tiden i sek. i kombination med den lukkede klemmetilstand (liniedelen F) og den åbne klemmetilstand (liniedel G).

25 De i fig. 12-16 viste udførelsesformer for spændeindretninger 40 omfatter kileformede klemmekæber 48, som hver føres i en føring 65 i en spændeindret-nings 40 ringformede ramme 66 ved brug af deres føringselement 67, og som presses ind i og ud af deres spændeposition ved hjælp af fluidumcylindre 60, som indgriber med ører 68. Hver klemmekæbe 48 har to kileflader 70, inden for 30 hvilke en rullekæde 71 forstøtter sig imod en indvendig kileflade 72 på et rammeelement 73 i det i hovedsagen triangulære ringformede bæreorgan 45. Rammeelementet 73 hælder i samme retning som kilen 48. Rullekæden 71 kan erstattes af en lige række af ruller, der er indesluttet i et aflangt rullehus.

DK 176935 B1 6

Ifølge fig. 17 fastholdes en rørstreng 12 ved hjælp af klemmekæber 48, som presses ind i deres klemmende position ved hjælp af kraftige parallelle stænger 80, som indgriber med klemmekæberne 48, og et ringformet bæreorgan 45 ved hjælp af robuste hængsler 81. Hver spændeindretnings 40 bæreorgan 45 for-5 skydes igen ved hjælp af cylindre 44.

Ved brug af spændeindretningerne 40 ifølge opfindelsen kan en tung rørstreng 12 udlægges på en havbund ved en dybde på flere kilometre. Rørledningen 12 vejer i så fald f.eks. 1200 ton, som i hvert tilfælde bæres, f.eks. af tre spænde-10 indretninger 40 samtidigt.

I de ovennævnte udførelsesformer bæres rørledningen 12 i hvert tilfælde af et bærelegeme, som er fartøjet 3, der indgår i et rørudlægningsanlæg.

15 Rørstrengen kan i alt væsentligt eller i det mindste delvis også bæres af en trunk, som har stor løftekraft, og som er placeret i vandet bag ved haleenheden 42. I dette tilfælde indgriber fluidumcylindrene 44 imellem kontaktpunkter på trunken på den ene side og spændeindretningernes 40 ringformede rammer 45 på den anden side.

20

Ifølge fig. 18 fastholdes en rørledning 12 ved hjælp af f.eks. fire sæt af klemmekæber 48, hvoraf der kun er vist et sæt, som klemmes fast på rørledningen 12 i radial retning, f.eks. ved hjælp af hydrauliske cylindre 76. Klemmekæberne 48 fastholdes her direkte ved hjælp af fluidumcylindre 44. Under fastklemningen af 25 klemmekæberne 48 ved hjælp af cylindre 76 bevæger klemmekæberne 48 sig i retning af en pil 75, medens cylindrene 44 udøver en fastholdelseskraft herpå.

Under den efterfølgende udløsning af klemmekæberne 48 trækkes de tilbage igen ved hjælp af cylindrene 44, medens rørledningen 12 fastholdes ved hjælp af tre andre sæt af klemmekæber 48. 1 30 stedet for fluidumcylindre kan der også anvendes spil med kabler, hvorved fastholdelsesenergien i de slækkende spil omdannes til elektrisk energi i f.eks. elektrogeneratorer.

7 DK 176935 B1

Opfindelsen kan også anvendes i forbindelse med andre rørledningsudleveringsmetoder end den, hvorved rørledningen udleveres i en S-form. Opfindelsen kan således også anvendes ved en metode, hvorved en rørledning er rullet op på en stor spole og afvikles herfra.

5 Rørledningen 12 kan udleveres kontinuerligt eller intermitterende fra rørlaget 1.

Ifølge fig. 19 fastholdes rørledningen ved hjælp af fire spændeindretninger 40, som hver består af to, tre eller flere spændekæber 48, der er fordelt over perife-10 rien. Hver spændekæbe 48 er forbundet via en hydraulisk cylinder 83 og to hydrauliske cylindre 84 med en ramme 82, som er fast monteret på fartøjet 3. Under normal brug er i det mindste to af spændeindretningerne 40 altid klemt fast imod rørledningen 2 og i tilfælde af et uheld mindst tre.

15 Spændeindretningernes 40 cylindre 84 tilvejebringer hovedsageligt klemmekraf-ten, men også en fastholdelseskraft, medens cylindrene 83 hovedsageligt tilvejebringer fastholdelseskraften i den fastklemmende situation.

Cylindrene 83 muliggør endvidere tilbageføring af klemmekæberne 48, når cy-20 lindrene 84 ikke er aktiverede. Disse spændeindretninger 40 er let at tilpasse til forskellige rørledningers 2 friktionskoefficienter ved at vælge udgangspositionen for klemmekæbernes 49 klemning, således at tangens til cylindrenes 84 vinkel a er mindre end denne friktionskoefficient. Hvis især der anvendes f.eks. seks klemmekæber48 pr. spændeindretning, opnås der et idealt greb i rørledningen, 25 selv i tilfælde af, at rørledningen har forskellige diametre eller varierer fra den runde form. Disse spændeindretninger kan være kompakt konstrueret med høj spændekapacitet.

Om ønsket kan rørledningen 2 udløses med sikkerhed på et hvilket som helst 30 tidspunkt, f.eks. i tilfælde af uheld, ved at deaktivere alle cylindrene 83 og 84.

Claims (10)

1. Fremgangsmåde til udlægning af en rørledning (2) på en overflade, som er placeret under vand, hvorved rørledningen fastholdes ved hjælp af 5 spændeindretninger 40a-d, som omfatter et antal spændeelementer (52), der hver strækker sig imellem i det mindste ét spændeorgan (48), som indgriber med rørledningen (12) og i det mindste ét bæreorgan (45), som er forbundet med et bærende legeme (3), der er understøttet ved hjælp af opadrettet tryk, k endetegnet ved, at i det mindste et første sæt af klemmekæber (48) 10 klemmes fast til rørledningen (12) og derefter bevæges sammen med denne fra en udgangsposition til en udløsningsposition, medens dette første sæt af klemmekæber 48 fastholdes ved hjælp af slækkende holdemidler (44), medens i det mindste et andet sæt af klemmekæber (48) frigøres fra rørledningen (12) og føres tilbage til en udgangsposition. 15

2. Anlæg (1) til udlægning af en rørledning på en overflade, som er placeret under vand, hvilket anlæg omfatter et bærelegeme, f.eks. et fartøj (3), som understøttes ved hjælp af opadrettet tryk og er forsynet med spændeindretninger (40a-d) til fastholdelse af rørledningen, hvilke spændeindretninger (40a-d) om- 20 fatter et antal spændeelementer (52), som hver strækker sig imellem i det mindste ét klemmeorgan (48), som indgriber på rørledningen (2) og i det mindste ét bæreorgan (45), som er forbundet med bærelegemet (3), som understøttes ved hjælp af opadrettet tryk, kendetegnet ved, at det omfatter i det mindste et første og i det mindste et andet sæt af klemmekæber (48), som kan 25 klemmes fast til rørledningen (2), og som kan bevæges sammen med rørledningen (12) i en fastspændt position fra en udgangsposition til en udløsningsposition, medens de er forbundet med slækkende holdemidler (44), hvilke sæt af klemmekæber er indrettet til skiftevis at blive klemt fast og udløst og i den udløste tilstand er indrettet til at blive ført tilbage fra den udløste position til 30 udgangspositionen, og at det omfatter en styreindretning til at udløse og tilbageføre i det mindste ét sæt af klemmekæber (48), medens i det mindste et andet sæt af klemmekæber (48) befinder sig i den fastklemmende position. 9 DK 176935 B1

3. Anlæg ifølge krav 2, kendetegnet ved, at spændeindretningerne (40a- d) iværksætter en klemmekraft K i en fastklemningsretning, som danner en vinkel (a) med rørledningens (12) radiale retning, hvor tangens (tan a) til denne vinkel er mindre end friktionsoverfladens (61) friktionskoefficient (b) imellem rør- 5 ledningen og klemmeorganet (48).

4. Anlæg ifølge krav 2 eller 3, kendetegnet ved, at spændeindretningerne (40a-d) omfatter et antal drejende stænger (40), som danner en lille vinkel (a) med den radiale retning.

5. Anlæg ifølge ethvert af kravene 2-4, kendetegnet ved, at spændeindretningerne (40a-d) omfatter et antal rulleelementer (52-71), som ruller over kileflader (58, 72).

6. Anlæg ifølge krav 5, kendetegnet ved, at det omfatter i det mindste ét antal rulleelementer (58), som er koblet sammen ved hjælp af i det mindste én koblingsstang, fortrinsvis ved hjælp af i det mindste to koblingsstænger (53).

7. Anlæg ifølge et eller flere af kravene 2-6, kendetegnet ved, at spæn-20 deindretningerne (52, 80) kan fjernes fra deres klemmende position ved hjælp af i det mindste én kraftenhed (60).

8. Anlæg ifølge et eller flere af kravene 2-7, kendetegnet ved, at det har et antal sæt af spændeindretninger (40a-d), som kan bæres uafhængigt af hin- 25 anden ind i og ud af deres klemmende position, og som hver fortrinsvis er forbundet med et bærelegeme via i det mindste et koblingsmiddel, f.eks. en hydraulisk cylinder (44), som har foranderlig længde.

8 DK 176935 B1

9. Anlæg ifølge et eller flere af kravene 2-8, kendetegnet ved, at der ved i 30 det mindste et fastklemningssted er anbragt mindst to, men fortrinsvis i det mindste tre sæt af spændeindretninger (40), der er fordelt over rørledningens (2) periferi med henblik på fastholdelsen. 10 DK 176935 B1

10. Anlæg ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at i det mindste én spændeindretning (40), men fortrinsvis hver spændeindretning (40) har et antal spændekæber (48), som er fordelt over rørledningens periferi, og som hver er forbundet med en bæreindretning (3) for rørledningen (2) via hy-5 drauliske cylindre (43, 44), som danner en anden vinkel med den radiale retning (fig. 19).