DE2918110A1 - Trommel-rohrlegeschiff mit eigenantrieb - Google Patents

Description

Trommel-Rohrlegeschiff mit Eigenantrieb

Die Erfindung betrifft« ein mit Rohrstranghaspel bzw. -trommel ausgerüstetes Rohrlegeschiff mit Eigenantrieb, insbesondere ein dynamisch positionierbares Rohrlegeschiff dieser Art, bei dem eine Rohrhaspel oder-trommel und die zugeordneten Rohrhandhabungsausrüstungen in die Schiffskonstruktion integriert sind.

Das erfindungsgemäße Schiff ist speziell für die Aufnahme einer dauerhaft montierten Rohrtrommel ausgelegt, die erheblich größer ist als die bisher bekannten oder angewandten Trommeln zum Verlegen von Rohrsträngen und mit welcher Rohrleitungen mit erheblich größerem Durchmesser als bisher verlegt werden können.

Zum Verlegen von Unterwasser-Rohrleitungen, z.B. für die Förderung von Erdöl und/oder Erdgas von Küstengewässerbohrstellen (z.B. im Golf von Mexico) wird derzeit üblicherweise eines von zwei gebräuchlichen Verlegeverfahren angewandt. Beim ersten, sog. "Stovepiping"-Verfahren wird eine Rohrleitung an Deck eines Verlegeboots durch Zusammenschweißen einzelner Rohrstücke hergestellt, wobei die Rohrleitung sodann vom Boot aus ins Wasser gelassen wird. Jedes Rohrstück ist dabei etwa 12,2 m oder 24,4 m lang. Der Verlegevorgang muß dabei periodisch unterbrochen

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werden, damit an den Rohrstrang neue Rohrstücke angeschweißt werden können. Dieses Verfahren macht es erforderlich, daß qualifizierte Schweißer mit ihrer vergleichsweise sperrigen Ausrüstung die Mannschaft des Rohrlegeschiffs während des gesamten Rohrlegevorgangs begleiten, wobei alle Schweißarbeiten an Ort und Stelle, d.h. an Bord und häufig unter ungünstigen Wetterbedingungen durchgeführt werden müssen. Zudem ist dieses Montageverfahren vergleichsweise langsam; selbst' eine erfahrene Mannschaft kann dabei am Tage nur etwa 3,2 km Rohrleitung verlegen. Hierdurch wird der gesamte Arbeitsvorgang abhängig von Wetterbedingungen, die zu beträchtlichen Verzögerungen und Erschwerungen der Arbeitsbedingungen führen können.

Das andere übliche Verfahren ist das Haspeloder Trommelverlegeverfahren, bei dem ein Rohrstrang um die Nabe einer an Deck eines Verlegeboots montierten Haspel oder Trommel herumgewickelt ist. Der Rohrstrang wird dabei normalerweise an einem Küstenstützpunkt auf die Haspel oder Trommel aufgespult, so daß kurze Rohrstücke unter geschützten und kontrollierten Bedingungen zur Bildung eines ununterbrochenen Rohrstrangs, der dann auf die Trommel aufgespult wird, zusammengeschweißt werden können. Das Verlegeboot wird hierauf zu einer Küstengewässer-Verlegeposition geschleppt, und die Rohrleitung ^h wird zwischen Anschlußstellen von der Trommel abgespult. Dieses Verfahren weist gegenüber dem "Stovepiping"-Ver- I fahren zahlreiche Vorteile auf, nämlich u.a. erhöhte Ge- | schwindigkeit (1,6 - 3,2 km Verlegestrecke pro Stunde), niedrigere Betriebskosten (z.B. kleinere Schwe.ßmann- |

schaft und weniger Schweißgeräte an Bord des Verlegeboots) | sowie geringere Wetterabhängigkeit.

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Die Technik der Verlegung von Unterwasser-Rohrleitungen für Strömungsmittel wurde in den Jahren nach 1940 in England zuerst angewandt. Im Sommer 1944 wurden elektrisch zusammengeschweißte Stahlrohre mit einem Nenn-Bohrungsdurchmesser von 76 mm (3") um schwimmende Trommeln herumgewickelt. Das eine Ende des Rohrs wurde dabei mit einem Abschluß- oder Endpunkt verbunden, und das Rohr wurde von der Trommel abgespult, während diese über den Ärmelkanal geschleppt wurde. Auf diese Weise wurden Rohrleitungsverbindungen zwischen Kraftstoffdepots in England und Verteilerstellen auf dem europäischen Festland zur Unterstützung und Versorgung der alliierten Invasionstruppen in Europa hergestellt. (Vgl. J. S. Bl·air, "Operation Pluto: The Hamel Steel Pipelines", Transactions of the Institute of Welding, Februar 1946).

Der allgemeine Grundgedanke der Rohrverlegung von Rollen oder Trommeln aus ist auch in der GB-PS 601 offenbart, die vorschlägt, Rohrstücke im Herstellerwerk miteinander zu verbinden und auf eine auf einem Lastkahn oder Schiff montierte Trommel aufzuspulen. Der beladene Lastkahn (Leichter) sollte dann zur vorgesehenen Stelle auf See geschleppt oder gefahren werden, und das Rohr sollte von der Trommel abgespult werden, indem das eine Ende des Rohrs festgelegt und das Wasserfahrzeug vom Festlegungspunkt hinweg geschleppt wird.

Während sich die in der GB-PS 601 103 beschriebenen und während der "Operation Pluto"' tatsächlich angewandten Techniken für die vorgesehenen Zwecke in Kriegszeiten eigneten, fand bis nach dem 2. Weltkrieg keine weitere Entwicklungsarbeit oder industrielle bzw. kommerzielle Anwendung der Techniken für das Verlegen von Rohrleitungen von Rollen oder Trommeln in Küstengewässern statt. Nach einer Pause von etwa 15 Jahren wurden die Forschungen auf dem Gebiet der Rohrleitungsverlegung von Rollen aus erneut aufgenommen und z.B. von der Firma Gurtler, Hebert & Co.,

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Inc., New Orleans, Louisiana/V.St.A., fortgeführt. Bis 1961 hatte diese Firma diese Rohrverlegungstechnik in solchem Maß weiterentwickelt, daß sie zu einem industriell brauchbaren und zweckmäßigen Verfahren zum Verlegen von Rohrleitungen für die Küstengewässer-Erdölindustrie wurde, das mit dem herkömmlichen Rohrverlegungsverfahren ("Stovepiping"-Verfahren) wettbewerbsfähig war. Der erste einsatzfähige Rohrlegerollen-Leichter (ü-303) wurde von der Firma Aquatic Contractors and Engineers, Inc., einer Tochterfirma der oben genannten Firma, im Jahre 1961 gebaut. Dieses Wasserfahrzeug verwendete eine große Trommel mit lotrecht stehender Achse, die mit waagerecht liegenden Flanschen dauerhaft am Wasserfahrzeug montiert war (sog. "Horizontaltrommel"). Zum Aufspulen der Rohrleitung auf die Trommel und zum Begradigen der Rohrleitung beim Abspulen wurde eine kombinierte Begradigungs-Richtspulmaschine verwendet. Die U-303 wurde erstmals im September 1961 im Golf von Mexiko vor der Küste von Louisiana für die industrielle Verlegung von Rohrleitungen eingesetzt, wobei mit ihrer Hilfe in den Jahren nach 1960 erfolgreich mehrere 100.000 m Rohrleitung mit Durchmessern bis zu etwa 150 mm verlegt wurden. Dieses Rohrlegeschiff ist beispielsweise in den US-PS"en 3 237 438 und 3 372 461 beschrieben.

Die derzeit im Golf von Mexiko in Einsatz befindliche Nachfolgerin der U-303, nämlich die "Chickasaw", benutzt ebenfalls eine große, dauerhaft montierte, horizontale Trommel, die somit nicht ohne weiteres von einem Trägerfahrzeug auf ein anderes umsetzbar ist. Verschiedene Merkmale dieses Wasserfahrzeugs finden sich in den folgenden US-PS'en: 3 630 461, 3 641 778, 3 680 432, 3 712 100.

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Für die übliche Rohrleitungsverlegung von Haspeln oder Trommeln aus sind neben der eigentlichen Trommel bestimmte Rohrleitungs-Handhabungsausrüstungen erforderlich. Ein wesentlicher Ausrüstungsteil ist dabei ein

Begradigungsmechanismus. Dieser kann die Form einer Reihe ;

von Rollen oder Führungen oder sonstigen Elementen besitzen, \)

welche auf die Rohrleitung eine ausreichend große Gegen- ^

biegungskraft ausüben, um jegliche Restkrümmung der Rohr- ty leitung zu beseitigen, so daß diese nach dem Abspulen im ja wesentlichen gerade auf dem Meeresboden zu liegen kommt. 1< Bei den vorher beschriebenen, frühesten Geräten waren :' keine derartigen Rohrkonditioniervorrichtungen vorgesehen. :-;

Die US-PS 3 982 402 beschreibt eine Vorrichtung

zum Verlegen einer Rohrleitung von einer Vertikaltrommel ; aus, bei welcher die Rohrkonditionier- bzw. Vorbereitungsvorrichtung schwenkbar ist, um den Abhebewinkel der Rohr- .'., leitung relativ zur Horizontalen (z.B. relativ zum Deck μ eines Schiffs) als Funktion der Wassertiefe, in welcher ή die Rohrleitung verlegt werden soll, einzustellen. Diese ^ Konstruktion bietet besondere Vorteile insbesondere bei '4 Anwendung der Rohrlegevorrichtung auf ein selbstfahren- ν des Schiff, wie dasjenige gemäß der Erfindung,-das zu Ά verschiedenen Ein satzstellen zu fahren vermag und unter- ; schiedlichen Anforderungen bezüglich Rohrgröße und/oder ^i:- Verlegungstiefe genügen muß. U

Ein früher Entwurf für ein Trommel-Rohrlegeschiff

ist von Goren u.a. in "The Reel Pipelay Ship - A New ^

Concept", Offshore Technology Conference Proceedings, π

Mai 1975 (Papier No. OTC 2400), beschrieben. Diese, im ti

folgenden als OTC-Papier bezeichnete Veröffentlichung be- i§

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schreibt die Vorteile und Betriebsmerkmale bzw. -eigenschaften eines vorgeschlagenen Trommel-Rohrlegeschiffs. Die Baukosten für ein solches Schiff wurden jedoch auf etwa 100.000.000 Dollar geschätzt; im Gegensatz dazu befindet sich das zu beschreibende Schiff gemäß der Erfindung gegenwärtig im Bau, wobei Baukosten von weniger als einem Drittel des obigen Kostenanschlags vorausge- j

setzt werden. Die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten j

für ein Schiff der im OTC-Papier beschriebenen Art (die mit großem Aufwand durch oder für die Anmelderin durchgeführt wurden) wurden später in zahlreichen wesentlichen Punkten erheblich revidiert, wobei wesentliche Änderungen und Verbesserungen mit dem Ziel der Schaffung einer völlig verschiedenen, im folgenden zu beschreibenden Konstruktion eines Trommel-Rohrlegeschiffs vorgenommen wurden. Dieses neuartige Rohrlegeschiff unterscheidet sich bezüglich des Grundgedankens, der Konstruktionsmerkmale, der Betriebsart oder Arbeitsweise und der Betriebsergebnisse ganz erheblich von dem im OTC-Papier beschriebenen Schiff.

Derzeit besteht in der Küstengewässer-Erdölindustrie eine zunehmende Notwendigkeit für die Verlegung von Rohrleitungen, sowohl einzeln als auch in Mehrfachleitungsbündeln, in tiefen und rauhen Gewässern sowie an weit von VerscrgungsStützpunkten entfernten Stellen. Das dynamisch positionierbare Rohrlegeschiff gemäß der Erfindung stellt nun eine neuartige und vom bisherigen verschiedene Möglich" keit für die Berücksichtigung dieser Notwendigkeiten dar.

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Da das erfindungsgemäße Rohrlegeschiff mit Eigenantrieb versehen ist, entfällt praktisch die Notwendigkeit für Unterstützungs- bzw. Versorgungsschiffe, wie Schlepper und Versorgungsboote, die bei den nach den vorher genannten Verfahren arbeitenden bisherigen Rohrlegeschiffen möglich sind. Das erfindungsgemäße Rohrlegeschiff ist außerdem sehr wendig, und es vermag Rohrleitungen in Gewässern zu verlegen, die weit von etwaigen Versorgung- ■ basen entfernt sind.

Weiterhin kann mit dem erfindungsgemäßen Rohrlegeschiff die Rohrleitung auch in tiefem Wasser verlegt werden, wo der Einsatz der bisherigen "Stovepiping"- oder Trommel-Rohrlegeschiffe äußerst schwierig oder sogar unmöglich ist. Dieses Merkmal des erfindungsgemäßen Schiffs ist einer die Rohrkonditioniervorrichtung am Heck des Schiffes tragenden, einstellbaren Rampenanordnung zuzuschreiben, die so verstellbar ist, daß die Rohrleitung unter einem sehr steilen Eintrittswinkel von bis zu etwa 60° in das Wasser eintreten kann, während die bisherigen Rohrlegeschiffe auf einen Eintrittswinkel von etwa 15° beschränkt sind. Infolgedessen kann das erfindungsgemäße Schiff ohne Ausleger (stinger) arbeiten, der bei den bisherigen Schiffen dieser Art benötigt wird und dessen Wegfall zur Fähigkeit des erfindungsgemäßen Schiffs beiträgt, auch in rauhem Wetter arbeiten zu können.

Ein besonderes Merkmal des erfindungsgemäßen Schiffs liegt in seiner Rumpfkonstruktion. Zur Aufnahme der Last der Trommel und des gesamten, auf sie aufgespulten Rohrstrangs verwendet das Schiff eine neuartige Konstruktion, welche seine Längsfestigkeit verbessert, die Trommel in einer Höhe lagert, welche die Verwendung

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einer Tronunel maximaler Größe zuläßt, und die überdeckte Deckslagerfläche vergrößert.

Ein anderes Merkmal dieses Schiffs besteht darin, daß die Trommelnabe als Ballastraum benutzbar ist. Um die Rollbewegung des Schiffs möglichst klein zu halten und sicherzustellen, daß die Hauptpropeller sowie die Schubantriebe genügend tief in das Wasser eintauchen, um einen wirtschaftlichen bzw. wirksamen und kavitationsfreien Betrieb zu ermöglichen, muß der Tiefgang beim Abspulen des Rohrstrangs konstant auf oder nahe der Lasttiefganglinie gehalten werden. Zu diesem Zweck muß der Rumpf beim Abspulvorgang mit Wasser geflutet werden. Wenn die Ballasttanks im Doppelboden mit Wasser geflutet werden, wird der Gesamtschwerpunkt des Schiffes (KG) tiefer gelegt, was zu einer Erhöhung der statischen Stabilität (GM) führt. Durch eine Vergrößerung des GM-Faktors und somit der Schiffsstabilität wird die Eigenperiode der Rollbewegung verkleinert und somit die Rollbewegung vergrößert, die unter Seegangsbedingungen zu erwarten ist, unter denen das Schiff noch einsatzfähig sein soll. Um diese Vergrößerung des GM-Faktors möglichst klein zu halten, kann beim Abspulen des Rohrstrangs von der Trommel in die in der Trommelnabe vorgesehene Ballastkammer zusätzliches Ballastwasser in solcher Menge eingeführt werden, daß ein teilweiser oder vollständiger Ausgleich für das Gewicht des über das Heck verlegten Rohrstrangs geschaffen wird.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines verbesserten, auch in vergleichsweise schwerem Seegang und in tiefen Gewässern einsatzfähigem Rohrlegeschiffs, das mit einer Rohrstrangtrommel und Eigenantrieb ausgestattet ist.

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Diese Aufgabe wird durch die in den beigefügten Patentansprüchen gekennzeichneten Merkmale gelöst.

In der folgenden Beschreibung haben die nachstehend aufgeführten Ausdrücke folgende Bedeutung:

1. eine "Windung" ist die eine volle Umdrehung || auf der Trommel einnehmende Länge des Rohrstrangs; $

2. eine "Windungslage" besteht aus einer Anzahl |:j von Windungen, die über die volle oder praktisch volle ;■? Breite der Trommel eine Rohrstranglage bilden.

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Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: \i

Fig. 1 eine Ansicht der Steuerbordseite eines Trommel-Rohrlegeschiffs mit Merkmalen nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Aufsicht auf das Schiff gemäß ■

Fig. 1, Λ

Fig. 3 eine Aufsicht auf die Hauptinnenboden-Rumpf konstruktion bei der Ausführungs*- form nach Fig. 1,

Fig. 4 ein Profil der Hauptrumpfkonstruktion ν bei der Ausfuhrungsform nach Fig. 1, A mit weggelassener Beplankung, ,;:

■ - 17 -

Fig. 5 einen in vergrößertem Maßstab

gehaltenen Mittschiffs-Querschnitt durch den Schiffsrumpf, beispielsweise längs der Rumpfposition FR 25

gemäß Fig. 3 und 4,

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung der Rippen- bzw. Gerüstkonstruktion des Schiffsrumpfs, bei welcher die Decksund Zwischendecksbeplankung zwischen den Rumpfpositionen FR 9 und FR 49 weggelassen ist,

Fig. 7A eine zur Darstellung der inneren Verstrebung teilweise im Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 7B gehaltene steuerbordseitige Ansicht der Rohrlegetrommel,

Fig. 7B eine Teilschnittansicht der Trommel längs der Linie B-B in Fig. 7A,

Fig. 8A eine Aufsicht auf eine Ausführungsform der Lüftungsleitungsanlage des Trommelballastsystems,

Fig. 8B eine Ansicht, in Richtung der Pfeile B-B in Fig. 8A gesehen,

Fig. 8C eine Ansicht, in Richtung der Pfeile C-C in Fig. 8A gesehen,

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Fig. 9A eine Schnittansicht der Trommelwelle mit zugeordneter Rohrleitung für eine andere Ausführungsform der Trommelballastanlage,

Fig. 9B eine Schnittansicht der Lenzventilanordnung an der Trommelnabe bei der Ausführungsform nach Fig. 9A,

Fig. 1OA eine Aufsicht auf die steuerbordseitige Trommellageranordnung und eine Ausführungsform eines steuerbordseitigen Trommellager-Entlastungsmechanismus,

Fig. 1OB einen Schnitt längs der Linie B-B in Fig. 1OA,

Fig. 10C einen Teilschnitt längs der Linie C-C in Fig. 10B,

Fig. 11A und 11B eine Aufsicht bzw. eine Seitenansicht der in der Nähe des Hecks des Schiffes gemäß Fig. 1 und 2 angeordneten Stützrampenanordnung,

Fig. 12A eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Seitenansicht einer Nivellier- bzw. Riehtspulführung, wie sie im strichpunktierten Kasten 12 gemäß Fig. 11B angedeutet ist,

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Fig. 12B eine Ansicht des steuerbordseitigen Abschnitts der Rampe und der Führung, im Schnitt längs der Linie B-B in Fig. 12A,

Fig. 12C einen in vergrößertem Maßstab gehaltenen Schnitt längs der Linie C-C in Fig. 12B,

Fig. 13A und 13B eine Aufsicht bzw. eine steuerbordseitige Seitenansicht der Richtspul-Trägeranordnung,

Fig. 14A eine in vergrößertem Maßstab gehaltene steuerbordseitige Seitenansicht einer Richtspul-Rollenwagenanordnung, wie sie im strichpunktierten Kasten 14 gemäß Fig. 13B veranschaulicht ist,

Fig. 14B eine Ansicht der Anordnung gemäß Fig. 14A, in Richtung der Pfeile B-B in Fig. 14A gesehen,

Fig. 14C eine Aufsicht auf die Anordnung nach Fig. 14A, in Richtung der Pfeile C-C in Fig. 14B gesehen,

Fig. 15A bis 15C eine Aufsicht, eine Seitenansicht bzw. eine Stirnseitenansicht der Nivellier- bzw. Richtspul-Antriebsanordnung,

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Pig. 16 eine schematische Darstellung dör Ä

Ruderhacke (skeg) und der Propeller :;;; bzw. Schrauben des Schiffs, ΐί

Fig. 17 eine graphische Darstellung der fs

Beziehung zwischen der Breite (beam) I'

eines Trommel-Rohrleqeschiffs und |

dem GMT'-Faktor und %

φ Fig. 18 eine perspektivische Ansicht der ||;

Rohrführungsanordnung, nach achtern ;|

ty gesehen. ||

Die etwa maßstabsgerecht gehaltenen Fig. 1 bis 5, ^

7A und 7B, iOA bis 1OC, 11A und 11B, 12A bis 12C, 13A ^

und 13B sowie 14A bis 14C stammen aus den Werkskonstruktions- 3

zeichnungen. In diesen Zeichnungen sind die einzelnen Bau- S]

teile jeweils im wesentlichen proportionsgerecht gehalten. ^

1. Rumpfkonstruktion (Fig. 1 bis 6) ^

Das allgemein mit 10 bezeichnete Trommel-Rohrlegeschiff ist für den Transport einer Hauptrohrleitung-

Abspultronunelanordnung mit zugeordneten Trägern bzw. ||

Lagern und Antrieben 20 sowie einer allgemein mit 40 §]

bezeichneten, hinter der Anordnung 20 vorgesehenen Rohr- |!

strang-Konditionier- bzw. -Egalisierausrüstung ausgelegt. |

Der allgemein mit 110 bezeichnete Schiffsrumpf | umfaßt einen Vorder- bzw. Bugteil 112, einen Mittschiffs- | teil 114 und einen Heckteil 116. Die Schiffskonstruktion Ij

ist speziell auf Spanten (frames FR) bezogen, welche die '■'»,

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tragenden Rumpfelemente in Querebenen ausrichten. Der Bugteil 112 ist etwa zwischen den Spanten FR O und PR festgelegt, während der die Trommelanordnung 20 tragende Mittschiffsteil 114 ungefähr zwischen den Spanten FR und FR 41 liegt und der die Egalisieranordnung 40 tragende Heckteil 116 ungefähr zwischen den Spanten FR 41 und FR 59 verläuft.

Der Heckteil 116 weist vorzugsweise auf seiner Unterseite einen Kielstummel bzw. eine Ruderhacke 118 (skeg) auf, die zur Erhöhung des Auftriebs des Hecks, zum Schütze der Hauptpropeller 128 beispielsweise vor treibenden Gegenständen oder Unterwassergegenständen oder vor einem Auflaufen in Flachwasser schützt und ein Gehäuse für einen oder mehrere Heck-Querschubantriebe 122 bildet und außerdem die Richtungsstabilität des Schiffs verbessert. Die Ruderhacke, die aus einem im wesentlichen keilförmigen Fortsatz des Schiffskiels besteht, ist ein vorteilhaftes, aber nicht unbedingt notwendiges Merkmal des Trommel-Rohrlegeschiffs. Die Ruderhacke ist besonders vorteilhaft zur Erhöhung des Heckauftriebs bei vergleichsweise kleinem Tiefgang in der Größenordnung von etwa 4 bis 4,6 m, etwa dann, wenn die Größe des Schiffs aus wirtschaftlichen und/oder praktischen Erwägungen begrenzt sein muß, um beispielsweise vergleichsweise enge Schifffahrtskanäle durchfahren zu können.

Vorzugsweise ist die Ruderhacke so bemessen, daß sie bei hohem Tiefgang zwischen etwa 1,41 % und 2,1 % und bei niedrigem Tiefgang etwa 1,04 bis 1,48 % des Auf-

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triebs des Schiffs übernimmt (vgl. nachstehende Tabelle I)

Tabelle I

I Schiffsabmessungen	Breite der	Ruderhacken-Auftrieb	Niedriger
	Ruderhacke	(in % des Gesamtauftriebs des	Tiefgang
	(ws)	Schiffs)	(5,5 m)
Schiffs	4,88 m	j Hoher Tief	1,04 %
länge	4,88 m	gang	0,99 %
(L)	7,32 m	(4,0 m)	1,48 %
117,43 m	1,48 %
122,00 m	1,41 %
122,00 m	2,1 %

Die Ruderhacke enthält vorzugsweise einen oder mehrere Querschubtunnels 120 für Heck-Querschubantriebe 122 (stern thrusters). Der Bugteil 112 enthält ebenfalls einen oder mehrere Kanäle bzw. Tunnels 124 für Bug-Querschubantriebe 126. In spezieller Ausführungsform sind je zwei Bug- und Heck-Querschubantriebe vorgesehen. Diese reversierbaren Querschubantriebe begünstigen die Kursund Positionssteuerung, in^dem sie dem Schiff seitliche bzw. Quermanövrierfähigkeit verleihen, während die Hauptpropeller bzw. -schrauben 128 den Vorwärts- und Rückwärtsantrieb übernehmen und in Verbindung mit den Schiffsrudern Manövrierbarkelt gewährleisten.

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Als Alten-tive zu in Tunnels montierten Querschubantrieben, wie dargestellt, können um 360° drehbare , Seitenrichttriebe (azimuthal thrusters) verwendet werden, die für den Einsatz unter den Rumpf des Schiffs ausfahrbar und in den Rumpf eingefahren sind, wenn sich das Schiff in Fahrt befindet, oder in Flachwasserbereiche einfährt. Solche Seitenrichttriebe stellen eine vorteilhafte Möglichkeit dar, wenn das Schiff nicht mit einer Ruderhacke versehen ist.

Es ist vorgesehen, daß die Querschubantriebe (unabhängig von ihrer jeweiligen Art) von Hand steuerbar sind, so daß der Schiffsführer insbesondere beim Verlegen von Rohrleitungen das Schiff auf dem vorgesehenen Kurs halten kann. Wenn der Schiffsführer feststellt, daß das Schiff zu weit nach links oder rechts vom vorgesehenen Kurs abgewichen ist, kann er mit Hilfe der Querschubantriebe eine manuelle Kurskorrektur herbeiführen; das Resultat ist eine von Hand gesteuerte dynamische Positionierung bzw. Positionssteuerung des Schiffs. Diese dynamische Positionierung oder Steuerung kann unter Verwendung der entsprechenden Ausrüstung auch automatisch erfolgen.

Die Lage der Propeller bzw. Schiffsschrauben gegenüber dem Rumpfboden ist für den Betriebswirkungsgrad ebenfalls von Bedeutung. Gemäß Fig. 16 müssen insbesondere die Propeller so gegenüber der Lastlinie angeordnet sein, daß Kavitation vermieden wird. Diese Lage ist eine Funktion des Propellerdurchmessers (D) und des Abstands (H) von der mittleren Wasserlinie bei einem vorgegebenen Tiefgang des Schiffs bis zum Zentrum des jeweiligen Propellers. Ein zweiter Faktor besteht in der Lage des Propellers gegen-

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über dem Rumpfboden zur weitgehenden Verminderung von Schwingung; dieser Faktor ist eine Funktion des Propellerdurchmessers (D) und des Abstands (a) zwischen dem Rumpfboden und dem Umkreis des Propellers.

Es hat sich gezeigt, daß die Größe H = 1,125 D betragen sollte. Vorzugsweise liegt das Verhältnis H:D für hohen und niedrigen Tiefgang des Schiffs im Bereich von etwa 0,625:1 bis 1,125:1. Der Abstand a zwischen dem Rumpfboden und den Spitzen der Propellerblätter sollte nicht weniger als 0,2 D betragen; a liegt vorzugsweise zwischen etwa 0,2 D und 0,4 D und bevorzugt bei etwa 0,2125 D.

Die Fig. 3 bis 6 veranschaulichen die grundsätzliche konstruktive Anordnung des Schiffs. Das erfindungsgemäße Rohrlegeschiff verwendet eine neuartige Trommel-Tragkonstruktion sowie eine Mehrspant-Kastenträgerkonstruktion im Mittschiffsteil zur Aufnahme des Gewichts der vollgespulten Trommel.

Die Vorschriften des American Bureau of Shipping (ABS) verlangen, daß die primären Konstruktionselemente für Länge und/oder Breite und/oder Höhe des Schiffs durchgehend bzw. ununterbrochen sind. Beim erfindungsgemäßen Schiff umfassen diese primären Konstruktionselemente die äußeren Längsrumpfwände 130 (entsprechend den mit S und P bezeichneten Elementen an Steuerbord- und Backbordseite) sowie eine Doppe 11 äng sschottanordnung (double longitudinal bulkhead arrangement) in Form von Längsschotts 134 und 136, die innerhalb eines einzelnen Längsschotts 132 zwischen den Spanten FR 17 und FR 41 liegen.

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Die Längsschotts 136 verlaufen

zwischen den Spanten FR 5 und FR 59 praktisch über die Länge des Schiffs. Rumpfwände 130 und Schotts 134, 136 erstrecken sich lotrecht aufwärts von der Grundlinie

l| (Rumpf boden) zur Hauptdecks ebene, außer zwischen den Span-

ten FR 19 und FR 39, wo sich die allgemein mit 130',

134¹ und 136' bezeichneten Mittschiffsabschnitte nach oben zur Oberseite der Trommel-Tragkonstruktion erstrecken.

Die Schotts 130', 134' und 136' verjüngen sich zur Hauptdecksebene an ihren Vorderenden zwischen den Spanten FR und FR 17 sowie an ihren hinteren Enden zwischen den Spanten FR 39 und FR 41.

Die Einzelschotts 132, die im allgemeinen nicht als primäre tragende Elemente betrachtet werden können, liegen einwärts mit Abstand von den äußeren Rumpfwänden 130 zwischen den Spanten FR 13 und FR 49 {welche den Mittschiffsabschnitt zwischen den Spanten FR 17 und FR 41 umfassen). Die Längsschotts 132 erstrecken sich über ihre Gesamtlänge hinweg in lotrechter Richtung durchgehend von der Grundlinie zur Hauptdecksebene.

In Querrichtung umfassen die Haupttragteile des Schiffs, die auch Teile der Rollentragkonstruktion bilden, Rippenspanten (web frames) FR 17, FR 21, FR 25, FR 37 und FR 41. Zusätzliche vordere und hintere Hauptquerträgerelemente bestehen aus Rippenspanten FR 5, FR 9, FR 13, FR 49 und FR 59. Die Rippenspanten FR 5 bis FR 59 erstrecken sich lotrecht von der Grundlinie bis zur Hauptdecksebene des Schiffs. Alle Querschotts, mit Ausnahme der die Spanten FR 29 und FR 33 einschließenden, erstrecken sich über die Gesamtbreite des Schiffs. Die die Rippenspanten FR 2 9 und FR 33 umfassenden Schotts erstrecken sich nur zwischen

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den äußeren Rumpfwänden 130 und den innersten Längsschotts 136. Auf diese Weise wird im Mittschiffsteil ein Schacht 152 zur Aufnahme einer den Rohrstrang tragenden Trommel 210 gebildet, wobei dieser Schacht 152 durch die die Rippenspanten FR 25 und FR 37 umfassenden Schotts an Vorderbzw. Rückseite und in Längsrichtung durch die Schotts 136S und 136P umrissen wird.

Im normalen Schiffsbau wird der Spantabstand durchwegs praktisch gleichbleibend gehalten. Beim erfindungsgemässen Trommel-Rohrlegeschiff ist der Spantabstand im Mittschiffsteil zwischen den Spanten FR 25 bis FR 37 zur Berücksichtigung des großen Gewichts der Rohrtrommel verkürzt. In spezieller Ausführungsform wiegt die Trommel etwa 800 Tonnen, wobei sie eine Gesamtlast von 1 500 bis 2 Tonnen (short tons) an Rohrleitung zu tragen vermag.

Die waagerechten Elemente der Rumpfkonstruktion umfassen die Grundlinie bzw. Bodenplatte 138, die Tankdeckplatte 140, das Zwischendeck 142 und das Hauptdeck 144. Die Tankdeckplatte 140 erstreckt sich über die Gesamtbreite des Schiffs und in Längsrichtung zwischen Bug und etwa dem Spant FR 52.

Zwei waagerechte Mittschiffs-Tragteile 146 und 148 erstrecken sich in Querrichtung zwischen äußerer Rumpfwand 130 und innerem Doppellängsschott 136 über dem Hauptdeck 144; diese Elemente 146 und 148 verlaufen dabei in Längsrichtung zwischen den Spanten bzw. Rumpfpositionen FR 19 und FR 39. Das obere Element 148 umfaßt vorzugsweise auch das Rettungsbootsdeck.

Das Hauptdeck 144, die unteren und oberen Mitt-

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schiffs-Horizontaltragelemente 146 bzw. 148 sowie die Abschnitte 13O¹, 134'. 136' der äußeren Rumpfwand 130 sowie die äußeren und inneren Doppellängsschotts 134 bzw. 136 zwischen Hauptdeck 144 und oberem Mittschiffs-Horizontaltragelement 148 bilden eine Kastenträger-Trommeltragkonstruktion 150, die über der Hauptdecksebene im Mittschiffsabschnitt zwischen den Rippenspanten FR 19 und FR 39 angeordnet ist, wobei sich ihre Enden zu den Rippenspanten FR 17 bzw. FR 41 verjüngen.

Diese Kastenträgerkonstruktion 150 stellt ein besonders vorteilhaftes Merkmal der Erfindung dar. Eines der häuptsächlichen, bei einem Trommel-Rohrlegeschiff auftretenden Probleme kann in der großen konzentrierten Belastung gesehen werden, die im Mittelbereich des Schiffs durch die Rohrtrommel ausgeübt wird. Dabei ist praktisch das gesamte Trommelgewicht auf zwei Lager auf gegenüberliegenden Schiffsseiten konzentriert, die nur einen vergleichsweise kleinen Teil der Schiffslänge einnehmen. Wenn das Schiff beispielsweise auf zwei Wellenkämmen schwimmt, die sich jeweils an einem Ende des Schiffs befinden, übt die auf die Lager konzentrierte Last der Trommel ein Durchsack- bzw. Biegemoment in der Mitte des Schiffs aus, das nach vorn und hinten schnell abfällt. Diesem großen Biegemoment im Mittelbereich muß entgegengewirkt werden. Normalerweise wird zumindest ein erheblicher Teil dieses Biegemoments von der Hauptdecks- und der Zwischendeckskonstruktion des Rumpfes aufgenommen. Beim erfindungsgemäßen Schiff ist jedoch die Kontinuität von Hauptdeck 144 und Zwischendeck 142 aufgrund des mittschiffs vorgesehenen Trommelschachts 152 unterbrochen, der sich ausgerechnet in dem Bereich befindet, in welchem die dem Biegemoment entgegenwirkenden Kräfte nötig sind. Aufgrund dieser Unterbrechung der Hauptdecks- oder Zwischendeckskonstruktion

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besitzt das Schiff ein zu kleines widerstandsmo- _vs

ment (section modulus), um de durch die Trommel hervor- ;:

gerufenen Biegemoment entgegenwirken zu können. y

Das Problem der zufriedenstellenden Aufnahme |j

des Biegemoments aufgrund der durch die Trommel ausge- jjf;

übten Belastung wird bei der Erfindung durch die Kasten- $j

träger-Trommeltragkonstruktion 150 gelöst. Der Gesamt- $

aufbau eines Schiffs kann als zusammengesetzter I-Längs- J^

träger angesehen werden, bei dem der Doppelboden des ^;

Rumpfes den unteren Flansch und das Hauptdeck den oberen £.

Flansch bildet. Beim erfindungsgemäßen Rohrlegeschiff |;

ist der Bodenflansch durchgehend, während der obere ■; Flansch durch den Trommelschacht unterbrochen ist. Dieser

obere Flansch ist an der Stelle des größten Biegemoments ;!

aufwärts zur Oberseite des Kastenprofils 150 verlegt, und ; die Stege werden durch die Rumpfwände 130 sowie die Doppelschotts 134 und 136 gebildet, wobei die letzteren die ;

Scherbelastung der Trommel abwärts und auswärts in den :; Ebenen der Schotts 134, 136 auf den Bodenflansch verteilen.

Da das durch die Trommellast bewirkte Biegemoment ;

im Zentrum seinen größten Wert besitzt und nach vorn und Ji hinten schnell abfällt, braucht sich die Kastenträger- ;

konstruktion 150 nur über die Mindeststrecke zu erstrecken, >

die durch die Vorschriften der zuständigen Behörde (z.B. j;

ABS) verlangt wird. Dies bedeutet, daß sich der Kasten- h

träger 150 nicht über die Gesamtlänge des Schiffs zu |ä

erstrecken braucht. Die Länge des Kastenträgers 150 §

(in diesem Fall der Abstand zwischen den Spanten FR 17 |

und FR 41) braucht nur mindestens etwa 0,4 L mit L= $

Länge des Schiffs zu betragen. Dies stellt ein höchst ft

vorteilhaftes Merkmal der Erfindung dar, weil hierdurch |)' die Größe des für das Trag- bzw. Lagersystem benötigten '

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und somit für andere Zwecke zur Verfügung stehenden Raums verkleinert wird und sich infolgedessen auch die Gesamtkosten für das Schiff beträchtlich verringern.

Da die Tragkonstruktion 150 einen Kastenträger umfaßt, der über der Hauptdecksebene angeordnet ist und auf dieser ruht, wird die Scherbelastung von der Trommel nach vorn und rückwärts auf den Aufbau des Schiffs verteilt. Die Kastenträgerkonstruktion 150 überträgt im Zusammenwirken mit anderen Rumpfelementen die Scherbelastung von der Trommel 210 wirksam auf den Rest des Rumpfes und schließlich auf die Rumpfbodenplatte (Grundlinie 138) in der Weise, daß die Belastungsgrenzen der Bodenplatte nicht überschritten werden und die Scherkräfte durch die auf die Bodenplatte wirkenden Auftriebskräfte aufgehoben werden.

Die Qrfindungsgemilße Doppölschott-Kastenträgerkonstruktion bietet folgende Vorteile:

1. Eine Erhöhung des Widerstandsmoments (section modulus) des Schiffs in seinem Mittelbereich wird mit vergleichsweise geringem zusätzlichen Bauaufwand erreicht. Der Kastenträger verteilt die Trommelbelastung so auf das Schiff, daß die Belastungen der hauptsächlichen bzw. primären Tragelemente ohne weiteres innerhalb der höchstzulässigen Belastungsgrenzen für die verwendeten Werkstoffe gemäß den einschlägigen Vorschriften verbleiben. Infolgedessen hält der Kastenträger 150 für den Dutrchsack- bzw. Biegezustand die Druckbelastung im oberen Flansch und die Zugbelastung im unteren Plansch des zusammengesetzten Längsträgers des Schiffsaufbaus innerhalb zulässiger Grenzen.

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2. Die Drehachse der Trommel 210 kann in einer Höhenlage gelagert werden, welche die Aufnahme der größten zulässigen Trommelgröße erlaubt (bezogen auf größten Rohrdurchmesser und größte vom Schiff zu transportierende Rohrlänge). Hierdurch wird der Bau eines wesentlich größeren Schiffs vermieden, woraus sich erhebliche weitere Kosteneinsparungen ergeben.

3. Zwischen den Schotts 134 und 136 wird ein Längsdurchgang für einen Zugang zu Räumen, wie Lager- und/oder Personalkabinen zwischen den Schotts 134 und 132 geschaffen.

4. Durch die erfindungsgemäße Konstruktion ergeben sich weitere, geschlossene Räume für Winden und andere Ausrüstungsgeräte, beispielsweise für die Tauchausrüstung. Dieser zusätzliche Raum ergibt sich aufgrund der Erkenntnis, daß es nicht nötig ist, das Schott 132 lotrecht über die volle Höhe der Kastenträgerkonscruktion 150 zu führen. Vielmehr hat es sich in vorteilhafter Weise gezeigt, daß dann, wenn die Längsschotts 134, 136 die noch zu beschreibenden Trommellagerblöcke überspannen, praktisch die gesamte effektive Belastung über die Schotts 134 und 136 auf den unteren Flansch des zusammengesetzten Trägers, d.h. auf denDoppelboden des Schiffsrumpfes Übertragen wird. Aus diesem Grund erwies sich eine lotrechte Verlängerung des Schotts 132 als überflüssig.

Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal des erfindungsgemäßen Schiffs besteht in seiner Fähigkeit, in vergleichsweise flachen Wassergebieten zu operieren. Das erfindungsgemäße Schiff ist für eine Wassertiefe von nur etwa 4,0 bis 4,3 m ausgelegt, so daß es in im wesentlichen unzugänglichen Seegebieten, einschließlich der australischen Seegebiete zu operieren vermag, in denen Sandbänke den Tiefgang von Schiffen auf etwa 4,0 m begrenzen. Von gleicher

oder noch größerer Wichtigkeit ist, daß das erfindungsgemäße

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Schiff von flachen Wasserhäfen aus zu operieren vermag, beispielsweise von der Rohrlege-Küstenbasis zu Houma, Louisiana, aus. Im allgemeinen erfordert ein derartiger Küstenstützpunkt eine ziemlich große Ausdehnung der Docksfläche. An Tiefwasserhäfen ist das Land im allgemeinen sehr teuer, während Flachwasserhafen-Küstenland weniger kostbar ist. Ein Schiff, das von einer Flachwasserbasis aus zu operieren vermag, bietet daher wirtschaftliche und kommerzielle Vorteile.

Infolge seiner Flachwassereinsatzfähigkeit müssen Vorkehrungen getroffen werden, um das Schiff auf seinen Betriebstiefgang zu fluten. Dies wird vorteilhaft durch die Doppelbodenkonstruktion des Rumpfes erreicht, bei welcher die Tankdeckplatte 140 etwa in doppeltem Abstand wie normal vom Rumpfboden 138 angeordnet ist (normaler Abstand etwa 1,07 m; Abstand bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung etwa 2,14 m). Hierdurch wird Laderaum für eine ausreichende Ballastmenge geschaffen, um das Schiff auf seinen normalen Betriebstiefgang von etwa 5,5 m zu bringen.

Der Raum zwischen Schotts 132 und den äußeren Rumpfplatten bzw. -wänden 130 ist hohl, so daß die Konstruktion im größten Teil des Schiffs, zumindest zwischen den Spanten FR 13 und FR 49, einer Doppelrumpfanordnung entspricht. Hierdurch wird dem Schiff besonders gute Stabilität bzw. Sicherheit im Fall von Beschädigungen verliehen.

1a. Eigenschaften des Schiffs

Eine wesentliche hydrostatische Eigenschaft des erfindungsgemäßen Schiffs, die seine hydrodynamischen

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Eigenschaften beeinflußt, d.h. einen Einfluß auf seine

Bewegung im Seegang hat, ist sein GMT-Wert, d.h. die S

lotrechte Strecke vom Schwerpunkt zum Quer-Metazentrum Ü

des Schiffs. Der GMT-Wert ändert sich in Abhängigkeit |

von der Belastung des Schiffs; im allgemeinen vergrößert |

sich der GMT-Wert, wenn das Schiff leichter wird, d.h. ff

wenn sich Schiffsbelastung und Tiefgang verringern. ||

Wenn der GMT-Wert des Schiffs zu klein ist, wird i| das Schiff statisch instabil, so daß bei leichten Gewichts- | verschiebungen, z.B. bei der Drehbewegung der Ausleger von % auf dem Schiff montierten Kränen, das Schiff sehr stark Jf und möglicherweise bis zu 10° zu krängen beginnt. Wenn
andererseits der GMT-Wert des Schiffs zu groß ist, wird
das Schiff zu starr, wobei die Rollbewegung zu groß wird,
um annehmbare Arbeitsbedingungen für Personal und Ausrüstung
auf See zu erhalten.

Beim erfindungsgemäßen Rohrlegeschiff können bei
einem Legevorgang mehr als 2 000 Tonnen Rohrstrang abge- \^?\ laden werden. Dabei wird das Schiff leichter, wobei sich ;| der GMT-Wert vergrößert. Wenn keine Kompensation für das ^j abgeladene Rohrstranggewicht vorgenommen wird, kann sich f der GMT-Wert bis auf eine Größe erhöhen, bei welcher der
Rohrlegevorgang aufgrund einer übermäßig starken Rollbewegung des Schiffs vorzeitig unterbrochen werden muß. '·.': Ohne entsprechende Kompensation wäre das Rohrlegeschiff ^

somit auf einen engen Bereich von Arbeits-Seegangbedingungen || beschränkt. ff

Beispielsweise sei angenommen, daß die Schiffs- .| Verdrängung bei voller Belastung etwa 13 000 Tonnen bei ^

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einem Arbeitstiefgang von etwa 5,5 m beträgt. Wenn nach * dem Verlegen der Rohrleitung kein Ballast hinzugefügt *

wird, beträgt die Schiffsverdrängung ungefähr 11 000 J

Tonnen bei einem Tiefgang von 4,58 m, d.h. daß sich das Schiff um etwa 0,9 m aus dem Wasser gehoben hat. Der GMT-Wert des Schiffs verändert sich von etwa 1,68 m auf etwa 4,06 m, was einer Vergrößerung um etwa 2,38 m gleichkommt. (Vgl. in diesem Zusammenhang die folgende Tabelle II, die einen Vergleich zwischen den ungefähren GMT-Werten des Schiffs untier voller Belastung, halber Belastung und bei leerer Trommel für die Fälle angibt, daß beim Abspulen der Rohrleitung zum einen kein Ballast und zum anderen | durch Fluten der Trommelnabe Ballast hinzugeführt wird.) Hierdurch erhöht sich die Rollstabilität des Schiffs derart, daß das Schiff um die Rollachse starrer bzw. steifer wird und sich die Rollfrequenz (rate of roll) des Schiffs erhöht. Ebenso wichtig, wenn nicht noch wichtiger, ist die Tatsache, daß durch diese Tiefgangsverringerung die Wirksamkeit der Hauptpropeller sowie der Querschubantriebe herabgesetzt wird, während sich die Kavitationsprobleme vergrößern.

Eine Änderung des GMT-Werts von etwa 1,53 m auf nahezu 4,27 m bei einer Abnahme des Rohrleitungsgewichts von 2 000 Tonnen auf 0 Tonnen stellt für ein Schiff dieser Art und Größe eine große Veränderung dar. In der Praxis ist diese Veränderung für die Sicherheit und Bequemlichkeit des Personals sowie für die auf Deck montierte Ausrüstung und die gesamten Operationen des Schiffs, insbesondere den Rohrlegevorgang, sowie für die Trommel selbst sehr nachteilig (und zwar aufgrund einer übermäßigen Belastung der Lager und der anderen Trommeltragelemente).

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Zur Aufrechterhaltung einer vergleichsweise konstanten Verdrängung des Schiffs beim Abspulen der Rohrleitung kann auf übliche Weise in die Rumpf-Ballasttanks (zwischen Bodenplatte und Tankdeckplatte/ Ballast hinzugefügt werden. Während durch diesen Bodenballast der Tiefgang auf etwa 5,49 m gehalten wird, verlagert sich der Schwerpunkt des Schiffs bei der Ballasthinzufügung nach unten. Das Ergebnis ist eine Änderung des GMT-Werts, die außerhalb der zulässigen, kommerziellen Betriebsgrenzen für die Sicherheit von Personal und Ausrüstung liegen kann.

Zur Erhaltung annehmbarer Bewegungseigenschaften muß der GMT-Wert dieses Schiffs innerhalb von 25 % seiner ursprünglichen Höhe gehal ·η werden, die aus praktischen Gründen nicht mehr als etwa 2,14 m betragen sollte, obgleich eine Änderung von 25 bis 30 % beim Abspulvorgang und eine größere Änderung bei ruhiger See toleriert werden kann. Sobald ein nominiell optimaler GMT-Wert für das Schiff festgelegt worden ist, sollte die Änderung dieses GMT-Werts sodann möglichst klein und zumindest innerhalb zulässiger oder annehmbarer Grenzen gehalten werden, um die genannten Probleme der' Uberstabilität und übermäßigen Bewegung zu vermeiden.

Für Seegangsbedingungen, unter denen die normalerweise zu erwartende maximale Wellenperiode im Bereich von etwa 5 bis 8 Sekunden liegt, sollte der GMT-Wert (in Fuß)

2 eines solchen Rohrlegeschiffs nicht größer sein als 0,00194 B , mit B = Breite (in Fuß) des Schiffs. Fig. 17 veranschaulicht die Beziehung zwischen dem GMT-Wert und der Breite B für eine Eigenperiode T_n des Schiffs von 10,0 Sekunden, was einer praktisch vorteilhaften Mindestperiode entspricht. Die schraffierte Fläche unter der .Kurve gibt die maximalen,

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kommerziell bzw. industriell annehmbaren Größen des GMT-Werts für ein Rohrlegeschiff gemäß der Erfindung an. Vorzugsweise sollte der GMT-Wert des Rohrlegeschiffs unter allen wesentlichen Küstengewässer-Arbeitsbedingungen zwischen etwa 0,915 m und 2,44 m liegen. Zur Aufrechterhaltung dieses GMT-Bereichs hat es sich als höchst vorteilhaft erwiesen, eine Ballastkompensation in Höhe der Trommel und insbesondere in der Trommelnabe vorzusehen, wenn die Rohrleitung abgespult wird (vgl. nachstehende Tabelle II).

Tabelle II

Trommellast	GMT-Wert (m)	Mit Nabenballast
Voll 1/2 Leer	Ohne Nabenballast	1 ,68 2,04 2,32 I
1 ,68 3,12 4,04

Wünschenswerterweise ist die Nabe der Trommel so groß, daß sie genügend Ballast bzw. Wasser aufzunehmen vermag, um die Änderung des GMT-Werts innerhalb der genannten, zulässigen bzw. annehmbaren Grenzen zu halten. In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung kann die Trommel ein Rohrleitungsgewicht von etwa 2 000 Tonnen aufnehmen; in diesem Fall

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kann die Trommelnabe etwa 1 600 Tonnen Ballast aufnehmen. p]

Der restliche, erforderliche Ballast kann in die üblichen )\

Rumpftanks eingebracht werden, ohne zu einer ungünstigen Λ

Vergrößerung der Änderung des GMT-Werts des Schiffs zu ,«

führen. P

Neben dem benannten Vorteil der weitgehenden Ver- |

kleinerung der Änderung des GMT-Werts beim Abspulen der 3

Rohrleitung in einem Rohrlegevorgang hat die Verwendung |,

von Nabenballast für das erfindungsgemäße Schiff noch ;,,

weitere Vorteile. Wenn das Schiff beispielsweise nur eine ^

Teilladung der Rohrleitung trägt, kann die Trommelnabe ge- |

flutet oder gelenzt werden, um die Eigenrollperiode des $

Schiffs zu verändern und damit seine Rollbewegung zu ver- '$

ringern. Auf diese Weise kann der GMT-Wert des Schiffs zur ;ί

Berücksichtigung variierender Seegangsbedingungen einge- %

stellt werden, und insbesondere kann die Eigenrollperiode _; des Schiffs für die jeweiligen Wellenperioden auf erforderliche Weise verändert werden, um das Auftreten von Resonanzbedingungen zu vermeiden.

Ohne Trommellast, jedoch mit ausreichendem Boden- ;l

ballast zur Einstellung seines Betriebstiefgangs auf etwa |

5,49 m besitzt das Schiff einen sehr hohen GMT-Wert bei ?l

gleichzeitiger kurzer Eigenperiode. Infolgedessen kann das ;_; Schiff mit sehr hohen Beschleunigungs- und Verzögerungskräften h

stoßen. Durch Einfüllen von Ballast in die Trommelnabe kann | der GMT-Wert des Schiffs verkleinert werden, so daß sich das Schiff beruhigt und längere, langsamere Rollperioden erhält, d.h. die Eigenperiode des Schiffs wird vergrößert.

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Zusätzlich oder wahlweise kann die Rollbewegung des Schiffs durch Verwendung von Kimm- oder Schlingerkielen 156 und/oder nicht dargestellten Fluttanks gedämpft werden. Die Schlingerkiele 156 sind parallel zueinander längs des Mittelteils des Schiffs an der Krümmung der Bilge als Hilfsmittel zur Unterdrückung der Rollbewegung vorgesehen. Vorzugsweise sollten diese Kiele nicht über die äußeren waagerechten und lotrechten Projektionsflächen der Schiffswände hinausragen, um sie dadurch zumindest zum Teil vor einem Abbrechen zu schützen.

Im Hinblick auf die anderen Eigenschaften des Schiffs hat es sich gezeigt, daß seine Länge vorzugsweise zwischen etwa 117,43 und 125,05 m liegen sollte, wobei die Gesamtbreite vorzugsweise etwa 18,3 bis 24,4 m und bevorzugt etwa 20,74 bis 22,27 m beträgt. Das Verhältnis von Gesamtbreite (B) zu Tiefgang (D) liegt vorteilhaft im Bereich von etwa 2,25:1 bis 4,0:1 und vorzugsweise im Bereich von 3,5:1 bis 4,0:1.

2. Trommelanordnung (Fig. 7 bis 10?

Die Trommelanordnung 20 zum Abspulen der Rohrleitung umfaßt eine in der Nähe des Längsauftriebszentrums, das in der Nähe des geometrischen Längsmittel punkts des Schiffs liegt, angeordnete Trommel 210. Die Trommel 210 weist gemäß den Fig. 7A bis 7B eine zentrale, axiale Welle bzw. Achse 212 auf, an deren beiden Enden einander gegenüberstehende Flansche 214S und 214P radial nach außen abgehen. Zwischen den Flanschen 214S und 214P erstreckt sich eine koaxial zur Welle 212 angeordnete Nabe 216. Jeder Flansch 214 besteht aus mehreren Radialarmen 218, die von der Welle 212 aus zum Flanschrand verlaufen. Typischerweise sind die Radialarme 218 auf Umfangsabstände von 30° um die Welle verteilt. Zwischen den einander benachbarten Armen 218 sind weiterhin verkürzte radiale Trommelarme 220 angeordnet, die von der Außenfläche der Nabe 216 radial auswärts zum

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Flanschrand verlaufen.

Die Trommelnabe 216 weist eine in Umfangsrichtung und axial ununterbrochene Au<*enflächenbeplankung 222 zwischen den Flanschen 214S und 214P auf. Von der Innenfläche dieser Beplankung 222 stehen mehrere ringförmige Abstand stücke 224 ab. Die anderen Enden dieser Abstand stücke 224 sind beispielsweise durch Schweißen an querverlaufenden Streben 226 befestigt, die sich zwischen den gegenüberstehenden Flanschen 214S und 21ΆΡ erstrecken. Knotenbleche 228 liegen in Radialebenen zwischen der Innenfläche der Nabenbeplankung 222 und den Querstreben 226 sowie zwischen benachbarten Abstand stücken 224. Diese Innenkonstruktion der Nabe ergibt einen zickzackförmigen bzw. Wabenaufbau unter der Beplankung 226 der Nabe 216. Diese Konstruktion ergibt eine Trommel mit größtmöglicher Festigkeit, die für die Aufnahme von großen Gegenzugkräften nötig ist, welche beim Verlegen und/oder Einholen von Rohrleitungen auftreten können. Diese Gegenzugkräfte erzeugen eine Verkeilungswirkung zwischen benachbarten Windungen der Rohrleitung in einer Windungslage, wodurch große Teilungskräfte in den Trommelflanschen. 214 erzeugt werden.

Vorteilhaft liegt das Verhältnis von Trommeldurchmesser (am Flanschrand) zur Breite der Trommelnabe bei einem Trommel-Rohrlegeschiff im Bereich von etwa 3:1 und 4:1 und vorzugsweise im Bereich von etwa 3,5:1 bis 3,8:1; besonders bevarzugt wird ein solches Verhältnis von etwa 3,7:1. In bevorzugter Ausführungsform betragen der Trommeldurchmesser etwa 25,01 m und die Nabenbreite etwa 6,71 m.

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2. Trommelnaben-Ballastsystem

Ein wesentliches und vorteilhaftes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß das Innere der Nabe 216 eine wasserdichte Kammer bildet, die beim Abspulen der Rohrleitung von der Trommel mit Wasser gef?.utet werden kann. Als Ballast wird vorzugsweise Seewasser benutzt, das in die Trommelnabe eingeführt wird, während die Trommel sich dreht, wobei gleichzeitig Mittel zum Entlüften der Nabe vorgesehen sind.

Eine erste Ausführungsform eines solchen Ballastsystems ist in den Fig. 7A und 7B dargestellt. Dabei besitzt die Welle bzw. Achse 212 maschinell bearbeitete Endabschnitte 230, die jeweils eine zentrale Axialbohrung 232 aufweisen. Die Endabschnitte 230 gehen von einem rohrförmigen, mittleren Abschnitt 234 ab, in dessen Innerem auf Abstand stehende Tragplatten 2 36 angeordnet sind. Die Wellenenden 230 und der rohrförmige Mittelteil 2 34 bilden gemeinsam die Welle 212.

Eine Flut- und Lenzleitung 238 erstreckt sich axial durch die eine axiale Wellenbohrung 232 (z.B. 232P) in die Trommel hinein, wobei sie innerhalb der Trommel um 90° abgebogen ist und sich radial nach außen zur Innenfläche der Nabe 216 erstreckt. Der Endteil der Leitung 238 kann an einem Querelement 226 befestigt sein. Eine zweite Leitung bzw. Entlüftungsleitung 240 erstreckt sich axial durch die andere Wellenbohrung 232S in die Trommel hinein. Innerhalb der Trommel ist die Leitung 240 um 90° abgebogen, um sich radial auswärts in Richtung auf die Innenfläche der Nabe 216 zu strecken, wobei der Endabschnitt der Leitung 240 an einem Querstrebenelement 226 befestigt sein kann. Vorzugsweise erstrecken sich die beiden Leitungen 238 und 2 40 in Radialrichtung ent-

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gegengesetzt zueinander. fs

In vergleichsweise einfacher Ausführung kann die ^

Flut- und Lenzleitung 238 über einen Drehgelenkanschluß ||

mit einem T-Leitungsstück verbunden sein, das seinerseits ;|

über ein Ventil oder einen Hahn mit einer Pumpe, welche U

Ballastwasser in die Trommel fördert, und mit einer Lenzlei- ί|

tung verbunden ist, welche das Ballastwasser über Bord $j

leitet. Durch Schließen des Auslaßventiles und öffnen des ^j

Einlaßventiles kann Ballastseewasser in das Innere der Nabe |

216 eingeführt werden. Durch öffnen des Lenzventils und j

Schließen des Einlaßventils kann das Ballastwasser aus der J

Nabe und über Bord abfließen. {'$

Gemäß den Fig. 8A bis 8C kann die Entlüftungsleitung %

240 über eine Leitung 242, die eine Kurven-Außenfläche -J

246 aufweist, mit einem Drehanschluß 244 verbunden sein. ' Die andere Seite des Drehanschlusses 244 ist über eine Leitung .! mit einer Entlüftung verbunden. Der Arm eines Schaltermechanismus ;;

248 steht mit der kurvenförmigen Fläche ¹A

246 der Leitung 242 in Berührung, um das öffnen und Schlies- |

sen der Ventile in der Entlüftungs-/Austragsleitung zu fi steuern. Der Schaltermechanismus 248 ist dabei so eingestellt, ·ΐ

daß die Ventile nur während einer kurzen Zeitspanne offen ] sind, beispielsweise wenn sich die öffnung der Entlüftungs-

leitung 240 innerhalb eines Bereichs von +_ 30° am Scheitel- j;

punkt der Drehung dieser Leitung befindet. Durch diese An- |

Ordnung wird ein Lenzen von Ballastwasser verhindert, wenn |

die Entlüftungsleitung innerhalb der Nabe in das Ballastwas- f

ser eintaucht. ;

In abgewandelter Ausführungsform enthält ein Rohr- :|

abschnitt 262 zwischen dem Wellenende 230 und einer Abschluß- |

platte 264 gemäß Fig. 9A und 9B eine Anzahl von Bohrungen ||

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266, die das Innere des rohrförmigen Wellenabschnitts 262 mit dem Inneren der Trommelnabe verbinden. Das Außenende des Wellenabschnitts 230 kann durch einen Flansch 26 8 verschlossen sein, durch den sich eine Rohrleitung 270 erstreckt. Das Außenende des Rohrs 270 kann über einen Drehanschluß 272 und ein Absperrventil 274 mit einer Strömungs-

p mittel-Zufuhrleitung 276 verbunden sein. Ein federbelastetes

Ϊ überdruckventil 278 kann zur Verhinderung eines übermäßigen

I Strömungsmitteldrucks vorgesehen sein.

I Beim Rohrlegevorgang unter Verwendung dieser abge-

I wandelten Ausführungsform wird beim Abspulen des Rohrstrangs

I von der Trommel über das Ventil 274, den Drehanschluß 272,

I das Rohr 270 sowie die Bohrungen 266 im Wellenabschnitt 262

f| Ballastwasser in die Trommelnabe gepumpt. Dabei wird die

5 in der Nabe befindliche Luft über allgemein bei 280 ange-

S deutete Entlüftungsventile (Fig. 9B) nach außen abgelassen.

|| Mindestens zwei derartige Entlüftungsventile sind in Winkel-

i| abständen von etwa 180° an einem oder an beiden Flanschen

j| 214 vorgesehen. Die Entlüftungsventile 280 umfassen jeweils

i| ein durch Schwerkraft betätigbares Klappenventil 282 und

Fi ein mittels eines Hebels betätigbares Flügelventil 284. Die

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fj Scheibe oder Klappe 282 des Klappenventils wird also durch

I Schwerkraft betätigt. Wenn sich bei der Drehung der Trommel

■·§ . das Ventil abwärts bewegt, fällt an einem bestimmten Punkt

I die Klappe 282 in ihren Schließzustand, erforderlichenfalls

:2 durch Unterstützung durch den Druck des in der Nabe befind-

'\ liehen Ballastwassers, wenn das Entlüftungsventil unter die

vi Wasserlinie zu liegen kommt. Auf diese Weise wird ein Aus-

tj tritt von Ballastwasser aus der Nabe, mit Ausnahme einer

% möglichen kleinen Wassermenge, die vor dem vollständigen

I Schließen des Ventils austreten kann, verhindert. Wenn sich

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das Entlüftungsventil 280 bei der Weiterdrehung der Trommel aufwärts bewegt und schließlich einen Punkt erreicht, an welchem das Klappenventil 282 über der Wasserlinie liegt, fällt die Klappe 282a unter Schwerkrafteinfluß nach unten. Hierdurch wird das Entlüftungsventil 280 geöffnet, und die Luft kann aus dem Inneren der Trommelnabe austreten. Das Flügelventil 284 bleibt normalerweise offen und ist im wesentlichen nur als manuelle Absperrmöglichkeit vorgesehen.

2b. Trommeltraganordnung (Fig. 10A bis 10C)

Die Trommelachse bzw. -welle 212sitzt in zwei axial gegenüberstehenden Lagern 29OS, 29OP, bei denen es sich um handelsübliche Blocklager handeln kann (z.B. FAG Modell Nr. 539948). Die Lager 290 ruhen auf Lagerblöcken 292, die ihrerseits an den oberen Mittschiffs-Horizontaltragelementen befestigt sind, welche die Oberseite der Trommeltraganordnung 150 bilden. Die Lagerblöcke sitzen auf den Schotts 134, 136, welche auf vorher erwähnte Weise die Trommel- und Lagerbelastung nach unten und in Längsrichtung auswärts über die Tragkonstruktion 150 auf die Grundlinie bzw. den Schiffsboden 138 verteilen.

Die Trommel wird vorteilhaft mit einer Abweichung von +^ 5 % auf dem Längsauftriebszentrum angeordnet. In bevorzugter Ausführungsform des Schiffs mit den vorher angegebenen Maßen kann die Trommel mit einer Toleranz von etwa 6,1 m nach vorn und nach hinten auf den geometrischen Längsmittelpunkt ausgerichtet sein.

Auf See kann das Schiff unter Seegangeinfluß von der einen Seite auf die andere rollen, wodurch die Lager stark belastet werden. Es kann sich daher als wünschenswert erweisen, die Lager im normalen Fahrzustand des Schiffs zu entlasten, wenn das Schiff beispielsweise zwischen Rohrverlegepositionen fährt, insbesondere wenn kleinere Lager

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als die erfindungsgemäß vorgesehenen verwendet werden, oder Trommelabmessung und -aufnahmefähigkeit im Vergleich zur Lagergröße vergrößert werden. In diesem Fall können Einrichtungen zur Entlastung der Lager vorgesehen sein, durch welche insbesondere die Trommelwelle vom Lagersitz abgehoben wird. Ein weiterer Vorteil dieser Lagerentlastbarkeit besteht daß die Lager auf See instand^.gesetzt oder ausgebaut werden können.

Ein solcher, gegebenenfalls verwendbarer Entlastungsmechanismus ist in den Fig. 1OA bis 1OC dargestellt. Dabei sind Abschnitte 154 der Trommelschacht-Schotts zwischen den Spanten FR 27 und FR 35 ausgespart, wodurch Raum für den Einbau eines Trommelwellen-Tragmechanismus 300 geschaffen wird, welcher einen Träger 302 mit keilförmigen bzw. abgeschrägten Bodenabschnitten-304 und 306 aufweist, zwischen denen sich ein im wesentlichen flacher Bodenabschnitt 308 befindet. Die Oberseite des Trägers 302 ist mit einer kreissegmentförmigen Ausnehmung 310 versehen. Zwei Knotenbleche 312 mit bogenförmigen Innenflächen, die auf demselben Radius wie die Bogenflache der Ausnehmung 310 liegen, sind als Fortsätze der Kreisbogenfläche der Ausnehmung 310 an der Oberseite des Träger 302 angeordnet. Eine kreissegmentförmige Platte 314 ist an ihren Enden mit den Knotenblechen 312 verbunden, wodurch die kreisförmige Lagerbohrung um die Welle 212 herum vervollständigt ist. Im ausgesparten Decksabschnitt 154 angeordnete Hydraulikzylinder 316 sind gegen die Bodenbleche 308 des Trägers 302 ausfahrbar. In bevorzugter Ausführungsform werden bis zu vier Hydraulikzylinder mit jeweils einer Hubleistung von 400 Tonnen sowohl an backbordseitigem als auch an steuerbordseitigem Trommelwellen-Tragmechanismus 300 verwendet. Zwei einander in Längsrichtung gegenüberstehende, bewegbare Endkeile 318a, 318b liegen auf dem aus-

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gesparten Decksabschnitt 154 auf und sind unter die abge- f· schrägten bzw. keilförmigen Bodenabschnitte 304 und 306 des Trägers 302 verschiebbar. Die Keile 318 dienen im Zusammenwirken mit den Hydraulikzylindern 316 zum Anheben des Trägers 302 und der Welle 212 sowie zur Halterung dieser ;ΐ beiden Elemente in ihrer angehobenen Stellung. Durch diese f,

Konstruktion wird eine robuste, einstellbare Unterstützung fj für die Welle 212 und die Trommel 210 geschaffen, mit deren | Hilfe die Lagerung 290 während längerer Zeit entlastet fy werden können, beispielsweise bei schwerem Seegang, wenn das Schiff zwischen Einsatzorten fährt, oder wenn eine Instandsetzung der Lager erforderlich ist. ί··ί

2c. Trommelantrieb ΐ

Der Trommelantrieb umfaßt ein am Außenrand eines ·;

oder beider Flansche 214 montiertes Antriebszahnrad, das ;

bei der dargestellten Ausführungsform um den Rand des ;

steuerbordseitigen Flansches 214S herum angeordnet ist. ^ Die Trommel wird auf die beispielsweise in der eingangs genannten US-1^JS oder im genannten OTC-Papier beschriebene

Weise durch einen oder mehrere Motoren angetrieben. Bei ;

diesen Motoren 332 handelt es sich vorteilhaft um Hydraulik- ^; motoren (z.B. Hagglund Hydraulic Motor Model No. H8385

mit Bremse Model No. FBC-8O-2-D oder dgl.). Die Erfindung !>

ist jedoch nicht auf die Verwendung von-Hydraulikmotoren <_:'<

beschränkt, vielmehr sind auch Gleichstrommotoren aufgrund )h

ihrer hohen Drehmomentleistung bei niedriger Drehzahl §

brauchbar. Der Trommelantrieb weist außerdem eine automat!- If

sehe Zugspannungssteuerung auf, durch die eine Vergleichs- It

weise konstante Zugspannung am Rohrstrang aufrechterhalten S-

wird, insbesondere beim Verlegen und/oder beim Herausholen f£

einer Rohrleitung. f*'

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- 45 -

Il 3. Rohrstrang-Konditionier- bzw. -Egalisier-

ff. anordnung (Fig. 11 bis 15)

I» Die allgemein mit 40 bezeichnete Rohrstrang-

Konditionier- bzw. -Egalisieranordnung ist an Richtung

*'t auf das Schiffsheck hinter der Trommelanordnung 20 montiert.

!■ι Diese Anordnung 40 umfaßt unter anderem eine Haupt-Trag-

rampenanordnung 410 und eine Nivellieranordnung 450.

$ An letzterer sind verschiedene Rohrstrang-Handhabungsge-

rate montiert,z.b.ein© Rohrstrang-ßiegeradiuseinstelleinrich-

tung 490, eine Rohrstrang-Begradigereinrichtung 51O, eine Spanneinrichtung 520, eine Rohrstrang-Klemmeinrichtung 530, eine heckseitige Rohrstrang-Führungseinrichtung 540 sowie verschiedene feste und/oder bewegbare Arbeitsplattformen.

3a. Trag- bzw. Führungsrampenanordnunq (Fig. 11 bis 12)

Die Rampenanordnung 410 umfaßt vorzugsweise einen beispielsweise in den Fig. 11A bis 11B dargestellten offenen Fachwerk- bzw. Gitterrahmen mit oberen und unteren Längsrahmen element en 412 bzw. 414, die ihrerseits durch lotrechte, waagerechte und/oder diagonale Streben versteift sind. Die oberen Rahmenelemente 412 sind länger als die unteren Rahmenelemente 414, und obere und untere Rahmenelemente sind in Längsrichtung gegeneinander versetzt und an ihren jeweiligen Vorderenden durch tragende Elemente bzw. Streben 416 und an ihren hinteren Enden durch entsprechende Elemente 418 miteinander verbunden.

Die Rampenanordnung 410 trägt mehrere sich über ihre Breite erstreckende Führungen 42Oa bis 42Od, die an den oberen Rahmenelementen 412 so montiert sind, daß sie praktisch in einer gemeinsamen Ebene liegen. Die

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Führung 42Oe ist an der Strebe 416 unter einem Winkel relativ zur Ebene der Führungen 42Oa bis 42Od angeordnet.

Die Fig. 12A bis 12C veranschaulichen die Einzelheiten einer typischen, an der Rampe montierten Nivellier-Führung 420 (level wind track). Eine Führungsbasis bzw. ein Tragelement 422 steht etwa senkrecht vom betreffenden oberen Rahmenelement 412S bzw. 412P ab. Eine an den zugeordneten Tragelementen 422 beispielsweise durch Schweißen befestigte Führungs-Tragplatte 424 überspannt jeweils zwei zugeordnete, in Querrichtung aufeinander ausgerichtete Tragelemente 422. Von der Führungsplatte 42 4 steht ein T-förmiges Führungselement 426 mit hochgezogenen bzw. nach außen abgeschrägten Enden 428 quer zwischen den oberen Rahmenelementen 412 der Rampe nach oben ab. Die axial gegenüberstehenden Enden der Führungselemente 426 sind beispielsweise durch Schweißen mit Endtragplatten verbunden, die ihrerseits an den oberen Rahmenelementen 412 und an den Tragelementen 422 befestigt sind. Zur zusätzlichen Versteifung der Führung 426 können weitere, zwischengefügte Tragelemente 432 vorgesehen sein.

Die Traganordnung 410 ist am Heckabschnitt des Schiffs mittels Drehpunkten 411 gelagert. Eine Hfibestütze 550 kann am einen Ende an der Rampenanordnung 410 und am anderen Ende an einem Hubmechanismus 552 angelenkt sein, der auf Schienen 554 auf dem Deck des Schiffs gelagert ist. Der Hubmechanismus ist längs der Schienen verfahrbar, um die Rampentraganordnung 410 um die Drehpunkte 411 zu verschwenken. Auf diese Weise ist die Rohrbewegungsbahn durch die Rohrstrang-Handhabungsanordnungen einstellbar, so daß der Austritts- oder Legewinkel für den Rohrstrang gegenüber der Wasseroberfläche einstellbar ist.

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3b. Richtspul- bzw. Nivellieranordnunq (Fig. 13 und 14)

Die Richtspul- bzw. Nivelliervorrichtung 450 weist einen Hauptrahmen 452 auf, von dessen vorderem Ende ein Nivellier-Rahmenabschnitt 454 unter einem Winkel abgeht, welcher im wesentlichen dem Winkel der Rampenstrebe 416 entspricht.

Von der Unterseite des Rahmens 452 stehen mehrere Rollenhalterungen 456 nach unten ab, die jeweils im wesentlichen gleich ausgebildet sind und jeweils nach unten ragende, vordere und hintere Elemente 458 umfassen, die an der Oberseite durch Querelemente 460 und an der Unterseite durch andere Querelemente 462 miteinander verbunden sind. Die Halterung ist so angeordnet, daß ein Querrahmenelement 464 als Teil des Nivellier rahmens zwischen den Querelementen 462a, 46Ob liegt. Jedes Querelement 460 lagert eine Rolle 466 (z.B. Hilman Roll* Modell Nr. 5XTDW, Tragfähigkeit 200 Tonnen), die auf einem entsprechend abgeflachten bzw. abgeschrägten Ende 428 einer T-förmigen Führung 426 läuft. Eine dritte oder obere Rolle 468 (z.B. Hilman Rolle Modell Nr. 6X, Kapazität 300 Tonnen) ist am Querelement 464 montiert und läuft auf der flachen Oberseite des T-förmigen Führungselements 426. Gegebenenfalls kann eine vierte bzw. untere Rolle 470, ähnlich den Rollen 466 insbesondere an den Halterungen 456c und 456d vorgesehen und mit dem unteren Rahmenelement 462 verbunden sein, um mit der Führungsgrundplatte 424 zusammenzuwirken.

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- 48 -

Ersichtlicherweise umschließen die

Rollenhalterungen bzw. -wagen 456 im wesentlichen die Nivellierführungen 420 unter Ermöglichung eines Bewegung der Riehtspulvorrichtung 450 über die Breite der Rampe 410 hinweg.

In spezieller Ausführungsform umfaßt der Nivellierspulantrieb einen Hydraulikmotor 472, der über einen Kettenantrieb mit einer Antriebswelle 474 verbunden ist, die ihrerseits über Lagerträger 476 mit einem der Rampen-Rahmenelemente 412 verbunden ist. Kegelräder 478 verbinden die Antriebswelle 474 mit einer Anzahl von Schraubspindeln 480, die sich zwischenden Rahmenelementen 412S und 412P quer über die Rampenanordnung 410 erstrecken. Die mit Außengewinde versehenen Schraubspindeln 480 durchsetzen komplementäre Gewindebohrungen in nach unten abstehenden Richtspul-Antriebsverbindungsgliedern 482. Der Hydraulikmotor 472 treibt die Antriebswelle 474 an, welche über die Kegelräder 478 die Schraubspindeln 480 in Drehung versetzt Durch diese Drehung der Schraubspindeln 480 wird eine Querbewegung der Rieht Spulanordnung 450 über die Breite der Rampe 410 hinweg eingeführt.

3c. Rohrstrang-Biegeradiusregler

Die Richtspul- bzw. Nivellier anordnung 450 trägt an ihrem Vorderende eine Spannungsvergleichmäßigungseinrichtung bzw. Rohrstrarig-Biegeradiusregelanordnung 490, die eine Anzahl von an gekrümmten Rahmenelementen 494, welche ihrerseits am Rieht Spulrahmen 452 befestigt sind, montierten bzw. gelagerten Rollen 492 aufweist. Diese Regelanordnung ist über Schwenklager 496 mit der Richtspulanordnung verbunden. Ein Hebemechanismus 498, z.B. ein hydraulischer Spindelheber, ist vorzugsweise zwischen die vorderen Rahmenelemente 454 der Anordnung und

den Rahmen 494 des Radiusreglers eingeschaltet. Durch Be-

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- 49 -

tätigung des Hebemechanismus 498 kann die Regelvorrichtung nach Bedarf um die Schwenklager 496 herum verschwenkt werden, um sie an die Größe der Rohrleitung und an den Winkel der Tragrampe anzupassen. Auf diese Weise kann die Größe der dem Rohrstrang vor seinem Eintritt in die Begradigungs-I anordnung 510 zu verleihenden Krümmung in Anpassung an

1 unterschiedliche Arbeitsbedingungen entsprechend einge-

I stellt werden.

Der Krümmungsradius der Anordnung 490 entspricht vorzugsweise dem Mindestkrümmungsradius, mit dem die innerste Wicklungslage eines Rohrstrangs mit dem größten Durchmesser, der auf die Trommel 210 aufgerollt werden kann, gebogen wer-

I den kann. Die Anordnung 490 verleiht dem Rohrstrang beim

If Abspulen und vor seinem Eintritt in die Begradigungsvorrich-

I tung 510 eine im wesentlichen gleichmäßige Spannung bzw.

ψ, mechanische Belastung und einen im wesentlichen konstanten

>| Krümmungsradius. Das Verhältnis des Radius R„ der Trommel-

l| nabe zum Radius R_RC des Radiusreglers liegt im Bereich

"ä von etwa 1,2:1,0 und 1:1,2 und vorzugsweise bei etwa

$ 1,0:1,0.

I 3d. Begradigungsanordnung

$ An der Richtspulanordnung 450 ist eine

'I dem Biegeradiusregler 490 in Rohrstrang-Abzugsrichtung

t nachgeschaltete Begradigungsvorrichtung 510 montiert.

|5 Die Aufgabe dieser Vorrichtung 510 besteht darin, auf den

K Rohrstrang eine so große Gegenbiegekraft auszuüben,

■■> daß die vom Radiusregler 490 eingestellte Krümmung aufge-

?i hoben wird. Zu diesem Zweck sind drei auf den Rohrstrang

I? einwirkende Gegenwirk- bzw. Widerlagerpunkte erforderlich,

I von denen die beiden endseitigen in der einen Richtung

ft und der mittlere in entgegengesetzter Richtung wirtein

(;: so daß alle drei Kräfte in der Ebene der Rohrstrangbiegung

((I im wesentlichen aufeinander ausgerichtet sind. Es kann

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auch eine zwei Rollen aufweisende Begradigvngsvorrichtung benutzt werden, bei welcher der Radiusregler als der eine Widerlagerpunkt benutzt wird. Zur Gewährleistung einer größeren Betriebsvielseitigkeit wird jedoch vorzugsweise eine mit drei Rollen versehene Begradigungsvorrichtung 510 verwendet, deren Rollen tatsächlich Führungen der in der US-PS 3 680 342 beschriebenen Art darstellen können.

In bevorzugter Ausführungsform umfaßt die Begradigungsvorrichtung 510 drei Führungen 512, 514 und 516. Der Einfachheit halber werden diese drei Führungen 512 bis 516 im folgenden allgemein als "Begradigungsrollen" bezeichnet, wobei jedoch darauf hinzuweisen ist, daß diese Führungsanordnungen (Rollengänge) gewünschtenfalls durch Einzelrollen ersetzt werden können.

Die erste Begradigungsrolle 512 ist zwischen den Radiusregler-Rahmenelementen 494 montiert und mit diesen unter der Steuerung durch den Hebemechanismus 498 verschwenkbar. Die Begradigungsrolle 514 ist in einer von der Richtspulvorrichtung 450 getragenen Begradigungsrahmenanordnung 518 montiert. Die Begradigungsrolle 514 befindet sich auf der von der Rolle 512 abgewandten Seite des Rohrstrangdurchgangs, und sie ist praktisch senkrecht zur Nenn-Längsachse des die Rohrstrang-Egalisiervorrichtung 40 durchlaufenden Rohrstrangs verstellbar. Die dritte Begradigungsrolle 516 ist ebenfalls am Rahmen 518 auf derselben Seite des Rohrstrangdurchgangs wie die erste Begradigungsrolle 512 in praktisch fester Position angeordnet.

Ein Merkmal der drei Rollen umfassenden Begradigungsvorrichtung gemäß der Erfindung besteht darin, daß

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erste und zweite Begradigungsrolle 512 bzw. 514 relativ zueinander und relativ zum vorgesehenen Rohrstrangdurchgang einstellbar sind, so daß der tatsächliche Rohrstrangdurchgang bzw. die Rohrstuangbahn bei unterschiedlichen Rohrgrößen und Rampenwinkeln möglichst genau auf der vorgesehenen Sollgröße gehalten wird.

Die Begradigungsvorrichtung umfaßt außerdem die Spannvorrichtung 520, die in bevorzugter Ausführungsform eine Führung (Rollengang) oder Rolle 522 aufweisen kann, weljhe im Begradigungsrahmen 518 montiert bzw. gelagert und praktisch senkrecht zum vorgesehenen Rohrstrangdurchgang, ähnlich wie die Begradigungsrolle 514, verstellbar ist. Eine zweckmäßige Spannvorrichtung dieser Art ist bei dem eingangs genannten Schiff "Chickasaw" vorgesehen, und sie ist unter anderem in den genannten US-PS'en näher beschrieben.

3e. Zusätzliche Ausrüstung

An der Richtspulanordnung 450 sind weitere Rohrstrang-Handhabungsausrüstungen vorgesehen, beispielsweise eine bewegbare Klemm- bzw. Festspannvorrichtung 520, eine feststehende Festspannvorrichtung 530 und eine heckseitige Rohrstrang-Führungsvorrichtung 540. Diese zusätzlichen Ausrüstungen sind für die Erfindung nicht wesentlich, so daß sie auch nicht näher erläutert sind.

Das von der Trommel 210 abgezogene Rohr sollte an einer Tangente des Biegeradiusreglers 490 in ausreichend feste Berührung mit diesem gelangen, um den Rohrstrang so stark zu biegen, daß jede Wicklungslage des abgespulten Rohrstrangs beim Eintritt in die Begradi-

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gungsvorrichtung dieselbe Krümmungsgröße besitzt. ff

Eine Möglichkeit zur Realisierung dieser gleichmäßigen Biegung besteht darin, den Rohrstrang durch einen vorzugsweise lotrecht verstellbaren Rollensatz 562 zu , leiten, der an einem Turm 560 hinter der Trommel 210 montiert ist. Beim Abspulen des Rohrstrangs bringen die j Rollen 562 jede Wicklungslage des Rohrstrangs auf einen | so großen Krümmungsradius, daß der Rohrstrang den Biegeradiusregier 490 tangiert. Beim Fehlen der Rollen 562 oder eines ähnlichen Mechanismus, um dem Rohrstrang das gewünschte Biegemoment zu erteilen, würde jede abgespulte Rohrstrang-Wicklungslage eine andere Krümmung besitzen. Genauer ge- . sagt: die inneren Windungslagen besitzen einen kleineren Krümmungsradius als die äußeren Lagen,· so daß sich die Krümmung des ? -eien Rohrstrangabschnitts zwischen Trommel und Rohrstrang-Konditionier- bzw. -Egalisierausrüstung als Funktion der jeweils abgespulten Windungslage ändert, i was wiederum dazu führt, daß der Rohrstrang d,en Biegeradiusregier bei jeder Windungslage an einer anderen Stelle berührt, wodurch die Wirkung des Biegeradiusreglers und seine Fähigkeit zur Hervorbringung eines gleichmäßigen Krümmungsradius des Rohrstrangs vor dessen Durchlauf durch die Begrädigungsvorrichtung 510 beeinträchtigt wird.

Als Alternative zum dargestellten Turm bzw. Mast kann eine freibewegliche Rollenanordnung verwendet werden, die auf der Oberseite des Rohrstrangs abläuft und mittels Drahtseilen am Schiffsdeck verankert ist, so daß der Rohrstrang und die Drahtseile gemeinsam als Rollenlager bzw. -abstützung wirken, wobei der Rohrstrang eine aufwärts gerichtete und die Drahtseile eine abwärts gerichtete Kraft auf die Rollen ausüben.

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S| Die Rollenaordnung 562, ob im Turm bzw. Mast

Ä montiert oder durch Drahtseile gehalten, erhöht die

J! Fähigkeit der Trommel, auf den Rohrstrang eine größere

Zurückhalte- bzw. Gegenzugspannung auszuüben, als dies

* ohne die Rollenanordnung 562 möglich wäre. Aufgrund

;v dieses Merkmals können mit dem erfindungsgemäßen Schiff

Rohrleitungen größeren Durchmessers in größeren Wasser- |

A₁ tiefen verlegt werden, als dies anderenfalls möglich

■ wäre.

4* Umsetzbare Trommeln bzw. Haspeln

Das erfindungsgemäße Rohrlegeschiff kann aufgerollte Rohrleitungen auf "umsetzbaren" Trommeln tragen, d.h. auf Trommeln, die nicht fest am Schiff montiert sind, sondern beispielsweise auf Kufen oder dgl. ruhen und am Küstenstützpunkt vom Schiff abgeladen werden können. Aufgrund dieses vorteilhaften Merkmals können an der Küstenbasis Rohrleitungen auf derartige umsetzbare Trommeln aufgespult werden, und die bespulten Trommeln können im Hafengelände gelagert werden, während sich das Rohrlegeschiff auf See befindet. Wenn das Schiff zum

! Hafen zurückläuft, können die an Bord befindlichen leeren

j Trommeln abgeladen und durch bereitstehende volle Trommeln

j ersetzt werden, wodurch die Wartezeiten im Hafen verkürzt

werden.

Vorzugsweise können eine oder mehrere umsetzbare Trommeln dieser Art, die im allgemeinen Rohrstränge mit einem Durchmesser von bis zu etwa 150 mm (6") aufzunehmen vermögen, auf der freien Decksfläche vorderhalb der Haupttrommel 210 montiert werden. Der zusätzliche Rohrstrang kann dann über die Haupttrommel hinweg zur Rohrstrang-Handhabungsvorrichtung 40 geführt werden. Beispielsweise kann dieser Rohrstrang an der Begradigungsvorrichtung 510 vorbeigeführt und an einer der Heck-Führungsanordnung

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540 vorgeschaltetenStelle mit dem Hauptrohrstrang gebündelt werden, so daß er unter demselben Legewinkel wie der Hauptrohrstrang in das Wasser eintritt.

5. Allgemeine Eigenschaften

In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung besitzt die Trommel 210 einen Durchmesser von etwa 25,O m. Das Rohrgewicht beträgt etwa 2 000 Tonnen. Die auf die Trommel aufgewickelten Rohrstranglängen in Abhängigkeit vom Durchmesser sind nachstehend angegeben:

Rohr-Nenndurchmesser	(mm)	Ungef. Aufnahmelänge	(Meilen)
(Zoll)	101 ,6	(m)	50,5
4	152,4	81 435	30,2
6	203,2	48 800	19,7
3	254,0	31 720	13,8
10	305	22 265	10,3
12	356	16 470	8,5
14	406	13 725	5,7
16	9 150

Die angegebenen Leistungen gelten für typische Aufgaben in mittleren bis großen Wassertiefen. Das erfindungsgemäße Schiff vermag außerdem zwei umsetzbare Trommeln mit einer Gesamtkapazität von 500 Tonnen zu tragen. Diese umsetzbaren Trommeln werden so angeordnet, daß die von ihnen getragenen Rohrleitungen als Bündel zusammen mit dem Hauptrohrstrang abgespult werden.

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— 5 5 —

Andere Eigenschaften des erfindungsgemäßen Rohrlegeschiffs nach der bevorzugten Ausführungsform sind folgende (ungefähr):

Gesamtlänge 123,5 m

Gesamtbreite 21,4 m

Tiefe bzw. Rumpfhöhe 8,7 m

Tiefgang im Betriebszustand 5,49 m

6. Einsatzgebiete

Nachstehend sind einige Verwendungszwecke für das Trommel-Rohrlegeschiff in der Küstengewässer-Ölindustrie beschrieben.

6a. Unterwasseranlagen

Von den verschiedenen Verwendungsmöglichkeiten für das erfindungsgemäße Rohrlegeschiff besteht die wichtigste Aufgabe in der Herstellung von Unterwasseranlagen und Unterwasserverbindungen. Hierfür bietet die Erfindung die folgenden Vorteile:

1. Die Rohrleitung kann vor dem Verlegen auf dem Meeresboden an Land zusammengeschweißt und überprüft werden. Dies ist von besonderem Vorteil für Förderleitungen, die vor dem Verlegen abtriften können.

2. Durch die hohe Geschwindigkeit beim Verlegen von Rohrleitungen auf dem Meeresboden werden Verzögerungen aufgrund von Wetterbedingungen weitgehend vermieden und Störungen der ölfeidarbeiten auf ein Mindestmaß verringert.

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3. Da sich das Schiff selbst in der Nähe von | Bohrplattformen/Bohrlochabschlüssen und dgl. dynamisch ^ ausrichten kann, wird eine Beschädigungsgefahr für Unter- ν Wasserrohrleitungen oder andere Meeresboden-Ausrüstungs- $ teile auf ein Mindestmaß verringert. Außerdem kann das i| Rohrlegeschiff wesentlich schneller an die Arbeitsstelle U herangefahren, von ihr weggefahren und zwischen den || einzelnen Einsatzorten verfahren werden. ||

4. Mit Ausnahme der größten Projekte reicht im ^J allgemeinen eine Rohrleitungsladung aus, um die Rohrlei- fi tungen zu Unterwasser-Bohrlochabschlüssen herzustellen. 'Sj

5. Mit dem erfindungsgemäßen Rohrlegeschiff ;^! können Bündelanordnungen aus Rohrsträngen oder Kombinationen; ; von Rohrsträngen und Kabeln verlegt werden. ^;

6b. Gebündelte Rohrleitungen U

Bei dem für die Verlegung von Rohrleitungen ';; auf dem Meeresboden angewandten "Stovepiping"-Verfahren ;? müssen jeweils Rohrstrangabschnitte mit einer Länge von ,"· 12,2 oder 24,4 m miteinander verschweißt werden. Dieses *| Verfahren erfordert also eine "Schweißstraße" zur Herstellung einer Rohrleitung. Wenn mehrere Rohrleitungen ;_; gleichzeitig, d.h. in Bündeln, verlegt werden sollen, muß effektiv je eine "Schweißstraße" für jeddSRohr- £ leitungsbündel vorgesehen werden. Da die meisten | üblichen Rohrlegeschiffe für nur eine einzige Rohrleitung ;ΐ ausgelegt sind, ist es schwierig, genügend Aufstell- J: raum für eine oder mehrere weitere "Schweißstraßen" % vorzusehen. :ίί

Außerdem üben die meisten Rohrlegeschiffe ? auf den Rohrstrang eine Zugspannung mit Hilfe einer Spannvorrichtung aus, die speziell für die Aufnahme

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eines einzigen Rohrstrangs, nicht aber von zwei oder mehr Rohrsträngen ausgelegt ist.

Diese Schwierigkeiten werden durch das erfindungsgemäße Rohrlegeschiff überwunden, das eine Haupttrommel und eine oder mehrere umsetzbare Trommeln zu [I tragen vermag. Ein typisches Rohrbündel könnte beispiels-

|| weise aus einer von der Haupttrommel abgespulten Rohr-

I "' leitung mit etwa 203 mm Durchmesser (8") sowie je einem

I 100 mm- und 50 mm-Rohrstrang (4" bzw. 2") bestehen, die

|| von getrennten umsetzbaren Trommeln abgezogen werden.

I Außerdem kann mehr als ein einziger Rohrstrang auf eine

fs Trommel aufgespult werden.

ξ Ersichtlicherweise können somit Rohrleitungen

I für verschiedene Verlegearbeiten gemeinsam auf den Trom-

I mein vorgesehen werden. Bisherige Erfahrungen haben gell zeigt, daß beim Rohrlegen nach dem Trommelverfahren Rohr-

§■ stränge verschiedener Größen ohne Beschädigung über

andere Rohrstränge hinweg auf die Trommel aufgespult

werden können.

Aufgrund des großen Rohrstrangaufnahmevermögens des erfindungsgemäßen Schiffs durch Anordnung der Haupttrommel und der umsetzbaren Trommeln können bei einer Fahrt Rohrleitungen für mehrere verschiedene Verlegevorgänge mitgeführt werden, wie dies beispielsweise für Unterwasseranschlüsse erforderlich ist.

6c. Operation in dicht belegten Gebieten

g In einem Gebiet, das mit zahlreichen Bohrplatt-

|| formen, Rohrleitungen, Unterwasseranschlüssen, Bauschif-

{I fen, Versorgungsbooten usw. überfüllt ist, bietet ein

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Schiff, das ohne die Verwendung eines herkömmlichen
Ankersystems zu operieren vermag, große Vorteile.

Ein Beispiel hierfür ist ein bereits erschlossenes ölfeld, an 6--:.s bereits zahlreiche in Betrieb
stehende Rohrleitungen angeschlossen sind. Wenn beispielsweise die Produktion eines benachbarten Erdöloder Erdgasfeldes mit dem ersten Feld über Rohrleitungen verbunden werden soll, kann dies mit dem dynamisch
positionierbaren Rohrlegeschiff ohne weiteres erfolgen. Das mit der Rohrleitung beladene Schiff kann sich dabei dynamisch nahe der Plattform im erschlossenen Feld
positionieren, das Ende der Rohrleitung zur Plattform auslegen und sodann die Legearbeit von der Plattform hinweg durchführen, so daß es nur während einer Mindestzeit in dem dicht belegten Gebiet zu verbleiben braucht.

Ein anderer Einsatzzweck für die dynamische Ausrichtbzw. Positionierfähigkeit des Rohrlegeschiffs besteht in der Herstellung von Rohrleitungsanschlüssen an Plattformen, Unterwasser-Bohrlochabschlüssen oder VerteilungsZentren. Aufgrund des auf dem Wegfall von Ankern beruhenden, verringerten Risikos, der Geschwindigkeit, mit welcher das Schiff an den Einsatzorten anlegen, zwischen den Einsatzorten verfahren und nach Abschluß der Arbeiten vom Einsatzort wegfahren kann, kann die größtmögliche Zeit für die Durchführung der Arbeiten unter günstigen Wetterbedingungen aufgewandt werden.

6d. Verlegung von Rohrleitungen in Schifffahrtsstraßen

Die modernen Rohrlegeschiffe können nach dem "Stovepiping"-Verfahren mehr als etwa 3,2 km Rohrleitung in einer Zeitspanne von 24 Stunden verlegen. Die der-

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zeitigen Trommel-Rohrlegeschiffe vermögen dagegen dieselbe Rohrleitungslänge in einem Bruchteil dieser Zeit zu verlegen. In jedem Pail kann dabei die Ankerfläche der zuerst genannten Rohrlegeschiffe ein Gebiet mit einer Länge von etwa 4,6 km und einer Breite von etwa 1,6 km umfassen. Wenn sich dieses Gebiet in einer Hauptschiffahrtsstraße, etwa im Ärmelkanal befindet, sind unnötige Verzögerungen der Schiffahrt zu erwarten.

Im Gegensatz dazu kann das erfindungsgemäße Trommel-Rohrlegeschiff eine etwa 3,2 km langte Rohrleitung in wenigen Stunden verlegen, und da es keine Verankerungsanordnung benötigt, beansprucht es zu jedem vorgegebenen Zeitpunkt nur eine seiner Größe entsprechende Fläche auf der Schiffahrtsstraße. Durch diese besonderen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Rohrlegeschiffs werden also Störungen der Schiffahrt vermieden, wenn Rohrleitungen in Gebieten mit starkem Schiffsverkehr verlegt werden sollen.

6e. Entfernte Einsatzorte - Weltweite Operationen

Gewisse Seegebiete der Welt, etwa die Beaufort-See, lassen jedes Jahr nur sehr wenig Zeit für Küstengewässerarbeiten zu. Ebenso werfen landgestützte Basen und die für diese erforderliche Logistik Schwierigkeiten bei der Durchführung von Küstengewässerarbeiten auf.

Die spezielle Arbeitsweise des Trommel-Rohrlegeschiffs bietet in diesem Fall viele Vorteile, von denen nur einige wenige nachstehend aufgeführt sind:

Geschwindigkeit, mit welcher das Rohrlegeschiff zu solchen Einsatzorten fahren kann.

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die große Rohrleitungsmenge, die · das Rohrlegeschiff bei einer Fahrt befördern kann.

Geschwindigkeit beim Verlegen von |;

Rohrleitungen auf dem Meeresboden. 1

Mindestmaß an Unterstützung von |$

der Küstenbasis, wenn die gesamte, f~, benötigte Rohrleitungsmenge in einer Ladung befördert werden kann.

Das Trommel-Rohrlegeschiff kann außerdem in ^; etwa 2 1/2 Wochen aus dem Golf von Mexiko zu Küstengebieten

etwa in der Nordsee, vor Kalifornien, vor Brasilien und ·

im Mittelmeer fahren. Die Fahrt von der Nordsee zum Mittel- ·.:

meer dauert nur etwa eine Woche. ^

Da das Rohrlegeschiff eine große Transport- $

kapazität für Rohrleitungen kleineren Durchmessers be- f\

sitzt, kann es von einem Stützpunkt z.B. in der Nordsee |i

aus operieren und zu einem Gebiet beispielsweise im £j

Mittelmeer fahren. Infolgedessen entfällt die Notwendig- ff

keit für die Errichtung von Stützpunkten in allen Gebieten, Sj

in denen eine Rohrleitung verlegt werden soll. $

Das erfindungsgemäße Schiff kann also zum Ein- i;

satzort fahren, die Rohrlegearbeiten durchführen und }J

in kurzer Zeit wieder zurückfahren. i|

7. Operationsbeispiel ■;

Das folgende Beispiel soll das grundsätzliche · ':'■(

Trommel-Rohrlegeverfahren verdeutlichen. '·<!

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A. Rohrgröße - Nenn-Durchmesser 254 mm

(10")

B. Rohrleitungslänge - 40,2 km

Die Operation beginnt mit der Lieferung des beschichteten bzw. ummantelten Rohrs zum Aufspulort. Die Rohrleitung wird dabei zu Stücken von etwa 518,5 m Länge zusammengeschweißt, wobei alle Schweißstellen vor dem Aufspulen auf die Trommel des Schiffs mit Röntgenstrahlen geprüft und beschichtet werden.

Wenn das Rohrlegeschiff einläuft, steht eine Rohrleitungslänge von etwa 20 km für das Aufspulen bereit. An Bord des Schiffs werden 39 Rohrleitungsstücke von je 518,5 m Länge aufgespult, wobei der Aufspulvorgang nur für das Schweißen, die Röntgenuntersuchung und die Beschichtung der Schweißstellen am Ende jedes neuen Rohrstrangstücks unterbrochen wird.

Das nunmehr mit der Rohrleitung und den erforderlichen Anoden beladene Schiff fährt sodann zum Einsatzort.

Am Einsatzort wird das Schiff dynamisch neben der ersten Plattform ausgerichtet, und eine an der Plattform verankerte Leine wird an der Rohrleitung festgemacht .

Hierauf kann der Verlegevorgang beginnen.

Während des Legevorgangs werden Anoden am Heck des Schiffs hinzugefügt. Das Schiff wird normalerweise alle 3 bis 5 Minuten angehalten, um die erforderliche Anode anzubringen.

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Am Ende der etwa 20 km langen Legestrecke wird die Rohrleitung in einem Spannstück am Heck des Schiffs festgelegt.

An der Rohrleitung wird sodann ein Einstellkopf (abandonment head) angeschweißt, und die Rohrleitung wird mittels einer Winde auf den Meeresboden abgelassen. Die Leine zum Ablassen und Hochholen wird mit einer Boje verbunden.

Sodann kehrt das Schiff zum Stützpunkt zurück, um mit einer neuen Ladung an Rohrleitung beladen zu werden.

Nach der Rückkehr zur Verlegestelle wird die Rohrleitung hochgeholt und wieder festgespannt. Der neue Rohrstrang wird mit ihr verschweißt, und die Schweißstelle wird mit Röntgenstrahlen untersucht und beschichtet, worauf der Verlegevorgang weitergeführt werden kann. An der zweiten Plattform wird der Rohrstrang eingezogen und an der Plattform festgelegt. Nach der Prüfung der Rohrleitung kann das Verlegeschiff sodann zurückfahren.

Weitere Eigenschaften und Merkmale des Rohrlegeschiffs sind in einem Artikel von Kenneth R. Friman, Stanley T. Uyeda und Herman Bidstrup mit dem Titel "First Reel Pipelay Ship Under Construction - Applications Up to 16-inch Diameter Pipe 3000 Feet of Water" (OTOPapier Nr. 3069) beschrieben, der im Verlauf der Offshore Technology Conference in Houston, Texas/ USA, vom 8. - 11. Mai 1978 vorgelegt wurde.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   Trommel-Rohrlegeschiff mit Eigenantrieb mit einem Bug-, einem Mittschiffs- und einem Heckabschnitt, gekennzeichnet durch back- und steuerbordseitige, äußere, längsverlaufende Rumpfteile, durch back- und steuerbordseitige Paare von inneren Längsschotts, durch eine im wesentlichen horizontale Basis- oder Grundlinie am Schiffsboden, durch eine im wesentlichen horizontale, mit Abstand über der Grundlinie angeordnete Tankdeckplatte, durch ein im wesentlichen horizontales, mit Abstand über der Tankdeckplatte angeordnetes Hauptdeck, durch mehrere in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung auf Abstände verteilte Querschotts, von denen sich mindestens einige praktisch quer über die Schiffsbreite erstrecken, wobei die ersten und die zweiten Querschotts zumindest zum Teil einen Schacht- zur Aufnahme einer einen Rohrstrang tragenden Trommel festlegen, durch back- und steuerbordseitige, obere und untere, im wesentlichen horizontale Mittschiffs-Tragelemente, die mit gegenseitigem Abstand übereinander und mit Abstand über dem Hauptdeck angeordnet sind und sich zumindest über einen Teil

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   der Schiffslänge in Längsrichtung erstrecken, wobei diese Tragelemente in Kombination mit über die Hauptdecks ebene hinausragenden Abschnitten der äußeren Rumpfelemente und der inneren Längsschotts zwei auf Back- und Steuerbordseite angeordnete Kastenrahmen-Trommeltragkonstruktionen bilden, durch eine den Rohrstrang tragende Haspel oder Trommel und durch zwei Trommel-Traglageranordnungen zur Lagerung der Trommel auf der Kastenträger-Tragkonstruktion in der Weise, daß die Lageranordnungen auf den oberen Endabschnitten zweier zugeordneter innerer Längsschotts ruhen, wobei die Trommel-Tragkonstruktion die Last der Trommel und der Lager nach unten und in Längsrichtung auswärts über die inneren Längsschotts und in Querrichtung über Tankdeckplatte und Grundlinie (Schiffsboden) verteilen.

   Selbstfahrendes Trommel-Rohrlegeschiff, insbesondere nach Anspruch 1, mit einem Bug-, einem Mittschiffs- und einem Heckabschnitt sowie mit einer Grundlinie (Schiffsboden), einer Tankdeckplatte und einer Hauptdecksebene, gekennzeichnet durch back- und steuerbordseitige, äußere, im wesentliche längsverlaufende Rumpfelemente sowie back- und steuerbordseitige innere Längsschotts, die praktisch über die Länge des Schiffs verlaufen, wobei sich Rumpfelemente und Längsschotts in lotrechter Richtung zumindest zwischen der Grundlinie und den Hauptdecksebenen in Bug- und Heckabschnitt erstrecken, dagegen im Mittschiffsabschnitt wesentlich über die Hauptdecksebene hinausragen, durch im wesentlichen horizontale, back- und steuerbordseitige, querlaufende Mittschiffs-Tragelemente, die zwischen den Oberseiten der hochgezogenen Mittschiffsabschnitte der äußeren Rahmenelemente und der inneren

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   Längsschotts verlaufen, durch mindestens^ ein backbordseitiges und steuerbordseitiges, im wesentlichen waagerechtes, querverlaufendes Zwischenelement zwischen den äußeren Rumpfelementen und den inneren Längsschotts, das lotrecht zwischen Tankdeckplatte und Mittschiffs- »

   Tragelementen auf Abstand angeordnet ist, wobei die Mittschiffsteile der äußeren Rumpfelemente und der inneren Längsschotts, die querverlaufenden Mittschiffs-Trag- r

   elemente und dieses Zwischenelement gemeinsam eine Trommel-Tragkonstruktion bilden, und durch Lagereinrichtungen zur drehbaren Lagerung einer einen Rohrstrang tragenden Haspel oder Trommel an der Trommel-Tragkonstruktion in der Weise, daß die Last der Trommel■sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung über das Schiff nach unten ^! und auswärts verteilt wird, um die auf die Haupttragelemente des Schiffs einwirkende Belastung innerhalb der für deren Bau benutzten Werkstoffe zulässigen Belastungs- , grenzen zu halten. '

   3. Rohrlegeschiff nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch back- und steuerbordseitige Trommel-Tragkonstruktionen mit jeweils einem kastenträgerförmigen Querschnitt, die von der Hauptdecksebene des Schiffs in seinem Mittschiffsabschnitt nach oben abstehen und welche das Widerstandsmoment (section modulus) des Schiffs im Mittschiffsabschnitt erhöhen, durch eine den Rohrstrang tragende Haspel bzw. Trommel und durch Lagereinrichtungen zur Lagerung der Trommel auf den Tragkonstruktionen zur Drehung um eine im wesentlichen horizontale Achse quer über die Schiffsbreite, so daß die Last der Trommel in Abwärtsrichtung und in Längsrichtung auswärts über die Trommel-Tragkonstruktionen und die Haupttragelemente des Schiffs verteilt wird, um die auf die primären bzw. Haupttrag-

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   elemente des Schiffs ausgeübte Belastung innerhalb der ||

   hochstzulässigen Belastungsgrenzen für die Werkstoffe »|

   dieser Haupttragelemente zu halten. >

   4. Rohrlegeschiff nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeich- <j net, daß die Trommel-Tragkonstruktionen im wesentlichen | im Mittschiffsabschnitt auf und über der Hauptdecksebene || in einer solchen Höhe angeordnet sind, daß sie eine Trom- ί mel mit größtem zulässigen Durchmesser entsprechend dem fs größten Durchmesser und der größten Länge der vom Schiff |i zu befördernden Rohrleitung aufzunehmen vermögen, daß eine |; die Rohrleitung tragende Trommel auf den Tragkonstruktionen % um eine im wesentlichen horizontale, sich quer über das £· Schiff erstreckende Drehachse drehbar gelagert ist, daß || die Trommel eine Achse bzw. Welle, zwei auf Abstand ange- % ordnete und von der Welle radial nach außen abstehende '£ Flansche und eine koaxial zur Welle und zwischen den Flan- S sehen angeordnete Nabe aufweist, und daß mit der Trommel | eine Einrichtung zur Einführung von Ballast in die Nabe o,; und zur Entlüftung der Nabe bei der Einführung des Ballasts |l verbunden ist. %

   5. Rohrlegeschiff nach Anspruch 1, 3 und 4, dadurch gekenn- ä zeichnet, daß eine Einrichtung zur Einführung von Ballast |; in die Trommelnabe beim Abspulen der Rohrleitung bei sich | drehender Trommel vorgesehen ist, wobei die Ballasthinzu- | fügung in solcher Menge erfolgt, daß .das Gewicht des ab- | gezogenen Rohrstrangs zumindest teilweise kompensiert und die Erhöhung des GMT-Werts des Schiffs aufgrund des Abspulens des Rohrstrangs möglichst klein gehalten wird.

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   6. Rohrlegeschiff nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, j daß die Ballasteinführung in die Trommelnabe in solcher Menge erfolgt, daß der GMT-Wert des Schiffs zwischen den Belastungszuständen mit voller Trommel und leerer Trommel innerhalb von 30° bzw. 30 % auf seiner anfänglichen Größe gehalten wird.

   7. Rohrlegeschiff nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Trommel-Tragkonstruktion mindestens 0,4 L beträgt, mit L = Schiffslänge, y

   8. Rohrlegeschiff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite des Heckabschnitts des Schiffs eine Kielhacke (Kielstummel) einer solchen Größe vorgesehen ist, daß sie bei niedrigem Tiefgang mit etwa 1,4 bis 2,1 % und bei hohem Tiefgang mit etwa 1,0 bis 1,5 % zum Gesamtauftrieb des Schiffs beiträgt.

   9. Rohrlegeschiff nach einem der Ansprüche 1, 3 und 8, bei welchem Antriebspropeller auf Antriebswellen angeordnet sind, welche den Schiffsboden durchsetzen, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Durchmesser

   (D) der Propeller zum Abstand (H) von der mittleren Wasserlinie des Schiffs bis zum Zentrum des betreffenden Propellers zwischen den Zuständen hohen und niedrigen Tiefgangs im Bereich von etwa 0,625:1 bis 1,125:1 liegt.

   10. Rohrlegeschiff nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (a) zwischen Rumpfboden.und Propellerspitze nicht kleiner ist als 0,2 D..

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   11. Rohrlegeschiff nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (a) vorzugsweise etwa 0,2 bis 0,4 D beträgt.

   12. Rohrlegeschiff nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (a) etwa 0,21 D beträgt.

   13. Rohrlegeschiff nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (in Fuß bzw. Meter) vom Schwerpunkt des Schiffs zu seinem Quer-Metazentrum (GMT) nicht mehr als etwa 0,00194 B² beträgt, mit B = Gesamtbreite (in Fuß bzw. Meter) des Schiffs.

   14. Rohrlegeschiff nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der GMT-Wert des Schiffs innerhalb des schraffierten Bereichs von Fig. 17 liegt.

   15. Rohrlegeschiff nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der GMT-Wert des Schiffs unter allen wesentlichen Küstengewässer-Operationsbedingungen zwischen etwa 0,915 m und etwa 2,44 m liegt.

   16. Rohrlegeschiff nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel-Ballasteinrichtung mit dem einen axialen Ende der Trommelwelle über einen Drehanschluß verbundene Flut- und Lenzleitungen, mit dem anderen axialen Ende der Trommelwelle über einen Drehanschluß verbundene Entlüftungsleitungen, eine^erste innere Leitung, die vom ersten Drehanschluß durch die Welle und in das Innere der Trommelnabe verläuft und eine Strömungsbahn für flüssigen Ballast zwischen dem Inneren der Nabe sowie der Ballast-Flut- und -Lenzeinrichtung herstellt, und eine mit dem zweiten Drehanschluß verbundene zweite innere Leitung aufweist, welche sich durch die Trommelwelle hindurch in das Innere

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   der Nabe erstreckt und die als Entlüftung zum Ablassen der Luft aus dem Inneren der Nabe zur Außenluft dient.

   17. Rohrlegeschiff nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, welche die Entlüftungsleitung zur Außenluft hin nur während eines kleinen Teils einer vollen Umdrehung der Trommel öffnet.

   18. Rohrlegeschiff nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die die Entlüftungsleitung öffnende Einrichtung eine mit der Trommelwelle mitdrehbar verbundene Kurvenfläche und ein mit dieser Kurvenfläche in Berührung bringbares Schalterelement zur Steuerung der Betätigung von Entlüftungsleitungsventilen und zum öffnen der Ventile nur zu vorbestimmten Zeitpunkten aufweist.

   19. Rohrlegeschiff nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden inneren Leitungen um etwa 180° voneinander entfernt sind und daß das Schalterelement sowie die Kurvenfläche das öffnen der Entlüftungsleitungsventile nur dann zulassen, wenn sich die zweite innere Leitung innerhalb eines Bereichs von _+ 30° am höchsten Punkt ihrer Drehbewegung befindet.

   20. Rohrlegeschiff nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine in Richtung auf das Heck hinter der Trommel angeordnete Rohrstrang-Handhabungseinrichtung zur Konditionierung bzw. Egalisierung des Rohrstrangs beim Abspulen von der Trommel und zur Führung des konditionierten Rohrstrangs beim Rohrlegevorgang in das Wasser.

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