NL1008473C2 - Pijpenklem voor trilheiblokken. - Google Patents

Description

Piipenklem voor trilheiblokken.

De uitvinding heeft betrekking op een pijpenklem voor met trilling werkende heiblokken, danwel uithaalblok-ken.

Het is bekend om funderingspijpen min of meer 5 rechtopstaand in een waterbodem te heien of daaruit te trekken middels een op het boveneind van de pijp geplaatst trilblok. Dergelijke pijpen worden gebruikt om een constructie vast te leggen op de waterbodem. De constructie, bijvoorbeeld een zogenoemde "template", een "jacket" of 10 een "frame" is daartoe op de hoeken voorzien van gelei-dingsbussen voor de funderingspi jpen die daar min of meer passend in kunnen worden opgenomen. Met behulp van het trilblok wordt elke pijp door de betreffende geleidingsbus in de bodem gedwongen en met het boveneind bevestigd aan 15 de geleidingsbus.

Bekende trilblokken zijn aan hun ondereind voorzien van tenminste twee paar hydraulisch bedienbare klemkaken die telkens op tegenover elkaar gelegen plaatsen het boveneind van de pijpwand tussen zich in klemmen. De 20 buiten op de pijp aangrijpende klemkaken zorgen voor een plaatselijke vergroting van de diameter van het samenstel pijp-klem, waardoor de pijp niet geheel met het boveneind 10 0 8 473 2 in de geleidingsbus neergelaten kan worden.

Het is echter vaak een eis dat de pijpen met hun j boveneind in hetzelfde vlak liggen als de bovenrand van de betreffende geleidingsbussen, zodat de uitstekende boven-5 gedeelten van de pijpen afgesneden moeten worden. Hiervoor is het nodig een speciaal werktuig neer te laten of gebruik te maken van duikers, hetgeen hoge kosten met zich I mee brengt.

De uitvinding heeft tot doel hierin verbetering 10 te brengen en voorziet daartoe, vanuit één aspect, in een inrichting voor het overbrengen van een trilbeweging op een stijve pijp om deze opstaand in een bodem te laten dringen of daaruit te halen, omvattend klemmiddelen voor = het klemmend houden van het boveneind van de pijp voor 15 overdracht van de trilbewegingen daaraan en spanmiddelen voor de klemmiddelen, welke klemmiddelen ten minste twee, onder invloed van de spanmiddelen van elkaar af spanbare klemdelen omvatten voor het klemmend aangrijpen van -in het bijzonder tegenover elkaar gelegen- binnenoppervlakken 20 van de pijp.

Doordat de pijpwand zelf voor de tegenklemkracht zorgt en de pijp uitsluitend op -in het bijzonder tegenover elkaar gelegen- binnenoppervlakken wordt aangegrepen zijn er geen buiten de pijpwand reikende klem-25 delen aanwezig. De pijp kan daardoor volledig tot in de geleidingsbus worden geheid, zonder dat de nabehandeling van het afsnijden van het boveneind nodig is.

In een verdere ontwikkeling van de inrichting volgens de uitvinding omvat dit een lichaam met middelen 30 voor bevestiging aan een trilblok, waarbij de klemdelen een in pijprichting stijf geheel vormen met het lichaam. De trilkrachten (afwisselend opwaarts en neerwaarts) worden daarbij volgens een direct krachtenpad overgedragen van het trilblok, via de klemdelen, op de pijp.

35 Bij voorkeur omvatten de klemmiddelen een of meer, door de spanmiddelen in pijprichting verschuifbare kegdelen, die onder spanning de klemdelen radiaal buiten- ' i ! 10 0 8 4 7 3 3 waarts drukken.

Het heeft daarbij om redenen van constructieve eenvoud de voorkeur indien er sprake is van één, centraal kegdeel, dat naar meerdere zijden werkzaam is.

5 Volgens een verder ontwikkeling zijn de kegdelen voorzien van tenminste één kegvlak, waarvan de normaal een component heeft in de richting naar het ondereind van de pijp toe. Vanuit een ander aspect beschouwd zijn de spanmiddelen werkzaam om de kegdelen in neerwaartse richting 10 te bewegen voor het spannen van de klemdelen. Hierdoor kunnen de spanmiddelen van bovenaf werkzaam zijn en wordt ruimte verschaft voor de kegdelen en de klemdelen, zodat deze sterk genoeg voor nagenoeg elke toepassing uitgevoerd kunnen worden.

15 Het heeft daarbij de voorkeur dat de spanmidde len een cilinder/zuigersamenstel omvatten, waarvan de zuiger boven de klemmiddelen gelegen is, zodat de ruimte naast de klemdelen geheel beschikbaar is voor de kegdelen. Indien de inrichting voorts voorzien is van een aanslag-20 plaat voor het boveneind van de pijp, heeft het de voorkeur dat de zuiger boven de aanslagplaat gelegen is. Bij voorkeur is voorts ook de cilinder van het cilinder/zuigersamenstel geheel boven de klemmiddelen gelegen.

Een verder vereenvoudigde opbouw en betrouwbare 25 werking worden gerealiseerd wanneer de zuigerstang van het cilinder/zuigersamenstel aan het van de zuiger afgekeerde eind direct bevestigd is aan de kegdelen.

Het ruimtebeslag in radiale richting wordt volgens een verdere ontwikkeling van de inrichting volgens 30 de uitvinding gering gehouden indien de kegdelen voorzien zijn van een reeks kegvlakken die in pijprichting zaagtandvormig opgesteld zijn. Het ruimtebeslag in radiale richting kan hierbij zelfs onafhankelijk zijn van de aangrijplengte van de klemdelen in pijprichting.

35 Deze ruimtewinst kan bijvoorbeeld benut worden voor het tweedelig maken van de klemdelen, waarbij de klemdelen samengesteld zijn uit een binnenste klemonder- f0 0 3 4 7 3 4 deel, dat voor kegwerking aanligt tegen het betreffende kegdeel, en een buitenste klemonderdeel, dat losmaakbaar i aangebracht is op het binnenste klemdeel. Aldus kan de inrichting gebruikt worden voor meerdere, sterk verschil-5 lende pijpdiameters, door verwisseling van de buitenste klemdelen.

Volgens een verdere ontwikkeling zijn het keg-: deel en het klemdeel met elkaar verbonden middels een pen/sleuf verbinding, waarbij de sleuf zich in pijprich-10 ting uitstrekt. Hierdoor kan het kegdeel in pijprichting verschuiven ten opzichte van het klemdeel.

Opgemerkt wordt dat uit CH-A-400.023 een inrichting bekend is voor het overbrengen van krachten op een pijp om deze in een bodem te laten dringen of daaruit te = 15 halen. Deze inrichting omvat klemmiddelen met een over de pijp reikende wand met vulstukken en een binnen de pijp reikend, centraal gelegen kegdeel met daaromheen aangebrachte verdere kegdelen, die bestemd zijn het binnenop-pervlak van de pijp aan te grijpen. Tijdens bedrijf wordt 2 0 fluïdum onder druk toegevoerd om een met het centrale kegdeel werkzaam verbonden zuiger opwaarts te dwingen en daarmee de verdere kegdelen tegen het binnenoppervlak van de pijp te dwingen. Oogmerk hierbij is om de pijp aldaar naar buiten te vervormen zodat deze nauwsluitend aan komt 25 te liggen tegen de over de pijp reikende wand en/of de vulstukken.

Vanuit een verder aspect heeft de uitvinding betrekking op een samenstel van een inrichting volgens de uitvinding en een trilblok.

30 Vanuit nog een verder aspect verschaft de uit vinding een werkwijze voor het overbrengen van een tril-beweging op een stijve pijp om deze opstaand in een bodem te laten dringen of daaruit te halen, waarbij een samenstel volgens de uitvinding met de klemmiddelen in het 35 boveneind van de pijp gestoken wordt, de spanmiddelen geactiveerd worden om de klemdelen de binnenoppervlakken ] van de pijp klemmend aan te laten grijpen en geklemd te : ] ij f5 0 8 4 7 3 1.....1 5 laten houden, zonder noememswaardige vervorming van de omtrek van de pijp aldaar, en vervolgens het trilblok geactiveerd wordt.

Bij voorkeur worden uitsluitend die omtreksvlak-5 ken van de pijp klemmend aangegrepen, welke aan de binnenzijde van de pijp gelegen zijn.

De uitvinding zal worden toegelicht aan de hand van de in de bijgevoegde tekeningen weergegeven voorbeeld-uitvoering. Getoond wordt in: 10 figuur 1 een schematisch aanzicht op een opstel ling voor het in een zeebodem indrijven van een pijp met behulp van een voorbeelduitvoering van de inrichting volgens de uitvinding; figuur 2 een gecombineerde dwarsdoorsnede en 15 zij-aanzicht op de voorbeelduitvoering van de inrichting volgens de uitvinding; figuur 3 een dwarsdoorsnede volgens pijl III in figuur 2.

In figuur 1 is weergegeven een trilblok 1 die 20 voorzien is van een trekkop 9 en een trildeel 10 met excentrische gewichten en hydromotor, waarbij het trilblok 1 middels een hydraulische leiding 50 verbonden is met een aggregaat en bedieningsmiddelen en onderaan voorzien is van een kleminrichting 11 volgens de uitvinding. De klem- 25 inrichting 11 is in het boveneind van een pijp 8 gestoken, welke pijp 8 vanaf de waterspiegel 3 van een waterlichaam 2 neerwaarts reikt tot in de zeebodem 4. Met behulp van de pijp 8 wordt een hoek van een zogenaamde template 5 vastgelegd, dat een frame 6 en op elke hoek een geleidingsbus 30 7 omvat.

De kleminrichting 11 reikt alleen in het boveneind van de pijp 8 en niet aan de buitenzijde daarvan. Hierdoor kan met behulp van het trilblok 1 het boveneind van de pijp 8 werkelijk tot op het niveau S of eronder 35 gebracht worden, waarbij de bovenrand van de pijp 8 in een vlak S ligt met de bovenrand van de geleidingsbus 7, of eronder. Hierna kan met behulp van geschikte hijsmiddelen 10 0 8 4 7 3 6 het trilblok 1, na de-activering van de klemmiddelen van de klerainrichting 11, eenvoudig uit de pijp 8 gehesen worden.

! In figuur 2 is in de linker helft een verticale 5 doorsnede door de kleminrichting 11 weergegeven, en in de rechter helft een zijaanzicht daarop.

De kleminrichting 11 omvat een bovenplaat 12, die voorzien is van een reeks gaten 14 waarmee de bovenplaat 12 en daarmee de kleminrichting 11 bevestigd kan 10 worden aan het trilblok 10. Als geheel gevormd met de bovenplaat 12 is een cilindermantel 13, die een cilinder- " vormige ruimte 60 bepaalt. In de cilindervormige ruimte 60 is een ringvormige zuiger 15 opgenomen, die middels afdicht ingsringen 16 afdichtend aanligt tegen het binnenop-15 pervlak van de mantel 13. Boven de zuiger 15 bevindt zich een drukkamer 18, die middels poort 17 in verbinding staat met een verder niet weergegeven hydraulische drukleiding naar een hydraulische drukbron. De druk in de leiding is instelbaar middels verder niet weergegeven middelen. De 20 zuiger 15 is vastgeschroefd op het boveneind 20 van een zuigerstang 19, die verder een middendeel 21 en een ondereind 22 omvat. De zuigerstang 19, in het bijzonder het middendeel 21 daarvan, is op met behulp van afdichtringen 24 en 25, afgedichte en verschuifbare wijze opgenomen in 25 blok 23, dat met behulp van bouten 26 bevestigd is aan de mantel 13 en voorzien is van radiaal uitstekende bevesti-gingsnokken 27.

Met behulp van de bouten 26 is ook een aanslag-plaat 40 bevestigd aan het blok 23 en daarmee aan de 30 mantel 13, welke aanslagplaat 40 dient als positionerings-middel voor de kleminrichting 11 op de bovenrand van de pijp 8.

Het boveneind 20 van de zuigerstang 19 reikt tot boven de zuiger 15, zodat altijd enige ruimte boven de 35 zuiger 15 overblijft en het hydraulische drukmiddel makke-lijk boven de zuiger 15 kan geraken.

“1 Op het ondereind 22 van de zuigerstang 19 is een i i j 10 0 8 473 7 centraal kegdeel 31 geschroefd, welk kegdeel 31 aan de -in dit voorbeeld vier - zijden voorzien is van zaagtandvormig opgestelde kegvlakken 32a-d, die elk schuin neerwaarts en naar buiten en beneden gericht zijn en middels 5 horizontale treden 33a-33c in elkaar overgaan.

Op de radiale nokken 27, hier vier in getal, zijn met behulp van ringvormige boveneinden 29 binnenklem-platen 30 gehangen, die door de nokken 27 in axiale richting van de pijp 8 op hun plaats worden gehouden ten 10 opzichte van blok 23. Het radiale binnenoppervlak van de binnenklemplaten 30 is zaagtandvormig, om te passen bij het zaagtandvormige oppervlak van het centrale kegdeel 31. Elke binnenklemplaat 30 is bovenaan en onderaan voorzien van een verticale gleuf 39a,b, waarin een in het centrale 15 kegdeel 31 bevestigde pen 34a,b reikt.

Het radiale buitenoppervlak van de binnenklemplaten 30 is voorzien van een aantal verticale vertandin-gen 3 6a, 36b en 3 6c, waarmee de binnenklemplaten 30 tegen axiale verschuiving ingrijpen in overeenkomstige vertan-20 dingen op daar tegenaan geplaatste buitenklemplaten 37.

Zoals te zien is in figuur 3 zijn de buitenklemplaten 37 middels een aantal bouten 41 aangetrokken tegen de binnenklemplaten 30. Voorts is te zien dat de buitenklemplaten 37 voorzien zijn van twee schuin ten opzichte van elkaar 25 staande reeksen vertandingen 38a, 38b, die van elkaar gescheiden worden door verticale gleuf 35. De vertandingen 38a, 38b kunnen hierdoor in horizontale richting recht gevormd zijn en toch juist georiënteerd zijn voor een optimale aangrijping van het binnenoppervlak van de pijp 30 8.

Wanneer de pijp 8 in de bodem 4 (zowel offshore als onshore) getrild moet worden wordt de kleminrichting 11 bevestigd aan het trilblok 1, neergelaten in het boveneind van de pijp 8, totdat de plaat 4 0 rust op de boven-35 rand van de pijp 8. Vervolgens wordt via de poort 17 de ruimte 18 onder een vooraf bepaalde, zeer hoge druk, bijvoorbeeld 320 bar, gezet -afgestemd op de maximaal 1 o n«i 7 jj 8 opneembare radiale buitenwaartse druk door de buis, afhankelijk van de wanddikte en de materiaalsoort-, waardoor de zuiger 15 en daarmee de zuigerstang 21 met een grote kracht in de richting A neerwaarts gedrukt worden. Hier-5 door zal het centrale kegdeel 31 eveneens neerwaarts gedwongen worden in de richting A. De klemplaten 30 en 37 blijven echter, via de aangrijping van het ringvormige boveneind 29 op de nokken 27, in axiale richting op hun plaats ten opzichte de het blok 23.

10 Bij de neerwaartse beweging van het centrale kegdeel 31 verschuiven de pennen 34a, 34b neerwaarts binnen de sleuven 29a, 29b. Als gevolg van de schuine ligging van de oppervlakken 32a-32d en het axiaal op hun plaats blijven van de binnenklemplaten 30 zullen deze 15 laatste radiaal naar buiten in de richting B gedwongen worden. De ringvormige boveneinden 29 schuiven hierbij radiaal naar buiten over de nokken 27, zodat de klemplaten niet kantelen. Als gevolg van de verbinding tussen de binnenklemplaten 30 en de buitenklemplaten 37 zullen laatst-20 genoemde ook in de richting B naar buiten worden gedwongen, en zullen de vertandingen 38a, 38b met grote kracht in het binnenoppervlak van de pijp 8 gedwongen worden. De klemkrachten die hierbij bereikt kunnen worden zijn groot genoeg om de aangrijping tussen de kleminrichting 11 en de 25 pijp 8 in stand te houden bij het in de boden trillen van de pijp 8 en laag genoeg om vervorming van de omtrek van de pijp aldaar te voorkomen. Bij wijze van voorbeeld kan sprake zijn van een trillingsfrequentie van 23 Hertz met een dubbele amplitude van 25 mm en een maximale neerwaart-30 se kracht van in de orde van grootte van 250 ton en een maximale opwaartse kracht van een vergelijkbare orde van grootte daarvan, met maximale versnellingen van in de orde van grootte van 25 G. De trilkrachten worden hierbij direct doorgegeven van het trilblok 10, via de bovenplaat 35 12, de mantel 13, het blok 23, de nokken 27, de bin nenklemplaten 30 en buitenklemplaten 37, op de pijpwand.

Zoals te zien is in figuur 3 laat de klemin- 10 0 8 47 3 1 .

9 richting 11 een aantal verticale doorgangen 35 en 42 vrij, door welke doorgangen water langs de kleminrichting 11 kan stromen om de pijp 8 binnen te treden danwel te verlaten. Hierdoor wordt een ongewenste drukopbouw van het water in 5 de pijp 8 tijdens het heien voorkomen.

De kleminrichting 11 is ook geschikt om op vergelijkbare wijze gebruikt te worden bij het uit de bodem halen van pijpen. De eventueel aanwezige geleidings-bus hindert het plaatsen in de kleminrichting niet.

1.0 0 8 4 7 3

Claims (17)

1. Inrichting voor het overbrengen van een trilbeweging op een stijve pijp om deze opstaand in een bodem te laten dringen of daaruit te halen, omvattend klemmiddelen voor het klemmend houden van het boveneind 5 van de pijp voor overdracht van de trilbewegingen daaraan en spanmiddelen voor de klemmiddelen, welke klemmiddelen ten minste twee, middels de spanmiddelen van elkaar af spanbare klemdelen omvatten voor het klemmend aangrijpen van -in het bijzonder tegenover elkaar gelegen- binnenop-10 pervlakken van de pijp.

2. Inrichting volgens conclusie 1, voorzien van omtreksoppervlakken van de pijp aangrijpende klemmiddelen, welke klemmiddelen geplaatst zijn om uitsluitend binnengelegen omtreksoppervlakken van de pijp aan te grijpen.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, omvat tend een lichaam met middelen voor bevestiging aan een trilblok, waarbij de klemdelen een stijf geheel vormen met het lichaam.

4. Inrichting volgens conclusie 2 of 3, waarbij 20 de klemmiddelen een of meer door de spanmiddelen in pijprichting, bij voorkeur in neerwaartse richting, verschuifbare kegdelen omvatten, die onder spanning de klemdelen radiaal buitenwaarts drukken.

5. Inrichting volgens conclusie 4, waarbij 25 slechts één centraal kegdeel aanwezig is, dat naar meerdere zijden werkzaam is.

6. Inrichting volgens conclusie 5, waarbij de kegdelen voorzien zijn van tenminste een kegvlak, waarvan de normaal een component heeft in de richting naar het 30 ondereind van de pijp toe.

7. Inrichting volgens conclusie 6, waarbij de ’ kegdelen voorzien zijn van een reeks kegvlakken die in i pijprichting zaagtandvormig opgesteld zijn.

8. Inrichting volgens conclusie 5, 6 of 7, waarbij de klemdelen samengesteld zijn uit een binnenste klemonderdeel, dat voor kegwerking aanligt tegen het 5 betreffende kegdeel, en een buitenste klemonderdeel, dat losmaakbaar aangebracht is op het binnenste klemdeel.

9. Inrichting volgens een der conclusies 5-8, waarbij het kegdeel en het klemdeel met elkaar verbonden zijn middels een pen/sleuf verbinding, waarbij de sleuf 10 zich in pijprichting uitstrekt.

10. Inrichting volgens een der conclusies 5-9, waarbij de spanmiddelen een cilinder/zuigersamenstel omvatten, waarvan de zuiger boven de klemmiddelen gelegen is.

11. Inrichting volgens conclusie 10, voorts voorzien van instelbare middelen voor het begrenzen van de fluidumdruk en daarmee de gegenereerde klemkrachten.

12. Inrichting volgens conclusie 10 of 11, voorts voorzien van een aanslagplaat voor het boveneind 20 van de pijp, waarbij de zuiger boven de aanslagplaat gelegen is.

13. Inrichting volgens conclusie 10, 11 of 12, waarbij de cilinder van het cilinder/zuigersamenstel geheel boven de klemmiddelen gelegen is.

14. Inrichting volgens een der conclusies 10-13, waarbij de zuigerstang van het cilinder/zuigersamenstel aan het van de zuiger afgekeerde eind direct bevestigd is aan de kegdelen.

15. Samenstel van een inrichting volgens een der 30 voorgaande conclusies en een trilblok.

16. Werkwijze voor het overbrengen van een trilbeweging op een stijve pijp om deze opstaand in een bodem te laten dringen of daaruit te halen, waarbij een samenstel volgens conclusie 15 met de klemmiddelen in het 35 boveneind van de pijp gestoken wordt, de spanmiddelen geactiveerd worden om de klemdelen de binnenoppervlakken van de pijp klemmend aan te laten grijpen en geklemd te 10 0 8 4 7 3 laten houden, zonder noememswaardige vervorming van de omtrek van de pijp aldaar, en vervolgens het trilblok geactiveerd wordt.

17. Werkwijze volgens conclusie 16, waarbij 5 uitsluitend die omtreksvlakken van de pijp klemmend worden aangegrepen, welke aan de binnenzijde van de pijp gelegen zijn. -o-o-o-o-o-o-o-o- AF/KP I 10 0 o λ 7 3