NO150473B - Skip til utlegning av roerledninger - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår et skip til utlegning av rørled-ninger, omfattende en rørbærende trommel som er anordnet på en trommelbærekonstruksjon, dreibar om en i det vesentlige horisontal dreieakse som forløper på tvers av skipet, hvilken trommel har en aksel, et par flenser som i avstand fra hverandre foriøper radialt utover fra akselen, og et nav som koaksialt med akselen er anordnet mellom flensene.

Utlegningsskip av denne art er f.eks. kjent fra britisk patent 601 103 og US patent 3 685 306.

Ved legging av rørledninger på sjøbunnen, som for eksempel skal brukes til å samle olje og/eller gass fra undersjøiske brøn-ner, som for eksempel i Mexicogulfen, har det historisk sett vært vanlig å benytte to hovedmetoder under rørleggingen. Ved den før-ste eller "skjøterør"-metoden, blir en rørledning fremstilt på dekket på en rørleggingslekter ved å sveise sammen enkeltrørleng-der etterhvert som røret mates ut fra lekteren. Hver enkelt rør-lengde kan være omtrent 12 meter eller 24 meter lang. Rørutmat-ingsoperasjonen må derfor avbrytes periodisk for at nye rørlengder skal kunne sveises til ledningen. Skjøterørmetoden krever at dyk-tige sveisere og deres relativt omfattende utstyr må følge med mannskapet på rørleggingslekteren under hele rørleggingsoperasjo-nen, idet all sveising må utføres på rørleggingsstedet og ofte under dårlige værforhold. Ved skjøterørsmetoden går arbeidet relativt sent, idet mannskap med erfaring bare er i stand til å legge 1600 til 3200 meter rør pr. dag. Dette gjør hele operasjonen avhengig av værforholdene som kan bevirke betydelig forsinkelse og skape meget harde arbeidsforhold.

Den andre kjente hovedmetode er trommelrørleggingstek-nikken, og ved denne metode blir en rørledning viklet eller spolt på navet til en trommel som er montert på dekket av en rørleggings-lekter. Rørledningen blir vanligvis spolt opp på trommelen ved en landbase. Der kan korte rørlengder sveises sammen under beskyt-tede og kontrollerte forhold, slik at det fremstilles en kontinuerlig rørledning som spoles opp på trommelsen. Rørleggingslekteren blir derpå tauet til et offshore rørleggingssted, og rørledningen blir der spolet av trommelen mellom to tilkoblingspunkter. Denne metode har en rekke fordeler fremfor skjøterørsmetoden, blant slike fordeler kan nevnes rørleggingshastigheten (1600 til 3200 meter pr. time), lavere arbeidsomkostninger (f.eks. mindre sveisemannskap og mindre sveiseutstyr som må medbringes på rørleggingslekteren)

og mindre avhengig av værforholdene.

Historisk sett har teknikken med å legge fluidførende rør-ledninger på sjøbunnen sitt opprinnelige utspring i England i 1940-årene. Sommeren 1944 ble stålrør med nominell diameter på 76,2 mm avsmeltesveiset og ble derpå oppkveilet på flytende tromler. En ende av røret ble festet til et punkt i en terminal, og etterhvert som de flytende tromler ble tauet over den engelske kanal, ble røret trukket av trommelen. På denne måte ble det opp-rettet en rørledningsforbindelse mellom brennstofftilførselsde-poter i England og fordelingssteder på det europeiske kontinent for forsyning til den allierte invasjon i Europa. (Se Blair J.

S, "Operasjon Pluto: The Hamel Steel Pipelines", Transactions of the Institute of Welding, februar 1946).

Det vide begrep trommelrørlegging er også angitt i britisk patent nr. 601 103 (Ellis), utgitt 28. april 1948, der det ble foreslått å koble sammen rørlengder i et fremstillingsanlegg og spole rørledningen på en trommel, montert på et skip. Den lastede lekter kunne så gå til det ønskede havområde, der røret kunne vikles av trommelen ved å feste den ene rørledningsende og derpå taue lekteren bort fra den festede ende.

Selv om utkastene beskrevet i britisk patent nr. 601 103 og som i realiteten ble brukt under Operasjon Pluto var egnet for bruk i krig, er det videre ikke etter 2. verdenskrig kjent noen ytterligere utvikling eller kommersiell bruk av denne teknikk, der rørledning legges ut offshore fra tromler. Etter en tidskløft på omtrent femten år ble forskningen av trommelrørleggingsteknikken gjenopptatt og videreført av Gurtler, Hebert & Co., Inc. i New Orleans, Louisiana, og i 1961 hadde Gurtler, Hebert videreført trommelrørleggingsteknikken i så høy grad at den var en kommersielt akseptabel og levedyktig fremgangsmåte som var egnet til å legge rør i petroleumsindustrien offshore, og som var i stand til å konkurere med den tradisjonelle rørleggingsteknikk. Den første kommersielle rørleggingslekter som ble kalt U-303, ble bygd av Aquatic Contractors and Engineers, Inc., et datterselskap til Gurtler, Hebert i 1961. U-303 benyttet en stor vertikalakset trommel som var permanent montert på en lekter og hadde horisontalt orienterte flenser (vanligvis på dette område betegnet som en "horisontal trommel"). En kombinert rette- og laglegge-innretning ble benyttet ved oppspoling av røret på trommelen og for retting av røret ved avspoling av dette. U-303 foretok den første kommersielle rørlegging i september 1961 i Mexicogulfen utenfor Louisiana og ble i 1960-årene med hell benyttet til å legge millioner meter rør med en diameter på opp til 15 cm. U-303 trommelrørleggingslekteren er beskrevet i US patent nr. 3 237 438 (Tesson) og US patent nr. 3 372 461 (Tesson), begge overdratt til søkeren av foreliggende oppfinnelse.

Etterfølgeren til U-303 som er i daglig bruk i Mexicogulfen og er kjent under navnet "Chickasaw", benytter også en stor horisontal trommel som er permanent montert på lekteren, slik at trommelen ikke uten videre er overførbar fra et moder-fartøy til et annet. Forskjellige trekk fra "Chickasaw" er beskrevet i følgende US patenter som alle er overdratt til søkeren av foreliggende oppfinnelse.

Den kommersielle trommelrørleggingsteknikk krever bruk

av en del rørhåndteringsutstyr i tillegg til trommelen. Slikt rørhåndteringsutstyr som er vesentlig for ethvert kommersielt trommelrørleggingssystem, er blant annet en rettemekanisme. Denne kan være utført som en rekke ruller eller belter, eller som ethvert annet arrangement som gir tilstrekkelig tilbakebøyningskraft mot røret til at krumningen blir fjernet og at røret etter avspolingen vil bli liggende hovedsakelig rett på sjøbunnen. En slik rørbe-

handlingsanordning ble ikke benyttet under "Operasjon Pluto" eller tatt i betraktning i det britiske patent til Ellis.

US patent nr. 3 982 402 (Lang og medarbeidere) beskriver

en anordning for legging av en rørledning fra en vertikal trommel, der rørbehandlingsanordningen er svingbar for å kunne justere av-løpsvinkelen for røret i forhold til horisontalen (f.eks. et skips-dekk) som en funksjon av vanndybden der rørledningen skal legges. Dette medfører en avgjort kommersiell fordel, spesielt når rørleg-gingssystemet er anordnet på et selvgående skip, slik som ifølge foreliggende oppfinnelse, der det er i stand til å gå til forskjellige oppdragssteder for legging av rør med forskjellige dimensjoner og/eller andre krav på grunn av rørleggingsdybden.

Et tidligere utkast til et trommelrørleggingsskip er beskrevet av Goren og medarbeidere: "Trommelrørleggingsskipet -

Et nytt utkast" i Offshore Technology Conference Proceedings,

mai 1975 (Avhandling nr OTC 2400). Denne avhandling (heretter kalt OTC-avhandlingen til Goren og medarbeidere, 1975) beskriver fordelene med og operasjonskarakteristikker for et foreslått trom-melrørleggingsskip. Konstruksjonskostnadene med dette her beskrevne skip ble imidlertid anslått til å være av størrelsesordnen 500 000 000 kr. I motsetning til dette ble skipet ifølge den heri beskrevne oppfinnelse som nå er under bygging, anslått til mindre enn en tredjedel av dette estimat. Forsknings- og utviklings-arbeidet med det i avhandlingen til Goren og medarbeidere beskrevne skip (utført med store kostnader for patentsøkeren) ble i det føl-gende revidert på mange hovedpunkter, og vesentlige forandringer og forbedringer ble foretatt for å få en konstruksjon av et vesentlig forskjellig trommelrørleggingsskip som skal beskrives i det følgende. Dette nye trommelrørleggingsskip er eller vil være et vesentlig forskjellig utkast når det gjelder utforming, virke-måte og resultater, sammenlignet med det skip som er beskrevet i avhandlingen til Goren og medarbeidere.

For å holde fartøyets rullebevegelse minst mulig og sikre at hovedpropeller og thrustpropellere holdes så godt neddykket at det ikke oppstår kavitasjon under drift, må fartøyets dyptgående holdes konstant når røret spoles av. For å oppnå dettte kan ballastvann tilføres ballasttankene i dobbeltbunnen, men da vil totaltyng-depunktet (KG) for skipet senkes, med en resulterende økning av den statiske stabilitet som vanligvis angis som GM. Økning av GM øker stabiliteten, men reduserer den naturlige rulleperiode og derved øker rullebevegelsen.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe et rørutleg-ningsskip av den innledningsvis nevnte art som gjør det mulig at skipets hydrodynamiske egenskaper holdes så konstant som mulig under rørutlegningsoperasjonen, særlig ved å minske økningen av GM under avspolingen av røret. Dette er ifølge oppfinnelsen opp-nådd ved at i det minste et ballastkammer er anordnet i den rør-bærende trommels nav og at innretninger for tilførsel av ballast til ballastkammeret i navet og for luftning av ballastkammerets indre når ballasten tilføres,er tilkoblet trommelen.

Ved tilføring av ballast til ballastkammeret i trommelnavet oppnås etter behov full eller delvis utkompensering for den rørvekt som avspoles fra trommelen.

Innretningen for tilførsel av ballast til trommelnavet er fortrinnsvis innrettet til å tilføre en mengde ballast som utkom-penserer vekten av rørledningen som er avviklet fra trommelen og opprettholder skipets GMT innenfor omtrent 30% av initiall^øyden mellom tilstand med full og tom trommel, hvor GMT representerer den vertikale avstand fra gravitasjonssenteret til transversmeta-senteret av skipet.

Den nevnte innretning for tilførsel av ballast kan omfatte en fylle- og tømmeledning som gjennom en dreiekobling er koblet til den ene aksialende av trommelakselen og strekker seg gjennom

akselen og inn i trommelnavet for tilføring og tømming av ballast og en andre ledning kan være koblet med en andre dreiekobling til akselen og strekke seg gjennom denne inn i trommelnavet for utlufting av navets indre til den omgivende atmosfære.

Andre trekk og fordeler ved trommelskipet ifølge oppfinnelsen vil fremgå av beskrivelsen av en foretrukken utførelse som er vist på de medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 er et styrbordside-oppriss av en foretrukken utfø-relse av trommelskipet.

Fig. 2 er et grunnriss av trommelskipet på fig. 1.

Fig. 3 er et grunnriss av hovedkonstruksjonen av det indre bunnskrog på utførelsen ifølge fig. 1. Fig. 4 viser et profilriss av hovedkonstruksjonen av skroget på utførelsen ifølge fig. 1, der skrogplatene er fjernet. Fig. 5 er et snitt lagt midtskips på trommelskipsskroget, f.eks. lagt gjennom spantene FR 25 på fig. 3 og 4. Fig. 6 er et perspektivriss av skjelettkonstruksjonen av trommelskipsskroget med hoveddekks- og mellomdekksplater fjernet mellom spantene FR9 og FR 49. Fig. 7A er et styrdbord oppriss av rørleggingstrommelen, delvis i snitt for å vise den indre avstivning og lagt langs linjen A-A på fig. 7B.

Fig. 7B er et delsnitt av trommelen sett akterover og

lagt langs linjen B-B på fig. 7A.

Fig. 8A er et grunnriss av en utførelse av rørledningssysternet for trommelballastsysternet.

Fig. 8B er et riss lagt langs linjen B-B på fig. 8A.

Fig. 8C er et riss lagt langs linjen C-C på fig. 8A.

Fig. 9A er et snitt av trommelakselen med tilhørende rør-opplegg for en annen utførelse av trommelballastsystemet. Fig. 9B er et snitt av ventilarrangementet som er montert på trommelnavet for den andre utførelse av trommelballastsys-teme t. Fig. 10A er et grunnriss av styrbord trommelopplagringsanordning og avlastningsmekanismen for styrbord trommelopplagring. Fig. 10B er et snitt av avlastningsmekanismen, lagt langs linjen B-B på fig. 10A. Fig. 10C er et delsnitt av avlastningsmekanismen på styrbord side, sett forover, og lagt langs linjene C-C på fig. 10B, og Fig. 11 er et diagram som viser forholdet mellom skipets dekksbredde og GMT. Fig. 1-5, 7A og 7B, 10A-10C, 11A, 11B, 12A-12C, 13A, 13B og 14A-14C er tatt fra de planleggende konstruksjonstegninger og er i hovedsaken opptrukket i målestokk. På disse figurer er kom-ponentdelene eller elementene hovedsakelig tegnet riktig i forhold til hverandre.

1. Skrogkonstruksjonen (fig. 1-6).

Trommelskipet som generelt er betegnet med henvisningstallet 10, er utformet for å kunne bære hovedtrommelsystemet for rørspolingen og systemets tilhørende bære- og drivanordninger, generelt betegnet med henvisningstallet 20 samt rørbehandlings-utstyret som generelt er betegnet med henvisningstallet 40 og som er plassert aktenfor trommelsystemanordningen 20.

Skipsskroget som generelt er betegnet med henvisningstallet 110, omfatter en fremre seksjon 112, en midtseksjon 114

og en hekkseksjon 116. Skipskonstruksjonen er primært oppdelt ved spantene (betegnet FR) hvor byggeelementer for skroget er plassert i tverrskipsplan. Den fremre seksjon 112 er avgrenset omtrent mellom FR 0 og FR 17. Midtskipsseksjonen som bærer trommelanordningen 20, ligger mellom FR 17 og FR 41, og hekkseksjonen 116 hvorpå rørhåndteringsutstyret 40 er montert, ligger omtrent mellom FR 41 og FR 59.

På undersiden omfatter hekkseksjonen 116 en kjølhæl 118 som tjener til å øke oppdriften ved hekken, å beskytte hovedpro-pellene 128, f.eks. mot flytende eller neddykkede gjenstander eller mot grunner i grunt farvann, å danne et hus for en eller flere thrustpropeller 122 ved hekken og å forbedre fartøyets retnings-stabilitet. Kjølhælen som har en hovedsakelig kileformet konstruksjon aktenfor en del av skipskjølen, er et fordelaktig trekk men ikke noe hovedtrekk ved trommelskipet. Den er spesielt gun-stig for å øke oppdriften ved hekken ved relativt lite dyptgående av størrelsesordenen 4 til 5 meter, og der størrelsen av skipet kan være begrenset av økonomiske og/eller praktiske grunner, slik som behovet for å kunne gå gjennom kanaler eller skipsleder med relativt begrenset størrelse.

Kjølhælen blir fortrinnsvis dimensjonert slik ved høyt-flytende at den bidrar til omtrent mellom 1,41% og 2,1% av skipets oppdrift, og bidrar ved dyptflytende til omtrent mellom 1,04% og 1,48% av skipets oppdrift (Se tabell 1 nedenfor).

Kjølhælen rommer fortrinnsvis en eller flere thrusttunneler 120 for thrustpropeller 122 ved hekken. Bauseksjonen 112 rommer en eller flere thrusttunneler 124 for bauthrustpropeller 126. I en utførelse tas det sikte på å benytte to bau- og to hekk-propeller. Bau- og hekk-propellene som er reverserbare bidrar til å holde skipet på kurs og stasjonært og gir trommelskipet evne til posisjonering i tverretningen, mens hovedpro-pellene 128 bidrar til drift forover og akterover, samtidig som skipsrorene gir manøvreringsmuligheter.

Som et alternativ til tunnelmonterte thrustpropeller,

slik som vist, kan det også benyttes 360° dreibare thrustpropeller. Slike thrustpropeller kan stikkes utenfor skroget under bruk og kan trekkes tilbake inn i skipet når fartøyet går i fart gjennom grunne områder. Dreibare thrustpropeller vil være et mulig alternativ når fartøyet ikke blir bygd med kjølhæl.

Det er en hensikt at bipropellene (enten av tunnel-

typen eller den dreibare type) skal være manuelt regulerbare slik at

operatøren kan holde skipet på en ønsket kurs, spesielt under rørleggingsoperasjoner. Hvis operatøren ser at skipet er kommet for langt styrbord eller babord i forhold til den ønskede kurs,

kan han foreta en manuell korreksjon ved å benytte thrustpropellene. Resultatet blir en manuelt regulert dynamisk posisjonering av skipet. Ved å benytte egnet tilleggsutstyr, kan den dynamiske posisjonering foretas automatisk.

Denne plassering av propellene i forhold til skrogbunnen byr også på fordeler med hensyn på driftseffektiviteten. Det skal vises spesielt til fig. 16, og propellene må plasseres slik i forhold til lastelinjen at kavitasjon unngås, idet denne er en funksjon av propelldiameteren (D i cm) og avstanden (H i cm) fra den midlere vannlinje ved det normale dyptgående for et skip til sen-teret for propellen. En annen faktor som vedrører plasseringen av propellene i forhold til skrogbunnen, er å få en minimal vibra-sjon, og denne er en funksjon av propelldiameteren (D) og avstanden (a i cm) mellom skrogbunnen og propellens periferi.

Det er funnet at H bør være 1,125 D, og forholdet H:D ligger fortrinnsvis i området mellom omtrent fra 0,625:1 til 1,125:1 mellom høytflytende og dyptflytende for fartøyet. Avstanden "a" mellom skrogbunnen og tuppen på propellbladéne bør ikke være mindre enn 0,2D, og "a" ligger fortrinnsvis mellom 0,2D og 0,4D, fordelaktigst 0,2125-D.

Fig. 3 til 6 viser skipets primære konstruksjonsarrange-ment. Trommelrørleggingsskipet ifølge oppfinnelsen benytter en ny trommelopplagringsanordning og en boksbjelkekonstruksjon med flere rom i midtskipsséksjonen på fartøyet for å kunne oppebære vekten av den fullt oppspolte trommel.

American Bureau of shipping (ABS) forskrifter krever at primære konstruksjonselementer skal være kontinuerlige over lengden og/eller bredden og/eller høyden av fartøyet. I trommelskipet ifølge oppfinnelsen omfatter disse konstruksjonselementer ytre langsgående skrogvegger 130 (tilsvarende elementer på styrbord og babord side er betegnet "S" resp. "P"), og et dobbelt lengde-skottarrangement omfatter lengdeskott 134 og 136 som ligger i det indre av et enkelt skott 132 mellom spantene FR 17 og FR 41.

Lengdeskott 136 løper hovedsakelig over lengden av skipet mellom spantene FR 5 og FR 59. Skrogveggene 130 og skottene 134, 136 strekker seg vertikalt fra bunnlinjen (skrogbunnen) til hoveddekknivået, unntatt mellom spantene FR 19 og FR 39, der midtskipspartiene som generelt er betegnet 130', 134' resp. 136', strekker seg oppad til toppen av trommelopplagringskonstruksjonen. Skottene 130', 134' og 136' er således avskrånet mot hoveddekknivået ved deres fremre ender mellom spantene FR 19 og FR 17 og ved deres aktre ender mellom spantene FR 39 og FR 41.

Enkle skott 132 som generelt ikke betraktes som primære konstruksjonselementer, ligger innvendig i og i avstand fra de ytre skrogvegger 130 mellom spantene FR 13 og FR 49 (som omfatter midtskipsséksjonen 130 mellom spantene FR 17 og FR 41). Lengde-skottene 132 strekker seg vertikalt fra bunnlinjen til hoveddekknivået over hele deres lengde.

I tverrskipsretningen omfatter skipets primære konstruksjonselementer, som også danner en del av trommelbærekonstruksjonen, også spantene FR 17, FR 21, FR 25, FR 37 og FR 41. Ytterligere fremre og aktre tverrskips konstruksjonselementer omfatter profilspantene FR 5, FR 9, FR 31, FR 49 og FR 59. Profilspantene FR 5 - FR 59 strekker seg vertikalt fra bunnlinjen.til hoveddekknivået på skipet. Alle tverrskott, unntatt de som omfatter spantene FR 29 og FR 33, strekker seg over skipets fulle bredde. Skottene som omfatter profilspantene FR 29 og FR 33 strekker seg tverrskips bare mellom de ytre skrogvegger 130 og de indre lengdeskott 136. Et rom eller en brønn 152 i midtskipsséksjonen blir således dannet for å kunne oppta en rørbæretrommel 210. Denne trommelbrønn 152 er avgrenset av skott som forut og akter, omfatter spantene FR 25 resp. FR 37 og de langsgående skott 136S og 136P.

I en vanlig skipskonstruksjon er det opprettholdt hovedsakelig lik spantavstand over det hele. I trommelskipet ifølge oppfinnelsen er avstanden mellom midtseksjonsspantene forkortet mellom spantene FR 25 - FR 37 for å kunne oppta den store trommel-vekt. I en utførelse veier for eksempel trommelen omkring 800

tonn og er i stand til å oppta en full last på mellom 1500 og 2000 tonn rør.

Horisontale elementer i skrogkonstruksjonen omfatter bunnlinjen 138, tanktoppen 140, mellomdekket 142 og hoveddekket 144. Tanktoppen 140 strekker seg over hele skipsbredden og i lengderetningen mellom bauen og omtrent til spant FR 52.

To horisontale konstruksjonselementer 146 og 148 midtskips strekker seg på tvers mellom den ytre skrogvegg 130 og det indre doble lengdeskott 136 over hoveddekket. Midtskips konstruksjonselementer 146 og 148 strekker seg i lengderetningen mellom spantene FR 19 og FR 39. Et øvre element 148 kan med fordel omfatte et livbåtdekk.

Hoveddekket 144, det nedre og øvre horisontale konstruk-sjonselement 146 resp. 148 og delene 130', 134', 136' på det ytre skrog 130, og de ytre og indre doble lengdeskott 134, resp. 136 mellom hoveddekket 144 og øvre horisontale midtskips konstruk-sjonselement omfatter en boksbjelkeformet trommelbærekonstruksjon som generelt er betegnet 150, og som er plassert på hoveddekknivået i midtskipsséksjonen mellom spantene FR 19 og FR 39, der endene er avskrånet ved profilspantene FR 17 resp. FR 41.

Den boksbjelkeformede trommelbærekonstruksjon 150 omfatter et meget fordelaktig trekk ifølge oppfinnelsen. Et av de primære problemer med et trommelskip er at det blir store konsen-trerte belastninger ved midten av skipet ved hovedtrommelen. Omtrent hele trommelbelastningen blir konsentrert på to lågere,

et på hver side, som dekker en relativt liten del av skipets lengde. Hvis skipet betraktes som båret på to bølgetopper, en på hver ende av skipet, vil trommelbelastningen som er konsentrert på lagrene,

skape et stort nedhengsmoment eller bøyemoment ved midten av skipet, og dette avtar hurtig i retningen forut og akterut. Det er nødvendig å motvirke dette store bøyemoment midtskips. Vanligvis vil minst en vesentlig del av dette bøyemoment bli motvirke"t av hoveddekks- og mellomdekks-konstruksjonen. Kontinuiteten i hoveddekket 144 og mellomdekket 142 i trommelskipet går imidlertid tapt på grunn av trommelbrønnen 152 som ligger midtskips og akkurat i det område der det fordres krefter som motvirker bøyemomentet.

På grunn av denne diskontinuitet i hoveddekks- og mellomdekks-konstruks jonen blir det et utilstrekkelig tverrsnitt i skipet til å motstå det bøyemoment som skyldes trommelen.

Problemet med å motvirke bøyemomentet fra trommelbelastningen på en tilfredsstillende måte løses ifølge foreliggende oppfinnelse ved hjelp av den boksformede trommelbærekonstruksjon 150. Totalkonstruksjonen for fartøyet kan betraktes som en sammensatt, langsgående I-bjelke, der den doble skrogbunn omfatter bunnflensen og hoveddekket er den øvre flens. I trommelskipet ifølge oppfinnelsen er bunnflensen kontinuerlig, mens den øvre flens er brutt av trommelbrønnen. Den øvre flens er ved midtpunktet for maksimalt bøyemoment blitt forskjøvet opp til toppen av boksseksjonen 150 og stegene består av skrogvegger 130 og doble skott 134, 136, idet de sistnevnte fordeler skjærbelastningen fra trommelen nedad og utad i planene for skottene 134, 136 til bunnflensen.

På grunn av at bøyemomentet som skyldes trommelbelastningen har en slik topp og faller hurtig i retningen forover og akterover, behøver den boksformede bærekonstruksjon 150 ikke å strekke seg over mer enn det minimum som kreves av et klassifiseringsselskaps (f.eks. ABS) forskrifter. Den boksformede bjelke 150 behøver spesielt ikke å strekke seg over hele skipslengden. Lengden av boksbjelken 150

(i dette tilfelle avstanden mellom spantene FR 17 og FR 41) be-høver bare å være i det minste omtrent 0,4L, der L er skipets lengde. Dette er et meget fordelaktig trekk ifølge oppfinnelsen, fordi det reduserer det plassbehov som kreves for bæresystemet (denne plass kan benyttes for andre formål) og reduserer totalkostnadene for skipet vesentlig.

På grunn av at bærekonstruksjonen 150 omfatter en boks-bjelke som er plassert over og hviler på hoveddekknivået, blir skjærbelastningen fordelt ut fra trommelen og inn i skipskonstruksjonen i retningen forover og akterover. Boksbjelkekonstruksjonen 150 overfører i sammenheng med andre skrogelementer skjærbelastningen fra trommelen 210 effektivt inn i resten av skroget og helt ned til skallplaten (bunnlinjen 138) på en slik måte at skjærkreftene blir utlignet mot oppdriftskreftene på skallplatene.

Det doble boksbjelkeformede skott som benyttes i trommelskipet ifølge oppfinnelsen har en rekke fordeler omfattende: 1. Øket tverrsnittsareale midtskips ved bruk av relativt liten tilleggsoppbygning. Boksbjelkene fordeler trommelbelastningen på en slik måte gjennom skipet at påkjenningen på de primære konstruksjonselementer opprettholdes godt innenfor de maksimalt tillatte påkjenningsgrenser for de benyttede materialer, og ifølge saklige krav fra klassifiseringsselskapene. Som en logisk konsekvens av nedbøyningsforholdene vil det oppstå trykkpåkjenning-er i toppflensen på boksbjelken 150 og strekkpåkjenninger i bunnflensen på den sammensatte langsgående bjelke i fartøyskonstruk-sjonen, og disse påkjenninger vil ligge godt under de maksimalt tillatte grenser. 2. Opplagringen av rotasjonsakselen for trommelen 210 må ligge høyt nok til å kunne oppta den størst tillatte trommeldimensjon (basert på maksimal rørdiameter og rørlengde som kan lastes på skipet). Derved unngås det oppbygning av et vesentlig større skip, og dette resulterer i vesentlig kostnadsbesparelse. 3. Det tilveiebringes en langsgående korridor mellom skottene 134 og 136 for adkomst til rom, for eksempel rom for lagring og/ eller lugarer for mannskap, som er plassert mellom skottene 134 og 132. 4. Det skapes ytterligere lukkede rom for vinsjer og annet utstyr, som for eksempel kan omfatte dykkerutstyr. Disse tilleggs-rom ble gjort tilgjengelig ved at det ble konstatert at det ikke var nødvendig å strekke skottet 132 vertikalt til den fulle høyde av boksbjelkekonstruksjonen 150. Da det tvertimot ble oppdaget at det var fordelaktig å la de langsgående skott 134 og 136 spenne over trommellagerblokkene (beskri ves senere) vil alt vesentlig av den effektive belastning bli overført til skottene 134 og 136 til den andre sammensatte bjelkeflens (dvs. dobbeltbunnen i skipsskroget) . En vertikal forlengelse av skottet 132 ble derved over-flødig.

I tillegg til de foran antydede fordelaktige trekk ved trommelskipets konstruksjon vil andre nye og ønskelige trekk som medfølger, også være åpenbare og kan benyttes i foretrukne ut-førelser..

Et av disse fordelaktige trekk ved trommelskipet er dets evne til å operere i relativt grunne farvann. Skipet er konstru-ert for å stikke så lite som 3,9 meter til 4,2 meter ned i vannet, og derved blir det i stand til å operere i nesten alle områder, omfattende australske farvann, der sandbanker begrenser fartøyer som stikker dypere enn omtrent 4 meter. På samme måte eller av større betydning er det at trommelskipet kan gå ut fra grunne havner, slik som patentsøkerens landbase for trommelrørlegging ved Houma, Louisiana. En slik landbase krever vanligvis et nokså vidstrakt havneareale. Landarealer ved dypvannshavner er vanligvis kostbare, mens arealer ved grunnere havner er mye billigere. Det er derfor både økonomiske og kommersielle fordeler med et skip som kan gå inn til baser ved grunne havner.

Som en følge av evnen til å kunne ferdes i grunne farvann, må det også sørges for at skipet kan ballastes ned til dyptgående under drift. Denne oppnås fordelaktig på grunn av den doble bunnkonstruksjon, der tanktoppen 140 ligger omtrent det dobbelte av den normale avstand fra bunnlinjen 1.38 (normal avstand er omtrent 105 cm, mens i en foretrukken utførelse av dette skip er denne avstand omtrent 210 cm). Det blir derved stort nok rom for tilstrekkelig ballast til å senke skipet til det ønskede normale dyptgående under drift (f.eks. omkring 5,4 meter).

Rommet mellom skottene 132 og det ytre skrogelement 130 er tomt, slik at konstruksjonen av hoveddelene av fartøyet er ekvivalent med et vanlig dobbeltskrogarrangement i det minste mellom spantene FR 13 og FR 49. Derved får skipet en stor reserve i evnen til å tåle skade.

Fartøyskarakteristikker

En viktig hydrostatisk karakteristikk for trommelskipet som påvirker dets hydrodynamiske karakteristikk (dvs. den som har virkning på dets bevegelse i bølgene) er dets GMT (dvs. den vertikale avstand (i meter) fra dets tyngdesenter til metasenteret tverrskips). GMT endres med endringer i fartøysbelastningen, og vanligvis økes GMT når skipet blir lettere, dvs. når fartøys-lasten og dyptgående avtar.

Hvis fartøyets GMT" er for liten vil fartøyet bli statisk ustabilt, der små forskyvninger av vekt, f.eks. når bommer og kra-ner montert på fartøyet svinges rundt, vil kunne føre til at fartøyet krenger i en vesentlig og meget uønsket grad, kanskje opp til 10°. Hvis på den annen side fartøyets GMT er for stor, vil skipet bli for stivt, og rullingen vil bli for stor til å kunne godtas av mannskap og utstyr under driftsforhold som er vanlige på sjøen.

På trommelskipet ifølge oppfinnelsen kan det legges ut over 2000 tonn rør under en rørleggingsoperasjon. Etterhvert som røret mates ut fra skipet og skipet blir lettere, vil dets GMT øke. Hvis det ikke foretas noen betydelig kompensasjon for den fjernede rør vekt, kan GMT øke til et punkt der rørleggingsoperasjonen må avbrytes for tidlig på grunn av at skipet ruller for mye. Uten en passende kompensasjon vil med andre ord trommelskipet bli begrenset til et for innsnevret område når det gjelder driftsbetingelser på sjøen.

Det skal for eksempel betraktes et fartøysdeplasement ved full last på omtrent 13 000 tonn med et dyptgående under drift på omtrent 5,4 meter. Hvis det ikke tilføres noe ballast etter leggingen av røret, vil fartøysdeplasementet bli rundt 11 000 tonn og dyptgående vil bli 4,5 meter. Dette resulterer i at fartøyet hever seg 0,9 meter opp av vannet. Fartøyets GMT endres da fra omtrent 1,65 meter til omtrent 4 meter, en økning på omtrent 2,35 meter. ( Se tabell II nedenfor, som sammenligner fartøyets omtrent-lige GMT med full last, halv last og trommelen tom, når det ikke tilføres trommelballast og når ballast tilføres trommelnavet (eller kjernen) etterhvert som røret avspoles). Derved økes fartøyets rul-lestabilitet, slik at skipet blir stivere om rulleaksen og øker fartøyets rulling. På samme måte, hvis ikke av større betydning, vil en slik minskning av dyptgående redusere effektiviteten av hovedpropeller og thrustpropeller. Derved økes også de foran nevnte kavitasjonsproblemer.

Endringen i GMT fra omtrent 1,5 meter til nær 4,2 meter når rørvekten endres fra 2 000 tonn til 0 tonn vil være en stor endring for et fartøy av denne type og størrelse. I praksis vil dette føre til umulige forhold for sikkerheten og komforten for mannskap, utstyr på dekk, driftsbetingelsene på skipet, spesielt under rørleggingsoperasjonen og for selve trommelen (på grunn av for stor belastning på lågere og andre trommelbæreelementer).

For å kunne opprettholde et relativt konstant deplase-ment for skipet etterhvert som røret mates ut, kan ballast til-føres på konvensjonell måte til skrogballasttanker (f.eks. mellom bunnlinjen og tanktoppen). Selv om en slik ballast ved bunnen vil holde dyptgående på omtrent 5,4 meter, vil fartøyets tyngde-punkt bli forskjøvet nedad når ballasten tilføres. Resultatet vil bli en endring i GMT, som kan komme til å ligge utenfor akseptable og kommersielle driftsbetingelser angående sikkerheten for mannskap og utstyr under de forhold som er vanlige på sjøen.

For å opprettholde kommersielt akseptable bevegelseskar-akteristikker er det et krav at GMT for dette fartøy opprettholdes innenfor 25% av opprinnelig størrelse, hvilket for kommersielle formål ikke bør være større enn omtrent 2,1 meter, selv om en endring på mellom 25% og 30% kan tolereres under en avspolingsopera-sjon, og større endringer kan tolereres under rolige forhold på sjøen. Når engang det nominelle optimum for GMT er bestemt, er det da ønskelig å holde endringen i GMT så liten som mulig og i det minste innenfor akseptable grenser for å unngå ustabilitet og de foran anførte problemer med for stor bevegelse.

Under forhold på sjøen hvor de normalt forventede maksi-male bølgeperioder er av en størrelsesorden på omtrent 5-8 sekunder, bør ikke GMT (i meter) for et slikt trommelskip være større enn 0,0064666 B , der B er dekksbredden (i meter) på far-tøyet. Fig. 17 viser forholdet mellom GMT og B for en vanlig fartøysperiode på 10,0 sekunder, en kommersielt fordelaktig mini-mumsperiode. Det skyggelagte areale under kurven representerer de maksimalt og kommersielt akseptable verdier for GMT for et trommelskip ifølge oppfinnelsen. GMT for trommelskipet bør fordelaktig og fortrinnsvis ligge mellom 0,9 meter og 2,4 meter under omtrent alle offshore operasjonsforhold. For å holde GMT i dette område er det funnet meget fordelaktig og foretrukket å sørge for ballastkompensasjon på trommelnivået, og spesielt i trommelnavet, etterhvert som røret avspoles fra trommelen (se tabell II nedenfor) .

Det er ønskelig at navet er tilstrekkelig stort til å kunne oppta nok ballast for å kunne holde endringen i GMT innenfor kommersielt akseptable grenser. I en foretrukken utførelse har trommelen kapasitet til oppspoling av omtrent 2 000 tonn rør, og navet kan inneholde opp til omtrent 1600 tonn ballast. Den resterende ballast som kreves, kan tilføres de konvensjonelle skrogtanker uten at det blir for stor endring i skipets GMT.

I tillegg til den ovennevnte fordel med- å minske endringen i GMT etterhvert som røret gis ut under en rørleggings-operas jon, byr bruken av trommel- eller kjerne-ballast på andre fordeler ved skipet ifølge oppfinnelsen. Hvis for eksempel skipet bare er delvis lastet med rør, kan ballast tilføres eller fjernes fra trommelkjernen for å endre den naturlige rulleperiode for skipet og derved reduseres rullebevegelsen. Skipets GMT kan på denne måte endres for å justere for forskjellige forhold på sjøen, spesielt kan skipets naturlige rulleperiode endres som påkrevet med hensyn på de fremherskende bølgeperioder for å hindre at det inntreffer resonansbetingelser.

Et trommelskip som ikke har noen trommellast har tilstrekkelig bunnballast til å oppnå et dyptgående på omtrent 3,6 meter, har et svært stort GMT (med en medfølgende kort naturlig periode). Dette resulterer i en tendens til at skipet vil "springe" med store akselerasjons- og retardasjons-krefter. Ved å tilføre ballast til trommelkjernen kan skipets GMT minskes for derved å "nedstemme" fartøyet og frembringe lengre og saktere rulleperioder, dvs. at skipets naturlige periode økes.

I tillegg eller alternativt til dette kan fartøysrul-lingen dempes ved bruk av bunnkjøler 156 og eller kanaltanker (ikke vist). Bunnkjølene 156 er anordnet langs den parallelle midtdelen av fartøyet ved endene av bunnen, som et middel til å dempe skipets rulling. Disse bunnkjøler bør fortrinnsvis ikke strekke seg utenfor den ytre projiserte, horisontale og vertikale flate for i det minste å ha en viss beskyttelse mot å brytes av.

Av hensyn til en annen fartøyskarakteristikk er det fun-, net at lengden av skipet fortrinnsvis bør ligge mellom 117 meter og 125 meter, bredden bør fortrinnsvis være mellom 18 og 24 meter og fordelaktigst mellom 20,7 og 22,2 meter. Forholdet mellom bredden (B) og dyptgående (D) er fortrinnsvis av størrelsesordnen omtrent 2,25:1 til 4,00:1 og fordelaktigst mellom 3,5:1 og 4,0:1.

Trommelanordningen ( fig. 7 - 10)

Trommelspolesystemet 20 omfatter en trommel 210 plassert nær lengdeoppdriftssenteret som ligger nær fartøyets geometriske lengdesenter.

Trommelen 210 (fig.7A, 7B) omfatter en sentral aksial aksel som generelt er gitt henvisningstallet 212. Aksialt motstående flenser 214S, 214P strekker seg radialt utad fra akselen 212. Et nav 216 som er koaksialt med akselen 212, strekker seg mellom flensene 214s og 214P. Hver flens 214 er sammensatt av en rekke radiale armer 218 som strekker seg fra akselen 212 og utad til flenskanten. De radiale armer 218 kan vanligvis ligge i en vinkelavstand på 30° fra hverandre om omkretsen på akselen 212. Enda en rekke av kortere radiale stålarmer 220 som strekker seg utad fra flaten på navet 216 til flenskanten, er plassert mellom naboarmer 218.

Trommelnavet 216 omfatter en ytre kontinuerlig rundt- og aksialt-løpende kledning 222 som strekker seg mellom flensene 214S og 214P. En rekke ringformede avstandsstykker 224 strekker seg fra den indre navflate på kledningen 222. Den indre ende av de ringformede avstandstykker 224 er festet (f.eks. ved sveising) til tversløpende avstiverelementer 226, som strekker seg mellom motstående flenser 214S og 214P. Stegplater 228 ligger i radial-plan mellom den indre navflate på navkledningen 222 og på tvers av avstiverelementene 226 og mellom ringformede naboelementer 224. Denne indre konstruksjon av trommelen resulterer i kryss- eller bikake-konstruksjon under kledningen 222 i navet 216. En slik konstruksjon frembringer en trommel med den styrke som kreves for å oppta de store strekkreaksjonskrefter som kan forekomme under rørleggings- og/eller røroppspolings- og/eller rørgjen-vinnings-operasjoner. Slike strekkreaksjonskrefter frembringer en kilevirkning mellom naborørviklinger i et rørlag, som bevir-ker at det utvirkes- store adskillelseskrefter mot trommelflensene 214.

Forholdet mellom trommeldiameteren (ved flenskanten) og bredden av trommelnavet på trommelskipet er fordelaktig av stør-relsesordenen mellom 3:1 og 4:1, fortrinnsvis kan dette forhold ligge mellom 3,5:1 og 3,8:1 eller foretrukket er dette forhold omtrent 3,7:1. I den foretrukne konstruksjonsutførelse er trommeldiameteren omtrent 25 meter og navbredden er omtrent 6,7 meter.

Trommelballastsystemet

Et viktig og fordelaktig trekk ved oppfinnelsen skyldes det faktum at det indre av navet 216 omfatter et vanntett rom som kan tilføres ballast når røret spoles av trommelen. Dette ballastsystem krever anordninger for tilførsel av ballast, fortrinnsvis sjøvann, til trommelen mens denne roterer, samtidig som det også sørges for anordninger for tømming av trommelnavet.

En første utførelse av et slikt ballastsystem er vist på fig. 7A - 7B. I denne utførelse omfatter akselen maskinerte ende-partier 230 som begge har sentrale aksialboringer 232. Endepar-tiene 230 strekker seg fra et sentralt rørparti 234 som har bære-plater 236 i avstand fra hverandre på innsiden i rørpartiet 234. Akselendene 230 og det sentrale rørparti 234 virker sammen som

et enhetlig akselelement 212.

Et tilførsels- og avløps-rør 238 strekker seg aksialt inn i trommelen gjennom en av de aksiale boringer 232 (f.eks. boringen 232P) til innsiden av trommelen, der røret 238 gis en 90° bøy og strekker seg radialt utad mot det indre av navet 216. Endepartiet på røret 238 kan være festet til et av de tversløpende elementer 226. Et annet eller avløpsrør 240 strekker seg aksialt inn i trommelen gjennom den andre aksialboring (f.eks. boringen

232S). Inne i trommelen gis røret 240 en 90° bøy, og det strekker seg radialt utad mot den indre flate i trommelnavet 216, der endepartiet av røret kan være festet til et av de tversløpende avstiverelementer 226. Rørene 238 og 240 strekker seg fordelaktig og fortrinnsvis i motsatte radialretninger .fra hverandre.

I en relativt enkel utførelse kan tilførsels- og avløps-røret 238 via en dreiekobling være tilkoblet et T-rør som igjen via et <y>entilorgan er koblet til en pumpe som pumper ballast inn i trommelen, og til et avløpsrør som fører ballastvann overbord.

Det skal nå vises til fig. 8A - 8C, der avløpsrøret 240 via et rør som har en ytre kamflate 246, være koblet til en dreiekobling 244. Den andre ende av dreiekoblingen 244 ér via et rør-element koblet til et avløpsrør. Armen på en brytermekanisme 248 kommer i kontakt med kamflaten 246 på røret 242 for å regulere åpning og lukking av ventiler i avløpsledningen. Brytermekanis-men 248 reguleres slik at ventilene er åpne bare en kort tidsperiode, f.eks. når åpningen på røret 240 ligger innenfor pluss eller minus 30° fra sin rotasjonstopp. Dette arrangement hindrer at ballastvann tømmes ut når avløpsrøret roterer så langt at det blir neddykket inne i navet.

I et alternativt arrangement som er vist på fig. 9A - 9B er det i rørseksjonen 262 mellom akselenden 230 og en avtetnings-plate 264 utformet en rekke hull 266 som setter det indre av den rørformede akseldel 262 i forbindelse med det indre av trommelen. Den ytre ende av akselpartiet 230 kan være avtettet med en flens 268 som det stikker et rør 270 gjennom. Den ytre ende på røret 270 kan via en dreiekobling 272 og en portventil 274 være koblet til et fluidumtilførselsrør 276. En fjærbelastet trykkavlast-ningsventil 278 kan være tilkoblet for å unngå at det bygges opp for stort fluidumtrykk.

Under en rørleggingsoperasjon og ved bruk av dette alt-ernative arrangement vil etterhvert som røret spoles av trommelen, vannballast bli pumpet inn i trommelnavet via ventilen 274, dreiekoblingen 272, røret 270 og hullene 266 i akseldelen 262. Etterhvert som vannet pumpes inn, føres luften i navet til utsiden via utluftningsventiler som generelt er betegnet med 280 (fig. 9B). Det er anordnet minst to slike utluftningsventiler omtrent 180° fra hverandre på den ene eller begge flenser 214. Utluftnings-ventilene 280 omfatter en tyngdekraftpåvirket spjeldventil 282

og en armpåvirkbar klaffeventil 284. Skiven 282a i spjeldventilen 282 er tyngdekraftpåvirket. Når derfor trommelen roterer og ventilen føres nedad, vil på et visst tidspunkt skiven 282a lukkes, hvis nødvendig ved hjelp av trykket i ballastvannet i navet, når ventilen føres under vannlinjen. Det hindres således at ballastvann skal unnslippe fra trommelen (annet enn en mulig minimal mengde som unnslipper før ventilen lukkes helt). Etterhvert som

trommelrotasjonen fortsetter og utluftningsventilen 280 beveger seg oppad, vil den eventuelt nå et punkt der spjeldventilen 282 kommer over vannlinjen, slik at tyngdekraften vil trekke skiven 282a ned. Derved åpner utluftningsventilen 280 for å føre luft fra det indre av navet. Klaffeventilen 284 holdes normalt åpen og brukes hovedsakelig ved manuell lukking.

Trommelbæresystemet ( fig. lOA - lOC)

Trommelakselen 212 er opplagret i et par aksialt motstående lågere 290S, 290P. Lagrene 290 kan være kommersielt tilgjen-gelige sokkellagere (f.eks. FAG Model nr. 539948 rullelagere). Lagrene 290 hviler på lagerblokker 292. Lagerblokkene 292 er igjen festet til øvre, horisontale midtskips liggende bæreelemen-ter 148, omfattende toppen av trommelbærekonstruksjonen 150.

Som angitt foran hviler lagerblokkene på skottene 134, 136 som fordeler trommel- og lagerbelastningen nedad og i lengderetningen utad gjennom trommelbærekonstruksjonen 150 til bunnlinjen 138.

Trommelen kan fortrinnsvis og fordelaktig være horisontalt plassert innenfor omtrent - 5% omkring lengdeoppdriftssenteret.

I en foretrukken konstruksjonsutførelse av fartøyet skal skipet ha en lengde på mellom omtrent 117 meter og 125 meter, og trommelen kan være plassert innenfor et område på omtrent 6,1 meter forut eller akterut for det geometriske lengdesenter.

Når trommelskipet av og til vil få tungsjø som får skipet til å rulle fra side til side, vil det oppstå store belastninger på lagrene. Det kan derfor være ønskelig å avlaste lagrene når skipet er i fart mellom rørleggingsoperasjonene, spesielt hvis det skulle brukes mindre lågere enn det nå tas sikte på, eller hvis størrelsen og kapasiteten for trommelen økes i forhold til lagerstørrelsen. Det kan for dette formål være anordnet organer for avlastning av lagrene, fortrinnsvis ved å jekke opp trommelakselen og løfte den opp fra lagerflåtene. En ytterligere fordel med denne lageravlastning er at lagrene kan repareres eller fjernes mens fartøyet er i sjøen.

En slik avlastningsmekanisme som hvis ønsket kan innbe-fattes i trommelskipet, er vist på fig. 10A - lOC. I denne utfør-else er det i en del 154 av trommelbrønnskottene laget en uttagning mellom spantene FR 27 og FR 35. Denne uttagning danner rom for en bæremekanisme, generelt betegnet 300, for trommelaksen. Bæremekanismen 300 omfatter et bærefagverk 302 med kileformede bunndeler 304, 306 og mellom disse en hovedsakelig plan bunnsek-sjon 308. Den øvre flate på bærefagverket 302 har en bueformet uttagning 310. Et par knekter 312 som har bueformede indre flater koradiale med buen på flaten 310, er plassert på den øvre bære-flate på bærefagverket 302 i fortsettelse av buen på flaten 310.

En bueformet plate 314 er ved endene festet til knektene 312 og fullfører sirkelen rundt akselen 212. En eller flere hydrauliske sylindere 316 som er montert i uttagningene i dekkpartiet 154, er beregnet for anlegg mot bunnflatedelen 308 på bærefagverket 302. I en foretrukken utførelse anvendes det opp til fire hydrauliske

sylindere som hver har en løftekapasitet på 400 tonn, både ved babord og styrbord bæremekanisme 300 for trommelakselen. To langsgående og motstående bevegbare endekiler 318a, 318b hviler i uttagningen i dekkpartiet 154 og er forskyvbare under de kileformede hunndeler 304, 306 på bærefagverket 302. Kileelementene 318 forskyves av hydrauliske skruejekker 320a, 320b. Kilene 318 samvirker med de hydrauliske sylindere 316 til å løfte bærefagverket 302 og akselen 212 og til å holde fagverket 302 og akselen 212 i oppløftet stilling. Dette arrangement utgjør en sterk og regulerbar bærekonstruksjon for akselen 212 og trommelen 210, og muliggjør en avlastning av lagrene i lengre perioder, slik som i tungsjø og når skipet er i fart mellom arbeidsoppgaver eller når lagrene behøver reparasjon.

Drivsystemet for trommelen

Drivsystemet for trommelen omfatter et drivtannhjul 330 som er montert rundt den ytre periferi på den ene eller begge flenser 214. I den viste utførelse er drivtannhjulet 330 plas-

l sert på omkretsen rundt kanten på styrbord flens 214S. Trommelen drives av en eller flere motorer 332, for eksempel som vist i det før nevnte patent til Lang og medarbeidere og/eller avhandlingen 1975, OTC til Goren og medarbeidere. Slike motorer er fortrinnsvis hydrauliske motorer (f.eks. Hagglund hydraulisk motor modell nr. H 8385 med bremsemodell nr. FBC-80-2-D eller ekvivalenter). Oppfinnelsen er ikke begrenset til bruk av hydrauliske drivmotorer. Likestrømsmotorer er også egnet på grunn av deres store dreiemoment ved lav hastighet. I trommeldrivmeka-nismen inngår også en automatisk strekkreguleringsanordning som

holder et relativt konstant strekk i røret, spesielt under rør-leggings- og/eller rørgjenvinnings-operasjoner.

Forflyttbare tromler

Trommelskipet ifølge oppfinnelsen er i stand til å medbringe rør oppspolet på forflyttbare tromler, dvs. tromler som ikke danner en del av skipets hovedkonstruksjon, men som er montert for eksempel på meier og kan losses på en landbase. Dette fordelaktige trekk gjør det mulig på forhånd å spole opp rør på slike forflyttbare tromler på landbasen og lagre de påspolede tromler ved havnen mens trommelskipet er i sjøen. Når skipet vender tilbake til havnen kan en tom forflyttbar trommel fjernes og den på forhånd påspolede trommel kan lastes ombord, og derved reduseres ligge-tiden i havnen.

En eller flere slike forflyttbare tromler, som vanligvis er i stand til å oppta rør med diameter opp til ca. 15 cm, kan fordelaktig monteres på fri dekksplass forut for hovedtrommelen 210. Dette sekundærrør kan føres over hovedtrommelen og til rør-håndteringsanordningen 40. Dette sekundære rør kan passere forbi retteanordningen 510 og buntes sammen med hovedrøret oppstrøms for rørføringsanordningen 540 ved hekken, slik at det føres ned i vannet med samme nedføringsvinkel som hovedrøret.

Alminnelige karakteristikker

I en foretrukken utførelse ifølge oppfinnelsen har trommelen en diameter på omtrent 25 meter. Rørkapasiteten er omtrent 2 000 tonn. Rørkapasitet som uttrykk for rørdimensjoner og lengde er vist nedenfor.

De viste kapasiteter er typiske for prosjekter på midlere dypt og dypt vann. Fartøyet er også i stand til å medbringe to forflyttbare tromler med total kapasitet på 500 tonn. De forflyttbare tromler er slik plassert at rørene kan mates ut som en bunt sammen med det primære rør.

Andre karakteristikker for den foretrukne utførelse av trommelskipet ifølge oppfinnelsen er (tilnærmet):

Anvendelsesområde

Nedenfor skal diskuteres et antall bruksområder for trommelskipet i byggeindustrien offshore.

Anlegg under vann

Av de mange potensielle bruksområder for trommelskipet er et av de viktigste områder anvendelsen for undervannsanlegg og sammenbindinger under vann. Hovedfordeler med skipet omfatter: 1. Røret blir sveiset og prøvet på land før det legges i sjøen. Dette er spesielt fordelaktig for overføringsled-ninger som ellers vil kunne drive av før leggingen full-føres. 2. Den hurtige rørlegging i sjøen reduserer i høy grad forsinkelser på grunn av været og minsker hindring av andre

feltoperasjoner.

3. Da fartøyet kan dynamisk posisjoneres ved siden av plattformer, brønnhoder etc. minskes faren for skade på rør-ledninger under vann eller annet utstyr på bunnen. Det er også mye hurtigere å stanse opp trommelskipet eller

føre det bort fra og i fart mellom forskjellige steder.

4. Med unntak av de største prosjekter er en rørlast alt som kreves for å fullføre rørledninger til brønnhoder

under vann.

5. Trommelskipet kan legge sammenbuntede utførelser bestå-ende av sammenbuntede rør eller kombinasjoner av rør og kabler om ønskelig.

Sammenbuntede rørledninger

Ved "rørskjøtemetoden" for legging av rørledninger offshore må en ny rørlengde sveises (sammenføyes) for hver 12. eller 24. meter. Denne metode krever en "sveiselinje" for en rørledning. Hvis det skulle være ønskelig å legge rørbunter, må dette i realiteten føre til at en "sveiselinje" må oppstilles for hvert rør i bunten. Da de fleste standard rørleggingslektere er utformet for bare en rørledning, blir det vanskelig å finne nok plass for en eller flere ytterligere "rørsveiselinjer".

De fleste rørleggingsfartøyer påfører videre røret et strekk ved bruk av en strekkinnretning som er spesielt utformet for håndtering av ett rør, og ikke to eller flere.

Disse problemer blir overvunnet av trommelskipet ifølge oppfinnelsen ved bruk av en hovedtrommel og en eller flere forflyttbare tromler. En typisk bunt kan for eksempel bestå av ett 20 cm rør som spoles av hovedtrommelen og 10 cm og 5 cm rør som trekkes av fra separate forflyttbare tromler. Det er også mulig å ha mer enn ett rør sammenbuntet på en trommel.

Rør for forskjellige rørleggingsoperasjoner kan også medbringes på tromlene. Søkerens og/eller forgjengerens erfaringer med rørlegging etter trommelmetoden har vist at forskjellige rør-størreiser kan spoles over andre rør uten å forårsake skade.

Fordi trommelskipet ifølge oppfinnelsen har stor opp-spolingskapasitet på hovedtrommelen og de forflyttbare tromler, kan det på en tur medbringes rør for et antall separate rør-leggingsoperas joner , slik det kreves for fullføring av anleggs-prosjekter på sjøbunnen.

Operasjon i trafikkerte områder

I et område med en opphoping av mange plattformer, rør-ledninger, anlegg under vann, konstruksjonsfartøyer, forsynings-båter etc, vil et fartøy som kan operere uten bruk av et konven-sjonelt forankringssystem, ha store fordeler.

Et eksempel på en slik anvendelse er på et felt som allerede har en rekke rørledninger i drift. Hvis det oppstår et behov for å føre et nærliggende felts produksjon til et slikt anlegg via en rørledning, kan dette utføres effektivt ved hjelp av det dynamisk posisjonerte trommelskip. Da røret allerede er lastet på trommelen, kan skipet ved den dynamiske posisjonering plasseres ved siden av plattformen i det utviklede felt, der enden av røret mates ut til plattformen og legges i retningen bort fra plattformen, slik at det bare blir nødvendig å oppholde seg kort tid i det trafikkerte område.

En annen anvendelse for trommelskipets evne til dynamisk posisjonering vil kunne være å sammenknytte rørledninger med plattformer, undervannsanlegg eller rørforgreningssentere. Foruten den reduserte risiko ved at det ikke benyttes ankere vil den hur-tighet som skipet kan føres på plass med og mellom arbeidssteder samt føres bort fra arbeidssteder med ved slutten av en jobb, med-føre at maksimal tid kan avsettes til å fullføre et prosjekt under gun stige værper i oder.

Rørlegging i skipsleder

Moderne.rørleggingslektere kan legge mer enn tre kilometer rør i en 24-timers periode ved "rørskjøtemetoden". Trom-melfartøyer kan idag legge den samme rørlengde på en brøkdel av denne tid. Ved utførelse av dette vil forankringssystemet i hvert tilfelle dekke et område som er omtrent 4,8 kilometer langt og 1,6 kilometer bredt. Hvis-dette område ligger i en sterkt trafikkert skipsled, slik som i den Engelske Kanal; vil det kunne forventes unødvendige forsinkelser for skipstrafikken.

I motsetning til dette kan trommelskipet legge dé ca.

tre kilometer rør på noen få timer, og da det ikke benyttes noe forankringssystem, vil fartøyet bare oppta den nominelle bredde av skipsleden under denne spesielle tidsperiode. Trommelskipets enestående rørleggingsegenskaper medfører en reduksjon av ube-kvemmeligheter for skipsfarten når rørledninger må legges i områder der det er stor handelsskipstrafikk.

Fjerne arbeidssteder - Operasjoner over hele verden

I visse områder på jorden, slik som i Beaufortsjøen er det svært liten tid hvert år for installasjoner offshore. På lignende måte vil landforsyningsbaser og beregninger forbundet med baseoperasjonene by på vanskeligheter for forsyningen til offshore operasjoner.

Trommeldriften på trommelskip byr på fordeler hvorav noen få er angitt nedenfor: At trommelskipet kan bevege seg hurtig til slike områder. At trommelskipet kan medbringe stor rørmengde på en tur. At rørleggingen kan foregå hurtig offshore.

At det blir minimal forsyning fra land, hvis det hele rørbehov kan medbringes som en last.

Trommelskipet vil være i stand til å gå fra Mexicogulfen til offshore områder slik som Nordsjøen, California, Brasil og Middelhavet på tilnærmet 2 1/2 uker, en tur fra Nordsjøen til Middelhavet vil bare ta en uke.

Da trommelskipet kan medbringe en stor lengde mindre rør, kan det for eksempel være i stand til å operere fra en base i Nordsjøen og gå til et område som kan være Middelhavet. Derved elimineres behovet for å anlegge baser i ethvert område hvor det skal foretas rørlegging.

Trommelskipet er kort sagt i stand til å gå til et arbeids-sted, fullføre jobben og returnere på kort tid.

Driftseksempel

Det følgende eksempel skal angis for å illustrere hoved-prosedyren ved trommelrørleggingsmetoden.

A. rørdimensjon 25 cm nominell

B. rørledningslengde - 40 kilometer

Hovedoperasjonen begynner med belagt rør som leveres til bedriften som skal foreta oppspoling på trommelen. Røret sveises til omtrent 518 meters lengder. Alle sveisene blir røntgenprøvet og belagt før røret spoles på trommelen på skipet.

På den tid trommelskipet ankommer er tilnærmet 20 kilometer rør klar for oppspoling. Niogtredve 518 meters rørlengder blir spolet ombord, idet det bare blir stgpp for å sveise, rønt-genprøve og belegge skjøtene ved enden av hver ny lengde.

Trommelskipet som nå er lastet med rør og de nødvendige

anoder, kan da gå til arbeidsstedet.

Ankommet til arbeidsstedet blir skipet dynamisk posi-sjonert ved den første plattform og med en line over fra plattformen festes til røret.

Rørleggingsoperasjonen kan nå begynne. Anoder blir på-satt ved hekken på skipet under rørleggingen. Skipet blir normalt stoppet i 3-5 minutter for å sette på hver av de nødvendige anoder.

Ved slutten av leggingen av de 20 kilometer, festes røret i en klemme ved hekken på skipet. Et avslutningshode sveises på og røret senkes til sjøbunnen med en vinsj. Nedsenkings/opptak-ings-linen blir festet til en bøye.

Skipet returnerer derpå til rørsveiseanlegget for å spole opp en ny last med rør. Ved ankomst til nedsenkingspunktet fiskes røret opp og blir igjen klemt fast. Det nye rør blir sveiset på, skjøten blir røntgenprøvet og belagt, og rørleggingsoperasjonen tar til på nytt. Ved den andre plattform blir røret trukket inn og festet til plattformen. Rørledningen blir derpå prøvet og skipet går tilbake.

Ytterligere trekk ved trommelskipet og dets drift er beskrevet i en artikkel som er forfattet sammen av Kenneth R. Friman, Stanley T. Uyeda og Herman Bidstrup med tittel "Det første trom-melrørleggingsskip under konstruksjon - anvendes for rør med diameter opp til 40 cm og på vanndybder opp til 900 meter" (OTC artikkel nr. 3069) som skal presenteres på Offshore Technology Conferense i Houston, Texas, 8. - 11. mai 1978 og finnes i pro-tokollen fra denne. Artikkelen til Fridmann og medarbeidere inngår heri og det vises til denne.

Claims (6)

1. Skip til utlegning av rørledninger, omfattende en rørbæ-rende trommel (210) som er anordnet på en trommelbærekonstruksjon, dreibar om en i det vesentlige horisontal dreieakse som forløper på tvers av skipet, hvilken trommel har en aksel (212), et par flenser (214) som i avstand fra hverandre forløper radialt utover fra akselen, og et nav (216) som koaksialt med akselen er anordnet mellom flensene, karakterisert ved at i det minste et ballastkammer er anordnet i navet og at innretninger (238, 240) for tilførsel av ballast til ballastkammeret i navet og for lufting av ballastkammerets indre når ballasten tilføres, er tilkoblet trommelen.

2. Skip ifølge krav 1, karakterisert ved at innretningen (238,240) for tilførsel av ballast til trommelnavet (216) er innrettet til å tilføre en mengde ballast som utkompense-rer vekten av rørledningen som er avviklet fra trommelen og opprettholder skipets GMT innenfor omtrent 30% av initialhøyden mellom tilstand med full og tom trommel, hvor GMT representerer den vertikale avstand fra gravitasjonssenteret til transversmetasen-teret av skipet.

3. Skip ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at innretningen for tilføring av ballast til trommelen omfatter en fylle- bg tømmeledning (238) som gjennom en dreiekobling er koblet til den ene aksialende av trommelakselen og strekker seg gjennom akselen og inn i trommelnavet for tilføring og tøm-ming av ballast, og at en andre ledning (240) er koblet med en andre dreiekobling (244) til akselen og strekker seg gjennom denne inn i trommelnavet for utlufting av navets indre til den omgivende atmosfære.

4. Skip ifølge krav 3, karakterisert ved innretningen (246,243) for åpning av lufteledningen til atmosfæren bare under en mindre del av en fullstendig omdreining av trommelen.

5. Skip ifølge krav 4, karakterisert ved at åp-ningsinnretningen for lufteledningen omfatter en kamflate (246) som roterer sammen med kamakselen og bryterinnretningen (248) som kan bringes til anlegg med kamflaten foi styring av operasjon av lufteventiler og for å tillate åpning o ve;u;ilene bare til for-utbestemte tider.

6. Skip ifølge krav 5, karakterisert ved at den første og den andre indre ledning er anordnet omtrent 180° fra hverandre og at bryterinnretningen og kaminnretningen tillater åpning av lufteventilene bare når den andre indre ledning er innenfor området ± 30° av toppen av dreiebevegelsesbanen.