DE2802111B2 - Vorrichtung zum Abstützen einer in einer großen Tiefe auf dem Meeresboden verlegten Pipeline - Google Patents
Vorrichtung zum Abstützen einer in einer großen Tiefe auf dem Meeresboden verlegten PipelineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abstützen einer in einer großen Tiefe auf dem Meeresboden
verlegten Pipeline, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben und beispielsweise aus der
älteren DE-Patentanmeldung P 2747063.9-12 bekannt ist.
Bisher war die Verlegung von Pipelines im wesentlichen auf untiefes Wasser beschränkt, und man
konnte Schwierigkeiten infolge natürlicher Hindernisse auf dem Meeresgrund durch eine entsprechend
veränderte Verlegung der Pipeline umgehen. Bei dem ständig wachsenden Bedarf von zu verlegenden Pipelines
in großen Meerestiefen ist es nicht mehr immer möglich, derartige Hindernisse zu umgehen, so daß
eine Pipeline selbst über ein tiefes und breites Tal unter Wasser hängend verlegt werden muß. In der DE-Patentanmeldung
P 2 747 063.9 wird eine Vorrichtung zum Abstützen einer Pipeline vorgeschlagen, die auf
dem tiefen Meeresgrund über ein Tal hängend verlegt ist. Diese Vorrichtung umfaßt im wesentlichen eine
Wartungseinheit, die wieder verwendet werden kann und die von einem Wartungsschiff auf die hängend
anzuordnende Pipeline unter Wasser abgesenkt wird. Diese Baueinheit kann längs zwei parallelen Führungsteilen
gleitend bewegt werden, die zwischen einem Schiff und der Pipeline gespannt gehalten sind.
Ferner umfaßt die Vorrichtung eine Trageinheit, die unterhalb der Wartungseinheit lösbar mit dieser verbunden
werden kann und oberhalb der Pipeline festgespannt wird. Die Trageinheit weist seitliche Stützenbeine
zur Abstützung und zum Tragen auf, die in den Meeresgrund eingetrieben werden können. Diese
Vorrichtung macht neben dem an sich komplizierten Aufbau ein äußerst aufwendiges und umfangreiches
Vorgehen zur Installierung erforderlich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfach aufgebaute und billige Vorrichtung zu schaffen,
die auf eine schnelle und zuverlässige Art und Weise eine Abstützung einer hängend über einem Tal
verlegten Pipeline in großen Meerestiefen und zusätzlich eine absichtliche Veränderung der geometrischen
Außenkontur des hängend angeordneten Pipelineabschnitts gestattet.
Diese Aufgabe wird erfindurtgsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
■> Der Aufbau der Vorrichtung wird durch die angegebenen
Merkmale einfach, wie auch die Positionierung dadurch vereinfacht wird, daß die Vonichtung nicht
auf der in großer Meerestiefe verlegten Pipeline geführt werden muß, sondern lediglich von einem War-
I» tungsschiff auf den Meeresgrund abgesenkt werden
kann, worauf dann die Vorrichtung mittels des Unterwasserfahrzeugs unter die abzustützende Pipeline geschoben
wird. Durch die Drückeinrichtungen, die von unten an der Pipeline angreifen, kann diese in eine
ι ι optimale geometrische Form gebracht werden, so daß
Knickstellen und ungünstige Biegungen verhindert werden können.
Die Ausführungsform nach Anspruch 2 mit den Ausführungsabwandlungen nach den Ansprüchen 3
>ii und 4 ist vor allem dann geeignet, wenn der Meeresgrund,
unabhängig von einer schlammigen, sandigen oder felsigen Beschaffenheit, ausreichend gleichmäßig
ist, so daß die breite Grundplatte der Vorrichtung sicher aufsitzen kann. Insbesondere ist diese Bauweise
2j dann von Vorteil, wenn die Pipeline an einer bestimmten
Stelle unterstützt werden muß und der Abstand zwischen Meeresgrund und der hängenden
Pipeline nicht die durch die geneigte Seite mit den Zahnstangen der Vorrichtung erreichbare Höhe
so überschreitet.
Die Ausführungsform nach Anspruch 5 ist vor allem dann günstig, wenn der Abstand vom Meeresgrund
zu der zu unterstützenden, hängend angeordneten Pipeline ziemlich groß ist und eine dreieckförmige
π Konstruktion zu sperrig und zu schwer werden würde.
Wenn der Meeresgrund ziemlich uneben und felsig ist, kann nach der Weiterbildung nach Anspruch 6 die
Auflageeinrichtung an Stelle einer großen Grundplatte von vier beinförmigen Stützen gebildet werden,
-in die sich dem Gelände besser anpassen können.
Wenn andererseits der Meeresgrund ziemlich uneben, jedoch schlammig und sandig ist, ist eine Ausführungsform
nach Anspruch 7 von Vorteil. Hierbei bilden die vier Grundplatten eine einzige gelenkige
Basisfläche, die sich an die Unebenheiten des Meeresgrundes anpassen kann.
Eine hinsichtlich zuverlässiger Betriebsweise zweckmäßige Ausgestaltung ist in Anspruch 8 wiedergegeben.
ίο Beispielsweise Ausführungsformen nach der Erfindung
werden nachfolgend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Vorderansicht einer Vorrichtung,
■>■"> Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung nach
Fig. 1,
Fig. 3 eine schematische Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform, und
Fig. 4 eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 3.
Nach den F i g. 1 und 2 ist mit 1 die starre Konstruktion bezeichnet, die die Gestalt eines Dreiecks besitzt
und einen Teil der Vorrichtung zum Abstützen und Andrücken einer Pipeline 2 bildet, die hängend über
einem Tal auf dem Meeresgrund bei großen Wassertiefen angeordnet ist. Die Konstruktion umfaßt im
wesentlichen zwei dreieckförmige Rahmen, die jeweils einen geneigten Träger oder eine geneigte
28 02 1 I 1
Seite 3, eine Grundseite oder einen Gruridträger 4, einen Abstützträger oder eine Abstützseite 5 und
Versteifungsstreben 6 aufweisen, die parallel miteinander über Verbindungsstreben 7 verbunden sind (in
Fig. 1 ist ein einziger Rahmen gezeigt und der andere liegt dazu koplanar). An den gegenüberliegenden Flächen
der geneigten Seiten 3 der Konstruktion ist eine Längsführung 8 für zwei seitliche Ansätze 9 einer
keilförmigen Backe 10 ausgebildet, und es sind zwei Zahnstangen 11 vorgesehen, die mit zwei nicht umkehrbaren
Klauen 12 zusammenarbeiten, die an der keilförmigen Backe 10 angelenkt und durch Federn
13 vorbelastet sind, so daß sich die keilförmige Backe nur längs der geneigten Seiten 3 nach oben bewegen
und nicht rückwärts nach unten rutschen kann. Die keilförmige Backe wird unter Führung durch die geneigten
Seiten 3 über eine in der Zeichnung nicht dargestellte Zugeinrichtung nach oben gedrückt, die an
derselben Konstruktion oder an einem Unterwasserfahrzeug angebracht ist. Diese wirkt über ein Seil 14,
das an einem Ende an der keilförmigen Backe befestigt ist, um eine erste leerlaufende Seilscheibe 15
läuft, die auf einer Achse 16 angebracht ist, die von den oberen Enden der geneigten Seiten 3 der Konstruktion
getragen wird, und dann um eine zweite leerlaufende Seilscheibe 17 läuft, die um eine Achse
18 angebracht ist, die von den unteren Enden der geneigten Seiten 3 getragen wird. In Fig. 1 ist ebenfalls
ein Ring 19 gezeigt, der mit dem anderen Ende des Seiles 14 fest verbunden ist, um eine Verbindung mit
dem Zugmechanismus eines Unterwasserfahrzeuges zu erleichtern. Unterhalb der Basisseite 4 der dreieckförmigen
Konstruktion ist eien breite Grundplatte 20 befestigt, die Ränder 21 besitzt, die ein Schleppen
und Ziehen der Konstruktion unter die hängend angeordnete Pipeline unter Zuhilfenahme eines Unterwasserfahrzeugs
erleichtern, die abgestützt werden soll.
Die Installation und die Funktionsweise der zuvor beschriebenen Vorrichtung wird im folgenden näher
erläutert, wobei das Gewicht der Vorrichtung im Wasser mit Hilfe von wieder verwendbaren oder
überflutbaren Schwimmeinrichtungen nahezu auf Null reduziert wird. Die wieder verwendbaren oder
überflutbaren Schwimmeinrichtungen sind in der Zeichnung nicht gezeigt.
Wenn ein Unterwasserfahrzeug die Anordnung und Gestalt der über ein Tal unter Wasser hängenden
Pipeline ermittelt hat, werden die Beanspruchungen so durchkalkuliert, daß man die Stelle für das Abstützelement
und die Größe der auf die Pipeline auszuübenden, nach oben gerichteten Bewegung ermitteln
kann, so daß man der Pipeline eine optimale geometrische Gestalt geben kann. Dann wird die
dreieckförmige Konstruktion von einem Wartungsschiff auf den Meeresgrund in der Nähe der hängend
angeordneten Pipeline abgesenkt und mit Hilfe eines Unterwasserfahrzeuges in Richtung auf die Pipeline
bewegt, bis die geneigten Seiten der Konstruktion in Berührung mit der Pipeline kommen. Dann wird die
Zugeinrichtung betätigt, die über das Seil und die Seilscheiben auf die keilförmige Backe eine Druckkraft
nach oben ausüben, die gleich der ermittelten Beanspruchung ist.
Die möglicherweise unter dem Gewicht der zu Testzwecken mit Wasser gefüllten Pipeline auf dem
Meeresgrund erzeugten Auswirkungen, bei denen sich möglicherweise die Pipeline von dem Abstützelement
nach der Durchführung der Prüfung trennen kann, lassen sich nun auf einfache Art und Weise mit Hilfe
derselben Vorrichtung ausgleichen, indem man die keilförmige Backe weiter nach oben anhebt. In den
Fig. 3 und 4 ist eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung zum Abstützen und Andrücken einer
Pipeline 2 gezeigt, die über einem Tal auf dem Meeresgrund in großen Wassertiefen hängend angeordnet
ist, wobei das Tal verhältnismäßig tief ist.
Diese Vorrichtung umfaßt eine starre Konstruktion 22 mit einer kastenähnlichen Gestalt, in der eine vertikal
angeordnete hydraulische und pneumatische Kolbenstange 23 untergebracht ist. Der Kolben 24
der Kolbenstange trägt an seinem freien Ende einen Auflagerblock 25, der bei Blickrichtung von vorne einen
V-förmigen Querschnitt und in Längsrichtung ein bogenförmig gekrümmtes Profil besitzt, so daß er unterhalb
der Pipelines auch bei verschiedenen Durchmessern derselben zur Anlage kommen kann. An den
gegenüberliegenden Flächen des Kolbens 24 sind Zahnstangen 26 vorgesehen, die mit nicht umkehrbaren
Klauen 27 zusammenarbeiten, die durch Federn vorbelastet unter der Konstruktion 22 schwenkbar
angebracht sind, so daß der Kolben sich nur nach oben und nicht in Umkehrrichtung nach unten bewegen
kann. Zwei lange Begrenzungsstäbe 28, die nach oben gerichtet sind, sind über Bolzen 29 an Tragbügeln 30
angelenkt, die ein Stück mit den beiden Stirnseiten der kastenförmigen Konstruktion 22 bilden und die
über Ausgleichsfedern 31 mit der Betätigungseinrichtung der Kolbenstange 23 verbunden sind. Dieser
schematisch in der Zeichnung in gebrochenen Linien 32 eingetragene Mechanismus arbeitet im wesentlichen
über zwei Einlaßventile für die Kolbenstange 22, über die unter Druck stehendes Fluid eintritt, das in
dem Vorratsbehälter 33 enthalten ist, der an der kastenähnlichen Konstruktion 22 angebracht ist.
Die Ventile werden durch die Begrenzungsstäbe 28 geöffnet, wenn beide Begrenzungsstäbe auf der hängend
angeordneten Pipeline anliegen, wenn diese ihre Bolzen 29 bei einer weitergehenden Schleppbewegung
der Vorrichtung durch eine Unterwasserfahrzeug verdreht werden. In Fig. 3 sind ebenfalls die
Ringe 34 gezeigt, die zur Verbindung der Vorrichtung mit sinem Unterwasserfahrzeug dienen, die die Vorrichtung
ziehen muß.
Eiiine in der Zeichnung mit gebrochenen Linien dargestellte breite Grundplatte 35 ist an dem Boden 36
der kastenähnlichen Konstruktion 22 befestigt. Alternativ hierzu kann mit der Bodenwandung 36 auch eine
Platte 37 fest verbunden sein, an der über Bolzen 38 vier teleskopartig verstellbare beinförmige Stützen
angehängt sind, deren Höhe veränderlich ist. Jede beirirörmige Stütze (in der Zeichnung sind nur zwei
davon gezeigt, da die anderen beiden coplanar dazu liegen) wird von einem stabförmigen Teil 39 mit Bohrungen
40 gebildet, das bei 38 an der Platte 37 angelenkl:
ist und das in einen Hohlkörper 41 eingeführt ist, in dem es in seiner Lage durch einen durchgesteckten
Stift 42 blockiert ist, der in eine der Bohrungen 40 <fes stabförmigen TeUs eingesteckt ist. Die freien
unteren Enden der Hohlkörper 41 sind dann gegenseitig paarweise über verstellbare Haken 43, die in
Fig. 3 schematisch mit gebrochenen Linien eingetragen sind, verbunden. Alternativ hierzu können sie
auch über Bolzen 44 jeweils an einem Tragbügel 45 angelenkt sein, der in der Mitte an einer Grundplatte,
die x, B. bei 46,47,48 und 49 angeschweißt ist, ange-
bracht ist. Vier Grundplatten 46 bis 49 sind wechselweise längs zwei ihrer Seiten gelenkig verbunden, so
daß sie im wesentlichen eine einzige gelenkige Grundplatte bilden. Insbesondere ist die Grundplatte 47 mit
der angrenzenden Platte 46 über einen Bolzen 50 (siehe Fig. 3) gelenkig verbunden, der längs der
Achse der Pipeline 2 ausgerichtet ist, und ist ebenfalls mit der angrenzenden gleichen Platte 49 über einen
Bolzen 51 gelenkig verbunden, der senkrecht zu dieser Achse ausgerichtet ist.
Bei 52 ist in der Zeichnung ein Schwimmer gezeigt, dessen Aufgabe darin besteht, das Restgewicht der
Vorrichtung im Wasser nahezu auf Null herabzudrükken, um das Vertäuen mit dem Unterwasserfahrzeug
zu erleichtern. Der Schwimmer bzw. die Schwimmereinrichtung ist so ausgebildet, daß sie wieder abge-
nommen oder mit Wasser durchspült werden kann, wenn die Vorrichtung ihre Position unter der zu stützenden
Pipeline erreicht hat.
Hinsichtlich Installation und Funktion ist die Vorrichtung im wesentlichen der zuvor beschriebenen
Vorrichtung ähnlich. Bei der zuletzt genannten Vorrichtung jedoch kann durch die Betätigung der Kolbenstange
23 über den Kolben eine solche Druckkraft auf die hängend angeordnete Pipeline aufgebracht
werden, daß die Druckkraft gleich der ermittelten Beanspruchung ist, wobei man hierzu den Druck, den
man in den beiden Kammern vorbestimmt hat, ausnutzen kann, so daß diese Betätigung automatisch
über dieselbe Positioniereinrichtung erfolgen kann, d. h. durch dieselben Begrenzungsstäbe 28, ohne daß
man Steuereinrichtungen von außen benötigt.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
1. Vorrichtung zum Abstützen einer in einer großen Tiefe auf dem Meeresboden verlegten
Pipeline, wobei
a) diese
al) über einen auf dem Meeresboden liegendes
Teil hängend angeordnet und
a2) dort abgestützt ist, und
a2) dort abgestützt ist, und
b) zur Abstützung der Pipeline eine von einem Schiff auf dem Meeresgrund absertkbare
starre Konstruktion dient, die
bl) eine bewegliche Trageinrichtung,
b2) eine diese in der Endposition verriegelnde Blockiereinrichtung, und
b3) eine Auflageeinrichtung zur Abstützung der
Konstruktion auf dem Meeresgrund aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß
c) Schwimmeinrichtungen vorgesehen sind, die
el) das Restgewicht der starren Konstruktion im abgesenkten Zustand nahezu auf Null
reduziert,
c2) und
c2.1) entweder wieder verwendbar
c2.2) oder von Wasser durchströmbar sind,
d) die starre Konnstruktion
dl) von einem Unterwasserfahrzeug unter die über dem Tal hängende Rohrleitung geschleppt
wird,
d2) eine Positioniereinrichtung, die dann in der Mitte unterhalb der hängenden Pipeline
liegt,
d3) zusätzlich zu den Trag- noch bewegliche Drückeinrichtungen zur gemeinsamen Beaufschlagung
der Pipeline von unten und
d4) Blockiereinrichtungen zum Festlegen sowohl der beweglichen Trag- als auch der
beweglichen Drückeinrichtungen aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
a) die einzige starre Konstruktion (1) eine dreieckförmige Kontur hat,
b) die Positioniereinrichtung von einer geneigten Seite (3) der dreieckförmigen Konstruktion
gebildet ist, die
bl) von einem Unterwasserfahrzeug soweit schleppbar ist, bis sie in Berührung mit der
hängend angeordneten Pipeline (2) kommt, und
b2) die an den inneren Seitenkanten zwei Zahnstangen (11) aufweist,
c) die bewegliche Einrichtung zum Abstützen und Andrücken von einer keilförmigen
Backe (10) gebildet ist, die
el) längs der geneigten Seite (3) mit den Zahnstangen
(11) der Konstruktion (1) mit dreieckförmiger Gestalt mit Hilfe eines Zugmechanismus
über ein Seil (14),
cl.l) das ein Stück mit der keilförmigen Backe
(10) bildet und
c 1.2) um zwei leerlaufende Seilscheiben (16,17) läuft, gleitend geführt ist, die an den Enden
der geneigten Seite (3) angelenkt sind,
d) die Sperre von zwei nicht umkehrbaren Klauen (12) gebildet ist, die
dl) an der Seite angebracht sind und
d2) mit den Zahnstangen (11) der geneigten Seite (3) der dreieckförmigen Konstruktion
(1) zusammenwirken, und
e) die Auflageeinrichtung eine große Grundplatte (20) umfaßt, die
el) an der Basisseite (4) der dreieckförmigen Konstruktion (1) befestigt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die keilförmige Backe (10)
längs der geneigten Seite (3) mit den Zahnstangen (11) der dreieckförmigen Konstruktion (1) über
einen verstellbaren Federmechanismus gleitend geführt ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die keilförmige Backe (10)
längs der geneigten Seite (3) mit den Zahnstangen (11) der dreieckförmigen Konstruktion (1) über
einen hydraulisch und pneumatisch betätigbaren Mechanismus gleitend geführt ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
a) die einzige starre Konstruktion von einer kastenähnlichen Konstruktion (22) gebildet
wird,
al) in der eine hydraulisch und pneumatisch betätigbare Kolbenstange (23) vertikal angeordnet
ist,
b) die Positioniereinrichtung von zwei langen Begrenzungsstäben (28) gebildet wird, die
bl) nach oben ausgerichtet sind,
b2) an zwei Seiten der kastenförmigen Konstruktion (22) angelenkt
b3) und miteinander über Ausgleichsfedern (31) mit einem Betätigungsmechanismus
der hydraulisch und pneumatisch betätigbaren Kolbenstange (23) verbunden sind,
c) die Kolbenstange (23) nur dann betätigt wird, wenn infolge der Schleppbewegung
der Konstruktion durch ein Unterwasserfahrzeug beide Stangen (28) in Berührung mit der hängend angeordneten Pipeline (2)
kommen,
d) die bewegliche Abstütz- und Andrückeinrichtung von demselben Kolben (24) der
hydraulisch und pneumatisch betätigbaren Kolbenstange (23) gebildet wird, der
dl) nach oben beweglich ist,
d2) mit Zahnstangen (26) versehen ist,
d2.1) die an gegenüberliegenden Flächen des
Kolbens (24) angeordnet sind, und
d3) an der Oberseite in einen Auflageblock (25)
d3) an der Oberseite in einen Auflageblock (25)
übergeht,
d3.1) der die hängend angeordnete Pipeline (2) von unten abstützt,
d3.1) der die hängend angeordnete Pipeline (2) von unten abstützt,
e) die Sperre von nicht umkehrbaren Klauen (27) gebildet wird, die
el) von der kastenförmigen Konstruktion (22)
getragen werden und
e2) mit den Zahnstangen (26) an dem Kolben
e2) mit den Zahnstangen (26) an dem Kolben
(24) zusammenarbeiten, und
f) die Auflageeinrichtung von einer großen Grundplatte (47) gebildet wird,
f 1) die an der Bodenwandung (36) der kastenförmigen Konstruktion (22) befestigt ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageeinrichtung (4)
beinförmige Stützen (41) umfaßt, die ieieskopar-
tig in ihrer Höhe verstellbar und an der Bodenwandung (36) der kastenförmigen Konstruktion
(22) angelenkt sind, und daß das free Ende der beinförmigen Stützen (41) miteinander paarweise
über zwei verstellbare Haken (43) verbunden ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageeinrichtung (4) teleskopartig
verstellbare beinförmige Stützen umfaßt, die jeweils an einem Ende an der
Bodenwandung (36) der kastenähnlichen Konstruktion (22) angelenkt und an dem anderen
Ende mit einer Grundplatte (27) verbunden sind, und daß die vier Grundplatten (46 bis 49) ihrerseits
miteinander längs zweier ihrer Längsseiten gelenkig verbunden sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (24)
durch eine verstellbare Federeinricl.tung nach oben gedruckt wird, um die hängend angeordnete
Pipeline (2) abzustützen und mit einer Kraft zu beaufschlagen.
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