NO143766B - Roerleggingsfartoey. - Google Patents

Description

Rørlegging av lange metallrørledninger på bunnen av

dypt vann har fått økende kommersiell betydning, idet disse benyttes for transport av petroleumsprodukter. I US-PS nr. 3 372 461 er det beskrevet hva som antas å være den kommer-sielt først anvendte prosess for legging av en lang rørledning fra en trommel hvorpå det er oppspolt rør med en diameter på opp til 10 cm. I US-PS nr. 3 630 461, 3 712 100 og 3 680 342 som tilhører søkeren, er beskrevet en forbedret fremgangs-måte for legging av en lang rørledning fra en trommel hvorpå det er lagret rør med diameter opp til 20 cm.

På rørleggingsfartøyer som benytter søkerens patenterte fremgangsmåter er trommelen dreibar om en vertikal akse, og rørbehandlingsutstyret er montert direkte på dekket av far-tøyet. På den ene siden av dekket er det anordnet en lang rampe hvorpå det er plassert rørstøtter i avstand fra hverandre i lengderetningen. Hver av disse rørstøtter kan justeres vertikalt, slik at alle rørstøttene sammen danner en bane for røret som heller suksessivt mer og mer nedover.

Røret føres ned i vannet over en konstruksjon som vanligvis er kjent som en "stinger", som understøtter det nedadstikkende rørspenn fra hekken til et punkt på stingeren hvor røret videre forløper i et fritt spenn ned mot sjøbunnen. Det primære formål med stingeren er således å unngå for store konsentrerte bøyningsspenninger under nedsenkingen av røret, idet disse spenninger ellers ville kunne knekke eller skade rørledningen permanent.

Benyttelse av stingere har sine ulemper som kan omfatte følgende: Til- og frakobling av stingere er tidkrevende, særlig i høy sjø. Forskjellige vanndybder krever stingere med forskjellige lengder, idet lengden av en "rett" stinger må være mellom fire og seks ganger vanndybden hvor rørledningen skal legges, og stingere må bygges opp slik at de tåler de høye påkjenninger som kan forekomme på grunn av vannstrømmer og relative bevegelser mellom stingeren og rørleggingsfartøyet.

Det har vært foreslått å benytte kortere stingere, slik som frittleddede eller halvt leddede stingere. Men alle stingere har det til felles at de krever betydelig tid å installere, under arbeid og når de skal fjernes, særlig ved et kommende stormvær. Hvis stingeren skulle skades under en rørleggingsoperasjon kan rørleggingsfartøyet bli satt ut av drift i atskillige timer eller dager, hvilket vil kunne med-føre stort økonomisk tap.

I norsk patentskrift nr. 137 656, svarende til US patent 3 641778, søkes problemet med "stingeren" løst ved å erstatte den med rørbehandlingsutstyr som henger ned fra hekken på rør-leggingsf artøyet ned i sjøen. Ved denne fremgangsmåten bi-beholdes imidlertid enkelte av de ovenfor beskrevne ulempe-ne og fremgangsmåten er generelt bare egnet for rør med forholdsvis liten diameter, f.eks. opp til ca. 10 cm. diameter.

Foreliggende oppfinnelse tar sikte på å skaffe et rør-leggingsf artøy for legging av forholdsvis grovdimensjonerte rørledninger ned på sjøbunnen fra en trommel som er montert for rotasjon om en horisontal akse som forløper nær fartøyets baug og hvor rørledningen etter hvert som den spoles av trommelen, innrettes, rettes og strekkes av rørbehandlings-utstyr, og foreliggende oppfinnelse karakteriseres ved at rørbehandlingsutstyret er montert på en arbeidsplattform hvis ene ende er svingbart anordnet ved lekterens hekk og den andre enden av plattformen er oppstøttet i en spiss vinkel i forhold til lekterens dekk i retning mot trommelen på slik måte at plattformen forblir over vannflaten, og at plattformen er regulerbar slik at den kan kontrollere rørledningens nedsenkingsvinkel når den senkes ned i vannet.

Gjennom oppfinnelsen oppnås den vesentlige fordel at rørbehandlingsutstyret, i motsetning til tidligere, .alltid kan holdes i stilling over sjøoverflaten. Samtidig kan man likevel under utlegningen hele tiden kontrollere og eventu-elt justere utføringsvinkelen til rørledningen.

Ved en foretrukket utførelsesform for oppfinnelsen er arbeidsplattformen svingbart opplagret til hekken av fartøyet slik at den kan dreies ved hjelp av løfteorganer som er kop-let direkte til plattformen for derved å kunne regulere ut-leggings vinke len til rørledningen.

Innrettings- og utrettingsutstyret for rørledningen er slik innrettet og plassert at rørledningen under utrettingen meddeles en på skrå nedoverrettet bevegelsesbane hvis vinkel i alt vesentlig svarer til rørledningens utførings- eller nedsenkingsvinkel.

Mellom den svingbare plattformen anordnet med utrettingsutstyret og trommelen for rørledningen er det fortrinnsvis anordnet særskilt bære- og innretningsutstyr for rørlednin-gen, som avspoles fra trommelen, og ved en foretrukket ut-førelsesform for oppfinnelsen dreies trommelen ved hjelp av et antall, særskilte motorer som er opplagret med innbyrdes avstand langs trommelens omkrets, hensiktsmessig under en del av trommelens sideflens på undersiden.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende under henvisning til vedlagte tegninger, hvor:

Fig. 1 er et oppriss av et rørleggingsfartøy og

Fig. 2 er et grunnriss av det på fig. 1 viste rørleg-gingsfartøy.

Rørleggingsfartøyet 10 har et dekk 13. I en brønn nær forenden av fartøyet.er det montert en trommel 12 med et hult nav 15 som er opplagret for rotasjon om en horisontal aksel 11 som ligger på tvers av lengdesenterlinjen for fartøyet. På hver side av navet 15 er det festet vertikalt rettede sideflenser 21. En rekke drivmotorer 19 under i. det minste én av flensene 21 vil dreie flensen og dermed også trommelen i den ene eller andre retning.

En horisontal frem- og tilbakegående rørfører 35 omfatter et rullepar og er hjelpeutstyr under opp- og avspoling av røret.

En meget lang rørledning 16 kan være oppspolt som en spole 2 8 på trommelen med mange rørlag 30. Spolen 2 8 har et lag 34 med en minste diameter og et lag 32 med en. største diameter.

Bunnpartiet av arbeidsplattformen 2 4 er fortrinnsvis montert nær hekken på rørleggingsfartøyet 10 og kan utføre en svingebevegelse om én eller flere horisontale svingetapper 26. Toppenden av plattformen 24 strekker seg over og i retning mot trommelen 12 og i en spiss vinkel med dekket 13. Utleggingsvinkelen A som blir helningsvinkelen for røret 16 i forhold til vannflaten vil ved hjelp av svingetappen 26 kunne reguleres ved hjelp av egnede forlengbare organer, f.eks. en fluidumdrevet jekk 2 7 som er svingbart anordnet på en svingetapp 27'. Helningsvinkelen kan derfor lett justeres ved å regulere jekken 27.

På plattformen 2 4 er det montert rørbehandlingsutstyr 8 som kan omfatte en horisontalinnretter 36, en vertikalinnret-ter 18, en utrettingsmeJtanisme 20 og en strekkinnretning 51. Dette utstyr kan betjenes uavhengig av hverandre eller det kan bestå av deler som samvirker med hverandre.

Oppgaven for vertikalinnretteren 18 er å motta rør fra et hvilket som helst punkt i et lag 30 og forandre dets retning nedad. Innretteren 18 kan omfatte en seksjon med en rekke horisontale ruller 18' med forskjellig lengde. Krumningen for den bane som dannes av de horisontale ruller 18'

er slik at røret hindres i å knekke i vertikalplanet.

Oppgaven for horisontalinnretteren 36 er å bevege og holde den avspolende rørledning på den krummede flate på vertikalinnretteren 18 fra alle de retninger som røret kan komme fra. Horisontalinnretteren 36 omfatter en rekke vertikale ruller 36a som er symmetrisk anordnet i forhold til et bestemt vertikalplan som fortrinnsvis innbefatter plattformens 24 lengdesenterlinje. Dette plan vil i det følgende bli delvis benevnt vertikalsenterplanet 24'. Krumningen for den linje som dannes mellom sentrene for de vertikale ruller 36 er slik at røret hindres, i å knekke i horisontalplanet.

Den horisontale innretter 36 omfatter også vertikale ruller 36c og 36b som holder røret i vertikalplanet 24' under fremføringen. Alle vertikale ruller er regulerbart montert i forhold til hverandre, slik at de kan benyttes for rør med forskjellige diametere.

Det horisontalt og vertikalt innrettede rør må utrettes ved å tilbakebøyes i vertikalplanet ut over dets elastisitetsgrense. Utrettingen utøves av utretteren 20 som omfatter en bøyekloss 42 anbrakt mellom en reaksjonskloss 44 og en annen reaksjonskloss som kan være innretteren 18.

Utretteren 20 etterfølges av en strekkinnretning 51 som vanligvis vil omfatte to motstående rørgripende strekkinnret-ninger 52 og 53.

Det forskjellige utstyr er fortrinnsvis opplagret for resiproserende og roterende bevegelse i forhold til hverandre.

Det skal nå beskrives hvordan virkemåten i hovedtrekk

er for rørleggingsfartøyet 10.

Det er ønskelig at trommelen 12 kan oppta en så stor spole 28 som mulig. Derved blir det nødvendig å utforme navet 15 med en minste ytre diameter som velges slik at de rør med den største diameter som rørleggingsfartøyet.10 er beregnet for, ikke skal bli overdrevet ovale. Et vanlig stålrør som har en diameter på 200 mm og der stålet har en flytegrense på omtrent 2 40 kg/cm 2, vil f.eks. stålet i røret bli bøyd.innenfor dets elastisitetsgrense, og det vil ikke bli igjen noen vesentlige bøyespenninger i røret når det på røret påførte bøyningsmoment blir avlastet. Dette rørstålet kan bøyes ut over elastisitetsgrensen til en radius på omtrent 3,66 m uten at røret blir vesentlig ovalt. Det kan sies at røret bøyes innenfor det plastiske området når det bøyes til en radius under omtrent 94 m. Når røret bøyes plastisk, får røret en permanent resterende krumning etter at bøyningsmomen-tet er avlastet. For å fjerne denne permanente resterende krumning av røret må bøyeklossen 42 bøye røret plastisk, men i motsatt retning av den tidligere bøyning. I motsetning til det som skulle forventes, er det funnet at hverken røret eller dets plastbelegg, hvis et slikt skulle forefinnes, vil bli vesentlig skadet av den opprinnelige bøyning eller av bøynings-operasjonen i motsatt retning.

De vertikale ruller 36a utøver horisontale krefter på røret slik at dette ledes til og holdes over vertikalinnretteren 18, uansett rørets innføringsvinkel fra trommelen 12.

Vertikalinnretteren 18 har en tilstrekkelig liten, men jevn eller jevnt varierende krumning til at røret ikke blir unødig ovalt eller skades.

Når røret forlater vertikalinnretteren 18 ved et punkt 48, har restspenningen i dette et ujevnt fordelingsmønster langs lengdeaksen og dermed en varierende restkrumning som hovedsakelig er avhengig av hvilket lag 30 på trommelen røret kommer fra og på diameter, tykkelse og vekt av røret. For rør med liten diameter, f.eks. mellom 15 og 25 cm. bøyer vertikalinnretteren 18 røret elastisk i en nedadstikkende retning.

For rør med større diameter, f.eks. mellom 45 og 50 cm, reguleres krumningen i innretteren 18' slik at det blir mulig å bøye røret plastisk på denne. Etter at røret har forlatt punktet 48, vil restkrumningen hovedsakelig bli den samme uansett diameteren på rørlaget.30 på trommelen som røret kommer fra. Denne restkrumningen fjernes fra røret ved hjelp av bøyeklossen 42.

Fra reaksjonsklossen 44 utlegges det utrettede rør nedad i sentervertikalplanet 24' langs en utleggingsbane 50 og i en valgt utleggingsvinkel A i forhold til horisontalen. Vinkelen A bestemmes av hvordan lengden av jekken 27 er regulert.

Et hovedtrekk ved denne oppfinnelse er at røret uten hjelp av en stinger kan utlegges i en vannmasse 9 i en hvilken som helst vinkel A i området fra noen få grader opp til 90 grader, og det er lett å kontrollere endringen av denne vinkel ved hjelp av jekken 27, mens røret er i bevegelse.

For en bestemt diameter og vekt av røret velges vinkelen A ved å ta i betraktning vanndybden og strekket i det rør som legges ut.

Strekkinnretningen 51 bidrar til å holde det rør som

er under utlegging under et passende strekk, slik at røret får et ønsket kjedelinjeforløp eller nedheng fra hekken av rørleggingsfartøyet ned mot sjøbunnen. Det utrettede rør passerer mellom de røromgripende flater på de motstående anbrakte strekk-klosser 52 og 53. Ytterligere strekk i det rør som er under utlegging kan tilveiebringes av fartøyets fremdriftsmaskineri og/eller av motorene 19 som driver trommelen 12.

Claims (3)

1. Rørleggingsfartøy (10) for utlegging av en rørledning på sjøbunnen, der rørledningen er oppspolet på en trommel (12) montert for rotasjon om en horisontal akse (11) nær far-tøyéts baug og der røret etter hvert som det avspoles fra trommelen innrettes, utrettes og strekkes ved hjelp av rør-behandlingsutstyr, karakterisert ved at rør-behandlingsutstyret er montert på en arbeidsplattform (24) hvis ene ende er svingbart anordnet (26) ved lekterens hekk og den andre enden av plattformen er oppstøttet (27) i en spiss vinkel i forhold til lekterens dekk i retning mot trommelen på slik måte at plattformen (24) forblir over vannflaten, og at plattformen er regulerbar slik at den kan kontrollere rørledningens nedsenkningsvinkel når den senkes ned i vannet.

2. Rørleggingsfartøy som angitt i krav 1, karakterisert ved at en svingetappanordning (26) kopler bunnenden på plattformen (24) til hekken av rørleggingsfar-tøyet og at løfteorganer (27) er montert under plattformen for å kunne regulere utleggingsvinkelen (A) for rørlegningen ned i vannmassen (9).

3. Rørleggingsfartøy som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at rørbehandlingsutstyret omfatter innrettings- og utrettingsutstyr (18,36,20) som er montert på plattformens øvre del og sørger for innretting og utretting av rørledningen etter hvert som den avspoles og tilføres fra trommelen og sørger for at røret gis en korrekt, nedadhellende bevegelsesbane (50) svarende til rørledningens nedsenkingsvinkel.