RU2785459C1 - Method for fastening pipe steel piles in the support base of offshore fixed structures using elastic media (elastomer), as well as a device for its implementation. - Google Patents

Method for fastening pipe steel piles in the support base of offshore fixed structures using elastic media (elastomer), as well as a device for its implementation. Download PDF

Info

Publication number
RU2785459C1
RU2785459C1 RU2022107154A RU2022107154A RU2785459C1 RU 2785459 C1 RU2785459 C1 RU 2785459C1 RU 2022107154 A RU2022107154 A RU 2022107154A RU 2022107154 A RU2022107154 A RU 2022107154A RU 2785459 C1 RU2785459 C1 RU 2785459C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pile
pipe
hydraulic cylinder
hydraulic
piston
Prior art date
Application number
RU2022107154A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Ефимович Аксенов
Максим Викторович Аксенов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "АРКТИЧЕСКИЕ МОРСКИЕ ПРОЕКТЫ"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "АРКТИЧЕСКИЕ МОРСКИЕ ПРОЕКТЫ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "АРКТИЧЕСКИЕ МОРСКИЕ ПРОЕКТЫ"
Application granted granted Critical
Publication of RU2785459C1 publication Critical patent/RU2785459C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: offshore structures construction.
SUBSTANCE: invention relates to the construction of offshore structures, and in particular to the technology of fastening pipe steel piles in the support base of offshore fixed structures (platforms). A method for fastening pipe piles in the support base of offshore fixed structures, in which the support base of the offshore structure is installed on the seabed, the pipe piles 1 are driven into the seabed through the guide sleeves 5 of the support base, a device equipped with a hydraulic cylinder 3, including a piston 13, is lowered into the pile 1 and an elastomeric (polyurethane) punch 14, to such a depth that the opening between the body 4 and the cover 20 of the hydraulic cylinder 3 is located opposite the inner circular groove 6 of the tubular steel sleeve 5; when pressure is created in the hydraulic system of the hydraulic cylinder 3, the piston 13, moving along the pipe 19, creates pressure on the elastomeric (polyurethane) punch 14 located between the cover 20 of the hydraulic cylinder 3 and the piston 13. The punch 14, compressing under this pressure, simultaneously expanding in the radial direction through the opening in the body 4 of the hydraulic cylinder 3, acts on the inner surface of the wall of the pipe pile 1 in the area of ​​the location of the inner circular groove 6 of the sleeve 5, which, at a pressure exceeding the yield strength of the pile material 1 is expanded (deformed) into the inner circular groove 6 of the sleeve 5. The expansion of the pile wall 1 occurs in the plastic deformation zone of the pile material. At the end of the deformation process when the pressure in the hydraulic system is released, the piston 13 of the hydraulic cylinder 3 returns to its original transport position I due to the restoration of its original shape by the polyurethane punch 14. The device for implementing the method is equipped with a hydraulic cylinder 3, including a piston 13 and an elastomeric (polyurethane) punch 14, which are fixed on one steel pipe 19, providing a circular opening between the body 4 and the cover 20 of the cylinder 3. Inside the pipe 19 are channels 9, 12 for supplying hydraulic fluid into the hydraulic cylinder 3. When pressure is created in the hydraulic system of the cylinder 3, the piston 13 of the device moves along the pipe 19, compresses the elastomeric (polyurethane) punch 14, distributing it through the opening in the radial direction. When the pressure in the hydraulic system is released, the piston 13 of the hydraulic cylinder 3 returns to its original transport position I due to the restoration of its original shape by the polyurethane punch 14. The options of the method also provide for the descent inside the pile 1 of a device equipped with several hydraulic cylinders, for example, two cylinders 3, 10, two pistons 13, 17 and two polyurethane punches 14, 16 mounted on a steel pipe 19. The device in the pile is installed so that the openings between housings 4 and 8, respectively, the upper 3 and lower 10 cylinders were opposite the inner circular groove 6 of the sleeve 5.
EFFECT: increased reliability of fastening pipe steel piles in the sleeves of the supporting base due to the use of a device that is simple in design and manufacture, equipped with hydraulic cylinders that provide expansion of the pile only along the entire diameter of the internal groove of the sleeve using elastomeric (polyurethane) punches, as well as reducing labor costs and reducing the cost of work.
9 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к строительству морских и сухопутных сооружений, причалов, стационарных нефтяных/газовых добывающих платформ, блок-кондукторов, морских нефтяных терминалов свайного/свайно-гравитационного типа, а именно к технологии крепления трубных стальных свай в опорном основании сооружений.The invention relates to the construction of offshore and onshore structures, berths, stationary oil/gas production platforms, block conductors, offshore oil terminals of pile/pile-gravity type, and in particular to the technology of fastening pipe steel piles in the supporting foundation of structures.

Известен способ крепления трубных стальных свай в опорном основании путем гидроразжима участка сваи во внутренние круговые проточки в гильзе под действием давления воды, подаваемой вовнутрь изолированного участка сваи (патент US 4501514 от 26.02.1985). Изоляция (герметизация) выбранного участка, обеспечение подачи воды и создание необходимого давления осуществляется с помощью спускаемого вовнутрь сваи устройства, на концах которого установлены надувные гибкие уплотняющие элементы.A known method of fastening tubular steel piles in the support base by hydraulic expansion of the pile section into internal circular grooves in the sleeve under the action of water pressure supplied inside the isolated section of the pile (patent US 4501514 dated 26.02.1985). Isolation (sealing) of the selected area, provision of water supply and creation of the necessary pressure is carried out using a device lowered inside the pile, at the ends of which inflatable flexible sealing elements are installed.

Основной недостаток данного способа связан с возможностью неравномерного разжима участка сваи при нарушении центровки ее внутри гильзы, а также с устройством для гидроразжима, которое сложно в изготовлении, а смена надувных гибких уплотняющих элементов в полевых условиях трудоемка, что в итоге значительно удорожает весь процесс крепления свай в опорном основании морских стационарных сооружений (платформ).The main disadvantage of this method is associated with the possibility of uneven unclamping of the pile section if its alignment inside the sleeve is disturbed, as well as with a device for hydraulic unclamping, which is difficult to manufacture, and changing inflatable flexible sealing elements in the field is time-consuming, which ultimately significantly increases the cost of the entire process of fastening piles. in the supporting base of offshore fixed structures (platforms).

Наиболее близким к заявленному техническому решению является способ крепления трубных свай в опорном основании морских стационарных сооружений, при котором разжим участка забитой в дно моря сваи в гильзе опорного основания осуществляется при помощи спускаемого вовнутрь сваи устройства, оснащенного гидравлическими домкратами. При создании давления в гидросистеме домкратов штоки домкратов, движущиеся одновременно в радиальном направлении по отношению к оси сваи, через накладки разжимают стенки сваи во внутреннюю круговую проточку гильзы (патент RU2689471C1 опубл. 28.05.2019 г.).The closest to the claimed technical solution is a method of fastening pipe piles in the support base of offshore fixed structures, in which the section of the pile driven into the bottom of the sea in the sleeve of the support base is unclamped using a device lowered inside the pile, equipped with hydraulic jacks. When pressure is created in the hydraulic system of the jacks, the jack rods, moving simultaneously in the radial direction with respect to the pile axis, expand the pile walls through the linings into the inner circular groove of the sleeve (patent RU2689471C1 publ. 05/28/2019).

Недостатками данного технического решения являются:The disadvantages of this technical solution are:

- значительные силы трения, возникающие в зоне контакта «накладка штока домкрата - внутренняя поверхность разжимаемой сваи» вызывают необходимость дополнительно увеличивать давление разжима на преодоление сил трения;- significant friction forces arising in the contact zone "jack rod lining - the inner surface of the expanded pile" make it necessary to additionally increase the expansion pressure to overcome the friction forces;

- при применении указанного способа не достигается за один процесс разжим сваи по всему (100%) внутреннему диаметру круговой проточки гильзы;- when applying this method, the expansion of the pile over the entire (100%) inner diameter of the circular groove of the sleeve is not achieved in one process;

- в процессе разжима участка трубной стальной сваи, находящегося под водой, штока гидравлических домкратов находятся под воздействием воды, вызывающие коррозию металла, что снижает срок службы гидравлических домкратов.- in the process of expanding the section of the pipe steel pile, which is under water, the rods of hydraulic jacks are under the influence of water, causing metal corrosion, which reduces the service life of hydraulic jacks.

Задачей заявленного изобретения является создание способа крепления трубных свай в опорном основании морских стационарных сооружений, включая устройство, позволяющего устранить вышеуказанные недостатки.The objective of the claimed invention is to create a method for fastening pipe piles in the supporting base of offshore fixed structures, including a device that eliminates the above disadvantages.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение надежности крепления трубных стальных свай в гильзах опорного основания за счет применения простого по конструкции и изготовлению устройства, оборудованного гидравлическими цилиндрами, обеспечивающими разжим сваи по всему диаметру внутренней проточки гильзы с помощью эластомерных (полиуретановых) пуансонов, а также сокращение трудозатрат и удешевление работ.The technical result of the claimed invention is to increase the reliability of fastening pipe steel piles in the sleeves of the support base through the use of a device that is simple in design and manufacture, equipped with hydraulic cylinders that expand the pile along the entire diameter of the internal groove of the sleeve using elastomeric (polyurethane) punches, as well as reducing labor costs. and cheaper work.

Технический результат достигается за счет того, что способ крепления трубных стальных свай в опорном основании морских стационарных сооружений, при котором опорное основание морского сооружения устанавливают на морское дно, забивают трубчатые стальные сваи в дно моря через гильзы опорного основания, отличающийся тем, что внутрь сваи спускают устройство, оснащенное гидравлическим/-и цилиндром/-ами, включающим поршень и эластомерный (полиуретановый) пуансон, на такую глубину, чтобы проем между корпусом и крышкой гидравлического цилиндра располагался напротив внутренней круговой проточки трубной стальной гильзы; при создании давления в гидросистеме гидравлического цилиндра поршень, двигаясь вдоль трубы, создает давление на эластомерный (полиуретановый) пуансон, расположенный между крышкой гидравлического цилиндра и поршнем; пуансон, сжимаясь под этим давлением, одновременно, раздаваясь в радиальном направлении через проем в корпусе гидравлического цилиндра, воздействует на внутреннюю поверхность стенки трубной сваи в районе расположения внутренней круговой проточки гильзы, которая при давлении, превышающем предел текучести материала сваи, разжимается (деформируется) во внутреннюю круговую проточку гильзы; разжим стенки сваи происходит в зоне пластической деформации материала сваи; по окончании процесса деформации при сбросе давления в гидросистеме поршень гидравлического цилиндра возвращается в исходное транспортное положение за счет восстановления полиуретановым пуансоном своей первоначальной формы.The technical result is achieved due to the fact that the method of fastening pipe steel piles in the support base of offshore fixed structures, in which the support base of the offshore structure is installed on the seabed, the tubular steel piles are driven into the sea bottom through the sleeves of the support base, characterized in that the piles are lowered inside a device equipped with a hydraulic cylinder/s, including a piston and an elastomeric (polyurethane) punch, to such a depth that the opening between the body and the cover of the hydraulic cylinder is located opposite the inner circular groove of the pipe steel sleeve; when creating pressure in the hydraulic system of the hydraulic cylinder, the piston, moving along the pipe, creates pressure on the elastomeric (polyurethane) punch located between the hydraulic cylinder cover and the piston; the punch, compressing under this pressure, while expanding in the radial direction through the opening in the body of the hydraulic cylinder, acts on the inner surface of the wall of the pipe pile in the area where the inner circular groove of the sleeve is located, which, at a pressure exceeding the yield strength of the pile material, expands (deforms) into internal circular groove of the sleeve; unclamping of the pile wall occurs in the zone of plastic deformation of the pile material; at the end of the deformation process when the pressure in the hydraulic system is released, the piston of the hydraulic cylinder returns to its original transport position due to the restoration of its original shape by the polyurethane punch.

При этом за один процесс происходит разжим материала стенки сваи по всему внутреннему диаметру круговой проточки гильзы.In this case, in one process, the material of the pile wall is expanded along the entire inner diameter of the circular groove of the sleeve.

Способ крепления, отличающийся тем, что раздача стенки трубной сваи во внутреннюю круговую проточку трубной гильзы может осуществляться с осевым подпором сваи, обеспечивающим по мере необходимости подачу последней в зону деформации;Fastening method, characterized in that expansion of the wall of the pipe pile into the inner circular groove of the pipe sleeve can be carried out with axial support of the pile, providing, as necessary, the supply of the latter into the deformation zone;

При этом в зависимости от количества внутренних круговых проточек внутрь сваи спускается несколько устройств, установленных на одной трубе.At the same time, depending on the number of internal circular grooves, several devices installed on one pipe descend into the pile.

Способ крепления, отличающийся тем, что разжим трубной сваи в несколько внутренних круговых проточек трубной гильзы может осуществляться за один спуск одновременно, или поочередно в соответствии установленной последовательности.A fastening method, characterized in that the expansion of the pipe pile into several internal circular grooves of the pipe sleeve can be carried out in one run at the same time, or alternately in accordance with the established sequence.

Способ крепления, отличающийся тем, что контроль над процессом разжима материала сваи осуществляется по изменению объема гидравлической жидкости в гидравлических системах цилиндров.A fastening method, characterized in that the control over the process of expanding the pile material is carried out by changing the volume of hydraulic fluid in the hydraulic systems of the cylinders.

Способ крепления, отличающийся тем, что контроль качества разжима стенки сваи во внутренние круговые проточки трубной гильзы осуществляется при подъеме устройства из сваи с помощью видеокамеры, установленной в нижней части устройства.Mounting method, characterized in that the control of the quality of the expansion of the pile wall into the internal circular grooves of the pipe sleeve is carried out when the device is lifted from the pile using a video camera installed in the lower part of the device.

Устройство для разжима трубных стальных свай в гильзах опорного основания морских стационарных сооружений (платформ), оснащенного гидравлическими домкратами, отличающееся тем, что устройство оборудуется гидравлическим цилиндром, включающим поршень и эластомерный (полиуретановый) пуансон, которые закрепляются на одной стальной трубе, обеспечивая круговой проем между корпусом и днищем цилиндра; внутри трубы проходят каналы для подвода гидравлической жидкости в гидравлический цилиндр; при создании давления в гидросистеме цилиндра поршень устройства перемещается вдоль трубы, сжимает эластомерный (полиуретановый) пуансон, раздавая его через проем в радиальном направлении; при сбросе давления в гидросистеме поршень гидравлического цилиндра возвращается в исходное транспортное положение за счет восстановления полиуретановым пуансоном своей первоначальной формы.A device for expanding pipe steel piles in the shells of the support base of offshore fixed structures (platforms), equipped with hydraulic jacks, characterized in that the device is equipped with a hydraulic cylinder, including a piston and an elastomeric (polyurethane) punch, which are fixed on one steel pipe, providing a circular opening between body and bottom of the cylinder; inside the pipe there are channels for supplying hydraulic fluid to the hydraulic cylinder; when pressure is created in the hydraulic system of the cylinder, the piston of the device moves along the pipe, compresses the elastomeric (polyurethane) punch, distributing it through the opening in the radial direction; when pressure is released in the hydraulic system, the piston of the hydraulic cylinder returns to its original transport position due to the restoration of its original shape by the polyurethane punch.

Устройство, отличающееся тем, что в зависимости от геометрических параметров и физико-механических свойств материала трубной сваи в районе разжима, а также от размеров внутренних круговых проточек трубной гильзы устройство оснащается двумя гидравлическими цилиндрами с одним/двумя полиуретановыми пуансонами, с одним/двумя круговыми проемами, разделенными цилиндрической перегородкой.A device characterized in that, depending on the geometrical parameters and physical and mechanical properties of the pipe pile material in the expansion area, as well as on the dimensions of the internal circular grooves of the pipe sleeve, the device is equipped with two hydraulic cylinders with one / two polyurethane punches, with one / two circular openings separated by a cylindrical partition.

Устройство, отличающееся тем, что устройство снабжено возвратной пружиной, обеспечивающей при сбросе давления в гидросистеме гидравлического цилиндра возврат поршня в исходное транспортное положение; концы пружины закреплены в днище и поршне цилиндра.A device characterized in that the device is equipped with a return spring, which ensures that when pressure is released in the hydraulic system of the hydraulic cylinder, the piston returns to its original transport position; the ends of the spring are fixed in the bottom and piston of the cylinder.

Сущность предлагаемого способа поясняются чертежами:The essence of the proposed method is illustrated by drawings:

Фиг.1 - схема крепления трубной стальной сваи в трубной стальной гильзе опорного основания с одной внутренней кольцевой проточкой с использованием одного гидравлического цилиндра и одного эластомерного (полиуретанового) пуансона;Figure 1 is a diagram of fastening a pipe steel pile in a pipe steel sleeve of the support base with one internal annular groove using one hydraulic cylinder and one elastomeric (polyurethane) punch;

Фиг. 2 - схема крепления трубной стальной сваи в трубной стальной гильзе опорного основания с одной внутренней кольцевой проточкой с использованием двух гидравлических цилиндров и одного эластомерного (полиуретанового) пуансона;Fig. 2 - scheme of fastening a tubular steel pile in a tubular steel sleeve of a support base with one internal annular groove using two hydraulic cylinders and one elastomeric (polyurethane) punch;

Фиг. 3 - схема крепления трубной стальной сваи в трубной стальной гильзе опорного основания с одной внутренней кольцевой проточкой с использованием двух гидравлических цилиндров и двух эластомерных (полиуретановых) пуансонов;Fig. 3 - scheme of fastening a pipe steel pile in a pipe steel sleeve of a support base with one internal annular groove using two hydraulic cylinders and two elastomeric (polyurethane) punches;

Фиг. 4. - схема крепления трубной стальной сваи в трубной стальной гильзе с двумя внутренними круговыми проточками.Fig. 4. - scheme of fastening a pipe steel pile in a pipe steel sleeve with two internal circular grooves.

где:where:

I - устройство в транспортном положении;I - device in transport position;

II - устройство в положении разжима стенки трубной стальной сваи во внутреннюю круговую проточку трубной стальной гильзы;II - device in the position of expanding the wall of the pipe steel pile into the inner circular groove of the pipe steel sleeve;

1 - трубная стальная свая;1 - pipe steel pile;

2 - дно верхнего гидравлического цилиндра;2 - the bottom of the upper hydraulic cylinder;

3 - верхний гидравлический цилиндр;3 - upper hydraulic cylinder;

4 - корпус верхнего гидравлического цилиндра;4 - body of the upper hydraulic cylinder;

5 - трубная стальная гильза;5 - pipe steel sleeve;

6 - внутренняя круговая проточка в трубной стальной гильзе с двумя вентиляционными отверстиями (на чертежах не показаны);6 - internal circular groove in a tubular steel sleeve with two ventilation holes (not shown in the drawings);

7 - цилиндрическая разделительная перегородка;7 - cylindrical dividing wall;

8 - корпус нижнего гидравлического цилиндра;8 - housing of the lower hydraulic cylinder;

9 - канал для подвода гидравлической жидкости к гидравлическим цилиндрам;9 - channel for supplying hydraulic fluid to hydraulic cylinders;

10 - нижний гидравлический цилиндр;10 - lower hydraulic cylinder;

11 - дно нижнего гидравлического цилиндра;11 - bottom of the lower hydraulic cylinder;

12 - каналы для подвода гидравлической жидкости в верхний гидравлический цилиндр;12 - channels for supplying hydraulic fluid to the upper hydraulic cylinder;

13 - поршень верхнего гидравлического цилиндра;13 - piston of the upper hydraulic cylinder;

14 - эластомерный (полиуретановый) пуансон верхнего гидравлического цилиндра;14 - elastomeric (polyurethane) punch of the upper hydraulic cylinder;

15 - разжатая часть стенки трубной стальной сваи во внутреннюю круговую проточку трубной стальной гильзы;15 - expanded part of the pipe steel pile wall into the inner circular groove of the pipe steel sleeve;

16 - эластомерный (полиуретановый) пуансон нижнего гидравлического цилиндра;16 - elastomeric (polyurethane) punch of the lower hydraulic cylinder;

17 - поршень нижнего гидравлического цилиндра;17 - piston of the lower hydraulic cylinder;

18 - каналы для подвода гидравлической жидкости в нижний гидравлический цилиндр;18 - channels for supplying hydraulic fluid to the lower hydraulic cylinder;

19 - стальная труба, на которой устанавливаются все элементы устройства для разжима;19 - steel pipe, on which all elements of the device for expanding are installed;

20 - крышка гидравлического цилиндра.20 - hydraulic cylinder cover.

Крепление трубных стальных свай в гильзах опорного основания морских стационарных сооружений (платформ) с одной внутренней кольцевой проточкой с помощью устройства, оснащенного одним гидравлическим цилиндром, включающем поршень и один эластомерный (полиуретановый) пуансон, осуществляется следующим образом (см. фиг. 1).Fastening pipe steel piles in the shells of the support base of offshore fixed structures (platforms) with one internal annular groove using a device equipped with one hydraulic cylinder, including a piston and one elastomeric (polyurethane) punch, is carried out as follows (see Fig. 1).

После установки опорного основания морского сооружения на морское дно и забивки трубных стальных свай 1 через трубные стальные гильзы 5 в морское дно, внутрь сваи 1 спускается устройство в транспортном положении I, включающее один гидравлический цилиндр 3, поршень 13 с одним полиуретановым пуансоном 14, установленным на стальной трубе 19. Устройство в свае 1 устанавливается так, чтобы проем между корпусом 4 и крышкой 20 гидравлического цилиндра находился напротив внутренней круговой проточки 6 трубной стальной гильзы 5. При подаче гидравлической жидкости в гидравлическую систему цилиндра 3 через каналы 9 и 12, и создании давления в гидросистеме цилиндра 3, поршень 13 гидравлического цилиндра 3, перемещаясь вдоль трубы 19, сжимает полиуретановый пуансон 14, расположенный между крышкой 20 гидравлического цилиндра 3 и поршнем 13. Пуансон 14, сжимаясь, одновременно раздается через проем в корпусе 4 гидравлического цилиндра 3 и давит на внутреннюю поверхность сваи 1 в районе расположения внутренней круговой проточки 6 гильзы 5, стенка которой при давлении, превышающем предел текучести материала сваи 1, разжимается во внутреннюю круговую проточку 6 гильзы 5; разжим стенки сваи 1 происходит в зоне упруго-пластической деформации материала сваи 1.After the support base of the offshore structure is installed on the seabed and pipe steel piles 1 are driven through pipe steel sleeves 5 into the seabed, a device is lowered into the pile 1 in transport position I, including one hydraulic cylinder 3, a piston 13 with one polyurethane punch 14 installed on steel pipe 19. The device in the pile 1 is installed so that the opening between the body 4 and the cover 20 of the hydraulic cylinder is opposite the inner circular groove 6 of the pipe steel sleeve 5. When hydraulic fluid is supplied to the hydraulic system of cylinder 3 through channels 9 and 12, and pressure is created in the hydraulic system of cylinder 3, the piston 13 of the hydraulic cylinder 3, moving along the pipe 19, compresses the polyurethane punch 14, located between the cover 20 of the hydraulic cylinder 3 and the piston 13. The punch 14, being compressed, simultaneously expands through the opening in the housing 4 of the hydraulic cylinder 3 and presses on the inner surface of the pile 1 in the area of the location of the outer morning circular groove 6 of the sleeve 5, the wall of which, at a pressure exceeding the yield strength of the material of the pile 1, expands into the inner circular groove 6 of the sleeve 5; the expansion of the pile wall 1 occurs in the zone of elastic-plastic deformation of the pile material 1.

По окончании процесса деформации давление в гидросистеме гидравлического цилиндра 3 сбрасывается, поршень 13 возвращается в первоначальное транспортное положение I (фиг. 1) за счет только восстановления полиуретановым пуансоном 14 первоначальной формы, или также за счет возвратной пружины (на фиг. 1 не показана), концы которой закреплены в днище 2 и поршне 13 гидравлического цилиндра 3.At the end of the deformation process, the pressure in the hydraulic system of the hydraulic cylinder 3 is released, the piston 13 returns to its original transport position I (Fig. 1) due only to the restoration of the original shape by the polyurethane punch 14, or also due to the return spring (not shown in Fig. 1), the ends of which are fixed in the bottom 2 and the piston 13 of the hydraulic cylinder 3.

Процесс разжима сваи во внутреннюю круговую проточку гильзы закончен.The process of expanding the pile into the inner circular groove of the sleeve is completed.

В зависимости от геометрических параметров трубной стальной гильзы 5, параметров внутренней круговой проточки 6, геометрических параметров трубной стальной сваи 1 на участке разжима, физико-механических свойств материала выше указанных изделий комплектность устройства для разжима стенки сваи 1 в одну внутреннюю круговую проточку 6 может включать, например:Depending on the geometric parameters of the pipe steel sleeve 5, the parameters of the internal circular groove 6, the geometric parameters of the pipe steel pile 1 in the expansion section, the physical and mechanical properties of the material of the above products, the completeness of the device for expanding the pile wall 1 in one internal circular groove 6 may include, for example:

- один гидравлический цилиндр и один эластомерный (полиуретановый) пуансон (см. фиг. 1).- one hydraulic cylinder and one elastomeric (polyurethane) punch (see Fig. 1).

- два гидравлических цилиндра и один эластомерный (полиуретановый) пуансон (см. фиг. 2);- two hydraulic cylinders and one elastomeric (polyurethane) punch (see Fig. 2);

- два гидравлических цилиндра и два эластомерных (полиуретановых) пуансона (см. фиг. 3).- two hydraulic cylinders and two elastomeric (polyurethane) punches (see Fig. 3).

Крепление трубных стальных свай в гильзах опорного основания морских стационарных сооружений (платформ) с одной внутренней круговой проточкой с помощью устройства, оснащенного двумя гидравлическими цилиндрами и двумя эластомерными (полиуретановыми) пуансонами, осуществляется следующим образом (см. фиг. 3):The fastening of pipe steel piles in the shells of the supporting base of offshore fixed structures (platforms) with one internal circular groove using a device equipped with two hydraulic cylinders and two elastomeric (polyurethane) punches is carried out as follows (see Fig. 3):

После установки опорного основания морского сооружения на морское дно и забивки трубных стальных свай 1 через трубные стальные гильзы 5 в морское дно, вовнутрь сваи 1 спускается устройство в транспортном положении I, оборудованное двумя гидравлическими цилиндрами 3, 10, двумя поршнями 13 и 17 и двумя полиуретановыми пуансонами 14 и 16, установленными на стальной трубе 19. Устройство в свае устанавливается так, чтобы проемы между корпусами 4 и 8 соответственно верхнего 3 и нижнего 10 гидравлических цилиндров находились напротив внутренней круговой проточки 6 трубной стальной гильзы 5.After the support base of the offshore structure is installed on the seabed and pipe steel piles 1 are driven through pipe steel sleeves 5 into the seabed, a device is lowered into the pile 1 in transport position I, equipped with two hydraulic cylinders 3, 10, two pistons 13 and 17 and two polyurethane punches 14 and 16 mounted on a steel pipe 19. The device is installed in a pile so that the openings between the bodies 4 and 8, respectively, of the upper 3 and lower 10 hydraulic cylinders are opposite the inner circular groove 6 of the pipe steel sleeve 5.

При подаче гидравлической жидкости в гидравлические системы цилиндров 3 и 10 через каналы 9, 12 и 18, и создании в них давления, поршни 13 и 17, верхнего 3 и нижнего 10 гидравлических цилиндров соответственно, перемещаются вдоль трубы 19 навстречу друг другу, сжимают эластомерные (полиуретановые) пуансоны 14 и 16. Сжимаясь, указанные пуансоны, расположенные между разделительной стенкой 7 и поршнями 13 и 17, одновременно раздаются через проемы между корпусами 4, 8 и разделительной стенкой 7, давят на внутреннюю поверхность сваи 1 в районе расположения внутренней круговой проточки 6 гильзы 5, стенка которой при давлении, превышающем предел текучести материала сваи 1, разжимается во внутреннюю круговую проточку 6 гильзы 5; разжим стенки сваи 1 происходит в зоне упруго-пластической деформации материала сваи 1.When hydraulic fluid is supplied to the hydraulic systems of cylinders 3 and 10 through channels 9, 12 and 18, and pressure is created in them, pistons 13 and 17, the upper 3 and lower 10 hydraulic cylinders, respectively, move along the pipe 19 towards each other, compress the elastomeric ( polyurethane) punches 14 and 16. Shrinking, these punches, located between the dividing wall 7 and the pistons 13 and 17, are simultaneously distributed through the openings between the housings 4, 8 and the dividing wall 7, press on the inner surface of the pile 1 in the area of the location of the inner circular groove 6 sleeve 5, the wall of which, at a pressure exceeding the yield strength of the material of the pile 1, expands into the inner circular groove 6 of the sleeve 5; the expansion of the pile wall 1 occurs in the zone of elastic-plastic deformation of the pile material 1.

По окончании процесса деформации давление в гидросистеме гидравлических цилиндров 3 и 10 сбрасывается, поршни 13 и 17 возвращаются в первоначальное транспортное положение I (фиг. 3) или только за счет восстановления полиуретановыми пуансонами 14 и 16 своей первоначальной формы, или также за счет возвратных пружин (на фиг. 3 не показаны), концы которых закреплены в днищах 2 и 11 и поршнях 13 и 17 соответственно верхнего 3 и нижнего 10 гидравлических цилиндров.At the end of the deformation process, the pressure in the hydraulic system of hydraulic cylinders 3 and 10 is released, the pistons 13 and 17 return to their original transport position I (Fig. 3) either only due to the restoration of their original shape by polyurethane punches 14 and 16, or also due to return springs ( Fig. 3 not shown), the ends of which are fixed in the bottoms 2 and 11 and the pistons 13 and 17, respectively, the upper 3 and lower 10 hydraulic cylinders.

Процесс разжима сваи во внутреннюю круговую проточку гильзы закончен.The process of expanding the pile into the inner circular groove of the sleeve is completed.

Следует отметить, что предлагаемый способ крепления трубных стальных свай в опорном основании стационарных морских сооружений (платформ) с использованием эластичных сред (эластомера), а также устройство для его осуществления позволяет за один спуск последовательно, или одновременно осуществлять разжим стенки трубной стальной сваи в две и более внутренние круговые проточки гильзы опорного основания. В этом случае на одной трубе устанавливаются необходимое количество устройств. В качестве примера на фиг. 4 показана сборка из двух устройств, обеспечивающих одновременный, или последовательный (включается система, обеспечивающая раздельную подачу гидравлической жидкости в спускаемые устройства - на фиг. 4 не показано) разжим стальной сваи в две внутренние круговые проточки направляющей гильзы опорного основания.It should be noted that the proposed method of fastening pipe steel piles in the support base of stationary offshore structures (platforms) using elastic media (elastomer), as well as a device for its implementation, allows for one run sequentially or simultaneously to expand the wall of a pipe steel pile into two and more internal circular grooves of the support base sleeve. In this case, the required number of devices are installed on one pipe. As an example, in FIG. 4 shows an assembly of two devices that provide simultaneous or sequential (a system is turned on that provides separate supply of hydraulic fluid to the descent devices - not shown in Fig. 4) expansion of a steel pile into two internal circular grooves of the support base guide sleeve.

Гидравлические цилиндры закрепляются на трубе при помощи стандартных устройств (на рисунках не показаны), включая уплотнительные элементы.Hydraulic cylinders are attached to the pipe using standard devices (not shown in the figures), including sealing elements.

Claims (9)

1. Способ крепления трубных стальных свай в опорном основании морских стационарных сооружений, при котором устанавливают опорное основание морского сооружения на морское дно, забивают трубные стальные сваи в дно моря через трубные гильзы опорного основания, отличающийся тем, что внутрь сваи спускают по меньшей мере одно устройство, оснащенное гидравлическим/-и цилиндром/-ами, включающим/включающими поршень и пуансон из полиуретанового эластомера, на такую глубину, чтобы проем между корпусом и крышкой гидравлического цилиндра располагался напротив внутренней круговой проточки трубной стальной гильзы, причем трубная стальная гильза содержит по крайней мере одну внутреннюю круговую проточку; при создании давления в гидросистеме гидравлического цилиндра поршень, двигаясь вдоль трубы, создает давление на пуансон из полиуретанового эластомера, расположенный между крышкой гидравлического цилиндра и поршнем; пуансон, сжимаясь под этим давлением, одновременно, раздаваясь в радиальном направлении через проем в корпусе гидравлического цилиндра, воздействует на внутреннюю поверхность стенки трубной сваи в районе расположения внутренней круговой проточки гильзы, которая при давлении, превышающем предел текучести материала сваи, разжимается во внутреннюю круговую проточку гильзы; разжим стенки сваи происходит в зоне пластической деформации материала сваи; по окончании процесса деформации при сбросе давления в гидросистеме поршень гидравлического цилиндра возвращается в исходное транспортное положение за счет восстановления пуансоном из полиуретанового эластомера своей первоначальной формы.1. A method of fastening pipe steel piles in the support base of offshore fixed structures, in which the support base of the offshore structure is installed on the seabed, the pipe steel piles are driven into the seabed through the pipe sleeves of the support base, characterized in that at least one device is lowered into the pile , equipped with a hydraulic/-and cylinder/s, including/including a piston and a punch made of polyurethane elastomer, to such a depth that the opening between the body and the cover of the hydraulic cylinder is located opposite the inner circular groove of the tubular steel sleeve, and the tubular steel sleeve contains at least one internal circular groove; when creating pressure in the hydraulic system of the hydraulic cylinder, the piston, moving along the pipe, creates pressure on the punch made of polyurethane elastomer, located between the hydraulic cylinder cover and the piston; the punch, compressing under this pressure, while expanding in the radial direction through the opening in the body of the hydraulic cylinder, acts on the inner surface of the wall of the pipe pile in the area of the internal circular groove of the sleeve, which, at a pressure exceeding the yield strength of the pile material, expands into the internal circular groove sleeves; unclamping of the pile wall occurs in the zone of plastic deformation of the pile material; at the end of the deformation process when the pressure in the hydraulic system is released, the piston of the hydraulic cylinder returns to its original transport position due to the restoration of its original shape by a punch made of polyurethane elastomer. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что за один процесс происходит разжим материала стенки сваи по всему внутреннему диаметру круговой проточки гильзы.2. The method according to p. 1, characterized in that in one process the material of the pile wall is expanded along the entire inner diameter of the circular groove of the sleeve. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что раздача стенки трубной сваи во внутренние круговые проточки трубной гильзы может осуществляться с осевым подпором сваи, обеспечивающим по мере необходимости подачу последней в зону деформации.3. The method according to claim 1, characterized in that the extension of the wall of the pipe pile into the internal circular grooves of the pipe sleeve can be carried out with axial support of the pile, providing, as necessary, the supply of the latter into the deformation zone. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в зависимости от количества внутренних круговых проточек внутрь сваи спускается несколько устройств, установленных на одной трубе.4. The method according to claim 1, characterized in that, depending on the number of internal circular grooves, several devices installed on one pipe descend into the pile. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что разжим трубной сваи в несколько внутренних круговых проточек трубной гильзы может осуществляться за один спуск одновременно, или поочередно в соответствии установленной последовательности.5. The method according to claim 1, characterized in that the expansion of the pipe pile into several internal circular grooves of the pipe sleeve can be carried out in one run at the same time, or alternately in accordance with the established sequence. 6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что контроль над процессом разжима материала сваи осуществляется по изменению объема гидравлической жидкости в гидравлических системах цилиндров.6. The method according to claim 1, characterized in that the control over the process of expanding the pile material is carried out by changing the volume of hydraulic fluid in the hydraulic systems of the cylinders. 7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что контроль качества разжима стенки сваи во внутренние круговые проточки трубной гильзы осуществляется при подъеме устройства из сваи с помощью видеокамеры/видеокамер, установленной в нижней части устройства. 7. The method according to claim 1, characterized in that the quality control of the expansion of the pile wall into the internal circular grooves of the pipe sleeve is carried out when the device is lifted from the pile using a video camera / cameras installed in the lower part of the device. 8. Устройство для разжима трубных стальных свай в гильзах опорного основания морских стационарных сооружений, оснащенного гидравлическими домкратами, отличающееся тем, что устройство оборудуется гидравлическим/-и цилиндром/-ами, включающим/включающими поршень и пуансон из полиуретанового эластомера, которые закрепляются на одной стальной трубе, обеспечивая круговой проем между корпусом и крышкой гидравлического цилиндра; внутри трубы проходят каналы для подвода гидравлической жидкости в гидравлический цилиндр; при создании давления в гидросистеме цилиндра поршень устройства перемещается вдоль трубы, сжимает пуансон из полиуретанового эластомера, раздавая его через проем в радиальном направлении; при сбросе давления в гидросистеме поршень гидравлического цилиндра возвращается в исходное транспортное положение за счет восстановления пуансоном из полиуретанового материала своей первоначальной формы.8. A device for expanding pipe steel piles in the shells of the support base of offshore fixed structures, equipped with hydraulic jacks, characterized in that the device is equipped with a hydraulic cylinder/s, including/s including a piston and a punch made of polyurethane elastomer, which are fixed on one steel pipe, providing a circular opening between the body and the cover of the hydraulic cylinder; inside the pipe there are channels for supplying hydraulic fluid to the hydraulic cylinder; when pressure is created in the hydraulic system of the cylinder, the piston of the device moves along the pipe, compresses the punch made of polyurethane elastomer, distributing it through the opening in the radial direction; when pressure is released in the hydraulic system, the piston of the hydraulic cylinder returns to its original transport position due to the restoration of its original shape by a punch made of polyurethane material. 9. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что устройство снабжено возвратной пружиной, обеспечивающей при сбросе давления в гидросистеме гидравлического цилиндра возврат поршня в исходное транспортное положение; концы пружины закреплены в днище и поршне цилиндра.9. The device according to claim 8, characterized in that the device is equipped with a return spring, which ensures that when the pressure in the hydraulic system of the hydraulic cylinder is released, the piston returns to its original transport position; the ends of the spring are fixed in the bottom and piston of the cylinder.
RU2022107154A 2022-03-18 Method for fastening pipe steel piles in the support base of offshore fixed structures using elastic media (elastomer), as well as a device for its implementation. RU2785459C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2785459C1 true RU2785459C1 (en) 2022-12-08

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4142581A (en) * 1976-04-02 1979-03-06 Hitachi, Ltd. Tube-hole structure for expanded tube-to-tube-sheet joint
US4501514A (en) * 1980-09-08 1985-02-26 British Underwater Pipeline Engineering Securing of structures to the sea-bed
KR20130053031A (en) * 2011-11-14 2013-05-23 현대중공업 주식회사 The pile modification apparatus for fixing jacket pile
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
RU2736643C1 (en) * 2020-02-02 2020-11-19 Общество с ограниченной ответственностью "АРКТИЧЕСКИЕ МОРСКИЕ ПРОЕКТЫ" Method and device for attachment of steel pipe piles in stationary hydraulic structures using elastomer

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4142581A (en) * 1976-04-02 1979-03-06 Hitachi, Ltd. Tube-hole structure for expanded tube-to-tube-sheet joint
US4501514A (en) * 1980-09-08 1985-02-26 British Underwater Pipeline Engineering Securing of structures to the sea-bed
KR20130053031A (en) * 2011-11-14 2013-05-23 현대중공업 주식회사 The pile modification apparatus for fixing jacket pile
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
RU2736643C1 (en) * 2020-02-02 2020-11-19 Общество с ограниченной ответственностью "АРКТИЧЕСКИЕ МОРСКИЕ ПРОЕКТЫ" Method and device for attachment of steel pipe piles in stationary hydraulic structures using elastomer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3350103A (en) Seal ring holding device
RU2689471C1 (en) Method of fixation of tubular steel piles in support base of marine stationary hydraulic structures (platforms), and also device for its implementation
GB2448927A (en) Tubular expander with axially compressible ring
US7363975B2 (en) Push/pull belleville stack for use with zertech MTM seal
EP0940506A1 (en) Pipe clamp for vibrator rammer blocks
EP0115796A2 (en) Resilient internal mandrel
RU2785459C1 (en) Method for fastening pipe steel piles in the support base of offshore fixed structures using elastic media (elastomer), as well as a device for its implementation.
US3701618A (en) Peristaltic extrusion press
CN114008370A (en) Large-diameter pipe sealing device
CA1158974A (en) Seal assemblies and packer members therefor
GB2281578A (en) Offshore drilling apparatus
EP3198184A1 (en) Pipe repair apparatus and method
EP0737278B1 (en) Liquid spring for punch press
US3247694A (en) Method and means for forming corrugations on tubing
EP3119982A1 (en) Seal arrangement
RU2010945C1 (en) Device for repairing casing string in well
CN210547154U (en) Flattening machine for end part of filter sleeve
US5220820A (en) Apparatus and method for cushioning movement of a member in a press
US4726102A (en) Pipe protector installation device
RU2292442C1 (en) Interval packer device, hydro-mechanical packer and repression-depression action hydraulic packer (its variants)
GB2074277A (en) Joint Packing Between Tubing and a Surrounding Casing
RU2736643C1 (en) Method and device for attachment of steel pipe piles in stationary hydraulic structures using elastomer
RU2739595C1 (en) Method of fixing support bases of offshore structures on pile field and pipe composite steel pile
RU2107803C1 (en) Packer of double-side action
SU1541376A1 (en) Lubricator for well testing