NL1022181C2 - Inrichting voor het in de aardbodem vormen van een sleuf. - Google Patents

Description

I Inrichting voor het in de aardbodem vormen van een I sleuf I De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor I het in de aardbodem vormen van een sleuf, zoals bijvoorbeeld I een sleuf voor energieleidingen, communicatieleidingen enzo- voorts, met een van voortbewegingsorganen voorzien gestel met I 5 daarop aangebracht ten minste één sleufvormorgaan.

I In de aardbodem is in het verleden reeds een groot aantal leidingen gelegd, zoals bijvoorbeeld telefoonkabels, te- levisiekabels, en leidingen van nutsbedrijven. Ook in de toe- komst zal een groot aantal van dergelijke leidingen in de aard- 10 bodem moeten worden gelegd. Hiertoe worden met hiervoor bestem- de inrichtingen sleuven in de aardbodem gevormd, de leidingen in dergelijke sleuven geplaatst en de sleuven vervolgens weer dichtgegooid met het aanvankelijk daaruit verwijderde materiaal .

15 Bij het in de aardbodem vormen van sleuven kan het zowel sleuven op het vaste land als sleuven in de zeebodem betreffen.

Bij een bekende inrichting van het type, waarop de onderhavige uitvinding betrekking heeft, wordt het sleufvormor-2 0 gaan gevormd door een roterende snij kop (cutter) die in beginsel door zijn omtrek de vorm van de gevormde sleuf definieert. Bij een dergelijke cutter is telkens slechts een gedeelte van de omtrek van de snij kop in aangrijping met de aardbodem, zodat grote trillingen en stootbelastingen worden opgewekt, die men 25 probeert tegen te gaan door aan de inrichting een hoog gewicht te verlenen. Het spreekt voor zich, dat een dergelijk hoog gewicht nadelig is. Bij een andere bekende inrichting wordt het sleufvormorgaan gevormd door twee naast elkaar geplaatste cirkelzagen, waarmee de zijwanden van de sleuf worden gevormd; het 30 tussen de door de cirkelzagen gevormde snedes aanwezige materiaal moet ter vorming van de sleuf met een extra handeling worden verwijderd.

1 027 1 fti

Doordat te verwachten valt, dat het aantal in de I aardbodem te leggen leidingen in de toekomst verder toeneemt, H wordt voor de locatie van de te vormen sleuven ook gekeken naar I gebieden van de aardbodem, die tot nu toe niet in aanmerking I 5 kwamen, zoals gebieden met een harde ondergrond, zoals bijvoor- I beeld een rotsbodem. Thans blijkt, dat de in het voorgaande ge- noemde bekende inrichtingen niet of nauwelijks in staat zijn om I in een harde ondergrond op tevredenstellende wijze (dit bete- kent onder andere voldoende snel en tegen redelijke kosten) de 10 gewenste sleuven te vormen.

Met het oog op het voorgaande is het een doelstelling van de onderhavige uitvinding om een verbeterde inrichting van het in de aanhef genoemde type te verschaffen.

Hiertoe bezit een inrichting voor het in de aardbodem H 15 vormen van een sleuf overeenkomstig de onderhavige uitvinding H het kenmerk, dat het sleufvormorgaan bestaat uit ten minste H één aandrijfbare boorkop met een, tijdens bedrijf van de in- richting, in hoofdzaak evenwijdig aan de voortbewegingsrichting van de inrichting gerichte rotatieas.

H 20 Aanvraagster heeft ingezien, dat het op verrassende H wijze mogelijk blijkt om een op zichzelf uit onder andere de H olie- en gaswinning bekende boorkop toe te passen in een in- H richting voor het in de aardbodem vormen van een sleuf. Door H een geschikte plaatsing van een dergelijke boorkop, waarbij H 25 tijdens bedrijf van de inrichting de rotatieas van de boorkop H in hoofdzaak evenwijdig aan de voortbewegingsrichting van de inrichting is gericht, kan op effectieve wijze (snel en tegen relatief geringe kosten) een sleuf in de aardbodem worden ge-vormd, ook wanneer de aardbodem uit een hard materiaal (bij-30 voorbeeld een rotsbodem) bestaat. Bovendien is een dergelijke ^B boorkop over zijn gehele omtrek in aangrijping met de aardbo- ^B dem, waardoor trillingen en stootbelastingen worden voorkomen, en de inrichting een lager gewicht kan bezitten, met alle bij-^B komende voordelen.

35 In een de voorkeur genietende uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding is de boorkop beweegbaar tus-sen een werkstand, waarin de boorkop in aangrijping is met de 3 aardbodem, en een ruststand, waarin de boorkop buiten aangrij-ping is met de aardbodem.

Door een dergelijke uitvoering van de inrichting volgens de uitvinding neemt de veelzijdigheid en toepasbaarheid 5 daarvasn op gunstige wijze toe. Zo is het mogelijk om de inrichting in zijn ruststand over de aardbodem naar een locatie voort te bewegen, alwaar de sleuf moet beginnen. Door aldaar de boorkop naar de werkstand te bewegen, kan worden begonnen met het vormen van de sleuf. In zijn ruststand kan de inrichting 10 echter worden verplaatst zonder dat een sleuf wordt gevormd.

Voor de beweegbaarheid van de boorkop tussen de genoemde werkstand en de genoemde ruststand bestaan diverse mogelijkheden. Zo is het bijvoorbeeld mogelijk, dat de boorkop ver-zwenkbaar is om een in hoofdzaak dwars op de genoemde voortbe-15 wegingsrichting gerichte zwenkas. Echter bestaat ook de mogelijkheid, dat de dwarsas ten opzichte van het gestel verplaatsbaar is. Ook een combinatie van deze bewegingen kan worden toegepast, zodat, met name tijdens het vanuit de ruststand naar de werkstand bewegen van de boorkop, een optimale beweging van de 20 boorkop kan worden verkregen, die bijvoorbeeld het vormen van het begin van een sleuf (waarbij de boorkop eerst in de aardbodem moet worden aangebracht) vergemakkelijkt.

In een andere, met voorkeur toe te passen uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding geldt, dat 25 het sleufvormorgaan bestaat uit een aantal in hoofdzaak naast elkaar geplaatste boorkoppen met onderling overlappende wer-kingsbereiken. De onderling overlappende werkingsbereiken definiëren gezamenlijk de dwarsdoorsnede van de gevormde sleuf.

Wanneer, zoals vaak gebruikelijk is, de sleuf een 30 smalle doch diepe vormgeving moet bezitten, is het gunstig dat de boorkoppen boven elkaar zijn geplaatst, waarbij elke boorkop ten opzichte van de meteen daaronder gelegen boorkop, in de voortbewegingsrichting gerekend, voorwaarts versprongen is gepositioneerd. Door een dergelijke versprongen, boven elkaar ge-35 legen positionering van de boorkoppen kan een smalle, diepe sleuf op uitermate effectieve wijze worden gevormd.

1 0 Λ ' Γ ' I Wat betreft de voortbeweging van de inrichting vol- I gens de uitvinding kan het volgende worden opgemerkt. Tot de voortbewegingsorganen van het gestel kunnen rupsbanden behoren, I waarmee de inrichting zelfstandig over de aardbodem kan bewe- 5 gen, en waardoor de aandrijfkracht wordt opgewekt waarmee de I boorkop respectievelijk boorkoppen zich door de aardbodem be- weegt respektievelijk bewegen. In het bijzonder wanneer de in- I richting volgens de uitvinding bedoeld is voor het in de zeebo- dem vormen van een sleuf, kan tot de voortbewegingsorganen ten 10 minste één op het gestel gemonteerde voortbewegingsschroef be- I horen. Een dergelijke voortbewegingsschroef kan uiteraard ook in combinatie met de eerder genoemde rupsbanden worden toege- I past. Het extra voordeel van dergelijke voortbewegingsschroeven is, dat ze een van het gewicht van de inrichting onafhankelijke 15 voortbewegingskracht kunnen opwekken, hetgeen vooral op een H hellende ondergrond van voordeel is. Bovendien kunnen ze ook worden gebruikt om de inrichting, voordat deze op de zeebodem is gearriveerd, boven een gewenste plaats te positioneren.

De bestuurbaarheid van de inrichting kan verder wor- H 20 den geoptimaliseerd, wanneer een dergelijke voortbewegings- schroef ten opzichte van het gestel instelbaar is, zoals bij- voorbeeld om een topas en/of een dwarsas van het gestel.

H In een praktische uitvoeringsvorm van de inrichting H volgens de uitvinding is deze voorzien van vier, in hoofdzaak H 25 ter plaatse van de hoekpunten van een rechthoek geplaatste, H voortbewegingsschroeven.

H Wanneer de inrichting, zoals in het voorgaande opge- merkt, bedoeld is voor het in de zeebodem vormen van een sleuf, zal de inrichting in het algemeen samenwerken met een moeder-30 schip, en daarmee verbonden zijn via onder andere besturings-en communicatieleidingen. Bijvoorbeeld kunnen dan op het gestel van de inrichting camera's aangebracht zijn, waarmee bedienende personen op het moederschip de werkomgeving van de inrichting die zich op de zeebodem bevindt, kunnen zien. Dergelijke ver-35 bindingen tussen een moederschip en zich op de zeebodem bevin-dende inrichting zijn op zichzelf bekend, en behoeven geen na-dere toelichting.

5

Tevens kan worden opgemerkt, dat de inrichting in het algemeen voor het uitvoeren van zijn functies is voorzien van diverse, op zichzélf eveneens reeds bekende, aandrijfvoorzie-ningen die hun vereiste energie kunnen verkrijgen door een 5 energieleiding die de inrichting met het eerder genoemde moederschip verbindt, doch dat de inrichting evenzeer voorzien kan zijn van een eigen energiebron.

De uitvinding wordt hierna nader toegelicht aan de hand van de tekeningen, waarin een uitvoeringsvorm van de in-10 richting volgens de uitvinding is weergegeven.

Fig. 1 toont een perspectivisch aanzicht van een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding;

Fig. 2 toont een vooraanzicht van de in Fig. 1 getoonde inrichting in een werkstand; 15 Fig. 3 toont een, gedeeltelijk opengewerkt, zijaan zicht van de in Fig. 1 getoonde inrichting in een ruststand;

Figs. 4 en 5 tonen, op overeenkomstige wijze als Fig. 3, dezelfde inrichting tijdens een overgangsfase vanuit de ruststand naar de werkstand, en 20 Fig. 6 toont een aanzicht van dezelfde inrichting in de werkstand.

In de figuren is een uitvoeringsvorm van een inrichting voor het in de aardbodem vormen van een sleuf getoond die in hoofdzaak bedoeld is voor off-shore toepassingen, zoals voor 25 het vormen van een sleuf in de zeebodem. Alhoewel in de tekeningen niet weergegeven, kan een dergelijke inrichting door middel van leidingen verbonden zijn met een moederschip.

De inrichting bezit een gestel 1 met een linker rupsband 2 en een rechter rupsband 3. Het, in dit geval rechthoeki-30 ge, gestel 1 is ter plaatse van zijn vier hoekpunten voorzien van voortbewegingsschroeven 4 die, op niet nader getoonde wijze, elk zodanig instelbaar zijn dat ze zowel om een topas alsmede een dwarsas van de inrichting beweegbaar zijn. De hiervoor toegepaste technieken zijn op zichzelf bekend en behoeven geen 35 nadere toelichting.

De voor de aandrijving van de rupsbanden 2, 3 en de voortbewegingsschroeven 4 toegepaste aandrijfmiddelen behoren 1' L „W. f_, : 6 eveneens reeds tot de stand van de techniek, en behoeven derhalve evenmin een nadere toelichting. Evenmin wordt in detail ingegaan op de energiebron voor dergelijke aandrijfmiddelen, die elke bekende uitvoering kan aannemen (aan boord van de in-5 richting of aan boord van een moederschip).

In het bijzonder verwijzend naar Fig. 2 is zichtbaar, dat aan het gestel 1 via een later nader toe te lichten bewe-gingsmechanisme 7 een draagarm 5 is bevestigd die, in de getoonde uitvoeringsvorm, drie boorkoppen 6 draagt. Deze boorkop-10 pen bezitten op zichzelf een conventionele uitvoeringsvorm, en zijn bijvoorbeeld bekend uit de gas- en oliewinningstechniek.

Het in Fig. 2 in vooraanzicht zichtbare bewegingsme-chanisme 7 wordt aan de hand van Fig. 3 nader toegelicht. Hierbij wordt, verwijzend naar Fig. 1 opgemerkt, dat een aantal van 15 de hierna te beschrijven onderdelen van het bewegingsmechanisme in de getoonde uitvoeringsvorm dubbel zijn uitgevoerd. Een zwenkarm 8 is met één uiteinde ter plaatse van een koppelpunt 9 scharnierend verbonden met het gestel 1. Het tegenovergelegen uiteinde van de zwenkarm 8 is ter plaatse van een zwenkas 10 20 scharnierend verbonden met de draagarm 5 die de boorkoppen 6 (met de aandrijvingen 6' daarvan) draagt. Tussen een tweede koppelpunt 11 op het gestel 1 en de zwenkarm 8 (in het bijzonder een daarop gevormde uithouder of dergelijke) is een aandrijf orgaan, zoals een cilinder-zuigersamenstel 12 geplaatst.

25 Door een bekrachtiging van dit cilinder-zuigersamenstel 12 kan de zwenkarm 8 ten opzichte van het gestel 1 om het koppelpunt 9 worden gescharnierd.

Ook verwijzend naar Fig. 4 is verder zichtbaar, dat tussen een derde met het gestel 1 verbonden koppelpunt 13 en de 30 draagarm 5 een aandrijforgaan zoals een cilinder- zuigersamenstel 14 is geplaatst. Door het bekrachtigen van dit cilinder-zuigersamenstel 14 kan de draagarm 5 om de zwenkas 10 worden verzwenkt.

De plaatsing en dimensionering van de diverse onder-35 delen van het bewegingsmechanisme 7 alsmede het moment van bekrachtiging van de cilinder-zuigersamenstellen 12 en 14 bepalen de verzwenking van de zwenkarm 8 alsmede de verzwenking van de I draagarm 5 om de zwenkas 10 (en dus om de zwenkarm 8).

I De werking van de inrichting wordt thans aan de hand I van de Figs. 3 t/m 6 nader toegelicht.

I 5 In Fig. 3 bezit het bewegingsmechanisme 7 een zodani- I ge positie, dat de boorkoppen 6 zich boven de bodem 15 bevinden waarin een sleuf moet worden gevormd. In deze zogenaamde rust- stand is het cilinder-zuigersamenstel 12 volledig ingeschoven I en is het cilinder-zuigersamenstel 14 uitgeschoven. Van belang 10 is, dat in deze ruststand de boorkoppen 6 niet in aanraking ko- I men met de bodem 15; de ruimtelijke oriëntatie van de boorkop- I pen is hierbij van ondergeschikt belang.

I Vervolgens wordt het cilinder-zuigersamenstel 12 uit- I geschoven terwijl het cilinder-zuigersamenstel 14 wordt inge- 15 schoven. Enerzijds verzwenkt hierdoor de zwenkarm 8 om het kop- pelpunt 9 in de richting van de wijzers van de klok (waardoor de boorkoppen 6 omlaag bewegen ten opzichte van het gestel 1), terwijl anderzijds de draagarm 5 in een richting tegen de wij- I zers van de klok in verzwenkt om de zwenkas 10 (waardoor de I 20 boorkoppen 6 met hun werkzame frontale uiteinden naar de bodem I 15 gericht worden). Inmiddels worden de boorkoppen 6 door hun I aandrijvingen 6' bekrachtigd en wordt, terwijl de boorkoppen I steeds dieper in de bodem 15 doordringen, een begin gemaakt met I het vormen van een sleuf 16 in de bodem.

I 25 In Fig. 5 is een daaropvolgende situatie getoond, waarin de zwenkarm 8 nog verder om het koppelpunt 9 is verzwenkt, terwijl het cilinder-zuigersamenstel 14 opnieuw enigszins is uitgeschoven, waardoor de draagarm 5, vergeleken met de positie als getoond in Fig. 4, opnieuw in de richting van de 30 wijzers van de klok om de zwenkas 10 wordt verzwenkt.

Tenslotte wordt in Fig. 6 een zogenaamde werkstand van de inrichting bereikt, waarin de boorkoppen 6 een in hoofdzaak in de voortbewegingsrichting van de inrichting gerichte rotatieas bezitten. Thans is sprake van een situatie, waarin de 35 sleuf 16 tijdens het voortbewegen van de inrichting met de gewenste afmeting in de bodem 15 wordt gevormd.

1022181 I 8 I In Fig. 6 is duidelijk zichtbaar, dat in de getoonde I werkstand de boorkoppen 6 zodanig boven elkaar zijn geplaatst I dat elke boorkop 6· ten opzichte van de meteen daaronder gelegen I boorkop 6, in de voortbewegingsrichting gerekend (in Fig. 6 van I 5 rechts naar links), voorwaarts versprongen is gepositioneerd.

I De uitvinding is niet beperkt tot de in het voorgaan- I de beschreven uitvoeringsvorm die binnen het door de conclusies I bepaalde kader van de uitvinding op velerlei wijze kan worden I gevarieerd.

I 10

H

j ü Δ. / t ίΗ 1

Claims (10)

1. 2. Inrichting volgens conclusie 1, waarbij de boorkop 10 beweegbaar is tussen een werkstand, waarin de boorkop in aan- grijping is met de aardbodem, en een ruststand, waarin de boor- I kop buiten aangrijping is met de aardbodem.
2. 3. Inrichting volgens conclusie 2, waarbij de boorkop I verzwenkbaar is om een in hoofdzaak dwars op de genoemde voort- 15 bewegingsrichting gerichte zwenkas.
3. 4. Inrichting volgens conclusie 3, waarbij de dwarsas ten opzicht van het gestel verplaatsbaar is.
4. 5. Inrichting volgens conclusie 4, waarbij de boorkop verzwenkbaar is bevestigd aan een arm die zelf verzwenkbaar is 20 ten opzichte van het gestel.
5. 6. Inrichting volgens een der conclusies 1-5, waarbij het sleufvormorgaan bestaat uit een aantal in hoofdzaak naast elkaar geplaatste boorkoppen met onderling overlappende wer-kingsbereiken.
6. 7. Inrichting volgens conclusie 6, waarbij de boor koppen boven elkaar zijn geplaatst, en waarbij elke boorkop ten opzicht van de meteen daaronder gelegen boorkop, in de voortbewegingsrichting gerekend, voorwaarts versprongen is gepositioneerd.
7. 8. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij tot de voortbewegingsorganen van het gestel rupsbanden behoren.
8. 9. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, en in het bijzonder bedoeld voor het in de zeebodem vormen van I 10 een sleuf, waarbij tot de voortbewegingsorganen ten minste één I op het gestel gemonteerde voortbewegingsschroef behoort.
9. 10. Inrichting volgens conclusie 9, waarbij de voort- bewegingsschroef ten opzichte van het gestel instelbaar is, zo- I 5 als bijvoorbeeld om een topas en/of een dwarsas van het gestel.
10. 11. Inrichting volgens conclusie 9 of 10, voorzien I van vier, in hoofdzaak ter plaatse van de hoekpunten van een I rechthoek geplaatste, voortbewegingsschroeven.