BE1021927B1

BE1021927B1 - METHOD AND INRICTING FOR TAKING A BOTTOM SAMPLE FROM AN UNDERWATER BOTTOM

Info

Publication number: BE1021927B1
Application number: BE2014/0508A
Authority: BE
Inventors: Dieter Wim Jan Rabaut; Wouter Everaerts
Original assignee: GeoSea N.V.
Priority date: 2014-07-03
Filing date: 2014-07-03
Publication date: 2016-01-27
Also published as: EP2963185A1; EP2963185B1

Abstract

De inrichting omvat een langwerpige holle hoorbuis en een in de hoorbuis opgenomen bodemmonsterhouder met een inwendige holte die aansluit op een aan een onderzijde van de hoorbuis voorziene inlaatopening. Een dwarsafmeting van de inwendige holte van de bodemmonsterhouder bedraagt ten minste 200 mm. Een onderzijde van de hoorbuis wordt met een aandrijving in de onderwaterbodem gedreven waardoor de inwendige holte van de bodemmonsterhouder zich via de inlaatopening vult met bodemmateriaal. Een op de onderwaterbodem geplaatst steunframe positioneert de hoorbuis ten opzichte van de onderwaterbodem. De inrichting laat toe bodemmonsters te nemen met een relatief grote dwarsafmeting waardoor hieruit een ongeroerd meetmonster van kleinere dwarsafmeting kan worden genomen. Om de hoorbuis in de onderwaterbodem te kunnen drijven wordt een aandrijving toegepast die een indrijfkracht van ten minste 500 kN kan leveren.The device comprises an elongated hollow hearing tube and a bottom sample holder accommodated in the hearing tube, having an internal cavity which connects to an inlet opening provided on an underside of the hearing tube. A transverse dimension of the internal cavity of the bottom sample container is at least 200 mm. An underside of the hearing tube is driven into the underwater bottom by a drive, so that the internal cavity of the bottom sample holder fills with bottom material via the inlet opening. A support frame placed on the underwater floor positions the hearing tube in relation to the underwater floor. The device makes it possible to take soil samples with a relatively large transverse dimension, so that an undisturbed measurement sample of smaller transverse dimension can be taken therefrom. In order to be able to drive the hearing tube in the underwater floor, a drive is used that can deliver a driving force of at least 500 kN.

Description

WERKWIJZE EN INRICHTING VOOR HET NEMEN VAN EEN BODEMMONSTER UIT EEN ONDERWATERBODEMMETHOD AND DEVICE FOR TAKING A BOTTOM SAMPLE FROM AN UNDERWATER BOTTOM

TECHNISCH GEBIEDTECHNICAL FIELD

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het nemen van een bodemmonster uit een onderwaterbodem. De uitvinding betreft eveneens een werkwijze voor het nemen van een bodemmonster uit een onderwaterbodem onder gebruikmaking van de inrichting.The invention relates to a device for taking a soil sample from an underwater bottom. The invention also relates to a method for taking a soil sample from an underwater bottom using the device.

STAND VAN DE TECHNIEKSTATE OF THE ART

Voor het plaatsen van bouwwerken op of in een onderwaterbodem dient een goed inzicht te worden verkregen in de eigenschappen van de onderwaterbodem. Dit geldt eveneens voor het ontwerp van een uitgraving of voor een ophoging van een zee- of rivierbodem bijvoorbeeld. Hiertoe worden bodemmonsters genomen uit de onderwaterbodem die naderhand in een laboratorium worden geanalyseerd op samenstelling en eigenschappen bijvoorbeeld.Before placing structures on or in an underwater floor, a good understanding of the characteristics of the underwater floor must be obtained. This also applies to the design of an excavation or to an elevation of a sea or river bottom, for example. For this purpose, soil samples are taken from the underwater bottom which are subsequently analyzed in a laboratory for composition and properties, for example.

In een aantal gevallen, zoals bijvoorbeeld voor het leggen van gasleidingen, is het voldoende om informatie te verzamelen over de onderwaterbodem tot een relatief geringe bodemdiepte van bijvoorbeeld 4-5 m. In andere gevallen zal het nodig zijn bodemmonsters te nemen tot op bodemdieptes van 70-80 m en meer. Hierbij kan de onderwaterbodem zich op waterdieptes van 1000-2000 m en meer bevinden.In a number of cases, such as for example laying gas pipes, it is sufficient to collect information about the underwater bottom to a relatively small bottom depth of for example 4-5 m. In other cases it will be necessary to take soil samples up to bottom depths of 70 -80 m and more. The underwater bottom can be at water depths of 1000-2000 m and more.

Bekende inrichtingen voor het nemen van bodemmonsters zijn in staat monsters te nemen in relatief zachte grond, maar zijn beperkt of niet inzetbaar in klei-, grind-, en rotsbodems. Daarenboven is de indringdiepte of monstemamediepte van de bekende inrichtingen meestal beperkt tot 5 à 6 meter. Verder is het lastig gebleken met de bekende inrichtingen ongeroerde bodemmonsters te nemen. Inderdaad blijkt een genomen bodemmonster in veel gevallen aangetast te zijn door de monstemame zelf en zijn de gemeten eigenschappen niet representatief voor de bodemeigenschappen. Dit probleem treedt bijvoorbeeld op in relatief slappe klei-en krijtbodems.Known devices for taking soil samples are able to take samples in relatively soft soil, but are limited or cannot be used in clay, gravel and rock soils. In addition, the penetration depth or sampling rate of the known devices is usually limited to 5 to 6 meters. Furthermore, it has proved difficult to take undisturbed soil samples with the known devices. Indeed, in many cases a soil sample taken appears to be affected by the sample itself and the measured properties are not representative of the soil properties. This problem occurs, for example, in relatively weak clay and chalk soils.

Een doel van de onderhavige uitvinding is daarom een inrichting en werkwijze te verschaffen die bovengenoemde nadelen van de stand der techniek althans ten dele opheffen.It is therefore an object of the present invention to provide a device and method that at least partially overcome the above-mentioned disadvantages of the prior art.

BESCHRIJVING VAN DE UITVINDINGDESCRIPTION OF THE INVENTION

De uitvinding verschaft daartoe een inrichting volgens conclusie 1. In het bijzonder wordt een inrichting voor het nemen van een bodemmonster uit een onderwaterbodem verschaft omvattende een langwerpige holle hoorbuis en een in de hoorbuis opgenomen bodemmonsterhouder met een inwendige holte die aansluit op een aan een onderzijde van de hoorbuis voorziene inlaatopening; een steunframe dat is ingericht om op de onderwaterbodem te worden geplaatst en de hoorbuis te positioneren ten opzichte van de onderwaterbodem; en een aandrijving voor het in de onderwaterbodem drijven van de onderzijde van de hoorbuis waardoor de inwendige holte van de bodemmonsterhouder zich via de inlaatopening vult met bodemmateriaal; waarbij een dwarsafmeting van de inwendige holte van de bodemmonsterhouder ten minste 200 mm bedraagt, en de aandrijving is ingericht om een indrijfkracht van ten minste 500 kN te leveren. Bij voorkeur bedraagt de dwarsafmeting van de inwendige holte van de bodemmonsterhouder ten minste 250 mm, met meer voorkeur ten minste 300 mm, en met de meeste voorkeur ten minste 350 mm.To this end, the invention provides a device according to claim 1. In particular, a device for taking a bottom sample from an underwater bottom is provided comprising an elongated hollow hearing tube and a bottom sample holder received in the hearing tube with an internal cavity which connects to a bottom side of a the opening provided with the hearing tube; a support frame adapted to be placed on the underwater floor and to position the hearing tube relative to the underwater floor; and a drive for driving the bottom of the hearing tube into the underwater bottom so that the inner cavity of the bottom sample holder fills with bottom material via the inlet opening; wherein a transverse dimension of the internal cavity of the soil sample holder is at least 200 mm, and the drive is adapted to provide a driving force of at least 500 kN. Preferably, the transverse dimension of the interior cavity of the soil sample container is at least 250 mm, more preferably at least 300 mm, and most preferably at least 350 mm.

Gebleken is dat een bodemmonsterhouder met de geclaimde afmetingen een bodemmonster kan opnemen waarvan althans een deel ongeroerd bodemmateriaal bevat. Het betreft in het bijzonder een deel dat zich op afstand bevindt van zijwanden van de bodemmonsterhouder. Afhankelijk van de bodemeigenschappen blijkt het mogelijk een ongeroerd subbodemmonster te nemen uit de bodemmonsterhouder met een dwarsafmeting, bij voorkeur een diameter, gelegen tussen 100 en 300 mm, bij voorkeur tussen 150 en 250 mm, en met de meeste voorkeur tussen 175 en 225 mm.It has been found that a soil sample holder with the claimed dimensions can receive a soil sample of which at least a part contains untouched soil material. This relates in particular to a part that is remote from side walls of the soil sample holder. Depending on the soil properties, it appears to be possible to take an undisturbed sub-soil sample from the soil sample holder with a transverse dimension, preferably a diameter, lying between 100 and 300 mm, preferably between 150 and 250 mm, and most preferably between 175 and 225 mm.

Met de inrichting kan volgens de uitvinding een werkwijze voor het nemen van een bodemmonster uit een onderwaterbodem worden uitgevoerd, omvattende het op een onderwaterbodem plaatsen van het steunframe met hoorbuis, waardoor een onderzijde van de hoorbuis wordt gepositioneerd ten opzichte van de onderwaterbodem; het middels de aandrijving in de onderwaterbodem drijven van de onderzijde van de hoorbuis waardoor de inwendige holte van de bodemmonsterhouder zich via de inlaatopening vult met bodemmateriaal; het optrekken van de met bodemmateriaal gevulde bodemmonsterhouder; en het uit de bodemmonsterhouder verwijderen van het genomen bodemmonster.With the device, according to the invention, a method for taking a bottom sample from an underwater bottom can be carried out, comprising placing the support frame with hearing tube on an underwater bottom, whereby a bottom side of the hearing tube is positioned relative to the underwater bottom; driving the underside of the hearing tube by means of the drive into the underwater bottom, as a result of which the inner cavity of the bottom sample holder fills itself with bottom material via the inlet opening; raising the soil sample holder filled with soil material; and removing the taken soil sample from the soil sample holder.

De uitvinding is goed toepasbaar bij het baggeren van onderwaterbodems, bij landwinning, maar bijvoorbeeld ook bij onderwater mining van mineralen of nodules die zich op, of in een onderwaterbodem bevinden. De uitvinding is eveneens bijzonder geschikt voor het nemen van bodemmonsters in zogenaamde caprock, waarbij een harde bovenlaag toegang tot de onderwaterbodem bemoeilijkt. Ook bij onderwaterbodems die uit meerdere elkaar afwisselende harde en zachte lagen bestaan biedt de uitvinding bijkomende voordelen.The invention is well applicable in the dredging of underwater bottoms, in land reclamation, but also, for example, in underwater mining of minerals or nodules that are located on or in an underwater bed. The invention is also particularly suitable for taking soil samples in so-called caprock, wherein a hard top layer makes access to the underwater bottom more difficult. The invention also offers additional advantages with underwater bottoms consisting of several alternating hard and soft layers.

In een nuttige uitvoeringsvorm wordt uit het bodemmonster een ongeroerd subbodemmonster met kleinere afmeting genomen. Met ongeroerd wordt bodemmateriaal aangeduid waarvan de eigenschappen in hoofdzaak niet zijn aangetast of beïnvloed door de monstemame zelf. Met ‘in hoofdzaak’ wordt in de context van deze aanvraag ten minste 90%, met meer voorkeur ten minste 94 % en met de meeste voorkeur ten minste 98% van de betreffende grootheid aangeduid.In a useful embodiment, an undisturbed sub-bottom sample with a smaller size is taken from the soil sample. Untouched is meant bottom material whose properties are essentially not affected or influenced by the sample sample itself. In the context of this application, "substantially" means at least 90%, more preferably at least 94% and most preferably at least 98% of the relevant quantity.

Vanwege de relatief grote dwarsafmeting van de bodemmonsterhouder en omhullende hoorbuis is de inrichting slechts in staat een bodemmonster te nemen wanneer de aandrijving is ingericht om een indrijfkracht van ten minste 500 kN te leveren. In beginsel kan de aandrijving vrij worden gekozen. Om bodems op relatief grote waterdieptes te kunnen bemonsteren is de aandrijving in een uitvoeringsvorm in hoofdzaak waterdicht en drukbestendig uitgevoerd. De aandrijving levert in een voorkeursuitvoeringsvorm een indrijfkracht van ten minste 600 kN, met meer voorkeur van ten minste 700 kN, en met de meeste voorkeur van ten minste 800 kN.Due to the relatively large transverse dimension of the soil sample holder and envelope hearing tube, the device is only able to take a soil sample when the drive is arranged to provide a driving force of at least 500 kN. In principle, the drive can be chosen freely. In order to be able to sample soils at relatively large water depths, the drive is, in one embodiment, substantially watertight and pressure-resistant. In a preferred embodiment, the drive provides a driving force of at least 600 kN, more preferably of at least 700 kN, and most preferably of at least 800 kN.

Een geschikte aandrijving kan enkel axiale krachten overdragen en/of kan in een uitvoeringsvorm een rotatie-aandrijving omvatten die is ingericht om de hoorbuis rond een lengteas ervan te roteren, desgewenst in één richting of alternerend in twee rotatierichtingen. Om het in de onderwaterbodem penetreren van een onderzijde van de hoorbuis te vergemakkelijken kan de hoorbuis aan de onderzijde zijn voorzien van een snij lichaam.A suitable drive can only transfer axial forces and / or in one embodiment can comprise a rotation drive which is adapted to rotate the hearing tube about a longitudinal axis thereof, optionally in one direction or alternating in two directions of rotation. To facilitate penetration of a bottom side of the hearing tube into the underwater bottom, the hearing tube can be provided with a cutting body on the bottom side.

In een uitvoeringsvorm van de uitvinding omvat de aandrijving van de inrichting een vibratie-aandrijving die is ingericht voor het opwekken van zich in een lengterichting van de hoorbuis met een frequentie voortplantende trillingsgolven. Op deze wijze wordt het in de onderwaterbodem drijven van de van een bodemmonsterhouder voorziene hoorbuis vergemakkelijkt. De vibratie-aandrijving wordt bij voorkeur in combinatie met de rotatie-aandrijving toegepast.In an embodiment of the invention, the drive of the device comprises a vibration drive which is adapted to generate vibrational waves propagating in a longitudinal direction of the hearing tube. In this way driving the hearing tube provided with a bottom sample holder into the underwater bottom is facilitated. The vibration drive is preferably used in combination with the rotation drive.

Een geschikte uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding heeft een aandrijving in de vorm van een op een bovenzijde van de hoorbuis aangrijpend hydraulisch trilblok, waarbij de frequentie is begrepen tussen 5 en 100 Hz. Een hydraulisch trilblok omvat excenters die door hydraulische motoren worden aangedreven en daarbij trillingen genereren waardoor de hoorbuis die verbonden is met de aandrijving in het bodemmateriaal wordt gedreven.A suitable embodiment of the device according to the invention has a drive in the form of a hydraulic vibrating block engaging an upper side of the hearing tube, the frequency being comprised between 5 and 100 Hz. A hydraulic vibratory block comprises eccentrics which are driven by hydraulic motors and thereby generate vibrations whereby the hearing tube connected to the drive is driven into the bottom material.

Een andere uitvoeringsvorm omvat een aandrijving in de vorm van een op een bovenzijde van de hoorbuis aangrijpende sonische boorinrichting, waarbij de frequentie ten minste 100 Hz bedraagt, bij voorkeur is begrepen tussen 100 en 250 Hz. Een sonische boorinrichting brengt de hoorbuis in trilling met een relatief hoge frequentie. De opgewekte trillingen zorgen ervoor dat een relatief dunne bodemschil rond en in de hoorbuis wordt gefluïdiseerd, waardoor de wrijving tussen een binnen- en een buitenoppervlak van de hoorbuis, en het aanliggende bodemmateriaal wordt verlaagd. Hierdoor gaat het in de onderwaterbodem drijven en optrekken van de hoorbuis gemakkelijker. In deze en andere uitvoeringsvormen volgens de uitvinding wordt het mogelijk bodemmonsters te nemen met een relatief grote lengte, in het bijzonder lengtes van 2 tot 20 m, met meer voorkeur van 5 tot 15 m, en met de meeste voorkeur van 8 tot 12 m.Another embodiment comprises a drive in the form of a sonic drilling device engaging an upper side of the hearing tube, the frequency being at least 100 Hz, preferably comprised between 100 and 250 Hz. A sonic drilling device vibrates the hearing tube with a relatively high frequency. The generated vibrations cause a relatively thin bottom shell to be fluidized around and in the hearing tube, thereby reducing the friction between an inner and an outer surface of the hearing tube and the adjacent bottom material. This makes it easier to float in the underwater floor and raise the hearing tube. In these and other embodiments according to the invention it becomes possible to take soil samples with a relatively large length, in particular lengths from 2 to 20 m, more preferably from 5 to 15 m, and most preferably from 8 to 12 m.

Een op zich bijvoorbeeld uit US 5,027,908 bekende sonische boorinrichting omvat ten minste twee excentrische gewichten die zijn gesynchroniseerd en worden aangedreven door hydraulische motoren. De beweging van de gewichten brengt de hoorbuis in trilling met een sonische frequentie. De sonische aandrijving omvat bij voorkeur eveneens een rotatie-aandrijving die is ingericht om de hoorbuis rond een lengteas ervan te roteren, desgewenst in één richting of alternerend in twee rotatierichtingen, waarbij een rotatie in één richting de voorkeur heeft..A sonic drilling device known per se from US 5,027,908 comprises at least two eccentric weights which are synchronized and are driven by hydraulic motors. The movement of the weights makes the hearing tube vibrate with a sonic frequency. The sonic drive preferably also comprises a rotation drive adapted to rotate the hearing tube about a longitudinal axis thereof, optionally in one direction or alternating in two directions of rotation, with rotation in one direction being preferred.

De aandrijving en/of een eventueel met de aandrijving verbonden hoorbuis kan op elke wijze in een op de onderwaterbodem geplaatst steunffame worden aangebracht. Een geschikte uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding omvat hijsmiddelen voor het ophangen van de aandrijving en/of de hoorbuis. De hijsmiddelen zoals bijvoorbeeld een optioneel op een vaartuig geplaatste hijskraan kunnen eveneens worden toegepast om het steunframe op een onderwaterbodem te plaatsen.The drive and / or any hearing tube connected to the drive can be arranged in any way in a support frame placed on the underwater bottom. A suitable embodiment of the device according to the invention comprises hoisting means for suspending the drive and / or the hearing tube. The hoisting means such as, for example, an optional crane placed on a vessel can also be used to place the support frame on an underwater bottom.

Volgens de uitvinding wordt de van een bodemmonsterhouder voorziene hoorbuis ondersteund door een steunffame dat is ingericht om op de onderwaterbodem te worden geplaatst en de hoorbuis te positioneren ten opzichte van de onderwaterbodem. In een geschikte uitvoeringsvorm omvat het steunffame een raamwerk van onderling verbonden frame-elementen, die een grondvlak vormen en een binnen de omtrek van het grondvlak gelegen geleidekoker voor de hoorbuis. Het van de hoorbuis voorziene steunframe wordt met het grondvlak op een onderwaterbodem geplaatst, waarbij de geleidekoker zich bij voorkeur vanaf de onderwaterbodem naar boven uitstrekt. De hoogte van de geleidekoker kan binnen brede grenzen worden gekozen, en is onder andere afhankelijk van de bodemeigenschappen. Om voldoende steun te kunnen vinden kan het grondvlak van het steunffame zijn voorzien van steunvoeten, die desgewenst in hoogte verstelbaar zijn.According to the invention, the hearing tube provided with a bottom sample holder is supported by a support frame which is adapted to be placed on the underwater bottom and to position the hearing tube relative to the underwater bottom. In a suitable embodiment, the support frame comprises a frame of interconnected frame elements, which form a base and a guide tube for the hearing tube located within the circumference of the base. The supporting frame provided with the hearing tube is placed with the base on an underwater floor, the guide sleeve preferably extending upwards from the underwater floor. The height of the guide tube can be selected within wide limits, and depends among other things on the soil properties. To be able to find sufficient support, the base surface of the support frame can be provided with support feet, which can be adjusted in height if desired.

Met de uitgevonden inrichting wordt het mogelijk ongeroerde bodemmonsters te nemen. Hiertoe zijn de afmetingen van de hoorbuis maar ook van de in de hoorbuis opneembare bodemmonsterhouder relatief groot. Het heeft dan ook voordelen de inrichting volgens een uitvoeringsvorm te kenmerken doordat de hoorbuis onderling verbonden schaaldelen omvat die zich in de lengterichting van de hoorbuis uitstrekken en die van elkaar kunnen worden verwijderd. In verwijderde toestand kan een bodemmonsterhouder met relatief grote afmetingen eenvoudig worden aangebracht in een schaaldeel waarna de bodemmonsterhouder kan worden opgesloten in de hoorbuis door het andere, of andere schaaldelen, te verbinden met genoemd schaaldeel.The invented device makes it possible to take undisturbed soil samples. For this purpose, the dimensions of the hearing tube, but also of the bottom sample holder that can be received in the hearing tube, are relatively large. It is therefore advantageous to characterize the device according to an embodiment in that the hearing tube comprises mutually connected shell parts which extend in the longitudinal direction of the hearing tube and which can be removed from each other. In the removed state, a soil sample holder with relatively large dimensions can simply be arranged in a tray part, after which the soil sample holder can be locked in the hearing tube by connecting the other, or other tray parts, to the tray part.

In een verder verbeterde uitvoeringsvorm omvat de bodemmonsterhouder een langwerpige monsterhouderbuis, bijvoorbeeld uit een kunststof zoals PVC. De relatief lage dichtheid van een dergelijke buis en de geringe wrijving tussen de kunststof monsterhouderbuis en de hoorbuis, vergemakkelijken het optrekken van een met een bodemmonster gevulde monsterhouderbuis, zeker als deze een grote lengte heeft.In a further improved embodiment the bottom sample holder comprises an elongated sample holder tube, for example from a plastic such as PVC. The relatively low density of such a tube and the low friction between the plastic sample holder tube and the hearing tube make it easier to pull up a sample holder tube filled with a soil sample, certainly if it has a large length.

De lengte van een dergelijke monsterhouderbuis kan binnen brede grenzen worden gekozen maar is bij voorkeur iets korter dan de hoorbuis, bij voorkeur 20% korter, met meer voorkeur 10% korter en met de meeste voorkeur 5% korter ten opzichte van de boorbuislengte. Dit laat toe de hoorbuis aan een onderzijde ervan te voorzien van een eindstuk, zoals een snijlichaam, en/of van een opsluitorgaan voor in de inwendige holte opgenomen bodemmateriaal.The length of such a sample holder tube can be chosen within wide limits, but is preferably slightly shorter than the hearing tube, preferably 20% shorter, more preferably 10% shorter and most preferably 5% shorter with respect to the drill pipe length. This allows the hearing tube to be provided on its underside with an end piece, such as a cutting body, and / or with a retaining member for bottom material received in the internal cavity.

De inrichting volgens de uitvinding wordt in een uitvoeringsvorm gekenmerkt doordat een uitwendige dwarsafmeting van de bodemmonsterhouder ten minste 200 mm bedraagt, de bodemmonsterhouder een lengte heeft begrepen tussen 2 en 20 m, en de bodemmonsterhouder een wanddikte heeft begrepen tussen 5 en 25 mm.The device according to the invention is characterized in an embodiment in that an external transverse dimension of the bottom sample holder is at least 200 mm, the bottom sample holder has a length between 2 and 20 m, and the bottom sample holder has a wall thickness between 5 and 25 mm.

Een verder verbeterde uitvoeringsvorm verschaft een inrichting waarbij een inwendige dwarsafmeting van de hoorbuis ten minste 370 mm bedraagt, de hoorbuis een lengte heeft begrepen tussen 2 en 20 m, en de hoorbuis een wanddikte heeft begrepen tussen 10 en 30 mm.A further improved embodiment provides a device in which an internal transverse dimension of the hearing tube is at least 370 mm, the hearing tube has a length between 2 and 20 m, and the hearing tube has a wall thickness between 10 and 30 mm.

Volgens de uitvinding wordt eveneens een werkwijze voor het nemen van een bodemmonster uit een onderwaterbodem verschaft. De werkwijze omvat het verschaffen van een inrichting volgens de uitvinding; het voorbereiden van de hoorbuis door het plaatsen van de monsterhouderbuis, het snijlichaam en/of opsluitorgaan; het plaatsen van de hoorbuis in het steunframe waardoor een onderzijde van de hoorbuis kan worden gepositioneerd ten opzichte van de onderwaterbodem; het op een onderwaterbodem plaatsen van het steunframe met hoorbuis; het middels de aandrijving in de onderwaterbodem drijven van de onderzijde van de hoorbuis waardoor de inwendige holte van de bodemmonsterhouder zich via de inlaatopening vult met bodemmateriaal; het optrekken van de met bodemmateriaal gevulde bodemmonsterhouder; en het uit de bodemmonsterhouder verwijderen van het genomen bodemmonster, waarbij de voordelen vooral ook tot uiting komen door vervolgens uit het bodemmonster een bodemmonster met kleinere afmeting te nemen. Een dergelijk bodemmonster is doorgaans ongeroerd en laat toe de eigenschappen van de onderwaterbodem nauwkeuriger te bepalen.According to the invention, a method for taking a soil sample from an underwater bottom is also provided. The method comprises providing a device according to the invention; preparing the hearing tube by placing the sample holder tube, the cutting body and / or confining means; placing the hearing tube in the support frame through which a bottom side of the hearing tube can be positioned relative to the underwater floor; placing the support frame with hearing tube on an underwater bottom; driving the underside of the hearing tube by means of the drive into the underwater bottom, as a result of which the inner cavity of the bottom sample holder fills itself with bottom material via the inlet opening; raising the soil sample holder filled with soil material; and removing the soil sample taken from the soil sample holder, wherein the advantages are especially expressed by subsequently taking a soil sample of smaller size from the soil sample. Such a soil sample is generally untouched and allows to more accurately determine the properties of the underwater bottom.

Het op de onderwaterbodem plaatsen van het steunframe met hoorbuis kan op vele wijzen gebeuren met behulp van een hiervoor geschikte lanceerinrichting. Geschikte lanceerinrichtingen omvatten bijvoorbeeld een op een vaartuig of de onderwaterbodem geplaatste kraan, een aan het vaartuig bevestigd kantelbaar frame, en/of een in het vaartuig voorziene moonpool met portaalkraan.Placing the supporting frame with hearing tube on the underwater bottom can be done in many ways with the aid of a suitable launching device. Suitable launchers include, for example, a crane placed on a vessel or the underwater bottom, a tiltable frame attached to the vessel, and / or a moon pole with gantry crane provided in the vessel.

In voorkeursuitvoeringsvormen van de werkwijze volgens de uitvinding worden in een lengterichting van de hoorbuis met een frequentie voortplantende trillingsgolven opgewekt waardoor de hoorbuis in de onderwaterbodem wordt gedreven, wordt de hoorbuis in de onderwaterbodem gedreven onder tussenkomst van een op een bovenzijde van de hoorbuis aangrijpend hydraulisch trilblok, en met een frequentie begrepen tussen 5 en 100 Hz; of onder tussenkomst van een op een bovenzijde van de hoorbuis aangrijpende sonische aandrijving, en met een frequentie van ten minste 100 Hz, bij voorkeur begrepen tussen 100 en 250 Hz.In preferred embodiments of the method according to the invention, vibrating waves are generated in a longitudinal direction of the hearing tube with a frequency-propagating vibration, whereby the hearing tube is driven into the underwater floor, the hearing tube is driven into the underwater floor through a hydraulic vibrating block engaging an upper side of the hearing tube , and with a frequency between 5 and 100 Hz; or with the intervention of a sonic drive engaging an upper side of the hearing tube, and with a frequency of at least 100 Hz, preferably between 100 and 250 Hz.

De aandrijving met een daaraan desgewenst bevestigde hoorbuis, wordt in een praktische uitvoeringsvorm opgehangen aan hijsmiddelen en vervolgens tot in het steunframe neergelaten in de gewenste positie ten opzichte van de onderwaterbodem.In a practical embodiment, the drive with a hearing tube attached to it, if desired, is suspended from hoisting means and then lowered into the support frame in the desired position relative to the underwater floor.

Vanwege de relatief grote afmetingen heeft het verder voordelen een uitvoeringsvorm van de werkwijze toe te passen waarin een bodemmonsterhouder in de hoorbuis wordt aangebracht door zich in de lengterichting van de hoorbuis uitstrekkende onderling verbonden schaaldelen van de hoorbuis van elkaar te verwijderen, de bodemmonsterhouder in een overblijvend schaaldeel aan te brengen en de bodemmonsterhouder op te sluiten in de hoorbuis door een verwijderd schaaldeel te verbinden met het overblijvende schaaldeel.Because of the relatively large dimensions, it is furthermore advantageous to use an embodiment of the method in which a bottom sample holder is arranged in the hearing tube by removing mutually connected shell parts of the hearing tube extending in the longitudinal direction of the hearing tube, the bottom sample holder being disposed in a remaining to place the tray part and to lock the bottom sample holder in the hearing tube by connecting a removed tray part to the remaining tray part.

Het nemen van relatief grote bodemmonsters wordt verder vergemakkelijkt door een uitvoeringsvorm waarin een onderzijde van de hoorbuis wordt voorzien van een opsluitorgaan voor het in de inwendige holte opgenomen bodemmateriaal. Het opsluitorgaan wordt in een uitvoeringsvorm van een open in een gesloten toestand gebracht, en heeft in de gesloten toestand een conische vorm, waarbij de top van de conus in de richting van de inwendige holte wijst. Het opsluitorgaan vormt verder in de gesloten toestand bij voorkeur een in hoofdzaak gesloten oppervlak.Taking relatively large soil samples is further facilitated by an embodiment in which a bottom side of the hearing tube is provided with a retaining member for the bottom material received in the internal cavity. In one embodiment of the open, the retaining member is brought into a closed state, and in the closed state has a conical shape, the apex of the cone pointing in the direction of the internal cavity. The retaining member furthermore preferably forms a substantially closed surface in the closed state.

De hierboven beschreven inrichting en werkwijze volgens de uitvinding laten toe in een relatief kort tijdsbestek ongeroerde bodemmonsters te nemen in relatief zachte onderwaterbodems, zoals bijvoorbeeld een slappe klei- of kalkbodem, maar ook in juist relatief harde bodems, zoals bijvoorbeeld een kleizand- of rotsbodem.The device and method according to the invention described above make it possible to take undisturbed soil samples in a relatively short period of time in relatively soft underwater soils, such as for example a soft clay or lime soil, but also in relatively hard soils, such as for example a clay sand or rock soil.

KORTE BESCHRIJVING VAN DE FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

De inrichting en werkwijze volgens de uitvinding zullen nu verder worden toegelicht aan de hand van de volgende figuren, zonder dat de uitvinding daar overigens toe wordt beperkt. In de figuren toont: figuur 1 een schematisch perspectivisch aanzicht van een inrichting volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding; figuur 2 een schematisch perspectivisch aanzicht van een uitvoeringsvorm van een hoorbuis volgens de uitvinding; figuur 3 een schematisch zij- en bovenaanzicht van een snij lichaam met opsluitorgaan volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding; figuur 4 een schematisch perspectivisch aanzicht van een opsluitorgaan volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding in open en gesloten toestand; en tenslotte figuur 5 een schematische voorstelling van een aantal werkwijzestappen volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding.The device and method according to the invention will now be further elucidated with reference to the following figures, without the invention otherwise being limited thereto. In the figures: figure 1 shows a schematic perspective view of a device according to an embodiment of the invention; figure 2 shows a schematic perspective view of an embodiment of a hearing tube according to the invention; figure 3 shows a schematic side and top view of a cutting body with retaining member according to an embodiment of the invention; figure 4 shows a schematic perspective view of a confining member according to an embodiment of the invention in open and closed condition; and finally figure 5 shows a schematic representation of a number of process steps according to an embodiment of the invention.

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING VAN UITVOERINGSVORMENDETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS

Onder verwijzing naar figuur 1 wordt een inrichting 1 voor het nemen van een bodemmonster uit een onderwaterbodem 3 getoond. De inrichting 1 omvat een stalen, langwerpige holle hoorbuis 2 met een aan een onderzijde 2a van de hoorbuis voorziene inlaatopening 4a waarlangs bodemmateriaal kan worden ingebracht. De uitwendige diameter (dwarsafmeting) van de in figuur 1 getoonde hoorbuis bedraagt 559 mm, terwijl de lengte 6 m bedraagt, en de wanddikte 20 mm.With reference to Figure 1, a device 1 for taking a soil sample from an underwater bottom 3 is shown. The device 1 comprises a steel, elongated hollow hearing tube 2 with an inlet opening 4a provided on a bottom side 2a of the hearing tube, through which bottom material can be introduced. The external diameter (transverse dimension) of the hearing tube shown in Figure 1 is 559 mm, while the length is 6 m, and the wall thickness 20 mm.

Verder omvat de getoonde inrichting 1 een steunframe 5 dat is ingericht om op de onderwaterbodem 3 te worden geplaatst en de hoorbuis 2 in een in hoofdzaak volgens een verticale richting 6 te positioneren ten opzichte van de onderwaterbodem 3. Het steunframe 5 omvat een raamwerk van onderling star verbonden frame-elementen (5a, 5b, 5c, 5d, 5h), waarvan frame-elementen 5a een vierkant grondvlak vormen van 5 m op 5 m. Binnen de omtrek van het door de elementen 5 a gevormde grondvlak bevindt zich een geleidekoker, gevormd door 4 basiselementen 5b die een vierkant basisvlak vormen, en 4 topelementen 5c, die een vierkant topvlak vormen. Het basisvlak en het topvlak worden op afstand gehouden door in verticale richting 6 verlopen frame-elementen 5d. De geleidekoker (5b, 5c, 5d) is door middel van schuine frame-elementen 5h star verbonden met het grondvlak, en ingericht om een onderste deel van de hoorbuis 2 te ontvangen en te ondersteunen. De hoogte van de geleidekoker (5b, 5c, 5d) is in de getoonde uitvoeringsvorm relatief beperkt doch kan zich desgewenst over een grotere hoogte uitstrekken.The device 1 shown further comprises a support frame 5 which is adapted to be placed on the underwater bottom 3 and to position the hearing tube 2 in a substantially in a vertical direction 6 relative to the underwater bottom 3. The support frame 5 comprises a frame of mutually rigidly connected frame elements (5a, 5b, 5c, 5d, 5h), of which frame elements 5a form a square base of 5 m by 5 m. Within the circumference of the base formed by the elements 5a is a guide tube, formed by 4 basic elements 5b that form a square base surface, and 4 top elements 5c, which form a square top surface. The base surface and the top surface are kept at a distance by frame elements 5d extending in the vertical direction 6. The guide sleeve (5b, 5c, 5d) is rigidly connected to the base by means of oblique frame elements 5h and is adapted to receive and support a lower part of the hearing tube 2. The height of the guide sleeve (5b, 5c, 5d) is relatively limited in the embodiment shown, but can, if desired, extend over a greater height.

Zoals getoond in figuur 2 is de hoorbuis 2 voorzien van een bodemmonsterhouder in de vorm van een eveneens langwerpige holle monsterhouderbuis 4 uit PVC. Een inwendige holte van de monsterhouderbuis 4 sluit aan op een aan de onderzijde 2a van de hoorbuis voorziene inlaatopening 4a. De hoorbuis 2 is in de getoonde uitvoeringsvorm opgebouwd uit twee onderling, door middel van in de lengterichting 20 van de hoorbuis 2 opgestelde scharnieren 23, verbonden schaaldelen (21, 22). De schaaldelen (21, 22) strekken zich in de lengterichting 20 van de hoorbuis 2 uit en kunnen van elkaar worden verwijderd door een schaaldeel 21 rond de scharnieren 23 weg van het andere schaaldeel 22 te roteren (figuur 2B). In deze opengeklapte toestand kan de monsterhouderbuis 4 eenvoudig worden aangebracht in het schaaldeel 22 (figuur 2C), waarna het schaaldeel 21 wordt teruggevoerd in de richting van schaaldeel 22 en hierop vastgezet (figuur 2D). In deze toestand is de monsterhouderbuis 4 opgesloten in de hoorbuis 2. De in figuur 2 getoonde bodemmonsterbuis 4 bezit een uitwendige diameter (dwarsafmeting) van 500 mm bedraagt, een lengte van ongeveer 10 m, en een wanddikte van 15 mm. Aan de bovenzijde 2b wordt de hoorbuis afgesloten met een afdichting 24, die is voorzien van een terugslagklep 25. Aan de onderzijde 2a van de hoorbuis is een snijlichaam 7 aangebracht, dat is voorzien van een opsluitorgaan 8 voor het in de inwendige holte van de bodemmonsterbuis 4 opgenomen bodemmateriaal.As shown in Figure 2, the hearing tube 2 is provided with a bottom sample holder in the form of a likewise elongated hollow sample holder tube 4 made of PVC. An internal cavity of the sample holder tube 4 connects to an inlet opening 4a provided on the underside 2a of the hearing tube. In the embodiment shown, the hearing tube 2 is made up of two shell parts (21, 22) connected to each other by means of hinges 23 arranged in the longitudinal direction 20 of the hearing tube 2. The shell parts (21, 22) extend in the longitudinal direction 20 of the hearing tube 2 and can be removed from each other by rotating a shell part 21 around the hinges 23 away from the other shell part 22 (Figure 2B). In this folded-open state, the sample holder tube 4 can be easily fitted in the tray part 22 (Fig. 2C), whereafter the tray part 21 is returned in the direction of tray part 22 and secured thereon (Fig. 2D). In this condition, the sample holder tube 4 is enclosed in the hearing tube 2. The bottom sample tube 4 shown in Figure 2 has an external diameter (transverse dimension) of 500 mm, a length of approximately 10 m, and a wall thickness of 15 mm. At the top 2b the hearing tube is closed with a seal 24 which is provided with a non-return valve 25. At the bottom 2a of the hearing tube a cutting body 7 is provided, which is provided with a retaining member 8 for inserting into the inner cavity of the soil sample tube 4 included soil material.

Verwijzend naar figuur 3 omvat het snijlichaam 7 een cilindrische huls 70 met een op de hoorbuis 2 aansluitende dwarsafmeting. De huls 70 is aan de onderzijde voorzien van een snij rand 71, waardoor de hoorbuis 2 gemakkelijker in een onderwaterbodem kan indringen. De huls 70 is aan een bovenzijde ervan voorzien van in een omtreksrichting 73 gerangschikte bevestigingsmiddelen 74, waarmee de huls 4 aan de hoorbuis 2 kan worden vastgemaakt. Aan de binnenzijde is de huls 70 voorzien van een opsluitorgaan 8, waarvan een uitvoeringsvorm wordt getoond in figuur 4. Het opsluitorgaan 8 omvat een basisring 80 waarmee het wordt bevestigd aan een inwendig omtreksoppervlak van de huls 70 van het snijlichaam 7. De basisring 80 omsluit een opening 81 die aansluit op de inlaatopening 2a va de hoorbuis 2. Verder omvat het opsluitorgaan 8 twee scharnierend (middels schamierverbindingen 83) met de basisring 80 verbonden schaaldelen 82, die, zoals getoond in figuur 4B, in een gesloten toestand met vrije randdelen 82a tegen elkaar passen zodat een in hoofdzaak gesloten oppervlak wordt verkregen. In een open toestand (figuur 4A) zijn de schaaldelen 82 van elkaar weggedraaid waardoor een opening ontstaat tussen de vrije randdelen 82a die toegang geeft tot de inlaatopening 2a van de hoorbuis 2. Bij het in de onderwaterbodem 3 drijven van de hoorbuis 2 worden de schaaldelen 82 vanzelf uit elkaar gedrukt waardoor bodemmateriaal via de opening 81 in de bodemmonsterbuis 4 van de hoorbuis 2 kan doordringen. Na vulling van de bodemmonsterbuis 4 wordt het opsluitorgaan 8 in de gesloten toestand van figuur 4B gebracht door onder andere het gewicht van het genomen bodemmonster, en kan de hoorbuis 2 worden opgetrokken.Referring to Figure 3, the cutting body 7 comprises a cylindrical sleeve 70 with a transverse dimension connecting to the hearing tube 2. The sleeve 70 is provided on the underside with a cutting edge 71, so that the hearing tube 2 can penetrate into an underwater bottom more easily. The sleeve 70 is provided on an upper side thereof with fastening means 74 arranged in a circumferential direction 73, with which the sleeve 4 can be fixed to the hearing tube 2. On the inside, the sleeve 70 is provided with a retaining member 8, an embodiment of which is shown in Figure 4. The retaining member 8 comprises a base ring 80 with which it is attached to an inner peripheral surface of the sleeve 70 of the cutting body 7. The base ring 80 encloses an opening 81 which connects to the inlet opening 2a of the hearing tube 2. Furthermore, the retaining member 8 comprises two shell parts 82 hingedly (via hinge connections 83) to the base ring 80, which, as shown in Fig. 4B, in a closed state with free edge parts 82a fit together so that a substantially closed surface is obtained. In an open state (Figure 4A), the shell parts 82 are turned away from each other, whereby an opening is created between the free edge parts 82a which gives access to the inlet opening 2a of the hearing tube 2. When the hearing tube 2 is driven into the underwater bottom 3, the shell parts become 82 automatically pushed apart so that soil material can penetrate through the opening 81 into the soil sample tube 4 of the hearing tube 2. After the bottom sample tube 4 has been filled, the confinement member 8 is brought into the closed state of Figure 4B by, among other things, the weight of the bottom sample taken, and the hearing tube 2 can be pulled up.

Om de hoorbuis 2 met de onderzijde 2a in de onderwaterbodem 3 te drijven is de inrichting 1 verder voorzien van een aandrijving die in staat is om een indrijfkracht van ten minste 500 kN te leveren. De in figuur 1 getoonde uitvoeringsvorm omvat de aandrijving een vibratie-aandrijving 9 waarmee zich in de lengterichting 20 van de hoorbuis 2 met een frequentie begrepen tussen 5 en 100 Hz voortplantende trillingsgolven worden opgewekt. De aandrijving omvat een op de bovenzijde 2b van de hoorbuis 2 aangrijpend hydraulisch trilblok dat van olie wordt voorzien door een (niet getoonde) hydraulische eenheid met een maximaal vermogen van 890 kW, een maximale druk van 350 bar, en een maximaal debiet van 12001/min. De hydraulische olie wordt onder druk toegevoerd via met het trilblok 9 verbonden hydraulische leidingen 90. Het trilblok 9 omvat een behuizing 91 voor de benodigde elektronica, en een behuizing 92 voor hydraulisch aangedreven pistons. De bovenzijde 2b van de hoorbuis 2 wordt door middel van aan een dwarsbalk 93 bevestigde klemcilinders 94 stevig vastgenomen waardoor het trilblok 9 op de hoorbuis 2 wordt bevestigd. Het trilblok 9 is ingericht om een excentrisch moment van 50-100 kgm, en trillingen met een frequentie van 1500 - 2200 vpm op te wekken. De op te brengen centrifugale krach is typisch gelegen tussen 1500-3500 kN, en in het bijzonder tussen 2000-3000 kN.In order to drive the hearing tube 2 with the underside 2a into the underwater bottom 3, the device 1 is furthermore provided with a drive capable of supplying a driving force of at least 500 kN. The embodiment shown in Figure 1 comprises the drive and a vibration drive 9 with which vibration waves propagating in the longitudinal direction 20 of the hearing tube 2 with a frequency comprised between 5 and 100 Hz are generated. The drive comprises a hydraulic vibrating block engaging the top 2b of the hearing tube 2 which is supplied with oil by a hydraulic unit (not shown) with a maximum power of 890 kW, a maximum pressure of 350 bar, and a maximum flow of 12001 / min The hydraulic oil is supplied under pressure via hydraulic lines 90 connected to the vibratory block 9. The vibratory block 9 comprises a housing 91 for the required electronics, and a housing 92 for hydraulically driven pistons. The upper side 2b of the hearing tube 2 is firmly grasped by means of clamping cylinders 94 attached to a crossbar 93, so that the vibrating block 9 is attached to the hearing tube 2. The vibratory block 9 is arranged to generate an eccentric moment of 50-100 kgm, and vibrations with a frequency of 1500 - 2200 vpm. The centrifugal force to be applied is typically between 1500 and 3500 kN, and in particular between 2000 and 3000 kN.

Het trilblok 9 met daaraan bevestigd een hoorbuis 2 kan in zijn geheel, bijvoorbeeld vanaf een vaartuig, aan een hijskabel 30, worden gehesen met daartoe geëigende (niet getoonde) hijsmiddelen zoals een hijskraan.The vibrating block 9 with a hearing tube 2 attached thereto can be hoisted in its entirety, for example from a vessel, to a hoisting cable 30 with appropriate lifting means (not shown) such as a crane.

Onder verwijzing naar figuur 5 wordt een mogelijke uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding getoond.. Vooreerst wordt het samenstel van het trilblok 9 en een daaraan bevestigde hoorbuis 2 (voorzien van de bodemmonsterbuis 4 en snij lichaam 8) aan een hijskabel 31 bevestigd (figuur 5A), opgenomen door de (niet-getoonde) hijskraan, en neergelaten met het steunframe 5, waarbij de onderzijde 5a van de hoorbuis 5 zich binnen de geleidekoker ((5b, 5c, 5d) van het steunframe 5 bevindt (figuur 5B). Vervolgens wordt het steunframe 5 met het grondvlak op een onderwaterbodem 3 neergelaten en geplaatst. Vervolgens worden aan het trilblok 9 bevestigde tweede hijskabels 30 onder een zekere spanning verbonden met de hoekpunten van het steunframe 5, en het geheel neergelaten tot op de onderwaterbodem 3 (figuur 5C). Hierdoor wordt de hoorbuis 2 in een in hoofdzaak verticale positie gepositioneerd ten opzichte van de onderwaterbodem 3. Vervolgens wordt de onderzijde 2a van de hoorbuis 2 middels het trilblok 9 in de onderwaterbodem 3 gedreven waardoor de inwendige holte van de bodemmonsterbuis 4 zich via de inlaatopening (2a, 81) vult met bodemmateriaal. Bij het naar beneden bewegen van de hoorbuis 2 met trilblok 9 ontspannen de hijskabels 30, zoals getoond in figuur 5D. Eens de bodemmonsterbuis 4 voldoende is gevuld met bodemmateriaal wordt het samenstel van trilblok 9 en hoorbuis 2 weer opgetrokken en de bodemmonsterbuis 4 uit de hoorbuis 5 verwijderd, waarna het genomen bodemmonster uit de bodemmonsterbuis 4 kan worden verwijderd. Ter analyse van het bodemmateriaal wordt bij voorkeur een ongeroerd bodemmonster met kleinere afmeting uit het genomen bodemmonster weerhouden.With reference to Figure 5, a possible embodiment of the method according to the invention is shown. Firstly, the assembly of the vibrating block 9 and a hearing tube 2 attached thereto (provided with the bottom sample tube 4 and cutting body 8) is attached to a hoisting cable 31 (figure 5A), received by the crane (not shown), and lowered with the support frame 5, the underside 5a of the hearing tube 5 being located inside the guide tube ((5b, 5c, 5d) of the support frame 5 (Fig. 5B). Subsequently, the support frame 5 with its base is lowered and placed on an underwater bottom 3. Subsequently, second hoisting cables 30 attached to the vibrating block 9 are connected under a certain tension to the corner points of the support frame 5, and the whole is lowered down to the underwater bottom 3 (figure As a result, the hearing tube 2 is positioned in a substantially vertical position relative to the underwater bottom 3. Subsequently, the underside 2a of the hearing tube 2 m the vibrating block 9 is driven into the underwater bottom 3, as a result of which the inner cavity of the bottom sample tube 4 fills with bottom material via the inlet opening (2a, 81). When the hearing tube 2 with vibrating block 9 moves downwards, the hoisting cables 30 relax as shown in Figure 5D. Once the soil sampling tube 4 is sufficiently filled with soil material, the assembly of vibratory block 9 and hearing tube 2 is pulled up again and the soil sampling tube 4 is removed from the hearing tube 5, after which the soil sample taken can be removed from the soil sampling tube 4. For the analysis of the soil material, an undisturbed soil sample of smaller size is preferably retained from the soil sample taken.

De vakman zal begrijpen dat de uitvinding niet is beperkt tot de hierboven geïllustreerde uitvoeringsvoorbeelden van de werkwijze en inrichting volgens de uitvinding, maar dat aanpassingen en variaties kunnen worden uitgevoerd binnen het kader van door de aangehechte conclusies bepaalde beschermingsomvang. Zo zal het duidelijk zijn dat de werkwijze en inrichting volgens de uitvinding ook kunnen worden toegepast voor andere doeleinden dan het bepalen van bodemeigenschappen, zoals bijvoorbeeld in de mijnindustrie voor het bepalen van de aanwezigheid van gewenste materialen in de onderwaterbodem.Those skilled in the art will understand that the invention is not limited to the exemplary embodiments of the method and device according to the invention illustrated above, but that modifications and variations can be made within the scope of the scope of protection defined by the appended claims. It will thus be clear that the method and device according to the invention can also be applied for purposes other than determining soil properties, such as, for example, in the mining industry for determining the presence of desired materials in the underwater bottom.

Claims

CONCLUSIONS

An apparatus for taking a bottom sample from an underwater bottom, comprising - an elongated hollow hearing tube and a bottom sample holder received in the hearing tube with an internal cavity which connects to an inlet opening provided on the underside of the hearing tube; - a support frame which is adapted to be placed on the underwater floor and to position the hearing tube relative to the underwater floor; and - a drive for driving the underside of the hearing tube into the underwater bottom so that the inner cavity of the bottom sample holder fills with bottom material via the inlet opening; wherein a transverse dimension of the internal cavity of the soil sample holder is at least 200 mm, and the drive is adapted to provide a driving force of at least 500 kN.

Device as claimed in claim 1, wherein the drive comprises a vibration drive which is adapted to generate vibration waves propagating in a longitudinal direction of the hearing tube with a frequency.

3. Device as claimed in claim 1 or 2, wherein the drive comprises a hydraulic vibratory block engaging an upper side of the hearing tube, the frequency being comprised between 5 and 100 Hz.

Device as claimed in any of the foregoing claims, wherein the drive comprises a sonic drilling device engaging an upper side of the hearing tube, wherein the frequency is at least 100 Hz, preferably between 100 and 250 Hz.

5. Device as claimed in any of the foregoing claims, further comprising hoisting means for suspending the drive and / or the hearing tube.

Device as claimed in any of the foregoing claims, wherein the support frame comprises a frame of mutually connected frame elements, which form a base and a guide tube for the hearing tube located within the circumference of the base.

7. Device as claimed in any of the foregoing claims, wherein the hearing tube comprises mutually connected shell parts which extend in the longitudinal direction of the hearing tube and which can be removed from each other.

8. Device as claimed in any of the foregoing claims, wherein the bottom sample holder comprises an elongated sample holder tube with a length shorter than the length of the hearing tube.

Device as claimed in any of the foregoing claims, wherein an external transverse dimension of the soil sample holder is at least 365 mm, a length is included between 2 and 20 m, and a wall thickness is included between 5 and 25 mm.

Device as claimed in any of the foregoing claims, wherein an internal transverse dimension of the hearing tube is at least 370 mm, a length is included between 2 and 20 m, and a wall thickness is included between 10 and 30 mm.

Device as claimed in any of the foregoing claims, wherein a bottom side of the hearing tube is provided with a retaining member for the bottom material received in the inner cavity.

A method for taking a soil sample from an underwater bottom, comprising: - providing a device according to any one of the preceding claims; - including the hearing tube in the supporting frame; - lowering the support frame with hearing tube in the direction of the underwater floor; - placing the support frame on an underwater floor, as a result of which a bottom side of the hearing tube is positioned with respect to the underwater floor; - driving the underside of the hearing tube by means of the drive into the underwater bottom so that the internal cavity of the soil sample holder fills itself with soil material via the inlet opening; - raising the soil sample holder filled with soil material; and - removing the soil sample taken from the soil sample holder.

The method of claim 12, wherein a sub-bottom sample with smaller size is taken from the bottom sample.

A method according to claim 12 or 13, wherein vibratory waves propagating in a longitudinal direction of the hearing tube with a frequency are generated during driving of the hearing tube into the underwater floor.

A method according to any one of claims 12-14, wherein the hearing tube is driven into the underwater bottom through a hydraulic vibrator block engaging an upper side of the hearing tube, and with a frequency comprised between 5 and 100 Hz.

A method according to any one of claims 12-15, wherein the hearing tube is driven into the underwater bottom through a sonic drilling device engaging an upper side of the hearing tube, and with a frequency of at least 100 Hz, preferably between 100 and 250 Hz.

17. Method as claimed in any of the claims 12-16, wherein the drive is suspended from hoisting means.

The method of claim 17, wherein the hearing tube is connected to the drive.

19. A method according to any one of claims 12-18, wherein a bottom sample holder is arranged in the hearing tube by removing mutually connected shell parts of the hearing tube extending in the longitudinal direction of the hearing tube, placing the bottom sample holder in a remaining shell part and to connect the removed shell part to the remaining shell part.

A method according to any one of claims 12-19, wherein a bottom side of the hearing tube is provided with a retaining member for the bottom material received in the inner cavity.