RU2762851C1 - Method for fastening pipe elements of a pile fastening unit and a device for implementing the method - Google Patents

Method for fastening pipe elements of a pile fastening unit and a device for implementing the method Download PDF

Info

Publication number
RU2762851C1
RU2762851C1 RU2021104162A RU2021104162A RU2762851C1 RU 2762851 C1 RU2762851 C1 RU 2762851C1 RU 2021104162 A RU2021104162 A RU 2021104162A RU 2021104162 A RU2021104162 A RU 2021104162A RU 2762851 C1 RU2762851 C1 RU 2762851C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wall
fastening
tubular element
heating
pile
Prior art date
Application number
RU2021104162A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Иванович Шапорин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью «БТ СВАП» (RU)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью «БТ СВАП» (RU) filed Critical Общество с ограниченной ответственностью «БТ СВАП» (RU)
Priority to RU2021104162A priority Critical patent/RU2762851C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2762851C1 publication Critical patent/RU2762851C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02BHYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B17/00Artificial islands mounted on piles or like supports, e.g. platforms on raisable legs or offshore constructions; Construction methods therefor
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/22Piles
    • E02D5/54Piles with prefabricated supports or anchoring parts; Anchoring piles

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: invention relates to the construction of artificial structures, such as offshore platforms, and in particular to the structure of fastening a pile pipe support in a pre-fabricated and located base of a stationary offshore platform, and can be used, for example, in the North. A method for fastening tubular elements of a pile fastening unit, in which the wall of the inner element is heated in the unclamping zone before the expansion pressure is applied. The wall of the inner element is heated by supplying a heated coolant, for example, water. It is possible to use a high-frequency heating device, such as an inductor or a direct heating element, such as a heating element. The device for fastening pipe elements is equipped with a system with valves for supplying and outputting the heating medium. The device for fastening the tubular elements is equipped with a high-frequency heating device for heating the walls of the inner tubular element. The device for fastening the tubular elements can be equipped with an electric heating device for heating the walls of the inner tubular element.
EFFECT: possibility of using pipes of a standard assortment in the construction of artificial offshore structures using the hydraulic expansion method is provided.
12 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к строительству искусственных сооружений, например морских платформ, а именно к конструкции крепления свайной трубной опоры в предварительно изготовленном и расположенном основании морской стационарной платформы, и может применяться, например, в условиях Севера.The invention relates to the construction of artificial structures, for example, offshore platforms, and in particular to the structure of fastening a pile pipe support in a pre-fabricated and located base of a stationary offshore platform, and can be used, for example, in the North.

Для закрепления трубчатой сваи в гильзе используют способ гидроразжима. Этот способ подразумевает разжим внутреннего трубчатого элемента, установленного во внешнем трубчатом элементе при соединении двух трубчатых свай.To fix the tubular pile in the sleeve, the hydraulic expansion method is used. This method involves unclamping an inner tubular member installed in an outer tubular member while joining two tubular piles.

Так, в патенте США (US 4501514 от 26.02.1985), выбранном в качестве прототипа, описан такой способ крепления конструкции к морскому дну. Он включает размещение основания морской платформы на морском дне и вставку трубчатой сваи в морское дно так, чтобы трубчатая свая и направляющая гильза, являющаяся частью основания морской платформы, образовывали пару вложенных элементов, из которых трубчатая свая является внутренним элементом, а гильза является внешним элементом. После чего вводят внутрь трубчатой сваи оправку, несущую на своей внешней поверхности надувные средства, снабженные усилением для предотвращения их осевого деформирования, получая замкнутую камеру. Вводят жидкость внутрь трубчатой сваи для расширения образовавшейся камеры в радиальном направлении и тем самым пластически деформируют трубчатую сваю в радиальном направлении, что заставляет ее взаимодействовать с гильзой, чтобы образовать механическое соединение между ними.So, in the US patent (US 4501514 from 02.26.1985), selected as a prototype, describes such a method of fastening a structure to the seabed. It involves placing an offshore platform base on the seabed and inserting a tubular pile into the seabed so that the tubular pile and guide sleeve, which is part of the offshore platform base, form a pair of nested members, of which the tubular pile is the inner member and the sleeve is the outer member. After that, a mandrel is introduced into the tubular pile, carrying inflatable means on its outer surface, provided with reinforcement to prevent their axial deformation, thus obtaining a closed chamber. Liquid is introduced into the tubular pile to expand the formed chamber in the radial direction and thereby plastically deform the tubular pile in the radial direction, which forces it to interact with the sleeve to form a mechanical connection between them.

Также давление во внутреннем трубчатом элементе возможно организовать домкратами, установленными перпендикулярно оси труб. Наиболее разумно использовать гидравлические домкраты. Also, the pressure in the inner tubular element can be organized by jacks installed perpendicular to the axis of the pipes. It is most reasonable to use hydraulic jacks.

При этом при строительстве искусственных сооружений, например, морских платформ требуется использование трубных свай с большой толщиной стенки, около 100 мм. Это вызвано тем, что трубы с меньшей толщиной стенки могут быть деформированы в результате воздействия на них внешних сил, связанных с переменными поперечными и продольными нагрузками, вызванными перемещением морской платформы из-за морских течений, волнения моря, приливов и отливов, сейсмических нагрузок и пр.At the same time, during the construction of artificial structures, for example, offshore platforms, the use of pipe piles with a large wall thickness, about 100 mm, is required. This is due to the fact that pipes with a smaller wall thickness can be deformed as a result of the action on them of external forces associated with variable transverse and longitudinal loads caused by the movement of the offshore platform due to sea currents, sea waves, tides, seismic loads, etc. ...

Необходимость использования трубных свай с большой толщиной стенки при применении способа гидроразжима в низких температурах, которые наблюдаются, например, в акватории Северного Ледовитого океана, часто приводит к возникновению внутренних дефектов, например трещин или расслоений, в теле стенки разжимаемой трубной сваи.The need to use pipe piles with a large wall thickness when using the hydraulic expansion method at low temperatures, which are observed, for example, in the Arctic Ocean, often leads to the appearance of internal defects, such as cracks or delamination, in the wall body of the expanded pipe pile.

Для возможности деформации при низких температурах окружающей среды способом гидроразжима трубную сваю со стенками большой толщины необходимо изготавливать из специальных сталей с добавками, обеспечивающими заданный предел текучести металла сваи и исключающий возникновения внутренних дефектов. Однако такое решение проблемы является очень дорогим.For the possibility of deformation at low ambient temperatures by the method of hydraulic expansion, a pipe pile with thick walls must be made of special steels with additives that ensure the specified yield point of the pile metal and exclude the occurrence of internal defects. However, such a solution to the problem is very expensive.

Задачей настоящего изобретения является снижение стоимости строительства искусственных сооружений с использованием способа гидроразжима для крепления свайной трубы в направляющую гильзу.The objective of the present invention is to reduce the cost of construction of artificial structures using the hydraulic expansion method for attaching a pile pipe to a guide sleeve.

Техническим результатом настоящего изобретения является возможность использования труб стандартного ассортимента при строительстве искусственных морских сооружений с использованием способа гидроразжима.The technical result of the present invention is the possibility of using pipes of a standard assortment in the construction of artificial offshore structures using the hydraulic expansion method.

Задача решается, а технический результат достигается тем, что используется способ крепления трубных элементов узла крепления сваи, при котором во внешний трубный элемент узла крепления, снабженный по меньшей мере одной проточкой, вставляют внутренний трубный элемент сваи и разжимают под давлением стенки внутреннего трубного элемента сваи так, что они входят в зацепление в зоне проточки с внешним трубным элементом с образованием механического соединения элементов. При этом перед приложением разжимающего давления стенку внутреннего элемента нагревают в зоне разжима.The problem is solved, and the technical result is achieved by using a method of fastening the tubular elements of the pile fastening unit, in which the inner tubular element of the pile is inserted into the outer tubular element of the fastening unit, provided with at least one groove, and the walls of the inner tubular element of the pile are expanded under pressure, so that they come into engagement in the area of the groove with the outer tubular element to form a mechanical connection of the elements. In this case, before applying the expanding pressure, the wall of the inner element is heated in the unclamping zone.

В частном случае нагрев стенки внутреннего элемента осуществляют за счет подачи нагретого теплоносителя. При этом в качестве теплоносителя возможно использовать воду.In a particular case, the heating of the wall of the inner element is carried out by supplying a heated coolant. In this case, it is possible to use water as a heat carrier.

В частном случае нагрев стенки внутреннего трубного элемента осуществляют за счет работы электрического нагревательного устройства. При этом в качестве электрического нагревательного устройства используют высокочастотное нагревательное устройство, например, возможно использовать индуктор.In a particular case, the heating of the wall of the inner tubular element is carried out due to the operation of an electric heating device. In this case, a high-frequency heating device is used as the electric heating device, for example, it is possible to use an inductor.

В другом варианте в качестве электрического нагревательного устройства возможно использовать нагревательные элементы прямого нагрева, например возможно использования тэнов.In another embodiment, direct heating elements can be used as an electric heating device, for example, heating elements can be used.

Предложенный в изобретении способ с предварительным нагревом стенки внутреннего элемента позволяет обеспечить заданный предел текучести металла трубного элемента и исключить возникновение внутренних дефектов.The method proposed in the invention with preheating the wall of the inner element makes it possible to provide a predetermined yield point of the metal of the pipe element and to exclude the occurrence of internal defects.

Также задача решается, а технический результат достигается тем, что устройство для крепления трубных элементов содержит центраторы, уплотнительные и опорные сегменты, а также узел подачи рабочего давления для разжима стенки внутреннего трубного элемента. При этом устройство снабжено отверстиями для подачи нагревающего теплоносителя.The problem is also solved, and the technical result is achieved by the fact that the device for fastening the pipe elements contains centralizers, sealing and support segments, as well as a working pressure supply unit for expanding the wall of the inner pipe element. In this case, the device is equipped with holes for supplying a heating coolant.

Также задача решается, а технический результат достигается тем, что устройство для крепления трубных элементов содержит центраторы, уплотнительные и опорные сегменты, а также узел для подачи рабочего давления для разжима стенки внутреннего элемента. При этом устройство снабжено электрическим нагревательным устройством для нагрева стенок внутреннего трубного элемента.The problem is also solved, and the technical result is achieved by the fact that the device for fastening the pipe elements contains centralizers, sealing and support segments, as well as a unit for supplying working pressure for expanding the wall of the inner element. In this case, the device is equipped with an electric heating device for heating the walls of the inner tube element.

В частном случае в качестве электрического нагревательного устройства для нагрева стенок внутреннего трубного элемента возможно применение высокочастотного устройства, например индуктора.In a particular case, a high-frequency device, such as an inductor, can be used as an electric heating device for heating the walls of the inner tube element.

В частном случае в качестве электрического нагревательного устройства для нагрева стенок внутреннего трубного элемента может применяться нагревательное устройство прямого нагрева, например, тэн.In a particular case, a direct heating device, such as a heating element, can be used as an electric heating device for heating the walls of the inner tube element.

В частном случае узел для подачи рабочего давления для разжима стенки внутреннего элемента может быть выполнен в виде отверстий, через которые подают жидкость.In a particular case, the unit for supplying working pressure for expanding the wall of the inner element can be made in the form of holes through which liquid is supplied.

В частном случае выполнение узла для подачи рабочего давления для разжима стенки внутреннего элемента возможно в виде разжимающих домкратов.In a particular case, the assembly for supplying working pressure for expanding the wall of the inner element is possible in the form of expanding jacks.

Выполнение устройства для крепления трубных элементов, содержащих центраторы, уплотнительные и опорные сегменты, а также с отверстиями для подачи рабочего давления для разжима стенки внутреннего трубного элемента позволяет применить способ гидроразжима. Также для разжима стенки внутреннего трубного элемента возможно использование домкратов, например, гидродомкратов.Implementation of the device for fastening pipe elements containing centralizers, sealing and support segments, as well as with holes for supplying working pressure for expanding the wall of the inner pipe element allows the use of the hydraulic expansion method. It is also possible to use jacks, for example, hydraulic jacks, to expand the wall of the inner tubular element.

При этом наличие отверстий с клапанами для подачи нагревающего теплоносителя позволяет прогреть стенку внутреннего трубного элемента в зоне разжима, тем самым обеспечить заданный предел текучести металла сваи. Это позволяет получить технический результат, а именно применение труб стандартного ассортимента, исключив использование при производстве труб специальных дорогостоящих добавок, что, в свою очередь приводит к решению поставленной задачи - снижению стоимости строительства.In this case, the presence of holes with valves for supplying a heating coolant makes it possible to warm up the wall of the inner tubular element in the unclamping zone, thereby ensuring the specified yield point of the pile metal. This makes it possible to obtain a technical result, namely the use of pipes of a standard assortment, excluding the use of special expensive additives in the production of pipes, which, in turn, leads to the solution of the task at hand - to reduce the cost of construction.

Также получить технический результат, применение труб стандартного ассортимента, исключив использование специальных дорогостоящих добавок, и решить поставленную задачу, снижение стоимости строительства, позволяет использование в устройстве для крепления трубных элементов методом гидроразжима электрического нагревательного устройства для нагрева стенок внутреннего трубного элемента. В качестве электрического нагревательного устройства возможно применение как высокочастотного электрического нагревательного устройства, например индуктора, так и электрического нагревательного устройства прямого нагрева, например тэна. Также возможно применение и других подобных устройств для нагрева стенок внутреннего трубного элемента.Also, to obtain a technical result, the use of pipes of a standard assortment, eliminating the use of special expensive additives, and to solve the task, reducing the cost of construction, allows the use of an electric heating device in the device for fastening pipe elements by hydraulic expansion method for heating the walls of the inner pipe element. As an electric heating device, it is possible to use both a high-frequency electric heating device, such as an inductor, and an electric heating device of direct heating, such as a heating element. It is also possible to use other similar devices for heating the walls of the inner tube element.

При этом в качестве высокочастотного нагревательного устройства возможно использование индуктора, нагревательных элементов прямого нагрева и других подобных устройств.In this case, an inductor, direct heating elements and other similar devices can be used as a high-frequency heating device.

Необходимо отметить, что использование сталей, пригодных для проведения технологий разжима, например Е36, S355 или российского аналога 17Г1С, предполагает их использование в условиях, близким к критическим. В таких условиях оптимизация температуры стали при проведении процесса разжима во многих случаях является критическим параметром для качественного выполнения технологической операции. Установлено, что при температурах, близких к 0°С, хладноломкость стали существенно возрастает, что может вызвать растрескивание металла сваи при разжиме и, соответственно, может вызвать аварийные ситуации с последующими затратами на их устранение. Поэтому в данной технологии корректировка температуры элементов сваи при осуществлении технологического процесса имеет существенное, а во многих случаях и решающее, значение для качественного крепления трубных элементов узла сваи.It should be noted that the use of steels suitable for carrying out expansion technologies, for example, E36, S355 or the Russian analogue 17G1S, presupposes their use under conditions close to critical. In such conditions, the optimization of the temperature of the steel during the expansion process is in many cases a critical parameter for the high-quality performance of the technological operation. It was found that at temperatures close to 0 ° C, the cold brittleness of steel increases significantly, which can cause cracking of the pile metal during unclamping and, accordingly, can cause emergency situations with subsequent costs for their elimination. Therefore, in this technology, the adjustment of the temperature of the pile elements during the implementation of the technological process is essential, and in many cases decisive, for the high-quality fastening of the pipe elements of the pile assembly.

Известно, что хладноломкость увеличивается при повышении содержания углерода и снижается при увеличении температуры. Отсюда следует, что повышение температуры используемой в трубах стали позволяет получить указанный в предложенном изобретении технический результат, а именно возможность использования труб стандартного ассортимента при строительстве искусственных морских сооружений с использованием способа гидроразжима.It is known that cold brittleness increases with increasing carbon content and decreases with increasing temperature. It follows that increasing the temperature of the steel used in the pipes makes it possible to obtain the technical result indicated in the proposed invention, namely, the possibility of using pipes of a standard assortment in the construction of artificial offshore structures using the hydraulic expansion method.

В последующем заявляемое изобретение поясняется подробным описанием конкретных, но не ограничивающих настоящее решение, примеров его выполнения и прилагаемыми чертежами, на которых:In the following, the claimed invention is illustrated by a detailed description of specific, but not limiting the present solution, examples of its implementation and the accompanying drawings, in which:

фиг. 1 - схематично показано устройство с подачей нагревающего теплоносителя;fig. 1 is a schematic diagram of a device with the supply of a heating medium;

фиг. 2 - схематично показано устройство с системой нагревательных элементов для нагрева стенок внутреннего трубного элемента;fig. 2 schematically shows a device with a system of heating elements for heating the walls of the inner tube element;

фиг. 3 - схематично показана закрепленная свайная труба в направляющей гильзе способом гидроразжима;fig. 3 - schematically shows a fixed pile pipe in a guide sleeve by the hydraulic expansion method;

фиг.4 - схематично показан вариант разжима внутреннего элемента при помощи домкратов.Fig. 4 is a schematic illustration of a variant of unclamping the inner element using jacks.

Устройство для крепления трубных элементов (фиг.1) содержит корпус 1 с установленными на нем центраторы (на фиг.1 не показаны), уплотнительные и опорные сегменты 2, отверстия 3 с клапанами для подачи рабочего давления воды 6 для разжима стенки внутреннего трубного элемента 7. Устройство снабжено системой 4 с клапанами 5 для подачи и вывода нагревающего теплоносителя, в конкретном случае воды 6. На стенке внутреннего трубного элемента 7 в непосредственной близости от зоны нагрева установлен температурный датчик 8.The device for fastening tubular elements (Fig. 1) contains a body 1 with centralizers installed on it (not shown in Fig. 1), sealing and support segments 2, holes 3 with valves for supplying the working water pressure 6 for expanding the walls of the inner tubular element 7 The device is equipped with a system 4 with valves 5 for supplying and outputting a heating medium, in a specific case, water 6. A temperature sensor 8 is installed on the wall of the inner tube element 7 in the immediate vicinity of the heating zone.

Устройство для крепления трубных элементов, схематично изображенное на фиг. 1, работает следующим образом. После установки внутреннего трубного элемента 7, в конкретном примере трубчатой сваи, во внешний трубный элемент 9, в конкретном примере в направляющую гильзу, во внутренний трубный элемент 7 опускают корпус 1 устройства для крепления трубных элементов. Уплотнительные и опорные сегменты 2, расположенные на верхней и нижней сторонах корпуса 1 устройства для крепления трубных элементов должны быть расположены выше и ниже зоны гидроразжима внутреннего трубного элемента 7, определяемой наличием внутренних проточек 10 внешнего трубного элемента 9.The device for fastening tubular elements, shown schematically in FIG. 1 works as follows. After installing the inner tubular element 7, in a specific example of a tubular pile, in the outer tubular element 9, in a specific example in a guide sleeve, the body 1 of the device for fastening the tubular elements is lowered into the inner tubular element 7. Sealing and support segments 2 located on the upper and lower sides of the housing 1 of the device for fastening the tubular elements must be located above and below the hydraulic expansion zone of the inner tubular element 7, determined by the presence of the inner grooves 10 of the outer tubular element 9.

В объем, образованный уплотнительными и опорными сегментами 2, корпусом 1 устройства для крепления трубных элементов и стенкой внутреннего трубного элемента 7, по системе 4 подачи и вывода нагревающего теплоносителя подают нагретую воду 6. Нагрев воды 6 возможно производить, например, в бойлере, установленном отдельно. Температуру стенки внутреннего трубного элемента 7 определяют по температурному датчику 8, установленному в непосредственной близости от зоны нагрева. В качестве температурного датчика может выступать, например, термопара. По сигналу от температурного датчика 8, оповещающему о нагреве стенки внутреннего трубного элемента 7 до заданной температуры, производят отключение подачи горячей воды 6, перекрывая клапаны 5. In the volume formed by the sealing and supporting segments 2, the housing 1 of the device for fastening the pipe elements and the wall of the inner pipe element 7, heated water 6 is fed through the heating medium supply and outlet system 4. The water 6 can be heated, for example, in a separately installed boiler ... The wall temperature of the inner tubular element 7 is determined by a temperature sensor 8 installed in the immediate vicinity of the heating zone. The temperature sensor can be, for example, a thermocouple. According to the signal from the temperature sensor 8, which notifies about the heating of the wall of the inner tube element 7 to the set temperature, the hot water supply 6 is turned off, shutting off the valves 5.

Включают систему подачи воды 6 устройства для крепления трубных элементов и, через отверстия 3, расположенные в корпусе 1, создают рабочее давление воды 6 для разжима стенки внутреннего трубного элемента 7. После того, как стенки внутреннего трубного элемента 7 входят в зацепление в зоне проточек 10 с внешним трубным элементом 9 с образованием механического соединения элементов, как это показано на фиг.3, рабочее давление воды 6 сбрасывают, и корпус 1 устройства для крепления трубных элементов поднимают из внутреннего трубного элемента 7.The water supply system 6 of the device for fastening the tubular elements is turned on and, through the holes 3 located in the housing 1, the working pressure of the water 6 is created to expand the walls of the inner tubular element 7. After the walls of the inner tubular element 7 come into engagement in the area of the grooves 10 with the outer tubular element 9 with the formation of a mechanical connection of the elements, as shown in Fig. 3, the working pressure of the water 6 is released, and the body 1 of the device for fastening the tubular elements is lifted from the inner tubular element 7.

Устройство для крепления трубных элементов (фиг.2) содержит корпус 1 с установленными на нем центраторы (на фиг.2 не показаны), уплотнительные и опорные сегменты 2, отверстия 3 с клапанами для подачи рабочего давления воды 6 для разжима стенки внутреннего трубного элемента 7. Устройство снабжено системой для включения и выключения нагревательных элементов 11 с реле 12. В качестве нагревательных элементов 11 возможно применение, например, индуктора, нагревательных элементов прямого нагрева и других подобных устройств. В некоторых случаях нагревательные электрические элементы 11 могут быть изолированы от воды 6, используемой при гидроразжиме. В этом случае необходимо предусмотреть их защиту от влаги перед включением системы подачи воды 6 устройства для крепления трубных элементов.The device for fastening pipe elements (figure 2) contains a body 1 with centralizers installed on it (not shown in figure 2), sealing and support segments 2, holes 3 with valves for supplying the working pressure of water 6 for expanding the walls of the inner tube element 7 The device is equipped with a system for turning on and off heating elements 11 with relay 12. As heating elements 11, it is possible to use, for example, an inductor, heating elements of direct heating and other similar devices. In some cases, the heating electrical elements 11 can be isolated from the water 6 used in the hydraulic fluid. In this case, it is necessary to provide for their protection from moisture before turning on the water supply system 6 of the device for fastening the pipe elements.

На стенке внутреннего трубного элемента 7 в непосредственной близости от зоны нагрева установлен температурный датчик 8.A temperature sensor 8 is installed on the wall of the inner tubular element 7 in the immediate vicinity of the heating zone.

Устройство для крепления трубных элементов, схематично изображенное на фиг. 2, работает следующим образом. После установки внутреннего трубного элемента 7, в конкретном примере трубчатой сваи, во внешний трубный элемент 9, в конкретном примере в направляющую гильзу, во внутренний трубный элемент 7 опускают корпус 1 устройства для крепления трубных элементов. Уплотнительные и опорные сегменты 2, расположенные на верхней и нижней сторонах корпуса 1 устройства для крепления трубных элементов должны быть расположены выше и ниже зоны гидроразжима внутреннего трубного элемента 7, определяемой наличием внутренних проточек 10 внешнего трубного элемента 9.The device for fastening tubular elements, shown schematically in FIG. 2 works as follows. After installing the inner tubular element 7, in a specific example of a tubular pile, in the outer tubular element 9, in a specific example in a guide sleeve, the body 1 of the device for fastening the tubular elements is lowered into the inner tubular element 7. Sealing and support segments 2 located on the upper and lower sides of the housing 1 of the device for fastening the tubular elements must be located above and below the hydraulic expansion zone of the inner tubular element 7, determined by the presence of the inner grooves 10 of the outer tubular element 9.

Включают реле 12 системы для включения и выключения нагревательных элементов 11, которым снабжено устройство. В результате воздействия, производимого на стенку внутреннего трубного элемента 7 нагревательных элементов 11, например, индуктора, она нагревается. Температуру стенки внутреннего трубного элемента 7 определяют по температурному датчику 8, установленному в непосредственной близости от зоны нагрева. В качестве температурного датчика может выступать, например, термопара. По сигналу от температурного датчика 8, оповещающему о нагреве стенки внутреннего трубного элемента 7 до заданной температуры, производят отключение нагревательных элементов 11, используя реле 12.The relay 12 of the system is turned on to turn on and off the heating elements 11 with which the device is equipped. As a result of the influence exerted on the wall of the inner tube element 7 by heating elements 11, for example, an inductor, it heats up. The wall temperature of the inner tubular element 7 is determined by a temperature sensor 8 installed in the immediate vicinity of the heating zone. The temperature sensor can be, for example, a thermocouple. According to the signal from the temperature sensor 8, notifying about the heating of the wall of the inner tube element 7 to the set temperature, the heating elements 11 are turned off using the relay 12.

В некоторых случаях нагревательные электрические элементы 11 должны быть изолированы от воды 6, используемой при гидроразжиме.In some cases, the heating electrical elements 11 must be insulated from the water 6 used for hydraulic expansion.

Также по сигналу от температурного датчика 8, оповещающему о нагреве стенки внутреннего трубного элемента 7 до заданной температуры, включают систему подачи воды 6 устройства для крепления трубных элементов и, через отверстия 3, расположенные в корпусе 1, и создают рабочее давление воды 6 для разжима стенки внутреннего трубного элемента 7. После того как стенки внутреннего трубного элемента 7 входят в зацепление в зонах проточек 10 с внешним трубным элементом 9 с образованием механического соединения элементов, как это показано на фиг.3, рабочее давление воды 6 сбрасывают, и корпус 1 устройства для крепления трубных элементов поднимают из внутреннего трубного элемента 7.Also, according to the signal from the temperature sensor 8, notifying about the heating of the wall of the inner tubular element 7 to a predetermined temperature, the water supply system 6 of the device for fastening the pipe elements is switched on and, through the holes 3 located in the housing 1, and the working pressure of water 6 is created to expand the wall of the inner tubular element 7. After the walls of the inner tubular element 7 come into engagement in the areas of the grooves 10 with the outer tubular element 9 to form a mechanical connection of the elements, as shown in Fig. 3, the working pressure of the water 6 is released, and the body 1 of the device for the fasteners of the tubular elements are lifted from the inner tubular element 7.

Как вариант, возможно производить разжим при помощи домкратов 13, схематично изображенных на фиг.4. Действия, необходимые для разжима домкратами стенок внутреннего трубного элемента 7, согласно предлагаемому изобретению аналогичны вышеописанным. Сначала производят нагрев стенок внутреннего трубного элемента 7 до заранее выбранной температуры, а затем производят их разжим домкратами 13. Предпочтительно использовать гидродомкраты.Alternatively, it is possible to unclamp by means of jacks 13, schematically shown in FIG. 4. The steps required for the jacks to expand the walls of the inner tubular element 7 according to the invention are similar to those described above. First, the walls of the inner tubular element 7 are heated to a preselected temperature, and then they are unscrewed by jacks 13. It is preferable to use hydraulic jacks.

Предлагаемое изобретение предпочтительно использовать в условиях Севера, например, при строительстве морских стационарных платформ в акватории Северного Ледовитого океана. Однако также целесообразно использовать предлагаемое изобретение и в зимних условиях в других местах, что позволяет уменьшить сроки строительства, сокращая строительные перерывы на зимний период.The proposed invention is preferably used in the North, for example, in the construction of offshore fixed platforms in the Arctic Ocean. However, it is also advisable to use the proposed invention in winter conditions in other places, which makes it possible to reduce the construction time, reducing construction breaks for the winter period.

Claims (12)

1. Способ крепления трубных элементов узла крепления сваи, при котором во внешний трубный элемент узла крепления, снабженный по меньшей мере одной проточкой, вставляют внутренний трубный элемент сваи и разжимают под давлением стенки внутреннего трубного элемента сваи так, что они входят в зацепление в зоне проточки с внешним трубным элементом с образованием механического соединения элементов, отличающийся тем, что перед приложением разжимающего давления стенку внутреннего элемента нагревают в зоне разжима.1. A method of fastening the tubular elements of the pile fastening unit, in which the inner tubular element of the pile is inserted into the outer tubular element of the fastening unit provided with at least one groove and the walls of the inner tubular element of the pile are expanded under pressure so that they engage in the groove zone with an external tubular element with the formation of a mechanical connection of the elements, characterized in that before applying the expanding pressure, the wall of the inner element is heated in the expansion zone. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что нагрев стенки внутреннего элемента осуществляют за счет подачи нагретого теплоносителя.2. The method according to claim 1, characterized in that the wall of the inner element is heated by supplying a heated heat carrier. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве теплоносителя используют воду.3. The method according to claim 2, characterized in that water is used as the heat carrier. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что нагрев стенки внутреннего трубного элемента осуществляют за счет работы электрического нагревательного устройства.4. A method according to claim 1, characterized in that the wall of the inner tubular element is heated by operation of an electric heating device. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что в качестве электрического нагревательного устройства используют высокочастотное нагревательное устройство.5. A method according to claim 4, characterized in that a high-frequency heating device is used as the electric heating device. 6. Способ по п.4, отличающийся тем, что в качестве электрического нагревательного устройства используют нагревательные элементы прямого нагрева.6. The method according to claim 4, characterized in that direct heating elements are used as the electric heating device. 7. Устройство для крепления трубных элементов узла крепления сваи, содержащее корпус с установленными на нем центраторами, предназначенными для установки внутреннего трубного элемента узла крепления сваи во внешний трубный элемент, уплотнительные и опорные сегменты, расположенные на верхней и нижней сторонах корпуса, а также узел подачи рабочего давления для разжима стенки внутреннего трубного элемента, отличающееся тем, что для нагрева стенки внутреннего трубного элемента устройство снабжено системой с клапанами для подачи и вывода нагревающего теплоносителя.7. A device for fastening tubular elements of the pile fastening unit, containing a body with centralizers installed on it, designed to install the inner tubular element of the pile fastening unit into the outer tubular element, sealing and supporting segments located on the upper and lower sides of the body, as well as a feed unit working pressure for expanding the wall of the inner tubular element, characterized in that for heating the wall of the inner tubular element, the device is equipped with a system with valves for supplying and outputting the heating coolant. 8. Устройство для крепления трубных элементов узла крепления сваи, содержащее корпус с установленными на нем центраторами, предназначенными для установки внутреннего трубного элемента узла крепления сваи во внешний трубный элемент, уплотнительные и опорные сегменты, расположенные на верхней и нижней сторонах корпуса, а также узел подачи рабочего давления для разжима стенки внутреннего трубного элемента, отличающееся тем, что устройство снабжено электрическим нагревательным устройством для нагрева стенки внутреннего трубного элемента.8. A device for fastening tubular elements of the pile fastening unit, containing a body with centralizers installed on it, designed to install the inner tubular element of the pile fastening unit into the outer tubular element, sealing and supporting segments located on the upper and lower sides of the body, as well as a feed unit working pressure for expanding the wall of the inner tubular element, characterized in that the device is provided with an electric heating device for heating the wall of the inner tubular element. 9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что в качестве электрического нагревательного устройства для нагрева стенки внутреннего трубного элемента применяется высокочастотное устройство.9. The device according to claim 8, characterized in that a high-frequency device is used as the electric heating device for heating the wall of the inner tube member. 10. Устройство по п.8, отличающееся тем, что в качестве электрического нагревательного устройства для нагрева стенки внутреннего трубного элемента применяется нагревательное устройство прямого нагрева.10. The device according to claim 8, characterized in that a direct heating device is used as the electric heating device for heating the wall of the inner tube member. 11. Устройство по пп.7 и 8, отличающееся тем, что узел для подачи рабочего давления для разжима стенки внутреннего элемента выполнен в виде отверстий, через которые подают жидкость под давлением, необходимым для разжима стенки.11. The device according to claims 7 and 8, characterized in that the unit for supplying working pressure for expanding the wall of the inner element is made in the form of holes through which liquid is supplied under pressure required to expand the wall. 12. Устройство по пп.7 и 8, отличающееся тем, что узел для подачи рабочего давления для разжима стенки внутреннего элемента выполнен в виде разжимающих домкратов.12. The device according to claims 7 and 8, characterized in that the unit for supplying working pressure for expanding the wall of the inner element is made in the form of expanding jacks.
RU2021104162A 2021-02-18 2021-02-18 Method for fastening pipe elements of a pile fastening unit and a device for implementing the method RU2762851C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021104162A RU2762851C1 (en) 2021-02-18 2021-02-18 Method for fastening pipe elements of a pile fastening unit and a device for implementing the method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021104162A RU2762851C1 (en) 2021-02-18 2021-02-18 Method for fastening pipe elements of a pile fastening unit and a device for implementing the method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2762851C1 true RU2762851C1 (en) 2021-12-23

Family

ID=80039120

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021104162A RU2762851C1 (en) 2021-02-18 2021-02-18 Method for fastening pipe elements of a pile fastening unit and a device for implementing the method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2762851C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1563740A (en) * 1978-05-05 1980-03-26 No 1 Offshore Services Ltd Securing of structures to tubular metal piles underwater
SU947292A1 (en) * 1979-10-26 1982-07-30 Сыктывкарский Государственный Университет Им.50-Летия Ссср Method of constructing an underwater foundation
US4501514A (en) * 1980-09-08 1985-02-26 British Underwater Pipeline Engineering Securing of structures to the sea-bed
RU2689471C1 (en) * 2018-08-01 2019-05-28 Раиса Сергеевна Теликова Method of fixation of tubular steel piles in support base of marine stationary hydraulic structures (platforms), and also device for its implementation

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1563740A (en) * 1978-05-05 1980-03-26 No 1 Offshore Services Ltd Securing of structures to tubular metal piles underwater
SU947292A1 (en) * 1979-10-26 1982-07-30 Сыктывкарский Государственный Университет Им.50-Летия Ссср Method of constructing an underwater foundation
US4501514A (en) * 1980-09-08 1985-02-26 British Underwater Pipeline Engineering Securing of structures to the sea-bed
RU2689471C1 (en) * 2018-08-01 2019-05-28 Раиса Сергеевна Теликова Method of fixation of tubular steel piles in support base of marine stationary hydraulic structures (platforms), and also device for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1258635C (en) Wellbore system including a conduit an an expandable device
US6078031A (en) Method and device for joining oilfield tubulars
US8794675B2 (en) Coaxial pipe element
US4424865A (en) Thermally energized packer cup
US4485847A (en) Compression sleeve tube repair
US7918284B2 (en) Protective sleeve for threaded connections for expandable liner hanger
CN101842548B (en) Method of radially expanding a tubular element
US20100282353A1 (en) Coaxial Pipe Element In Which The Inner Pipe Is Under Strees, And A Method Of Fabrication
CA2702870C (en) Method of radially expanding a tubular element
CA2548877C (en) Method and apparatus for relieving tensile residual stress in welded pipe joints
CN102084085B (en) Wellbore system
BRPI0714508A2 (en) Method of radially expanding a tubular member, and radially expanded tubular member
NO328248B1 (en) Tubular repair element and method using the same
CN101896689B (en) Method of expanding a tubular element in a wellbore
RU2762851C1 (en) Method for fastening pipe elements of a pile fastening unit and a device for implementing the method
CA2705249A1 (en) Method of expanding a tubular element in a wellbore
RU2456436C2 (en) Method for reinforcing drilled well section with casing pipe, and device for its implementation
CA2704076C (en) Method of radially expanding a tubular element
WO1998033619A1 (en) Method and device for joining oilfield tubulars
US3330122A (en) Method of forming underground nuclear reactor installation
US20090013516A1 (en) Methods for Expanding a Pipeline
CA2307488C (en) Corrugated thick-walled pipe for use in wellbores
CN214891883U (en) Equipment for controlling thermal expansion of heating furnace coil
WO2017168318A1 (en) System and method for renovation of tapping sleeves without excavation
JPS6163315A (en) Production of seamless cladding tube