NO772069L - Fremgangsm}te for nedlegging av r¦rledninger p} sj¦bunnen - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for nedlegging av rørledninger

på sjøbunnen

Oppfinnelsen angår legging av rørledninger på sjø-bunnen. Hittil er vanligvis rørledninger på sjøbunnen blitt lagt ved anvendelse av et rørleggingsfartøy eller en rørleggings-lekter. Rørlengder som vanligvis kan være ca. 12 meter blir sveiset til enden av den sammensatte rørledning på lekteren, og røret settes ut over hekken av lekteren etterhvert som den beveger seg forover.

Den del av rørledningen som ligger mellom fartøyet

og sjøbunnen inntar en S-formet stilling hvis øvre kurve blir kalt oppheng,og hvis nedre kurve kalles nedheng. Det er viktig å sikre at det ikke blir for stor bøyning eller krumning i opphenget og nedhenget; ellers vil det kunne oppstå så store på-kjenninger i rørledningen at den blir oval, klemmes sammen eller sprekker. En slik sammenklemming etc. kan bli svært kostbar å reparere. Vanligvis benyttes det en understøttelseskonstruksjon til å understøtte rørledningen i opphengsområdet for å hindre at det blir for stor krumning der. For dette formål er det kjent å benytte såkalte stingere, og det benyttes vanligvis en opp-drifts- eller flottørkonstruksjon for å understøtte rørledningen. Foruten., en flottør f ormet stinger er det også kjent en fast og stiv hekkrampe for å understøtte rørledningen ved opphenget. En slik hekkrampe omfatter en stiv konstruksjon som strekker seg fra hekken på rørleggingslekteren, og den forblir fast under rør-leggingsoperasjonen. Rampen er langs lengden utstyrt med ruller som er anbrakt langs en bueformet bane for å understøtte den rør-ledningsdel som utsettes fra lekteren og som beveger seg ned i

vannet ved opphenget.

Selv om det er nødvendig å understøtte opphengsområdet for rørledningen for å hindre for stor krumning i dette område, er det ikke påkrevet å understøtte nedhengsområdet. Krumningen i. nedhenget kan i stedet holdes så liten av det ikke oppstår skade på rørledningen ved"at denne utsettes for et så stort strekk at rørledningen henger ned mellom lekteren og sjøbunnen i en jevn kjedelignende kurve.

Ved vanlige rørleggingsoperasjoner er nye rørlengder hittil blitt sveiset til enden på den allerede sammenbygde rør-ledning på lekteren, mens denne holdes i rb i forhold til sjø-bunnen og mens den allerede sammenbygde rørledning holdes i ro i forhold til lekteren. Når en ny rørlengde er påsveiset og skjøten preparert på foreskrevet måte, settes det ut en rørlengde som tilsvarer den nettopp påsveisede fra lekteren, ved at denne beveges forover under røret, slik at røret glir ut ved hekken på lekteren over hekkrampen eller stingerne. Hvis røret utsettes for strekk for å hindre for stor krumning i opphenget, slik som foran nevnt, er det viktig å påse at strekket holdes tilstrekkelig stort når røret blir satt ut. Det har hittil vært vanlig praksis å tillate røret å bevege seg bakover fartøyet etterhvert som dette beveger seg forover, bare når strekket overskrider en for-utbestemt øvre grense. Strekket i røret holdes på denne måte i det vesentlige konstant når rørledningen settes ut.

For å kunne foreta rørlegging på denne måte er det blitt utviklet mange typer systemer og maskineri. Lekteren holdes vanligvis på ønsket sted og beveges forover når dette ønskes ved hjelp av et forankringssystem, forankringsliner bg ankervinsjer. Strekket opprettholdes i rørledningen ved hjelp av maskiner som kan betegnes "strammere", som griper om rørledningen og virker slik at de'både kan trekke inn eller sette ut rør når det målte

. strekk beveger seg utenfor forutinnstilte grenser. Strammerne

kan således i praksis innstilles slik at strekket i rørledningen holdes i det vesentlige konstant (innenfor temmelig snevre grenser), og de vil trekke inn eller sette ut rør når dette er påkrevet.

Når f.eks. rørleggingslekteren beveger seg forover, vil strekket

i rørledningen ha en tendens til å øke. Når imidlertid strekket når den for strammerne innstilte øvre grense, vil disse tillate rørledningen å bevege seg akterover fra rørleggingslekteren inntil strekket kommer innenfor de bestemte grenser.

Foreliggende oppfinnelse utgjør en fullstendig ny tanke om rørleggingsteknikken på sjøen, og er unnfanget ved en bedre forståelse av teorien om hvordan rørledninger oppfører seg i opp- hengningsområdet mellom rørleggingslekteren og sjøbunnen. Oppfinnelsen tilveiebringer derfor en fremgangsmåte for legging av en rørledning på sjøbunnen ved anvendelse av et rørleggingsfartøy, og omfatter gjentatte trinn der det settes ut en rørlengde fra fartøyet, samtidig som rørstrekket tillates å falle mellom forutbestemte sikre grenser.

Ved at strekket tillates å falle under utsettingen av en rørlengde, kan utsettingen foretas uten at det er nødvendig å bevege fartøyet forover, hvilket hittil har vært nødvendig for å holde et relativt konstant strekk i rørledningen.

Da det ikke er nødvendig å bevege fartøyet forover under utsettingen, kan utsettingsoperasjonen skje hurtigere enn det hittil har vært mulig. Det skal påpekes at det å bevege et rørleggingsfartøy er en relativt tidkrevende arbeidsoperasjon på grunn av den relativt store masse og den resulterende treghet for et slikt fartøy. Da videre fartøyet vanligvis beveges ved hjelp av >.ahkere og ankeriiner, blir den maksimale foroverbevegelse nødvendigvis begrenset til å sikre en nøyaktig bevegelse uten at det er behov for en relativt hurtig oppbremsing.

Da det ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen selvsagt må tillates et fall i rørstrekket, er det viktig at de ovenfor angitte og forutbestemte sikkerhetsgrenser velges slik at det defineres et rørspenningsområde som fører til at den nedhengende rørledning i hovedsaken er sikret mot skade. Rør som benyttes i sjøområder blir lagt på økende vanndybder,og på slike vanndyp er det funner at det i virkeligheten er et betydelig sikkert rør-spenningsområde. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan imidlertid tilpasses for rørlegging på grunnere vann, avhengig av den rørtype som skal legges. Som en generell regel kan det sies at oppfinnelsen bare er anvendelig for vanndybder over 2 50 meter for rør med meget store diametere, dvs. på over 61 cm. For rør med mindre boring som kan tåle større krumning uten å skades, kan oppfinnelsen også benyttes på grunnere vann.

Ved utførelse av oppfinnelsen kan fartøyet for hvert trinn røret settes ut, beveges forover for å øke rørstrekket hen-imot den øvre grense i det minste delvis, samtidig som enda en rørlengde sveises til den nye rørlengde til den sammenbygde rør-ledning, samtidig som den sammenbygde rørledning holdes i hoved saken fast i forhold til fartøyet. Rørledningen kan således ikke settes ut under sveising. Det skal derfor påpekes at oppfinnelsen medfører den store fordel at den tidkrevende operasjon å forflytte fartøyet fremover kan utføres samtidig med sveiseoperasjonen, når det ikke kan settes ut rørledning.

Ved de hittil kjente rørleggingsmetoder har det videre vist seg vanskelig å hindre utførelse av kortdistansereguleringer av stillingen av den sammenbygde rørledning ved hjelp av strammerne under sveisingen. Spesielt på dypt vann er det vanskelig å stanse fartøyet og holde det stasjonært under sveisingen. Dette resulterer i at fartøyets bevegelse under sveisingen fører til økning og minskning i rørledningsstrekket som kan kompenseres for automatisk av strammerne. Ifølge oppfinnelsen holdes rørledningen -fast i forhold til fartøyet, slik at sveisingen kan foretas mens fartøyet beveges forover og bringer strekket til den øvre grense. Sveiseoperasjonen blir derved lettere.

Ifølge et annet trekk ved oppfinnelsen kan fartøyet beveges kontinuerlig forover både under utsettingstrinnet og under sveisingen .

Et eksempel på oppfinnelsen skal nå beskrives med henvisning til de medfølgende tegninger som angir et tids forsinket diagram og viser på en enkel måte den rørutsettingscyklus som anvendes ifølge oppfinnelsen.

Tegningen viser tre riss av en rørutsettingscyklus under tre etter hverandre følgende tidsintervaller. I hvert riss representerer en linje 10 sjøoverflaten, en linje 11 representerer sjøbunnen og 12 betegner rørleggingsfartøyet. En sammenbygd rør-ledning 13 er vist opphengt mellom fartøyet 12 og sjøbunnen 11. Rørledningen 13 inntar vanligvis en S-form og er i opphenget under-støttet av en stinger eller fast hekkrampe 14 på fartøyet 12.

Det skal først vises til det øvre diagram, betegnet 1, der fartøyet 12 er vist etter en forflytning forover, slik at strekket i rørledningen 13 får en maksimalverdi. Rørledningen 13 inntar således en relativt avflatet kurve i nedhenget og berører sjøbunnen 11 ved et punkt 20. En ny rørlengde 21 er vist sveiset til enden 2 2 på den sammenbygde del av rørledningen. Det nye rør har en lengde a.

Når rørlengden 21 sveises på plass og skjøten er ende-lig klargjort, blir én rørlengde satt Ut fra fartøyet 12. Under utsettingen av en rørlengde tillates rørstrekket i rørledningen å falle, slik at etter utsettingen vil rørledningen innta formen 23 med en noe større krumning i nedhenget, slik som vist i diagram 2. Samtidig vil berøringspunktet med sjøbunnen beveges forover langs denne et stykke d til et punkt 24. For å illustrere utsettingscyklusen er det antatt at det innenfor en sikker nedre strekkgrense i det opphengte rørledningsspenn vil være mulig å sette ut en hel rørlengde a uten å forflytte fartøyet 12 forover.

Når en rørlengde a er satt ut, forflyttes fartøyet forover et lignende stykke a for derved å øke strekket i den opphengte rørledning. Derved vil krumningen i nedhenget reduseres igjen, og etter denne foroverbevegelse har rørledningen formen 26, som er vist på diagram 3 og som tilsvarer den form rørled-ningen 13 hadde før utsettingen.

En viktig forutsetning for utførelse av foreliggende oppfinnelse er bestemmelsen av sikre strekkgrenser for den opphengte rørledning. Den øvre strekkgrense vil vanligvis bestemmes av andre faktorer enn en betraktning av rørspenningene. Ved økende strekk vil krumningen i den opphengte rørledning og der-med også bøyepåkjenningen reduseres. Den øvre strekkgrense blir derfor mest sannsynlig bestemt av det maksimalt oppnåelige strekk som kan utøves på rørledningen av strammerne på rørléggingsfar-tøyet,, samt av fartøyets forankrings- og vinsjsystem. Det maksimale strekk som utøves på rørledningen må imidlertid ikke over-stige dennes strekkstyrke. Den nedre strekkgrense avhenger av egenskaper for den rørledning som skal legges, samt av vanndybden. I praksis kan den nedre sikre strekkgrense bestemmes teoretisk. Ved en fremgangsmåte benyttes det en datamaskin som simulerer en matematisk modell av den opphengte rørledning og beregner de maksimale spenninger i rørledningen. Minimum tillatt strekk er et strekk der rørpåkjenningen ligger under strekkstyrken for materialene i rørledningen.

Utsettingscyklusen som er vist på tegningene er for-enklet, i praksis blir vanligvis rørleggingsfartøyet holdt i stilling av ankerliner. På dypt vann vil slike liner innta en kjedelinjeform, og de vil derfor ikke holde fartøyet i en absolutt fast stilling. Når derfor strekket i rørledningen reduseres under utsettingen, vil fartøyet ha en tendens til å beveges forover under innflytelse av strekket i de foroverstikkende ankerliner som nå ikke lenger er fullt utbalansert av det reduserte strekk i rørledningen. I praksis vil således- fartøyet begynne å bevege seg forover under rørutsettingsperioden. Rørutsettingen kan imidlertid utføres med maksimal hastighet av strammerne, slik at den hele rørlengde kan mates ut før fartøyet har beveget seg forover et stykke a. Fartøyet kan fortsatt beveges forover etter at rør-utsettingen er fullført og mens den neste rørlengde blir påsveiset.

Det er vanlig praksis å sveise en ny rørlengde på enden

av rørledningen samtidig på flere sveisestasjoner i avstand fra. hverandre langs lengden av lekteren eller fartøyet. Stasjonene ligger i en avstand fra hverandre som tilsvarer en eller flere nye rørlengder, slik at det kan arbeides på enhver skjøt mellom rørlengdene på hver stasjon etter tur . De per i ode lengder som rør-ledningen må holdes stasjonær i forhold til fartøyet under sveisingen kan på denne måte reduseres, fordi bare en del av den totale sveiseoperasjon på en bestemt skjøt foretas ved hver stasjon. "Sveiseperioden" mellom utsettingen av en ny rørlengde kan følge-

lig være betydelig mindre enn den tid som totalt behøves for å sveise og sluttbearbeide en hel skjøt.

Den tid som spares ved denne rørleggingsprosess er forskjellen mellom den tid det tar å sette ut en rørlengde med maksimal utsettingshastighet og den tid det tar å bevege fartøyet forover et stykke a mens røret tillates å bevege seg akterover under konstant strekk. Under visse forhold kan det imidlertid være mulig å fullføre utsettingen av en rørlengde med maksimal utsettingshastighet før rørstrekket faller under den lavere sikre grense. Da vil tidsbesparingen bli redusert, idet en del av rørutsettings-prosessen må foregå saktere eller forsinkes, inntil fartøyet beveges så fort forover at strekket opprettholdes over den nedre grense.

Som et eksempel kan oppfinnelsen benyttes til rørlegging på en vanndybde på ca. 230 meter. Hver rørlengde som sveises til den allerede sammenbygde rørledning er omtrent 12 meter eller 24 meter. En slik rørlengde kan settes ut mens rørstrekket tillates å falle mellom grensene ca. 90 tonn og ca. 57 tonn. Tidsbesparingen for hver utsettingscyklus kan være av størrelsesorden 25%

eller mer av totaltiden.

I det foran beskrevne eksempel på oppfinnelsen er det antatt at fartøyet blir stoppet helt etter å ha beveget seg et stykke a og når den neste rørlengde skal settes ut. Det er imidlertid mulig å benytte fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen også

når fartøyet beveger seg kontinuerlig langs den ønskede rørlednings-trasé. Det er da nødvendig å avpasse fartøyets hastighet til tiden for en rørutsettingscyklus og lengden av hver rørseksjon som tilføyes. Når en 24 meters rørlengde utsettes hvert 15. minutt, vil f.eks. fartøyet bevege seg forover med en hastighet på 96 meter pr. time. Det skal påpekes at fartøyets foroverbevegelse under rørutsettingsprosessen bare i en viss utstrek-ning motvirker fall i strekket i rørledningen. Under en cyklisk rørleggingsprosess og når fartøyet beveges kontinuerlig, vil rør-strekket falle relativt hurtig når rørledningen utsettes, og derpå øke relativt sakte under sveisingen.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte for legging av en rørledning på sjø-bunnen ved anvendelse av et rørleggingsfartøy, karakterisert ved at en rørlengde utsettes ad gangen i gjentatte trinn fra fartøyet, samtidig som rørstrekket tillates å falle mellom forutbestemte sikre grenser.

2. Fremgangsmåte for legging av en rørledning på sjø-bunnen som angitt i krav 1, karakterisert ved at rørlengden settes ut med en hastighet som er større enn has-tigheten for fartøyets foroverbevegelse under rørleggingsopera-sjonen.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at for hvert utsettingstrinn av en rørlengde beveges fartøyet forover for å øke rørstrekket på nytt mot den øvre grense i det minste delvis samtidig som en ytterligere rørlengde blir sveiset til enden på den allerede sammanbygde rørledning på fartøyet.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 3, karakterisert ved at fartøyet beveges forover under i hovedsaken hele sveiseperioden og at enden på den sammenbygde rørled-ning på fartøyet holdes fast i forhold til fartøyet under sveiseperioden .

5. Fremgangsmåte som angitt i ett av kravene 3 eller 4, karakterisert ved at fartøyet beveges kontinuerlig forover både under de gjentatte utsettingstrinn og under sveiseperioden.

6. Rørleggingsfremgangsmåte i det vesentlige som foran beskrevet med henvisning til den medfølgende tegning.