NL9001484A

NL9001484A - Pijpleiding met grondankers.

Info

Publication number: NL9001484A
Application number: NL9001484A
Authority: NL
Original assignee: Submarine Pipeline Spoiler Bv
Priority date: 1990-06-29
Filing date: 1990-06-29
Publication date: 1992-01-16
Also published as: DE69118762T2; EP0466219B1; DE69118762D1; DK0466219T3; EP0466219A1

Description

Pijpleiding met grondankers

De uitvinding heeft betrekking op pijpleidingen, ten gebruike op de zeebodem voor het transporteren van gas of olie, voorzien van langwerpige uitsteeksels aan zijn buitenoppervlak.

Dergelijke leidingen worden bijvoorbeeld gebruikt voor het transport van gas en/of olie op het continentale plat.

Uit veiligheidsoverwegingen moeten dergelijke leidingen in de zeebodem worden ingegraven en moeten zij daarin ingegraven blijven. Een minimaal door de overheid voorgeschreven ingraafdiepte voor dergelijke leidingen is 20 cm. plus de pijpdiameter.

Het is bekend om dergelijke leidingen aan hun buitenwand te voorzien van uitstekende delen die ervoor zorgen dat de leiding onder invloed van de stroming in de zee zichzelf ingraaft in de zeebodem.

Bij dergelijke pijpleidingen doet zich vaak de moeilijkheid voor, dat als gevolg van de relatief hoge temperaturen van het te transporteren medium de leiding gaat "werken". De leiding gaat door de warmte uitzetten, wat ertoe kan leiden dat hij "bol" gaat staan; hij gaat zoals dat heet "upheaval-buckling" vertonen. Dit "bol" gaan staan treedt ongecontroleerd op en leidt soms zelfs tot een knik in de leiding. De kans dat zich de genoemde "upheaval buckling" gaat voordoen, dient zo klein mogelijk te zijn, en dient bij voorkeur tot nul te worden gereduceerd.

Diverse mogelijkheden voor de oplossing van het probleem zijn voorgesteld en beproefd. Bijvoorbeeld de toepassing van een ruw buitenoppervlak van een leiding, zoals met behulp van lijm op het oppervlak aangebracht zand. De "grip" van de leiding op de ondergrond zal dan worden verbeterd, en de kans op "werking" zal dus kleiner worden. Het resultaat was echter onvoldoende.

Een andere oplossing is gezocht in het leggen van de pijpleiding in een sinusvorm, plat op de zeebodem. Door de sinusvorm zouden dan de optredende uitzettingskrachten in zijdelingse richting in plaats van in opwaartse richting hun uitweg zoeken. Echter ook dit leidde niet tot het gewenste resultaat: de leiding "sprong" hier en daar toch weer naar boven. Een verder nadeel was dat wanneer er een stroming door de leiding optreedt, deze neiging tot slingeren gaat vertonen. :

De uitvinding verschaft nu een oplossing voor genoemde problemen en een pijpleiding volgens de uitvinding vertoont daartoe het kenmerk dat die uitsteeksels zich uitstrekken rond althans een deel van de omtrek van de leiding, qua lengterichting een grote component hebbend, haaks op de as van de leiding en in de lengterichting van de leiding gezien, op afstand van elkaar liggen.

Verrassenderwijs is namelijk gebleken, dat een verankering van de leiding met behulp van dergelijke dwarspijpse uitsteeksels kennelijk ervoor zorgt, dat tengevolge van verwarming optredende spanningen in de buitenwand gelijkmatig verdeeld over de lengte van die wand, daarin optreden. Door deze gelijkmatigheid van de verdeling, wordt voorkomen dat de genoemde "upheaval buckling" optreedt. Veelal zullen de bedoelde grondankers zich niet rond de gehele omtrek van de leiding bevinden, zulks om het afwikkelen van de leiding gemakkelijk mogelijk te maken. Over een deel van het oppervlak, bijvoorbeeld over een hoek van 60’, is dit dan glad.

Uiteraard worden aan de uitsteeksels, willen ze aan het gestelde doel beantwoorden, eisen gesteld. Die eisen zijn afhankelijk van de in een concreet geval optredende situatie. In het bijzonder geldt bij toepassing bij een bepaald groot optredend temperatuursverschil voor de hoogte van zo’n grondanker en voor de onderlinge afstand, gezien in de lengterichting van leiding, dat deze moeten worden afgestemd op de afmetingen van de leiding en aan de grondsamenstelling.

Zo bleek bij een pijpleiding met een wanddikte van 1,4 cm en een diameter van 30 cm, waardoorheen gas van een temperatuur van 80° C werd getransporteerd en die was ingegraven in een ondergrond van zand met een gemiddelde korrelgrootte van 175 μ een hoogte van het grondanker van 4 cm in combinatie met een onderlinge afstand van 30 cm, heel goed te voldoen.

De grondankers kunnen op diverse wijzen worden uitgevoerd. In een voorkeursuitvoering volgens de uitvinding zijn de grondankers in hoofdzaak ringvormig en omvatten ze althans een deel van de omtrek.

Hoewel voor het realiseren van de uitsteeksels er diverse mogelijkheden zijn, verdient het de voorkeur om de grondankers uit te voeren als gootvormige constructies met opstaande wanden. Deze liggen dan met hun bodem tegen het buitenoppervlak van de leiding aan, hetzij als aparte ringen, hetzij als spiraal.

Bij pijpleidingen die zijn bekleed met beton, kunnen grondankers volgens de uitvinding worden gerealiseerd door in het beton een z.g. dijkprofiel aan te brengen, waarbij de "dijken" dan de bedoelde uitsteeksels vormen.

In het bijzonder voldoen pijpleidingen wanneer ze voorzien zijn van grondankers volgens de uitvinding, gecombineerd met een in de lengterichting van de leiding lopende vin: een spoiler. De met behulp van de spoiler verkregen natuurlijke ingraving van de leiding maakt dat de verankering van de leiding, als beoogd met de uitvinding, gemakkelijker en beter wordt gerealiseerd.

Een verder voordeel van laatstgenoemde combinatie is, dat een spoiler veelal met behulp van strips om de leiding, op zijn plaats wordt gehouden. In een uitvoeringsvorm van een pijpleiding volgens de uitvinding, kunnen de strips, gebruikt om de spoiler op zijn plaats te houden, tegelijkertijd worden gebruikt om de grondankers tegen de leiding te bevestigen. In het bijzonder moet hierbij worden gedacht aan het gebruik van grondankers in de vorm van ringvormige goten.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de tekening, waarin :

Fig. 1 in perspectief een pijpleiding volgens de uitvinding toont met gootvormige grondankers en voorzien van een spoiler, en

Fig. 2 zo’n pijpleiding toont met een betonnen mantel met een dijkprofiel.

In fig. 1 is 1 een pijpleiding met een wanddikte 2. Op deze leiding 1 zijn spoilers 3 resp. 3’ gemonteerd. De montage is gerealiseerd met behulp van zittingen 4 resp. 4’ die over een deel van het buitenoppervlak van de leiding 1 grijpen. Spoiler en zitting worden op hun plaats gehouden met behulp van strips 5 resp. 5’.

Met 6, 6’ en 6" zijn de grondankers aangegeven. In het getekende uitvoeringsvoorbeeld als ringdelen, grijpend om het buitenoppervlak van de leiding 1 - de onderkant van de leiding wordt door de grondankers niet omvat, zodat ze bij het afwikkelen van de leiding geen beletsel vormen. Wel zullen in het algemeen de grondankers over meer dan 180*0 over de leiding grijpen om een meer zekere bevestiging te garanderen.

De getekende grondankers zijn alle gootvormig; zie daartoe de met 7, 7’ en 7" aangegeven gootdoorsneden: 7 (6) is een ronde goot; 7’ (6") is een goot met rechthoekige doorsnede en 7" (6) is een goot met schuin opstaande wanden.

In het in fig. 1 getekende uitvoeringsvoorbeeld worden met de strips 5, waarmee de spoiler 3 op zijn plaats wordt gehouden, tevens de gootvormige grondankers 6 rond het oppervlak van de leiding 1 bevestigd.

In fig. 2 is met 1 wederom een pijpleiding aangeduid. Deze is in de getekende uitvoeringsvorm omgeven door een mantel 9 van bijvoorbeeld beton. De betonnen mantel 9 vertoont een zogenaamd dijkprofiel, dat wil zeggen dat hij is voorzien van ringvormige inhammen 10. Op die manier is weer een profiel van het buitenoppervlak van de leiding 1 verkregen, dat uitsteeksels/grondankers vertoont en dat met betrekking tot het gelijkmatig over de lengte van de leiding verdelen van spanningen ten gevolge van uitzetting door warmte, het gewenste effect heeft.

Claims

1. Pijpleiding, ten gebruike op de zeebodem voor het transport van gas of olie, voorzien van langwerpige uitsteeksels aan zijn buitenoppervlak, met het kenmerk dat die uitsteeksels werken als grondankers en daartoe zich uitstrekken rond althans een deel van de omtrek van de leiding, qua lengterichting een grote component hebben, haaks op de as van de leiding en in de lengterichting van de leiding gezien op afstand van elkaar liggen.

2. Pijpleiding volgens conclusie 1, met het kenmerk dat - ingeval van een bepaald groot optredend temperatuursverschil - de te kiezen hoogte van een grondanker en dein de lengterichting van de leiding gezien - te kiezen afstand tussen de grondankers afhankelijk is van de afmetingen van de leiding en van de grondsamenstelling.

3. Pijpleiding volgens conclusie 2, met het kenmerk dat bij een stalen leiding met een wanddikte van 1,4 cm en een diameter van 30 cm, te gebruiken op zand met een gemiddelde korrelgrootte van 175 μ, de hoogte van de grondankers 4 cm is en de onderlinge afstand in de lengterichting van de leiding, 30 cm bedraagt.

4. Pijpleiding volgens één der conclusies 1-3, met het kenmerk dat de grondankers in hoofdzaak ringvormig zijn en dat ze de leiding over althans een deel van de omtrek omvatten.

5. Pijpleiding volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de grondankers worden gevormd door de opstaande wanden van gootvormige constructies die met hun bodem op het oppervlak van de leiding bevestigd zijn.

6. Pijpleiding volgens één der conclusies 1-5, bekleed met ' beton, met het kenmerk dat de grondankers worden gevormd door een z.g. dijkprofiel in het beton.

7. Pijpleiding, aan zijn oppervlak voorzien van langsvinnen - z.g. spoilers - met het kenmerk dat hij is voorzien van grondankers volgens één der i voorgaande conclusies. j

8. Pijpleiding volgens conclusies 5 en 7, waarbij de spoiler met i i behulp van strips rond de leiding, daaraan is bevestigd, met het kenmerk dat de gootconstructie wordt vastgehouden tegen de leidingwand door de genoemde strips, die door de goot lopen.