V241NO00-CPN EP 28368 Tittel: Undervannsfarkost for dumping av stein
1 1 2 3 Beskrivelse [0001] Den foreliggende oppfinnelse vedrører en undervannsfarkost, spesielt en såkalt fallrør ROV (eksternt styrt farkost - «Remotedly Operated Vehicle»), for å manøvrere et fallrør for dumping av stein på eller i nærheten av undervannsinstallasjoner, slik som rørledninger, omfattende en ramme, heis- og kontroll-kabler for å henge farkosten fra et overflatefartøy, fremdriftsmidler, og en kanal for å romme enden av et fallrør eller danne enden av et fallrør. Oppfinnelsen vedrører videre et sett omfattende en undervannsfarkost og en fremgangsmåte for å dumpe stein på en havbunn. [0002] Som forklart i WO 09/038, anvendes steindumpingsfartøy for å dumpe og transportere stein av forskjellige størrelser og annet egnet oppsamlet materiale for beskyttelse programmer for offshore og kyst, inkludert stabilisering, beskyttelse og tildekking av kabler, rørledninger, og korrigeringer av frie spenn, og fylle opp hullene, for eksempel rundt plattformer og rigger. Andre bruksområder er tilrettelegging av sjøbunnen før rørlegging, bygging av undervanns voller, termisk isolasjon av oljeledninger, beskyttelse mot ankere og fiske og ballastering av plattform og lastebøyer. [0003] Dumping kan utføres med en stor kran, men også ved hjelp av sidedumpingsfartøy og fallrørsfartøy. Sidesteindumpingsskip seiler til sin destinasjon, hvor skovler hiver steinene over bord med et jevnt tempo. Denne steindumpingsmetoden brukes vanligvis på grunt vann. Fallrørfartøyer benyttes på dypt vann, og bringer store mengder av stein i deres last. Steinene dumpes gjennom et langt og mer eller mindre fleksibelt fallrør. En fallrør-rov manøvrer enden av røret for å sikre nøyaktig dumping av steinene. [0004] Installasjoner på havbunnen kan også beskyttes ved hjelp av materiale som tas fra havbunnen selv, f.eks. g. ved å bevege sand og sediment ved hjelp av såkalt massestrømutgraving og deponere dette materialet over og rundt (aktive) sjøkabler, rørledninger etc. Siden materialet ikke behøver å fraktes inn, er denne metoden vanligvis mindre kostbar enn steindumping. Massestrømutgravingen kan også brukes til å fjerne sedimenter fra havbunnen, f.eks. å fjerne sanddyner eller de myke øverste lagene av havbunnen i fremstillingen av steindumping eller installasjon av rørledninger eller annet utstyr på havbunnen. Dokumentet "Special Spider handles filling job," publisert i "Offshore Magazine", vol 38, n 1, side 163 på November 1, 1978 beskriver en massestrømutgravingsfartøy, og anses å være den nærmeste kjente teknikk. [000] I mange prosjekter er det ønskelig å bruke både steindumping og massestrømutgraving. For eksempel, ved installering av en rørledning, skal enkelte seksjoner av rørledningen være beskyttet mot påvirkning av sterke strømmer ved hjelp av stein, mens andre deler av rørledningen grøftes ned og tildekking av materiale hentet fra havbunnen er nok. Dessuten kan det være nødvendig å fjerne sanddyner for å danne
2 1 2 3 en jevn havbunn for legging av rør. [0006] Det er en hensikt med foreliggende oppfinnelse å bringe tilveie en forbedret, mer allsidig undervannsfarkost. [0007] For dette formål er farkosten i henhold til den foreliggende oppfinnelse er kjennetegnet ved at en massestrømningsgenerator er løsbart montert i nevnte kanal til undervannsfarkosten. [0008] Således kan en enkelt ROV brukes både for steindumping og for massestrømningsutgraving. For eksempel, kan ROVen følge en rørledning på og i havbunnen, og dumpe stein på og ved siden av deler av rørledningen utsatt til sterke strømmer og når steinene er oppbrukt, bytte fallrøret med en massestrømningsgenerator og tilbake i motsatt retning for å dekke de resterende seksjoner, f.eks. grøftede seksjoner, med materiale hentet fra omgivelsene. Som et resultat behøver overflatefartøyet å gå tilbake til land mindre hyppig og / eller det behøves ikke noe separat overflatefartøy for å sette ut en massestrømningsgenerator. [0009] I en utførelsesform er massestrømningsgeneratoren forbundet eller kan forbindes til en strømforsyning på ROVen. ROV er vanligvis koblet til overflatefartøyet ved hjelp av en styrestreng som tilveiebringer datakommunikasjon og elektrisk effekt til fremdrift. Mange ROV omfatter videre en hydraulisk kraftpakke for å konvertere den elektriske strømmen tilført via styrestrengen om til hydraulisk kraft for framdrift. Ved å bruke denne tilførsel av elektrisk eller hydraulisk energi, krever massestrømgeneratoren ikke egen strømtilførsel og forenkler utformingen av massestrømningsgeneratoren. [00] Den foreliggende oppfinnelse vedrører videre et sett omfattende en undervannsfarkost som beskrevet ovenfor og en massestrømningsgenerator som er konfigurert til å bli løsbart montert i nevnte farkost, og gir fordelene omtalt ovenfor. [0011] I en utførelsesform omfatter settet en enkelt massestrømningsgenerator som er konfigurert til å være løsbart montert i nevnte kanal. Generatoren kan være forsynt med en dyse som danner en integrert helhet med generatoren eller dysen kan være utbyttbar. [0012] I en ytterligere utførelsesform omfatter settet to eller flere massestrømningsgeneratorer konfigurert til å være løsbart montert i nevnte kanal. Således kan massestrømningsgeneratoren lett skiftes ut i tilfelle funksjonssvikt eller to eller flere generatorer som har forskjellige egenskaper kan inkluderes for å være i stand til å velge den mest egnede massestrømningsgenerator basert på omstendighetene, særlige lokale forhold, slik som typen av sjøbunn. I en mer spesifikk utførelsesform, omfatter en massestrømningsgenerator en impeller med forholdsvis liten diameter og et relativt smalt rør eller rørlignende legeme og en annen eller, når det bare er to generatorer i settet, omfatter den andre massestrømningsgeneratoren i settet en impeller med forholdsvis stor diameter og en forholdsvis bredt rør eller rørlignende legeme.
3 1 2 3 Generatoren som har den mindre impelleren er mer passende for å grave ut og flytte leire, mens den større er mer egnet for sand. [0013] Oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte for dumping av stein og flytte sediment på eller i nærheten av undervannsinstallasjoner, slik som rørledninger, inkludert trinnene med montering av enden av et fallrør eller en massestrømningsenhet til eller i farkosten, senkning av en undervannsfarkost fra et overflatefartøy, manøvrering av farkosten for henholdsvis å dumpe steiner eller flytte sediment på eller i nærheten av en undervannsinstallasjon, bytting av enden av et fallrør med en massestrømningsgenerator eller en massestrømningsgenerator med enden av et fallrør, hhv og manøvrering av farkosten for henholdsvis å dumpe stein eller flytte sediment på eller i nærheten av en undervannsinstallasjon. [0014] Fremgangsmåten behøver ikke nødvendigvis å bli utført i den rekkefølgen som er angitt ovenfor. For eksempel er det mulig først å senke farkosten og deretter montere massestrømningsgeneratoren, f.eks. ved å bruke dykkere. [001] Innenfor rammen av foreliggende oppfinnelse, inneholder begrepet "stein" naturlige steiner, steiner, og større småstein, så vel som kunstige, f.eks. betongblokker i ulike figurer. Videre, refererer betegnelsen "kanal" til en hvilken som helst plass i undervannsfarkosten som er egnet for å romme en massestrømningsgenerator. [0016] Figur 1 er et tverrsnitt av et eksempel på en fallrør-rov i henhold til den foreliggende oppfinnelse. [0017] Figur 2 er et perspektivriss av en massestrømningsgenerator for bruk i farkosten vist i figur 1. [0018] Figur 3 er fra siden av massestrømningsgeneratoren vist i figur 2. [0019] Figur 1 og 2 viser en nedsenkbar eksternt styrt farkost (ROV) 1 for å manøvrere et fallrør (ikke vist) for dumping steiner på eller i nærheten av undervannsinstallasjoner, slik som rørledninger, som omfatter en ramme 2, heisekabler 3 som er koblet til rammen 2 for opphengning av en ROV fra et overflatefartøy (ikke vist) og kontrollerer posisjonen til en ROV i vertikal retning. ROV 1 omfatter et antall hydraulisk fremdriftsmidler, i dette eksempel to sett av to fremdriftsmidler 4 hver, et første sett for å drive ROV 1 i en første horisontal retning og et andre sett for å drive ROV 1 i en horisontal retning vinkelrett på den første retning. Hydraulisk kraft tilveiebringes ved hjelp av en hydraulisk kraftpakke som mottar elektrisk strøm fra overflatefartøyet ved hjelp av en styrestreng 6, integrert i en av heisekablene 3, og som leverer hydraulisk kraft til en såkalt felles skinne 7. Kompensatorer 8 er brakt tilveie for å redusere, på en kjent måte, trykkforskjellen over tetningene i ulike hydrauliske enheter. [00] ROV 1 omfatter et dynamisk posisjoneringssystem 9, som er koblet til overflatefartøyet via styrestrengen. I denne utførelse er ROV 1 arrangert som master,
4 1 2 3 mens overflatefartøyet er arrangert som slave, dvs. ROV 1 drives eller er programmert for å følge en forutbestemt bane og overflatefartøyet følger den nedsenkede ROV 1. [0021] ROV 1 omfatter videre en kanal som bringer tilveie midler for løsbart å romme enden av et fallrør (ikke vist). Kanalen strekker seg igjennom i midten og, i dette eksempel, gjennom tyngdepunktet til ROV 1. Kanalen omfatter en øvre seksjon A som konvergerer nedover, og en nedre seksjon B som konvergerer oppover, seksjonene avgrenser til sammen en midje. På denne midjen, er kanalen forsynt med én eller flere friksjonselementer, f.eks. en flerhet av fjærende blokker 11 som kan flyttes radielt innover og utover ved hjelp av hydrauliske sylindre 12 montert omkring den ytre vegg av kanalen. [0022] Ifølge den foreliggende oppfinnelse, er en massestrømgenerator 1, vist i isolasjon på fig 2- og 3, og er løsbart montert inne i kanalen. Massestrømningsgeneratoren 1 omfatter et rørlignende legeme 16 som har en stor diameter i den øvre kant 16A, en innløpsåpning, et sylindrisk midtparti 16B, og en utløpsdyse 16C. Dysen er utskiftbar. Dysen 16C vist i figurene konvergerer i strømningsretningen (nedad i figurene), men kan lett bli byttet ut med en annen dyse, slik som en rett dyse eller en divergerende dyse, som ville være mer egnet for en lav hastighet, og høy utløpsstrøm med vann gjennom massestrømningsgeneratoren. En impeller 17 og en hydraulisk motor 18 for drift av viftehjul er montert på innsiden av det rørlignende legeme 16 ved overgang av innløpsåpningen med stor diameter og den sylindriske midtre del. [0023] Under drift, er enden av et fallrør montert inne i kanalen, og ROVen senkes mens fallrøret gradvis settes sammen på en måte tilsvarende hvordan en borestreng settes sammen, dvs. ved tilsetning av segmenter til den øvre ende av fallrøret. Når fallrøret er fullført, vil den neddykkede ROV dirigerer enden av fallrøret til stedet der steinene skal dumpes, og når denne posisjon er nådd, initieres dumpingen. ROV kan, for eksempel, følge en rørledning på og i havbunnen, og dumpe stein ved siden av og / eller på bare de seksjonene av rørledningen som er utsatt for sterke strømmer eller andre farer. [0024] Når massestrømutgraving er påkrevet eller når steinene er oppbrukt, fjernes enden av fallrøret, og massestrømgeneratoren føres inn i kanalen i ROV inntil dens øvre kant hviler på ROV og blir deretter boltet på plass og også festet med friksjonselementene. ROVen manøvrer massestrømningsutgraveren på samme måte som den beveger fallrøret, og muliggjør dermed nøyaktig styring av utgravningen. Massestrømgenerator kan benyttes for utgraving, for grøfting eller for å dekke deler av havbunnen, idet sistnevnte gjør bruk av omgivende vannstrøm for transport av havbunnmateriale som løsnes av massestrømningsutgraveren. [002] For hver seksjon av en undervannsinstallasjon, i dette eksempel en rørledning,
velges et egnet materiale, f.eks. steiner eller sand, og materialet blir dumpet eller deponert på seksjonen. Således blir stein brukt effektivt og overflaten eller lengden av en installasjon som kan dekkes med én nyttelast fra overflatefartøyet øker betydelig. [0026] Videre, siden strømforsyning, systemdistribusjon, fremdrift, kompensasjon for dreiemoment, og generelle kontroller bringes tilveie med en ROV som allerede er tilstede, i. e. ROVen for manøvrering av enden av et fallrør, kan utformingen av massestrømgeneratoren holdes relativt ukomplisert. [0027] Oppfinnelsen er ikke begrenset til de ovenfor beskrevne utførelsesformer, som kan varieres på en rekke måter innenfor rammen av kravene. For eksempel, kan farkosten som anvendes i utgravningsprosjekter eller der det ikke er nødvendig med steindumping eller der hvor det kreves utgraving til forberedelse av steindumping.
6 Patentkrav 1. Undervannsfarkost (1), særlig en såkalt ROV, for å manøvrere et fallrør for dumping av stein på eller nær undervannsinstallasjoner, såsom rørledninger, omfattende en ramme (2) heise- og styre-kabler (3) for opphenging av farkosten (1) fra et overflatefartøy, fremdriftsmidler (4), og en kanal () for å romme enden av et fallrør eller forming av enden til et fallrør, karakterisert ved en massestrømningsgenerator (1) som er løsbart montert i nevnte kanal (). 2. Undervannsfarkost (1) ifølge krav 1, der massestrømningsgeneratoren (1) er forbundet eller kan forbindes til en strømforsyning () på farkosten (1). 3. Undervannsfarkost (1) ifølge krav 1 eller 2, der massestrømningsgeneratoren (1) omfatter et rør eller rørlignende legeme (16) og en impeller (17) montert inne i røret eller det rørlignende legeme (16). 1 4. Undervannsfarkost (1) ifølge krav 3, der massestrømningsgeneratoren (1) omfatter en hydraulisk motor (18) for å drive impelleren (17).. Undervannsfarkost (1) ifølge hvilket som helst av de foregående krav, der massestrømningsgeneratoren omfatter et parti (16A) som har en ytre diameter som er større enn den (minste) indre diameter til kanalen. 6. Undervannsfarkost (1) ifølge hvilket som helst av de foregående krav, der kanalen () omfatter ett eller flere radielt bevegelig friksjons- eller låse-elementer (11). 2 7. Undervannsfarkost (1) ifølge hvilket som helst av de foregående krav, der massestrømningsgeneratoren (1) omfatter en byttbar utløpsdyse (16C). 3 8. Undervannsfarkost (1) ifølge hvilket som helst av de foregående krav, omfattende et kontrollmiddel eller kan forbindes med kontrollmidler for å posisjonere massestrømningsgeneratoren (1) og / eller for å kompensere momentet til massestrømgeneratoren ved hjelp av fremdriftsmidlene (4) til farkosten. 9. Et sett som omfatter en undervannsfarkost (1), særlig en såkalt ROV, for manøvrering av et fallrør for dumping av steiner på eller i nærheten av undervannsinstallasjoner, slik som rørledninger, omfattende en ramme (2), og heise- og styre-kabler (3) for opphenging av farkosten (1) fra et overflatefartøy, fremdriftsmidler (4), og en kanal () som rommer enden av et fallrør eller som former enden av et
fallrør, karakterisert ved at settet videre omfatter en massestrømningsgenerator (1) konfigurert til å bli løsbart montert i nevnte kanal (). 7. Sett ifølge krav 9, omfattende to eller flere massestrømgeneratorer (1) konfigurert for å være løsbart montert i nevnte kanal (). 11. Sett ifølge krav, der en massestrømningsgenerator (1) omfatter en impeller (17) med en forholdsvis liten diameter og et relativt smalt rør eller rørliknende legeme (16) og en annen massestrømningsgenerator (1) som omfatter en impeller (17) med forholdsvis stor diameter og et forholdsvis vidt rør eller rørliknende legeme (16). 1 12. Fremgangsmåte for dumping av stein og flytting av sediment på eller nær undervannsinstallasjoner, såsom rørledninger, herunder trinnene med montering av enden av et fallrør eller en massestrømningsenhet til eller i farkosten, senkning av en undervannsfarkost fra et overflatefartøy, manøvrering av farkosten for henholdsvis å dumpe stein eller flytte sediment på eller i nærheten av en undervannsinstallasjon, bytte enden av et fallrør med en massestrømningsgenerator eller en massestrømgenerator med en massestrømningsgenerator, henholdsvis, og manøvrering av farkosten for henholdsvis å dumpe stein eller flytte sediment på eller i nærheten av en installasjon på havbunnen. 13. Fremgangsmåte ifølge krav 12, der monteringen av massestrømenheten til eller i farkosten inkluderer trinnet med å koble generatoren til en strømforsyning ombord på farkosten.