BE1028391B1 - Werkwijze en inrichtingen voor het aanbrengen van een elektrische kabel in een fundering van een offshore windturbine - Google Patents

Abstract

Beschreven wordt een werkwijze voor het aanbrengen van een elektrische kabel in een fundering van een offshore windturbine ten behoeve van aansluiting op een elektrische installatie. Hierbij wordt een inwendig hol overgangsdeel TP verbonden met een in een onderwaterbodem aangebrachte inwendig holle funderingspaal MP; worden vrije uiteinden van een in het overgangsdeel aangebrachte TP-hulpdraad en een in de funderingspaal aangebrachte MP-hulpdraad met elkaar worden verbonden; wordt de TP-hulpdraad met een intrekkabeluiteinde aan een intrekkabel bevestigd, en de MP-hulpdraad met een trekkabeluiteinde aan een vanaf een kabellegvaartuig onderwater gelaten trekkabel, en dit via een aan een onderzijde van de funderingspaal in een omtrekswand van de funderingspaal voorziene kabelingangsopening; en worden vervolgens de met elkaar verbonden hulpdraden en elektrische kabel met optioneel de trekkabel door de kabelingangsopening in de fundering getrokken totdat een lengte van de elektrische kabel in de fundering steekt. De inwendige holten van het overgangsdeel en de funderingspaal zijn voorafgaand voorzien van respectievelijk de TP- en MP-hulpdraad.

Description

Werkwijze en inrichtingen voor het aanbrengen van een elektrische kabel in een fundering van een offshore windturbine

TECHNISCH GEBIED VAN DE UITVINDING De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het aanbrengen van een elektrische kabel in een fundering van een offshore windturbine ten behoeve van aansluiting op een elektrische installatie. De uitvinding betreft eveneens een overgangsdeel voor toepassing in de werkwijze, en een funderingspaal voor toepassing in de werkwijze. Het overgangsdeel is ingericht voor het verbinden van een toren van een offshore windturbine met de funderingspaal

ACHTERGROND VAN DE UITVINDING Een offshore windturbine wordt doorgaans op een met een zeebodem verankerde fundering geplaatst. Voor offshore windturbines die in relatief ondiep water worden geplaatst kan de fundering een in de zeebodem aangebrachte funderingspaal omvatten, ook wel aangeduid met monopaal. Voor dieper water kan desgewenst een vakwerkstructuur of jacket worden toegepast. Om de windturbinetoren met een monopaal te verbinden wordt in de stand der techniek gebruik gemaakt van een overgangsdeel, ook wel aangeduid met transitiedeel of ‘transition piece TP”.

Het overgangsdeel wordt aan een onderzijde ervan met de monopaal verbonden en aan een bovenzijde ervan met de windturbinetoren. Het overgangsdeel kan desgewenst zijn voorzien van opzetconstructies zoals een werkplatform, een aanlegsteiger, en andere nuttige voorzieningen, en kan ook de voor de werking van de windturbine benodigde apparatuur omvatten, waaronder elektrische apparatuur, zoals transformatoren, schakelkasten (‘switchgear’), omzetters, en dergelijke meer. De door de windturbine opgewekte elektriciteit wordt met een elektrische kabel vervoerd. Om de windturbine aan te kunnen sluiten op een elektrische installatie in de nabijheid van de windturbine, wordt een elektrische kabel doorgaans van onderaf in de fundering van een offshore windturbine aangebracht. De elektrische kabel kan bijvoorbeeld vanaf een kabellegvaartuig via een aan een onderzijde van de funderingspaal in een omtrekswand van de funderingspaal voorziene kabelingangsopening worden ingebracht. Een in de fundering stekende lengte van de elektrische kabel wordt vervolgens met een hulpdraad verder door de kabelingangsopening in de fundering getrokken, en elektrisch aangesloten.

SAMENVATTING VAN DE UITVINDING

Het doel van de onderhavige uitvinding is te voorzien in een werkwijze waarmee een elektrische kabel op efficiëntere wijze dan bekend in een fundering van een offshore windturbine kan worden aangebracht ten behoeve van aansluiting op een elektrische installatie. Een verder doel is een overgangsdeel en een funderingspaal te verschaffen die de werkwijze mogelijk maken.

Volgens de uitvinding wordt dit doel bereikt door een werkwijze te verschaffen volgens conclusie 1. Volgens de uitvinding wordt een werkwijze voor het aanbrengen van een elektrische kabel in een fundering van een offshore windturbine verschaft waarin a een aan een bovenzijde van een bevestigingsmiddel (flens) voor de windturbine voorzien inwendig hol overgangsdeel TP wordt verbonden met een in een onderwaterbodem aangebrachte inwendig holle funderingspaal MP; b) vrije uiteinden van een in het overgangsdeel aangebrachte TP-hulpdraad en een in de funderingspaal aangebrachte MP-hulpdraad met elkaar worden verbonden, ©) de TP-hulpdraad met een intrekkabeluiteinde aan een intrekkabel wordt bevestigd; d) de MP-hulpdraad met een trekkabeluiteinde aan een vanaf een kabellegvaartuig onderwater gelaten trekkabel wordt bevestigd via een aan een onderzijde van de funderingspaal in een omtrekswand van de funderingspaal voorziene kabelingangsopening, en met de trekkabel in de richting van het kabellegvaartuig wordt getrokken; ©) de MP-hulpdraad of de trekkabel wordt verbonden met een op het kabellegvaartuig aanwezige elektrische kabel f) de met elkaar verbonden hulpdraden en de elektrische kabel met de intrekkabel door de kabelingangsopening in de fundering worden getrokken totdat een lengte van de elektrische kabel in de fundering steekt; waarbij de inwendige holten van het overgangsdeel en de funderingspaal voorafgaand aan stap a) zijn voorzien van respectievelijk de TP- en MP-hulpdraad. Met de uitgevonden werkwijze kan de duur van de offshore-werkzaamheden aanzienlijk worden verkort, onder andere omdat een deel van de werkzaamheden op land (onshore) kan plaatsvinden. Ook is het niet meer nodig om een tweede werkschip in te zetten voor de installatie van de elektrische kabel, en van eventuele hulpdraden. Verder kan het risico op schade aan de elektrische kabel, de hulpdraden en eventueel op of in het overgangsdeel en de funderingspaal aanwezige apparatuur worden verminderd.

Deze voordelen worden nog meer bereikt in een uitvoeringsvorm van de werkwijze waarbij de inwendige holten van het overgangsdeel en de funderingspaal voorafgaand aan stap a) op land zijn voorzien van respectievelijk de TP- en MP-hulpdraad.

Om het in stap b) verbinden van de vrije uiteinden van een in het overgangsdeel aangebrachte TP-hulpdraad en een in de funderingspaal aangebrachte MP-hulpdraad te vergemakkelijken zijn, in een uitvoeringsvorm van de werkwijze, de TP- en/of de MP-hulpdraad met overmaat aangebracht in respectievelijk het overgangsdeel en de funderingspaal. Het overgangsdeel kan in stap a) met hijsmiddelen op de funderingspaal geplaatst worden en hiermee worden verbonden, bijvoorbeeld door bouten of door een groutverbinding. Een verder voordeel van uitvoeringsvormen van de uitgevonden werkwijze is dat na het in stap a) verbinden van het overgangsdeel met een in een onderwaterbodem aangebrachte inwendig holle funderingspaal, de aldus ontstane fundering al is voorzien van vooraf aangebrachte hulpdraden die beschikbaar zijn voor het beoogde doel, namelijk het op efficiënte wijze aanbrengen van een elektrische kabel in een fundering van een offshore windturbine.

Het heeft voordelen wanneer in een uitvoeringsvorm van de werkwijze een onderste vloer van het overgangsdeel een luchtdichte vloer vormt na stap a) en aansluiting op een aan een inwendige omtrekswand van de funderingspaal voorziene aanslag, en de TP-hulpdraad vanaf een eerste vastmaakpunt aan een bovenzijde van de luchtdichte vloer door een afsluitbare opening in de luchtdichte vloer verloopt naar een tweede vastmaakpunt aan een onderzijde van de luchtdichte vloer, waarbij het vrije uiteinde van de TP-hulpdraad wordt verkregen door de TP-hulpdraad los te maken van het tweede vastmaakpunt.

In een andere praktische uitvoeringsvorm van de uitvinding omvat de luchtdichte vloer een luik in de nabijheid van het tweede vastmaakpunt, en wordt de TP-hulpdraad losgemaakt vanaf een bovenzijde van de luchtdichte vloer via het geopende luik, bijvoorbeeld door een robot, of door op de luchtdichte vloer aanwezig personeel, bij voorkeur voorzien van val-beschermende middelen.

In nog een andere uitvoeringsvorm strekt de MP-hulpdraad zich uit vanaf een onderste vastmaakpunt tot een bovenste vastmaakpunt dat zich boven een aan de omtrekswand voorziene inwendige aanslag voor de luchtdichte vloer van het overgangsdeel bevindt, en wordt het vrije uiteinde van de MP-hulpdraad verkregen door de MP-hulpdraad los te maken van het bovenste vastmaakpunt.

Een verder verbeterde uitvoeringsvorm betreft een werkwijze waarbij een bovenste vloer van het overgangsdeel is ingericht om een windturbinetoren aan een bovenzijde van het overgangsdeel te koppelen, en de TP-hulpdraad vanaf het eerste vastmaakpunt via een aan een onderzijde van de bovenste vloer bevestigde takel neerhangt door de afsluitbare opening. Het aantal vloeren in het overgangsdeel kan overigens in beginsel vrij worden gekozen, en het overgangsdeel kan desgewenst meer vloeren omvatten dan de bovenste vloer en de luchtdichte vloer. Zo kunnen drie of meer verticaal boven elkaar geplaatste en door opstaande drager(s) gesteunde vloeren worden verschaft. Een dergelijk overgangsdeel is in staat de voor een goede werking van de windturbine benodigde windturbine-apparatuur op te nemen, en desgewenst volledig, zodat kan worden vermeden dat dergelijke apparatuur gedeeltelijk ook in de funderingspaal en/of de windturbinetoren moet worden opgenomen. De bovenste vloer van het overgangsdeel is ingericht om een windturbinetoren aan een bovenzijde van het overgangsdeel te koppelen, bijvoorbeeld via een flens/boutverbinding. Hiermee wordt bedoeld dat de bovenste vloer de voor genoemde verbinding noodzakelijke benodigdheden omvat, en tevens toegankelijk is voor personeel dat de verbinding moet maken. Desgewenst kunnen de vloeren van het overgangsdeel doorvoeren omvatten voor e elektrische kabel of andere elektrische kabelverbindingen. De luchtdichte (onderste) vloer van het overgangsdeel is langs een omtreksrand voorzien van afsluitmiddelen, ingericht om een in hoofdzaak luchtdichte afsluiting met de inwendige omtrekswand van de funderingspaal te verwezenlijken. De in hoofdzaak luchtdichte afsluitmg zorgt ervoor dat na plaatsing van het overgangsdeel op de funderingspaal het gedeelte boven de onderste vloer in hoofdzaak luchtdicht wordt afgesloten van de onder de luchtdichte onderste vloer gelegen ruimtes die doorgaans relatief vochtig zijn. De afsluiting draagt bij aan de duurzaamheid van de offshore windturbine, en in het bijzonder wordt corrosie uitgesteld. De afsluitmiddelen kunnen op elke gewenste wijze worden vormgegeven, bijvoorbeeld door middel van rubberprofielen. In een uitvoeringsvorm waarin het overgangsdeel twee vloeren omvat fungeert de bovenste vloer als koppelvloer, en heeft de onderste vloer bij voorkeur de gecombineerde functie van een luchtdichte vloer en een schakelvloer, dat wil zeggen een vloer waarop zich elektrische appratuur bevindt. In een uitvoermgsvorm met twee vloeren kan een gedeelte van de elektrische apparatuur, bijvoorbeeld de switchgear, zich desgewenst in de funderingspaal en/of in de windturbinetoren bevinden.

In stap c) van de werkwijze wordt de TP-hulpdraad met een intrekkabeluiteinde aan een intrekkabel bevestigd. Hiertoe moet een vrij kabeluiteinde worden verkregen. In een uitvoeringsvorm van de werkwijze gebeurt dit door de TP-hulpdraad los te maken van het eerste vastmaakpunt. In stap d) van de werkwijze wordt de MP-hulpdraad met een trekkabeluiteinde aan een vanaf 5 een kabellegvaartuig onderwater gelaten trekkabel bevestigd via een aan een onderzijde van de funderingspaal in een omtrekswand van de funderingspaal voorziene kabelingangsopeningHiertoe moet een vrij MP-hulpdraaduiteinde worden verkregen. In een uitvoeringsvorm van de werkwijze gebeurt dit doordat de MP-hulpdraad zich uitstrekt tot een onderste vastmaakpunt dat zich onder de kabelingangsopening bevindt en door de MP- hulpdraad los te maken van het onderste vastmaakpunt. Vervolgens wordt de MP-hulpdraad (met daaraan verbonden de TP-hulpdraad en de intrekkabel) met de trekkabel in de richting van het kabellegvaartuig getrokken. In stap e) van de werkwijze wordt de MP-hulpdraad of de trekkabel vervolgens verbonden met een op het kabellegvaartuig aanwezige elektrische kabel die in de fundering moet worden getrokken. De verbinding tussen de trekkabel en de elektrische kabel kan op bekende wijze worden gemaakt. Hetzelfde geldt voor de verbinding tussen de elektrische kabel en de MP-hulpdraad. De elektrische kabel kan op het dek of onderdeks van het kabellegvaartuig opgerold zijn op een haspel of ander geschikt opslagmiddel.

In nog een andere uitvoeringsvorm van de werkwijze verloopt de MP-hulpdraad tussen het onderste vastmaakpunt en een middelste vastmaakpunt dat zich boven de kabelingangsopening bevindt voorlangs de kabelingangsopening, en wordt het trekkabeluiteinde van de MP- hulpdraad in stap d) verkregen door de MP-hulpkabel ook los te maken van het middelste vastmaakpunt.

Het losmaken van het onderste en/of het middelste vastmaakpunt kan worden vergemakkelijkt door een uitvoeringsvorm van de werkwijze te verschaffen waarbij het onderste en/of het middelste vastmaakpunt een zwakke verbinding vormt die afbreekbaar is, en de MP-hulpdraad van het onderste en/of middelste vastmaakpunt wordt losgemaakt door afbreken van het onderste en/of middelste vastmaakpunt.

Het afbreken van de zwakke verbinding kan op velerlei wijzen gebeuren. Een praktische uitvoeringsvorm betreft een werkwijze waarbij de trekkabel in stap e) een dusdanige trekkracht in de richting van het kabellegvaartuig uitoefent op het onderste en/of middelste vastmaakpunt, waardoor ten minste één van deze afbreekt.

Stap d) van de uitgevonden werkwijze vereist dat de MP-hulpdraad met een trekkabeluiteinde van de trekkabel wordt bevestigd. Volgens een uitvoeringsvorm kan dit geschieden door de MP-

hulpdraad met het trekkabeluiteinde te bevestigen door middel van een op afstand bestuurbaar gereedschap, zoals een ROV.

Om het hanteren van de MP-hulpdraad te vergemakkelijken omvat in een andere uitvoeringsvorm een deel van de MP hulpdraad dat zich voor de kabelingangsopening bevindt een lus, waaraan desgewenst een grijpmiddel is bevestigd zoals een zogenaamde monkey fist.

In stap f) van de uitgevonden werkwijze worden de met elkaar verbonden hulpdraden, intrekkabel en eventueel ook de trekkabel (in een uitvoermgsvorm waarin de elektrische kabel wordt verbonden met de trekkabel) met de intrekkabel door de kabelingangsopening getrokken totdat een lengte van de elektrische kabel in de fundermg steekt.

Bij voorkeur wordt hierbij de intrekkabel vanaf een op een werkplatform van het overgangsdeel voorziene lieropstelling opgerold.

De in de fundering in te trekken lengte van de elektrische kabel dient voldoende groot te zijn om de elektrische kabel aan te kunnen sluiten op de in de fundering en/of windturbinetoren aanwezige elektrische apparatuur.

De benodigde trekkracht wordt overgebracht door de intrekkabel.

In een nuttige uitvoeringsvorm wordt de trekkabel in stap e) vanaf een op een dek van een kabellegvaartuig voorziene lieropstelling ingenomen, optioneel via een op het dek voorziene kaapstander.

Deze opstelling is in het bijzonder geschikt voor een grote krachtoverdracht.

Volgens een ander aspect van de uitvinding wordt tevens een overgangsdeel verschaft voor toepassing in de uitgevonden werkwijze, waarbij het overgangsdeel in een mwendige holte ervan een TP-hulpdraad omvat.

De TP-hulpdraad is op vastmaakpunten verbonden met inwendige wanddelen van het overgangsdeel.

Het overgangsdeel is ingericht voor het verbinden van een toren van een offshore windturbine met een funderingspaal, in het bijzonder met een boven de onderwaterbodem uitstekend bovenste gedeelte van een dergelijke funderingspaal.

Een dergelijk bovenste gedeelte van een funderingspaal strekt zich bij voorkeur vanaf een bovenrand van de funderingspaal uit over een afstand van ten hoogste 50% van de totale lengte van de funderingspaal, met meer voorkeur ten hoogste 40%, met nog meer voorkeur ten hoogste 30%, en met de meeste voorkeur ten hoogste 20%. In een uitvoeringsvorm van het overgangsdeel omvat deze aan een bovenzijde ervan een bevestigingsmiddel, zoals een flens, voor een windturbinetoren.

Eens het overgangsdeel op een fundering van een windturbine is geplaatst wordt een toren van de windturbine met een hijsmiddel op het overgangsdeel geplaatst waarbij het bevestigingsmiddel wordt gekoppeld met een aan een onderzijde van de toren voorzien overeenkomstig bevestigingsmiddel.

Geschikte bevestigingsmiddelen omvatten twee van over de omtrek verdeelde gaten voorziene omtreksflensen die tegen elkaar worden gebracht waarbij overeenkomstige gaten tegenover elkaar worden geplaatst. De verbinding kan dan gerealiseerd worden door bouten door de gaten aan te brengen en deze met moeren vast te zetten.

Een voorkeursuitvoeringsvorm van het overgangsdeel is gekenmerkt doordat een onderste vloer van het overgangsdeel een luchtdichte vloer vormt na aansluiting op een aan een inwendige omtrekswand van de funderingspaal voorziene aanslag, en de TP-hulpdraad vanaf een eerste vastmaakpunt aan een bovenzijde van de luchtdichte vloer door een afsluitbare opening in de luchtdichte vloer verloopt naar een tweede vastmaakpunt aan een onderzijde van de luchtdichte vloer.

Nog een andere uitvoeringsvorm heeft het kenmerk dat een bovenste vloer van het overgangsdeel is ingericht om een windturbinetoren aan een bovenzijde van het overgangsdeel te koppelen, en de TP-hulpdraad vanaf het eerste vastmaakpunt via een aan een onderzijde van de bovenste vloer bevestigde takel neerhangt door de afsluitbare opening.

Een praktische uitvoeringsvorm betreft een overgangsdeel waarbij de luchtdichte vloer een luik omvat in de nabijheid van het tweede vastmaakpunt. Het luik verbetert de toegankelijkheid van de TP-hulpdraad voor op de luchtdichte vloer aanwezig personeel.

De voordelen van bovengenoemde uitvoeringsvormen van het overgangsdeel werden al in het kader van de werkwijze toegelicht.

Volgens nog een ander aspect van de uitvinding wordt een funderingspaal verschaft voor toepassing in de uitgevonden werkwijze, waarbij de funderingspaal in een inwendige holte ervan een MP-hulpdraad omvat. De MP-hulpdraad is op vastmaakpunten verbonden met inwendige wanddelen van de funderingspaal.

Een uitvoeringsvorm van de funderingspaal heeft een MP-hulpdraad die zich uitstrekt vanaf een onderste vastmaakpunt tot een bovenste vastmaakpunt dat zich boven een aan een omtrekswand voorziene inwendige aanslag voor een luchtdichte vloer van het overgangsdeel bevindt.

In nog een andere uitvoeringsvorm van de funderingspaal bevindt het onderste vastmaakpunt zich onder een aan een onderzijde van de funderingspaal in een omtrekswand van de funderingspaal voorziene kabelingangsopening.

Een andere uitvoeringsvorm verschaft een funderingspaal waarbij de MP-hulpdraad vanaf het onderste vastmaakpunt voorlangs de kabelingangsopening verloopt via een middelste vastmaakpunt dat zich boven de kabelingangsopening bevindt. Een funderingspaal waarbij een overmaat van de MP hulpdraad is voorzien na het bovenste vastmaakpunt, vormt een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding. Een uitvoeringsvorm van de funderingspaal die de uit te voeren werkzaamheden verder verkort heeft het kenmerk dat het onderste en het middelste vastmaakpunt een zwakke verbinding vormen die afbreekbaar is, bijvoorbeeld door een met de MP-hulplijn verbonden trekkabel van een kabellegvaartuig.

Om de MP-hulpdraad eenvoudiger aan te kunnen grijpen en bijvoorbeeld te kunnen verbinden met een trekkabel wordt een funderingspaal volgens een uitvoeringsvorm verschaft waarbij het deel van de MP-hulpdraad dat zich voor de kabelingangsopening bevindt een lus omvat.

De voordelen van bovengenoemde uitvoeringsvormen van de funderingspaal werden al in het kader van de werkwijze toegelicht.

Tenslotte wordt aangegeven dat de in deze octrooiaanvraag beschreven uitvoeringsvormen van de uitvinding gecombineerd kunnen worden in elke mogelijke combinatie van deze uitvoeringsvormen, en dat elke uitvoeringsvorm afzonderlijk het voorwerp uit kan maken van een afgesplitste octrooiaanvrage.

KORTE BESCHRIJVING VAN DE FIGUREN De uitvinding zal nu verder worden toegelicht aan de hand van de volgende figuren en beschrijving van een voorkeursuitvoeringsvorm, zonder dat de uitvinding daar overigens toe is beperkt. In de figuren toont: Fig. 1 een schematisch perspectivisch aanzicht van een op een monopaal gefundeerde offshore windturbine met een detail van een overgangsdeel; Fig. 2 schematisch een uitvoeringsvorm van een met het overgangsdeel van de monopaal verbonden werkplatform van de windturbine; Fig. 3 een schematische dwarsdoorsnede van een funderingspaal volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding;

Fig. 4 een schematische dwarsdoorsnede van een onderste deel van de m figuur 2 getoonde funderingspaal volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding; Fig. 5 een schematische dwarsdoorsnede van een overgangsdeel volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding; Fig. 6 een schematische dwarsdoorsnede van een onderste deel van het in figuur 5 getoonde overgangsdeel volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding in met een funderingspaal gekoppelde toestand, waarbij stap b) van de werkwijze wordt geïllustreerd; Fig. 7 een schematische dwarsdoorsnede van een overgangsdeel en een ermee gekoppelde funderingspaal volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding; en tenslotte Fig. 8 een schematisch zijaanzicht van een kabellegvaartuig en een fundering volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding, waarbij stap e) van de werkwijze wordt geïllustreerd.

BESCHRIJVING VAN UITVOERINGSVOORBEELDEN Onder verwijzing naar figuur 1 wordt een offshore windturbine 2 getoond. De turbine 2 omvat een turbinemast 20 die aan een bovenzijde is voorzien van een gondel 21 en een aantal rotorbladen 22. Zoals ook getoond in figuur 2 wordt een dergelijke windturbine 2 op een met een zeebodem 3 verankerde steunstructuur in de vorm van een monopaal 4 geplaatst. De monopaal 4 vormt een buisvormig element en kan zich vanaf de zeebodem 3 tot boven het wateroppervlak 5 uitstrekken, maar kan zich ook met een bovenrand 40 onder water bevinden, zoals getoond in figuur 2. Om de windturbinemast 20 met een monopaal 4 te verbinden kan gebruik worden gemaakt van een overgangs- of transitiedeel 6. Het transitiedeel 6 vormt eveneens een buisvormig element en strekt zich uit van een bodemgedeelte 60a tot een topgedeelte 60b. Volgens de detailtekening van figuur 1 kan het transitiedeel 6 zijn voorzien van een rokgedeelte 69 dat over een topgedeelte van de monopaal 4 wordt geschoven waarbij een tussenruimte 68 ontstaat tussen een binnenoppervlak van het transitiedeel (6, 69) en een buitenoppervlak van de monopaal 4. De hoogte van de tussenruimte 68 kan desgewenst worden bepaald door een binnenoppervlak van het transitiedeel (6, 69) te voorzien van nokken 66 die steun vinden op een bovenrand 40 van de monopaal 4. De ruimte 68 kan vervolgens worden opgevuld met een uithardende substantie zoals voegmortel of grout. Na uitharding wordt op deze wijze een verbinding tussen het transitiedeel 6 en de monopaal 4 verkregen. Ook is het mogelijk het overgangsdeel 6 te verbinden met de monopaal 4 door overeenkomstige flenzen van het overgangsdeel 6 en de monopaal 4 met elkaar te verbinden door midde] van bouten.

Volgens figuur 2 kan het transitiedeel 6 (of de monopaal 4) desgewenst zijn voorzien van een werkplatform 7 met bootladder 70 en reling 71.

Volgens de uitvinding wordt er uitgegaan van het beginsel dat zoveel mogelijk handelingen onshore worden uitgevoerd. De uitvinding biedt een oplossing voor het feit dat het (offshore) installeren van hulpdraden aan een buitenzijde van een monopaal en/of overgangsdeel risicovol is. Zowel tijdens het installeren als tijdens het ophalen van een hulpdraad bestaat er risico voor verstrikking van de hulpdraad in aan een buitenzijde van de monopaal en/of overgangsdeel aangebrachte hulpconstructies zoals een ICCP-anodekooi. De uitvinding betreft daarom een (pre-)installatie van een hulpdraad aan een binnenzijde van een monopaal (MP) 4 en/of een overgangsdeel (TP) 6.

Onder verwijzing naar figuren 3 en 4 wordt een monopaal 4 getoond die kan worden toegepast in een uitvoeringsvorm van de uitgevonden werkwijze. De monopaal 4 omvat in een inwendige holte 41 ervan een MP-hulpdraad 74. De MP-hulpdraad 74 strekt zich vanaf een onderste vastmaakpunt 42 uit tot een bovenste vastmaakpunt 44. Het bovenste vastmaakpunt 44 bevindt zich boven een aan een omtrekswand 45 van de monopaal 4 voorziene inwendige omtrekaanslag 46 voor een luchtdichte vloer 62 (getoond in figuur 5) van het overgangsdeel 6, op een toegankelijke locatie nadat de monopaal 4 offshore werd geïnstalleerd. De MP-hulpdraad 74 kan desgewenst door een drainage-opening 48 van de aanslag 46 verlopen. Het onderste vastmaakpunt 42 bevindt zich onder een aan een onderzijde van de monopaal 4 in de omtrekswand 45 van de monopaal 4 voorziene kabelingangsopening 47. In de getoonde uitvoeringsvorm verloopt de MP-hulpdraad 74 vanaf het onderste vastmaakpunt 42 voorlangs de kabelingangsopening 47 via een middelste vastmaakpunt 43 dat zich boven de kabelingangsopening 47 bevindt. De vastmaakpunten (42, 43, 44) zijn vast met de omtrekswand 45 van de monopaal 4 verbonden, bijvoorbeeld door lassen.

De lengte van de MP hulpdraad 74 kan dusdanig worden gekozen dat een overmaat 74-3 van de MP hulpdraad 74 wordt voorzien tussen het bovenste vastmaakpunt 44 en een bovenste uiteinde 74-2 van de MP hulpdraad 74. Er zal voldoende overlengte 74-3 worden voorzien om latere aansluiting op een overgangsdeel 6 mogelijk te maken. De overlengte 74-3 kan verder zijn beveiligd om te voorkomen dat de gecombineerde hulpdraad (74, 76) tijdens manipulaties verloren gaat.

Volgens stap d) van de uitgevonden werkwijze wordt de MP-hulpdraad 4 met een trekkabeluiteinde 74-1 aan een vanaf een kabellegvaartuig 1 onderwater gelaten trekkabel 10 bevestigd via de kabelingangsopening 47. Dit kan bijvoorbeeld gebeuren door een op afstand bestuurbaar voertuig of ROV 11. De ROV 11 is ter aansturing met het kabellegvaartuig 10 verbonden door middel van een umbilical 12, en kan verder zijn voorzien van een grijper 11a. Om het aangrijpen van de MP-hulpdraad 4 door de grijper 11a van de ROV 11 te vergemakkelijken kan de MP-hulpdraad 4 aan een onderzijde ervan zijn voorzien van een lus 74-4 en een eraan bevestigde monkey fist 75. Bij het met de trekkabel 10 naar buiten trekken van de MP-hulpdraad 4 (en de eraan bevestigde TP-hulpdraad 76 en elektrische kabel, zie hieronder) wordt een vrij trekkabeluiteinde van de

MP-hulpdraad 4 in stap d) verkregen door de MP-hulpdraad 4 los te maken van het onderste vastmaakpunt 42 en van het middelste vastmaakpunt 43. Dit kan op efficiënte wijze gebeuren door het onderste en het middelste vastmaakpunt (42, 43) dusdanig uit te voeren dat deze een zwakke verbinding vormen die afbreekbaar is door de door de trekkabel 10 ontwikkelde trekkracht 10a.

De trekkracht 10a wordt ontwikkeld door een op het dek van het trekkabelvaartuig 1 aanwezige lier 13. De MP-hulpdraad 4 wordt in deze uitvoeringsvorm eenvoudig van het onderste en/of middelste vastmaakpunt (42, 43) losgemaakt door afbreken van het onderste en/of middelste vastmaakpunt (42, 43). De verzwakking kan bijvoorbeeld worden gerealiseerd door een lokale verkleining van een doorsnede van het onderste en/of middelste vastmaakpunt (42, 43). Onder verwijzing naar figuur 5 wordt een overgangsdeel 6 getoond dat kan worden toegepast in een uitvoeringsvorm van de uitgevonden werkwijze.

Volgens de uitvinding is het overgangsdeel 6 in een inwendige holte 61 ervan voorzien van een TP-hulpdraad 76. De mwendige holte 61 wordt ingesloten door een omtrekwand 65 van het overgangsdeel 6. In de getoonde uitvoeringsvorm vormt een onderste vloer van het overgangsdeel 6 een luchtdichte vloer 62, en wel na aansluiting op een aan de inwendige omtrekswand 45 van de monopaal 4 voorziene aanslag 46. Hiertoe is de luchtdichte vloer 62 aan uiteinden voorzien van steunpunten 62b die in de met de monopaal 4 gekoppelde toestand steunen op de omtrekaanslag 46. Een bovenste vloer

63 van het overgangsdeel 6 is ingericht om een windturbinetoren 2 aan een bovenzijde van het overgangsdeel 6 te koppelen via een omtrekflens 64. De TP-hulpdraad 76 verloopt vanaf een aan een eerste vastmaakpunt 62a vastgemaakt eerste uiteinde 76-1 aan een bovenzijde van de luchtdichte vloer 62 via een aan een onderzijde van de bovenste vloer 63 bevestigde takel 63a door een afsluitbare opening 62a in de luchtdichte vloer 62 naar een tweede vastmaakpunt 62c dat is voorzien aan een onderzijde van de luchtdichte vloer 62 en waaraan een tweede uiteinde 76-2 van de TP-hulpdraad 76 wordt bevestigd.

Verder is de luchtdichte vloer 62 voorzien van een (in figuren 5 en 7 in gesloten toestand getoond) luik 66 in de nabijheid van het tweede vastmaakpunt 44 van de monopaal 4, De afsluitbare opening

62a wordt aan een bovenzijde omgrensd door een zogenaamde afhangende flens 67, waaraan het eerste vastmaakpunt 62a is bevestigd.

Ook bij de TP-hulpdraad 76 wordt enige vrij hangende overlengte 76-4 voorzien om het terugvinden van de TP-hulpdraad 76 te vergemakkelijken. Ook dit uiteinde kan zijn voorzien van een monkey fist 77. Onder verwijzing naar figuren 6 en 7 wordt een samenstel van een monopaal 4 en een overgangsdeel 6 getoond dat kan worden toegepast in een uitvoeringsvorm van de uitgevonden werkwijze. Het vanaf een kabellegvaartuig 1 aanbrengen van een elektrische kabel 14 in een fundering (4, 6) van een offshore windturbine 2 ten behoeve van aansluiting op een (niet getoonde) elektrische installatie vereist het verbinden van het inwendig holle overgangsdeel 6 met de reeds in de onderwaterbodem 3 aangebrachte inwendig holle monopaal 4. Het aanbrengen van de monopaal 4 in de onderwaterbodem 3 kan op elke wijze gebeuren, bijvoorbeeld door de monopaal 4 vanaf een (niet getoond) installatievaartuig in het water neer te laten en te verankeren met de onderwaterbodem 3, bijvoorbeeld door heien. Vervolgens wordt het overgangsdeel 6 op de monopaal 4 aangebracht en ermee verankerd, bijvoorbeeld door het hierboven al beschreven grouting of door een boutverbinding tussen overeenkomstige flensen van het overgangsdeel 6 en de monopaal 4. Deze toestand wordt weergegeven in figuren 6 en 7. Zoals getoond in figuur 6 wordt een vrij uitemde 76-2 (of het uiteinde van de monkey fist 77) van de in het overgangsdeel 6 aangebrachte TP-hulpdraad 76 verbonden met het vrije uiteinde 74-2 van de in de monopaal 4 aangebrachte MP-hulpdraad 74. Dit gebeurt door een op de luchtdichte vloer 62 aanwezige persoon 9 die desgewenst kan worden gezekerd met een valbeveiligingsdraad 90. De persoon 9 opent het luik 66 in de luchtdichte vloer 62 en zet dit vast. Vervolgens maakt de persoon 9 het uiteinde 74-2 los van het aansluitpunt 44, en het uiteinde 76-2 los van het aansluitpunt 62c. Via het geopende luik 66 worden beide uiteinden (74-2 en 76-2) vervolgens met elkaar verbonden met behulp van een daartoe geëigende verbinding 91. Op deze manier wordt een gekoppelde hulpdraad (74, 76) verkregen die verloopt vanaf het aansluitpunt 62 a van het overgangsdeel 6, via de takel 63a, tot het onderste aansluitpunt 42 van de monopaal 4. Eenmaal correct aangesloten kan de gekoppelde hulpdraad (74, 76) worden gespannen, zoals getoond in figuur 7.

In een stap c) van de werkwijze wordt de TP-hulpdraad 76 losgemaakt van het aansluitpunt 62a en wordt het vrijgemaakt kabeluiteinde 76-1 aan een uiteinde van een intrekkabel 80 bevestigd. De intrekkabel 80 wordt vanaf een op een werkplatform 81 van het overgangsdeel 6 voorziene lieropstelling 8 opgerold via een op een deksel 83 van het overgangsdeel 6 aangebrachte draagrol 82 (zie figuur 8). Op deze wijze is een verbinding tot stand gebracht tussen de intrekkabel 80 en de MP-hulpdraad 74 die voorlangs de kabelingangsopening 47 verloopt.

Onder verwijzing naar figuur 8 wordt een kabellegvaartuig 1 en een fundering (4, 6) volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding getoond, waarbij stap e) van de werkwijze wordt geïllustreerd, namelijk het door de kabelingangsopening 47 naar buiten trekken van de met elkaar verbonden hulpdraden (74, 76), de intrekkabel 80 met behulp van de trekkabel 10. Dit gebeurt met een trekkracht 10a.

In stap f wordt in een eerste uitvoeringsvorm de op het vaartuig 1 aanwezige elektrische kabel 14 verbonden met de trekkabel 10. In een tweede uitvoeringsvorm wordt in stap f) de op het vaartuig 1 aanwezige elektrische kabel 14 verbonden met de MP-hulpdraad 74. De verbonden hulpdraden (74, 76) zijn lang genoeg om tot aan het kabellegvaartuig 1 te reiken.

Vervolgens worden bij het met de intrekkabel 80 naar binnen trekken van de onderling verbonden TP-hulpdraad 76 en MP-hulpdraad 74 ook de, optioneel onder tussenkomst van de trekkabel 10, eraan bevestigde elektrische kabel 14 meegenomen totdat een lengte van de elektrische kabel 80 via de kabelingangsopening 47 in de monopaal 4 steekt, en desgewenst wordt verbonden met een (niet getoonde) elektrische installatie.

Claims (28)

CONCLUSIES BE2020/5423

1. Werkwijze voor het aanbrengen van een elektrische kabel in een fundering van een offshore windturbine ten behoeve van aansluiting op een elektrische installatie, waarin a) een aan een bovenzijde van een bevestigingsmiddel (flens) voor de windturbine voorzien inwendig hol overgangsdeel TP wordt verbonden met een in een onderwaterbodem aangebrachte inwendig holle funderingspaal MP; b) vrije uitemden van een in het overgangsdeel aangebrachte TP-hulpdraad en een in de funderingspaal aangebrachte MP-hulpdraad met elkaar worden verbonden, c) de TP-hulpdraad met een intrekkabeluiteinde aan een intrekkabel wordt bevestigd; d) de MP-hulpdraad met een trekkabeluiteinde aan een vanaf een kabellegvaartuig onderwater gelaten trekkabel wordt bevestigd via een aan een onderzijde van de funderingspaal in een omtrekswand van de funderingspaal voorziene kabelingangsopening, en met de trekkabel in de richting van het kabellegvaartuig wordt getrokken; e) de MP-hulpdraad of de trekkabel wordt verbonden met een op het kabellegvaartuig aanwezige elektrische kabel; f) de met elkaar verbonden hulpdraden en de elektrische kabel met de mtrekkabel door de kabelingangsopening in de fundering worden getrokken totdat een lengte van de elektrische kabel in de fundering steekt; waarbij de inwendige holten van het overgangsdeel en de funderingspaal voorafgaand aan stap a) zijn voorzien van respectievelijk de TP- en MP-hulpdraad.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de inwendige holten van het overgangsdeel en de funderingspaal voorafgaand aan stap a) op land zijn voorzien van respectievelijk de TP- en MP-hulpdraad.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij de TP- en/of de MP-hulpdraad met overmaat zijn aangebracht in respectievelijk het overgangsdeel en de funderingspaal.

4, Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarbij een onderste vloer van het overgangsdeel een luchtdichte vloer vormt na stap a) en aansluiting op een aan een inwendige omtrekswand van de funderingspaal voorziene aanslag, en de TP-hulpdraad vanaf een eerste vastmaakpunt aan een bovenzijde van de luchtdichte vloer door een afsluitbare opening in de luchtdichte vloer verloopt naar een tweede vastmaakpunt aan een onderzijde van de luchtdichte vloer, waarbij het vrije uiteinde van de TP-hulpdraad wordt verkregen door de TP-hulpdraad los te maken van het tweede vastmaakpunt.

5. Werkwijze volgens conclusie 4, waarbij de luchtdichte vloer een luik omvat in de nabijheid van het tweede vastmaakpunt, en de TP-hulpdraad wordt losgemaakt vanaf een bovenzijde van de luchtdichte vloer via het geopende luik.

6. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de MP-hulpdraad zich uitstrekt vanaf een onderste vastmaakpunt tot een bovenste vastmaakpunt dat zich boven een aan de omtrekswand voorziene inwendige aanslag voor de luchtdichte vloer van het overgangsdeel bevindt en het vrije uiteinde van de MP-hulpdraad wordt verkregen door de MP- hulpdraad los te maken van het bovenste vastmaakpunt.

7. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de in stap b) met elkaar verbonden TP- en MP-hulpdraad worden opgespannen in neerhangende toestand.

8. Werkwijze volgens één der conclusies 4-7, waarbij een bovenste vloer van het overgangsdeel is ingericht om een windturbinetoren aan een bovenzijde van het overgangsdeel te koppelen, en de TP-hulpdraad vanaf het eerste vastmaakpunt via een aan een onderzijde van de bovenste vloer bevestigde takel neerhangt door de afsluitbare opening.

9. Werkwijze volgens één der conclusies 4-8, waarbij het kabeluiteinde van de TP- hulpdraad wordt verkregen door de TP-hulpdraad los te maken van het eerste vastmaakpunt.

10. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de MP-hulpdraad zich uitstrekt tot een onderste vastmaakpunt dat zich onder de kabelingangsopening bevindt, en het trekkabeluiteinde van de MP-hulpdraad in stap d) wordt verkregen door de MP-hulpdraad los te maken van het onderste vastmaakpunt.

11. Werkwijze volgens conclusie 10, waarbij de MP-hulpdraad tussen het onderste vastmaakpunt en een middelste vastmaakpunt dat zich boven de kabelingangsopening bevindt voorlangs de kabelingangsopening verloopt, en het trekkabeluiteinde van de MP-hulpdraad in stap d) wordt verkregen door de MP-hulpdraad ook los te maken van het middelste vastmaakpunt.

12. Werkwijze volgens conclusie 10 of 11, waarbij het onderste en/of het middelste vastmaakpunt een zwakke verbinding vormen die afbreekbaar is, en de MP-hulpdraad van het onderste en/of middelste vastmaakpunt wordt losgemaakt door afbreken van het onderste en/of middelste vastmaakpunt.

13. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de MP-hulpdraad in stap d) met het trekkabeluiteinde aan de trekkabel wordt bevestigd door middel van een op afstand bestuurbaar gereedschap (ROV).

14, Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarbij een deel van de MP hulpdraad dat zich voor de kabelingangsopening bevindt een lus omvat.

15. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de intrekkabel in stap e) vanaf een op een werkplatform van het overgangsdeel voorziene lieropstelling wordt afgerold.

16. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de trekkabel in stap e) vanaf een op een dek van een kabellegvaartuig voorziene lieropstelling wordt ingenomen, optioneel via een op het dek voorziene kaapstander.

17. Werkwijze volgens één der conclusies 12-16, waarbij de trekkabel in stap e) een dusdanige trekkracht uitoefent op het onderste en/of middelste vastmaakpunt, waardoor ten minste één van deze afbreekt, en bij voorkeur allebei.

18. Overgangsdeel voor toepassing in de werkwijze volgens één der conclusies 1-17, waarbij het overgangsdeel in een inwendige holte ervan een TP-hulpdraad omvat.

19, Overgangsdeel volgens conclusie 18, waarbij een onderste vloer van het overgangsdeel een luchtdichte vloer vormt na aansluiting op een aan een inwendige omtrekswand van de funderingspaal voorziene aanslag, en de TP-hulpdraad vanaf een eerste vastmaakpunt aan een bovenzijde van de luchtdichte vloer door een afsluitbare opening in de luchtdichte vloer verloopt naar een tweede vastmaakpunt aan een onderzijde van de luchtdichte vloer.

20. Overgangsdeel volgens conclusie 18 of 19, waarbij een bovenste vloer van het overgangsdeel is ingericht om een windturbinetoren aan een bovenzijde van het overgangsdeel te koppelen, en de TP-hulpdraad vanaf het eerste vastmaakpunt via een aan een onderzijde van de bovenste vloer bevestigde takel neerhangt door de afsluitbare opening.

21. Overgangsdeel volgens één der conclusies 18-20, waarbij de luchtdichte vloer een luik omvat in de nabijheid van het tweede vastmaakpunt.

22. Funderingspaal voor toepassing in de werkwijze volgens één der conclusies 1-17, | BE2020/5423 waarbij de funderingspaal in een inwendige holte ervan een MP-hulpdraad omvat.

23. Funderingspaal volgens conclusie 22, waarbij de MP-hulpdraad zich uitstrekt vanaf een onderste vastmaakpunt tot een bovenste vastmaakpunt dat zich boven een aan een omtrekswand voorziene inwendige aanslag voor een luchtdichte vloer van het overgangsdeel bevindt.

24. Funderingspaal volgens conclusie 23, waarbij het onderste vastmaakpunt zich onder een aan een onderzijde van de funderingspaal in een omtrekswand van de funderingspaal voorziene kabelingangsopening bevindt.

25. Funderingspaal volgens conclusie 23 of 24, waarbij de MP-hulpdraad vanaf het onderste vastmaakpunt voorlangs de kabelingangsopening verloopt via een middelste vastmaakpunt dat zich boven de kabelingangsopening bevindt.

26. Funderingspaal volgens één der conclusies 23 - 25, waarbij een overmaat van de MP hulpdraad is voorzien na het bovenste vastmaakpunt.

27. Funderingspaal volgens één der conclusies 23 - 25, waarbij het onderste en het middelste vastmaakpunt een zwakke verbinding vormen die afbreekbaar is.

28. Funderingspaal volgens één der conclusies 25 -27, waarbij het deel van de MP- hulpdraad dat zich voor de kabelingangsopening bevindt een lus omvat.