NO321907B1 - Undervanns-paeledrivverktoy - Google Patents

Description

BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN

Område for oppfinnelsen

Denne oppfinnelsen angår et nytt eller forbedret verktøy for installasjon av pæler i undervannsgrunn (d.v.s. jord- eller fjell-) formasjoner, og en fremgangsmåte for å bruke et slikt verktøy.

Beskrivelse av tidligere kjent teknikk

Offshorekonstruksjoner, fartøyer og flytende rigger krever forankringspunk-ter for sikker forankring eller posisjonering disse in situ, eller for å gi motstand for å tillate riggreposisjonering eller flytting. Kjente forankringssystemer benytter anker, tyngdekraft eller sugetypeanker eller drevne fundamentpæler for å tilveiebringe motstand mot laterale- eller strekkbelastninger. Anker, tyngdekraft og su-geanker tilveiebringer begrenset og ubestemt mengde av uttrekkingsmotstand, og har blitt installert på forskjellige måter, f.eks. ved å dra anker (med mothaker) inn i sjøbunnen, eller ved suging av konstruksjoner inn i sjøbunnen. En nevnbar ulempe med disse ankere er det faktum at de kun er effektive for å ta opp horisontal-krefter, slik at den horisontale avstanden mellom ankerpunktene og konstruksjo-nen som forankres behøver å være meget stor. Den foreliggende oppfinnelse overvinner denne ulempe, slik at resultatet er en stor besparelse i kostnader av forankringstau eller kabler.

Anstrengelser har blitt gjort for å benytte sprengladninger, pneumatiske og hydraulisk drevne systemer for å skyte ankeret inn i sjøbunnen, eksempel på disse er vist i US patent 3.170.433 Gardiner, 4.619.218 Kenny og 4.682.559 Schnit-zer m.fl.

Systemer for grunt vann kan gjøre bruk av pæler drevet og/eller boret inn i sjøbunnen for å tilveiebringe motstand mot sammentrykning, strekk, eller laterale belastninger, hvilket de kan gjøre effektivt. Imidlertid på dypt vann og meget dype miljøer, øker installasjonskostnader bruken av undervanns-pæiedrivingshammere for pælefundamenter. Som det vil forstås opererer et pæledrivsystem gjennom den repeterte slagdrivingen av et fundamentelement med slag og krefter med stor størrelse, og således fører fundamentelementet inn i grunnen ved inkrementer. Den kinetiske energiutgangen til en pæledriver er en funksjon av dens støtmasse og hastigheten av støtet ved treff. Pæledriving er utført gjennom overføring av kinetisk energi fra pæledriveren til pælen for å overvinne motstand og tapskrefter og overføre en forskyvning til pælen.

Konvensjonelle innlandspæledrivere opererer ikke effektivt under vann, og for slike anvendelser har spesialisert undervannspæledrivere blitt utviklet, eksempler på disse ses i US patenter 4.238.166 Gendron og 4.362.439 Vaynkof.

Målet med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en ny fremgangsmåte og apparat for installasjonen av pæler og andre typer av fundamenter i sjø-bunnen. Systemet vil ønskelig være portabelt slik at det lett kan overføres mellom forskjellige steder for installasjonen av fundamentelementer. Også innen området av oppfinnelsen kan drivsystemer være utviklet som er kompatible med meget

antennbare miljøer.

Oppfinnelsen tilveiebringer et verktøy til bruk i neddykket tilstand for installasjon av pæler og med typer av fundamentelementet inn i en grunnformasjon som er neddykket under et vannlegeme, omfattende: et hammerlegeme som er tilpasset for å være fastsholdt i forhold til og i aksiell innretning med hodet til en pel som skal drives; et tilbaketrekkingslegeme båret av nevnte hammerlegeme og styrt for bevegelse derpå i en retning som er aksiell til pælen som skal drives;

nevnte hammerlegeme og nevnte tilbaketrekkingslegeme danner henholdsvis motstående første og andre ender av et ekspansjonskammer som er formet derimellom; ladeinnretning for å skape et hurtig ekspanderende volum med høy-trykksgass innen nevnte ekspansjonskammer for å generere en nedadrettet trykkraftpuls på nevnte ekspansjonskammers første ende for å drive pælen, en lik og motsatt oppadrettet trykkraftpuls påføres nevnte reaksjonslegeme gjennom nevnte andre ende av ekspansjonskammeret; og dempningskonstruksjon operativt forbundet med nevnte reaksjonslegeme og utformet for å virke sammen med vannet hvor verktøyet er neddykket for å motstå oppadrettet bevegelse av nevnte reaksjonslegeme i samsvar med slike oppadrettede trykkraftpulser.

Ladningsinnretninger omfatter fortrinnsvis en rekke av antennbare drivladninger hver anordnet innen et avfyringskammer som kommuniserer med ekspansjonskammeret gjennom en forbindelsespassasje for å avlevere høytrykksgass til ekspansjonskammeret ved initiering av den respektive ladning. Ladningskammer-ne kan være anordnet i et hus som omgir reaksjonslegemet, og hvert avfyringskammer kommuniserer med ekspansjonskammeret gjennom en ikke-returventil. En brenselantenner i hvert avfyringskammer er forbundet til en antennekontroll på verktøyet, og antennekontrollen anordnet for fjernaktivering, f.eks. gjennom en kabel som fører til overflaten eller til en WROW (arbeidende fjernstyrt kjøretøy), eller ved vaierfrie arrangementer som innbefatter radiofrekvensbølger.

Dempningskonstruksjonen er fortrinnsvis en beholder med stort volum som har en åpen topp og som er posisjonert på reaksjonslegemet. Selve beholderen

selv om den er stor kan være tynnvegget og har relativt liten vekt, men vil lukke en stor masse av vann hvor tregheten av dette er benyttet for å motvirke oppadrettet forskyvning av reaksjonslegemet. Bunnen av beholderen har fortrinnsvis en rekke av ventilporter som strekker seg oppover derigjennom og hver ventilport har en

ventillukning montert for å tillate strømning av vann oppover inn i beholderen, men for å forhindre strømning av vann nedover og ut av beholderen, ventilarrangemen-tet tillater således beholderen og synke hurtig nedover igjen, etter en oppoverforskyvning i samsvar med avfyring av en drivladning.

Det vil forstås at trykkpuisene tilveiebringer et repeterbart nedadrettet støt eller skyv på pælen, og at dette skyvet er generert ved en mekanisme som ikke krever noe støt eller bevegbart treff eller oscillerende del eller annen mekanisme for å overføre kinetisk energi til fundamentet. I steden er støtet skapt igjennom den trykksatte gassen som virker nedover på pælen, og denne gassen er holdt innen verktøymekanismen som forblir en separat enhet fra fundamentelementet eller pælen som installeres. Hammerlegemet og reaksjonslegemet tilveiebringer til sammen et tilpasset og styrt stempel og sylindertrykk-kar, hvor delene av hvilket forblir forbundet gjennom bruk, seiv om de fritt kan bevege seg aksielt i forhold til hverandre.

Retningen av den påførte belastningen til fundamentelementet er vesentlig bestemt og styrt gjennom posisjonering og innretning av verktøyet, og selv om for beskrivelsesletthet er betegnelsen «oppadrettet» og «nedadrettet» o.l. anvendt heri skal det forstås at den omtalte fremgangsmåte og apparat ikke er begrenset til drivingen av fundamentelementer vertikalt, men er også nyttig hvor fundamentelementer skal installeres i vinklede eller til og med horisontale orienteringer.

Sammensetningen og størrelsen av hver drivladning kan tilpasses etter ønske for å tilveiebringe den ønskede impulsform (vedrørende varighet og størrel-se) best tilpasset for de geotekniske forhold på stedet.

Motstand mot den oppadrettede reaksjonskraften er tilveiebrakt ved vann-massen innen beholderen og som tilveiebringer en kombinert treghet og motstandsmotstand mot akselerasjonen og bevegelsen av den innholdte massen gjennom vannet. Bevegelse av dette motstandssystem er konstruert og ønsket å oppstå som en konsekvens av den store reaksjonsstøtbelastningen. Størrelsen av bevegelsen er beregnet å være høy, slik at under støtpåføringen er motstandssys-temet akselert gjennom vannet, i vertikale installasjoner er beholderen ført tilbake til sin startposisjon under påvirkning av tyngdekraften.

Utsetting av fundamentelementer slik som pæler ved skrå vinkel kan oppnås ved ballastering o.l. styrt initiell penetrasjon av fundamentelementet. Den ønskede treghet og motstandsmotstand av beholderen vil fremdeles oppnås selv ved skråstilling, men i slike anvendelser kan en eller annen kraftmekanisme slik som fjærinnretninger være påkrevet for å tilbakeføre beholderen til dens startposisjon: Verktøyet er lett tilpassbart for å innbefatte elektroniske omfomnersystemer for å måle belastning og posisjon (forskyvning) av fundamentelementet over tid, d.v.s. før, under og etter ethvert suksessive støt. Kontinuerlig overvåkning, opp-tegning og analyser av de påførte støtbelastninger og fundamentelementfremfø-ring er fremskaffet fjernt fra den opererende stasjonen. Således kan en fullstendig fundamentpenetrasjonsopptegnelse være fremskaffet som gir høykvalitetssikring og sertifikasjon av endelig oppnådd fundamentkapasitet og stivhet. På grunn av slik sertifisering kan pæler også installeres ved steder hvor kun begrenset grunninformasjon er tilgjengelig. Med andre ord er mindre grunninformasjon påkrevet for å sikre at et akseptabelt forankringspunkt eller fundamentpæl er oppnådd.

Oppfinnelsen vil videre beskrives, ved hjelp av kun eksempel, med referanse til de vedføyde tegningene, hvori: Fig. 1 er et langsgående snittriss av en foretrukket utførelse av verktøyet for undervannsinstallasjon av fundamentelementer; Fig. 2 viser et parti av fig. 1 i en større skala; Fig. 3 er et snittriss tatt generelt på linjen lll-lll i fig. 2; Fig. 4 er et riss som representerer reaksjonskrefter på reaksjonslegemet

som oppstår under operasjon av verktøyet; og

Fig. 5A til og med 5E er noen skjemtiske riss som viser verktøyet i forskjellige operasjonstrinn.

Med referanse til fig. 1, er verktøyet 10 vist i posisjon for installasjon av en pel 12 i en undervannsgrunnformasjon, og verktøyet er støttet på toppen av pælen ved et pældeksel 14. Pældeksel 14 passer tett innen den åpne toppen av pælen og tilveiebringer innretningsinnretning for lastoverføring med pælen.

Verktøyet 10 omfatter et relativt slankt sylindrisk legeme 16 ved den nedre enden av hvilket er en mansjett 18 som støtter en generelt skiveformet motstands-reaksjonsplate 20 med stor diameter som omgir sylinderen og med en øvre side som er generelt ved rette vinkler til den felles akse 22 av verktøyet på pælen, og som har en underside som er noe vinklet slik at tykkelsen av motstandsreaksjons-platen koner i den radielle utoverretningen.

Innen verktøysylinderen 16 er det et koaksialt anordnet stempel 24 som strekker seg nedover gjennom en låsemansjett 26 ved den nedre enden av sylinderen og som hviler på et akselaerometer og lastcelleinstrumenteringsskive 28 som er støttet på toppen av pældekslet 14.

Den øvre enden av sylinderen 16 er omgitt av en rekke av ladningssylindre 30 ved hjelp av hvilke er verktøyet drevet, og over disse er det et oppadrettet fremstikkende sentralt plenumkammer 32 som er omgitt av en reaksjonsmasse-beholder 34 med åpen topp og stor diameter. Den øvre enden av plenumkamme-ret 32 er lukket av et deksel 36 som innbefatter en oppstående plate 38 formet med et øye 40 som tilveiebringer en innretning gjennom hvilken verktøyet 10 kan heves eller senkes, f.eks. på en kabel e.l. (ikke vist).

Detaljer av verktøyet er vist klarere i fig. 2 hvor det kan ses at sylinderen 16 har en indre boring 42 som danner et kammer hvor en ende av hvilket er lukket av den øvre enden av stemplet 24 og den andre enden av hvilket er formet i sylinderen eller på deler forbundet med denne. Det vil forstås at kammeret lukket av boringen 42 er ekspanderbart ved bevegelse av stemplet 24 aksielt med hensyn til sylinderen 16, fig. 2 viser dette kammeret ved dets minimumsstørrelse med stemplet 24 helt tilbaketrukket innen sylinderen 16.1 denne forbindelse er et aksielt ventilasjonsrør 44 festet til sylinderen 16 mottatt i en aksiell boring 46 i stemplet 24 og forseglet dertil ved en tetning 48. En trykkfrigjøringspassasje 43 strekker seg gjennom veggen av sylinderen 16 fra kammeret 42 til det ytre, og denne pas-sasje 43 er styrt ved en kontrollventil (ikke vist) som tillater strømning utover gjennom passasjen 43 men forhindrer strøm innover. En ytterligere ringformet tetning 50 båret av stemplet samarbeidet med kammerveggen 42, og en ringformet tetning 52 båret på sylinderen samarbeidet med den ytre sylindriske overflaten av stemplet 24.

Som også vist i fig. 3 er disse ladesylinderne 30 anordnet radielt med hensyn til sylinderen 16 som er festet dertil i to rekker hver med seks ladesylindre som indikert i fig. 2. Hver sylinder 30 har en radiell indre ende mottatt i en kontakt 54 i verktøysylinderen 16 og har en boring 106, for å motta drivladningen 57, og denne boringen kommuniserer gjennom en ikke-returventil 58 til henholdsvis en av en rekke av aksielt forløpende passasjer 60 som åpner seg inn i kammeret 42. De øvrige endene av disse passasjer 60 strekker seg inn i utslippsplenumet (fylt rom) 74. Imidlertid er kommunikasjon med utslippsplenumet 74 forhindret ved et antall av bristbare skiver 60.1 hvor en av hvilke er anordnet i hver av passasjene 60. Disse bristbare skiver 60.1 virker som sikkerhetstrykkfrtgjøringsventiler som normalt blokkerer enhver strømning fra passasjene 60 til utslippsplenumet 74, men i tilfellet av et forhåndsbestemt overtrykk i passasjen 60 brister disse for å tillate trykkavlastning.

Ved den radielt ytterste enden av hver av ladningssylinderne 30 er en brenselantenner 62 neddykket hvor hver av hvilke er forbundet gjennom en respektiv antennelseskabei 64 til en antennelsesstyringsboks 66 forbundet til et fjernt sted (f.eks. på overflaten av vannlegemet) gjennom en hovedantennelseskabel 68.

Boringen 70 til det tynnveggede ventilasjonsrøret 44 strekker seg oppover gjennom toppenden av sylinderen hvor det utvides gjennom en overgangssone 72 og åpner seg inn i den nedre enden av et rør 74 som strekker seg aksielt oppover innen plenumskammeret 32, og den øvre enden 76 av røret avslutter ved en avstand fra dekslet 36. Den nedre enden av plenuskammerrøret 32 er mottatt innen en kort sylindrisk hylse 78 og er formet ved sin nedre ende med en rekke av L-formede passasjer 80 som strekker seg først aksielt og så radielt utover gjennom kammeret 36 og hylsen 78, og det er en rekke av vinklede ledeplater 82 posisjonert rundt den nedre enden av hylsen 78 i innretning med passasjene 80.

De vinklede ledeplatene er montert i et sentralt nav (midtpunkt) 84 som danner den nedre enden av beholderen 34 og som er plassert i en ringformet skulder 86 formet i den øvre enden av sylinderen 16. Den nedre enden av beholderen 34 innbefatter en oppover og utover vinklet vegg 88 formet med et flertall av store porter 90 deri, hver port er lukkbar ved hjelp av en tilsvarende dimensjonert lukeplate 92 med en dreibar montering 94 på navet 84.

For å generere et nedadrettet skyv for driving av pælen 12 inn i den under-sjøiske grunnformasjonen, er en brenselladning 57 posisjonert i en ladningssylin-der 30 initiert ved hjelp av et styresignal sendt gjennom hovedantennelseskabelen 68, antennelsesstyringsboksen 60 og den passende antennelseskabeien 64 til brenselantenneren 62. Ved antennelse produserer ladningen 57 meget hurtig et stort volum av ekspanderende gass som går ut gjennom den forbunnede ikke-returventil 58 og aksielle passasjer 60. Ved initieringstidspunktet, opptar delene posisjonene som vist i fig. 2, slik at med ventilasjonsrøret 44 forseglet i boringen 46 i stemplet, produserer den ekspanderende gassen produsert ved antennelse av brenselsladningen en meget hurtig stigning i trykket innen sylinderkammeret 42, som produserer et tilhørende nedadrettet støt på stemplet 24 og således pælen 12, hvilket vil drive pælen inn i jordformasjonen ved en inkremental avstand som vil være i omvendt proporsjon til jordmotstanden. Sammensetningen av bren-selladningene 57 kan varieres i bedre grad i henhold til støtegenskapene som ønskes oppnådd. Typisk vil brenselladningen 57 omfatte et nitrocellulosedobbelt-basisdrivmiddel og eksempler på hvilke er tilgjengelig kommersielt fra et antall kil-der.

Et like stort og motsatt oppadrettet støt er påført sylindersammenstillingen 16 for å produsere en oppoverforskyvning av den sistnevnte, denne oppoverforskyvningen er motvirket av tregheten til sylindersammenstillingen 16 og delene forbundet med denne. I mangelen på vannet som verktøyet er neddykket i, vil en meget stor oppoverforskyvning være resultatet. Verktøyet som beskrevet ovenfor er imidlertid konstruert for å ta fordelen av tregheten og motstandskreftene som kan skapes gjennom interaksjon med vannet i hvilket verktøyet er neddykket, siik at oppoverforskyvningen er begrenset til en styrbar størrelse.

Med referanse til fig. 4 vil det verdsettes at oppoverskyvet påført sylinderen 16 vil være motvirket av tregheten til vannet som er posisjonert over motstands-reaksjonsplaten 20, som indikert ved de kraftige sorte pilene 96, siden vannet til-stede ved stedet vil måtte fortrenges før platen 20 (og så sylinderen 16) kan bevege seg oppover. I tillegg når platen 20 starter oppoverbevegelse i samsvar med skyvet, vil motstand skapes gjennom interaksjon av platen med det omgivende vann, som indikert ved pilene 98.

Likeledes vil beholderen 34 innelukke ved sine sider og bunn et meget stort volum av vesentlig stasjonært vann, og tregheten av dette vannvolum må overvin-nes før beholderen og sylindersammenstillingen 15 kan bevege seg oppover. Selv om beholderen 34 er tynnvegget, må den være av tilstrekkelig stiv konstruksjon for å motstå treghetskreftene av det inneholdte vann, når beholderen 34 er drevet oppover av sylinderen 16. Videre, vil det forstås at når beholderen starter å bevege seg oppover vil det være motstandskrefter som oppstår som et resultat av engasjementet av vannet på den ytre siden av beholderen 34.

Som forklart, vil trykket innen kammeret 42 stige hurtig etter installasjon av en av ladningene 57, mengden og varigheten av denne trykkøkningen er styrt av sammensetningen og størrelsen av ladningen 57 så vel som den fysiske dimen-sjonen av passasjen 60, kammeret 42 etc. Med relativ forskyvning mellom sylinderen 16 og stemplet 24, vil volumet av kammeret 42 øke, og trykket innen dette vil forsette å stige etter som brenselladningen brenner, siden kammeret er vesentlig lukket. Imidlertid så snart forskyvningen har gått frem til en grad hvor den nedre enden av ventilasjonsrøret 44 går over den øvre overflaten av stemplet 24, kan høytrykksgassene innen kammeret 42 slippe ut gjennom boringen 70 til ventila-sjonen og således avslutte trykkstigningen innen sylinderen 42. Fra boringen 70 ekspanderer gassene gjennom overgangen 70 inn i det indre av plenumkammer-røret 74 og således til det ringformede rommet mellom det sistnevnte og det ytre røret 32 for å ventileres gjennom de L-formede passasjer 80 inn i det omgivende vann. Denne trykkfrigjøring vil fortsette inntil trykket innen sylinderkammeret 42 blir utjevnet med trykket til det omgivende vann. Etter ventilasjonsvirkningen er avslut-tet, vil den oppoverforskjøvede sylindersammenstillingen (med en total negativ oppdrift) vil ha en tendens til å synke under sin egen vekt tilbake til startposisjonen vist i fig. 2. Under denne nedstigningen kan lukkeplaten 92 dreie bort fra de lukkede posisjonene vist i fig. 2 og tillate vann å strømme fritt gjennom den nedre veggen av beholderen 34 for å redusere motstandsbevegelsen av sammenstillingen nedover. Sylinderkammeret 42 ventilerer fritt gjennom ventilasjonsrøret 44 etter som sylinderen senker seg på stemplet. Imidlertid når røret 44 re-entrer boring 46

i stemplet er denne strømning stengt av, og for å muliggjøre at sylindersammenstillingen 16 fortsetter å synke, er gass fra sylinderkammer 42 støtet ut gjennom trykkfrigjøringspassasjen 43. Det vil verdsettes at under operasjon av apparatet, vil det være en viss mengde av lekkasje av høytrykksgass gjennom passasjen 43, men denne lekkasje er ubetydelig siden passasjen 43 har relativt liten diameter. Kontrollventilen i sylinderen 43 forhindrer inntregning av vann inn i sylinderkammeret 42. Når sylindersammenstillingen 16 har nådd fig. 2 posisjonen igjen, vil de

åpnede lukeplatene 92 svinge under tyngdekraften tilbake til den lukkede posisjonen vist hvorpå verktøyet er klart for at den ytre ladningssyklus initieres.

Det totale systemet og dets operasjon er illustrert i fig. 5 og fig. 5A viser verktøyet som senkes på en vaierline 100 for å innføre pæledekslet 14 i toppen av pælen 12 som skal drives inn i den undersjøiske overflateformasjonen 11.1 denne tilstanden er stemplet 14 helt forlenget fra sylinderen 16, og lukeplatene 92 kan fritt svinge åpen for å redusere motstanden av vannet mot nedoverbevegelsen av verktøyet. Fig. 5B representerer posisjonen som er nådd når pæledekslet 14 hviler på toppen av pælen 12 og stemplet 24 har blitt trukket inn i sylinderen 16 under vek-ten av det synkende verktøyet 10, og delene er så i posisjon beskrevet i forhold til fig. 2 og verktøyet er klart for operasjon. Fig. 5C representerer posisjonen som utvikler seg etter initiering av en av ladningene 57 når det nedoverrettede støtet har blitt påført pælen 12 og det oppadrettede reaksjonskraften har skjøvet sylindersammenstillingen 16 og dens til-hørende deler oppover. Fig. 5D illustrerer situasjonen som er nådd ved slutten av ekspansjons-slaget av stemplet hvori en ringformet skulder på stemplet kommer i kontakt med låsemansjetten 26 ved den nedre enden av sylinderen for å forhindre stemplet fra å frigjøres fra sylinderen. Passende vatteringsinnretning (ikke vist) kan være anordnet for å dempe kraften av støtet mellom det nedsynkende stempel og låsemansjetten 26. Inngrep med låsemansjetten avslutter oppoverbevegelse av sylindersammenstillingen 16. Volumet av vann innen beholderen og selve beholderen har imidlertid oppnådd betydelig kinetisk energi fra den oppadskyvende virkning-en, slik at selv etter at sylindersammenstillingen 16 er stoppet, fortsetter beholderen 34 sin oppoverbevegelse inntil den kinetiske energien blir oppløst, og denne oppoverbevegelsen tilrettelegges ved separasjon av navet 84 fra sin plassering på den ringformede skulderen 86 ved toppen av sylinderen slik at beholderen kan fortsette å bevege seg oppover, og denne bevegelsen er styrt ved glidning av hylse 78 på det ringformede plenumkammer 32. Fig. 5E viser sylindersammenstillingen og beholderen 34 som synker tilbake til startposisjonen etter at den første syklus har blitt utført. I denne tilstanden har den kinetiske energien av beholderen 34 og den inneholdte massen av vann

forsvunnet og beholderen har startet å synke under tyngdekraften, under denne nedsynkning svinges lukeplaten 92 åpne for å redusere vannmotstanden.

Antallet av ladningssylindere 30 anvendt i enhver gitt installasjon vil av-henge av omstendighetene og spesielt jord- (grunn-) motstanden, dybden til hvilken pælen skal drives, pælediametere, etc. I det viste eksempel for å forenkle il-lustrasjonen er to grupper hver med seks ladningssylindre illustrert, men dette antall kan klart økes enormt hvis omstendighetene krever dette.

Det vil verdsettes at ved nedsenkning av sylindersammenstillingen 16 og dens tilhørende deler som illustrert i fig. 5E i tegningene, vil den kinetiske energien av den bevegelige masse påføre et sekundært støt gjennom låsemansjetten 26, lastcellen 28 og pældekslet 14 til pælen 12. Dette sekundære støtet vil normalt være av en mindre størrelse, men med høyere akselerasjon enn støtet avlevert av de ekspanderende gassene generert ved ladningen 57, og kan derfor være et nyttig supplement til det primære nedadrettede støtet. Selvfølgelig, ved passende utvelgelse og konstruksjon av den pyrotekniske ladning 57 kan det være anordnet at trykket generert innen sylinderen 16 er tilstrekkelig til å påføre et sterkt nedover-støt på pælen 12, men virker i steden primært for å heve sylinderen 16 og tilhø-rende deler, det primære støtet i denne situasjonen er levert fra den kinetiske energien til den nedsynkede sylinder 16.

Selv om beskrevet i det foregående er verktøyet benyttet for installasjon av pæler i neddykkede steder, vil det være åpenbart at verktøyet lett kan modifiseres og tilpasses for påføring av repeterte støt for å trekke ut et underflatefundament-element eller for å påføre en momentbelastning til dette. Apparatet kan modifiseres for de formål etter ønske.

Systemet inneholder instrumentering (ikke vist) for å måle ved hver ladningssyklus kraften generert og forskyvningen av pælen, instrumenteringen er forbundet til passende programvare for å beregne jordmotstand.

Verktøyet vil også inneholde ballasttanker (ikke vist), slik at dets relative oppdrift kan forandres etter ønske fra positiv til nøytral til negativ. Ved anvendelse i andre enn den vertikale orienteringen illustrert er fjærer (ikke vist) e.l. anordnet for å gjeninnføre sylinderen/stempelsammenstillingen til sin startposisjon, slik at i dette tilfelle er det ikke noe behov for at bevegelige deler av verktøyet har negativ oppdrift.

Forskjellige andre utforminger av elementer for å virke sammen med vannet for å skape de ønskede treghet- og motstandskrefter er mulig innen området av oppfinnelsen som fremlagt i de vedføyde kravene.

Claims (10)

1. Verktøy til bruk i neddykket tilstand for installasjon av pæler og andre typer av fundamentelementer i en grunnformasjon som er neddykket under et vannlegeme, omfattende: et hammerlegeme (22) som er tilpasset for å være fast støttet i forhold til og i aksiell innretning med hodet (14) til et fundamentelement (12) som skal drives; et reaksjonslegeme (16) båret av nevnte hammerlegeme og styrt for bevegelse derpå i en retning som er aksiell til fundamentelementet som skal drives; nevnte hammerlegeme og nevnte reaksjonslegeme danner henholdsvis motstående første og andre ender av et ekspansjonskammer (42) som er formet - derimellom; karakterisert ved: ladningsinnretning (57) for å skape et hurtig ekspanderende volum av høy-trykksgass innen nevnte ekspansjonskammer (42) for å generere en nedadrettet trykkraftpuls på nevnte ekspansjonskammers første ende for å drive fundamentelement (12), en lik og motsatt oppoverrettet trykkraftpuls er påført nevnte reaksjonslegeme (16) gjennom nevnte andre ende av ekspansjonskammeret; og dempningskonstruksjon (20, 34) operativt forbundet med nevnte reaksjonslegeme (16) og utformet for å virke sammen med vannet hvor verktøyet er neddykket for å motstå oppadrettet bevegelse av nevnte reaksjonslegeme (16) i samsvar med slik oppadrettet trykkraftpuls.

2. Verktøy som angitt i krav 1, karakterisert ved at nevnte ladningsinnretning innbefatter en brennbar drivladning (57) som kan være selektivt initiert for å skape nevnte høytrykksgass gjennom forbrenning av nevnte ladning.

3. Verktøy som angitt i krav 2, karakterisert ved at nevnte drivladning (57) er holdt innen et avfyringskammer (56) som kommuniserer med nevnte ekspansjonskammer (42) gjennom en forbindelsespassasje (60) for å avlevere høytrykksgass dertil ved initiering av ladningen.

4. Verktøy som angitt i krav 3, karakterisert ved at den innbefatter en rekke av nevnte drivladninger som inneholder avfyringskammere (56), hver av nevnte avfyringskammer kommuniserer med nevnte ekspansjonskammer (42), slik at nevnte ladninger (57) kan initieres ved suksessive intervaller for å påføre en rekke av nedadrettede trykkpul-ser til fundamentelementet (12).

5. Verktøy som angitt i krav 1, karakterisert ved at hvert nevnte avfyringskammer (56) kommuniserer med nevnte ekspansjonskammer (42) via en enveisventil (58) som kan åpne for å tillate strømning av gass fra nevnte avfyringskammer til nevnte ekspansjonskammer, men som vil forhindre returstrømning.

6. Verktøy som angitt i krav 4, karakterisert ved at nevnte avfyringskammere (56) er holdt i et hus (30) som er festet til nevnte reaksjonslegeme (16), nevnte avfyringskammere (56) er periferisk fordelt omkring nevnte hammerlegeme (24).

7. Verktøy som angitt i krav 6, karakterisert ved at hvert nevnte avfyringskammer (56) har posisjonert deri en brenselantenner, nevnte brenselantennere (62) er hver koplet til en antennerstyring (66) på nevnte verktøy, nevnte antennerstyring er anordnet for aktive-ring fra et fjernt sted.

8. Verktøy som angitt i ethvert av kravene 1 til 7, karakterisert ved at nevnte dempningskonstruksjon innbefatter en re-aksjonsplate (20) med stort overflateareal som strekker seg minst delvis tverr-gående til nevnte aksielle retning (22) for neddykking i vannlegemet for å virke sammen med og utnytte tregheten av det omgivende vannet for å motstå forskyvning av nevnte reaksjonslegeme (16) i samsvar med oppadrettede trykkraftpulser.

9. Verktøy som angitt i ethvert av kravene 1 til 8, karakterisert ved at nevnte dempningskonstruksjon innbefatter en stor åpen toppbeholder posisjonert på nevnte reaksjonslegeme (16) og dimensjonert for å omgi på sidene og nedenfra et stort vannvolum og således utnytte tregheten av slikt stort vannvolum for å motstå oppadrettet forskyvning av reaksjonslegemet (16).

10. Verktøy som angitt i krav 9, karakterisert ved at nevnte beholder (34) har minst en ventilport (90) som strekker seg oppover gjennom et nedre parti av nevnte beholder, nevnte ventilport samarbeider med en ventillukning (92) som er montert for å tillate strømning av vann gjennom port (90) oppover, men for å forhindre strømning av vann gjennom porten nedover.