NO771530L - Nedleggingsverkt¦y for nedlegging av sj¦kabel p} sj¦bunnen - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører nedleggingsverktøy beregnet på anvendelse ved nedlegging av sjøkabel, bestå-

ende av en slepe-enhet for sleping over sjøbunnen og et trekk-rør, hvor slepe-enheten omfatter et skrog som bærer et plogverktøy for pløying av en renne i sjø- eller havbunnen,

og hvor trekkrøret under nedleggingen fører sjøkabel fra en trekkende båt til nevnte slepe-enhet og videre ned i nevnte renne.

Sjøkabler for forsyning av elektrisk kraft, telekommunika-

sjoner o.l. kan som oftest ikke bare nedlegges direkte på sjøbunnen, men må beskyttes mot f.eks. drivis, fiskeredskaper,far-tøysankere og liknende. Man kan da enten dekke kabelen med f.eks. jernklosser og sementsekker, eller føre kabelen ned

i bunnmaterialet ved f.eks. graving og pløying. Alternati-

vet med tildekking av kabelen er ofte meget kostbart og tidkrevende, og denne metode har man tidligere benyttet kun når man ..har ■ ansett det nødvendig. For graving av kabel-

graver har man tidligere benyttet seg av mudderverk. Denne metode er kostbar, teknisk vanskelig å gjennomføre og be-

grenset til grunne vann. Anordninger for graving av kabel-

graver og samtidig nedlegging av kabel er-tidligere kjent, eksempelvis gjennom svensk patent 322 279. De kjente an-

ordninger har imidlertid vært beregnet på å arbeide i løse bunnmaterialer slik som sand, mudder, mykléire o.l. Hen-

sikten har også hovedsakelig vært å nedlegge mindre kabler eller vannledninger' i relativt rolige vann innenskjærs. Disse anordninger egner seg dårlig for operasjoner i høy sjø, med hard og kupert bunn samt kraftigere kabelkonstruksjoner som

f.eks. armerte kraftkabler. Også anordninger for slike operasjoner er tidligere kjent; med utilfredsstillende resultater

i visse tilfeller. Bl.a. har man hatt store vanskeligheter med virkelig å få kabelen nedgravet. -

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å sikre nedgraving

av kraftkabel i så skiftende sjø- og bunnforhold som man kan regne med i praksis. Nedleggingsverktøyet er konstruert.for å klare alle rimelige belastninger både innen- og utenskjærs.

De for oppfinnelsen kjennetegnende trekk fremgår av de etterfølg-ende patentkrav samt av etterfølgende beskrivelse under henvisning til tegningene, hvor

fig-. 1 er et sideriss av nedleggingsverktøyet og. de'n trekkende båten,

fig. 2 viser nedleggingsverktøyets slepe-enhet, sett fra siden,

fig. 3 er et lengdesnitt gjennom nedleggingsverktøyet,

fig. 4 er et tverrsnitt gjennom nedleggingsverktøyets slepe-enhet,

fig. 5 viser et' pløyende organ, som går ut fra bunnen av slepe-enheten,

fig. 6 er en detalj skisse av ovennevnte pløyende organ,

fig. 7 viser nedleggingsverktøyets slepe-enhet sett ovenfra,

og

fig. 8 viser nedleggingsverktøyet under opptaking fra eller nedsenking til sjøbunnen.

Nedleggingsverktøyet består av en slepe-enhet 22 og et trekk-

rør 2 6 forenet med hverandre ved hjelp av kardansk oppheng. Slepe-enheten 22 omfatter et skrog 34 og et kjøl-liknende

organ 37, og er forsynt med en kanal 43 som sammen med trekk-røret 26 danner et trekk- og styresystem. Kabelen. 24 slippes ut fra båten 23 ned til slepe-enheten 22 gjennom røret 26. I slepe-enheten 22 går trekk-røret 26 over til en kanal 43 som er utformet slik at den tvinger kabelen 24. ned på bunnen av den .pløyde rennen 29 før det pløyende organet 27 forlater den.

Rennen 2 9 1 sjøbunnen. 32 pløyes opp av det pløyende organet 27 under skroget 34. Endelig er systemet 22, 23, og 24 forsynt

med et antall avfølere og elektronikk som tillater kontinuerlig overvåking av hvordan systemet oppfører seg og hvor dypt kabelen'pløyes ned.

Slepe-enheten 22, som skal trekkes frem på bunnen 32, består av et skrog. 3-4, på hvis underside det finnes en sentral uttagning 42 bak. I midten på denne .uttagning sitter det pløyen-de organet 27, hvis sidevegger 28 er plane og vertikale. Inni dette organ 27 finnes kabelkanalen 43 og dens utløp 44. Kanalen 43 kan åpnes oventil, slik at kabelen kan legges inn i denne uten trekking. Organets 27 bredde- bør i første rekke bestemmes av kabelens 24 diameter. Organet 27 er i sin forreste del forsynt med et plogverktøy bestående av en øvre plog 48 og en nedre plog 49, hvor den øvre befinner seg foran den nedre. Dette er nødvendig for at kabelutløpet 44 skal kunne utformes slik at kabelen 24 tvinges ned i bunnen av den pløyde.rennen 29 selv om slepe-enheten 22 ikke skulle arbeide i helt korrekt posisjon. Plogene 48, 49 er noe bredere en den bakenforliggende del 28 av.det pløyende organet 27, og den øvre 48 er bredere enn den nedre 49.. Dette arrangement reduserer friksjonen samt gjør at alt opp-pløyet materiale 31 føres opp i en stadig bredere renne 29 for til slutt å havne ovenpå bunnen 32 på siden av det gravde diket 29. Materialet 31 skal således ikke presses inn i den pløyede rennens vegger. En slik fremgangsmåte ville føre til vesentlig større frik-sjon og altfor rask igjenfylling av rennen. Foran plog-verktøyet 48, 49 finnes en plate, et såkalt spredholt 40,

hvis oppgave er dels å kløyve bunnmaterialet og dels å hindre gjenstander i å feste seg til plogverktøyet 48, 49, samt endelig å tvinge opp slepe-enheten 22 i sin helhet hvis denne støter på bunnmateriale som er slik at.det pløyende organ 27 ellers ville kunne sette seg fast, eller hvis man støter på bunnmateriale som er for hardt til at man kan pløye gjennom det.' Utformingen, av spredholtets egg 41 er her vesentlig. Den

skal dels være noe bredere enn spredholtet for øvrig for å minske friksjonen, og dels ha en overflate som i kombinasjon med

slepe-enhetens tyngde gjør at slepe-enheten tvinges opp når den støter på bunnmateriale av altfor stor hardhet, f.eks. granitt.. Visse mål grunnet på modellforsøk må holdes for

at nedleggingsverktøyet skal operere på ønsket måte. Spred^holtets egg 41 skal danne en vinkel 7 med skrogets bunnplan 36 i intervallet 20° - 45° (se fig. 5). Hver av plogene 48, 49 skal' bestå av en nedre. 50 og en øvre 51 plogflate hvis.

egger danner• en vinkel-8, 9 som for det øvre plogskjæret ligger i intervallet 60° - 120°, 8 samt for det nedre 90° - 120°, 9. Pløyedybden 12 er vesentlig for utformingen av slepe-enhetens øvrige deler. Denne dybde 12 defineres som forskjellen mellom det pløyende organets 27 høyde 33 og den sentrale•uttagningens 42 dybde 25. •Skrogets bunn 36 er hovedsakelig plan bortsett fra når det. gjelder den sentrale uttagning 42 og stevnen 35. Skrogets 34 dimensjoner er også avgjørende for pløye-evnen. Stevnens krumningsradius 13 i det området hvor den går over i den plane bunnflaten 36, må overstige pløye-dybden 12. Den linje som defineres av denne krumningens begynnelse 15,dvs. ■ den plane bunnens bredde, bør være minst o,6 ganger avstanden fra nevnte linje til projeksjonen av den nedre plogens spiss 5 på bunnplanet - en avstand som i sin tur skal være 5-8 ganger pløye-dybden 12. Videre skal tyngdepunktets 16 projeksjon på bunnplanet 36 befinne seg innenfor de vinkelben som defineres av den nevnte plogspissens 5 projeksjonspunkt og endepunktene av den linje som definerer begynnelsen av for-stevnens- krumning 15. Erfaringen tilsier at hvis disse betingelser ikke oppfylles, vil nedleggingsfartøyet f.eks. få vanskeligheter med å begynne å pløye, det vil pløye util-strekkelig i en "stevnen-ned-posisjon" og også skyve en voll med løst materiale foran seg. Slepe-enhetens stevn 35 skal videre være vinklet slik at slepe-enheten ikke risikerer å sto<p>pes av gjenstander som -stikker opp 'fra havbunnen.

Kabelen 24 løper gjennom trekk-røret 26 inn i kanalen 43 og

ut gjennom utløpet 44 i det pløyende organet 27. Utløpet skal tvinge kabelen ned på bunnen av den pløyede rennen før det pløyende organet forlater denne bak seg. Derfor er dét nød-vendig at plogverktøyet 48, 4 9 består av en øvre 48 og en

nedre 49 plog som er forskjøvet i forhold til hverandre med.

den øvre plogen forrest. Det er videre nødvendig at utløpet 44 gis en utforming som fremgår av fig; 6, hvor

A = 3 D I

B ]_ 5 d ' f hvis D er det pløyende organets 27 bredde.

Krumningsradien R for kanalens bunn 45 før utløpets nedre kant

4 6 skal være minst 8.D. Kanalbunnens flate med denne krumning skal høyst strekke seg frem til det pløyende organets begynnelse 6. Avstanden mellom utløpets fremre kant 46 og projeksjonen C.av den øvre plogens spiss 4 på den pløyde rennens bunn må ikke være for stor, men må underskride (2R - H), hvor H er det pløyende organets høyde 33. I disse betingelser spiller også kraftkablers bøyelighet en rolle. Derfor må

f.éks. også kanalens 4 3 bredde øke forover og ved overgangen til trekk-røret 26 være minst 1,4 D.

Trekk- og styreanordningens 26, 43 opphengsanordning 18 ved overgangen mellom kanalen 4 3 i slepe-enhetens skrog og trekk-røret 26 må for at nedleggingsverktøyet skal manøvrere

på ønskelig måte i visse situasjoner og pløye så korrekt

som mulig samt med hensyn til en kraftkabels mekaniske egen-skaper være utformet på en spesiell måte. Opphengsanord-

ningen 18 skal være utformet slik at den er dreibar i både vertikal og horisontal retning, samt at dens kardangknute med det ene kardangkryssets tapper hviler i et spor som kan åpnes. Opphengsanordningens 18 innfestingshøyde over bunnen må underskride pløye-dybden 12, og dens posisjon i horisontal-planet skal være beliggende innenfor en pløye-dybdes avstand foran eller bak vertikalplanet gjennom den linje i bunnplanet hvor stevnens krumning begynner 15. ' '

Nedleggingsverktøyet er også forsynt med flytetanker .38 som

er avpasset slik at verktøyet uten kabel flyter, men med kabel synker. Disse tanker 38 er,dessuten forsynt med tilbake-slagsventiler 39 som er slik avpasset at de tillater auto-matisk innstrømning av vann så lenge trykket i' tankene er lavere enn det omgivende vannets trykk. Tankene er forsynt

med en luftventil 52•som muliggjør fylling av tankene med luft

når nedleggingsverktøyet tas opp. Videre skal vektfordelingen være avpasset slik at deplasementets tyngdepunkt 17 i under-vannsstilling ligger over nedleggingsverktøyets tyngdepunkt 16 med en avstand som er minst 1/10 av avstanden fra den linje hvor stevnens krumning begynner 15 til projeksjonen på bunnplanet 36 av den nedre plogens spiss 5. På denne måte automatiseres nedsenkningsprosedyren, slepe-enheten 22 synker stabilt og ingen dykkere behøver være i nærheten under denne for dem risikofylte operasjon..

Claims (24)

1. Nedleggingsverktøy, beregnet på å anvendes ved nedlegging av sjøkabel, bestående av en slepe-enhet for sleping over sjø-bunnen og et trekk-rør, hvor slepe-enheten omfatter et skrog som bærer et plogverktøy for pløying av en. renne i sjø- eller havbunnen, og hvor trekk-røret under nedleggingen fører sjø-kabel fra en trekkende båt til nevnte slepe-enhet og videre ned i nevnte renne,.. karakterisert ved at skrogets underflate i hovedsak er plan og oppviser ved skrogets bakre ende et sentralt uttak i hvis midtdel det finnes et kjøl-liknende, pløyende organ som i sin fremre del består av plogverktøyet i form av to ploger, nemlig en øvre bredere plog og en nedre, smalere plog plassert bak den øvre plogen, og som i sitt indre opptar en del av nedleggingsrøret, hvil-ket munner ut i det pløyende organet et stykke inn fra den del av organet som ligger lengst bak.

2. Nedleggingsverktøy som angitt i krav 1, karakterisert ved at det plø yende organets forreste del består av et spredholt hvis egg strekker'seg. f ra skroget i uttagningen forbi den øvre plogens spiss og til den nedre plogens spiss.

3. Nedleggingsverktøy som angitt i krav 2, karakterisert ved at nevnte egg med skrogets plane underflate danner en vinkel i intervallet 20°.- 45°.

4. Nedleggingsverktøy som angitt i krav 2, karakterisert ved at både den øvre og den nedre plogen på hver side av nevnte spredholt har-.en ø,v.re første plogoverflate og en nedre andre plogoverflate, hvor for den øvre plogen vinkelen mellom den første og den andre plogoverflaten ligger i intervallet 60° - 120°, mens for den nedre plogen vinkelen mellom den første og den andre" plogoverflaten ligger i intervallet 90° 150°.

5. Nedleggingsverktøy som .angitt i krav 4, karakterisert ved at nevnte spredholt- i et helt stykke strekker seg frem til de to plogenes øvre og nedre plogoverflater.

6. Nedleggingsverktøy som- angitt i krav 2, karakterisert ved at det pløyende organets bakre del fra den nedre plogen og et stykke bakover har plan underside, mens det gjenstående stykket består av vertikale vegger uten me-kanisk forbindelse i den nederste delen.

7. Nedleggingsverktøy som angitt i et av kravene 1-6, karakterisert ved at avstanden fra projeksjonen på bunnplanet av den nedre plogens spiss til den linje vinkelrett på slepe-enhetens lengde-akse som begrenser stevnen mot skrogets plane bunn, skal være 5-8 ganger pløye-dybden.

8. Nedleggingsverktø y som angitt i krav 1, karakterisert ved at trekk-røret er festet til skrogets. fremre ende ved hjelp av kardang-oppheng som muliggjør en viss forflytning av røret (med iliggende kabel) i forhold til skroget i vertikal og horisontal retning.

9. Nedleggingsverktøy som angitt i krav 8, karakterisert ved . at innfestingen for det kardanske opphenget har en høyde over bunnen som underskrider den maksimale pløye-dybden, hvilken er det pløyende organets høyde redusert med dybden av .den sentrale uttagningen i skrogets bakre ende.

10. Nedleggingsverktøy som angitt i krav 8, karakterisert ved at innfestingen for det kardanske opphenget skal være beliggende innenfor en pløye-dybdes avstand foran eller bak vertikalplanet gjennom den linje i bunnplanet hvor stevnens krumning begynner.

11. Nedleggingsverktøy som angitt i krav 4, karakterisert ved at nevnte plogoverflater skal ha en bredde som overstiger den for den vertikale delen av det pløyende organet, hvor den øvre plogen er bredere enn den nedre.

12. '•Nedleggingsverktøy som angitt i krav 2, karakterisert ved at-spredholtets egg er bredere enn den øvrige delen av spredholtet.

13. Nedleggingsverktøy som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at stevnens krumningsradius i det område som går over til den plane.bunnflaten, skal overstige den maksimale pløye-dybden.

14. Nedleggingsverktøy som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at det er forsynt med flyte- ' tanker som er slik avpasset at slepe-enheten flyter uten kabel, men synker med kabel.

15. Nedleggingsverktøy som angitt i krav 14, karakterisert ved at flytetankene er forsynt med tilbake- slagsventiler som er slik avpasset av de tillater automa-tisk innstrømning av vann så lenge trykket i tankene er lavere enn det omgivende vannets trykk.

16. Nedleggingsverktøy ifølge et av de foregående patentkrav, karakterisert ved at projeksjonen på bunnplanet av slepe-enhetens tyngdepunkt skal være beliggende innenfor den triangel som bestemmes av projeksjonen av den nedre plogens spiss o.g den linje, vinkelrett på slepe-enhetens lengdeakse, som begrenser stevnen mot skrogets plane bunn.

17. Nedleggingsverktøy som angitt i krav 16, karakterisert ved at nevnte linje skal ha en lengde som overstiger 0,6 ganger avstanden fra nevnte projeksjon av den nedre plogens spiss til nevnte linje.

18. Nedleggingsverktøy som angitt i krav 7 og 16, karakterisert ved at deplasementets tyngdepunkt i under-vannsposisjon skal ligge over nedleggingsverktøyets tyngdepunkt med en avstand som er minst 1/10 av avstanden fra projeksjonen på bunnplanet av den nedre plogens spiss til den linje, vinkelrett på slepe-enhetens lengdeakse, som begrenser stevnen mot skrogets plane bunn.

19. Nedleggingsverktø y som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at slepe-enheten er forsynt med en. kanal som er utformet slik at den knyttes til trekk-rørets nedre ende og har en slik form at kabelen tvinges ned i den renne plogverktøyet har pløyet.

20. Nedleggingsverktøy som angitt i krav 19, karakterisert ved at nevnte kanal oventil kan åpnes slik at kabelen kan innlegges i denne uten trekking.

21. Nedleggingsverktøy som angitt i et av kravene 19 eller 20, karakterisert ved ' at nevnte kanal er forsynt med et utløp som er slik utformet at kabelen ligger på bunnen av den pløyde rennen i sammeø yeblikk som det pløyende organets bakre ende forlater denne.

22. Nedleggingsverktøy som angitt i et av kravene 19-21, karakterisert ved at kanalens bredde i dens begynnelsen ved slepe-enhetens fremre del skal være minst 1,4 ganger det pløyende organets bredde.

23. Nedleggingsverktøy som angitt i et av kravene 19 - 22,. karakterisert ved at krumningsradien for kanalens bunn før utløpet skal være minst 8 ganger det pløyende organets bredde.

24. Nedleggingsverktøy som angitt i et av kravene 19 - 23, karakterisert ved at avstanden mellom nevnte utløps fremre kant og projeksjonen av den øvre plogens spiss på den pløyde rennens.bunn underskrider (2R - H) , hvor H er det plø yende organets høyde og R er den nevnte krumnings- ' radien.