NL1016635C2

NL1016635C2 - Sea=bed trenching device for laying cable or pipeline comprises a ship=towed carriage or sledge fitted with arrangement of pivotable pressure spray angled arms on each side of the pipe

Info

Publication number: NL1016635C2
Application number: NL1016635A
Authority: NL
Inventors: Nico Van Ginkel; Anna Baukje De Jong; Cees Van Rhee
Original assignee: Hollandsche Betongroep Nv
Priority date: 2000-08-28
Filing date: 2000-11-17
Publication date: 2002-03-01

Abstract

The spray arms (12) are pivoted by drive means (22-24) in the towed carriage (1) to rotate from a rear inactive horizontal to a lowered operating position. The spray nozzles are also rotatable. Ideally the framed arms deployed below and on each side of the cable or pipeline are cranked at an obtuse angle with the high pressure spray nozzles (18,19) directed in opposing directions. The pressure jets open the sand or silt bottom and break up more cohesive material letting the pipe to sink into the formed trench.

Description

Titel: Inrichting en werkwijze voor het aanbrengen van een sleuf in de bodem van een watergebied.Title: Device and method for providing a trench in the bottom of a water area.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het aanbrengen van een gleuf in 5 de bodem van een watergebied, in het bijzonder om een pijpleiding of kabel in de bodem onder te brengen, omvattende een ten opzichte van genoemde bodem onder water verplaatsbaar voertuig of dergelijke, waarop is aangebracht ten minste een spuitarm die voorzien is van spuitmondstukken voor hoge druk waterstralen.The invention relates to a device for arranging a slot in the bottom of a water area, in particular for accommodating a pipeline or cable in the bottom, comprising a vehicle or the like that is movable relative to said bottom under water, on which is arranged at least one spray arm which is provided with spray nozzles for high-pressure water jets.

10 Een dergelijke inrichting is bekend uit US-A-4112695. In deze inrichting zijn twee verticaal verstelbare spuitarmen aangebracht waarop rijen van spuitmondstukken zijn voorzien.Such a device is known from US-A-4112695. Two vertically adjustable spray arms are provided in this device on which rows of spray nozzles are provided.

De grond in de bodem wordt bij het gebruik van deze inrichting gefluïdiseerd door 15 waterstralen die uit de spuitmondstukken treden. De spuitmondstukken hellen zodanig dat de waterstralen zowel voorwaarts als binnenwaarts in de benedenwaartse richting zijn gericht. Met een dergelijke uitvoering van spuitarmen en spuitmondstukkken kunnen zich bij het losmaken van grond met een zekere cohesie, zoals klei, problemen voordoen. Dat wil zeggen dat de grond onvoldoende wordt versneden en onvoldoende 20 kan worden afgevoerd.When using this device, the soil in the soil is fluidized by jets of water coming out of the spray nozzles. The spray nozzles are inclined such that the water jets are directed both forwardly and inwardly in the downward direction. With such an embodiment of spray arms and spray nozzles problems can arise when loosening soil with a certain cohesion, such as clay. That is, the soil is insufficiently cut and cannot be discharged sufficiently.

Bekende inrichtingen maken niet optimaal gebruik van de capaciteit van de hogedruk waterstralen. De snelheid waarmee waterstralen met maximaal eroderend effect door de grond kunnen snijden ligt hoger dan de voortbewegingssnelheid van een dergelijke 25 inrichting.Known devices do not make optimum use of the capacity of the high-pressure water jets. The speed at which water jets can cut through the ground with a maximum eroding effect is higher than the speed of movement of such a device.

Met de uitvinding wordt beoogd de nadelen te vermijden en een inrichting te verschaffen waarmee de volledige capaciteit van de hogedruk waterstralen kan worden benut. Zodoende kan efficiënt een sleuf worden aangebracht in grondsoorten van 30 onderling verschillende cohesie, zoals klei, zand en dergelijke.The object of the invention is to avoid the disadvantages and to provide a device with which the full capacity of the high-pressure water jets can be utilized. Thus, a trench can be provided efficiently in soil types of mutually different cohesion, such as clay, sand and the like.

22

Dat doel wordt bereikt doordat de spuitarm een cilinder omvat, die over de omtrek daarvan is voorzien van spuitmondstukken. Daarbij is het mogelijk dat middelen zijn voorzien voor het roteren van de cilinder om de langsas daarvan.This object is achieved in that the spray arm comprises a cylinder which is provided with spray nozzles over its circumference. In addition, it is possible that means are provided for rotating the cylinder about its longitudinal axis.

5 In de onderhavige uitvinding is sprake van het begrip "cilinder". Met het woord cilinder wordt niet gedoeld op een mathematisch gevormd lichaam, maar wordt bedoeld een in hoofdzaak cilindervormige buis of pijp. Het is duidelijk dat ook een enigszins ovaal gevormde, niet volledig ronde buis of pijp zou kunnen worden gebruikt, binnen de reikwijdte van de onderhavige uitvinding. Verder is het mogelijk de buis een 10 veelhoekige omtrek zoals een zeskantige omtrek te geven.The term "cylinder" is used in the present invention. By the word cylinder is not meant a mathematically shaped body, but is meant a substantially cylindrical tube or pipe. It is clear that also a somewhat oval-shaped, not completely round tube or pipe could be used, within the scope of the present invention. Furthermore, it is possible to give the tube a polygonal circumference such as a hexagonal circumference.

Als gevolg van de rotatiebeweging van de spuitarm, zullen de uittredende waterstralen uit de spuitarm de grond waarin een gleuf moet worden aangebracht op efficiënte wijze versnijden en kapotspuiten. Daardoor wordt bereikt dat de grond, ook bij een sterke 15 cohesie daarvan, op een efficiënte wijze wordt verwijderd voor het vormen van een gleuf in de grond.As a result of the rotational movement of the spray arm, the water jets emerging from the spray arm will efficiently cut and spray the ground into which a slot must be provided. Thereby it is achieved that the ground, also with a strong cohesion thereof, is removed in an efficient manner to form a trench in the ground.

Volgens de uitvinding is het mogelijk dat de spuitmondstukken zijn uitgevoerd als boringen of openingen in de wand van de cilinder. Als alternatief is het mogelijk dat de 20 spuitmondstukken zijn uitgevoerd als opzetstukken, die zijn bevestigd op of in de buitenwand van de cilinder.According to the invention, it is possible for the spray nozzles to be designed as bores or openings in the wall of the cylinder. Alternatively, it is possible that the spray nozzles are designed as attachments, which are mounted on or in the outer wall of the cylinder.

In het gebruik zal het onderwater verplaatsbare voertuig bewegen in de richting waarin een sleuf in de bodem gewenst is. Alleen de waterstralen aan die zijde van de cilinder 25 die gericht is in de voortbewegingsrichting van het voertuig, dus aan de voorzijde, kunnen bijdragen aan het effectief verwijderen van grond voor het vormen van de gewenste sleuf in de bodem. De grond aan die zijde van de cilinder die gericht is weg van de voortbewegingsrichting, dus aan de achterzijde, is immers reeds verwijderd. 1In use, the underwater mobile vehicle will move in the direction in which a slot in the bottom is desired. Only the water jets on that side of the cylinder 25 which is directed in the direction of movement of the vehicle, i.e. at the front, can contribute to the effective removal of soil for forming the desired slot in the soil. After all, the ground on that side of the cylinder that is directed away from the direction of movement, that is at the rear, has already been removed. 1

Verder is het mogelijk dat een spuitarm meerdere cilinders omvat. Daarbij is het mogelijk dat verschillende uitvoeringen van cilinders uitwisselbaar en vervangbaar op een spuitarm kunnen worden aangebracht.Furthermore, it is possible that a spray arm comprises several cylinders. In addition, it is possible that different versions of cylinders can be interchangeably and replaceable on a spray arm.

33

Om de doelmatigheid van de inrichting volgens de uitvinding verder te verbeteren is het voordelig dat middelen aanwezig zijn voor het in gebruik afschermen van de spuitmondstukken aan die zijde van de cilinder die gericht is weg van de 5 voortbewegingsrichting van het onderwater verplaatsbare voertuig. Hierdoor wordt de volledige capaciteit van de inrichting benut voor het verwijderen van de grond.In order to further improve the efficiency of the device according to the invention, it is advantageous that means are provided for shielding, in use, the spray nozzles on that side of the cylinder directed away from the direction of travel of the underwater displaceable vehicle. As a result, the full capacity of the device is utilized for removing the soil.

Een spuitarm kan worden voorzien van één of meerdere cilinders. Zo kan een spuitarm bijvoorbeeld worden voorzien van twee gelijke of juist verschillende cilinders boven 10 elkaarrBe mantels kunnen onderling verschilleninonder meer de diameter, lengte of het aantal spuitmondstukken.A spray arm can be provided with one or more cylinders. For example, a spray arm can be provided with two identical or precisely different cylinders above each other. The jackets can differ from each other, inter alia the diameter, length or the number of spray nozzles.

De verschillende cilinderuitvoeringen kunnen daarbij uitwisselbaar zijn. Hierdoor kunnen verschillende configuraties op een spuitarm worden aangbracht en kan worden 15 ingespeeld op veranderende bodemcondities. De mantels zijn dan tevens eenvoudig vervangbaar.The different cylinder versions can be interchangeable. As a result, different configurations can be made on a spray arm and it is possible to respond to changing soil conditions. The jackets are then also easily replaceable.

Volgens een uitvoeringsvorm is het mogelijk dat tenminste twee dergelijke cilindervormige spuitarmen naast elkaar zijn voorzien, aan weerszijden van de 20 pijpleiding of kabel werkzaam te zijn.According to an embodiment, it is possible that at least two such cylindrical spray arms are provided next to each other, to be active on either side of the pipeline or cable.

Het is volgens de uitvinding mogelijk dat de uittreerichting van de spuitmondstukken gericht is in hoofdzaak loodrecht op de rotatie-as van de cilinder. Door deze maatregelen wordt bereikt dat in de grond een vrij brede gleuf wordt gegraven. De 25 breedte van deze gleuf zal overeenkomen met de diameter van de spuitarm vermeerderd met twee maal de indringdiepte van de hoge druk waterstralen.According to the invention, it is possible that the direction of exit of the spray nozzles is directed substantially perpendicular to the axis of rotation of the cylinder. These measures ensure that a fairly wide trench is dug into the ground. The width of this slot will correspond to the diameter of the spray arm plus two times the penetration depth of the high pressure water jets.

Als alternatief is het mogelijk dat de spuitarm of elke spuitarm een of meer spuitmonden omvatten die onder een hoek tussen 0° en ongeveer 90° ten opzichte van 30 de langsas van de spuitarm in hoofdzaak benedenwaarts gericht zijn aangebracht. Op deze manier wordt bereikt dat een vrij smalle gleuf wordt vervaardigd in de grond, waarvan de breedte meer zal overeenkomen met de diameter van de spuitarm.Alternatively, it is possible for the spray arm or each spray arm to comprise one or more nozzles which are arranged substantially downwardly at an angle between 0 ° and about 90 ° with respect to the longitudinal axis of the spray arm. In this way it is achieved that a fairly narrow slot is produced in the ground, the width of which will more closely correspond to the diameter of the spray arm.

f? ’ -S - . .f? "-S -. .

44

Volgens de uitvinding is het mogelijk dat de spuitmonden gelijkmatig verdeeld over de omtrek van de cilinder zijn aangebracht. Daarbij is het mogelijk dat de spuitmondstukken op de spuitarm of de spuitarmen in onderling gelijke groepen over de omtrek van de cilinder zijn aangebracht. Verder is het mogelijk dat de 5 spuitmondstukken volgens tenminste een spiraalvormige rij over de omtrek zijn aangebracht.According to the invention, it is possible that the nozzles are arranged evenly distributed over the circumference of the cylinder. It is thereby possible for the spray nozzles to be arranged on the spray arm or spray arms in mutually equal groups over the circumference of the cylinder. Furthermore, it is possible that the spray nozzles are arranged in a circumferential manner according to at least one spiral row.

Volgens de uitvinding is het verder mogelijk dat op de ten minste ene spuitarm eerste spuitmondstukken zijn voorzien en tweede spuitmondstukken zijn voorzien, waarvan 10 de uittreerichtingen tegengesteld zijn, ten behoeve van interne compensatie van reactiekrachten in de spuitarm.According to the invention it is furthermore possible that first spray nozzles and second spray nozzles are provided on the at least one spray arm, the discharge directions of which are opposite, for the purpose of internal compensation of reaction forces in the spray arm.

Door het bevestigen van de spuitmonden op een zodanige wijze dat de uitstroomopeningen van de groepen spuitmonden tegengesteld zijn wordt een interne 15 compensatie van reactiekrachten in de spuitarm zelf voorzien. Dat betekent dat de spuitarm zelf geen verdere reactiekrachten zal uitvoeren op het voertuig. Het voertuig zal tijdens het aanbrengen van de gleuf daarom niet "uit de grond worden geduwd".By mounting the nozzles in such a way that the outflow openings of the groups of nozzles are opposite, an internal compensation of reaction forces in the spray arm itself is provided. This means that the spray arm itself will not exert any further reaction forces on the vehicle. The vehicle will therefore not be "pushed out of the ground" during the installation of the slot.

In de inrichting volgens de uitvinding is het mogelijk om de spuitarmen in verticale 20 richting vast op het voertuig aan te brengen. Het is ook mogelijk dat de spuitarmen in verticale richting omlaag zijn te bewegen, om de spuitarmen te laten uitsteken aan de onderzijde van het voertuig. Voor verschillende grondsoorten is het voordelig dat middelen zijn voorzien om de ten minste ene spuitarm vanuit een draaipunt daarvan over een hoek in het verticale langsvlak te draaien tussen een inactieve stand, waarin de 25 spuitarm in hoofdzaak achterwaarts gericht is, en een actieve of werkstand waarin de spuitarm in hoofdzaak benedenwaarts is gericht.In the device according to the invention it is possible to arrange the spray arms firmly on the vehicle in the vertical direction. It is also possible that the spray arms can be lowered in the vertical direction, so that the spray arms protrude on the underside of the vehicle. For different types of soil it is advantageous that means are provided for rotating the at least one spray arm from a pivot thereof thereof through an angle in the vertical longitudinal plane between an inactive position, in which the spray arm is directed substantially rearwardly, and an active or working position in which the spray arm is directed substantially downwards.

In bedrijf wordt het aanbrengen van de sleuf gestart door de tenminste ene spuitarm vanuit de genoemde inactieve stand, waarin de spuitarm achterwaarts is gericht in lijn 30 met de langsrichting van het voertuig, geleidelijk te kantelen of te draaien naar de actieve benedenwaarts gerichte werkstand. Deze draaiing van de spuitarm over een hoek van tot aan in hoofdzaak 90° ten opzichte van de horizontaal wordt uitgevoerd terwijl het voertuig voorwaarts wordt verplaatst. Bij het indraaien van de spuitarm 5 wordt de pompcapaciteit van de stralen geleidelijk opgevoerd. Het is gebleken dat met deze inrichting volgens de uitvinding een doelmatige en flexibele wijze van versnijden en kapotspuiten van de grond wordt gerealiseerd in grondsoorten met lage of geen samenhang zoals zand, maar ook in grondsoorten met hogere samenhang zoals klei.In operation, the provision of the slot is started by gradually tilting or turning the at least one spray arm from said inactive position, in which the spray arm is directed backwards in line with the longitudinal direction of the vehicle, to the active downwardly directed working position. This rotation of the spray arm through an angle of up to substantially 90 ° with respect to the horizontal is carried out while the vehicle is being moved forward. When the spray arm 5 is screwed in, the pump capacity of the jets is gradually increased. It has been found that with this device according to the invention an efficient and flexible method of cutting and crushing the soil is realized in types of soil with low or no cohesion such as sand, but also in types of soil with higher cohesion such as clay.

55

Volgens de uitvinding is het verder mogelijk dat ten minste een spuitarm uit twee of meer onderling onder een hoek of op afstand zich uitstrekkende deelarmen bestaat 10 Daarbij is het mogelijk dat ten minste een spuitarm in hoofdzaak een h-vorm heeft met een lange arm en een evenwijdig daaraan verlopende korte arm, waarbij de korte arm vanuit een buiten de pijpleiding of kabel gelegen, niet actieve stand gedraaid kan worden naar een actieve werkstand onder de pijpleiding of kabel. Verder is het mogelijk dat ten minste een spuitarm in hoofdzaak een 1-vorm heeft met een lange arm 15 en een dwars daarop staande korte arm, waarbij de korte arm vanuit een buiten de pijpleiding of kabel gelegen niet-actieve stand gedraaid kan worden naar de actieve stand onder de pijpleiding of kabel.According to the invention it is furthermore possible that at least one spray arm consists of two or more sub-arms extending mutually at an angle or spaced apart. It is possible here that at least one spray arm has substantially an H-shape with a long arm and a short arm running parallel to it, wherein the short arm can be rotated from an inactive position located outside the pipeline or cable to an active working position below the pipeline or cable. Furthermore, it is possible that at least one spray arm has substantially a 1-shape with a long arm 15 and a short arm standing transversely thereto, wherein the short arm can be rotated from an inactive position situated outside the pipeline or cable to the active position under the pipeline or cable.

Zowel bij de h- als de 1-vormige spuitarmen kunnen een of meerdere deelarmen zijn 20 voorzien van tenminste een cilindervormig lichaam, volgens de uitvinding.Both the h-shaped and the 1-shaped spray arms can have one or more sub-arms provided with at least one cylindrical body, according to the invention.

Naast de hierboven beschreven inrichting betreft de onderhavige uitvinding ook een werkwijze voor het aanbrengen van een sleuf in de bodem van een watergebied, in het bijzonder om een pijpleiding of kabel in de bodem onder te leggen, waarbij men de 25 sleuf in de bodem aanbrengt door de bodem plaatselijk weg te spuiten met behulp van hoge druk waterstralen, welke hoge druk waterstralen worden voortgebracht uit spuitmondstukken die zijn aangebracht in ten minste een spuitarm van een onder water verplaatsbaar voertuig. 1In addition to the device described above, the present invention also relates to a method for providing a trench in the bottom of a water area, in particular for laying a pipeline or cable in the bottom, wherein the trench is made in the bottom by spraying the soil locally with the aid of high-pressure water jets, which high-pressure water jets are produced from spray nozzles arranged in at least one spray arm of a vehicle movable under water. 1

De werkwijze volgens de onderhavige uitvinding wordt gekenmerkt doordat men tijdens het aanbrengen van de sleuf in de bodem de cilinder of de spuitarm roteert, voor het laten uitvoeren van een snijbeweging van de hoge druk waterstralen door de bodem.The method according to the present invention is characterized in that the cylinder or the spray arm is rotated during the insertion of the slot in the bottom, to cause a cutting movement of the high-pressure water jets to be carried out through the bottom.

66

Volgens de uitvinding is het mogelijk dat men de indring- of erosiediepte van de hoge druk waterstralen in de voortbewegingsrichting bepaalt en men de rotatiesnelheid van de spuitarm en de voortgangsbeweging van het onder water verplaatsbare voertuig zodanig afstemt dat het voertuig zich in hoofdzaak verplaatst over een afstand die gelijk 5 is aan de indring- of erosiediepte van de waterstralen, gedurende een volledige omwentelingslag van de spuitarm.According to the invention, it is possible to determine the penetration or erosion depth of the high-pressure water jets in the direction of movement and to adjust the rotation speed of the spray arm and the progression movement of the water-displaceable vehicle such that the vehicle moves substantially over a distance which is equal to the penetration or erosion depth of the water jets, during a complete revolution of the spray arm.

Wanneer het voertuig over de bodem wordt getrokken zullen de hoge druk waterstralen grond wegspuiten in de bodem voor het vormen van een gleuf in de grond. Daarom is 10 het mogelijk dat men de indringdiepte van de hogedruk waterstralen in de voortbewegingsrichting van het voertuig bepaalt en men vervolgens de rotatiesnelheid van de cilinder op de spuitarm en de voortgangsbeweging van het onder water verplaatsbare voertuig zodanig afstemt dat het voertuig zich in hoofdzaak verplaatst over een afstand die gelijk is aan de indringdiepte van de waterstralen, gedurende een 15 volledige omwentelingsslag van de spuitarm.When the vehicle is pulled over the bottom, the high pressure water jets will spray soil into the soil to form a slot in the soil. It is therefore possible to determine the penetration depth of the high-pressure water jets in the direction of travel of the vehicle and then to adjust the rotation speed of the cylinder on the spray arm and the progress of the water-displaceable vehicle such that the vehicle moves substantially over a distance equal to the penetration depth of the water jets, during a complete revolution of the spray arm.

De uitvinding zal verder worden toegelicht aan de hand van de bijgaande figuren waarin: 20 Figuur 1 een aanzicht toont van een door een schip over de zeebodem geleide inrichting volgens de uitvinding, tijdens het in de bodem aanbrengen van een pijpleiding of kabel.The invention will be further elucidated with reference to the accompanying figures, in which: Figure 1 shows a view of a device according to the invention guided by a ship over the seabed, during the installation of a pipeline or cable in the bottom.

Figuur 2a een schematisch aanzicht toont van de inrichting volgens de uitvinding in zijaanzicht, met de spuitarm in een niet-actieve stand.Figure 2a shows a schematic view of the device according to the invention in side view, with the spray arm in a non-active position.

2525

Figuur 2b een aanzicht weergeeft volgens figuur 2a, met de spuitarm in een actieve stand.Figure 2b shows a view according to Figure 2a, with the spray arm in an active position.

Figuur 3 een aanzicht toont van een met een cilinder uitgevoerde spuitarm volgens de 30 uitvinding.Figure 3 shows a view of a spray arm with a cylinder according to the invention.

Figuur 4 een zijaanzicht toont van de spuitarm volgens de uitvinding met een centraal element waaromheen een cilinder roteert.Figure 4 shows a side view of the spray arm according to the invention with a central element around which a cylinder rotates.

1 Γί 1 .Λ ; 71 1ί 1 .Λ; 7

Figuur 5 schematisch de positie weergeeft van een spiraalvormig aangebrachte rij spuitmondstukken.Figure 5 schematically represents the position of a helically arranged row of spray nozzles.

5 Figuur 6 de uitslag toont van een cilindervormige spuitarm, waarop ten behoeve van interne compensatie een even aantal rijen spuitmondstukken is aangebracht.Figure 6 shows the deflection of a cylindrical spray arm on which an even number of rows of spray nozzles is provided for internal compensation.

Figuur 7 een spuitarm toont waarin een scherm is aangebracht, voor het afsluiten van de spuitmonden die niet zijn gericht in de richting van de voortbeweging van de 10 spuitarm;- -------------------- - ................................ .............. -Figure 7 shows a spray arm in which a screen is arranged for closing the nozzles that are not directed in the direction of the advance of the spray arm; ----------------- --- - ................................ .............. -

Figuur 8,9,10 en 11 mogelijke configuraties van verschillende cilinders.Figure 8,9,10 and 11 possible configurations of different cylinders.

In de schematische figuur 1 wordt een inrichting 1 getoond volgens een mogelijke 15 uitvoeringsvorm van de uitvinding die door een schip 2 door middel van een kabel 3 over de zeebodem wordt getrokken of geleid. Daarbij wordt in de zeebodem, die bijvoorbeeld bestaat uit klei, een gleuf 4 aangebracht. In de gleuf 4 wordt bovendien een pijpleiding of kabel 5 ingegraven.In the diagrammatic figure 1 a device 1 is shown according to a possible embodiment of the invention which is pulled or guided over a seabed by a ship 2 by means of a cable 3. A groove 4 is thereby provided in the seabed, which for example consists of clay. In addition, a pipeline or cable 5 is buried in the slot 4.

20 In figuur 2 is te zien dat de inrichting 1 een slede 6 omvat met daarop een frame 7. Aan het frame 7 is tenminste een spuitarm 8 met tenminste een cilinder 9 bevestigd. Volgens figuur 2 wordt de spuitarm 8 in verticale richting omlaag bewogen vanuit een inactieve stand naar een actieve stand, waarin deze aan de onderzijde van de slede 6 uitsteekt. Zo zijn niet weergegeven middelen aanwezig (bijvoorbeeld hydraulische 25 cilinders) om de spuitarm 8 vanaf de in figuur 2 weergegeven stand, waarbij het ondereinde van de spuitarm 8 zich of net boven de zeebodem bevindt, te verplaatsen naar een actieve stand volgens figuur 2b aangegeven werkstand.Figure 2 shows that the device 1 comprises a slide 6 with a frame 7 thereon. At least one spray arm 8 with at least one cylinder 9 is attached to the frame 7. According to Figure 2, the spray arm 8 is lowered in the vertical direction from an inactive position to an active position, in which it projects out from underneath the carriage 6. For instance, means (not shown) are present (for example hydraulic cylinders) for moving the spray arm 8 from the position shown in figure 2, wherein the lower end of the spray arm 8 is located or just above the seabed, to an active position as shown in figure 2b .

Bovendien omvat de inrichting 1 middelen 11 om de spuitarm 8 te laten roteren om de 30 langsas van de spuitarm 8. Het is ook mogelijk dat de spuitarm volgens de uitvinding roteert als gevolg van de reactiekrachten die de waterstralen ondervinden, op het moment dat deze de cilinder verlaten.Moreover, the device 1 comprises means 11 for causing the spray arm 8 to rotate about the longitudinal axis of the spray arm 8. It is also possible for the spray arm according to the invention to rotate as a result of the reaction forces encountered by the water jets at the moment that they abandoned cylinder.

88

De spuitarm 8 is aangesloten op een niet weergegeven hogedrukwaterpomp, om water met een druk van bijvoorbeeld 10 tot 100 bar te produceren. De spuitmondstukken hebben een diameter van bijvoorbeeld 1 tot 15 mm hier valt een stuk weg 10 tot 15 mm.The spray arm 8 is connected to a high-pressure water pump (not shown) for producing water with a pressure of, for example, 10 to 100 bar. The spray nozzles have a diameter of, for example, 1 to 15 mm, here a piece falls away 10 to 15 mm.

55

In plaats van het in verticale richting omlaag brengen van de spuitarm 8 is het ook mogelijk om de spuitarm via een zwenkas van een in hoofdzaak niet actieve horizontale stand te zwenken naar een werkstand waarbij de spuitarm 8 zich in hoofdzaak in verticale richting uitstrekt.Instead of lowering the spray arm 8 in the vertical direction, it is also possible to swing the spray arm from a substantially inactive horizontal position via a pivot axis to a working position in which the spray arm 8 extends substantially in the vertical direction.

1010

De spuitarm 8 is in meer detail weergegeven in figuur 3a. Figuur 3a toont een bovenste gedeelte 10 dat kan worden geroteerd met behulp van de middelen 11, die schematisch zijn weergegeven in figuur 2. Aan de onderzijde van het gedeelte 10 is een gedeelte 12 bevestigd, dat is uitgevoerd als cilinder. In het gebruik wordt de spuitarm 8 geroteerd 15 om ervoor te zorgen dat de hoge druk waterstralen 13 die de spuitmondstukken 14 verlaten door de rotatiebeweging van de arm 8 doelmatig door de te verwijderen grond kunnen snijden.The spray arm 8 is shown in more detail in Figure 3a. Figure 3a shows an upper part 10 which can be rotated with the aid of the means 11, which are schematically shown in figure 2. At the bottom side of the part 10 a part 12 is mounted, which is designed as a cylinder. In use, the spray arm 8 is rotated to ensure that the high pressure water jets 13 exiting the spray nozzles 14 can effectively cut through the soil to be removed due to the rotational movement of the arm 8.

In figuur 3b is een variant weergegeven van de spuitarm 8, die bestaat uit een centraal 20 element 17, dat zich uitstrekt in hoofdzaak ter hoogte van de hartlijn 16 van de spuitarm. Aan het element 17 is een afdichtingsplaat 18 bevestigd, dat de onderzijde van de spuitarm vormt. De cilindervormige spuitarm wordt volgens figuur 3b opgesloten door het buisvormige deel 10 en de afdichtingsplaat 18. Bij deze uitvoering is het mogelijk dat mechanische aandrijfmiddelen aanwezig zijn voor het roteren van 25 de spuitarm, om de hartlijn daarvan.Figure 3b shows a variant of the spray arm 8, which consists of a central element 17, which extends substantially at the axis 16 of the spray arm. Attached to the element 17 is a sealing plate 18 which forms the underside of the spray arm. According to Figure 3b, the cylindrical spray arm is confined by the tubular part 10 and the sealing plate 18. In this embodiment, it is possible that mechanical drive means are present for rotating the spray arm about its axis.

Het is ook mogelijk om een hydraulische aandrijving te voorzien, die bijvoorbeeld wordt gevormd door de reactiekracht die door het uitstromende water wordt ondervonden. Het voordeel van deze oplossing is dat er geen belemmering bestaat van 30 de waterstroom die de spuitarm verlaat en dat er geen verdere voorzieningen in de spuitarm hoeven te worden aangebracht. Voor een voldoende rotatie van de spuitarm moeten de uitstroomopeningen van de spuitmondstukken op de juiste wijze zijn uitgelijnd.It is also possible to provide a hydraulic drive, which is formed, for example, by the reaction force experienced by the outflowing water. The advantage of this solution is that there is no obstruction to the water flow leaving the spray arm and that no further provisions need to be made in the spray arm. For a sufficient rotation of the spray arm, the outflow openings of the spray nozzles must be aligned correctly.

99

Volgens de figuren 3a en 3b zijn de spuitmondstukken 14 allemaal omlaag gericht In een alternatieve uitvoeringsvorm is het mogelijk dat een gedeelte van spuitmondstukken 14 een uittreerichting heeft die tegengesteld is aan de in figuur 3 5 weergegeven uittreerichting. Door deze maatregel wordt bereikt dat in de spuitarm 8 een zekere interne compensatie plaatsvindt, zodat geen krachten in verticale richting worden uitgeoefend op de slede 6, zodat de slede 6 niet van de grond loskomt op het moment dat de spuitarm 8 in gebruik wordt genomen. Dat wordt hieronder toegelicht aan de hand van figuur 6.According to Figures 3a and 3b, the spray nozzles 14 are all directed downwards. In an alternative embodiment, it is possible that a portion of spray nozzles 14 has an outlet direction that is opposite to the outlet direction shown in Figure 3. This measure ensures that a certain internal compensation takes place in the spray arm 8, so that no forces are exerted in the vertical direction on the carriage 6, so that the carriage 6 does not come loose from the ground when the spray arm 8 is put into use. This is explained below with reference to Figure 6.

10 ——--------------10 ——--------------

Volgens figuren 3a, 3b zijn de spuitmondstukken 14 voorzien door openingen aan te brengen in de wand 15 van het gedeelte 12. Het is bijvoorbeeld mogelijk het gedeelte 12 uit te voeren als gietstuk. Ook is het mogelijk om de spuitmondstukken 14 aan te brengen door boringen aan te brengen in de wand 15. Het is natuurlijk ook mogelijk dat 15 de spuitmondstukken 14 worden gevormd door op of in de wand 15 van het gedeelte 12 aangebrachte opzetstukken (niet afgebeeld).According to figures 3a, 3b, the spray nozzles 14 are provided by providing openings in the wall 15 of the section 12. It is possible, for example, to design the section 12 as a casting. It is also possible to arrange the spray nozzles 14 by providing bores in the wall 15. It is of course also possible that the spray nozzles 14 are formed by attachments arranged on or in the wall 15 of the portion 12 (not shown) .

Volgens figuur 3a maken de hoge druk waterstralen 13 een hoek met de langshartlijn 16 van de spuitarm 8 die ligt tussen de 0° en 90°.According to Figure 3a, the high-pressure water jets 13 make an angle with the longitudinal axis 16 of the spray arm 8 which is between 0 ° and 90 °.

2020

Als alternatief is het mogelijk om de hoge druk waterstralen 13 te laten uittreden onder een hoek die in hoofdzaak 90° bedraagt ten opzichte van de langshartlijn 16 van de spuitarm 8. In dat geval wordt de sleuf 4 die met behulp van een spuitarm 8 wordt aangebracht in de grond breder dan in dit geval volgens figuur 3. Uit testen die zijn 25 uitgevoerd door de aanvrager is gebleken dat met behulp van de spuitarm 8 volgens de uitvinding effectief grond kan worden verwijderd voor het vervaardigen van een geul in de grond.Alternatively, it is possible to allow the high pressure water jets 13 to exit at an angle which is substantially 90 ° with respect to the longitudinal axis 16 of the spray arm 8. In that case, the slot 4 which is provided with the aid of a spray arm 8 becomes in the soil wider than in this case according to figure 3. Tests carried out by the applicant have shown that soil can be effectively removed with the aid of the spray arm 8 according to the invention for producing a trench in the soil.

Vanwege de rotatiebeweging die de spuitarm volgens de uitvinding maakt, is het van 30 belang dat de spuitmondstukken goed worden verdeeld over het buitenoppervlak van de spuitarm. Door de positie van de spuitmondstukken gelijk te verdelen kan worden voorkomen dat de inrichting onregelmatig wordt belast doordat de spuitarm gaat slingeren. Bovendien zou door een ongelijke verdeling van de spuitmondstukken 10 onvoldoende gebruik worden gemaakt van de capaciteit van de inrichting, doordat niet continu door een gelijke hoeveelheid spuitmondstukken grond wordt verwijderd.Because of the rotational movement that the spray arm makes according to the invention, it is important that the spray nozzles are well distributed over the outer surface of the spray arm. By evenly distributing the position of the spray nozzles, it can be prevented that the device is loaded irregularly because the spray arm starts to swing. Moreover, an uneven distribution of the spray nozzles 10 would make insufficient use of the capacity of the device because soil is not continuously removed by an equal amount of spray nozzles.

In figuur 4a is schematisch een rij weergegeven waarover spuitmondstukken op de 5 mantel van de spuitarm kunnen worden geplaatst. De spuitmondstukken vormen gezamenlijk een spiraalvormige rij. Meerdere naast elkaar geplaatste rijen kunnen gezamenlijk het gehele oppervlak van de spuitarm vullen.Figure 4a schematically shows a row over which spray nozzles can be placed on the jacket of the spray arm. The spray nozzles together form a spiral row. Multiple rows placed side by side can jointly fill the entire surface of the spray arm.

Doordat de uittreerichtingen van de spuitmondstukken tenminste gedeeltelijk 10 neerwaarts gericht zal zijn, voor tenminste een deel van de spuitmondstukken, wordt door de uittredende waterstralen een opwaartse reactiekracht op de inrichting uitgeoefend. Het is volgens de uitvinding voordelig dat op de mantel van de spuitaim een gelijk aantal eerste en tweede spuitmondstukken is aangebracht, waarvan de uittreerichtingen zodanig tegengesteld is, dat de reactiekrachten op de uittredende 15 waterstralen elkaar zullen compenseren. Door de positionering van de spuitmondstukken wordt de reactiekracht intem, dat wil zeggen zonder toevoeging van verdere onderdelen, gecompenseerd.Because the exit directions of the spray nozzles will be directed at least partially downwards, for at least a part of the spray nozzles, an upward reaction force is exerted on the device by the exiting water jets. According to the invention, it is advantageous that an equal number of first and second spray nozzles is arranged on the jacket of the spraying arm, the discharge directions of which are opposed to such an extent that the reaction forces on the emerging water jets will compensate each other. By positioning the spray nozzles, the reaction force is compensated internally, i.e. without the addition of further components.

In figuur 6 is een uitslag getoond van een cilindervormige mantel van een spuitarm 20 volgens de uitvinding. Volgens figuur 6 is op de mantel een even aantal rijen 18 (genummerd aan de onderzijde van de uitslag volgens figuur 6) op de mantel van de spuitarmen aanwezig.Figure 6 shows a deflection of a cylindrical casing of a spray arm 20 according to the invention. According to FIG. 6, an even number of rows 18 (numbered on the underside of the flange according to FIG. 6) are present on the jacket on the jacket of the spray arms.

In figuur 7 is een doorsnede getoond van de spuitarm 8 volgens de uitvinding, waarbij 25 aan de zijde van de spuitarm 8, die gericht is weg van de bewegingsrichting van de spuitarm een scherm 20 is aangebracht. Met behulp van het scherm 20 wordt de toevoer vanuit de spuitarm 8 naar de spuitmondstukken 14 aan de zijde waar de grond reeds is verwijderd, afgesloten. Alleen de spuitmondstukken 14 aan die zijde van de spuitarm waar grond verwijderd moet worden, worden voorzien van watertoevoer. Door deze 30 maatregel wordt bereikt dat de capaciteit van het aangevoerde water en de pompdruk optimaal worden aangewend voor het verwijderen van grond.Figure 7 shows a cross section of the spray arm 8 according to the invention, wherein a screen 20 is arranged on the side of the spray arm 8 which is directed away from the direction of movement of the spray arm. With the aid of the screen 20, the supply from the spray arm 8 to the spray nozzles 14 on the side where the soil has already been removed is shut off. Only the spray nozzles 14 on that side of the spray arm where soil must be removed are supplied with water. This measure ensures that the capacity of the supplied water and the pump pressure are optimally used for the removal of soil.

1111

In de figuren 8 en 9 zijn verschillende uitvoeringsvormen weergegeven van de spuitarm volgens de uitvinding. Volgens figuur 8 is het mogelijk dat een spuitarm 8 verschillende boven elkaar geplaatste mantels 12 omvat. Deze mantels kunnen onderling verschillen in diameter, lengte of het aantal spuitmondstukken dat op de 5 mantel is aangebracht. Het is voordelig wanneer de spuitarm zo wordt uitgevoer dat de verschillende mantels uitwisselbaar en eenvoudig vervangbaar zijn.Figures 8 and 9 show different embodiments of the spray arm according to the invention. According to figure 8, it is possible that a spray arm 8 comprises different jackets 12 placed one above the other. These jackets can differ from each other in diameter, length or the number of spray nozzles that are arranged on the jacket. It is advantageous if the spray arm is supplied in such a way that the various jackets are interchangeable and easily replaceable.

Het kan ook voorkomen dat een inrichting voor het aanbrengen van een sleuf in de bodem van een watergebied ten minste twee spuitarmen omvat, die achter of naast 10 elkaar, aan weerszijden van de kabel of pijpleiding werkzaam zijn. De spuitarmen van een dergelijke inrichting kunnen volgens de uitvinding zijn voorzien van een of meer cilindervormige mantels. In figuur 9 is een mogelijke uitvoeringsvorm te zien volgens de uitvinding, waarbij twee spuitarmen 8 recht achter elkaar op een inrichting zijn bevestigd. In de voortgangsrichting is een voorste spuitarm voorzien van een relatief 15 kleine cilindervormige mantel 12, terwijl de achterste spuitarm is voorzien van een langere mantel 12, die bovendien een grotere diameter heeft. Een inrichting met een dergelijke opstelling brengt de sleuf in de aarde in stappen aan.It can also occur that a device for providing a slot in the bottom of a water area comprises at least two spray arms, which are active behind or next to each other, on either side of the cable or pipeline. According to the invention, the spray arms of such a device can be provided with one or more cylindrical shells. Figure 9 shows a possible embodiment according to the invention, wherein two spray arms 8 are mounted directly behind each other on a device. In the direction of progress, a front spray arm is provided with a relatively small cylindrical jacket 12, while the rear spray arm is provided with a longer jacket 12, which moreover has a larger diameter. A device with such an arrangement arranges the slot in the earth in steps.

Een verdere uitvoeringsvorm is te zien in figuur 10. Volgens figuur 10 zijn twee h-20 vormige spuitarmen 8 aanwezig aan weerszijden van een pijpleiding 5. De deelarmen zijn elk voorzien van cilindervormige, roterende mantels 12. Hierdoor wordt een sleuf 4 met een aanzienlijke omvang verkregen.A further embodiment can be seen in figure 10. According to figure 10, two h-20 spray arms 8 are present on either side of a pipeline 5. The partial arms are each provided with cylindrical, rotating jackets 12. This makes a slot 4 of considerable size obtained.

Volgens figuur 11 is een verdere uitvoeringsvorm te zien waarbij een inrichting 25 volgens de uitvinding is voorzien van twee L-vormige armen 8, aan weerszijden van een pijpleiding 5. In dit geval zijn de horizontale deelarmen voorzien van cilindervormige roterende mantels. De l-vormige spuitarmen kunnen hierbij naast elkaar zijn gepositioneerd zodat op deze wijze een sleuf 4 wordt verkregen die steeds dieper kan worden aangebracht.Figure 11 shows a further embodiment in which a device according to the invention is provided with two L-shaped arms 8, on either side of a pipeline 5. In this case, the horizontal sub-arms are provided with cylindrical rotating jackets. The 1-shaped spray arms can herein be positioned next to each other so that in this way a slot 4 is obtained which can be provided ever deeper.

3030

Claims

1. Device for providing a trench in the bottom of a water area, in particular for accommodating a pipeline or cable in the bottom, comprising a vehicle or the like that is movable relative to said bottom under water, on which is arranged for at least one spray arm provided with spray nozzles for high-pressure water jets, characterized in that the spray arm comprises a cylinder which is provided with spray nozzles over the circumference thereof.

Device according to claim 1, characterized in that means are provided for rotating the cylinder about its longitudinal axis.

Device as claimed in claim 1 or 2, characterized in that the spray nozzles are designed as bores or openings in the wall of the cylinder. 15

Device as claimed in claim 1 or 2, characterized in that the spray nozzles are designed as attachments which are mounted on or in the outer wall of the cylinder.

5. Device as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that means are provided for shielding in use the spray nozzles on that side of the cylinder which is directed away from the direction of movement of the vehicle displaceable under water.

6. Device as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that a spray arm comprises several cylinders.

Device as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that different versions of cylinders can be arranged interchangeably and replaceably on a spray arm. 30

Device as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that at least two such cylindrical spray arms are provided next to each other, to operate on either side of the pipeline or cable. C "

Device as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that the mounting direction is directed substantially perpendicular to the axis of rotation of the cylinder.

Device as claimed in any of the claims 1-8, characterized in that the spray or each spray comprises one or more nozzles which are directed substantially downwards at an angle between 0 ° and about 90 ° with respect to the longitudinal axis of the spray are provided.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the nozzles are arranged uniformly distributed over the circumference of the cylinder.

12. Device as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that the spray nozzles are arranged on the spray arm or spray arms in mutually equal groups over the circumference of the cylinder.

Device as claimed in any of the claims 11 or 12, characterized in that the spray nozzles are arranged according to at least one spiral row over the circumference. '20

Device as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that first spray nozzles are provided on the at least one spray arm and second spray nozzles are provided, the discharge directions of which are opposite, for the purpose of internal compensation of reaction forces in the spray arm. 25

Device as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that at least one spray arm consists of two or more sub-arms extending mutually at an angle or at a distance. 1

Device as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that means are provided for rotating the at least one sprayer from a pivot thereof thereof through an angle in the vertical longitudinal plane between an inactive position, wherein the sprayer is directed substantially rearwardly and an active or working position in which the spray arm is directed substantially downwards.

Device as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that at least one spray arm has substantially an H-shape with a long arm and a short arm running parallel to it, the short arm coming from an outside the pipeline or cable located, non-active position can be turned to an active working position under the pipeline or cable.

Device as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that at least one spray arm has substantially an L-shape with a long arm and a short arm standing transversely thereto, the short arm coming from an outside of the pipeline or cable inactive position can be rotated to the active position under the pipeline or cable. 15

19. Method for providing a trench in the bottom of a water area, in particular for laying a pipeline or cable in the bottom, wherein the trench is made in the bottom by spraying the bottom locally with the aid of high pressure water jets, which high pressure water jets are produced from spray nozzles arranged in at least one spray arm of a vehicle displaceable under water, characterized in that the spray arm is rotated for arranging during the introduction of the slot in the ground of a cutting movement of the high pressure water jets through the bottom. 1 2 3 4 5 6

A method according to claim 19, characterized in that the penetration depth of the 2 high-pressure water jets in the direction of movement of the vehicle is determined and then 3 the rotational speed of the cylinder on the spray arm and the progression movement 4 of the water-displaceable vehicle adjusts that the vehicle moves substantially over a distance equal to the penetration depth of the 6 water jets, during a complete revolution of the spray arm.