NL1044021B1

NL1044021B1 - Device for installing, dredging empty and/or cleaning a vertical foundation pipe in a bed

Info

Publication number: NL1044021B1
Application number: NL1044021A
Authority: NL
Inventors: Jacobus Albertus Van Driel Ing
Original assignee: Tms Technical & Maritime Supplies Bv
Priority date: 2021-05-05
Filing date: 2021-05-05
Publication date: 2022-11-23

Abstract

Inrichting ten behoeve van het aanbrengen, leeg baggeren en/of schoonmaken van een verticale fundatiebuis (1) in een 5 bodem (2), omvattende een boven frame (3), een bodemmateri- aal-afvoermodule (4) en een draagorgaan (5) om de afvoermo- dule, op verschillende hoogten in de fundatiebuis te kunnen dragen. De afvoermodule omvat een roteerbare en scharnier- bare bewerkingskop (4a), via een aandrijfmodule (4b) ver- 10 bonden met het draagorgaan. Verder is voorzien in een posi- tioneringsinrichting voor het positioneren van de afvoermo- dule ten opzichte van het binnen oppervlak van de fundatie- buis ter plaatse van het werkingsgebied (4d) van de afvoer- module. Het draagorgaan is verbonden met kabels en/of ket- 15 tingen (5) en een slang (6) of buis (7) om vrijkomend bo- demmateriaal naar boven af te voeren. De positioneringsin- richting kan instelbare klemorganen (4c) omvatten of een buis 7 eventueel met een vast frame (4c') dat niet-klemmend binnenin de fundatiebuis past en tevens het binnen opper- 20 vlak van de fundatiebuis kan schoonmaken. 1044021Device for installing, dredging empty and/or cleaning a vertical foundation pipe (1) in a bottom (2), comprising an upper frame (3), a bottom material discharge module (4) and a support member (5 ) to be able to carry the drain module at different heights in the foundation pipe. The discharge module comprises a rotatable and pivotable processing head (4a), connected to the support member via a drive module (4b). Furthermore, a positioning device is provided for positioning the discharge module relative to the inner surface of the foundation pipe at the operating area (4d) of the discharge module. The support member is connected to cables and/or chains (5) and a hose (6) or pipe (7) for discharging released soil material upwards. The positioning device can comprise adjustable clamping members (4c) or a tube 7 possibly with a fixed frame (4c') that fits non-clamping inside the foundation tube and can also clean the inner surface of the foundation tube. 1044021

Description

: . i Korte aanduiding: Inrichting ten behoeve van het aanbren- gen, leeg baggeren en/of schoonmaken van een verticale fundatiebuis in een bodem: . i Short description: Device for installing, dredging empty and/or cleaning a vertical foundation pipe in a bed

BESCHRIJVING De uitvinding heeft betrekking op een inrichting ten behoe- ve van het aanbrengen, leeg baggeren en/of schoonmaken van een verticale fundaliebuis in een bodem.DESCRIPTION The invention relates to a device for installing, dredging empty and/or cleaning a vertical foundation tube in a bottom.

De onderhavige uitvinding beoogt te voorzien in een in- richting waarmee verschillende soorten fundatiebuizen, in het bijzonder voor windturbines e.d.; in de bodem {in het bijzonder zeebodem) moeten worden gedreven, waarbij de fun- datiebuis door bijvoorbeeld een kraan verticaal op de bodem wordt geplaatst en vervolgens in de bodem wordt geheid of gerriid. De inrichting volgens de uitvinding beoogt erin te voorzien dat het bodemmateriaal aan de binnenzijde van de fundatiebuis losgemaakt en/of verkleind wordt en vervolgens naar boven afgevoerd.The object of the present invention is to provide a device with which different types of foundation pipes, in particular for wind turbines and the like; must be driven into the ground (particularly the seabed), whereby the foundation pipe is placed vertically on the seabed by, for example, a crane and then driven or driven into the seabed. The device according to the invention aims to provide that the soil material on the inside of the foundation pipe is loosened and/or reduced in size and then discharged upwards.

Daartoe wordt volgens de uitvinding voorzien in een in- richting ten behoeve van het aanbrengen, leeg baggeren en/of schoonmaken van een verticale fundatiebuis in een bo- dem, welke inrichting omvat ~ eén boven frame, ingericht om op of over de bovenzijde van de fundatiebuls te worden aangebracht, ~ een bodemafvoermodule, hierna afvoermodule genoemd,To this end, according to the invention, a device is provided for the purpose of installing, dredging empty and/or cleaning a vertical foundation tube in a bed, which device comprises a top frame, adapted to be placed on or over the top of the foundation bulb to be installed, ~ a bottom drain module, hereinafter referred to as a drain module,

— een draagofgaan, bovenaan aangrijpend op het boven frame en onderaan verbonden met de afvoermodule en ingericht om de afvoermodule, op afstand bediend op verschiilende hoog- ten in de fundatiebuils te kunnen dragen, § waarbij de afvoermodule sen in het platte vlak 360° roteer- bare en bij voorkeur tevens omhoog en omlaag scharnierbare bewerkingskop omvat die via een centrale aandrijfmodule is verbonden met het draagorgaan, en waarbij de afvoermodule en/of het draagorgaan is voorzien van een positioneringsin- 19 richting die is ingericht voor het positioneren van de af- voermodule ten opzichte van het binnen cpperviak van de fundatiebuis ter plaatse van het werkingsgebied van de af- voermodule., Het draagordaan kan één of meer kabels en/of kettingen etc. onvatten voor het kunnen instellen van de gewenste hoogte van het werkingsgebied van de afvoermodule. Het draagorgaan kan ook ten minste één slang of buis omvatten, tijdens be- drijf aangesloten op pompmiddelen, welke slang of buis is ingericht om, tezamen met de pompmiddelen, ter plaatse van het werkingsgebied van de afvoernodule vrijkomend bodemma- teriaal naar boven af te voeren (weg te pompen).— a support frame engaging the top frame at the top and connected to the drain module at the bottom and adapted to support the drain module, remotely controlled, at different heights in the foundation piles, § the drain modules rotating 360° in the flat plane comprises a processing head which is preferably also pivotable up and down, which is connected to the carrier member via a central drive module, and wherein the discharge module and/or the carrier member is provided with a positioning device adapted for positioning the discharge module with respect to the inner surface of the foundation pipe at the location of the operating area of the discharge module. The support structure may comprise one or more cables and/or chains, etc. for setting the desired height of the operating area of the discharge module. The support member may also comprise at least one hose or tube, connected during operation to pump means, which hose or tube is adapted to discharge soil material released at the area of action of the discharge nodule upwards, together with the pump means. (pump away).

De positioneringsinrichting kan een aantal op afstand be- dienbare, naar binnen en/of buiten instelbare klemorganen onvatten, die rondom tegen het binnen- of buitenoppervlak van de fundatiebuis kunnen worden geklemd, De tegen de bin- nenwand klemmende klemorganen zijn in het bijzonder toepas- baar bij fundatiebuizen die een variabele dwarsdoorsnede bezitten,The positioning device may comprise a number of clamping members which can be controlled inwardly and/or outwardly adjustable from a distance and which can be clamped all around against the inner or outer surface of the foundation pipe. The clamping members clamping against the inner wall are particularly applicable. possible with foundation pipes that have a variable cross-section,

De positioneringsinrichting kan ook een vast frame omvatten waarvan de buitenzijde niet-klemmend binnenin de fundatie-~ buis past.The positioning device may also comprise a fixed frame, the outside of which fits non-clampingly inside the foundation tube.

De uitvinding zal thans nader worden besproken aan de hand van onderstaande Eiguurbeschrijving, Piguur 1 toont een eerste uitvoeringsvoorbeeld van een inrichting volgens de uitvinding, in het bij- 19 zonder bedoeld en ingericht als buisbaggerin- righting: Figuur 2 toont een tweede uitvoeringsvoorbeeld van een incichting voigens de uitvinding, in het bij- zonder bedoeld en ingericht voor het verwijder ren van grondpluggen. Figuur 1 en figuur 2 tonen beide een uitvoeringsvoorbeselcd van zen inrichting volgens de uitvinding, bedoeld als buis- 29 baggerinrichting resp. voor het verwijderen van grondplug- gen. In beide gevallen is er sprake van een inrichting ten behoeve van hel aanbrengen, leeg baggeren en/of schoonmaken van een verticale fundatiebuis 1 in een bodem Z.The invention will now be discussed in more detail on the basis of the Figure description below. Figure 1 shows a first exemplary embodiment of a device according to the invention, in particular intended and set up as pipe dredging equipment: Figure 2 shows a second exemplary embodiment of a device. according to the invention, particularly intended and adapted for removing ground plugs. Figure 1 and Figure 2 both show an exemplary embodiment of a device according to the invention, intended as a pipe dredging device and a pipe dredging device, respectively. for removing ground plugs. In both cases there is a device for installing, dredging empty and/or cleaning a vertical foundation pipe 1 in a bottom Z.

23 De inrichting omvat een boven frame 3, ingericht om op of over de bovenzijde van de fundatiebuis 1 te worden aange- bracht. Verder onvar de inrichting een bodemafvoermodule, nierna afvoermodule 4 genoemd, en een draeagorgaan 5, boven- aan aangrijpend op het boven frame 3 en onderaan verbonden met de afvoermodule 4 en ingericht om de afvoermoduie 4, op afstand bediend op verschillende gewenste hoogten in de fundatiebuis 1 te kunnen dragen,23 The device comprises an upper frame 3 adapted to be mounted on or over the top of the foundation pipe 1 . Furthermore, the device comprises a bottom discharge module, not referred to as discharge module 4, and a support member 5, engaging at the top with the upper frame 3 and connected at the bottom with the discharge module 4 and adapted to operate the discharge module 4 remotely at various desired heights in the foundation pipe. 1 to be able to carry,

De afvoermodule 4 omvat een in het platte vlak 360° roteer- bare en bij voorkeur tevens omhoog en omlaag scharnierbare pewerkingskop 4a die via een centrale aandrijfmodule 4b is verbonden met het draagorgaan 5. De afvoermodule 4 en/of het draagorgaan 5 is voorzien van een positioneringsin- richting dc in figuur 1 of 7 en dc! in figuur 2 (een buis en een ring, die tevens dient om de binnenkant van de buis 1 schoon te "schrapen en/of borstelen en/of spuiten”) die is ingericht voor het positioneren van de afvoermodule 4 i0 ten opzichte van het binnen oppervlak van de fundatiebuis 1 ter plaatse van het werkingsgebied van de afvoermodule 4. Het draagorgaan 5 omvat in de uitvoering van figuur 1 enke- le kabels en/of kettingen etc. voor het -in samenwerking IS met kabellieren etc. op het van boven frame 3- instellen van de gewenste hoogte van het werkingsgebied van de af- voermodule 4, in het bijzonder dat van de bewerkingskop 4a. Nabij het draagorgaan 5 mond bijvoorbeeld ten minste é&én slang 6 {in figuur 1} of buis 7 {in figuur 2} uit, die tij- dens bedrijf is aangesloten op pompmiddelen, welke slang of buis is ingericht om, tezamen met de pompmiddelen, ter plaatse van het werkingsgebied van de afvoermodule 4 vrij- komend bodemmateriaal naer boven af te voeren.The discharge module 4 comprises a processing head 4a which can be rotated 360° in the flat plane and preferably also pivotable up and down, which is connected to the support member 5 via a central drive module 4b. The discharge module 4 and/or the support member 5 is provided with a positioning device dc in figure 1 or 7 and dc! in figure 2 (a tube and a ring, which also serves to "scrape and/or brush and/or spray" the inside of the tube 1), which is arranged for positioning the discharge module 4 i0 relative to the inside surface of the foundation tube 1 at the location of the area of operation of the discharge module 4. In the embodiment of figure 1, the support member 5 comprises a few cables and/or chains, etc., for mounting in cooperation with cable winches, etc., on the frame from above. 3- setting the desired height of the working area of the discharge module 4, in particular that of the processing head 4a Near the support member 5, for example, at least one hose 6 {in figure 1} or tube 7 {in figure 2} mouth which, during operation, is connected to pump means, which hose or tube is adapted to discharge, together with the pump means, soil material released at the area of operation of the discharge module 4 upwards.

De positioneringsinrichting 4c omvat in de uitvoering van figuur 1 een aantal op afstand bedienbare, naar binnen en/of buiten instelbare klemorganen die rondom tegen het binnen opperviak van de fundatiebuis kunnen worden geklemd.In the embodiment of figure 1, the positioning device 4c comprises a number of remote-controlled, inwardly and/or outwardly adjustable clamping members which can be clamped all around against the inner surface of the foundation pipe.

In de uitvoering van figuur 2 omvat de klem inrichting de cilinders op frame 3 en de positioneringsinrichting een buis 7 eventueel voorzien van een vast frame 4c' waarvan de buitenzijde niet-klemmend binnenin de fundatiebuis past en wrijvingsarm omhoog en omlaag langs het binnen oppervlak van de fundatiebuis 1 Kan schuiven en aldus de functie ver- vult van “schoonmaakmodule", die het binnen oppervlak van de buis schoon schraapt en/of borstelt en/of spuit, 5 De bewerkingskop kan voorzien zijn/worden van een cutter, een trommelfrees, een waterspuitkop met hogedruknorzies en/of een luchtafzuigkop.In the embodiment of figure 2, the clamping device comprises the cylinders on frame 3 and the positioning device comprises a tube 7 possibly provided with a fixed frame 4c', the outside of which fits non-clampingly inside the foundation tube and moves up and down low-friction along the inner surface of the foundation pipe 1 Can slide and thus fulfills the function of a “cleaning module", which scrapes clean and/or brushes and/or sprays the inner surface of the pipe, 5 The processing head can be fitted with a cutter, a drum cutter, a water spray head with high pressure nozzles and/or an air suction head.

Wat betreft de uitvoering van figuur 1 volgt hieronder een toelichting op het gebruik daarvan.With regard to the embodiment of figure 1, an explanation of its use follows below.

De inrichting kan zichzelf aan de binnenwand van de funda- Liebuis klemmen met de klemkussens aan de bovenzijde van het werktuig. Het onderste frame (met baggerpomp en cutter of trommelfrees of waterspuitkop)}) worden gedraaid met aan- drijvingen. Met de schuif cilinders, kan het onder frame omlaag verschuiven. Met de positioneercilinder kan de be- werkingskop worden gepositioneerd. De inrichting kan de be- werkingskop zowel dichtbij de palenwand als in het midden positioneren, Door alle bewegingen is het mogelijk om het hele grondop- pervlak aan de binnenkant van de fundatiebuis te baggeren (verwijderen van de grond), Door de schuifcilinders (met slag van ca. 1500mm} kan het bodemmateriaal stapsgewijs worden verwijderd.The device can clamp itself to the inner wall of the base tube with the clamping pads at the top of the tool. The lower frame (with dredging pump and cutter or drum cutter or water spray head)}) are rotated with drives. With the sliding cylinders, the bottom frame can slide down. The machining head can be positioned with the positioning cylinder. The device can position the processing head both close to the pile wall and in the middle. All movements make it possible to dredge the entire soil surface on the inside of the foundation tube (removal of the soil). The sliding cylinders (with stroke of approx. 1500mm}, the bottom material can be removed step by step.

De werkvolgorde zal zijn: de inrichting met de hijslier vanaf de bovenkant van de fundatiebuis dicht bij de zeebo- dem laten zakken, de inrichting aan de binnenkant van de paalwand vastklemmen, beginnen met het verwijderen van de grond met de snijinrichting en de baggerpomp of lucht af-~ zuigkop, draalen en positionering van de bewerkingskop condom in de fundatiebuis, ondertussen kunnen de schuifci- linders uitgeschoven worden. Wanneer de schuifcilinders 3 volledig zijn uitgeschoven {en dus wordt de grond over die slag verwijderd), kunnen deze weer worden teruggetrokken naar hun basispositie, Daarna kan de hijslier op het boven frame bovenop de fundatiebuis de inrichting (weer) laten zakken tot dicht hij de zeebodem, Deze reeks kan worden herhaald totdat de gewenste diepte is bereikt.The working sequence will be: lower the device with the winch from the top of the foundation pipe close to the seabed, clamp the device to the inside of the pile wall, start removing the soil with the cutting device and dredge pump or air extraction head, turning and positioning of the processing head condom in the foundation pipe, meanwhile the sliding cylinders can be extended. When the sliding cylinders 3 are fully extended (and thus the soil is removed over that stroke), they can be pulled back to their basic position. Then the hoisting winch on the upper frame on top of the foundation tube can lower the device (again) until it closes the seabed, This sequence can be repeated until the desired depth is reached.

In de beschrijving is de inrichting uitgerust met een bag- gerpomp met een cutter. Met deze inrichting zou het ook mo- gelijk zijn om andere bagger- frees- /spuitkoppen op het onder frame aan te sluiten. Deze opties worden op de vol- gende pagina's gepresentserd. Daarom geeft deze inrichting veel mogelijkheden om de grond te verwijderen {verschillen- de grondsoorten zoals stenen, klei, zand).In the description, the device is equipped with a dredge pump with a cutter. With this device it would also be possible to connect other dredging, milling/spraying heads to the lower frame. These options are presented on the following pages. That is why this device offers many options for removing the soil {different types of soil such as stones, clay, sand).

Wat betreft de uitvoering van figuur 2 volgt hieronder een toelichting op het gebruik daarvan.With regard to the embodiment of figure 2, an explanation of its use follows below.

De inrichting voor het verwijderen van bodemmateriaal uit de bovenste 8-10 m van buisvormige palen voor bijvoorbeeld jacketfunderingen baggeren en het binnen oppervlak ervan reinigen. De inrichting is in staat om de verschillende grondsoorten uit de palen te baggeren terwijl de reini- gingsring 4dc' de binnenwand reinigt, De bewerkingskop (baggerkop)} kan zo hoog worden ingetrok- ken/bewogen dat deze boven het hoogste niveau van de jac- ketpaal komt, Tijdens die positie kan de inrichting bovenop de jacketpaal worden geplaatst. Daarna kan de inrichting met de klemcilinders dan het boven frame met klemkussens op de fundatiebuis worden geklemd, De klemkussens worden aan de buitenzijde van de jacketpaal gepositioneerd. De klemar- men zorgen tevens voor sen goede concentrische positie van de inrichting ten opzichte van de buis. Ook in de situaties waarin de grond tot aan de buisrand komt, kan de inrichting nog steeds op de buis worden gepo- sitioneerd en vastgeklemd.The device for removing soil material from the top 8-10 m of tubular piles for example dredging jacket foundations and cleaning the inner surface thereof. The device is able to dredge the different types of soil from the piles while the cleaning ring 4dc' cleans the inner wall. the jacket pile. During that position, the device can be placed on top of the jacket pile. The device can then be clamped onto the foundation pipe with the clamping cylinders, then the top frame with clamping cushions. The clamping cushions are positioned on the outside of the jacket pile. The clamping arms also ensure a good concentric position of the device relative to the tube. Even in situations where the soil comes up to the pipe edge, the device can still be positioned and clamped on the pipe.

Het onderste frame (met baggerpomp en cutter of trommel- frees of waterspuitkop/luchtafzuigkop) worden gedraaid met de aandrijvingen. Met de positioneercilinder kan de bewer- kingskop vanuit het midden van de buis tot aan de palenwand worden gepositioneerd. Door het schuifmechanisme {bijvoor- beeld met kettingaandrijving) kan de schuifoijp met de be- werkingskop naar beneden worden geschoven. Door alle bewegingen is het mogelijk om het hele grondop- pervliak aan de binnenkant van de pelen te baggeren (verwij- deren van de grond). De werkvolgorde zal zijn: positionering van de inrichting bovenop de huis, het vastklemmen van de inrichting aan de buitenkant van de buiswand (bovenzijde), het verwijderen van de grond met de snijinrichting en de baggerpomp of lucht afzuigkop, roteren en positioneren van de bagger kop rondom in de buis, ondertussen kan de schuifpijp worden neergelaten. Bij het voortzetten en herhalen van deze bewe- gingen (volgorde) wordt de grond over de volledige slag van de schuifbuis verwijderd,The lower frame (with dredging pump and cutter or drum cutter or water spray head/air suction head) are rotated with the drives. With the positioning cylinder, the processing head can be positioned from the center of the pipe to the pile wall. The sliding mechanism (for example with chain drive) allows the sliding pipe with the processing head to be pushed downwards. All movements make it possible to dredge (remove the soil) the entire soil surface on the inside of the shells. The working sequence will be: positioning the device on top of the housing, clamping the device to the outside of the pipe wall (top side), removing the soil with the cutting device and the dredge pump or air suction head, rotating and positioning the dredge head all around in the pipe, meanwhile the sliding pipe can be lowered. By continuing and repeating these movements (sequence), the soil is removed from the sliding tube over the full stroke,

Bij het roteren van het onder frame zal ook de reinigings- ring draaien, waardoor de binnenwand van de buis wordt ge- reinigd. Op het roterende onder frame kunnen systemen als borstels en/of nozzles worden gemonteerd.When the lower frame is rotated, the cleaning ring will also rotate, so that the inner wall of the tube is cleaned. Systems such as brushes and/or nozzles can be mounted on the rotating lower frame.

In de beschrijving is de inrichting uitgerust met een bag- gerpomp met een cutter. Met deze inrichting zou het ook mo- gelijk zijn om andere bagger-/spuitkoppen op het onder fra- me aan te sluiten. Daarom geeft deze inrichting veel moge- lijkheden om de grond te verwijderen (verschillende grond- soorten zoals stenen, klei, zand), In plaats van sen bag- gerpomp kan eventueel ook een alriiftsysteem worden ge- bruikt.In the description, the device is equipped with a dredge pump with a cutter. With this arrangement it would also be possible to connect other dredging/spraying heads to the lower frame. That is why this device offers many options for removing the soil (different types of soil such as stones, clay, sand). Instead of a dredging pump, an elevator system can also be used if necessary.

IS Aldus wordt door de onderhavige uitvinding voorzien in een inrichting ter ondersteuning van het proces waarbij ver- schillende soorten fundatiebuizen in de boden (in het bij- zonder zeebodem} worden gedreven, leeg gebaggerd of schoon gemaakt. De inrichting volgens de uitvinding voorziet erin dat het bodemmateriaal aan de binnenzijde van de betreffen- de fundatiebuis wordt losgemaakt en/of verkleind en vervol- gens naar boven afgevoerd, zo dat de binnenkant van de be- treffende fundatiebuis vrij is van bodemmateriaal.IS Thus, the present invention provides a device for supporting the process in which different types of foundation pipes are driven into the bottom (particularly seabed}, dredged empty or cleaned. The device according to the invention provides that the soil material on the inside of the relevant foundation pipe is loosened and/or reduced in size and then discharged upwards, so that the inside of the relevant foundation pipe is free of soil material.

Claims

CONCLUSIONS

1. Device for installing, dredging empty and/or cleaning a vertical foundation bulge tl} in a bottom {2}, or internally empty dredging and cleaning, which device comprises ~s above frame {3), designed to or to be fitted over the top of the foundation tube, — a soil material discharge module, hereinafter referred to as discharge module {4}, ~ a support member (5), engaging the top frame at the top and connected to the discharge module at the bottom and adapted to to be able to carry the discharge module at different heights in the foundation pipe, wherein the discharge module comprises a processing head (da) that can be rotated through 360° in the flat surface and preferably also pivoted up and down, which is driven via a central drive module (4b). connected to the support member, and wherein the discharge module and/or the support member is provided with a positioning device {4b,4b} which is adapted to position the discharge module relative to the inner surface of the e foundation pipe at the location of the working area (4d) of the discharge module.

2. Device as claimed in claim 1, wherein the support member can be adjusted to a desired height of the operating area of the discharge module by means of one or more cables and/or chains (5) etc.

3. Device as claimed in claim 1 or 2, wherein the support member is connected during operation via at least one hose (6) or tube {7} to pump means, which hose or tube is adapted to, together with the pump means, at the location of to discharge released soil material upwards from the working area of the discharge module.

The device according to any one of claims 1 to 3, wherein the positioning device comprises a plurality of inwardly and/or outwardly adjustable clamping members (4c) which can be clamped condom against the inner or outer surface of the foundation tube,

5. Device according to one of Claims 1-3, in which the positioning device comprises a tube 7 possibly with a fixed frame ({4c!)}, the outside of which fits non-clampingly inside the fundary tube.

6. Device as claimed in claim 5, wherein the fixed frame is adapted to enable cleaning of the inner surface of the foundation pipe by means of its vertical displacement,