CH687212A5

CH687212A5 - Verfahren zum Verlegen einer Unterwasserleitung und Vorrichtung zur Durchfuehrung dieses Verfahrens.

Info

Publication number: CH687212A5
Application number: CH250593A
Authority: CH
Inventors: Heinrich Dipl-Ing Ursprung
Original assignee: Riepl Josef Bau Ag; Heinrich Ursprung Dipl Ing
Priority date: 1993-03-12
Filing date: 1993-08-23
Publication date: 1996-10-15
Also published as: AT401284B; ATA263593A; DE4307922C1

Description

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Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verlegen einer Untenwasserleitung, bei welchem die Leitung schwimmend und mit Auftriebselementen versehen längs einer Verlegungsstrecke ausgerichtet und anschliessend durch zeitlich gesteuertes Abtrennen der Auftriebselemente abgesenkt wird, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Durch die DE-PS 2 409 962 ist ein solches Verfahren bekannt.

Dabei erfolgt die zeitliche Abfolge des Abtrennens der Auftriebselemente in Abhängigkeit von dem Seegrundprofil entlang der Verlegungsstrecke. Dies erfordert eine genaue Feststellung der Topografie des Seegrundes, umfangreiche Berechnungen zur Festlegung der zeitlichen Abfolge des Abtrennens der Auftriebskörper, sowie eine aufwendige Ausführung der einzelnen Abtrennprozesse.

Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens so weiterzuentwickeln, dass eine einfachere Verlegung der Unterwasserleitung möglich ist.

Hinsichtlich des Verfahrens wird zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass ein maximaler Anstieg im Längsprofil der Verpflegungsstrecke festgestellt und die zeitliche Steuerung des Abtrennens der Auftriebselemente nach dem maximalen Anstieg im Längsprofil der Verlegungsstrecke ausgerichtet wird.

Da bei dem erfindungsgemässen Verfahren die zeitliche Steuerung des Abtrennens nur von einer Grösse, nämlich dem maximalen Anstieg in der Verlegungsstrecke, welcher bei flach ausgebildeten Seen die Uferböschung ist, abhängig ist, ergibt sich eine einfache Berechnung der zeitlichen Abfolge der Abtrennvorgänge und damit auch eine einfache Durchführung des Abtrennprozesses. Ist beispielsweise die Uferböschung als maximaler Anstieg in der Verlegungsstrecke festgestellt worden, so kann der Abtrennprozess dadurch erfolgen, dass mit einem Boot über den See bis vor die Uferböschung mit konstanter Geschwindigkeit gefahren wird, wobei die einzelnen Abtrennvorgänge vom Boot her ausgeführt werden. Damit entfällt die aus dem Stand der Technik bekannte aufwendige Berechnung und Ausführung der Abtrennprozesse. Durch mögliche kleinere Unebenheiten im Seegrundprofil entstehende Spannungen in der Leitung haben aufgrund des hohen Elastizitätsmoduls der Unterwasserleitung keine negativen Auswirkungen.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass als Auftriebselemente Schwimmerelemente und Leichterungselemente vorgesehen sind und sowohl die Schwimmerelemente als auch die Leichterungselemente abgetrennt werden. Durch die Schwimmerelemente und die Leichterungselemente wird die Leitung unterhalb der Wasseroberfläche schwimmend entlang der Verlegungsstrecke gehalten. Nach dem Abtrennen der Schwimmerelemente sinkt die Leitung ab und wird dann vor Auftreffen am Seegrund durch Abtrennen der Leichterungselemente auf das volle, auftriebssichere Unterwassergewicht gebracht. Da die Leichterungselemente nach ihrem Abtrennen aufgrund des Auftriebs an die Wasseroberfläche gelangen, können sie mittels eines Bootes eingesammelt und wiederverwendet werden.

Damit die Leitung beim Auftreffen auf dem Seegrund gleichmässig abrollt, sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, dass die Schwimmerelemente zuerst und in einem einheitlichen Zeitabstand danach die Leichterungselemente von der Leitung abgetrennt werden. Das Abtrennen der Schwimmerelemente ist so festgelegt, dass jeder nachfolgende Teilbereich der Leitung etwas später absinkt als der vorhergehende Teilbereich der Leitung. Um diesen Abrollvorgang beim Auftreffen auf dem Seegrund beizubehalten, werden die Leichterungselemente in einem konstanten Zeitabstand abgetrennt. Um zu gewährleisten, dass das Abtrennen der Leichterungselemente noch vor Auftreffen der Leitung am Seegrund erfolgt, ist es vorteilhaft, dass der einheitliche Zeitabstand für das Abtrennen der Leichterungselemente aus der mittleren Verlegetiefe der Verlegungsstrecke geteilt durch die doppelte Sinkgeschwindigkeit der mit den Leichterungselementen versehenen Leitung berechnet wird. Im Bereich zwischen den Uferböschungen eines flach ausgebildeten Sees ohne Unebenheiten, die höher als die halbe Verlegetiefe der Leitung sind, ist somit das Abtrennen der Leichterungselemente vor dem Auftreffen der Leitung am Seegrund gesichert.

Im Bereich des maximalen Anstiegs des Längsprofils der Verlegungsstrecke ist es notwendig, die Lage der Leitung genau zu fixieren, damit nicht durch eine evtl. Verschiebung oder grossen Durchhang der Leitung die zulässige Biege- oder Normalspannung überschritten werden. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht deshalb vor, dass Ballastkörper und zum Gewichtsausgleich zusätzliche Leichterungselemente über den entsprechenden Bereichen des höchsten und tiefsten Punktes des maximalen Anstiegs des Längsprofils an der Leitung angeordnet werden, wobei lediglich die zusätzlichen Leichterungselemente zusammen mit den anderen Leichterungselementen abgetrennt werden. Die zusätzlichen Leichterungselemente sind erforderlich, damit der an der Leitung angreifende Auftrieb über die gesamte Länge der Leitung gleich ist und so eine gleichmässige Ab-sinkgeschwindigkeit der Leitung erzielt wird. Auch die zusätzlichen Leichterungselemente können nach dem Abtrennen wieder verwendet werden.

Sollte das Seegrundprofil nicht annähernd gleichmässig ausgebildet sein, sondern eine ausgeprägte Unebenheit, die über den maximalen Anstieg (11) himausgeht, aufweisen, so ist es zweckmässig, die Verlegungsstrecke in einzelne Sektoren aufzuteilen, wobei die zeitliche Steuerung des Abtrennens der Auftriebselemente für den Sektor, der diese Unebenheit aufweist, nach dieser Unebenheit ausgerichtet wird, und sonst nach dem maximalen Anstieg (11).

Durch die DE-PS 2 409 962 ist eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum Verlegen einer Unterwasserleitung bekannt, bei welcher an einer Unterwasserleitung Leichterungselemente an5

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geordnet und Schwimmerelemente lösbar angeordnet sind. Nach dem Absenken der Leitung durch Abtrennen der Schwimmerelemente müssen die Leichterungselemente vor dem Auftreffen der Leitung am Seegrund beulen. Andernfalls hat die Leitung beim Auftreffen am Seegrund nicht ihr volles Unterwassergewicht und verhindert das spannungsarme Abrollen am Seegrund. Durch Beulen nach dem Auflegen der Leitung am unebenen Seegrund kann diese unzulässigen Spannungen ausgesetzt werden. Die Leichterungselemente bleiben an der Leitung. Nachteilig ist hierbei weiterhin, dass beim Verlegen der Leitung die Leichterungselemente einerseits über die gesamte Absinkstrecke der Leitung und andererseits im Hinblick auf ein auftriebssicheres Unterwassergewicht der Leitung berücksichtigt werden müssen.

Hinsichtlich der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens wird zur Lösung der Aufgabe erfin-dungsgemäss vorgeschlagen, dass die Leichterungselemente lösbar angeordnet sind. Aufgrund des Ablösens der Leichterungselemente brauchen diese nur innerhalb der Absinkstrecke der Leitung berücksichtigt zu werden. Weiterhin brauchen sie auch bei der Berechnung des auftriebssicheren Unterwassergewichts der Leitung nicht mehr berücksichtigt zu werden. Damit ergibt sich insgesamt eine einfachere Verlegung der Unterwasserleitung. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Leichterungselemente aufgrund ihres Auftriebs an die Seeoberfläche treiben und dann wiederverwendet werden können.

Für die Arbeiten auf See sollte die Schwimmtiefe der Leitung knapp unterhalb der Wasseroberfläche sein. Deshalb sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, dass jedes Schwimmerelement und jedes Leichterungselement an der Leitung anliegend angeordnet ist. Die im Stand der Technik bekannten Aufhängungstrossen, welche die Schwimmtiefe der Leitung zusammen mit den Auftriebselementen festlegen, entfallen somit.

Zweckmässigerweise besteht jedes Schwimmerelement und jedes Leichterungselement aus einem abgeschlossenen, luftgefüllten Rohrabschnitt mit gleichem Rohrdurchmesser, wobei die Schwimmerelemente kürzer ausgebildet sind als die Leichterungselemente.

Um Beschädigungen an den Leichterungselementen beim Absinken der Leitung in die Tiefe zu vermeiden, ist es vorteilhaft, dass die Leichterungselemente bis zu einer Tiefe, in welcher sie abgetrennt werden, beulfest ausgebildet sind.

Um einen in der Handhabung einfachen Abtrennmechanismus zu erhalten, sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung Abreissleinen vor, wobei jede Abreissleine durch eine durchtrennbare Bandage geführt ist und jedes Schwimmerelement und jedes Leichterungselement mit mindestens einer der Bandagen an der Leitung befestigt ist. Zum Abtrennen beispielsweise eines Schwimmerelementes wird an der entsprechenden Abreissleine gezogen, wobei die Bandage durchgetrennt wird, mit welcher das Schwimmerelement an der Leitung befestigt ist.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung. Hierbei stellen dar:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemässen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens.

Fig. 1 zeigt einen Abschnitt einer Unterwasserleitung 1, beispielsweise einer Rohrleitung, an deren Oberseite 2 Schwimmerelemente 3 und Leichterungselemente 4 als Auftriebselemente befestigt sind. Jedes der Schwimmerelemente 3 und jedes der Leichterungselemente 4 besteht aus einem abgeschlossenen, luftgefüllten Rohrabschnitt mit jeweils gleichem Rohrdurchmesser und liegt an der Leitung 1 an. Die Schwimmerelemente 3 weisen eine kürzere Länge als die Leichterungselemente 4 auf. Durch eine unterschiedliche Dimensionierung der Länge der Schwimmerelemente 3 gegenüber der Länge der Leichterungselemente 4 kann sowohl die Schwimmtiefe der Leitung 1 unterhalb der Wasseroberfläche als auch die Sinkgeschwindigkeit der Leitung 1 beim Absinken festgelegt werden. Zur Befestigung jedes Schwimmerelementes 3 und jedes Leichterungselementes 4 sind mehrere Bandagen 5 vorgesehen, welche um die Leitung 1 und das Schwimmerelement 3 bzw. das Leichterungselement 4 gewickelt sind. Durch jede der Bandagen 5 ist eine Abreissleine 6 gezogen, mit welcher die Bandage 5 durchgetrennt und somit das Schwimmerelement 3 bzw. das Leichterungselement 4 von der Leitung 1 gelöst werden kann. An der Leitung 1 sind weiterhin Ballastkörper 7 und naheliegend zu jedem Ballastkörper 7 ein zusätzliches Leichterungselement 8 an der Leitung 1 angebracht. Das zusätzliche Leichterungselement 8 gleicht mit seinem Auftrieb das Gewicht des entsprechenden Ballastkörpers 7 aus. Die Ballastkörper 7 sind jeweils über Bereiche des höchsten Punktes 9 und des tiefsten Punktes 10 eines maximalen Anstiegs 11 der Verlegungsstrecke 12 an der Leitung 1 angebracht. Sie dienen der Fixierung der Leitung 1 in seiner Endlage auf dem Seegrund im Bereich des maximalen Anstiegs 11, damit der durch das Verlegen entstandene Krümmungsradius im Bereich des maximalen Anstiegs 11 nicht überschritten wird.

Zum Verlegen der Leitung 1 werden an dieser zuerst die Schwimmerelemente 3, die Leichterungselemente 4, die zusätzlichen Leichterungselemente 8 jeweils mittels der Bandagen 5 und die Ballastkörper 7 befestigt. Gleichzeitig werden die einzelnen Abreissleinen 6 durch die entsprechenden Bandagen 5 geführt. Der Auftrieb der Schwimmerelemente 3 und der Leichterungselemente 4 ist so ausgelegt, dass die Leitung 1 nun in einer Schwimmtiefe kurz unterhalb der Wasseroberfläche aufgehängt werden kann. Anschliessend erfolgt die Ausrichtung der Leitung 1 über die Verlegungsstrecke. Nach dem festgestellten maximalen Anstieg der Verlegungsstrecke wird die zeitliche Steuerung des Abtrennens der Schwimmerelemente 3 und der Auftriebselemente 4 ausgerichtet, und zwar derart, dass die Leitung 1 nach dem Abtrennen aller Auftriebselemente in einer gleichmässigen Abrollbewegung auf dem Seegrund auftrifft bzw. im

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Bereich des maximalen Anstiegs einen bestimmten Krümmungsradius aufweist.

Hierzu werden die Schwimmerelemente 3 und nachfolgend die Leichterungselemente 4 in einer zeitlichen Folge so abgetrennt, dass sich bei Auftreffen des zuerst abgesenkten Bereichs der Leitung 1 auf dem Seegrund zwischen diesem Bereich der Leitung 1 und dem später abzusenkenden Bereich der Leitung 1, welcher noch unterhalb der Wasseroberfläche aufgehängt ist, zwei Krümmungsradien ausbilden, welche etwa dem maximalen Anstieg 11 der Verlegungsstrecke 12 entsprechen. Der zeitliche Vertauf des Abtrennens der Schwimmerelemente 3 und nachfolgend der Leichterungselemente 4 wird nun so weitergeführt, dass diese Krümmungsradien über die weitere Verlegungsstrecke erhalten bleiben. Kommt es zur Verlegung der Leitung 1 im Bereich des maximalen Anstiegs 11, so legt sich die Leitung 1 mit dem bereits bestehenden Krümmungsradius problemlos an diesen maximalen Anstieg 11 an. Kleinere Unebenheiten im Seegrundprofil sind bei der Verlegung ohne Bedeutung, da durch das hohen Elastizitätsmodul der Leitung Spannungen in einem weiten Bereich tolerierbar sind. Auf diese Weise ist eine einfache Verlegung der Leitung 1 in Gewässern möglich.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Verlegen einer Untenwasserleitung, bei welchem die Leitung (1) schwimmend und mit Auftriebselementen (3, 4) versehen längs einer Verlegungsstrecke (12) ausgerichtet und anschliessend durch zeitlich gesteuertes Abtrennen der Auftriebselemente (3, 4) abgesenkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein maximaler Anstieg (11) im Längsprofil der Verlegungsstrecke (12) festgestellt und die zeitliche Steuerung des Abtrennens der Auftriebselemente (3, 4) nach dem maximalen Anstieg (11) im Längsprofil der Verlegungsstrecke (12) ausgerichtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Auftriebselemente Schwimmerelemente (3) und Leichterungselemente (4) vorgesehen sind und sowohl die Schwimmerlemente (3) als auch die Leichterungselemente (4) abgetrennt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwimmerelemente (3) zuerst und in einem einheitlichen Zeitabstand danach die Leichterungselemente (4) von der Leitung (1) abgetrennt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der einheitliche Zeitabstand für das Abtrennen der Leichterungselemente (4) aus der mittleren Verlegetiefe der Verlegungsstrecke (12) geteilt durch die doppelte Sinkgeschwindigkeit der mit den Leichterungselementen (4) versehenen Leitung (1) berechnet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftriebselemente (3, 4) direkt an der Leitung (1) befestigt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zum Abtrennen jedes Auftriebselementes (3, 4) mindestens eine Bandage (5) durchgerissen wird, mit welcher jedes Auf-triebselemente (3, 4) an der Leitung (1) befestigt ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchreissen der Bandage (5) mittels einer Abreissleine (6) erfolgt, welche unter der Bandage (5) durchgezogen wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Ballastkörper (7) und zum Gewichtsausgleich zusätzliche Leichterungselemente (8) über den entsprechenden Bereichen des höchsten Punktes (9) und des tiefsten Punktes (10) des maximalen Anstiegs (11) des Längsprofils an der Leitung (1) angeordnet werden, wobei lediglich die zusätzlichen Leichterungselemente (8) zusammen mit den anderen Leichterungselementen (4) abgetrennt werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer ausgeprägten Unebenheit im Seegrunddprofil, die über den maximalen Anstieg (11) hinausgeht, die Verlegungsstrecke (12) in einzelne Sektoren aufgeteilt wird, wobei die zeitliche Steuerung des Abtrennens der Auftriebselemente (3, 4) für den Sektor, der diese Unebenheit aufweist, nach dieser Unebenheit ausgerichtet wird, und sonst nach dem maximalen Anstieg (11).

10. Vorrichtung mit an einer Unterwasserleitung (1) angeordneten Leichterungselementen (4) und lösbar angeordneten Schwimmerelementen (3) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Leichterungselemente (4) lösbar angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Schwimmerelement (3) und jedes Leichterungselement (4) an der Leitung (1) anliegend angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet durch Abreissleinen (6), wobei jede Abreissleine (6) durch eine durchtrennbare Bandage (5) geführt ist, und jedes Schwimmerelement (3) und jedes Leichterungselement (4) mit mindestens einer der Bandagen (5) an der Leitung (1) befestigt ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Schwimmerelement (3) und jedes Leichterungselement (4) aus einem abgeschlossenen, luftgefüllten Rohrabschnitt besteht.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass alle Schwimmerelemente (3) und Leichterungselemente (4) den gleichen Rohrdurchmesser aufweisen.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwimmerelemente (3) kürzer als die Leichterungselemente (4) ausgebildet sind.

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