NO167102B

NO167102B - LEATHER DRIVE SHOES.

Info

Publication number: NO167102B
Application number: NO86862376A
Authority: NO
Inventors: Louis Horvath
Original assignee: Louis Horvath
Priority date: 1984-10-15
Filing date: 1986-06-13
Publication date: 1991-06-24
Also published as: NO167102C; NO862376L; NO862376D0

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en drivsko som er festet til og utgjør den nedre drivende av en streng av lederør for øking av lederørets støt-inndrivingsende gjennom jorden i lederørets lengderetning, mot friksjonen fra jorden og trykk-motstanden fra en jordkjerne som inndrives i lederøret, hvilken drivsko har en innervegg og en yttervegg, som avsluttes i en avfaset ende. The present invention relates to a driving shoe which is attached to and constitutes the lower driver of a string of guide pipes for increasing the shock-driving end of the guide pipe through the earth in the longitudinal direction of the guide pipe, against the friction from the earth and the pressure resistance from an earth core which is driven into the guide pipe, which driving shoe has an inner wall and an outer wall, which ends in a chamfered end.

Det er vanlig ved boring av oljebrønner ved hjelp av fralandsrigger å drive et ytre lederør, som er en streng sammen-satt av seksjoner av ytterrør med stor diameter, ned i jordlagene under et overliggende vannlag. When drilling oil wells with the help of offshore rigs, it is common to drive an outer conductor pipe, which is a string composed of sections of outer pipe with a large diameter, down into the soil layers below an overlying water layer.

Generelt vil en fralandsrigg, såsom en oppjekkbar rigg, In general, an offshore rig, such as a jack-up rig, will

ha en 60 fot (18,3 m) luftspalte mellom skroget og vann-overflaten. Over skroget vil der være ytterligere ca. 30 fot (9,15 m) avstand til rotasjonsborets arbeidshøyde. Under vann-et finnes løse, ukonsoliderte, generelt sedementære jordarter; ved større dyp finnes en hardere, konsolidert jord-struktur. have a 60 ft (18.3 m) air gap between the hull and the water surface. Above the hull there will be a further approx. 30 feet (9.15 m) distance to the rotary drill's working height. Under water there are loose, unconsolidated, generally sedimentary soils; at greater depths, a harder, consolidated soil structure is found.

Det er nødvendig å tilveiebringe en sammenhengende, sylindrisk eller foringsrør-konstruksjon for å danne den ytre boring i en oljebrønn som bores under rotasjonsboret. Boringen må kunne tåle trykk og må oppta fluidstrøm, ettersom et ringrom som dannes av foringsrør-konstruksjonen er det område som inne-holder tilbakestrømning av borefluider og opptar eventuelle tilbakeslagstrykk utenfor borestrengen nede i borehullet. It is necessary to provide a continuous cylindrical or casing structure to form the outer bore in an oil well drilled below the rotary drill. The borehole must be able to withstand pressure and must absorb fluid flow, as an annulus formed by the casing construction is the area that contains the backflow of drilling fluids and absorbs any backflow pressure outside the drill string down in the borehole.

Ifølge den teknologi som i dag benyttes drives derfor en kontinuerlig streng av ytre lederør for å danne en slik ytre boring. Lederøret drives fra et punkt umiddelbart under rotasjonsboret for å danne en sammenhengende, fluidmessig sammen-koplet, trykkfast streng til et punkt tilstrekkelig dypt i det konsoliderte jord-underlag til å motstå utvaskings- og utblås-ingseffekter rundt lederørets bunn. Dette innebærer typisk en inntregning på minst 100 fot (30,5 m) i jorden av sylindrisk lederør for oppsetting av en brukbar lederør-streng. According to the technology used today, a continuous string of outer conduits is therefore driven to form such an outer bore. The casing is driven from a point immediately below the rotary drill bit to form a continuous, fluidly interconnected, pressure-resistant string to a point deep enough in the consolidated subsoil to withstand washout and blowout effects around the bottom of the casing. This typically involves a penetration of at least 100 feet (30.5 m) into the earth of cylindrical conduit to set up a usable conduit string.

Lederør drives normalt ved hjelp av en innesluttet hammer på samme måte som ved pæl-driving. Ettersom lederøret er be-regnet- på å danne en sylindrisk boring med en generelt høy toleransediameter, i hvilken er opptatt oljebrønn-foringsrøret og borestrengens rørelementer, er det imidlertid nødvendig at lederøret forblir en hul sylinder og at det opprettholder et sirkulært tverrsnitt under påvirkning av drivkraften. Det er likeledes viktig at lederøret inndrives såvidt mulig langs en rett linje, ettersom lederørets geometri danner oljebrønn-borehullets senterlinje og styrer og leder borestrengen under påfølgende boreoperasjoner. Conductor pipes are normally driven using an enclosed hammer in the same way as with pile driving. As the guide pipe is designed to form a cylindrical bore with a generally high tolerance diameter, in which the oil well casing and the pipe elements of the drill string are occupied, it is however necessary that the guide pipe remains a hollow cylinder and that it maintains a circular cross-section under the influence of the driving force. It is equally important that the guide pipe is driven in as far as possible along a straight line, as the geometry of the guide pipe forms the center line of the oil well borehole and guides and guides the drill string during subsequent drilling operations.

Dagens teknologi, for inndriving av lederør, er i likhet med teknologien for inndriving av hule sylindriske pæler for industri-konstruksjoner, en tidkrevende og dyr prosess. Proses-sen kompliseres av flere faktorer. Today's technology for driving in conductor pipes, like the technology for driving in hollow cylindrical piles for industrial constructions, is a time-consuming and expensive process. The process is complicated by several factors.

Viskøs friksjon på pælenes utvendige og innvendige omkrets øker inntrengningsmotstanden når lederøret drives dypere ned i jorden. Viscous friction on the outside and inside circumference of the piles increases the penetration resistance when the guide pipe is driven deeper into the ground.

Nødvendigheten av å opprettholde et sylindrisk tverrsnitt mot motstandskraften som påvirker lederørets fremre ende idet det inndrives ved hammerslag, særlig i tette, harde eller uregelmessige lag, fører til at den fremre kant blir avfaset ved en utadskrånende kant. Hoved-hensikten med denne avfasing er å unngå krefter som vil søke å sammentrykke eller krympe lederørets kant, slik at lederør-strengen blir ubrukelig. The necessity of maintaining a cylindrical cross-section against the resisting force affecting the front end of the guide tube as it is driven in by hammer blows, particularly in dense, hard or irregular layers, causes the front edge to be chamfered at an outwardly sloping edge. The main purpose of this chamfering is to avoid forces that will try to compress or shrink the edge of the guide tube, so that the guide tube string becomes useless.

Som følge av denne utadskrånende kant blir så godt som all jorden som fortrenges ved driften av lederøret sammentrykket til en innvendig kjerne som stiger gjennom lederørets innvendige boring. Etterhvert som lederøret trenger inn, vil den resulterende jord-sammentrykning bidra til den viskøse friksjon på rørets innervegg, og blir den største bidragsyter til kraft som forsinker driv-operasjonen. As a result of this outwardly sloping edge, virtually all of the soil displaced by the operation of the guide pipe is compressed into an internal core that rises through the guide pipe's internal bore. As the guide pipe penetrates, the resulting soil compression will contribute to the viscous friction on the inner wall of the pipe, becoming the largest contributor to the force retarding the drive operation.

Som følge av den motstand som skyldes jordkjernen i lederøret, er det i sin tur nødvendig, ved den inndrivingsteknikk som i dag benyttes, å bore ut denne plugg med hyppige mellomrom, hvilket forårsaker kostbare forsinkelser. As a result of the resistance caused by the earth core in the guide pipe, it is in turn necessary, with the drive-in technique used today, to drill out this plug at frequent intervals, which causes costly delays.

Det har tidligere vært gjort enkelte forsøk på å plugge lederørets bunnende med en formet sko for å hindre kjerne-dannelse i røret. Dette fører imidlertid til en dramatisk øking av den kraft som er nødvendig for å forskyve et jord-volum lik lederøret til et område utenfor lederør-sonen, og øker drivkreftene til et punkt hvor røret normalt ikke kan trenge tilstrekkelig dypt inn til å komme i tilstrekkelig inngrep med et konsolidert jord-underlag. Some attempts have previously been made to plug the bottom of the guide tube with a shaped shoe to prevent core formation in the tube. However, this leads to a dramatic increase in the force required to displace a volume of soil equal to the conduit to an area outside the conduit zone, and increases the driving forces to a point where the conduit cannot normally penetrate deep enough to reach sufficient intervention with a consolidated soil base.

Som eksempler på teknikkens stand på området kan nevnes GB-patentskrift nr. 1.203.205, US-patentskrifter nr. 2.874.547 As examples of the state of the art in the area, GB patent document no. 1,203,205, US patent document no. 2,874,547 can be mentioned

og 3.331.455 samt NO-patentskrift nr. 149.397. and 3,331,455 as well as NO patent no. 149,397.

Hovedformålet med oppfinnelsen er følgelig å tilveiebringe en til bunnenden av lederøret festet drivsko som i vesentlig grad minsker den viskøse friksjon ved jordens kontakt mot lederøret, samtidig som motstanden som følge av komprimering av forskjøvet jord under fremdrift av lederøret blir vesentlig redusert. The main purpose of the invention is therefore to provide a driving shoe attached to the bottom end of the guide pipe which significantly reduces the viscous friction when the soil contacts the guide pipe, while at the same time the resistance due to compression of displaced soil during the movement of the guide pipe is significantly reduced.

Dette formål oppnås ifølge oppfinnelsen ved en drivsko av den innledningsvis angitte art, ved et antall utenpå ytterveggen aksialt anordnede, mellomliggende ribber, og et antall innenfor innerveggen i et skrueformet mønster anordnede ribber 68 som strekker seg stort sett i lederørets lengderetning. This purpose is achieved according to the invention by a drift shoe of the type indicated at the outset, by a number of intermediate ribs arranged axially outside the outer wall, and a number of ribs 68 arranged within the inner wall in a helical pattern which extend largely in the longitudinal direction of the guide tube.

De utvendige ribber bryter opp den gjennomtrengte jordens tilklebing til drivskoens utside og lederørseksjonens utside. Dessuten vil disse ribbers gjennomtrengning gjennom jorden The external ribs break up the adhesion of the penetrated earth to the outside of the drive shoe and the outside of the guide tube section. Moreover, the penetration of these ribs through the soil

bryte opp ellers homogene eller tette jordarter, så som leire, minske klebevirkning og lignende bidragsytere som skaper viskøs motstand mot inntrengning av det drevne lederør. break up otherwise homogeneous or dense soils, such as clay, reduce adhesiveness and similar contributors that create viscous resistance to penetration of the driven conduit.

De innvendige ribber danner en skrue som synes å virke som en korketrekker eller et vribor, idet den skaper en vridnings-og oppbrytningseffekt på den innvendige jordmasse som er komprimert i kjernen. Vridnings- eller skrue-virkningen søker å minske kompresjonseffekten som skyldes den avfasede inntrengning på jordmassen som er komprimert i kjernen, ved å tvinge kjernematerialet til å bevege seg langs sin ytterkant en større, vridningsretning under drivskoens inntrengning forbi kjernen. Dette avlaster eller påfører en strekkeffekt på i det minste én ytre overflate av kjernen, hvorved kjernens homogenitet brytes opp og inntrengningsmotstanden på grunn av komprimering minskes. Likeledes, slik det gjelder for ytterribbene, bryter ribbene også opp sammensetningen av den komprimerte jord idet den passerer gjennom drivskoen, hvilket i vesentlig grad minsker virkningene av klebing og jordhomogenitet på den viskøse friksjon som lederørets innside utsettes for når lederøret drives gjennom jordlagene. The internal ribs form a screw which seems to act like a corkscrew or a twist drill, as it creates a twisting and breaking effect on the internal soil mass which is compressed in the core. The twisting or screw action seeks to reduce the compression effect caused by the chamfered penetration of the soil mass that is compressed in the core, by forcing the core material to move along its outer edge in a larger, twisting direction during the drive shoe's penetration past the core. This relieves or applies a stretching effect to at least one outer surface of the core, whereby the homogeneity of the core is broken up and the penetration resistance due to compression is reduced. Likewise, as is the case with the outer ribs, the ribs also break up the composition of the compacted soil as it passes through the drive shoe, which significantly reduces the effects of sticking and soil homogeneity on the viscous friction that the inside of the guide pipe is exposed to when the guide pipe is driven through the soil layers.

Ifølge en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen har drivskoen en større ytterdiameter og mindre innerdiameter enn henholdsvis den ytre og indre diameter til lederøret som den er festet til. Drivskoens bevegelse gjennom jordlagene fører således til en redusert trykkeffekt på jorden innad og utad idet drivskoen passerer og selve lederøret møter jorden. Dette frembringer en avlastningseffekt på de ytre og indre trykk-krefter mot jorden for resten av lederørstrengen og bidrar til minskingen av den viskøse friksjon mellom lederøret og jorden. According to a preferred embodiment of the invention, the drive shoe has a larger outer diameter and smaller inner diameter than, respectively, the outer and inner diameter of the guide pipe to which it is attached. The movement of the driving shoe through the soil layers thus leads to a reduced pressure effect on the soil inwards and outwards as the driving shoe passes and the guide pipe itself meets the soil. This produces a relief effect on the external and internal pressure forces against the earth for the rest of the conduit string and contributes to the reduction of the viscous friction between the conduit and the earth.

Ved den foretrukne utførelsesform av oppfinnelsen er drivskoens avfasede ende gitt en spesiell utforming, som angitt i de etterfølgende krav 4-6, som bidrar til å lette drivskoens inntrengning i jorden samt til å minske de materialspenninger som oppstår i lederøret under neddrivingen. In the preferred embodiment of the invention, the chamfered end of the drive shoe is given a special design, as stated in the following claims 4-6, which helps to facilitate the penetration of the drive shoe into the soil and to reduce the material stresses that occur in the guide pipe during driving down.

Ytterligere trekk og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå av følgende nærmere beskrivelse av oppfinnelsen i tilknytning til tegningene, hvor: Figur 1 viser i tverrsnitt en figurativ boreenhet til havs, Further features and advantages of the invention will be apparent from the following detailed description of the invention in connection with the drawings, where: Figure 1 shows a cross-section of a figurative offshore drilling unit,

innrettet for neddriving av lederør. designed for driving down conductor pipes.

Figur 2 viser et tverrsnitt av drivskoen ifølge oppfinnelsen, Figure 2 shows a cross-section of the drive shoe according to the invention,

tilkoblet en lederørseksjon, idet dennes innside vises. Figur 3 er et utvendig sideriss av drivskoen ifølge oppfinnelsen festet til en lederørseksjon. Figur 4 er et utsnitt av drivskoens endespiss, sett opp ned, connected to a conductor tube section, the inside of which is shown. Figure 3 is an external side view of the drive shoe according to the invention attached to a guide tube section. Figure 4 is a section of the end tip of the drive shoe, viewed upside down,

og viser et typisk tannelement på denne. and shows a typical tooth element on this.

Figur 1 viser, i forenklet form, det generelle arrangement av en hel, oppjekkbar borerigg 2 under neddriving av lederør 4. Innenfor olje-boreenheten 2 på en boreplattform 6 er der opprettet et boretårn 8. I boretårnet 8 neddrives lederør 4 ved hjelp av en damphammer eller trykklufthammer 10 som er opphengt i et tverrstykke 12 fra en kasteblokk 14. Figure 1 shows, in a simplified form, the general arrangement of an entire, jackable drilling rig 2 during the lowering of guide pipe 4. Within the oil drilling unit 2 on a drilling platform 6, a derrick 8 has been created. In the derrick 8, guide pipe 4 is driven down with the help of a steam hammer or compressed air hammer 10 which is suspended in a cross piece 12 from a throwing block 14.

En oppjekkbar boreenhet 2 er normalt montert på platt-form-ben 16 for understøttelse i en avstand over et vannivå 18, fast oppreist over et undervannsnivå 20. Undervannsnivået 20 eller sjøbunnen omfatter en varierende blanding av lag av konsoliderte og ukonsoliderte jordarter 22, gjennom hvilke boreoperasjoner skal utføres for å nå ned til ikke viste under-grunns-avsetninger. A jack-up drilling unit 2 is normally mounted on platform legs 16 for support at a distance above a water level 18, firmly erected above an underwater level 20. The underwater level 20 or seabed comprises a varying mixture of layers of consolidated and unconsolidated soils 22, through which drilling operations must be carried out to reach down to underground deposits not shown.

Omkostningene forbundet med en enkelt oppjekkbar boreenhet 2 er slik at det er nødvendig å bruke enheten 2 til å bore flere enn en brønn. Opptil 40 enkelt-oljebrønner kan bores fra en enkelt boreenhet 2. Hovedstøtten for hver av disse enkeltbrønner, i forbindelse med opprettelse av en innledende retning for borestrengen, og med utforming av det ytre foringsrør og identitet for den spesielle brønn, er de enkelte lederørstrenger 4. En slik streng er vist som eksempel i figur 1. Lederørstrengen 4 omfatter en rekke rørelementer av betydelig størrelse, som ledes gjennom et antall rørstyringer 24 som finnes på tverrgående bære- eller støtte-elementer 26 på plattformbenene 16. Typiske lederørseksjoner er 40 fot (12,2 m) lange, 30 tommer (76,2 cm) i diameter. The costs associated with a single jackable drilling unit 2 are such that it is necessary to use the unit 2 to drill more than one well. Up to 40 individual oil wells can be drilled from a single drilling unit 2. The main support for each of these individual wells, in connection with establishing an initial direction for the drill string, and with the design of the outer casing and identity for the particular well, are the individual conductor pipe strings 4 Such a string is shown as an example in Figure 1. The conductor pipe string 4 comprises a number of pipe elements of considerable size, which are guided through a number of pipe guides 24 which are found on transverse support or support elements 26 on the platform legs 16. Typical pipe sections are 40 feet ( 12.2 m) long, 30 in. (76.2 cm) in diameter.

For at lederørstrengen 4 skal kunne danne et sammenhengende ytre foringsrør og avgrensning for oljebrønnens bore-hull må.lederøret 4 drives dypt nok ned i jorden 22 til å danne en avtettet, sammenhengende ytre foring, som er forholdsvis ugjennomtrengelig eller upåvirkelig av erosjon, utblåsinger og tunneldannelse som skyldes de trykk som senere vil forekomme i borehullet til oljebrønnen som strekker seg gjennom røret 4. In order for the guide pipe string 4 to be able to form a continuous outer casing and boundary for the oil well's borehole, the guide pipe 4 must be driven deep enough into the soil 22 to form a sealed, continuous outer casing, which is relatively impervious or unaffected by erosion, blowouts and tunneling caused by the pressures that will later occur in the borehole of the oil well that extends through the pipe 4.

En har i praksis funnet at det typisk er nødvendig å drive et slikt lederør 4 minst 100 fot (30,5 m) under sjøbunn-nivået 20 for å oppnå en slik avtetningsdybde. It has been found in practice that it is typically necessary to drive such a conduit 4 at least 100 feet (30.5 m) below the seabed level 20 in order to achieve such a sealing depth.

Sammenfatningsvis omfatter lederørstrengen 4 et antall In summary, the conductor pipe string 4 comprises a number

ca. 40 fot lange, sammenkoplete seksjoner som ved hammerslag drives ned i en sjøbunn 20. Drivkraften fremskaffes ved støt fra en hammer 10 på en øvre ende av strengen 4 og inntreng-ningen oppnås ved hjelp av en nedre ende eller drivende 28. Betydelige krefter oppstår ved jordens 22 motstand mot inn - trengning av drivenden 28 og av røret 4. about. 40-foot-long, interconnected sections which are driven down into a seabed 20 by hammer blows. The driving force is provided by the impact of a hammer 10 on an upper end of the string 4 and penetration is achieved by means of a lower end or driving 28. Considerable forces arise from the resistance of the earth 22 to the penetration of the driving end 28 and of the pipe 4.

En vil generelt finne at lederøret 4, som har en drivende 28, uten vesentlige motstand kan slippes ned i sjøbunnen 20 One will generally find that the guide pipe 4, which has a drift 28, can be dropped into the seabed 20 without significant resistance

for en inntrengningsstrekning på ca. 19 fot (5,8 m) før det stanser, som følge av motstanden fra jorden 22. For den øvrige del av inntrengningsstrekningen må lederøret 4 drives ved gjentatte støt som hammeren 10 avgir på rørstrengen 4. for a penetration distance of approx. 19 feet (5.8 m) before it stops, as a result of the resistance from the earth 22. For the rest of the penetration distance, the guide pipe 4 must be driven by repeated impacts that the hammer 10 emits on the pipe string 4.

Foreliggende oppfinnelse utgjør en ny drivsko 30 som vist i figur 2, 3 og 4, som er montert på og danner drivenden 28 av en lederørstreng 4. Drivskoen 30 omfatter et større sylindrisk element 32 som er koaksialt, fast festet til en nedre ende 4 av lederøret 4. Sylinderelementet 32 har en generelt større tykkelse sammenlignet med lederøret 4 slik at sko-ens 30 ytterdiameter 36 og innerdiameter 38 er henholdsvis større enn lederørets 4 ytterdiameter 36A og mindre enn dets innerdiameter 36B. Sylinderelementet 32 danner således en vesentlig sterkere, nedre sylindrisk forlengelse med øket motstand mot deformasjon ved lederørstrengens 4 bunnende. The present invention constitutes a new drive shoe 30 as shown in figures 2, 3 and 4, which is mounted on and forms the drive end 28 of a conductor tube string 4. The drive shoe 30 comprises a larger cylindrical element 32 which is coaxially, fixedly attached to a lower end 4 of the guide tube 4. The cylinder element 32 has a generally greater thickness compared to the guide tube 4 so that the outer diameter 36 and inner diameter 38 of the shoe 30 are respectively larger than the outer diameter 36A of the guide tube 4 and smaller than its inner diameter 36B. The cylinder element 32 thus forms a substantially stronger, lower cylindrical extension with increased resistance to deformation at the bottom of the conductor tube string 4.

Det sylindriske element 32 er fast festet til lederøret The cylindrical element 32 is firmly attached to the guide tube

4 koaksialt sammenføyet med lederørets 4 akse ved hjelp av en innvendig sveis 40 som strekker seg ringformet, omkretsmessig rundt et indre kontaktpunkt mellom rørets 4 element 32 og ved hjelp av en inntrengende, avfaset ytre sveis 4 2 som i det vesentlige forbinder lederørets 4 nedre ende 3 4 med drivskoens 30 sylindriske element 32. Den således dannede konstruksjon utgjør en nedadrettet forlengelse av lederøret 4, som har den egenskap at dens utvendige diameter er større enn rørets 4 diameter samtidig som dens innvendige diameter er mindre enn rørets 4 innvendige diameter. 4 coaxially joined to the axis of the guide pipe 4 by means of an internal weld 40 which extends annularly, circumferentially around an internal contact point between the element 32 of the pipe 4 and by means of a penetrating, chamfered outer weld 4 2 which essentially connects the lower end of the guide pipe 4 3 4 with the cylindrical element 32 of the drive shoe 30. The construction thus formed constitutes a downward extension of the guide pipe 4, which has the characteristic that its external diameter is greater than the diameter of the pipe 4 at the same time that its internal diameter is smaller than the internal diameter of the pipe 4.

Drivskoens 30» nedre ende avsluttes i en symmetrisk skrå-kant eller fas 44. Fasen 44 dannes av identisk vinklete ytre skråflate 45 og indre skråflate 46 som danner en fas med et symmetrisk møtepunkt mellom drivskoens 30 innerdiameter 3 8 og ytterdiameter 36. Fasens 44 generelle form er slik at den mot jorden 22 danner en fortrengningskant som er symmetrisk i den forstand at den verken tvinger en større mengde jord 2 2 innad langs flaten 46 eller utad langs flaten 45, idet den jevnt fordeler materialet som gjennomtrenges. I den foretrukne ut-føringsform danner flaten 45 og flaten 46 henholdsvis en innad-skrånende og utadskrånende vinkel på 22,5° i forhold til sylinderelementets 32 akse. The lower end of the drive shoe 30" terminates in a symmetrical beveled edge or bevel 44. The bevel 44 is formed by identically angled outer beveled surface 45 and inner beveled surface 46 which form a bevel with a symmetrical meeting point between the inner diameter 38 and outer diameter 36 of the bevel 44 of the bevel 44 shape is such that it forms a displacement edge against the soil 22 which is symmetrical in the sense that it neither forces a larger amount of soil 22 inwards along the surface 46 nor outwards along the surface 45, as it evenly distributes the material that is penetrated. In the preferred embodiment, the surface 45 and the surface 46 respectively form an inward-sloping and outward-sloping angle of 22.5° in relation to the axis of the cylinder element 32.

Fasen 44 avsluttes ikke i en spiss, idet den er avkortet for å danne en nedre plan flate 48 ved nedre ende av drivskoen 30. Flaten 48 danner en ringflate som i det vesentlige er vinkelrett på drivskoens 30 akse. På den avkortete ringflate 48 er der i en gjentatt rundtløpende rad montert et antall tannelementer 50 for å danne en kontinuerlig periodisk tannet egg rundt omkretselementet 32, som vender i retning nedad til kontakt med jorden. Hver av tennene 50 omfatter i sin tur et parti av herdet materiale med et trekantformet tverrsnitt 52 og et halvsirkelformet langsgående parti 54 som stiger fra et stort sett plant bunnelement 56 til en inntrengningsegg 58. The phase 44 does not end in a point, as it is truncated to form a lower plane surface 48 at the lower end of the drive shoe 30. The surface 48 forms an annular surface which is essentially perpendicular to the axis of the drive shoe 30. On the truncated annular surface 48, a number of toothed elements 50 are mounted in a repeated circumferential row to form a continuous periodically toothed egg around the circumferential element 32, which faces in a downward direction to contact the earth. Each of the teeth 50 in turn comprises a portion of hardened material with a triangular cross-section 52 and a semicircular longitudinal portion 54 rising from a generally planar bottom member 56 to a penetration egg 58.

Rundt drivskoens 30 yttervegg 60 er der med gjentatte mellomrom montert et antall ytre ribber 62. I den foretrukne utføringsform er ytterribbenes 62 tverrsnitt rektangu-lært heller enn kvadratisk, idet de på en kortside er sveiset til ytterveggen 6 og strekker seg utad derfra. Hver av ytter-stavene 62 avsluttes i en nedre skråflate 64. Around the outer wall 60 of the drive shoe 30, a number of outer ribs 62 are mounted at repeated intervals. In the preferred embodiment, the cross-section of the outer ribs 62 is rectangular rather than square, as they are welded on one short side to the outer wall 6 and extend outwards from there. Each of the outer rods 62 ends in a lower inclined surface 64.

Som vist i figur 2 er der på drivskoens 30 innervegg 66 montert et antall innvendige ribber 68 som strekker seg innad på drivskoveggen 66. I den foretrukne utføringsform har stavene 68 et mer kvadratisk tverrsnitt på grunn av kravet til at deres styrke skal økes for å oppta vinkelkrefter. Hver av ribbene 68 er fast montert på innerflaten 64 f.eks. ved sveising på en slik måte at de strekker seg vertikalt oppad fra et punkt nær den indre skråflate 46 til den øvre ende av drivskoen 30. Viktigere er det at hver av ribbene 68 stiger i en vinkel for å danne er periodisk, innbyrdes mellomliggende ("interdigitated"), indre spiral- eller skruekonstruksjon i drivskoen 30. Denne skruekonstruksjon 70 er analog med en vribor- éller korketrekker-skrue. As shown in Figure 2, a number of internal ribs 68 are mounted on the inner wall 66 of the driving shoe 30 which extend inwards on the driving shoe wall 66. In the preferred embodiment, the rods 68 have a more square cross-section due to the requirement that their strength be increased in order to accommodate angular forces. Each of the ribs 68 is fixedly mounted on the inner surface 64, e.g. by welding in such a way that they extend vertically upwards from a point near the inner inclined surface 46 to the upper end of the drive shoe 30. More importantly, each of the ribs 68 rises at an angle to form is periodic, mutually intermediate (" interdigitated"), internal spiral or screw construction in the drive shoe 30. This screw construction 70 is analogous to a twist drill or corkscrew screw.

Som et eksempel har det sylindriske element 32 i en foretrukket utføringsform av drivskoen, for et lederør med nominell diameter 30° (76,2 cm) en ytterdiameter 36 på 30 3/8" (77,15 cm) og en innvendige diameter 38 på 27" (68,58 cm). Lederøret 4 har en nominell diameter på 30" (76,2 cm) med en veggtykkelse på 1" (2,54 cm) og således en innvendig diameter på .28" (41,12 cm) . As an example, the cylindrical member 32 in a preferred embodiment of the drive shoe, for a 30° (76.2 cm) nominal diameter guide tube, has an outside diameter 36 of 30 3/8" (77.15 cm) and an inside diameter 38 of 27" (68.58 cm). The guide tube 4 has a nominal diameter of 30" (76.2 cm) with a wall thickness of 1" (2.54 cm) and thus an internal diameter of .28" (41.12 cm).

I en slik konstruksjon er drivskoens 30 totale lengde In such a construction, the drive shoe 30 is the total length

ca. 3' 3" (99,12 cm). Der er ca. 23 ytre ribber 62, about. 3' 3" (99.12 cm). There are about 23 outer ribs 62,

nominelt 1/4" (0,64 cm) tykke, som strekker seg 3/8" (0,95 cm) utad fra ytterflaten 60. Der er ca. 11 innvendige ribber 66, nominelt 3/8" (0,95 cm) i kvadrat og sveiset i skruelinje-form 70 slik at ribbene går sideveis over 22 1/2" (57,15 cm) fra en nedre til en øvre ende i et vertikalt plan ned fra ribbenes topp-punkt. nominally 1/4" (0.64 cm) thick, extending 3/8" (0.95 cm) outward from the outer surface 60. There are approx. 11 internal ribs 66, nominally 3/8" (0.95 cm) square and welded in helical form 70 so that the ribs run laterally over 22 1/2" (57.15 cm) from a lower to an upper end in a vertical plane down from the top point of the ribs.

Hver av tennene 50 er 5/8" (1,59 cm) brede, målt ved det punkt der trekant-tverrsnittet 52 møter bunnen 56. De er 1 1/2" (3,81 cm) lange, målt ved en linje der det halvsirkel-formete parti 54 møter flaten 56. Det halvsirkulære parti 54 er nominelt 1 1/4" (3,18 cm) i radius. Det trekantformete tverrsnitt 52 avsmalner i en vinkel på 65° ved spissen av inn-trengningseggen 58 til bunnen 56. Fasen 44 har derimot en slik vinkel at forlengelsen av innerflaten 46 og ytterflaten 45 danner en vinkel på 45°. Each of the tines 50 is 5/8" (1.59 cm) wide, measured at the point where the triangular cross-section 52 meets the base 56. They are 1 1/2" (3.81 cm) long, measured at a line where the semicircular portion 54 meets the surface 56. The semicircular portion 54 is nominally 1 1/4" (3.18 cm) in radius. The triangular cross section 52 tapers at an angle of 65° at the tip of the penetration edge 58 to the bottom 56. The bevel 44, on the other hand, has such an angle that the extension of the inner surface 46 and the outer surface 45 forms an angle of 45°.

Ved drift festes skoen 30, ved sveising ved den innvendige ringformete sveis 40 og ytre omkretssveis 42, til bunnen av en lederørstreng 4. Den således sammensatte lederørstreng 4 som strekker seg ned gjennom rørstyringene 24 sammenkoples og nedsenkes i berøring med jorden 22 inntil motstand stopper lederørets nedadbevegelse under tyngdekraften. During operation, the shoe 30 is attached, by welding at the inner annular weld 40 and outer circumferential weld 42, to the bottom of a conductor pipe string 4. The thus assembled conductor pipe string 4 which extends down through the pipe guides 24 is connected and lowered into contact with the earth 22 until resistance stops the conductor pipe downward motion under gravity.

Hammeren 10 blir så påvirket til å avgi en gjentatt hammerslag-virkning på lederørstrengen 4, og således nedad på drivskoen 3 0 mot jorden 22. The hammer 10 is then influenced to emit a repeated hammer blow effect on the conductor tube string 4, and thus downwards on the drive shoe 30 towards the earth 22.

Tennenes 50 inntrengningsegg 58 virker til å opprette et innledende inngrep og retnings-styring i jorden 22. Tennene 58 vil gripe inn i og hindre avbøyning på grunn av forholdsvis små inhomogeniteter i jorden 22. Dersom derimot en hind-ring så som en stein, som er fysisk større enn lederørets 4 totale diameter påtreffes, vil tennenes 50 tosidige vinkel og den noe mindre spisse vinkel til fasen 44 sammen virke til å avbøye lederøret 4 rundt den påtrufne gjenstand slik at neddrivingen kan fortsette istedenfor å bringes til en fullstendig stans. Det sylindriske elements 32 økede tverrsnittsareal og styrke og dets minskede innvendige diameter 38, det hele forsterket ved tennene 50, fasenes 44 symmetri, ytterribbene 62 og den indre ribbe 68, hindrer denne avbøyningskraft fra å sammenklemme eller krympe drivskoens 30 endefas 44, og hindrer således sammentrykking eller krymping av lederøret 4. The teeth 50 penetration egg 58 acts to create an initial engagement and directional control in the soil 22. The teeth 58 will engage and prevent deflection due to relatively small inhomogeneities in the soil 22. If, on the other hand, an obstacle such as a stone, which is physically larger than the total diameter of the guide tube 4 is encountered, the two-sided angle of the teeth 50 and the somewhat less acute angle of the phase 44 will together act to deflect the guide tube 4 around the encountered object so that the drive down can continue instead of being brought to a complete stop. The increased cross-sectional area and strength of the cylindrical member 32 and its reduced internal diameter 38, all reinforced by the teeth 50, the symmetry of the bevels 44, the outer ribs 62 and the inner rib 68, prevent this deflection force from pinching or shrinking the end face 44 of the drive shoe 30, thus preventing compression or shrinking of the guide tube 4.

Som følge av den generelle symmetri ved det trekantformete tverrsnitt 56 og fasen 44, vil lederørskoens 30 neddrivnings-effekt dele jorden 22 jevnt slik at stort sett halvparten av den fortrengte jord 22 forskyves langs drivskoens 30 ytterflate 60 og halvparten av jorden forskyves langs drivskoens 30 inner-flate 66. As a result of the general symmetry of the triangular cross-section 56 and the phase 44, the driving effect of the guide tube shoe 30 will divide the soil 22 evenly so that roughly half of the displaced soil 22 is displaced along the outer surface 60 of the driving shoe 30 and half of the soil is displaced along the inside of the driving shoe 30 -surface 66.

Jorden som skyves i glideinngrep med flaten 60 brytes opp av de vertikale ribber 62. Ribbene 62 har tosidig effekt idet de bryter jorden 22 opp i små partikler som lettere forskyves og beveges, samtidig som de reduserer de viskøse virkninger som bremser på flaten 60 og røret 4. Videre vil minskingen av lederørets 4 utvendige diameter gi et område med løs jord umiddelbart nær lederørets 4 utside og derved i vesentlig grad minske langsidig viskøs bremsevirkning eller motstand på ut-siden av lederøret 4 når det drives gjennom jorden 22. The soil that is pushed into sliding engagement with the surface 60 is broken up by the vertical ribs 62. The ribs 62 have a two-sided effect in that they break the soil 22 into small particles that are more easily displaced and moved, while at the same time reducing the viscous effects that slow down the surface 60 and the pipe 4. Furthermore, the reduction of the outside diameter of the guide pipe 4 will give an area of loose soil immediately close to the outside of the guide pipe 4 and thereby significantly reduce the longitudinal viscous braking effect or resistance on the outside of the guide pipe 4 when it is driven through the soil 22.

Motstanden mot neddriving av lederøret 4 på grunn av jorden som sammentrenges i drivskoens 30 innervegg 66 består av to hovedkomponenter. Den første er kontakten eller viskøse motstand på grunn av den sammentrengte kjerne 72 som drives inn i drivskoens 32 indre, mot og langs innerveggen 66. I tillegg vil forskyvningen av jorden 22 til et innvendig punkt på grunn av den indre fasflate 46 søke å sammenpresse jorden 22. Forså-vidt som jorden 22 trolig er en vannmettet jord, og kan være temmelig konsolidert, vil den yte meget stor motstand mot slike komprimeringsvirkninger, og den nødvendige kraft for sammen-pressing av jorden 22 utgjør en vesentlig del av den totale motstand mot neddriving av lederøret 4. En har i praksis funnet at gjentatt påvirkning av hammeren 10 vil frembringe en gradvis avtagende driveffekt på lederøret 4 inntil et tidspunkt hvor lederøret 4 praktisk talt ikke beveger seg mellom slag av hammeren 10. På dette punkt er det nødvendig å fjerne hammeren 10 og montere et standard boreapparat fra vandreblokken 14, for å bore en kjerne 72 ut fra lederørets 4 innside. En har funnet at fjerningen av kjernen 72 tillater fortsatt neddriving av lederøret 4, og det ansees betegnende at kombinasjonen av kompresjon og viskøs friksjon ved den indre kjerne 72 er en hoved-bestanddel av den totale motstand mot neddriving av rør-et 4. The resistance against driving down the guide pipe 4 due to the earth that is compressed in the inner wall 66 of the driving shoe 30 consists of two main components. The first is the contact or viscous resistance due to the compressed core 72 being driven into the interior of the drive shoe 32, against and along the inner wall 66. In addition, the displacement of the earth 22 to an internal point due to the internal chamfer 46 will tend to compress the earth 22. Inasmuch as the soil 22 is probably a water-saturated soil, and may be fairly consolidated, it will offer very great resistance to such compaction effects, and the necessary force for compressing the soil 22 constitutes a significant part of the total resistance to driving down of the guide tube 4. It has been found in practice that repeated impact of the hammer 10 will produce a gradually decreasing driving effect on the guide tube 4 until a time when the guide tube 4 practically does not move between blows of the hammer 10. At this point it is necessary to remove the hammer 10 and mount a standard drilling apparatus from the walking block 14, to drill a core 72 from the inside of the guide pipe 4. It has been found that the removal of the core 72 allows the guide tube 4 to continue to be driven down, and it is considered significant that the combination of compression and viscous friction at the inner core 72 is a major component of the overall resistance to driving down the tube 4.

De innvendige staver 68 danner en generell spiral eller skruekonstruksjon 70. Disse ribbenes kontakt med kjernen 72 The internal rods 68 form a general spiral or screw structure 70. The contact of these ribs with the core 72

av jord 22 frembringer en vridningseffekt på kjernen 72, og forflytter, slik det fremgår, kjernen 72 en større strekning enn drivskoens 30 vertikalt nedadløpende utstrekning. I tillegg til ribbenes 68 løsgjørende og viskøs friksjonsned-settende virkninger som er analoge med virkningene av de ytre of soil 22 produces a twisting effect on the core 72, and, as can be seen, moves the core 72 a greater distance than the drive shoe 30's vertically downward extent. In addition to the ribs' 68 loosening and viscous friction-reducing effects which are analogous to the effects of the outer

ribber' 62, vil skruen 70 som dannes av ribbene 68 dessuten i betydelig grad virke til å minske de direkte komprimeringsvirkninger fra jorden som danner kjernen 72. Videre, ettersom den innvendige diameter 38 er mindre enn lederørets 4 innvendige diameter kan kjernen 72, såsnart den har passert lengden av drivskoen 30, ekspanderer noe inn i lederørets 4 større innvendige diameter. Det antas at de samlede virkninger av skruen 70 på de parti av kjernen 7 2 som er i kontakt med ribs' 62, the screw 70 formed by the ribs 68 will also act to a considerable extent to reduce the direct compression effects from the soil forming the core 72. Furthermore, as the internal diameter 38 is smaller than the internal diameter of the guide pipe 4, the core 72, as soon as the has passed the length of the drive shoe 30, expands somewhat into the larger internal diameter of the guide tube 4. It is assumed that the combined effects of the screw 70 on the parts of the core 7 2 which are in contact with

drivskoen 30, sammen med innerribbenes 68 løsgjøringseffekt og utvidelse av innerdiameter mellom innerdiameteren 3 8 og rørets 4 innerdiameter er slik at man oppnår en betydelig minsking av motstanden fra den indre kjerne 72 mot neddriving av lederøret 4. the driving shoe 30, together with the loosening effect of the inner ribs 68 and expansion of the inner diameter between the inner diameter 3 8 and the inner diameter of the tube 4 is such that a significant reduction in the resistance of the inner core 72 against driving down the guide tube 4 is achieved.

Oppfinneren antar at motstanden mot neddriving av lederøret 4 hovedsakelig består av de ovenfor beskrevne virkninger. Prøver har vist at en lederør-sko av denne konstruksjon mulig-gjorde neddriving av et lederør 4 en strekning på 230' The inventor assumes that the resistance to lowering of the guide tube 4 mainly consists of the effects described above. Tests have shown that a conduit shoe of this construction made it possible to drive down a conduit 4 a length of 230'

(70,15 m) i en blanding av jordarter i en enkelt neddrivings-sekvens uten utboring av en kjerne 72. Til sammenligning ble et lederør i henhold til teknikkens stilling bare drevet 73' (70.15 m) in a mixture of soils in a single driving sequence without drilling a core 72. In comparison, a prior art guide pipe was only driven 73'

(22,27 m) før det ble nødvendig å utbore kjernen 72 fra lederøret for å gjenoppta drivoperasjonen. Det skal i hvert til-felle bemerkes at den dybde til hvilken en pæl eller et rør kan drives er den standard innen pældrivingsteknikken som er den dybde eller det punkt hvor et gitt antall slag ikke vil bevege røret nedad mer enn en viss konstaterbar minsteavstand. (22.27 m) before it became necessary to drill core 72 from the guide pipe to resume the drive operation. In each case, it should be noted that the depth to which a pile or pipe can be driven is the standard in pile driving technology, which is the depth or the point where a given number of blows will not move the pipe downwards more than a certain ascertainable minimum distance.

Selv om et meget spesielt kombinasjonseksempel ovenfor er beskrevet og vist, er oppfinnelsen ifølge foreliggende søknad ansett å omfatte det bredere område av ekvivalenter som er angitt i kravene. Særlig har oppfinneren fremlagt en kombina-sjon som innbefatter alle de drivmotstandsreduserende trekk som er oppfunnet av ham, og det innrømmes ikke derved at de drivmotvirkende trekk ved hans oppfinnelse ikke er enkeltvis oppfinneriske og patenterbare. Although a very particular combination example has been described and shown above, the invention according to the present application is considered to encompass the wider range of equivalents stated in the claims. In particular, the inventor has presented a combination that includes all the drift resistance-reducing features invented by him, and it is not thereby admitted that the drift-counteracting features of his invention are not individually inventive and patentable.

Claims

1. Drive shoe (30) which is attached to and forms the lower drive (28) of a string of guide tubes (4) for increasing the shock driving end of the guide tube (4) through the soil (22) in the longitudinal direction of the guide tube (4), against the friction from the earth (22) and the pressure resistance from an earth core (72) which is driven into the guide pipe (4), which drive shoe (30) has an inner wall (66) and an outer wall (60), which ends in a chamfered end (44) , characterized by a number of intermediate ribs (62) arranged axially outside the outer wall, and a number of ribs (68) arranged in a helical pattern within the inner wall (66), which extend largely in the longitudinal direction of the guide tube (4).

2. Drive shoe according to claim 1, characterized in that its outer diameter (36) is greater than the outer diameter of the guide tube (4).

3. Drive shoe according to claim 1, characterized in that its inner diameter (38) is smaller than the inner diameter of the guide tube (4).

4. Drive shoe according to claim 1, characterized in that the chamfered end (44) comprises an outer chamfered surface (45) and an inner chamfered surface (46), whereby a symmetrical displacement force on the earth (22) is achieved.

5. Drive shoe according to claim 1, characterized in that the chamfered end (44) is truncated to form a planar ring surface (48), and that a number of teeth (50) are mounted on the ring surface (48) which form a continuous serration, lower edge.

6. Drive shoe according to claim 5, characterized in that the teeth (50) comprise a massive, conical straight-truncated shape which has a first triangular cross-section which forms a soil displacement angle mostly across a radius of the guide tube (4), and a second, mostly arcuate cross-section, generally across the first triangular cross-section.