NL9201246A

NL9201246A - METHOD FOR APPLYING SOIL BY PLOWING, PLOWING DEVICE AND PLOWING ASSEMBLY.

Info

Publication number: NL9201246A
Application number: NL9201246A
Authority: NL
Original assignee: Paragon Int Bv
Priority date: 1992-07-10
Filing date: 1992-07-10
Publication date: 1994-02-01
Also published as: EP0581357B1; DE69318637T2; DE69318637D1; EP0581357A1

Description

Werkwijze voor het door ploegen aanbrengen van bodem, ploeginrichting alsmede ploegsamenstel.Method for applying the soil, plow device and plow assembly by plowing.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het door ploegen aanbrengen van een sleuf in de bodem onder water, omvattende het op de bodem neerlaten van een ploeg, het in de bodem brengen daarvan, het door de bodem voortbewegen van de ploeg en het afvoeren van het vrijkomende materiaal.The present invention relates to a method for plowing a trench in the bottom underwater, comprising lowering a plow on the bottom, inserting it into the bottom, advancing the plow through the bottom and discharging of the released material.

Een dergelijke werkwijze is in de stand der techniek algemeen bekend. Deze wordt bijvoorbeeld toegepast voor het ingraven van pijpleidingen. Door het ingraven van pijpleidingen, kabels en dergelijke in de zeebodem wordt de beste bescherming verkregen tegen mechanische beschadigingen van buitenaf. Bovendien wordt hinder voor de visserij voorkomen. Met bestaande werkwijzen voor het onder water ploegen is het zelfs in goed doorlatend materiaal niet mogelijk om een diepere sleuf te graven, bijvoorbeeld met een diepte groter dan 1,5 m. Bij dergelijke waarden treden bijzonder hoge snijkrachten op. Dit vertaalt zich in een hogere trekkracht noodzakelijk op de kabel waarmee het graafwerktuig over en in de zeebodem voortbewogen wordt. Dergelijke trekkrachten kunnen tot 350 ton oplopen en worden voortgebracht door een trekponton of sleepboten.Such a method is generally known in the prior art. This is used, for example, for the burial of pipelines. By burying pipelines, cables and the like in the seabed, the best protection is obtained against mechanical damage from the outside. Moreover, nuisance to fishing is prevented. With existing underwater plowing methods, it is not even possible to dig a deeper trench, even in well-drained material, for example with a depth greater than 1.5 m. Such values result in particularly high cutting forces. This translates into a higher pulling force necessary on the cable that propels the excavator over and into the seabed. Such pulling forces can reach up to 350 tons and are generated by a pulling pontoon or tugboats.

Het doel van de onderhavige uitvinding is in een werkwijze te voorzien waarbij het met geringere kracht mogelijk diepere sleuven in de bodem aan te brengen.The object of the present invention is to provide a method in which it is possible to make deeper trenches in the soil with less force.

Dit doel wordt bij een hierboven beschreven werkwijze verwezenlijkt doordat tenminste tijdens het voortbewegen van de ploeg direkt daarvoor een fluïdum wordt ingespoten. Aan de uitvinding ligt het inzicht ten grondslag dat bij onder water snijden van bijvoorbeeld zand de snijkrachten voornamelijk worden bepaald door de in het grondpakket optredende onderdrukken in het water aanwezig in de poriën van de grond. Deze onderdruk wordt opgewekt door de in het grondpakket optredende volumever-groting bij afschuiving. Bij een bepaalde snijsnelheid en snijdiepte hangt de grootte van die onderdruk in hoofdzaak af van de doorlaatbaarheid van dat grondpakket. Het optreden van dergelijke onderdrukken heeft vaak tot gevolg dat na verlaging van de snijsnelheid ook de ingraafdiepte van de ploeg moet worden verminderd omdat anders de benodigde trekkrachten te hoog oplopen. Daardoor wordt de pijpleiding minder diep of in het geheel niet ingegraven. Hierdoor kunnen problemen ontstaan met name wanneer delen van de pijpleiding een vrije ovèrspanning vormen op plaatsen waar de zeebodem niet vlak is. Door volgens de uitvinding fluïdum in te brengen kan dit onderdrukverschijnsel beperkt of zelfs weggenomen worden en gebleken is dat daardoor de snijkrachten aanzienlijk dalen.This object is achieved in a method described above in that a fluid is injected immediately before that at least during the movement of the plow. The invention is based on the insight that when cutting underwater, for instance sand, the cutting forces are mainly determined by the underpressures occurring in the soil package present in the water in the pores of the soil. This underpressure is generated by the shear volume increase occurring in the soil package. At a given cutting speed and cutting depth, the magnitude of that underpressure depends mainly on the permeability of that soil package. The occurrence of such underpressures often has the consequence that after reduction of the cutting speed, the digging depth of the plow must also be reduced, otherwise the required pulling forces will become too high. As a result, the pipeline is buried less deeply or not at all. This can cause problems, especially when parts of the pipeline form a free oven in places where the seabed is not flat. By applying fluid according to the invention, this underpressure phenomenon can be limited or even eliminated, and it has been found that the cutting forces drop considerably.

Dit fluïdum kan op zeer eenvoudige wijze water zijn dat ter plaatse aanwezig is.This fluid can very easily be water that is present on site.

De uitvinding heeft eveneens betrekking op een ploeginrichting voor het uitvoeren van de hierboven beschreven werkwijze. Deze bestaat in ieder geval uit een gestel met een blad dat bij de ploegbeweging de grond omhoogbrengt. Daarbij zijn in dit blad uitlaatopeningen fluïdumstralen aanwezig. Deze uitlaatopeningen kunnen volgens elke gewenste rangschikking op het blad in het deel dat zich onder water bevindt, worden aangebracht. Er wordt echter de voorkeur aan gegeven dat het blad in hoofdzaak horizontaal getrapt is uitgevoerd en de uitlaatopeningen in het over-gangsgedeelte in rijen zijn aangebracht en zodanig gericht dat de flu-idumstraal zich over het daaraan grenzende bovenliggende bladdeel uitstrekt. Hierdoor wordt op doelmatige wijze met de fluïdumstralen een zo groot mogelijk deel van het blad bestreken en op de plaats waar de volu-mevergroting plaatsvindt direkt fluïdum toegevoegd, zodat de trekkracht zoveel mogelijk beperkt wordt. Omdat het effekt van de volumevergroting uitgesprokener wordt naarmate de diepte van de sleuven toeneemt, wordt er volgens een voorkeursuitvoering van de uitvinding er de voorkeur aan gegeven nabij het laatste deel van het ploegblad verhoudingsgewijs meer openingen aan te brengen dan in het meer nabij het grensvlak bodem-water liggende deel. Om het uitstromen uit de uitlaatopeningen optimaal te maken, bestaat het uitlaateinde uit een cilindrisch deel waarop stroomopwaarts een taps toelopend deel aansluit. Daardoor wordt een betere straal verkregen.The invention also relates to a plow device for carrying out the above described method. In any case, this consists of a frame with a blade that raises the ground during the plow movement. Fluid jets are present in this leaf outlet openings. These outlets can be arranged on the blade in the underwater portion according to any desired arrangement. However, it is preferred that the blade be substantially stepped horizontally and the outlet openings in the transition portion are arranged in rows and oriented so that the fluid jet extends over the adjacent upper blade portion. This efficiently covers the largest part of the blade with the fluid jets and immediately adds fluid at the place where the volume increase takes place, so that the tensile force is limited as much as possible. Since the effect of the volume increase becomes more pronounced as the depth of the trenches increases, according to a preferred embodiment of the invention it is preferred to provide proportionally more openings near the last part of the plow blade than in the lake near the bottom interface. water-lying part. In order to optimize the outflow from the outlet openings, the outlet end consists of a cylindrical part to which a tapered part connects upstream. As a result, a better radius is obtained.

De hierboven beschreven ploeginrichting kan zowel enkelvoudig als in combinatie worden gebruikt. In het laatste geval zijn twee naast elkaar liggende ploeginrichtingen aanwezig. Een dergelijk ploegsamenstel wordt bijvoorbeeld gebruikt bij het leggen van een leiding. Daarbij is de leiding reeds gelegd en wordt vervolgens de daarbij behorende sleuf uitgegraven. Dit kan op verschillende wijzen plaatsvinden. Volgens een eerste methode worden aan weerszijden van de leiding sleuven gegraven en wordt daarna het bed waarop de leiding ligt, weggenomen. Dit wordt beschreven in de Nederlandse octrooiaanvrage 9101937· Volgens een andere werkwijze worden de ploegbladen naast de reeds liggende pijpleiding in de grond gebracht en vervolgens onder de pijpleiding gedraaid. Doordat de ploegbladen draaibaar aan het gestel bevestigd zijn, is dit mogelijk.The plow equipment described above can be used both singly and in combination. In the latter case, two adjacent plow devices are present. Such a plow assembly is used, for example, when laying a pipe. The pipe has already been laid and the corresponding trench is then dug out. This can take place in various ways. According to a first method, trenches are dug on either side of the pipe and then the bed on which the pipe is located is removed. This is described in Dutch patent application 9101937 · According to another method, the plow blades are placed next to the already lying pipeline in the ground and then rotated under the pipeline. This is possible because the plow blades are rotatably attached to the frame.

Daarbij wordt de pijpleiding enigszins naar boven getild en vervolgens wordt het geheel voortbewogen waarna de pijpleiding in zo verwezenlijkte sleuf afgezonken wordt.In doing so, the pipeline is lifted slightly upwards and then the whole is advanced, after which the pipeline is sunk in the slot thus realized.

De uitvinding zal hieronder nader worden toegelicht aan de hand van een in de tekening afgeheeld uitvoeringsvoorbeeld. Daarbij tonen:The invention will be explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment shown in the drawing. Show:

Fig. 1 een perspectivisch algemeen aanzicht van een toepassing van de ploeginrichting volgens de uitvinding;Fig. 1 is a perspective general view of an application of the plow device according to the invention;

Fig. 2 een detail van de inrichting volgens fig. 1; en fig. 3&» 3b verschillende varianten van uitstroomopeningen voor fluïdum volgens de uitvinding in dwarsdoorsnede.Fig. 2 shows a detail of the device according to FIG. 1; and Figures 3 & 3b show different variants of fluid outflow openings according to the invention in cross section.

In fig. 1 is een ploeginrichting af geheeld voor het leggen van pijpleidingen. Het gestel daarvan is met 1 aangegeven. Aan de voorzijde van het gestel zijn glijvoeten 7 bevestigd door middel van scharnierende verbindingen 8. Door middel van de scharnierende bevestigingen 9 zijn de glijvoeten 7 eveneens kantelbaar in de richting loodrecht op de bewegingsrichting. Met behulp van de scharnierende bevestigingen 10 kunnen de glijvoeten 7 in hoogte versteld worden. De inrichting wordt in de richting van de pijl P bewogen. Op het gestel 1 zijn bovendien ploegscharen 2 vast bevestigd. Vanzelfsprekend kunnen de ploegscharen eveneens scharnierend zijn bevestigd aan het frame, zoals hierboven beschreven is. Pomp 4 is aanwezig die water aanzuigt en toevoert aan verdeelstuk 36. Vanaf verdeelstuk 36 gaan verschillende leidingen naar rijen 37 met in de ploegschaar 2 aangebrachte openingen 38. Bovendien zijn platen 30 aangebracht waardoor in het betreffende voorbeeld wordt verwezenlijkt dat twee sleuven worden uitgegraven waarbij tussen de sleuven een deel materiaal blijft staan. Voor details van een dergelijke werkwijze wordt verwezen naar de hierbovengenoemde Nederlandse aanvrage 9101937· Met 12 zijn de hielgedeelten van de ploegscharen aangegeven. 32 betreft een schuin ten opzichte van de bodem staande plaat, die het terugbewegen in de richting van de pijl T van de inrichting vergemakkelijkt. Dit in combinatie met de afschuiningen 31·In Fig. 1, a plow device is inclined for laying pipelines. The frame thereof is indicated by 1. Sliding feet 7 are attached to the front of the frame by means of hinged connections 8. By means of the hinged attachments 9, the sliding feet 7 are also tiltable in the direction perpendicular to the direction of movement. The sliding feet 7 can be adjusted in height by means of the hinged fixings 10. The device is moved in the direction of the arrow P. In addition, plowshares 2 are fixed on the frame 1. Of course, the plowshares can also be hinged to the frame, as described above. Pump 4 is present, which draws in water and supplies it to manifold 36. From manifold 36, various pipes go to rows 37 with openings 38 arranged in ploughshare 2. In addition, plates 30 are provided, which in the example in question ensures that two trenches are excavated, between the slots some material remains. For details of such a method reference is made to the above-mentioned Dutch application 9101937 · 12 indicates the heel parts of the plowshares. 32 relates to a plate inclined to the bottom, which facilitates moving back in the direction of the arrow T of the device. This in combination with the chamfers 31 ·

In fig. 2 is een detail van de ploegschaar 2 getoond. Daarin zijn in de rijen 37 de openingen 38 duidelijker weergegeven. Het blijkt dat vanaf het uiteinde 39 van ploegschaar 2 de afstand tussen de verschillende rijen steeds groter wordt. Bij voorkeur vindt deze veranderingen in afstand volgens een logarithmische deling plaats.Fig. 2 shows a detail of the plowshare 2. In the rows 37, the openings 38 are shown more clearly. It has been found that from the end 39 of plowshare 2 the distance between the different rows increases. These changes in distance preferably take place according to a logarithmic division.

In fig. 3 zijn twee verschillende uitvoeringen van de uitstroomopeningen getoond. Het blijkt dat deze bestaan uit een cilindrisch deel 38 en uit een stroomopwaarts gelegen uitlopend deel k2. Daardoor onder vindt het fluïdum toegevoerd door de pomp k vanaf verdeelstuk 36 in de toevoerleidingen weinig weerstand terwijl een hoge uitstroomsnelheid kan worden verkregen. Daarbij is het enerzijds mogelijk een getrapte vorm met rechte hoeken 40 toe te passen, zoals getoond in fig. 3a en anderzijds is het mogelijk een afgeschuinde constructie 41 te gebruiken, zoals in fig. 3 getoond.Fig. 3 shows two different embodiments of the outflow openings. It appears that they consist of a cylindrical part 38 and of an upstream projecting part k2. Therefore, below, the fluid supplied by the pump k from manifold 36 in the feed lines finds little resistance while a high outflow rate can be obtained. In addition, it is possible on the one hand to use a stepped shape with right angles 40, as shown in Fig. 3a, and on the other hand, it is possible to use a chamfered construction 41, as shown in Fig. 3.

Gebleken is, dat met de hierboven beschreven constructie de sleepkracht voor het graven van sleuven enerzijds aanzienlijk kan worden verminderd maar anderzijds wordt verzekerd dat de sleuven steeds met voldoende diepte verwezenlijkt kunnen worden.It has been found that, with the construction described above, the drag force for trenching can be considerably reduced on the one hand, but on the other hand it is ensured that the trenches can always be realized with sufficient depth.

Hoewel de uitvinding hierboven aan de hand van een voorkeursuitvoering is beschreven, moet begrepen worden dat de hier getoonde constructie bij alle bekende ploegscharen volgens de stand der techniek kan worden toegepast. Het is voor de uitvinding slechts wezenlijk dat uitstroomopeningen aanwezig zijn op het vlak van de ploegschaar dat in contact met de bodem komt. Dergelijk? wijzigingen worden geacht binnen het bereik van degenen, bekwaam in de stand der techniek te liggen.Although the invention has been described above with reference to a preferred embodiment, it should be understood that the construction shown here can be used with all known plowshares according to the prior art. It is essential for the invention that outflow openings are present on the surface of the ploughshare which comes into contact with the ground. Such? changes are deemed to be within the reach of those skilled in the art.

Claims

A method for plowing a trench in the bottom underwater, comprising lowering a plow on the bottom, inserting it into the bottom, advancing the plow through the bottom and discharging the material released, characterized in that during the advancement of the plow, a fluid is ejected from the plow into the ground at least near the front end in the direction of movement.

A method for plowing a trench in the bottom underwater, comprising lowering a plow on the bottom, inserting it into the bottom, advancing the plow through the bottom and discharging the material released, characterized in that at least during the advancement of the plow, a fluid is injected immediately therefor.

Method according to claim 1, wherein the fluid is injected in the direction opposite to the direction of movement,

The method of claim 1, wherein the fluid comprises water.

The method according to any of the preceding claims, wherein the fluid comprises water.

Plowing device for carrying out the method according to one of the preceding claims, comprising a frame (1) with a blade (12), which raises the ground during the plowing movement, characterized in that outlet openings (38) are provided in the blade for fluid jets are present.

Plowing device for carrying out the method according to one of the preceding claims, comprising a frame (1) with at least one blade (12), which raises the ground during the plowing movement, characterized in that at least close to it in the direction of movement front free end in the blade fluid jet outlet openings (38) are oriented to discharge the fluid jets opposite to the direction of movement of the plow.

Plowing device according to claim 3, wherein the blade is substantially horizontally stepped and the outlet openings (38) are arranged in rows (37) in the transition section in order to allow the fluid jet to extend over the adjacent upper blade portion.

Plowing apparatus according to claim 4, wherein the blade is substantially stepped and the outlet openings (38) are arranged in rows (37) in the transition section to allow the fluid jet to extend over the adjacent upper blade portion.

Plow device according to claim 3 or b, wherein the distance between the rows of outlet openings towards the bottom end of the blade decreases.

6. Plowing device according to claim 4 or 5, wherein the distance between the rows of outlet openings towards the bottom end of the blade decreases.

Plow device according to any one of claims 3 ~ 5. wherein the outflow openings comprise a cylindrical outlet part (38) which is made widening (39) upstream.

Plowing device according to any one of claims 4-6, wherein the outflow openings comprise a cylindrical outlet part (38) which is made widening (39) upstream.

Plowing device according to any one of claims 3-6, wherein the blade is rotatable with respect to the frame.

Plowing device according to any one of claims 4-7, wherein the blade is rotatable with respect to the frame. Plow assembly comprising two side-by-side fixedly spaced plow devices according to any one of claims 4-8.

Plow assembly comprising two side-by-side fixedly spaced plow devices according to any one of claims 3 ~ 7

Plow assembly according to claim 8, for laying an elongated object, such as a pipeline, wherein the distance between the plow devices corresponds substantially to the largest transverse dimension of that object.

Plow assembly according to claim 9 for laying an elongated object, such as a pipeline, wherein the distance between the plow devices corresponds substantially to the largest transverse dimension of that object.

Plow assembly comprising two side-by-side spaced plow devices according to any one of claims 3-7, wherein the blades of the plow devices are movable together to bridge that distance.

Plow assembly comprising two side-by-side spaced plow devices according to any one of claims 4-8, wherein the blades of the plow devices are movable together to bridge that distance.