KR20210076933A - 지면 또는 해저로 4개의 파일을 밀어 넣는 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지면 또는 해저에 4개의 파일(pile)을 정사각형 형태 또는 다이아몬드 형태로 밀어 넣는 장치에 관한 것으로, 장치는:
- 정사각형 또는 다이아몬드 형태로 배열된 제1, 제2, 제3 및 제4 연결 위치를 정의하는 브릿지 어셈블리;
- 사용시 4개의 파일 각각이 브릿지 어셈블리에 연결되도록 하는 4개의 연결 어셈블리;를 포함하고 각각의 파일 연결 어셈블리는:
o 연장하도록 구성되는, 상부 액츄에이터 부분 및 하부 액츄에이터 부분을 포함하는 액츄에이터;
o 하부 액츄에이터 부분에 연결된 파일 커넥터;
o 각각의 액츄에이터를 교대로 연장하도록 구성되고, 지면 또는 해저로 밀린 파일이 정사각형 또는 다이아몬드 형태의 반대쪽 파일보다 더 큰 힘을 받도록 구성되는 제어 장치;를 포함하고,
인가된 미는 힘은 브릿지 어셈블리로 전달되고 적어도 부분적으로 인장력 및 굽힘 모멘트로서 브릿지 어셈블리로부터 2개의 인접한 파일 연결 어셈블리를 통해 2개의 인접한 파일로 전달된다.

Description

지면 또는 해저로 4개의 파일을 밀어 넣는 장치

본 발명은 4 개의 파일(piles)을 정사각형 형태 또는 다이아몬드 형태로 지면 또는 해저로 밀어 넣는 장치에 관한 것이다. 파일을 지면으로 밀어 넣는 장치는 당업계에 알려져 있다.

해양 구조물은 일반적으로 큰 직경의 파일을 사용하여 해저에 접지된다. 파일은 구조물의 다리(소위 메인 파일)를 통해 설치하거나 구조물에 인접하게 설치하고 스커트 파일(skirt piles)이라는 파일 슬리브로 구조물에 연결할 수 있다. 이러한 파일을 해저에 삽입하기 위해 일반적으로 유압 충격 해머가 사용된다. 타격 중에 유압 해머가 파일에 미치는 충격은 파일을 방사형으로 확장시킨다. 이 확장은 차례로 물과 토양 기둥에서 압력파를 초래한다.

압력파에 의해 생성된 소음은 해양 포유류에게 해로울 수 있다. 일부 지역에서는 규제 기관에서 허용되는 소음 수준을 제한한다. 이러한 지역은 예를 들어 독일이 있고, 허용되는 소음 수준이 750m에서 160dB SEL5 %로 제한된다. 소음 수준을 줄이기 위해 설치 전에 버블 커튼을 배치할 수 있다. 이 커튼은 해저에 구멍이 있는 호스이다. 이 호스를 통해 공기가 분출되어 구멍을 통해 빠져나간다. 기포와 바닷물 사이의 임피던스 차이로 인해 압력파의 일부가 반사되고 에너지가 소산되어 소음 수준이 크게 감소한다.

버블 커튼으로부터 충분한 공기를 불어내려면 많은 압축기가 필요하다. 이들은 일반적으로 보조 용기에 위치한다. 이는 비용이 많이 드는 작업이며 큰 탄소 발자국(carbon footprint)을 갖는다. 또한, 파일 주행 중 소음이 감소될 뿐 완전히 완화되지는 않는다. 마지막으로, 이러한 버블 커튼은 얕은 수심에서만 효과적으로 작동하며 더 큰 수심에서는 효율성이 떨어진다. 따라서 지속 가능성과 기술적 관점 모두에서 조용한 대안이 선호된다.

파일을 지면이나 해저에 두드리는 것의 또 다른 단점은 충격파가 일반적으로 너무 강해서 파일의 위치와 방향(경사)을 측정하는데 사용할 수 있는 전자 장비를 손상시킨다는 것이다.

파일을 조용하게 설치하는 몇 가지 옵션이 있다. 전형적인 예는 지면으로 밀어 넣어지는 파일 또는 토크로 설치되는 나선형 파일이다. 푸쉬-인 파일(push-in pile)은 여러 파일이 동시에 설치되는 육상에서 자주 사용된다. 하나의 파일은 아래로 밀리고 다른 파일들은 반발력으로 사용된다. 이 파일들은 한 줄로 설치되어 행을 형성한다. 본 발명에서는, 가장 바깥쪽 파일과 재킷 사이의 거리가 너무 멀어지기 때문에 해양 파일에는 경제적이지 않다. 현재, 파일을 조용히 해저로 관입 할 수 있는 실행 가능한 기술이 없다.

육상에서 파일을 지면에 해머로 두드리는 것(hammering), 해머링은 일반적인 기술이며 건물의 기초 및 일반 구조물에 널리 사용된다. 그러나 소음과 관련하여 유사한 문제가 적용된다. 해머링은 소음이 많이 발생하여 주변 사람들에게 심각한 불편함을 주는 단점이 있다. 해머링은 특히 다른 건물에 균열을 일으켜 다른 건물에 손상의 원인이 될 수도 있다.

위에서 언급한 바와 같이, 파일을 지면에 무음으로 밀어 넣는 시스템이 존재한다. 그러나 이러한 시스템은 일반적으로 파일을 일렬로 배치해야 한다는 제한이 있다. 또한, 이러한 시스템은 일반적으로 처음 몇 개의 파일에 대해 별도의 반응 프레임이 필요하다. 시스템이 작업을 시작하려면 지지 위치가 필요하기 때문이다. 몇 개의 파일이 지면에 삽입된 후에야 반응 프레임이 더 이상 필요하지 않다.

조용하게 파일을 지면으로 관입하는 또 다른 시스템이 있다. 이 시스템은 Dawson 시스템이라고 하는 Dawson이라는 영국 회사에서 적용된다. 이 시스템을 사용하면 4 개의 연동된 시트 파일을 지면으로 관입할 수 있다. 이 회사의 웹 사이트를 참조하라: http://www.dcpuk.com/products_press.html. 이 시스템은 본 발명에 가장 가까운 선행 기술을 형성하는 것으로 참작된다.

본 발명에서 이 Dawson 시스템의 단점은 Dawson 시스템이 일반 관형 파일(tubuler pile)을 지면으로 관입할 수 없다는 것이다. Dawson 시스템에서 파일은 연동되어야 하며 이러한 이유로 파일의 연동을 허용하는 특정 설계가 필요하다. 특수 제작된 파일은 상당히 비싸다.

파일을 조용히 땅으로 관입하는 다른 시스템도 존재한다. 예를 들어, 나선형 모양의 파일을 지면에 밀어 넣는 시스템이 있다. 이는 본질적으로 파일을 땅에 박는 것이다. 이러한 시스템은 작동하지만, 파일은 특별히 설계 및 제조되어야 하며 비용이 많이 든다.

파일을 지면에 진동시키는 것을 기반으로 하는 다른 시스템이 있다. 이러한 시스템은 진동이 주변 사람들에게 불편을 줄 수 있고 주변 건물에 피해를 줄 수 있다는 특정한 단점이 있다. 또한 이러한 시스템은 모든 상황에서 작동하지 않는다.

본 발명의 목적은 파일이 서로 연동될(interlocked) 필요가 없는 조용한 방식으로 지면 또는 해저로 복수의 파일을 관입(driving into)하기 위한 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 파일이 일반 관형 파일일 수 있는, 조용한 방식으로 지면 또는 해저로 복수의 파일을 관입하기 위한 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 복수의 파일을 지면 또는 해저로 관입하기 위한 장치를 제공하는 것인데, 이는 파일의 로드, 위치 및 방향을 더 좋게 및/또는 더 정확하게 측정 할 수 있고 전자 측정 장비 손상 위험이 적다.

적어도 하나의 목적을 달성하기 위해,

본 발명은 지면 또는 해저에 4개의 파일(pile)을 정사각형 형태 또는 다이아몬드 형태로 밀어 넣는 장치를 제공하며, 상기 장치는:

- 평면도에서 볼 때 정사각형 형태 또는 다이아몬드 형태로 배열된 제1, 제2, 제3 및 제4 연결 위치를 정의하는 브릿지 어셈블리;

- 4개 파일 각각이 브릿지 어셈블리에 연결되도록 하는 제1, 제2, 제3 및 제4 파일 연결 어셈블리;를 포함하고, 각 파일 연결 어셈블리는:

o 각각의 연결 위치로부터 아래로 연장되는 액츄에이터;를 포함하고, 각 액츄에이터는 상부 액츄에이터 부분 및 하부 액츄에이터 부분을 포함하고, 상부 액츄에이터 부분은 브릿지 어셈블리에 연결되며, 액츄에이터는 하부 액츄에이터 부분을 상부 액츄에이터 부분에 대해 아래쪽으로 이동할 때마다 연관된 파일을 지면 또는 해저로 일정 거리에 걸쳐 밀어 넣기 위해 연장되도록 구성되고,

o 하부 액츄에이터 부분에 연결된 파일 커넥터;를 포함하고, 각 파일 커넥터는 지면 또는 해저로 밀어 넣는 파일의 상단에 연결되도록 구성되고, 파일 커넥터는 연장되는 동안 연관된 하부 액츄에이터 부분과 함께 상부 액츄에이터 부분에 대해 아래로 이동하도록 구성되며,

- 상기 장치는 지면 또는 해저로 밀어 넣는 파일이 정사각형 또는 다이아몬드 형태의 반대쪽 파일보다 더 큰 힘을 받도록 하기 위해, 적어도 연장되는 액츄에이터에 의해 인가되는 힘과 반대쪽 액츄에이터에 의해 인가되는 힘을 조절하도록 구성되는, 각각의 액츄에이터를 교대로 연장시키도록 구성된 제어 장치;를 포함하고,

연장되는 액츄에이터는 인가된 미는 힘을 브릿지 어셈블리로 전달하고 상기 미는 힘은 적어도 부분적으로 인장력 및 굽힘 모멘트로서 브릿지 어셈블리로부터 2개의 인접한 파일 연결 어셈블리를 통해 2개의 인접한 파일로 전달된다.

본 발명은 하나의 파일을 지면에 밀어 넣기 위해 브릿지 어셈블리에 연결된 액츄에이터에 의해 미는 힘 (또는 압축력)이 제공된다는 일반적인 아이디어에 기초한다. 이 미는 힘은 다음과 같은 반력(reaction force)을 초래한다. 이 반력은 적어도 부분적으로 인장력과 굽힘 모멘트의 조합으로서 지면 또는 해저로 밀려나는 파일에 인접한 두 파일로 전달된다.

본 장치는 지면이나 해저로 밀려 나가는 파일보다 낮은 수준에서 지면으로 밀려 나가는 파일 반대쪽 파일에 가해지는 힘을 능동적으로 유지하도록 구성되어 있다. 두 파일 중 어느 것이 실제로 아래로 밀려날지는 알 수 없다. 개별 액츄에이터의 힘을 제어하기 위해, 장치는 4 개의 액츄에이터의 힘을 능동적으로 제어하는 제어 장치를 포함한다. 액츄에이터가 유압 액츄에이터인 경우, 제어 장치는 4 개의 유압 액츄에이터의 유압을 제어한다.

본 발명의 장점은 장치가 "독립형(stand alone)"일 수 있다는 것이다. 즉, 이 장치는 지상 기반 시스템이 일반적으로 수행하는 것처럼 외부 로드를 생성하지 않으며, 외부 로드는 별도의 크레인이나 구조물 또는 기초에 의해 전달되어야 한다.

본 발명에 따른 장치의 또 다른 장점은 파일 구동에 의해 설치된 파일과 달리 측정 도구가 장비에 남아 있을 수 있다는 것이다. 이는 측정 시스템이 해머의 타격을 견딜 수 없기 때문에 일반적으로는 불가능하다. 이를 통해 독립적인 파일 및/또는 도구 자체 그리고 파일에 가해지는 로드의 깊이와 방향을 직접 읽을 수 있다.

본 발명에 따른 장치는 파일 중 하나가 (다이아몬드 형태의 정사각형의) 대각선에 있는 반대쪽 파일보다 훨씬 더 큰 미는 힘을 교대로 갖고 균형을 이루는 방식으로 파일 위에 로드를 분산하도록 구성된다. 힘은 인장력과 굽힘 모멘트의 조합으로 로드의 일부를 반대쪽 대각선에 있는 파일로 전달함으로써 달성된다.

일 실시예에서, 브릿지 어셈블리는

- 제1 피벗 축에 대해 피벗 가능한 제1 피벗 가능 프레임;

- 제1 피벗 가능 프레임의 아래에 위치하고, 제1 피벗 축에 대해 일정한 각도로, 특히 직각으로 연장되는 제2 피벗 축을 중심으로 피벗 가능한 제2 피벗 가능 프레임;을 포함하고, 평면도에서 볼 때 제1 피벗 가능 프레임과 제2 피벗 가능 프레임이 교차하며,

제1 액츄에이터 및 제2 액츄에이터는 제1 피벗 가능 프레임 아래에 위치하며 각각의 상부 액츄에이터 부분과 제1 및 제2 연결 위치에서 제1 피벗 가능 프레임에 연결되고,

제3 액츄에이터 및 제4 액츄에이터는 제2 피벗 가능 프레임 아래에 위치하고 각각의 상부 액츄에이터 부분과 제3 및 제4 연결 위치에서 제2 피벗 가능 프레임에 연결되고,

각각의 파일 연결 어셈블리는 커넥터 로드의 쌍을 포함하고, 각 쌍은 우측 커넥터 로드 및 좌측 커넥터 로드를 포함하며:

o 제1 파일 연결 어셈블리의 우측 및 좌측 커넥터 로드가 제1 액츄에이터의 하부 액츄에이터 부분과 제2 피벗 가능 프레임에 연결되고,

o 제2 파일 연결 어셈블리의 우측 및 좌측 커넥터 로드가 제2 액츄에이터의 하부 액츄에이터 부분과 제2 피벗 가능 프레임에 연결되고,

o 제3 파일 연결 어셈블리의 우측 및 좌측 커넥터 로드가 제3 액츄에이터의 하부 액츄에이터 부분과 제1 피벗 가능 프레임에 연결되고,

o 제4 파일 연결 어셈블리의 우측 및 좌측 커넥터 로드가 제4 액츄에이터의 하부 액츄에이터 부분과 제1 피벗 가능 프레임에 연결되며,

각각의 우측 커넥터 로드는 연관된 액츄에이터의 우측에 연결되고 각각의 좌측 커넥터 로드는 연관된 액츄에이터의 좌측에 연결되며, 각 쌍의 커넥터 로드는 인장력 및 굽힘 모멘트를 브릿지 어셈블리에서 연관된 파일로 전달하도록 구성된다.

일 실시예에서, 각각의 파일 연결 어셈블리는 브릿지 어셈블리에 견고하게 연결된 슬라이딩 어셈블리를 포함하고, 여기서 슬라이딩 어셈블리는 슬리브 및 파지 상태(gripping state)와 해제 상태(released state) 사이에서 전환될 수 있는 하나 이상의 그리퍼 액츄에이터를 포함하며,

- 해제된 상태에서 파일 및/또는 파일 커넥터가 슬리브를 통해 미끄러질 수 있고,

- 파지 상태에서 슬리브는 파일 및/또는 파일 커넥터에 견고하게 연결되어, 인장력 및 굽힘 모멘트가 브릿지 어셈블리에서 슬리브에 있는 파일로 전달되도록 한다.

일 실시예에서, 상기 파일 연결 어셈블리는 적어도 하나의 컬럼을 통해 브릿지 어셈블리로 견고하게 연결되고 브릿지 어셈블리 아래에 위치한 베이스 프레임을 통해 서로 견고하게 연결되며, 슬라이딩 어셈블리는 베이스 프레임에 연결된다.

일 실시예에서,

각각의 액츄에이터는:

- 실린더, 피스톤 로드 및 실린더 내부에 위치하고 서로 먼 거리에서 피스톤 로드에 장착된 제1 피스톤 및 제2 피스톤; 및/또는

- 실린더 액츄에이터가 연장되는 방향에 평행하게 연장되며 서로 측면 거리에 위치하고, 상부 액츄에이터 부분으로부터 하부 액츄에이터 부분으로 굽힘 모멘트를 전달하도록 구성되는, 복수의 선형 가이드;

- 로드 가이드 및 피스톤 가이드 사이에 최소 거리가 실린더의 직경과 같거나 더 큰 것인 실린더; 및/또는

서로 인접하게 위치된 제1 서브 액츄에이터, 특히 실린더, 및 제2 서브 액츄에이터 특히 실린더;를 포함한다.

일 실시예에서, 평면도에서 브릿지 어셈블리는 정사각형 또는 다이아몬드 형태를 갖고 중앙 개구를 포함하며, 브릿지 어셈블리는 중앙 개구 주위로 연장된다.

일 실시예에서, 상기 장치는 연동(interlocked)되지 않은 지면 또는 해저에 파일을 밀어 넣도록 구성된다.

일 실시예에서, 상기 장치는 서로 수평 거리에 위치하고 서로 접촉하지 않는 파일을 밀도록 구성된다.

일 실시예에서, 각각의 파일 커넥터는 관형 파일의 상단부에 삽입되도록 구성된 삽입 가능 부분을 포함한다.

일 실시예에서, 각 파일 커넥터는 관형 파일의 상단을 파지(grip)하기 위한 하나 이상의 그리퍼 액츄에이터를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 장치는 정확히 4개의 연결 어셈블리 및 정확히 4개의 파일 커넥터로 구성된다.

일 실시예에서, 모든 파일을 지면 또는 해저에 수직으로 관입하도록 구성되며, 특히 4개의 액츄에이터 및 4개의 파일 커넥터는 수직으로 배향된다.

일 실시예에서, 각 쌍의 우측 및 좌측 커넥터 로드는 연관된 피벗 가능 프레임의 동일한 측면 및 연관된 하부 액츄에이터 부분의 반대 측면들(opposite sides)에 연결된다.

일 실시예에서, 각각의 커넥터 로드는 하부 힌지를 통해 연관된 실린더 액츄에이터에 연결되고, 각각의 커넥터 로드는 상부 힌지를 통해 연관된 피벗 가능 프레임에 연결된다.

일 실시예에서, 제1 피벗 가능 프레임은 제1 평면에서 피벗 가능하고 제2 피벗 가능 프레임은 제1 평면에 직각으로 연장되는 제2 평면에서 피벗 가능하며, 제1 및 제2 평면은 특히 수직으로 연장된다.

일 실시예에서, 제1, 제2, 제3 및 제4 연결 위치는 브릿지의 중심에 대해 각각 외부 위치 및 내부 위치 사이에서 조정 가능한 것이다.

일 실시예에서, 파일 커넥터 사이의 간격은 연결되도록 구성된 파일의 직경의 약 0.5 배이다.

일 실시예에서, 파일 커넥터 사이 간격은 연결되도록 구성된 파일의 직경의 2배 이하이다.

일 실시예에서, 파일 커넥터 사이 간격은 연결되도록 구성된 파일의 직경의 2배 및 4배 사이이다.

본 발명은 또한 지면 또는 해저에 4개의 파일을 정사각형 형태 또는 다이아몬드 형태로 밀어 넣는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은

- 각각의 파일 연결 어셈블리가 연관된 파일에 연결되는, 평면도에서 볼 때 정사각형 또는 다이아몬드 형태로 지면 또는 해저에 4개의 파일을 배치하고 파일의 상단에 본 발명에 따른 장치를 연결하는 단계; 및

- 상기 파일과 연관된 액츄에이터를 연장함으로써 4개의 파일 각각을 지면 또는 해저로 먼 거리에 걸쳐 교대로 밀어 넣는 단계;를 포함하고, 연장 동안 제어 장치 는 지면 또는 해저로 밀어 넣는 파일이 정사각형 또는 다이아몬드 형태의 반대쪽 파일보다 더 큰 힘을 받도록 반대쪽 액츄에이터에 의해 가해지는 힘 및 연장되는 액츄에이터에 의해 가해지는 힘을 조절하고, 가해진 미는 힘은 각각의 액츄에이터로부터 브릿지 어셈블리로 전달되고 적어도 부분적으로 인장력 및 굽힘 모멘트로서 브릿지 어셈블리로부터 2개의 인접한 파일 연결 어셈블리를 통해 2개의 인접한 파일로 전달된다.

일 실시예에서, 상기 방법은 본 발명에 따른 장치를 파일에 연결하는 단계; 및

- 상기 파일과 연관된 실린더 액츄에이터를 연장함으로써 4개의 파일 중 각각을 지면 또는 해저로 먼 거리에 걸쳐 교대로 밀어 넣는 단계;를 더 포함하고, 각 미는 단계 동안 필요한 미는 힘이 각각의 실린더 액츄에이터에서 피벗 가능 프레임으로 전달되고, 상기 피벗 가능 프레임으로부터 2개의 인접한 파일과 상기 피벗 가능 프레임에 연결된 커넥터 로드에 의해 적어도 부분적으로 인장력 및 굽힘 모멘트로써 2 개의 인접한 파일로 전달된다.

일 실시예에서, 파일은 관형 파일이다.

일 실시예에서, 파일은 서로 연동(interlocked)되지 않고 특히 서로 수평거리에 위치한다.

일 실시예에서, 브릿지 어셈블리는 파일이 지면으로 밀어 넣어질 때 파일과 함께 아래로 이동한다.

일 실시예에서, 액츄에이터의 연장 동안 상기 액츄에이터의 상부에 연결된 피벗 가능 프레임은 고정 상태로 유지되고 다른 피벗 가능 프레임은 피벗된다.

일 실시예에서, 상기 방법은

- 임시 위치에 정사각형 또는 다이아몬드 형태로 4개의 파일을 배치하는 단계;

- 어셈블리에 따른 장치를 4개의 파일의 4개의 상단에 연결하는 단계;

- 장치와 연결된 4개의 파일의 조합을 해저 또는 지면의 목표 위치로 리프팅 하는 단계;를 포함한다.

일 실시예에서, 각 사이클은 지시된 순서대로:

- 제1 파일을 지면 또는 해저로 멀리 미는 단계;

- 제1 파일의 반대쪽에 있는 제2 파일을 지면 또는 해저로 멀리 밀어 넣는 단계;

- 제3 파일을 지면 또는 해저로 멀리 미는 단계;

- 제3 파일의 반대쪽에 있는 제4 파일을 지면 또는 해저로 멀리 밀어 넣는 단계;

를 포함한다.

일 실시예에서, 장치는 해상 설치 선박의 크레인으로 리프팅된다.

일 실시예에서, 4개의 파일이 재킷의 각 레그에서 파일 슬리브를 통해 지면으로 밀어 넣어진다.

본 발명은 또한 파일 지지 프레임에 관한 것으로, 파일 지지 프레임은 정사각형 또는 다이아몬드 픽업 형태로 실질적으로 수직 방향으로 서로 평행하게 4개의 파일을 지지하도록 구성되며, 파일 지지 프레임은 상부가 개방되어 4개의 파일이 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 장치 (10)에 의해 파지될 수 있도록 한다.

일 실시예에서, 파일 지지 프레임은 서로 거리를 두고 파일의 상단 면이 실질적으로 같은 높이로 파일을 지지하도록 구성되는 파일 지지부를 포함한다.

본 발명은 선박에 관한 것으로, 선박은:

- 본 발명에 따른 장치;

- 파일 지지 프레임; 및

- 크레인;

을 포함한다.

일 실시예에서,

파일 지지 프레임은:

- 갑판에 위치하고,

- 적어도 부분적으로 갑판 아래에 위치하고,

- 선박의 선체 또는 갑판에서 외부로 확장되는 캔틸레버 플랫폼을 포함하고, 및/또는

적어도 부분적으로 세미 서브(semi-sub)의 컬럼에 위치하고, 컬럼은 갑판 구조와 플로터를 연결한다.

본 발명의 이들 및 다른 측면은 다음의 상세한 설명을 참조하여 동일하게 더 잘 이해되고 유사한 참조 부호가 유사한 부분을 나타내는 첨부 도면과 관련하여 고려됨에 따라 더 쉽게 인식될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 제1 실시예의 등각 투상도를 나타낸다.
도 2는 도 1의 실시예의 정면도를 나타낸다.
도 3은 도 1의 실시예의 측면도를 나타낸다.
도 4는 작동 중인 본 발명의 실시예의 등각 투상도를 나타낸다.
도 5는 작동 중인 본 발명의 다른 실시예의 등각 투상도를 나타낸다..
도 6은 본 발명에 따른 방법의 단계의 등각 투상도를 나타낸다.
도 7은 본 발명에 따른 방법의 다른 단계의 등각 투상도를 나타낸다.
도 8은 작동 중인 도 1의 실시예의 등각 투상도를 나타낸다.
도 9a는 도 8의 실시예의 평면도를 나타낸다.
도 9b는 도 8 및 도 9의 상황에서 존재하는 힘과 모멘트를 도시한 등각 투상도를 나타낸다.
도 10은 작동 중인 도 1의 실시예의 등각 투상도를 나타낸다.
도 11은 도 10에 도시된 상황의 평면도를 나타낸다.
도 12는 굽힘 모멘트를 취하도록 구성된 유압 실린더의 다른 실시예의 단면도를 나타낸다.
도 13-16은 작동 중인 도 1의 실시예의 측면도와 정면도를 나타낸다.
도 17은 작동 중인 장치의 또 다른 등각 투상도를 나타낸다.
도 18은 도 17과 관련된 평면도를 나타낸다.
도 19는 작동 중인 도 1의 실시예의 다른 등각 투상도를 나타낸다.
도 20은 도 10과 관련된 평면도를 나타낸다.
도 21a는 작동 중인 본 발명에 따른 장치를 나타낸다.
도 21b는 스웨이징 도구(swaging tool)의 등각 투상도를 나타낸다.
도 22는 본 발명의 다른 실시예의 등각 투상도를 나타낸다.
도 23은 도 22의 실시예의 측면도를 나타낸다.
도 24는 도 22-23의 실시예의 평면도를 나타낸다.
도 25는 도 22-24의 실시예의 세부 사항의 측단면도를 나타낸다.
도 26은 본 발명의 다른 실시예의 측면도를 나타낸다.
도 27은 도 26의 실시예의 평면도를 나타낸다.
도 28은 도 26-27의 실시예의 등각 투상도를 나타낸다.
도 29는 본 발명의 추가 실시예의 등각 투상도를 나타낸다.
도 30은 도 29의 실시예의 측면도를 나타낸다.
도 31은 도 29-30의 실시예의 평면도를 나타낸다.
도 32는 굽힘 모멘트를 취하도록 구성된 유압 실린더의 단면도를 나타낸다.
도 33은 본 발명의 다른 실시예의 사시도를 나타낸다.

도 1, 2 및 3을 참조하면 장치 (10)의 제1 실시예가 도시되어 있다. 장치 (10)는 브릿지 어셈블리 (12)를 포함한다. 브릿지 어셈블리 (12)는 -평면도에서 볼 때- 정사각형 형태 또는 다이아몬드 형태로 배열된 제1, 제2, 제3 및 제4 연결 위치 (14.1, 14.2,14.3, 14.4) (일반적으로 14로 지정됨)를 정의한다. 연결 위치의 번호는 14.1과 14.2가 서로 반대쪽에 위치하고 14.3과 14.4가 서로 반대쪽에 위치하도록 선택된다.

파일(piles)의 일반적인 중심에서 중심까지 (또는 연결 위치(14) 사이의 거리)는 2m에서 3m이다. 파일 직경은 1.5m (1500mm) 정도일 수 있다. 파일의 길이는 42m 일 수 있다. 분명히 다른 크기, 직경 및 거리 또한 가능하다.

작동 중에 파일의 일부는 장력을 받고 파일의 일부는 압축 상태로 적재된다. 놀랍게도 파일이 더 가깝게 배치될 때 인장 용량(tension capacity)의 증가가 압축 용량(compression capacity)의 증가보다 크다는 것이 발견되었다. 파일의 압축 용량이 일반적으로 파일의 인장 용량보다 크므로 파일을 더 가깝게 배치한 결과 파일의 압축 용량과 인장 용량의 차이가 줄어든다.

압축 및 인장 용량의 차이는 장치 자체의 무게와 파일이 차지하는 모멘트에 의해 보상된다. 따라서 파일을 더 가깝게 배치할 때의 장점은 장치의 사하중(deadweight)을 크게 줄일 수 있거나 파일에 작용하는 모멘트를 줄일 수 있다는 것이다

파일은 가능한 한 가깝게 간격을 둘 수 있다. 그러나 파일 간격 (95)은 실린더 (18)와 본 발명에 따른 장치의 구성(fabrication) 간에 필요한 최소 간격 (96)에 의해 제한된다 (도 33 참조). 간격 (95)은 파일 직경의 약 절반으로 제한된다. 파일 간격은 파일 커넥터 사이의 거리와 실질적으로 동일하다.

파일의 인장력과 압축력은 2 개의 파일 직경 이하의 파일 간격에서 기하 급수적으로 증가하는 것으로 나타났으며, 여기서 인장 용량은 압축 용량에 비해 파일 간격 (95)이 감소함에 따라 더 급격한 지수 증가를 보인다.

또한 2 내지 4 개의 파일 직경 사이의 간격 (95)은 이미 인장 용량과 압축 용량의 차이에 대해 다소 선형적으로 증가하는 효과를 가지고 있으며, 장치의 사하중을 줄일 수 있다는 동일한 이점이 있다.

장치 (10)는 제1, 제2, 제3 및 제4 파일 연결 어셈블리 (16.1, 16.2, 16.3, 16.4 (일반적으로 16으로 지정됨))를 포함하며, 이를 통해 4 개의 파일 (1, 2, 3, 4) 각각이 브릿지 어셈블리 (12)에 연결된다. 도 1, 2, 3에서 파일 (1, 2, 3, 4)은 표시되지 않는다.

각각의 파일 연결 어셈블리 (16.1, 16.2, 16.3, 16.4)는 각각의 연결 위치 (평면도에서 볼 때)에 배치되고 연관된 연결 위치 (14)로부터 아래로 연장되는 액츄에이터 (18) (개별적으로 18.1, 18.2, 18.3, 18.4로 지정됨)를 포함한다. 액츄에이터는 유압 액츄에이터 일 수 있다. 이는 연안(offshore) 사용에 바람직한 실시예이다.

그러나, 액츄에이터 (18)는 또한 전기식 또는 공압식(pneumatic)이거나 증기로 작동될 수 있다. 이것은 특히 육상에서 사용하기에 적합할 수 있으며, 장치 (10)의 더 작은 버전에 적합 할 수 있다.

액츄에이터 (18)는 실린더 형 또는 스핀들(spindle) 형일 수 있다. 스핀들의 경우, 스핀들은 유압, 공압 또는 전기력에 의해 구동 될 수 있다.

각각의 액츄에이터 (18)는 상부 액츄에이터 부분 (20) 및 하부 액츄에이터 부분 (21)을 포함한다. 상부 액츄에이터 부분 (20)은 브릿지 어셈블리 (12)에 연결된다. 액츄에이터 (18)는 연관된(associated) 파일을 지면 또는 해저로 일정 거리에 걸쳐 밀어 내기 위해 하부 액츄에이터 부분 (21)을 상부 액츄에이터 부분 (20)에 대해 아래로 이동할 때마다 (길이로) 연장되도록 구성된다.

각각의 파일 연결 어셈블리 (16)는 하부 액츄에이터 부분 (21)에 연결된 파일 커넥터 (22) (개별적으로 22.1, 22.2, 22.3, 22.4로 지정됨)를 더 포함한다. 각각의 파일 커넥터 (22)는 지면 또는 해저로 밀려날 파일의 상단에 연결되도록 구성된다.

파일 커넥터 (22)는 액츄에이터 (18)의 연장 동안 상부 액츄에이터 부분 (20)에 대해 연관된 하부 액츄에이터 부분 (21)과 함께 아래로 이동하도록 구성된다.

유압 및 공압 실시예의 경우, 장치 (10)는 4 개의 액츄에이터 (18)에 연결된 유압/ 공압 유체의 공급원 (25) 및 각각의 액츄에이터가 교대로 연장되도록 구성된 제어 장치 (100)를 더 포함한다. 제어 장치는 액츄에이터 (18)의 유압/공압을 개별적으로 제어하도록 구성된다. 제어 장치 (100)는 지면 또는 해저로 밀린 파일이 사각형 또는 다이아몬드 형태의 반대쪽 파일보다 더 큰 힘을 받도록 하기 위해 연장되는 액츄에이터 (18) 내부 및 반대쪽 액츄에이터 (18) 내부의 유압/공압을 조절하도록 구성된다. 전동 액츄에이터(electric actuator)의 경우, 공급원 또는 가압 유체는 분명히 필요하지 않으며, 제어 장치 (100)는 단순히 전동 액츄에이터 (18)의 힘을 제어한다.

장치 (10)는 장치 (10)에 대한 파일 (1, 2, 3, 4)의 위치 및 방향을 측정하기 위한 측정 장비를 포함할 수 있다. 측정 장비는 전자, 광학, 기계적 또는 음향 센서를 포함할 수 있다. 센서는 제어 유닛 (100)과 연결되어 전체 공정을 효과적으로 제어 할 수 있다. 측정 장비는 파일에 가해지는 로드를 측정하기 위한 로드 센서를 더 포함 할 수 있다.

도 1, 2 및 3의 실시예에서, 상기 브릿지 어셈블리는:

- 제1 피벗 축 (27)에 대해 피벗 가능한 제1 피벗 가능 프레임 (26);

- 제1 피벗 가능 프레임의 아래에 위치하고, 제1 피벗 축에 대해 일정한 각도로, 특히 직각으로 연장되는 제2 피벗 축 (29)을 중심으로 피벗 가능한 제2 피벗 가능 프레임 (28);을 포함하고, 평면도에서 볼 때 제1 피벗 가능 프레임과 제2 피벗 가능 프레임이 교차한다.

제 1 피벗 가능 프레임 (26)은 제 1 피벗 축에 직각으로 연장하는 제 1 평면에서 피벗 가능하다. 제 2 피벗 가능 프레임 (28)은 제 2 피벗 축 및 제 1 평면에 직각으로 연장하는 제 2 평면에서 피벗 가능하다. 제1 및 제2 피벗 축이 수평으로 확장된다. 제1 및 제2 평면은 수직으로 확장된다.

제 1 및 제 2 연결 위치 (14.1 및 14.2)는 제1 피벗 가능 프레임 (26)의 외부 단부를 정의한다는 점에 유의한다. 제3 및 제4 연결 위치 (14.3 및 14.4) 제2 피벗 가능 프레임 (28)의 외부 단부를 정의한다. 도1의 실시예에서, 제1 및 제2 피벗 축 (27, 29)은 평면도에서 볼 때 서로 직각으로 연장된다.

제 1 액츄에이터 (18.1) 및 제 2 액츄에이터 (18.2)는 제 1 피벗 가능 프레임 (26) 아래에 위치하며, 각각의 상부 액츄에이터 부분 (20)과 연결 위치 (14.1, 14.2)에서 제 1 피벗 가능 프레임에 연결된다. 평면도에서 두 연결 위치 (14.1, 14.2)는 제1 피벗 축 (27)에 있다. 연결 위치 (14.1, 14.2)는 제1 피벗 가능 프레임의 양측에 위치한다.

제 3 액츄에이터 (18.3) 및 제 4 액츄에이터 (18.4)는 제2 피벗 가능 프레임 (28) 아래에 위치하며, 제2 피벗 가능 프레임 (28)의 양측에 각각의 상부 액츄에이터 부분 (20)과 제2 피벗 가능 프레임 (28)에 연결된다.

각각의 파일 연결 어셈블리 (16)는 한 쌍의 커넥터 로드 (31)를 더 포함한다. 각 쌍은 개별적으로 30.1, 30.2, 30.3 및 30.4로 지정된다. 커넥터 로드 (31)는 커넥터 로드가 속하는 연결 어셈블리 (16)를 나타내는 숫자, 즉 31.1, 31.2, 31.3, 31.4로 지정된다. 또한, 각 쌍 (30)은 31.1A, 31.1B 등으로 표시된 우측 커넥터 로드 (31A) 및 좌측 커넥터 로드 (31B)를 포함한다. 쌍 (30.1) 및 (30.2)의 경우, "우측"은 연결 어셈블리 (16.1)의 측면에서 장치 (10)를 볼 때 오른쪽으로 정의된다. 쌍 (30.3) 및 (30.4)의 경우, "우측"은 연결 어셈블리 (16.3)의 측면에서 장치 (10)를 볼 때 오른쪽으로 정의된다.

제1 파일 연결 어셈블리 (16.1)의 우측 및 좌측 커넥터 로드 (31.1A, 31.1B)는 제1 액츄에이터 (18.1)의 하부 액츄에이터 부분 (21) 및 제 2 피벗 가능 프레임 (28)에 연결된다. 제1 및 제2 피벗 가능 프레임 (26, 28)은 각각 커넥터 로드 (31)를 위한 상부 로드 장착 위치 (33, 34)를 포함한다. 제1 피벗 가능 프레임 (26)은 4 개의 상부 장착 위치 (33), 제3 연결 어셈블리 (16.3)의 하부 액츄에이터 부분 (21.3)으로 연장되는 커넥터 로드 (31.3A 및 31.3B)를 위한 2 개의 상부 장착 위치 (33) 및 제 4 연결 어셈블리 (16.4)의 하부 액츄에이터 부분 (21.4)으로 연장되는 커넥터 로드 (31.4 A 및 31.4B)를 위한 2개의 상부 장착 위치 (33)를 포함한다.

제2 피벗 가능 프레임 (28)은 4 개의 하부 장착 위치 (34), 제1 연결 어셈블리 (16.1)의 하부 액츄에이터 부분 (21.1)으로 연장되는 커넥터 로드 (31.1A, 31.1B)를 위한 2 개의 상부 장착 위치 (34) 및 제2 연결 어셈블리 (16.2)의 하부 액츄에이터 부분 (21.2)으로 연장되는 커넥터 로드 (31.2A, 31.2B)를 위한 2개의 상부 장착 위치 (34)를 포함한다.

제 1 피벗 가능 프레임 (26)의 상부 로드 장착 위치 (33)는 제1 피벗 축 (27)의 양측(opposite sides)에 위치한다. 제2 피벗 가능 프레임 (26)의 상부 로드 장착 위치 (34)는 제1 피벗 축 (29)의 양측에 위치한다.

각각의 하부 액츄에이터 부분 (21)은 하부 로드 장착 위치 (35, 36)를 포함한다.

각각의 로드 장착 위치 (33, 34, 35, 36)는 힌지를 포함 할 수 있다.

제1 파일 연결 어셈블리 (16.1)의 우측 및 좌측 커넥터 로드 (31.1A, 31.1B)는 제 1 액츄에이터 (18.1)의 하부 액츄에이터 부분 (21.1)에 연결되고 상부 로드 장착 위치 (34)에서 제 2 피벗 가능 프레임 (28)에 연결된다.

제2 파일 연결 어셈블리 (16.2)의 우측 및 좌측 커넥터 로드 (31.2A, 31.2B)는 제2 액츄에이터 (18.2)의 하부 액츄에이터 부분 (21.2)에 연결되고, 제 2 피벗 가능 프레임 (28)에 그 상부 로드 장착 위치 (34)에 연결된다.

제3 파일 연결 어셈블리 (16.3)의 우측 및 좌측 커넥터 로드 (31.3A, 31.3B)는 제3 액츄에이터 (18.3)의 하부 액츄에이터 부분 (21.3)에 연결되고, 제 1 피벗 가능 프레임 (26)에 그 상부 로드 장착 위치 (33)에 연결된다.

제4 파일 연결 어셈블리 (16.4)의 우측 및 좌측 커넥터 로드 (31.4A, 31.4B)는 제 4 액츄에이터 (18.4)의 하부 액츄에이터 부분 (21.4)에 연결되고 제1 피벗 가능 프레임 (26)에 그 상부 로드 장착 위치 (33)에 연결된다.

각각의 우측 커넥터 로드 (31A)는 연관된(associated) 액츄에이터 (18)의 우측에 연결되고, 각각의 좌측 커넥터 로드 (31B)는 연관된 액츄에이터 (18)의 좌측에 연결된다.

각 쌍 (31)의 우측 및 좌측 커넥터 로드 (31A, 31B)는 연관된 피벗 가능 프레임 (26, 28)의 동일한 측면 및 연관된 하부 액츄에이터 부분 (21)의 반대 측면들에 연결된다.

각각의 커넥터 로드 (31A, 31B)는 상부 힌지를 통해 연관된 피벗 가능 프레임에 연결된다. 각각의 커넥터 로드 (31A, 31B)는 하부 힌지를 통해 연관된 실린더 액츄에이터 (18)의 하부 (21)에 연결된다.

커넥터 로드 (31A, 31B)의 각 쌍 (30)은 브리지 어셈블리 (12)로부터 연관된 파일로 인장력 및 굽힘 모멘트를 전달하도록 구성된다. 인장력 및 굽힘 모멘트의 전달은 하부 액츄에이터 부분 (21)을 통해 발생한다. 커넥터 로드 (31)가 힌지를 통해 상부 및 하부 피벗 가능 프레임 및 액츄에이터의 하부 부분 (21)에 연결되기 때문에, 굽힘 모멘트는 하나의 평면 (또는 대략 하나의 축)에서만 파일로 전달 될 수 있다. 힌지로 인해, 각각의 피벗 가능 프레임의 피벗 축 (27, 29)에 평행한 축에 대한 굽힘 모멘트는 커넥터 로드에 의해 전달 될 수 없다. 이것은 피벗 축을 중심으로 피벗 가능 프레임의 피벗을 허용한다.

각각의 파일 커넥터 (22)는 파일에 삽입되도록 구성된 삽입 가능 부분 (40)을 포함한다. 각각의 파일 커넥터 (22)는 파일의 단부 면에 안착되고 파일에 미는 힘(push force)을 전달하도록 구성된 숄더(shoulder) (48)를 포함한다.

각각의 파일 커넥터는 관형 파일의 상단을 파지(grip)하도록 구성된 하나 이상의 그리퍼 (42)를 포함한다. 그리퍼 (42)는 화살표 (44)로 표시된 바와 같이 외부 파지 위치와 내부 해제 위치 사이에서 이동할 수 있다. 그리퍼 (42)는 삽입 가능 부분 (40) 내에 위치한 하나 이상의 액츄에이터에 의해 작동 될 수 있다. 그리퍼 (42)는 파일에 부착된 링 아래에 끼워지는 잠금 장치로서 또는 유사한 기능을 갖는 파일 또는 시스템의 내부로 파지되는 톱니가 있는 별도의 블록으로서 구현 될 수 있다.

그리퍼 (42)는 내부로부터 파일을 파지할 수 있지만, 외부로부터 또는 내부와 외부 모두에서 파일을 파지할 수도 있다. 이 마지막 실시예에서, 후프 응력(Hoop stresses)이 방지된다. 그리퍼 (42)는 클램핑, 파지 (마찰), 고정, 로드 운반 리지(들) 등 또는 이들의 조합에 의해 파이프에 고정될 수 있다. 이러한 모든 방법은 내부, 외부 또는 내부 및 외부 그리핑(gripping)의 조합 일 수 있다.

상기 장치는 크레인에서 장치를 매달 수 있는 눈 형태의 서스펜션 기관(suspension organ) (46)을 포함한다.

작동(Operation) - 제1 실시예

도 4를 참조하면, 장치 (10)가 해양 환경에서 사용될 때, 장치 (10)는 선박 (112)에서 작동될 수 있다. 선박은 반 잠수형, 일반 선박, 바지선 또는 기타 유형의 선박일 수 있다.

파일 지지 프레임 (116)이 선박에 제공될 수 있다. 파일 지지 프레임은 픽업 형태(pickup configuration)에서 4 개의 파일을 지지하도록 구성된다. 픽업 형태에서 4 개의 파일은 연결 위치 (14.1-14.4) 사이의 간격에 해당하는 상호 간격으로 서로 평행하게 배치된다. 바람직하게는 파일은 수직으로 또는 실질적으로 수직으로 배향된다. 도 4의 실시예에서, 파일 지지 프레임 (116)은 세미 서브 선박의 컬럼 (111) 내부에 위치되고 파일 지지 프레임 (116)의 상단은 데크 레벨에 위치한다. 일반 선체(hull)의 경우, 파일 지지 프레임 (116)은 선체 내부에 위치 할 수 있다.

도 5의 실시예에서, 파일 지지 프레임 (116)은 선박 (112)의 측면에 제공된 플랫폼 (117)을 더 포함한다. 파일 지지 프레임 (116)은 물 위에서 캔틸레버 된다.

분명히, 파일 지지 프레임 (116)의 다른 실시예도 가능하다. 예를 들어, 파일 지지 프레임 (116)은 데크 (110)에 위치될 수 있고 데크에서 위로 상승하거나 문풀(moonpool)에 위치될 수 있다.

작동 중에, 선박 (112)은 표적 위치 (118), 예를 들어 재킷 (122)의 레그 (121)의 베이스 (120)에 위치한다. 표적 위치 (118)는 분명히 파일이 해저로 관입될 필요가 있는 임의의 위치 일 수 있다. 장치 (10)는 구조물 (예: 재킷 또는 템플릿 또는 기타 구조물)의 이미 설치된 (일부)에 파일을 설치하는데 사용하거나 또는 예를 들어 구조물 또는 그 일부가 아직 제자리에 있지 않고 결국 이미 설치된 파일 위에 위치되는 경우, 소위 "사전 파일링(pre-piling)"에 사용될 수 있다.

사전 파일링(pre-piling)은 해저의 중간 템플릿을 사용하여 수행할 수 있지만 스페이서 프레임을 사용하면 임시 가이드 프레임을 사전 설치하는 대신 파일과 함께 제공되는 가이드 프레임 역할을 할 수 있다. 이로 인해 실행 시간이 단축된다.

이것은 사전 파일링에 사용될 때, 조정 가능한 경사 시스템을 갖는 복잡한 사전 파일링 템플릿을 제거할 수 있다.

4 개의 파일 (1, 2, 3, 4)이 파일 지지 프레임 (116)에 위치한다. 파일은 관형 일 수 있다. 도 5의 플랫폼의 경우, 파일은 상단 근처에서 파일 지지 프레임 (116)에 연결되고 그로부터 매달릴 수 있다. 4 개의 파일의 상단 면은 서로에 대해 같은 높이다.

장치 (10)는 크레인 (114)을 사용하여 선박 (112)의 데크 (110)로부터 들어 올릴 수 있다. 크레인 (114)은 장치 (10)를 들어 올린 다음 도 4 및 도 5에 도시 된 바와 같이 장치 (10)를 4 개의 파일 (1, 2, 3, 4)에 위치시킨다. 다음으로, 그리퍼 (42)는 외부로 이동되고 관형 파일의 상단을 파지함으로써 각각의 파일 연결 어셈블리 (16)를 연관된 파일에 연결한다. 장치 (10)는 이제 4 개의 파일에 연결된다.

도 6을 살펴보면, 크레인 (114)은 이어서 장치 (10)와 4 개의 파일 (1, 2, 3, 4)의 조합 (150)을 파일 지지 프레임 (16)으로부터 들어 올리고 조합 (150)을 목표 위치 (118)로 이동시킨다. 조합의 안정성을 향상시키기 위해 임시 와이어, 버팀대(braces), 브래킷(brackets), 멈춤 장치 또는 유사한 장치를 제공하여 리프트 중에 4 개의 파일이 충돌하는 것을 방지하고, 파일 하단의 필요한 간격을 유지하며, 장치 (10)의 가동 부분(moving parts)이 움직이지 않도록 할 수 있다.

선택적으로, 장치 (10)는 파일 간 및 파일과 장치 (10) 간의 상대적 이동을 제한하기 위해 스페이서 프레임을 구비할 수 있다. 이 스페이서 프레임은 장치 (10) 아래에 매달리거나 파일 자체에 매달아 하나의 리프트 또는 두 개의 개별 리프트에 설치 및 제거할 수 있다.

스페이서 프레임과 장치 (10) 사이의 연결은 예를 들어 슬링, 체인 또는 단단한 재료에 의해 형성 될 수 있다.

도 7을 살펴보면, 조합 (150)은 이후 재킷 레그의 베이스 (120)로 내려 간다. 베이스 (120)는 베이스 플레이트 (123) 및 베이스 플레이트로부터 상향으로 연장되는 파일 슬리브 (124)를 포함한다. 4 개의 파일 (1, 2, 3, 4)는 4 개의 파일 슬리브 (124)로 내려간다. 이를 위해서는 어느 정도의 제어와 정확성이 필요하다. 파일의 바닥 단부 (126)는 상술한 임의의 임시 장치에 의해 서로 필요한 거리로 유지된다. 파일 슬리브 (124)는 파일 슬리브 내로 파일을 쉽게 배치할 수 있도록 그 상단에 테이퍼 형 파일 가이드 (125)를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 초기 시동 중량은 인장력을 받는 파일의 파일 연결 어셈블리와 연관된 파일 슬리브 (124) 사이에 단단한 연결을 제공함으로써 파일 슬리브로 전달될 수 있다. 이를 통해 제한된 토양 용량(soil capacity)이 활성화되는 시간 동안 시동 중량에 대한 밸러스트 중량(ballast weight)의 사용을 (부분적으로) 생략할 수 있다.

대안적인 실시예에서, 파일은 예를 들어 크레인 (114)에 의해, 장치가 파일 (1, 2, 3, 4)의 상부에 위치되기 앞서, 개별적으로 및 순차적으로 파일 슬리브로 하강하고 위치될 수 있다. 그 다음, 장치 (10)는 4개의 파일의 상부에 위치된다. 이 실시예에서, 파일 지지 프레임 (116)이 필요하지 않다.

파일 (1, 2, 3, 4)의 하단부가 해저와 접촉하면, 처음에는 파일이 자신의 중량과 장치 (10)의 중량에 의해 일정 거리, 예를 들어 50 cm에 걸쳐 해저에 가라 앉을 것이다. 이 거리를 증가시키고 장치 (10)의 전체적인 기능을 개선하기 위해 추가적인 밸러스트 중량이 장치 (10)의 상부에 제공될 수 있다.

도 8, 9a 및 9b를 살펴보면, 모든 파일이 파일 슬리브 내부에 있고 장치 (10)가 파일 위에 있고 파일 (평면도에서 정사각형 또는 다이아몬드 형태임)을 파지 했을 때 장치 (10)가 작동을 시작할 수 있다. 제1 단계에서 파일(1)이 아래로 밀린다. 이는 제어 장치를 사용하여 제1 액츄에이터 (18.1) 내부의 유압을 증가시킴으로써 수행된다. 동시에, 제2 액츄에이터 (18.2) 내부의 유압은 더 낮은 수준으로 유지된다.

도 9a는 4 개의 파일 (1, 2, 3 및 4)에서 발생하는 힘을 보여준다. 파일 (1)에 가해지는 힘은 예를 들어 3000mT 로 상승하고 파일 (2)에 가해지는 힘은 1600mT로 유지된다. 3000mT는 매우 조밀한 북해 모래에 대한 현실적인 예시이다. 그 다음 파일 (1)이 아래로 밀릴 것이다.

결과적으로 파일 (3)과 (4)는 각각 -2300mT에서 인장력을 받게 된다. 마이너스는 힘이 인장력 임을 나타낸다. 4 개의 힘은 힘의 균형을 초래하지만, 브릿지 어셈블리 (12) 및 특히 제1 피벗 가능 프레임 (26)에서 모멘트의 불균형을 초래한다. 제1 액츄에이터의 연장 동안에, 제 1 피벗 가능 프레임 (26)은 고정된 상태로 유지된다는 점에 유의한다.

도 9b를 살펴보면, 동일한 힘 F1, F2, F3 및 F4가 등각 투상도에 표시된다. 파일 (1)이 아래로 밀릴 때, 이 4개의 힘은 축 (29)에 대한 굽힘 모멘트의 불균형을 초래한다. 평형을 회복하기 위해 파일 (3, 4)은 상부 피벗 가능 프레임 (26)의 축 (29)에 대해 굽힘 모멘트 M1 (= 1400 * d)을 가할 필요가 있다.

도 8, 9a, 9b, 13 및 14를 참조하면, 인장력과 굽힘 모멘트는 하부 액츄에이터 부분 (21.3, 21.4)과 상부 피벗 가능 프레임 (26) 사이에서 연장되는 커넥터 로드 (31.3A, 31.3B, 31.4A 및 31.4B)를 통해 상부 피벗 가능 프레임 (26)의 파일 (3, 4)로부터 인가된다. 작용(action) = -반작용(reaction)이기 때문에, 제1 피벗 가능한 프레임에서 파일 (1)의 힘은 3000mT가 되고 파일 (2)가 가하는 힘은 1600mT가 된다. 평형을 제공하기 위해 연결 어셈블리 (16.3)의 커넥터 로드 (31.3B) (도 14에 표시됨)의 인장력은 연결 어셈블리 (16.3)의 커넥터 로드 (31.3A)의 인장력보다 클 것이다.

도 8에 나타난 바와 같이, 파일 (1)의 삽입 스트로크 동안, 제1 피벗 가능 프레임 (26)은 고정된 상태로 유지되는 반면, 제2 피벗 가능 프레임 (28)은 피벗 축 (29)을 중심으로 피벗되고 기울어진다. 이는 하부 액츄에이터 부분 (21)과 제2 피벗 가능 프레임 (28) 사이에서 연장되는 커넥터 로드 (31)에 의해 발생한다. 이러한 커넥터 로드는 제1 파일 (1)의 측면에서 제2 피벗 가능 프레임 (28)을 아래로 당긴다.

도 13과 14를 살펴보면, 파일 (1)을 삽입하는 동안 발생하는 힘이 표시된다. 하부 액츄에이터 부분 (21.3)과 하부 액츄에이터 부분 (21.4)에 각각 연결된 2 개의 우측 커넥터 로드 (31.3A, 31.4A)에서 발생하는 결합된 인장력은 도 14에서 1150mT, 즉 우측 커넥터 로드 (31.3A)의 경우 625mT이고 우측 커넥터 로드 (31.4A)의 경우 625mT로 표시된다. 하부 액츄에이터 부분 (21.3)과 하부 액츄에이터 부분 (21.4)에 각각 연결된 두 개의 좌측 커넥터 로드 (31.3B, 31.4B)에서 발생하는 결합된 인장력은 도 14에서 3450mT, 즉, 좌측 커넥터 로드 (31.3B)의 경우 1725mT이고 좌측 커넥터 로드 (31.4B)의 경우 625mT로 표시된다. 이 힘은 함께, 인장력과 굽힘 모멘트를 파일 (3 및 4)로 전달한다.

도 10과 11을 참조하면, 파일 (1)이 액츄에이터 (18.1)의 스트로크 거리에 걸쳐 지면 또는 해저에 삽입되었을 때, 반대쪽 제2파일 (2)에 대해서도 동일한 프로세스가 수행된다. 제2 액츄에이터 (18.2)의 유압이 상승되고 제1 액츄에이터 (18.1)의 유압은 F1 = 1600mT 및 F2 = 3000mT까지 낮아진다. F3 = F4 = -2300mT. 그 결과, 제2 액츄에이터 (18.2)는 연장 스트로크를 하고 파일 (2)을 지면 또는 해저로 밀어 넣는다. 파일 (1)은 이 시간 동안 고정되어 있다. 제2 피벗 가능 프레임 (28)은 수평 방향으로 다시 기울어진다. 파일 (3, 4)는 다시 인장력을 받는 동시에 M2가 파일 (3 및 4)에 전달된다. M2는 M1과 반대이다.

도 17과 18을 참조하면, 파일 (3)에 대해 동일한 프로세스가 반복된다. 액츄에이터 (18.3)가 확장되고 결과적으로 파일 (3)이 지면 또는 해저에 멀리 삽입된다. 이제, 제2 피벗 가능 프레임 (28)은 고정된 상태로 유지되고 제1 피벗 가능 프레임 (26)은 피벗 축 (27)을 중심으로 피벗한다. F3은 이제 +3000mT이고, F1과 F2는 -2300mT이고 F4는 +1600mT이다.

도 19와 20을 참조하면, 파일 (4)에 대해 동일한 프로세스가 반복된다. 파일 (4)은 액츄에이터 (18.4)를 확장하여 지면으로 일정 거리 삽입된다. 제1 피벗 가능 프레임 (26)은 수평 방향으로 다시 피벗된다.

도 21a를 참조하면, 4개의 파일이 모두 한 번씩 먼 거리에 걸쳐 지면이나 해저에 삽입되면 전체 사이클이 완료된다. 각 사이클은 지시된 순서대로 다음 단계로 구성된다:

- 제1 파일을 지면 또는 해저로 멀리 밀고,

- 제1 파일의 반대쪽에 있는 제2 파일을 지면 또는 해저로 멀리 밀어 넣고,

- 제3 파일을 지면 또는 해저로 멀리 밀고,

- 제3 파일의 반대쪽에 있는 제4 파일을 지면 또는 해저로 멀리 밀어 넣는다.

이제 4 개의 파일이 모두 같은 거리에 걸쳐 땅이나 해저에 삽입되고 (모든 것이 잘되었다고 가정), 방법은 다음 거리(a next distance)에 걸쳐 파일 (1)을 계속 삽입할 수 있다.

4 개의 파일이 모두 필요한 깊이 이상의 지면이나 해저에 삽입될 때까지 여러 번의 사이클이 수행된다. 장치 (10)는 파일과 함께 아래로 이동한다. 대안적으로, 4 개의 파일 (1, 2, 3, 4) 각각은 상기 파일과 연관된 액츄에이터 (18)를 연장함으로써 지면 또는 해저로 일정 거리에 걸쳐 밀려난다. 연장하는 동안, 제어 장치 (100)는 지면 또는 해저로 밀려난 파일이 정사각형 또는 다이아몬드 형태의 반대쪽 파일보다 더 큰 힘을 받도록 하기 위해 연장되는 액츄에이터 내부 및 반대쪽 액츄에이터 내부의 유압을 조절한다. 가해진 미는 힘은 각각의 액츄에이터로부터 브릿지 어셈블리 (12)로 전달되고 적어도 부분적으로 브릿지 어셈블리로부터 인장력 및 굽힘 모멘트로서 두 개의 인접한 파일 연결 어셈블리를 통해 두 개의 인접한 파일로 전달된다.

액츄에이터 (18)의 연장 동안, 상기 액츄에이터의 상부 (20)에 연결된 피벗 가능 프레임 (26, 28)은 고정된 상태로 유지되고 다른 피벗 가능 프레임은 피벗된다. 연장되는 액츄에이터 (18)는 가해진 미는 힘을 브릿지 어셈블리로 전달하고, 상기 미는 힘은 적어도 부분적으로 브릿지 어셈블리로부터 인장력 및 굽힘 모멘트로서 두 개의 인접한 파일 연결 어셈블리를 통해 두 개의 인접한 파일로 전달된다.

선택적으로, 장치 (10)는 하부 브릿지의 바닥에 그리퍼 또는 잠금 시스템을 장착할 수 있다.

도 21b를 참조하면, 장치 (10)에는 하나 이상의 스웨이징 도구 (swaging tool)(80)가 추가로 장착될 수 있다. 스웨이징 도구 (80)는 삽입 가능한 부분 (40)과 통합될 수 있거나 추가 기능으로서 제공될 수 있다. 이 스웨이징 도구 자체는 종래 기술로부터 알려져 있으며 압력을 가함으로써 반경 방향으로 파일을 소성 변형시킬 수 있다. 이러한 변형된 형상은 기계적 연결을 형성하기 위해 파일 슬리브에서 하나 이상의 내부 공동 (82)에 끼워진다. 공동은 중앙 통로 주위에서 원주 방향으로 연장될 수 있다. 이렇게 하면 파일을 슬리브에 그라우팅할 필요가 없다.

그리퍼 또는 잠금 시스템은 파일 슬리브 (124)와 결합하여 둘 사이의 연결을 보장할 수 있다. 모든 액츄에이터 (18)가 연장되면 장치 (10)는 파일 슬리브를 당겨 올려 재킷을 기울일 수 있다. 이것은 재킷의 하단 모서리에서 재킷 레벨을 조정하는데 사용할 수 있다. 후에 스웨이징 도구를 사용하여 파일 슬리브를 파일과 기계적으로 연결하여 재킷이 수평을 유지하도록 할 수 있다.

제안된 시스템은 파일을 구조물 (예: 재킷 또는 템플릿 또는 기타 구조물)의 이미 설치된 (일부)에 파일을 설치하거나 또는 구조물이 아직 제자리에 있지 않고 결국 사전 설치된 파일 위에 배치되는 사전-파일링(pre-piling)에 사용할 수 있다.

해저의 중간 템플릿을 사용하여 사전 파일링을 수행할 수 있지만 스페이서 프레임을 사용하면 임시 가이드 프레임을 사전 설치하는 대신 파일과 함께 제공되는 가이드 프레임 역할을 할 수 있다. 그 결과 실행 시간이 단축된다.

측정

파일을 구동할 때, 일반적으로 측정 장비로 공정을 모니터링하는 것이 유리하다. 이에 대한 몇 가지 이유가 있다.

한 가지 이유는 설치 후 파일의 용량을 표시하는 것이 독일 당국의 요구 사항이기 때문이다. 해머링 된 파일에서는 일반적으로 파일이 땅에 두드려진 후 파일에 추가 측정 시스템을 배치해야 한다. 이는 타격이 너무 심해서 전자 장비가 손상되기 때문이다.

장치 (10)의 장점은 해머링이 필요하지 않기 때문에 전자 장비를 장치 (10)와 파일 (1, 2, 3, 4) 위에 놓을 수 있다는 것이다. 이를 통해 실린더의 압력을 통해 파일 용량을 지속적으로 판독할 수 있으므로 추가 측정이 필요하지 않다.

파일의 깊이를 독립적으로 측정함으로써 파일이 원하는 경사의 오프셋에 있더라도 파일의 상단을 수평 또는 원하는 경사 내에 배치할 수 있다.

이는 사전 파일링에 사용될 때, 조정 가능한 경사 시스템이 있는 복잡한 사전 파일링 템플릿을 제거할 수 있다.

제2 실시예 - 슬라이딩 어셈블리

도 22-25를 살펴보면, 제2 실시예가 도시되어 있다. 이 실시예에서, 각각의 파일 연결 어셈블리 (16) (16.1, 16.2, 16.3, 16.4)는 브릿지 어셈블리 (12)에 견고하게 연결된 슬라이딩 어셈블리 (50) (50.1, 50.2, 50.3, 50.4)를 포함한다.

이 실시예는 피벗 가능 프레임을 포함하지 않는다. 액츄에이터 (18)는 브릿지 어셈블리 (12)의 상부 부분 (22)과 연결된다.

이 실시예에서, 브릿지 어셈블리 (12)는 상부 브릿지 부분 (55)을 포함한다. 이 실시예에서, 파일 연결 어셈블리 (16)는 베이스 프레임 (53)을 통해 서로 견고하게 연결된다. 베이스 프레임은 4개의 컬럼 (51)을 통해 상부 브릿지 부분 (55)에 견고하게 연결된다. 베이스 프레임 (53)은 4 개의 컬럼 (51) 각각에 견고하게 연결되고, 컬럼은 브릿지 어셈블리 (12)에 견고하게 연결된다. 전체 구조는 박스 프레임(a box frame)의 구성을 갖는다. 연결 위치 (14)는 상부 브릿지 부분 (55)에 있다. 베이스 프레임 (53)은 4 개의 슬리브 (52)를 형성한다.

각각의 슬라이딩 어셈블리 (50)는 슬리브 (52) (52.1, 52.2, 52.3, 52.4) 및 파지 상태와 해제 상태 사이에서 전환될 수 있는 하나 이상의 그리퍼 액츄에이터 (54) (54.1, 54.2, 54.3, 54.4)를 포함한다. 도 25에서, 두 개의 그리퍼 액츄에이터 (54)가 서로 위에 도시되어 있다. 그리퍼 액츄에이터 (54)는 파일, 또는 파일 커넥터 (22), 또는 둘 모두에 작용할 수 있다.

그리퍼 액츄에이터 (54)의 해제된 상태에서, 파일 (1, 2, 3, 4) 및/또는 파일 커넥터 (22)는 슬리브 (52)를 통해 미끄러질 수 있다. 슬리브 (52)는 파일 및/또는 파일 커넥터 (22)에 굽힘 모멘트를 가할 수 있고, 그 반대로 파일 및/또는 파일 커넥터 (22)는 슬리브에 굽힘 모멘트를 가할 수 있다. 이 굽힘 모멘트는 베이스 프레임 (53) 및 다른 3 개의 슬리브 (52)를 통해 다른 3 개의 파일 중 하나 이상으로 전달될 수 있다.

그리퍼 액츄에이터 (54)의 파지 상태에서, 해당 파일은 단단히 파지되고 베이스 프레임 (53)에 대해 상하로 이동할 수 없다. 베이스 프레임 (53)은 파일 (1, 2, 3 또는 4)에 굽힘 모멘트와 상향 (또는 하향) 힘을 모두 가할 수 있다. 일반적으로, 상향 힘은 주로 장치 (10)의 작동과 관련이 있는데, 이는 상향 힘으로 파일이 장력을 받을 수 있기 때문이다.

제2 실시예의 작동은 제1 실시예의 작동과 매우 유사하다.

각 사이클은 지시된 순서대로 다음 단계로 구성된다.

- 제1 파일을 지면 또는 해저로 멀리 밀고,

- 제2 파일을 지면 또는 해저로 멀리 밀어 넣고,

- 제3 파일을 지면 또는 해저로 멀리 밀고,

- 제3 파일의 반대쪽에 있는 제4 파일을 지면 또는 해저로 멀리 밀어 넣는다.

여러 사이클을 수행하여 파일을 땅이나 해저로 밀어 넣을 수 있다.

제2 실시예에서, 제1, 제2 제3 및 제4 파일은 임의의 순서로 선택될 수 있다. 즉, 순서는 평면도에서 볼 때 시계 방향, 반 시계 방향 또는 제1 실시예에서 사용된 순서와 유사 할 수 있다.

스트로크를 만드는 액츄에이터와 반대쪽 액츄에이터에서 유압을 조절하는 것은 제1 실시 예와 동일하게 유지된다. 즉, 연장할 액츄에이터의 경우 유압 압력이 반대쪽 액츄에이터 보다 높다. 이렇게 하면 다른 대각선에 있는 두 파일로 전달되어야 하는 굽힘 모멘트가 생성된다.

제3 실시예

도 26, 27 및 28을 참조하면, 제3 실시예가 도시되어 있다. 이 실시예는 제2 실시예와 매우 유사하지만, 브릿지 어셈블리 (12)가 평면도에서 정사각형 또는 다이아몬드 형상을 가지며, 중앙 개구 (60)를 갖는 단일 프레임 (58)을 포함한다는 점에서 차이가 있다.

제3 실시예의 슬라이딩 조립체 (50)는 본질적으로 제 2 실시예의 경우와 동일하다.

제3 실시예의 작동은 또한 본질적으로 제2 실시예의 작동과 동일하다.

도 28을 참조하면, 단일 프레임 (58)은 이전에 해저에 배치된 재킷 위에 위치될 수 있다. 이러한 위치 결정 조작은 설치 선박 (112)에 있는 크레인 (114)으로 수행될 수 있다. 4 개의 파일은 장치 (10)가 파일의 상부에 위치되기 전에 미리 배치될 수 있다. 대안적으로, 4 개의 파일을 재킷 위로 들어 올려 장치 (10)와 함께 해저에 배치할 수 있다.

제3 실시예의 작동은 제 2 실시예의 작동과 동일하다.

제4 실시예

도 29-32 및 12를 참조하면, 제4 실시예에서, 4 개의 액츄에이터 (18)는 각각 축 방향 힘 (압축력 및 인장력) 및 굽힘 모멘트를 브릿지 어셈블리 (12)로부터 각각의 파일 (1, 2, 3, 4)로 그리고 그 반대로 전달하도록 구성된다.

이 형태(configuration)는 기계적 부품이 적지만, 굽힘 모멘트를 전달할 수 있도록 액츄에이터 (18)가 특별히 설계되고 구성되어야 한다.

도 32에 도시된 하나의 변형에서, 각각의 액츄에이터 (18)는 실린더 (84), 피스톤 로드 (87) 및 실린더 내부에 위치하고 서로로부터 떨어져서 피스톤 로드에 장착된 제1 피스톤 (88) 및 제2 피스톤 (89)을 포함한다. 서로 멀리 떨어져 있는 두 개의 피스톤은 굽힘 모멘트의 전달할 수 있다.

도 12에 도시된 또 다른 변형에서, 피스톤 (88)은 피스톤 가이드 (92)를 포함하고 실린더의 로드 단부 (90)는 로드 가이드 (93)를 포함한다. 피스톤 가이드 (92) 및 로드 가이드 (93)는 횡력을 전달하도록 구성된다. 피스톤 가이드 (92)와 로드 가이드 (93) (로드의 가장 바깥 쪽 위치) 사이의 최소 거리 (94)는 실린더의 직경보다 크거나 같다. 최소 거리 (94)는 실린더의 최소 직경 50cm에서 적어도 50cm이다.

다른 변형에서, 각각의 액츄에이터는 서로 측면 거리에 배치되고 액츄에이터가 연장되는 방향에 평행하게 연장하는 복수의 선형 가이드를 포함한다. 선형 가이드는 상부 액츄에이터 부분 (20)에 견고하게 고정된다. 하부 액츄에이터 부분 (21)은 선형 가이드에 슬라이드 가능하게 연결된다. 선형 가이드는 상부 액츄에이터 부분에서 하부 액츄에이터 부분으로 굽힘 모멘트를 전달하도록 구성된다.

다른 변형에서, 각각의 액츄에이터 (18)는 서로 인접하게 위치된 제1 서브 액츄에이터 및 제2 서브 액츄에이터를 포함한다.

도 33에 도시된 변형에서, 연결 위치 (14)는 브릿지 어셈블리의 중심 (99)에 대해 각각 외부 위치 (97)와 내부 위치 (98) 사이에서 조정 가능하다.

일반적인 측면(General aspects)

본 발명에 따른 장치 (10)는 육상 및 해상 모두에서 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 장치 (10)는 연동되지 않은 지면 또는 해저로 파일을 밀어 넣도록 구성된다.

장치 (10)는 서로 수평 거리에 위치하고 서로 접촉하지 않는 지면 또는 해저로 파일을 밀어 넣도록 구성된다. 일반적으로 파일은 원형 단면을 가진 관형 파일(tubular piles)이다.

장치 (10)는 아래로 밀리는 파일의 마찰을 감소시키고 및/또는 각 파일의 내부 압력을 증가 또는 감소시킴으로써 인장력을 받는 파일의 인장 용량을 증가시키기 위해 흡입 펌프를 장착할 수 있다. 특히, 장치 (10)는 파일을 당길 때 인장력을 받는 파일 내부에 저압을 생성함으로써 인장력을 증가시키는 밸브를 구비할 수 있다.

본 발명에 따른 장치는 정확히 4 개의 파일 커넥터를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 장치는 특히 모든 파일을 지면 또는 해저에 수직으로 관입하기에 적합하다. 4 개의 액츄에이터와 4 개의 파일 커넥터는 수직으로 배치될 수 있다. 그러나, 조건에 따라, 장치 (10)는 또한 경사진 방향으로 지면 또는 해저로 파일을 관입하는데 사용될 수 있다.

브릿지 어셈블리는 파일이 지면으로 밀릴 때 파일과 함께 아래쪽으로 이동한다. 궁극적으로 브릿지 어셈블리는 지면, 해저 또는 파일 슬리브와 접촉할 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어 "하나(a 또는 an)"는 하나 또는 하나 이상으로 정의된다. 본원에서 사용되는 용어 복수(plurality)는 둘 이상으로 정의된다. 본 명세서에서 사용되는 용어 또 다른(another)은 적어도 제 2(second) 이상으로 정의된다. 본 명세서에서 사용되는 용어를 포함하고 및/또는 갖는 것은 다른 요소 또는 단계를 배제하지 않는 개방적 언어를 포함하는 것으로 정의된다.

청구항의 참조 부호는 청구항 또는 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 청구된 특정 실시예가 언급된 모든 목적을 달성하지 못할 수 있다는 것이 인식될 것이다.

특정 측정(measures)이 서로 다른 종속항에 언급되어 있다는 단순한 사실은 이러한 측정의 조합이 이점으로 사용될 수 없음을 나타내는 것은 아니다.

위 텍스트에서 텍스트 단락 사이의 흰색 선은 단락에 제시된 기술적 특징이 이전 단락 또는 후속 단락에서 논의된 기술적 특징과 독립적으로 간주될 수 있음을 나타낸다.

Claims (33)

1. 지면 또는 해저에 4개의 파일(pile) (1, 2, 3, 4)을 정사각형 형태 또는 다이아몬드 형태로 밀어 넣는 장치 (10)로서, 상기 장치는:
   - 평면도에서 볼 때 정사각형 형태 또는 다이아몬드 형태로 배열된 제1, 제2, 제3 및 제4 연결 위치 (14.1, 14.2, 14.3, 14.4)를 정의하는 브릿지 어셈블리 (12);
   - 4개 파일 각각이 브릿지 어셈블리에 연결되도록 하는 제1, 제2, 제3 및 제4 파일 연결 어셈블리 (16.1, 16.2, 16.3, 16.4);를 포함하고, 각 파일 연결 어셈블리는:
   o 각각의 연결 위치 (14)로부터 아래로 연장되는 액츄에이터 (18);를 포함하고, 각 액츄에이터는 상부 액츄에이터 부분 (20) 및 하부 액츄에이터 부분 (21)을 포함하고, 상부 액츄에이터 부분은 브릿지 어셈블리에 연결되며, 액츄에이터는 하부 액츄에이터 부분을 상부 액츄에이터 부분에 대해 아래쪽으로 이동할 때마다 연관된 파일을 지면 또는 해저로 일정 거리에 걸쳐 밀어 넣기 위해 연장되도록 구성되고,
   o 하부 액츄에이터 부분 (21)에 연결된 파일 커넥터 (22);를 포함하고, 각 파일 커넥터는 지면 또는 해저로 밀어 넣는 파일 (1,2,3,4)의 상단에 연결되도록 구성되고, 파일 커넥터는 연장되는 동안 연관된 하부 액츄에이터 부분과 함께 상부 액츄에이터 부분에 대해 아래로 이동하도록 구성되며,
   - 상기 장치는 지면 또는 해저로 밀어 넣는 파일이 정사각형 또는 다이아몬드 형태의 반대쪽 파일보다 더 큰 힘을 받도록 하기 위해, 적어도 연장되는 액츄에이터 (18)에 의해 인가되는 힘과 반대쪽 액츄에이터 (18)에 의해 인가되는 힘을 조절하도록 구성되는, 각각의 액츄에이터를 교대로 연장시키도록 구성된 제어 장치 (100);를 포함하고,
   연장되는 액츄에이터는 인가된 미는 힘을 브릿지 어셈블리로 전달하고 상기 미는 힘은 적어도 부분적으로 인장력 및 굽힘 모멘트로서 브릿지 어셈블리 (12)로부터 2개의 인접한 파일 연결 어셈블리를 통해 2개의 인접한 파일로 전달되는 것을 특징으로 하는, 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 브릿지 어셈블리는:
   - 제1 피벗 축 (27)에 대해 피벗 가능한 제1 피벗 가능 프레임 (26);
   - 제1 피벗 가능 프레임의 아래에 위치하고, 제1 피벗 축에 대해 일정한 각도로, 특히 직각으로 연장되는 제2 피벗 축 (29)을 중심으로 피벗 가능한 제2 피벗 가능 프레임 (28);을 포함하고, 평면도에서 볼 때 제1 피벗 가능 프레임과 제2 피벗 가능 프레임이 교차하며,
   제1 액츄에이터 (18.1) 및 제2 액츄에이터 (18.2)는 제1 피벗 가능 프레임 아래에 위치하며 각각의 상부 액츄에이터 부분과 제1 및 제2 연결 위치 (14.1, 14.2)에서 제1 피벗 가능 프레임 (26)에 연결되고,
   제3 액츄에이터 (18.3) 및 제4 액츄에이터 (18.4)는 제2 피벗 가능 프레임 (28) 아래에 위치하고 각각의 상부 액츄에이터 부분과 제3 및 제4 연결 위치 (14.3, 14.4)에서 제2 피벗 가능 프레임에 연결되고,
   각각의 파일 연결 어셈블리 (16)는 커넥터 로드 (31)의 쌍 (30.1, 30.2, 30.3, 30.4)을 포함하고, 각 쌍은 우측 커넥터 로드 (31A) 및 좌측 커넥터 로드 (31B)를 포함하며:
   o 제1 파일 연결 어셈블리 (16.1)의 우측 및 좌측 커넥터 로드가 제1 액츄에이터 (18.1)의 하부 액츄에이터 부분 (21.1)과 제2 피벗 가능 프레임 (28)에 연결되고,
   o 제2 파일 연결 어셈블리 (16.2)의 우측 및 좌측 커넥터 로드가 제2 액츄에이터 (18.2)의 하부 액츄에이터 부분 (21.2)과 제2 피벗 가능 프레임 (28)에 연결되고,
   o 제3 파일 연결 어셈블리 (16.3)의 우측 및 좌측 커넥터 로드가 제3 액츄에이터 (18.3)의 하부 액츄에이터 부분 (21.3)과 제1 피벗 가능 프레임 (26)에 연결되고,
   o 제4 파일 연결 어셈블리 (16.4)의 우측 및 좌측 커넥터 로드가 제4 액츄에이터 (18.4)의 하부 액츄에이터 부분 (21.4)과 제1 피벗 가능 프레임 (26)에 연결되며,
   각각의 우측 커넥터 로드 (31A)는 연관된 액츄에이터의 우측에 연결되고 각각의 좌측 커넥터 로드 (31B)는 연관된 액츄에이터의 좌측에 연결되며, 각 쌍의 커넥터 로드는 인장력 및 굽힘 모멘트를 브릿지 어셈블리에서 연관된 파일로 전달하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   각각의 파일 연결 어셈블리 (16)는 브릿지 어셈블리에 견고하게 연결된 슬라이딩 어셈블리 (50)를 포함하고, 여기서 슬라이딩 어셈블리는 슬리브 (52) 및 파지 상태(gripping state)와 해제 상태(released state) 사이에서 전환될 수 있는 하나 이상의 그리퍼 액츄에이터 (54)를 포함하며,
   - 해제된 상태에서 파일 및/또는 파일 커넥터가 슬리브를 통해 미끄러질 수 있고,
   - 파지 상태에서 슬리브 (52)는 파일 및/또는 파일 커넥터에 견고하게 연결되어, 인장력 및 굽힘 모멘트가 브릿지 어셈블리에서 슬리브에 있는 파일로 전달되도록 하는 것을 특징으로 하는, 장치.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 파일 연결 어셈블리 (16)는 적어도 하나의 컬럼 (51)을 통해 브릿지 어셈블리로 견고하게 연결되고 브릿지 어셈블리 아래에 위치한 베이스 프레임 (53)을 통해 서로 견고하게 연결되며, 슬라이딩 어셈블리는 베이스 프레임에 연결되는 것인, 장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   각각의 액츄에이터 (18)는:
   - 실린더 (84), 피스톤 로드 (87) 및 실린더 내부에 위치하고 서로 먼 거리에서 피스톤 로드에 장착된 제1 피스톤 (88) 및 제2 피스톤 (89); 및/또는
   - 실린더 액츄에이터가 연장되는 방향에 평행하게 연장되며 서로 측면 거리에 위치하고, 상부 액츄에이터 부분으로부터 하부 액츄에이터 부분으로 굽힘 모멘트를 전달하도록 구성되는, 복수의 선형 가이드;
   - 로드 가이드 (93) 및 피스톤 가이드 (92) 사이에 최소 거리 (94)가 실린더의 직경과 같거나 더 큰 것인 실린더; 및/또는
   - 서로 인접하게 위치된 제1 서브 액츄에이터, 특히 실린더, 및 제2 서브 액츄에이터 특히 실린더;를 포함하는 것인, 장치.
   
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   평면도에서 브릿지 어셈블리 (12)는 정사각형 또는 다이아몬드 형태를 갖고 중앙 개구 (60)를 포함하며, 브릿지 어셈블리는 중앙 개구 주위로 연장되는 것인, 장치.
   
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   연동되지 않은 지면 또는 해저에 파일을 밀어 넣도록 구성되는, 장치.
   
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   서로 수평 거리에 위치하고 서로 접촉하지 않는 파일을 밀도록 구성되는 것인, 장치.
   
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   각각의 파일 커넥터는 관형 파일의 상단부에 삽입되도록 구성된 삽입 가능 부분 (40)을 포함하는 것인, 장치.
   
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    각 파일 커넥터는 관형 파일의 상단을 파지(grip)하기 위한 하나 이상의 그리퍼 액츄에이터 (42)를 포함하는 것인, 장치.
    
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    정확히 4개의 연결 어셈블리 (16) 및 정확히 4개의 파일 커넥터 (22)로 구성되는 것인, 장치.
    
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    모든 파일을 지면 또는 해저에 수직으로 관입하도록 구성되며, 특히 4개의 액츄에이터 및 4개의 파일 커넥터는 수직으로 배향되는 것인, 장치.
    
13. 제2항 및 제2항에 따른 청구항 중 어느 한 항에 따른 장치로서,
    각 쌍의 우측 및 좌측 커넥터 로드는 연관된 피벗 가능 프레임의 동일한 측면 및 연관된 하부 액츄에이터 부분의 반대 측면들(opposite sides)에 연결되는 것인, 장치.
    
14. 제2항 및 제2항에 따른 청구항 중 어느 한 항에 따른 장치로서,
    각각의 커넥터 로드 (31)는 하부 힌지를 통해 연관된 실린더 액츄에이터에 연결되고, 각각의 커넥터 로드는 상부 힌지를 통해 연관된 피벗 가능 프레임에 연결되는 것인, 장치.
    
15. 제2항 및 제2항에 따른 청구항 중 어느 한 항에 따른 장치로서,
    제1 피벗 가능 프레임은 제1 평면에서 피벗 가능하고 제2 피벗 가능 프레임은 제1 평면에 직각으로 연장되는 제2 평면에서 피벗 가능하며, 제1 및 제2 평면은 특히 수직으로 연장되는 것인, 장치.
    
16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1, 제2, 제3 및 제4 연결 위치는 브릿지의 중심 (99)에 대해 각각 외부 위치 (97) 및 내부 위치 (98) 사이에서 조정 가능한 것인, 장치.
    
17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    파일 커넥터 사이의 간격 (95)은 연결되도록 구성된 파일의 직경의 약 0.5 배인 것인, 장치.
    
18. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    파일 커넥터 사이 간격 (95)은 연결되도록 구성된 파일의 직경의 2배 이하인 것인, 장치.
    
19. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    파일 커넥터 사이 간격 (95)은 연결되도록 구성된 파일의 직경의 2배 및 4배 사이인 것인, 장치.
    
20. 지면 또는 해저에 4개의 파일 (1, 2, 3, 4)을 정사각형 형태 또는 다이아몬드 형태로 밀어 넣는 방법으로서, 상기 방법은:
    - 각각의 파일 연결 어셈블리 (16)가 연관된 파일에 연결되는, 평면도에서 볼 때 정사각형 또는 다이아몬드 형태로 지면 또는 해저에 4개의 파일을 배치하고 파일의 상단에 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 장치 (10)를 연결하는 단계; 및
    - 상기 파일과 연관된 액츄에이터를 연장함으로써 4개의 파일 각각을 지면 또는 해저로 먼 거리에 걸쳐 교대로 밀어 넣는 단계;를 포함하고, 연장 동안 제어 장치 (100)는 지면 또는 해저로 밀어 넣는 파일이 정사각형 또는 다이아몬드 형태의 반대쪽 파일보다 더 큰 힘을 받도록 반대쪽 액츄에이터 (18)에 의해 가해지는 힘 및 연장되는 액츄에이터 (18)에 의해 가해지는 힘을 조절하고, 가해진 미는 힘은 각각의 액츄에이터로부터 브릿지 어셈블리 (12)로 전달되고 적어도 부분적으로 인장력 및 굽힘 모멘트로서 브릿지 어셈블리로부터 2개의 인접한 파일 연결 어셈블리를 통해 2개의 인접한 파일로 전달되는 것인, 방법.
    
21. 제20항에 있어서, 상기 방법은
    - 제2항에 따른 장치 (10)를 파일에 연결하는 단계; 및
    - 상기 파일과 연관된 실린더 액츄에이터를 연장함으로써 4개의 파일 중 각각을 지면 또는 해저로 먼 거리에 걸쳐 교대로 밀어 넣는 단계;를 더 포함하고, 각 미는 단계 동안 필요한 미는 힘이 각각의 실린더 액츄에이터에서 피벗 가능 프레임으로 전달되고, 상기 피벗 가능 프레임으로부터 2개의 인접한 파일과 상기 피벗 가능 프레임에 연결된 커넥터 로드에 의해 적어도 부분적으로 인장력 및 굽힘 모멘트로써 2 개의 인접한 파일로 전달되는 것인, 방법.
    
22. 제20항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    파일은 관형 파일인 것인, 방법.
    
23. 제20항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    파일은 서로 연동(interlocked)되지 않고 특히 서로 수평거리에 위치하는 것인, 방법.
    
24. 제20항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    브릿지 어셈블리는 파일이 지면으로 밀어 넣어질 때 파일과 함께 아래로 이동하는 것인, 방법.
    
25. 제21항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
    액츄에이터 (18)의 연장 동안 상기 액츄에이터의 상부 (20)에 연결된 피벗 가능 프레임 (26, 28)은 고정 상태로 유지되고 다른 피벗 가능 프레임은 피벗되는 것인, 방법.
    
26. 제20항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 임시 위치에 정사각형 또는 다이아몬드 형태로 4개의 파일을 배치하는 단계;
    - 어셈블리에 따른 장치 (10)를 4개의 파일의 4개의 상단에 연결하는 단계;
    - 장치 (10)와 연결된 4개의 파일의 조합을 해저 또는 지면의 목표 위치로 리프팅 하는 단계;
    를 포함하는, 방법.
    
27. 제20항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
    사이클이 만들어지고, 각 사이클은 지시된 순서대로:
    - 제1 파일을 지면 또는 해저로 멀리 미는 단계;
    - 제1 파일의 반대쪽에 있는 제2 파일을 지면 또는 해저로 멀리 밀어 넣는 단계;
    - 제3 파일을 지면 또는 해저로 멀리 미는 단계;
    - 제3 파일의 반대쪽에 있는 제4 파일을 지면 또는 해저로 멀리 밀어 넣는 단계;
    를 포함하는, 방법.
    
28. 제20항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    장치는 해상 설치 선박의 크레인으로 리프팅 되는 것인, 방법.
    
29. 제20항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
    4개의 파일이 재킷의 각 레그에서 파일 슬리브를 통해 지면으로 밀어 넣어지는 것인, 방법.
    
30. 설치 선박에 제공된 파일 지지 프레임 (116)으로서, 파일 지지 프레임은 정사각형 또는 다이아몬드 픽업 형태로 실질적으로 수직 방향으로 서로 평행하게 4개의 파일 (1, 2, 3, 4)을 지지하도록 구성되며, 파일 지지 프레임은 상부가 개방되어 4개의 파일이 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 장치 (10)에 의해 파지될 수 있도록 하는, 파일 지지 프레임.
    
31. 제30항에 있어서,
    파일 지지 프레임 (116)은 서로 거리를 두고 파일의 상단 면이 실질적으로 같은 높이로 파일을 지지하도록 구성되는 파일 지지부를 포함하는, 파일 지지 프레임.
    
32. 선박은:
    - 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 장치 (10);
    - 파일 지지 프레임 (116); 및
    - 크레인 (114);
    을 포함하는 것인, 선박.
    
33. 제32항에 있어서,
    파일 지지 프레임은:
    - 갑판에 위치하고,
    - 적어도 부분적으로 갑판 아래에 위치하고,
    - 선박의 선체 또는 갑판에서 외부로 확장되는 캔틸레버 플랫폼을 포함하고, 및/또는
    - 적어도 부분적으로 세미 서브(semi-sub)의 컬럼에 위치하고, 컬럼은 갑판 구조와 플로터를 연결하는 것인, 선박.
    
    
    

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