NO20111294A1 - Opptakbar pre-paelingsramme for offshore vindturbinfundamenter - Google Patents

Abstract

En opptakbar pre-pælingsramme (10) for offshore vindturbinfundamenter, omfatter et antall pæleføringshylser (12) som er innbyrdes forbundet ved hjelp avforbindelseselementer (14,16,18), hvor pæleføringshylsene (12) er innrettet til å hvile på havbunnen og til å oppta en pæle (70). Forbindelseselementene (14,16,18) er sammenføyet til dannelse av en kontinuerlig, sirkelformet, O-ringstruktur (20), og et antall av pæleføringshylsene (12) er innrettet til å monteres løsgjørbare til strukturen (20).

Description

Ramme for installasjon av pæler.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en opptakbar pre-pælingsramme for offshore vindturbinfundamenter, omfattende et antall pæleføringshylser som er forbundet med hverandre ved hjelp av forbindelseselementer, hvor pæleføringshylsene er innrettet til å hvile på havbunnen og oppta en pæle.

Installasjon av offshore understellefundamener for vindturbin kan enten utføres ved pre-pælings- eller ved post-pælingsoperasjon. I begge tilfeller installeres understell på pæler som sikrer deres stabilitet med forbindelsen understell til pæle utført ved hjelp av betongblanding.

I pre-pæling drives pælene inn i sjøbunnen før understellet installeres på pælene. I post-pæling drives pælene inn i sjøbunnen etter at understellet er senket ned på sjøbunnen.

Pre- pælte understell medfører den store fordel med å eliminere det meste av understells-nivelleringsutfordringen. Når de er installert, og sågar før betong-blandingen har herdet er understell plassert på et stabilt underlag frembrakt av pælene. Dersom pælene er skikkelig nivellerte (alle pæler stikker opp i samme høyde), da må det ikke tas noen ytterligere aksjon, og understellet kan installeres på toppen av pælene som er identifisert som å være tilstrekkelig nivellert. Dersom pælene ikke er tilstrekkelig nivellert kan det tilføyes et mellomlegg for å oppveie høydevariasjonen. Likevel er understellnivelleringen likefrem, sikker og lettvint.

Driving av alle pæler i en korrekt høyde er viktig for å redusere trimmingsarbeidet, men den eneste del av utførelsen som betyr mest, hva pælehøyden angår, er å utarbeide en pålitelig måling av den aktuelle høyde oppnådd etter pæling.

Tilsvarende må pæler installeres på et nøyaktig sted (avvik i fotspor kan for eksempel være: A = ± 100 mm), slik at alle understellsben kan bli plassert i midten av pælen og betongblandingsringrommet vil ha sin minstetykkelse bibeholdt.

Understellebenene vil vanligvis trenge inn i pælene opptil 5 eller 7 meter, og krav til pælevertikalitetshelling er nokså strenge for å opprettholde en godtakbar avstand (betongblandingstykkelse) mellom understellebenet og pæleveggen langs hele betongsblandingsforbindelsen.

Offshore vindindustrien er ennå ikke standardisert. Fra en vindmøllepark til en annen, og sågar innen den samme vindmøllepark kan noen ganger fundamenter-ingsteknologier variere mye og kreve meget forskjellige pæleinstallasjoner. Hva templaten gjelder gjenkjenner man fire viktige hovedparametere: Fotsporsformen: kvadratisk (for understell med 4 ben) /trekantet (for understell og stativer med 3 ben)

Fotsporets delesirkeldiameter (eng. PCD) (fra for eksempel 026,9 meter til 034 meter).

Pælediameteren (fra for eksempel 01,8 til 02,5 meter)

Pæleoppstikkingen (fra for eksempel 3,0 meter til 9,5 meter).

I tillegg skal det tilføyes at sjøbunnen også influerer på typen (og størrelsen) på fundamentplater.

Fra patentlitteraturen anses det meste relevante dokument å være EP2309063A, som tilsvarer norsk patentsøknad NO20093082, søker Aker Jacket Technology AS. I dokumentet beskrives en opptakbar ramme for pæler anvendt i forbindelse med offshore vindmøller.

Templaten er en rektangulær gitterstruktur med en pæleføring i hvert hjørne, hvor pæleføringene er sveiset til gitterstrukturen. Pæleføringene er utstyrt med hydrauliske aktivatorer som er forbundet med fundamentplater og er innrettet til å nivellere pæleføringene i forhold til havbunnen, mens samtidig den indre del, som opptar pælen, holdes i en stort sett vertikal stilling. De hydrauliske aktivatorer anvendes også til å nivellere templaten horisontalt.

Pæleføringen er således i det nedre parti utstyrt med et konisk, rørformet element som omslutter den rørformede pæleføring, og det koniske, rørformede element er forbundet med fundamentplatene og kan bevege seg i forhold til det nedre parti av pæleføringen.

Systemet kan dessuten utstyres med kameraer for overvåkning av pæleinstallasjonen. Kameraer kan også anvendes til å måle inntrengningen av pælene og derved også høyden over havbunnen, ved måling av avstanden fra en åpning i pæleføringen og til et spesifikt punkt på den hydrauliske hammer.

De tekniske hovedtrekk ved den foreliggende oppfinnelse, som i det minste kan betraktes som en «smultring»- formet gitterstruktur, hvor minst tre eller fire pæleføringer kan være løsgjørbart montert, et bevegelig føringsbelte montert i hylsen, og et pælemålingssystem som omfatter et kamera og en dybdesensor, samt anvendelse av merking på pælen, er derved ikke kjent fra EP2309063A, selv om et kameramålingssystem er beskrevet.

Det henvises også til US4537533A, som vedrører installasjon og nivellering av undersjøiske rammer for undervannsboring, omfattende en rektangulær konstruksjon med pæleføringer. Dette dokument viser bare bakgrunnsteknikk og anses ikke å være relevant for patenterbarheten av oppfinnelsen.

Systemet er basert på en undervannspælingsramme, en hammer, en frembringer samt et støydempningssystem som hovedutstyrsdelene i systemet. Rammen virker som en pæleføring når pælene hamres inn i sjøbunnen. Bortsett fra pre-pælingsrammen ifølge oppfinnelsen anses resten av systemet og fremgangsmåten for anvendelse av et slikt system som kjent for en fagmann på området.

Rammen ifølge oppfinnelsen er utformet for undervannsoperasjoner ned til minst 60 meter og til å motstå den gjentatte påkjenning forårsaket av kanskje hundreder av installasjoner per år. Rammen gjenanvendes fra et sted til et annet.

Rammen kan garantere den nøyaktige plassering av pælene, deres vertikalitet og det like nivå av pælene innenfor følgende ønskede toleranser:

Maksimum helningsvinkel (pælers helling fra vertikalaksen); ± 1<0>

Maksimum pæletopp-høydedifferanse A = 200 mm, målt med en nøyaktighet på 50 mm.

Maksimum avvik i fotspor: A = 100 mm.

Retning: A = ± 2°

En av fordelene som er frembrakt av den foreliggende oppfinnelse er at ingen ROVer er nødvendige for å utføre pæleinstallasjonen under normal driftsbetingelse. Kostnaden for den totale operasjon er på denne måte betydelig redusert.

Erfaring viser at arbeid med ROVer gjør en operasjon meget avhengig av pålitelige værforhold. Det å ta bort ROVer øker fremdriftsplanens pålitelighet og effektiviteten på grunn av at det eliminerer tidsusikkerheter på grunn av driften av ROVen eller venting på værforhold som muliggjør drift av ROVen.

Dessuten funksjonerer den mobiliserte ROV ikke lenger som en «arbeidshest» om bord, men som et kraftig reserveverktøy som gir mange flere muligheter når det gjelder å ta på forskudd det uforutsette.

For å gjøre dette mulig inkluderer den foreliggende oppfinnelse atskillige nye trekk i forhold til tradisjonelle installasjonsmetoder. Blant de prinsipielle er det at rammene er utstyrt med måleinnretninger for online rapportering av all hovedinformasjon til installasjonsfartøyet og endelig verifisering av pæleoppstikking og- vertikalitet. Likeledes er rammen utstyrt med høy teknologisk observasjonspakke som tilfører toppsideoperatører og kranførere med et levende og nøyaktig bilde av undervanns- operasjonen, noe som muliggjør effektiv installasjon uavhengig av tilstanden for undervannssikt.

Den foreliggende pre-pælingsramme kan installeres fra en stasjonær rigg, et oppjekkingsfartøy eller mest foretrukket fra et flytende fartøy. Anvendelse av et flytende fartøy sparer tidstap på grunn avjekking opp og ned, venting på vær før jekking opp og ned og transport med lav hastighet.

Den foreliggende ramme er som nevnt fortrinnsvis utformet med en sentral «smultrings»- gitterstruktur som understøtter demonterbare pæleføringshylser som er montert på den, med for eksempel flensede forbindelser.

Tradisjonelt er hylsene integrert i strukturen, og rammen fremstilles og struktureres som en monoblokk. Med den foreliggende oppfinnelse kan pæleføringshylsene anordnes som selvbærende enheter forbundet med en sentral struktur. Ved å gjøre det slik kan hylsene beveges, modifiseres, tas av eller sågar skades individuelt uten å påvirke noe av den totale globale konstruksjon. På grunn av denne originale O-ring (smultring) strukturutforming og på grunn av det faktum at hylsene kan festes til strukturen på forskjellige steder, kan den foreliggende ramme innrettes til å gi støtte til 3 eller 4 hylser, eller flere hylser. Dessuten kan man ved å innføre forlengelsesstykker modifisere hylsearrangementets delesirkeldiameter. Forlengelsesstykker behøver ikke å være mer enn rettlinjede rør innført i flenser for å ledde hylsen til ringstrukturen.

Det er således et formål med den foreliggende oppfinnelse å frembringe en forbedret pre-pælingsramme for offshore vindturbin- og vindmøllefundamenter, og som er lettere å installere og å ta opp fra havbunnen og derved redusere den involverte kostnad.

Det er videre et formål å frembringe en pre-pælingsramme som kan utstyres med et ønsket antall pæleføringer, avhengig av understellefundamentet for vindturbinen eller vindmøllen. Det er også et formål med oppfinnelsen å frembringe en ramme som er lettere å nivellere på sjøbunnen, og hvor pæleføringene lett kan nivelleres og skråstilles.

Disse formål oppnås med en pre-pælingsramme som definert i det selvstendige krav 1. Den opptakbare pre-pælingsramme for offshore vindturbinfundamenter omfatter et antall pæleføringshylser som er forbundet med hverandre ved hjelp av forbindelseselementer, hvor pæleføringshylsene er innrettet til å hvile på havbunnen og å oppta en pæle, hvor forbindelseselementene er sammenføyet til dannelse av en kontinuerlig, sirkelformet O- struktur, og et antall pæleføringshylser er innrettet til å monteres løsgjørbare til strukturen.

Alternative utførelsesformer er beskrevet i de uselvstendige krav.

Pæleføringshylsene kan være individuelt innrettet til å monteres til og demonteres fra et respektivt valgt sammenføyningspunkt på strukturen og derved frembringe støtte for et ønsket antall hylser. Hylsene kan monteres til strukturen i respektive sammen-føyningspunkter ved hjelp av et antall forbindelsesarmer boltet til strukturen og/eller et antall forbindelsesarmer montert på flenser. Forbindelsesarmene kan være utskiftbare eller forlengbare, hvorved rammens delesirkeldiameter kan justeres.

Ifølge et andre aspekt ved oppfinnelsen kan pæleføringshylsene omfatte minst én bevegelig føringsbelteanordning hvor føringsbelteanordningen er innrettet til å beveges fra en aktiv pæleføringsposisjon til en inaktiv posisjon uten noen pæle-førende effekt, og derved frigjøre rammen fra pælene.

Pæleføringsanordningen kan omfatte et sirkelformet belte som omslutter hylsen, hvor beltet er forbundet med et antall trykksylindre for denne bevegelse, og beltet kan være utstyrt med et antall styrekiler som er innrettet til å rage gjennom et tilsvarende antall slisser i hylsen. Trykksylindrene kan styres individuelt, for å bevege og skråstille beltet, og derved styrekilene, i forhold til hylsen under bevegelsen av beltet.

Styrekilen kan omfatte en avlang hovedkropp med en anleggskant hvor anleggskanten er smalere mot en distal ende, og kilen kan omfatte en forbindelseshæl hvor hælen rager gjennom slissen og er koplet til beltet. Anleggskanten, mot pælen, kan ha en avrundet overflate, og en andre anleggskant, mot innsiden av hylsen, kan har en avrundet overflate og derved gjøre det mulig for kilene å rulle mot respektive overflater på pælen og hylsen.

Ifølge et tredje aspekt ved oppfinnelsen kan pæleføringshylsen omfatte et pælehøydemålingsapparat hvor apparatet er montert på utsiden av hylsen og omfatter et kamera og en dybdesensor som er bevegelige i forhold til en åpning i hylsens hylsevegg og hvor kammeret er innrettet til å registrere et merke på pælen og dybdesensoren er innrettet til å registrere kameraets dybde. Kameraet og dybdesensoren kan være monterte på en trykksylinders stempelstang og være bevegelige i forhold til åpningen i hylseveggen. Stempelstangen kan være bevegelig anordnet i en føringsskinne.

Ifølge et fjerde aspekt ved oppfinnelsen kan pæleføringshylsene omfatte en dybdesensor hvor dybdesensoren kan måle rammens nivå. Dybdesensorene for hver pæleføringshylse kan være anordnet i en forutbestemt avstand fra toppen av hylsen, hvorved alle hylsenes nøyaktige dybde kan måles.

Den foreliggende oppfinnelse vil nå som et eksempel bli forklart videre ved hjelp av de medfølgende tegninger, hvor: Fig 1 viser en typisk installasjonsprosess av en pæle ved anvendelse av en ramme. Fig 2 viser et planriss av pre-pælingsrammen ifølge oppfinnelsen med en kvadratisk hylsekonfigurasjon.

Fig 3 viser et sideriss av rammen i fig 2.

Fig 4 viser et planriss av pre-pælingsrammen ifølge oppfinnelsen med en trekantet hylsekonfigurasjon. Fig 5 viser tilsvarende til fig 4 en trekantet hylsekonfigurasjon, men med en større delesirkeldiameter. Fig 6a viser et tverrsnitt og et delplanriss ovenfra av en pæleføringshylse, og fig 6b og 6c viser forskjellige sideriss og planriss ovenfra av pæleføringshylsen ifølge oppfinnelsen.

Fig 7 viser et planriss av et bevegelig føringsbelte ifølge oppfinnelsen.

Fig 8 viser et sideriss av det bevegelige føringsbelte i fig 7.

Fig 9 viser et tverrsnitt av det bevegelige føringsbelte i fig 7.

Fig 10 viser et sideriss av en styrekile i det bevegelige føringsbelte i fig 7-9, anordnet i pæleføringshylsen. Fig 11 a, 11 b, 11 c og 11d viser sideriss av det bevegelige føringsbelte i forskjellige posisjoner på pæleføringshylsen. Fig 12 viser et delsnitt av et pælehøydemålesystem ifølge oppfinnelsen montert på en pæleføringshylse.

Fig 13 viser en prinsipptegning for pælehøydemåling og rammenivå.

Fig 1 viser en typisk installasjonsprosess av pæler for et undersjøisk fagverks-understellsfundament som anvendes ved offshore vindturbiner eller lignende konstruksjoner. En pre-pælingsramme senkes fra vannflaten 82 og ned til sjøbunnen 80 hvoretter rammen nivelleres. Når rammen er i riktig posisjon tvinges pæler 70 inn i sjøbunnen ved anvendelse av en hammer 72 so er koplet til en frembringer 74. Et støydempningssystem kan også anvendes. Denne prosess antas å være kjent for fagfolk på området og forklares derfor ikke ytterligere. Fig 2- 5 viser en pre-pælingsramme 10 ifølge oppfinnelsen. Rammen er utformet med en sirkelformet «smultring»- formet struktur 20 som omfatter et antall forbindelseselementer 14, 16,18. Antallet forbindelseselementer kan variere avhengig av ønsket styrke og størrelse på rammen 10. Imidlertid vil forbindelseselementene 14, 16, 18 vanligvis være sammenføyet som en gitterstruktur. En sirkelformet O- ring gitterstruktur vil dessuten gi bedre strekkfasthet og- spenning til strukturen og bedre motstanden mot torsjonskraft enn en rektangulær struktur som er kjent fra teknikkens stilling.

Konstruksjonen 20 er dessuten utstyrt med et antall pæleføringshylser 12, i eksempelet i fig 2 med fire hylser 12 og i eksempelet i fig 4 og 5 med tre hylser 12. Konstruksjonen 20 kan således utstyres med et ønsket antall pæleføringshylser 12, avhengig av utformingen av understellsfundamentet for vindturbinen.

Hylsene 12 kan koples til og koples fra respektive sammenføyningspunkter 20a. I det henseende kan det anvendes et antall forbindelsesarmer 22 som kan boltes til konstruksjonen 20, og/eller et antall forbindelsesarmer 24 som er montert på flenser i sammenføyningspunktene 20a. Forbindelsen kan derved for eksempel være gjort stiv ved hjelp av fire diagonale armer (forbindelsesarmer 22) som er boltet på hver side av sammenføyningspunktet 20a og to rettlinjede armer (forbindelsesarmer 24) som er montert på flenser 26, slik som vist i fig 6a- 6c.

For å justere hylseutstrekningen, for å justere rammens delesirkeldiameter, slik som vist for eksempel i fig 5, kan forbindelsesarmene 22, 24 forlenges (ved re-fabrikasjon eller skjæring og sveising), og forlengelsesstykker kan tilføyes mellom hylseflensene og hovedkonstruksjonsflensene. I en alternativ utførelsesform kan forbindelsesarmene 22, 24 være forlengbare, for eksempel ved anvendelse av teleskopiske armer eller på annen måte forlengbare armer. Ved ekstrem forlengelse (delesirkeldiameter over 30 meter) bør diagonale armer forsterkes med diagonale bjelker for å utvide gitterstrukturen.

Pæleføringshylsene 12 kan dessuten utstyres med et nivelleringssystem 90 som omfatter atskillige trykksylindre 92 som er anordnet for å nivellere en nedre fundamentplate 94 på hylsen 12.

For å frigjøre rammen 10 fra pælene 70 som er drevet inn i sjøbunnen og for å styre pælene 70 inn i pæleføringshylsen 12 under installasjonsprosessen, er pæleførings-hylsene 12 fortrinnsvis utstyrt med én eller flere bevegelige føringsbelteanordninger 40 ifølge den foreliggende oppfinnelse. Føringsbelteanordningen 40 er i stand til å bevege seg fra en aktiv pæleføringsposisjon til en inaktiv posisjon uten noen førende effekt og derved frigjøre rammen 10 fra pælene 70. Som vist i fig 7-9 omfatter pæleføringsanordningen 40 et sirkelformet belte 42 hvor beltet har en større diameter enn hylsen 12 utvendige diameter. Beltet 40 kan beveges opp og ned på utsiden av hylsen 12 ved hjelp av et antall trykksylindre 46, for eksempel hydrauliske sylindre.

Føringsbelteanordningen 40 kan anvendes sammen med en vilkårlig type pæle-føringshylser, ikke bare de som er beskrevet i denne beskrivelse.

Føringsbeltet 42 er dessuten utstyrt med et antall styrekiler 44. Føringsbelte-anordningen 40 tilstreber å løse styrekilene 44 når de er blokkert mellom hylsen 12 og pælen 70 presser på. Styrekilene 44 rager inn i hylsen 12 gjennom et tilsvarende antall spalter eller åpninger 48 i hylsen 12. Fig 10 viser et tverrsnitt av hylsen 12 med åpningen 48 og en kile 44 innført i åpningen. Den venstre side av tegninger viser hylsens utvendige overflate, mens den høyre side viser innsiden av hylsen. Pælens 70 utvendige overflate er vist på høyre side.

Som åpenbart av fig 10 omfatter styrekilen 44 en avlang hovedkropp 50 med en første anleggskant 52 for anlegg mot pælens 70 utvendige overflate, og en andre anleggsflate 58 for anlegg med hylsens 12 innvendige overflate. Kilens hovedkropp 50 er fortrinnsvis smalere mot en distal ende 56a, og kan også være smalere mot den annen ende 56b, enn midtpartiet av hovedkroppen. Kilen 44 omfatter dessuten en hæl 54, hvor hælen 54 rager gjennom spalten 48 og er forbundet med beltet 42. Anleggskanten 52 kan mot pælen 70 ha en avrundet overflate, og den andre anleggskant 58 kan mot innsiden av hylsen 12 også ha en avrundet overflate og derved gjøre det mulig for kilene 44 å rulle mot de respektive overflater av pælen 70 og hylsen 12.

Try kksylind rene 46 kan styres individuelt, for å bevege og skråstille beltet 42 og derved styrekilene 44 i forhold til hylsen 12 under bevegelsen av beltet 42, noe som derved tvinger det i enten en nedre posisjon hvor styringen er aktiv, eller en øvre posisjon hvor beltet kan «følge» pælen fritt uten noen styrende effekt. Beltet 42 er fortrinnsvis ikke deformerbart.

Bevegelse av det bevegelige føringsbeltet 42 er vist i fig 11a-11 d. I fig 11 a er beltet 42 i en nedre posisjon hvor styrekilene 44 virker som passive kiler mellom pælen og hylsens 12 innvendige overflate.

Føringsbeltesylindrene 46 kan være utstyrt med stangstillingstilbakemelding, slik at en operatør til enhver tid vet om beltet er festet i en nedre posisjon eller frigjort til å bevege seg i en øvre posisjon.

I bruk (under for eksempel de første metere av pæledriving) er det bevegelige føringsbeltet 42 kilt i en fast posisjon mellom pælen 70 og hylseveggen 12a, hvor pasningen er tett slik at ingen bevegelse blir mulig. Når det ikke er i bruk (resten av tiden) beveges det bevegelige føringsbeltet 42 opp inntil det når en posisjon hvor det plutselig oppnår noe bevegelsesfrihet. Bevegelsesfriheten kan være forholdsvis liten, men er tilstrekkelig til å avlaste trykket og derved frakople rammen.

Et eksempel på bevegelse av føringsbeltet 42 kan være som følger. Ved opptrekking av beltet 42 begynner beltet å rotere rundt den styrekilen 44 som er kilt mellom pælen og hylsen. Takket være den spesielle utforming av styrekilene 44, som beskrevet ovenfor, går rotasjonen uten noen friksjon idet styrekilen ruller på hylseveggen samtidig som den ruller på pæleveggen. Samtidig som styrete føring rulles ut virker trykksylindrene 46 kontinuerlig på beltet 42 for å løfte det opp. På et visst stadium kan friksjonskreftene overvinnes av løftekreftene, og beltet 42 kan gli oppover.

Fig 11a viser beltet 42 i en nedre posisjon, og fig 11b viser beltet i en mellom-posisjon og skråttstilt posisjon. Fig 11c og 11d viser beltet 42 i en øvre posisjon, fritt til å bevege seg i forhold til spaltene 48 og pælen 70.

Styreanordninger er blant de mest tungt belastede deler i konstruksjonen. Kompresjonsbelastningen de er tilbøyelig til å motstå kan være kolossal. Det er derfor ikke ønskelig å ha noen mekanisk aktivator til å understøtte denne kraft med mindre den skulle være uforholdsmessig kraftig. Et mål er derved å holde antallet bevegelige deler på et minimum og å bibeholde styreanordningenes fundamentale natur, det vil si å være mekanisk passive kiler.

Ifølge oppfinnelsen kan pæleføringshylsen 12 være utstyrt med et pælehøyde-målingsapparat 60, som vist i fig 12. Pælehøydemålingsapparatet kan anvendes sammen med vilkårlige typer pæleføringshylser, ikke bare de som er beskrevet i denne beskrivelse.

Apparatet 60 monteres på utsiden av hylsen 12 og omfatter et kamera 64 og en dybdesensor 66 som er bevegelig i forhold til en åpning 12b i en hylsevegg 12a på hylsen og hvor kameraet 64 er innrettet til å registrere en markering 70a på pælen 70, og dybdesensorene er innrettet til å registrere kameraets 64 dybde. Kameraet 64 og dybdesensoren 66 er fortrinnsvis montert på en trykksylinders 62 stempelstang 62a og er derved bevegelige i forhold til åpningen 12b i hylseveggen 12a. Stempelstangen 62a er bevegelig anordnet i en styreskinne 68, for å sikre bevegelsen av stangen 62a.

Pæler bør merkes individuelt med et synlig bånd 70a for å tjene som en synlig markør som lett ses av operatøren. Ved å bevege kameraet 64 opp og ned kan man visuelt skanne pæleoverflaten over en lengde på for eksempel ca. 1 meter for søking etter markeringen som er malt på pælene i en kjent høyde. Når merket først er funnet og kameraet flukter horisontalt med dette merke indikerer dybdesensorene hvilken dybde kameraet er på, noe som forteller hvilken dybde pælemerket er på. Det skal bemerkes at skanningen etter båndet 70a, og fluktingen av kameraet, kan utføres automatisk ved hjelp av en skanningsanordning.

Pælehøydemålingsapparatet kan også muliggjøre måling av rammenivået. Rammenivelleringen kan testes på ethvert tidspunkt ved å trekke tilbake alle fire dybdesensorer (og kameraer) til null- strekposisjonen for sylindrene som bærer dem. Deretter anvendes dybdesensorene ikke til å måle noen pælehøyde, men bare for å måle alle fire hylser nøyaktige dybde. Når dybdene er funnet like er rammen nivellert. Trykksignalene gitt av sensorene registreres deretter å bearbeides for å filtrere ut «støy» fra lokale trykkvariasjoner på grunn av bølge. Filtrering utføres hovedsakelig ved å ta gjennomsnittet av signalet over tid.

Ved måling av relative høyder, enten for å kvalifisere en riktig pælenivellering eller rammenivellering, er det nødvendig at alle målinger utføres på alle steder samtidig. Forholdsregelen er nødvendig for å eliminere alle tidsrelaterte avvik, blant hvilke duveeffekten kommer først.

Unøyaktigheten forårsaket ved måling av relativ målehøyde, den eneste virkelig relevante måling, holdes på et minimum på grunn av de meget få mellomledd som er involvert i beregningen. De eneste avvikskilder er:

Den malte merkeposisjon (a)

Flukting av kameralinsen på malt merke

Kalibreringen av sensorens absolutte trykk

Målingen av vanntrykk

Gjennomsnittsberegningen av vanntrykket

Rammen 10 kan dessuten utstyres med enhver kjent anordning for installasjons- og uttrekkingsprosessen, så som løfteører, holder for HPU, holder for overvåkingskameraer, etc.

Claims (14)

1. Opptakbar pre-pælingsramme (10) for offshore vindturbinfundamenter, omfattende flere pæleføringshylser (12) som er innbyrdes forbundet ved hjelp av forbindelseselementer (14, 16, 18), hvor pæleføringshylsene (12) er innrettet til å hvile på havbunnen og til å oppta en pæle (70),karakterisert ved at forbindelseselementene (14, 16, 18) er sammenføyet til dannelse av en kontinuerlig, sirkelformet O-ringstruktur (20), og at et antall av pæleføringshylsene (12) er innrettet til å monteres løsgjørbare til strukturen (20).

2. Pre-pælingsramme (10) i samsvar med krav 1, karakterisert vedat pæleføringshylsene (12) individuelt er innrettet til å monteres til og demonteres fra et respektivt valgt sammenføyningspunkt (20a) på strukturen (20), for derved å frembringe støtte for et ønsket antall hylser (12).

3. Pre-pælingsramme (10) i samsvar med krav 1, karakterisert vedat hylsene (12) er montert til strukturen (20) i et respektivt sammenføyningspunkt (20a) ved hjelp av et antall forbindelsesarmer (22) som er boltet til strukturen (20) og/eller et antall forbindelsesarmer (24) som er montert på flenser (26).

4. Pre-pælingsramme (10) i samsvar med krav 3, karakterisert vedat forbindelsesarmene (22, 24) er utskiftbare eller forlengbare, hvorved rammens delesirkeldiameter er innrettet til å bli justert.

5. Pre-pælingsramme (10) i samsvar med krav 1, karakterisert vedat pæleføringshylsene (12) omfatter minst én bevegelig føringsbelteanordning (40), hvor føringsbelteanordningen (40) er innrettet til å bevege seg fra en aktiv pæleføringsposisjon til en inaktiv posisjon uten noen pæleføringseffekt hvor den derved frigjør rammen (10) fra pælene (70).

6. Pre-pælingsramme (10) i samsvar med krav 5, karakterisert vedat pæleføringsanordningen (40) omfatter et sirkelformet belte (42) som omslutter hylsen (12), idet beltet (42) er koplet til et antall trykksylindre (46) for nevnte bevegelse, og at beltet (42) er utstyrt med et antall styrekiler (44) som er innrettet til å rage inn i hylsen (12) gjennom et tilsvarende antall slisser (48) i hylsen (12).

7. Pre-pælingsramme (10) i samsvar med krav 6, karakterisert vedat trykksylindrene (46) er innrettet til å styres individuelt for å bevege og skråstille beltet (42) og derved styrekilene (44) i forhold til hylsen (12) under bevegelsen av beltet (42).

8. Pre-pælingsramme (10) i samsvar med krav 6 eller 7, karakterisert vedat styrekilen (44) omfatter en avlang hovedkropp (50) med en anleggskant (52), hvor hovedkroppen (50) er smalere mot en distal ende (56a), og at kilen (44) omfatter en hæl (54) hvor hælen (54) rager gjennom slissen (48) og er koplet til beltet (42).

9. Pre-pælingsramme (10) i samsvar med krav 8, karakterisert vedat anleggskanten (52) mot pælen (70) har en avrundet overflate, og at en andre anleggsflate (52), mot innsiden av hylsen (12), har en avrundet overflate, noe som derved gjør det mulig for kilene (44) å rulle mot respektive overflater på pælen (70) og hylsen (12).

10. Pre-pælingsramme (10) i samsvar med krav 1, karakterisert vedat pæleføringshylsen (12) omfatter et pælehøyde-målingsapparat (60), hvor apparatet (60) er montert på utsiden av hylsen (12) og omfatter et kamera (64) og en dybdesensor (66) som er bevegelige i forhold til en åpning (12b) i en hylsevegg (12) av hylsen, og hvori kameraet (64) er innrettet til å registrere en markering (70a) på pælen (70), og dybdesensoren er innrettet til å registrere kameraets (64) dybde.

11. Pre-pælingsramme (10) i samsvar med krav 10, karakterisert vedat kameraet (64) og dybdesensoren (66) er montert på en trykksylinders (62) stempelstang (62a) og derved er bevegelige i forhold til åpningen (12b) i hylseveggen (12a).

12. Pre-pælingsramme (10) i samsvar med krav 11, karakterisert vedat stempelstangen (62a) er bevegelig anordnet i en føringsskinne (68).

13. Pre-pælingsramme (10) i samsvar med krav 1, karakterisert vedat pæleføringshylsen (12) omfatter en dybdesensor (66), hvor dybdesensoren (66) er innrettet til å måle nivået av rammen (10).

14. Pre-pælingsramme (10) i samsvar med krav 13, karakterisert vedat dybdesensorene (66) for hver pæleføringshylse (12) er anordnet i en forutbestemt avstand fra toppen av hylsen (12), hvori alle hylsenes nøyaktige dybde kan måles.