WO2017032457A1 - Verfahren und vorrichtung zum erfassen einer beim einziehen eines rohres oder einer leitung eingeleiteten zugkraft - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum erfassen einer beim einziehen eines rohres oder einer leitung eingeleiteten zugkraft Download PDF

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Holger Hesse
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Tracto-Technik Gmbh & Co. Kg
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    • H02G1/00—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines
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    • H02G1/081—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines for laying cables, e.g. laying apparatus on vehicle through tubing or conduit, e.g. rod or draw wire for pushing or pulling using pulling means at cable ends, e.g. pulling eyes or anchors

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for detecting a pulling force introduced during insertion of a pipe or a pipe.
  • Retraction of a pipe or conduit is usually accomplished by first introducing a pilot bore from a starting point to a target point, in which a drill pipe is propelled by a propulsion device through the earth.
  • the drill pipe can be driven in rotation and / or pushing or pulling through the soil. It is also possible to drive by means of a beating device.
  • a pipe or conduit may then be connected to the drill string, with the coupling transmitting tensile forces, but not rotation, from the drill string to the pipe or conduit. If the diameter of the pipe or conduit is equal to or less than the diameter of the drill pipe, it is not necessary to widen the pilot hole when retracting the pipe or pipe.
  • an expander head shall be used between the drill string and the pipe or pipe coupling to serve the soil and rock around the pilot hole up to the diameter of the spreader head to loosen and remove.
  • a rinsing liquid can be supplied to the expansion head, which can have a bentonite suspension with adjustable viscosity. At least part of the thixotropic bentonite suspension typically flows through an annular channel between the flared bore and the pipe or conduit to be recovered and reduces the friction between the wall of the flared bore and the pipe or conduit.
  • the detection of the introduced tensile forces on the pipe or the conduit is usually carried out by means arranged on the coupling between the end of the drill pipe and the pipe or the line traction measuring device, wherein the determined tensile force is supplied to a data logger and / or the transfer of data simultaneously Radio waves takes place.
  • DE 297 24 364 U1 describes a device for drawing pipes or cables into a pilot bore, in which a coupling is arranged between the pipe or cable to be pulled in, in which a traction measuring device is integrated.
  • the permissible tensile forces are dependent on the time and the temperature of the pipe wall of the plastic pipe, for example, to be collected plastic pipes. There is a need to evaluate the quality of the installation and evaluate the quality of the laid pipe already for reasons of warranty. According to the known technical solutions, only the tensile forces introduced in the longitudinal direction are detected at the beginning of the pipe. The consideration of the permissible tensile forces always takes into account the assumption that the pipe wall thickness corresponds to the minimum permissible wall thickness. Since indirect detection is performed, tolerance values are given, which usually results in a much lower pulling force than would be technically possible. This leaves potential untapped, as a higher tractive force could be converted directly into a longer laying distance.
  • the object of the invention is therefore to provide a way to detect the influence of the applied tensile force during retraction to allow for improved laying of a pipe or a pipe.
  • the invention is based on the idea to consider an elongation of the recoverable in the soil or old pipe or pipe, since the changes in the pressure-bearing wall of the element to be recovered can be detected and impermissible changes can be detected on the construction site directly when pulling. Since the exact tube configuration is essentially not determined with regard to diameter and wall thickness tolerance, the exact modulus of elasticity is unknown and the wall temperature of the element to be drawn in is initially unknown, the stretching of the tube or line in the axial direction can be safe and simple be determined.
  • a detection device can be introduced, which records the elongation in the longitudinal direction at one or more points of the wall of the element to be retracted. With the approach according to the invention, a traction measuring device can be detected directly by means of strain measurement on the element to be retracted.
  • the idea underlying the invention is applicable to all trenchless laying method of pipes, especially plastic pipes.
  • the pipes can also be metallic.
  • the invention provides a method for detecting a tensile force introduced during the retraction of a pipe or a pipe, wherein the elongation of the pipe or the pipe is detected by means of one or more sensors arranged on the pipe or the pipe.
  • the consideration of the effect of the forces acting on the element to be recovered is directly detected.
  • the actual wall thickness and the wall temperature of the element to be recovered are automatically included in the measurement. For example, too high a tensile force leads to a plastic deformation of the element to be retracted, which can be detected directly by means of a change in the element to be retracted.
  • tube in the sense of the invention encompasses any elongated hollow body whose length is generally substantially greater than its diameter.
  • a tube in the sense of the invention may in particular have a circular cross-section, whereby also other cross-sectional shapes, for example elliptical or polygonal - are possible in shape.
  • the term "pipe” encompasses pipes made of different materials, the material being plastic being preferred According to the invention, the term “pipe” encompasses pipelines which serve, for example, for transporting fluids or pumpable solids, wherein a pipeline also includes fittings, connecting elements and / or Can have seals.
  • the term “wire” also includes cables.
  • the elongation can be measured optically, electrically or mechanically. Corresponding sensors and measuring devices are possible.
  • the stretch can be recorded and / or transferred to another device.
  • the other device may in particular be a storage medium or evaluation unit.
  • strain sensor in the sense of the invention comprises a strain gauge with which a direct method of measuring an elongation by means of a change in electrical connection values can be used or the line are materially connected.
  • the use of strain gauges with multiple gauges allows the simultaneous detection of elongation and circumferential reduction. Another way to detect low elongations over long lengths is to use a fiber Bragg grating.
  • strain sensor accordingly also includes a fiber
  • optical fibers can be glued, which in turn filter depending on their length a certain wavelength of light, which can be analyzed by optical methods. If the length of the optical fibers is changed due to the elongation, the filtered wavelength of light is changed and is considered as a measure of the present strain. At the same time, the change in the pipe wall temperature can be derived during the laying of the wavelength change and compensated.
  • the elongation can be evaluated directly during the retraction of the element to be retracted.
  • the elongation can be broken down directly into the elastic and plastic part of the elongation.
  • the one or more sensors are attached to the pipe or conduit.
  • the strain sensor can be attached to the inner wall of a retractable element, in particular a pipe or a conduit.
  • the attachment by means of a material connection, such as sticking on the tube, preferably on the inner surface, or mechanical coupling, such as bracing or gearing done.
  • the strain sensor may be at least partially attached directly or indirectly to the wall of the element to be retracted.
  • the strain sensor may be attached to one end of the strain gauge on the wall of the element to be retracted.
  • the attachment location is such that the expansion sensor, if only partially fixed to the wall, is secured in an area of the wall with an end spaced from
  • End of the element to be recovered is.
  • at least one region of the element to be retracted can be detected in the longitudinal direction with respect to the elongation.
  • the strain sensor can thus be at least partially connected to the maintenance of the element to be retracted or partially fixed to the wall.
  • the one or more sensors are attached to a pulling head with which the pipe or pipe is drawn.
  • the strain sensor can be attached at one end to the tension head and at the other end to be retracted element, so that a surface connection along the strain sensor with the pipe wall can be omitted. It may instead be an end to the Strain sensor with the tension head and another end to connect with the element to be retracted.
  • the temperature in the region of the sensor can be detected in order to enable a compensation of the measured results.
  • the temperature detected in the region of the sensor can be recorded and / or transmitted simultaneously to an evaluation unit.
  • the elongation of the pipe or pipe is detected circumferentially distributed.
  • a plurality of strain sensors are distributed angularly distributed on the circumference of the element to be retracted.
  • the arrangement of the strain sensors can be made equidistant. But it is also possible to detect an elongation of the element to be retracted at several points in the longitudinal direction spaced from each other. For example, two strain sensors may be disposed one behind the other in the longitudinal direction (i.e., angularly offset).
  • the invention also provides a device for detecting a tensile force introduced when pulling in a pipe or a pipe, wherein the device comprises a strain sensor.
  • the strain sensor may have a connection with a pulling head of a feeder device.
  • the strain sensor may include a connection for wireless communication of signals.
  • a “collection device” is understood to mean any device with which a pipe or a pipe can be pulled into the ground
  • HDD device or a self-beating device.
  • connection with a pulling head also includes a passage of a cable to which the strain sensor is connected and which can be used to transmit the signal detected by the strain sensor
  • the strain sensor may have a connection to a recording device which, for example, after retraction of the pipe, can be transmitted by means of the cable and any further cable from the pulling head to the earth's surface
  • the strain sensor may have a wireless communication link from the signal present at the strain sensor in response to the strain of the element to be pulled in. E Wireless communication that allows monitoring of limits during the collection process is preferred.
  • the strain sensor is at least partially attached to the tension head.
  • one of the ends of a strain sensor is connected to the element to be retracted, so that an expansion between the tension head and the element to be retracted can be determined.
  • the strain sensor is at least partially attached to the traction head, it is technically utilized that the element to be retracted is firmly clamped to the traction head and corresponds to an expansion between the traction head and the element to be retracted the elongation of the element to be retracted over the distance between the two attachment points of the strain sensor ,
  • a temperature sensor is disposed adjacent to the strain sensor in the vicinity of the pulling head.
  • a temperature sensor By means of a temperature sensor, a temperature in the region of the strain sensor can be determined and a compensation of the measured signals due to the elongation is possible.
  • the strain sensor has at its end a fastening element which is designed to be aligned with the pipe, the pipe or the cable.
  • FIG. 1 shows an embodiment in a partially sectioned schematic representation, in which a strain sensor is arranged behind a pulling head.
  • Fig. 2 shows another embodiment in a partially sectioned schematic representation, in which a strain sensor is mechanically connected to a pulling head.
  • Fig. 1 shows an embodiment of a device for detecting a pulling force introduced during insertion of a pipe 1 or a pipe.
  • the tube 1 is clamped to a pulling head 2 by means of a clamping sleeve 3, so that the tube 1 with the pulling head 2, which is connected to a pulling device, which is not shown, can be pulled into soil.
  • a sensor 4 designed as a strain sensor is attached to the inner wall of the tube 1.
  • the strain on the sensor 4 can be determined.
  • the sensor 4 is positioned in the tube 1 so that a positional shift is prevented. With the sensor 4, the elongation of the tube 1 at the surface is detected by means of the detection unit 5. For this purpose, the beginning and the end of the sensor 4 are firmly connected to the tube 1.
  • the sensor 4 represents a measuring section connected to the pipe 1.
  • the connection of the sensor 4 to the pipe 1 can be realized by adhering the sensor 4 to the pipe 1.
  • a mechanical connection for example by means of screwing, bracing or toothing, may alternatively or additionally be provided.
  • a temperature sensor 6 Adjacent to the sensor 4, a temperature sensor 6 is arranged on the inner wall of the tube 1, with which the temperature in the region of the inner wall of the tube 1 can be detected.
  • the measured value can be detected by applying a sensor to the pipe wall, wherein it is additionally or alternatively possible to record the measured value without contact by means of a suitable measuring transducer.
  • FIG. 2 shows a device for detecting a tensile force introduced when pulling in a pipe 1 or a pipe in a further embodiment.
  • the sensor 4 is connected on the one hand to the pulling head 2 and on the other hand, another end of the sensor 4 is connected to a web or an inner clamping device 7, which can be connected to the tube 1 cohesively.
  • the traction head 2 shown in FIG. 2 is modified relative to the embodiment in FIG. 1 such that a stop for the web 7, which can move when the pipe 1 is stretched and can assume a greater distance from the traction head 2, is provided , The stopper acts as an expansion limiter to prevent overstressing in case of overload.
  • a receptacle 8 for the temperature sensor 6 is provided in the pulling head 2 according to the embodiment of FIG. 2.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen einer beim Einziehen eines Rohres oder einer Leitung eingeleiteten Zugkraft, bei dem eine Dehnung des Rohres oder der Leitung mittels eines oder mehrerer an dem Rohr oder der Leitung angeordneter Sensoren erfasst wird.

Description

„Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen einer beim Einziehen eines Rohres oder einer Leitung eingeleiteten Zugkraft"
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erfassen einer beim Einziehen eines Rohres oder einer Leitung eingeleiteten Zugkraft.
Ein Einziehen eines Rohres oder einer Leitung erfolgt üblicherweise derart, dass zunächst eine Pilotbohrung von einem Startpunkt zu einem Zielpunkt eingebracht wird, in dem ein Bohrgestänge von einer Antriebsvorrichtung durch das Erdreich vorgetrieben wird. Das Bohrgestänge kann drehend und/oder drückend bzw. ziehend durch das Erdreich vorgetrieben werden. Es ist auch ein Antrieb mittels einer schlagenden Vorrichtung möglich. Am Zielpunkt lässt sich dann ein Rohr oder eine Leitung mit dem Bohrgestänge verbinden, wobei die Kupplung Zugkräfte, aber keine Drehung von dem Bohrgestänge auf das Rohr oder die Leitung überträgt. Ist der Durchmesser des Rohrs oder der Leitung gleich oder kleiner als der Durchmesser des Bohrgestänges, ist ein Aufweiten der Pilotbohrung beim Einziehen des Rohres oder der Leitung nicht erforderlich. Ist der Durchmesser des Rohres oder der Leitung größer als der Durchmesser des Bohrgestänges, muss zwischen dem Bohrgestänge und der Kupplung für das Rohr oder die Leitung ein Aufweitkopf eingesetzt werden, der dazu dient, das Erdreich und Gestein um die Pilotbohrung herum bis zum Durchmesser des Aufweitkopfs zu lockern und abzutragen. Um das Lockern und Abtragen des Erdreichs und Gesteins zu erleichtern und das Abfördern an die Erdoberfläche zu bewerkstelligen, kann dem Aufweitkopf eine Spülflüssigkeit zugeführt werden, die eine Bentonit-Suspension mit einstellbarer Viskosität aufweisen kann. Zumindest ein Teil der thixotropen Bentonit-Suspension fließt in der Regel durch einen Ringkanal zwischen der aufgeweiteten Bohrung und dem einzuziehenden Rohr bzw. Leitung und vermindert die Reibung zwischen der Wandung der aufgeweiteten Bohrung und dem Rohr oder der Leitung. Die Erfassung der eingeleiteten Zugkräfte auf das Rohr oder die Leitung erfolgt üblicherweise mittels einer an der Kupplung zwischen dem Ende des Bohrgestänges und dem Rohr bzw. der Leitung angeordneten Zugkraftmessvorrichtung, wobei die ermittelte Zugkraft einem Datenlogger zugeführt wird und/oder die Weitergabe der Daten simultan über Funkwellen erfolgt. Beispielsweise beschreibt DE 297 24 364 U1 eine Vorrichtung zum Einziehen von Rohren oder Kabeln in eine Pilotbohrung, bei der zwischen dem einzuziehenden Rohr bzw. dem Kabel eine Kupplung angeordnet ist, in der eine Zugkraftmessvorrichtung integriert ist.
Die zulässigen Zugkräfte sind beispielsweise bei einzuziehenden Kunststoffrohren von der Zeit und der Temperatur der Rohrwand des Kunststoffrohrs abhängig. Es besteht ein Bedürfnis, dass die Qualität der Verlegung bewertet und die Güte der verlegten Rohrleitung schon aus Gründen der Gewährleistung bewertet werden muss. Gemäß den bekannten technischen Lösungen werden nur die in Längsrichtung eingeleiteten Zugkräfte am Rohranfang erfasst. Die Betrachtung der zulässigen Zugkräfte erfolgt immer unter Berücksichtigung der Annahme, dass die Rohrwanddicke der minimal zulässigen Wanddicke entspricht. Da eine indirekte Erfassung vorgenommen wird, werden Toleranzwerte angegeben, die dazu führen, dass in der Regel eine viel geringere Zugkraft verwendet wird, als sie rein technisch möglich wäre. Damit bleibt Potenzial ungenutzt, da eine höhere Zugkraft direkt in eine längere Verlegestrecke umgesetzt werden könnte.
Zum anderen führen höhere Rohrwandtemperaturen, als die in den Bemessungsgrundlagen vorgesehen sind, zu einer Verringerung der zulässigen Zugkraft und damit erhöht sich die Gefahr der Zerstörung des Rohres während des Einziehvorgangs.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Möglichkeit zu schaffen, den Einfluss der aufgebrachten Zugkraft beim Einziehen zu erfassen, um ein verbessertes Verlegen eines Rohres oder einer Leitung zu ermöglichen.
Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, eine Dehnung des in das Erdreich oder Altrohr einzuziehenden Rohrs oder Leitung zu betrachten, da die Veränderungen der drucktragenden Wandung des einzuziehenden Elements erfasst werden können und unzulässige Veränderungen schon auf der Baustelle direkt beim Einziehen nachgewiesen werden können. Da im Wesentlichen der genaue Rohraufbau hinsichtlich Durchmesser und Wanddickentoleranz nicht ermittelt wird, der exakte E-Modul unbekannt und die Wandtemperatur des einzuziehenden Elements zunächst auch unbekannt ist, kann die Dehnung des Rohrs oder der Leitung in axialer Richtung sicher und einfach ermittelt werden. An die Wandung des einzuziehenden Elements, in Einziehrichtung gesehen am Anfang, kann eine Erfassungseinrichtung eingebracht werden, die die Dehnung in Längsrichtung an einer oder mehreren Stellen der Wandung des einzuziehenden Elements aufzeichnet. Mit dem erfindungsgemäßen Ansatz kann eine Zug- kraftmesseinrichtung durch Dehnungsmessung am einzuziehenden Element direkt erfasst werden.
Der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke ist auf alle grabenlosen Verlegeverfahren von Rohren, insbesondere Kunststoffrohren anwendbar. Die Rohre können auch metallisch sein.
Die Erfindung schafft ein Verfahren zum Erfassen einer beim Einziehen eines Rohrs oder einer Leitung eingeleiteten Zugkraft, wobei die Dehnung des Rohres oder der Leitung mittels eines oder mehrerer an dem Rohr bzw. der Leitung angeordneten Sen- sors erfasst wird. Auf diese Weise wird die Betrachtung der Auswirkung der auf das einzuziehende Element wirkenden Kräfte direkt erfasst. Bei der Erfassung gehen die tatsächliche Wanddicke und die Wandtemperatur des einzuziehenden Elements automatisch in die Messung ein. Beispielsweise führt eine zu hohe Zugkraft zu einer plastischen Verformung des einzuziehenden Elements, was direkt mittels einer Veränderung des einzuziehenden Elements nachgewiesen werden kann.
Der Begriff „Rohr" im Sinne der Erfindung umfasst jedweden länglichen Hohlkörper, dessen Länge in der Regel wesentlich größer ist als sein Durchmesser. Ein„Rohr" im Sinne der Erfindung kann insbesondere einen kreisrunden Querschnitt aufweisen, wobei auch andere Querschnittsformen, beispielsweise ellipsenförmig oder polygon- förmig möglich sind. Der Begriff „Rohr" umfasst Rohre aus unterschiedlichen Werkstoffen, wobei der Werkstoff Kunststoff bevorzugt ist. Der Begriff „Leitung" erfasst erfindungsgemäß Rohrleitungen, die beispielsweise dem Transport von Fluiden oder pumpfähigen Feststoffen dienen, wobei eine Rohrleitung auch Armaturen, Verbin- dungselemente und/oder Dichtungen aufweisen kann. Der Begriff „Leitung" umfasst auch Kabel.
Die Dehnung kann optisch, elektrisch oder mechanisch gemessen werden. Entsprechende Sensoren und Messvorrichtungen sind möglich. Die Dehnung kann aufge- zeichnet und/oder an eine andere Vorrichtung übertragen werden. Die andere Vorrichtung kann insbesondere ein Speichermedium oder Auswerteeinheit sein.
Der Begriff „Dehnungssensor" im Sinne der Erfindung umfasst einen Dehnungsmessstreifen, mit dem eine direkte Methode der Messung einer Dehnung mittels Verände- rung elektrischer Anschlusswerte angewendet werden kann. Hierzu kann der Dehnungsmessstreifen vorzugsweise mit dem einzuziehenden Element, d.h. dem Rohr oder der Leitung stoffschlüssig verbunden werden. Die Verwendung von Dehnungsmessstreifen mit Mehrfach-Messgittern ermöglicht die gleichzeitige Erfassung von Längendehnung und Umfangsreduktion. Eine weitere Möglichkeit, geringe Dehnungen über große Längen erfassen zu können, besteht in der Verwendung eines Faser- Bragg-Gitters. Der Begriff „Dehnungssensors" umfasst demzufolge auch ein Faser-
Bragg-Gitter. Zur Ausbildung eines Faser-Bragg-Gitters können Lichtleitfasern aufgeklebt werden, die ihrerseits abhängig von ihrer Länge eine bestimmte Lichtwellenlänge filtern, die mit optischen Methoden analysiert werden kann. Wird die Länge der Lichtleitfasern aufgrund der Dehnung verändert, so wird die gefilterte Lichtwellenlänge ver- ändert und gilt als Maß für die vorliegende Dehnung. Gleichzeitig kann die Änderung der Rohrwandtemperatur während der Verlegung aus der Wellenlängenänderung abgeleitet und kompensiert werden.
Beispielsweise kann die Dehnung während des Einziehens des einzuziehenden Ele- ments direkt ausgewertet werden. Die Dehnung kann direkt in den elastischen und plastischen Anteil der Dehnung aufgeschlüsselt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der eine oder die mehreren Sensoren an dem Rohr oder der Leitung befestigt. Hierdurch wird eine einfache Möglichkeit geschaffen, die Dehnung am einzuziehenden Element direkt zu bestimmen. Der Dehnungssensor kann an die Innenwandung eines einzuziehenden Elements, insbesondere eines Rohrs oder einer Leitung befestigt werden. Vorzugsweise erfolgt die Befestigung mittels einer stoffschlüssigen Verbindung, wie Aufkleben auf dem Rohr, vorzugsweise auf der Innenoberfläche, oder mechanische Ankopplung, wie Verspan- nen oder Verzahnen. Der Dehnungssensor kann zumindest teilweise direkt oder indirekt an der Wandung des einzuziehenden Elements befestigt sein. Der Dehnungssensor kann mit einem Ende des Dehnungsmesssensors an der Wandung des einzuziehenden Elements befestigt sein. Vorzugsweise ist der Befestigungsort derart, dass der Dehnungssensor, sofern er nur teilweise mit der Wandung befestigt ist, in einem Bereich der Wandung mit einem Ende befestigt ist, der beabstandet vom
Ende des einzuziehenden Elements ist. Hierdurch kann zumindest ein Bereich des einzuziehenden Elements in Längsrichtung hinsichtlich der Dehnung erfasst werden. Der Dehnungssensor kann somit zumindest teilweise mit der Wartung des einzuziehenden Elements verbunden sein bzw. teilweise an der Wandung befestigt sein.
Vorzugsweise wird der eine oder die mehreren Sensoren an einem Zugkopf befestigt, mit dem das Rohr oder die Leitung eingezogen wird. Der Dehnungssensor kann an einem Ende mit dem Zugkopf und mit dem anderen Ende am einzuziehenden Element befestigt werden, so dass eine flächige Verbindung entlang des Dehnungssensors mit der Rohrwandung entfallen kann. Es kann stattdessen vorgesehen sein, ein Ende des Dehnungssensors mit dem Zugkopf und ein anderes Ende mit dem einzuziehenden Element zu verbinden.
Vorzugsweise kann die Temperatur im Bereich des Sensors erfasst werden, um eine Kompensation der gemessenen Ergebnisse zu ermöglichen. Die im Bereich des Sensors erfasste Temperatur kann aufgezeichnet und/oder an eine Auswerteeinheit simultan übermittelt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Dehnung des Rohrs oder der Leitung umfänglich verteilt erfasst. Vorzugsweise werden mehrere Dehnungssensoren winkelversetzt am Umfang des einzuziehenden Elements verteilt angeordnet. Die Anordnung der Dehnungssensoren kann winkeläquidistant erfolgen. Es ist aber auch möglich, eine Dehnung des einzuziehenden Elements an mehreren Stellen in longitudinaler Richtung voneinander beabstandet zu erfassen. Beispielsweise können zwei Dehnungssensoren in longitudinaler Richtung hintereinander bzw. versetzt (d.h. winkelversetzt) zueinander angeordnet sein.
Die Erfindung schafft auch eine Vorrichtung zur Erfassung einer beim Einziehen eines Rohrs oder einer Leitung eingeleiteten Zugkraft, wobei die Vorrichtung einen Deh- nungssensor umfasst. Der Dehnungssensor kann eine Verbindung mit einem Zugkopf einer Einzugsvorrichtung aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann der Dehnungssensor eine Verbindung für eine drahtlose Kommunikation von Signalen aufweisen.
Unter einer„Einzugsvorrichtung" wird jede Vorrichtung verstanden, mit dem ein Rohr oder eine Leitung in Erdreich eingezogen werden kann. Die Vorrichtung kann eine
HDD-Vorrichtung oder eine selbstschlagende Vorrichtung sein.
Im Sinne der Erfindung umfasst der Begriff„Verbindung mit einem Zugkopf" auch eine Durchführung eines Kabels, mit dem der Dehnungssensor verbunden ist, und das zur Übertragung des vom Dehnungssensor erfassten Signals verwendet werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, dass die am Dehnungssensor in Abhängigkeit von der Dehnung anstehenden Signale mittels des Kabels und eines eventuell weiterführenden Kabels vom Zugkopf zur Erdoberfläche übermittelt werden können. Es ist aber alternativ oder zusätzlich möglich, dass der Dehnungssensor eine Verbindung mit einer Auf- Zeichnungsvorrichtung aufweist, die beispielsweise nach dem Einziehen des Rohres und Bergen des Zugkopfs erst hinsichtlich der Daten der Signale des Dehnungssensor ausgewertet wird. Alternativ oder zusätzlich kann der Dehnungssensor eine Verbindung für eine drahtlose Kommunikation von dem am Dehnungssensor anstehenden in Reaktion auf die Dehnung des einzuziehenden Elements hervorgerufenen Signal auf- weisen. Eine drahtlose Kommunikation, die eine Überwachung der Grenzwerte während des Einziehungsvorgangs ermöglicht, ist bevorzugt. ln einer bevorzugten Ausführungsform ist der Dehnungssensor zumindest teilweise am Zugkopf befestigt. Vorzugsweise ist eines der Enden eines Dehnungssensors mit dem einzuziehenden Element verbunden, so dass eine Dehnung zwischen dem Zugkopf und dem einzuziehenden Element ermittelt werden kann. Sofern der Dehnungssensor am Zugkopf zumindest teilweise befestigt ist, so wird technisch ausgenutzt, dass das einzuziehende Element fest mit dem Zugkopf verspannt ist und eine Dehnung zwischen dem Zugkopf und dem einzuziehenden Element der Dehnung des einzuziehenden Elements über der Distanz zwischen den beiden Befestigungspunkten des Dehnungssensor entspricht.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Temperatursensor benachbart zum Dehnungssensor in der Nähe des Zugkopfes angeordnet. Durch einen Temperatursensor kann eine Temperatur im Bereich des Dehnungssensors ermittelt werden, und eine Kompensation der gemessenen Signale aufgrund der Dehnung ist möglich.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Dehnungssensor endseitig ein Befestigungselement auf, welches derart ausgestaltet ist, mit dem Rohr, der Rohrleitung oder dem Kabel ausgerichtet verbunden zu werden.
Die vorstehenden Ausführungen stellen ebenso wie die nachfolgende Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen keinen Verzicht auf bestimmte Ausführungsformen oder Merkmale dar.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Ausführungsform in teilweise geschnittener schematischer Darstellung, bei der ein Dehnungssensor hinter einem Zugkopf angeordnet ist; und
Fig. 2 eine weitere Ausführungsform in teilweise geschnittener schematischer Darstellung, bei der ein Dehnungssensor mechanisch mit einem Zugkopf verbunden ist.
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Erfassung einer beim Einziehen eines Rohres 1 oder einer Leitung eingeleiteten Zugkraft. Das Rohr 1 ist mit einem Zugkopf 2 mittels einer Spannhülse 3 verspannt, so dass das Rohr 1 mit dem Zugkopf 2, welcher mit einer Zugvorrichtung, die nicht dargestellt ist, verbunden ist, in Erdreich eingezogen werden kann. Im Bereich des Endes des Rohres 1 , welches benachbart zum Zugkopf 2 ist, ist an der Innenwandung des Rohres 1 ein als Dehnungssensor ausgestalteter Sensor 4 befestigt. Mittels einer Erfassungseinheit 5 kann die Dehnung am Sensor 4 ermittelt werden.
Der Sensor 4 ist so im Rohr 1 positioniert, dass eine Lageverschiebung verhindert wird. Mit dem Sensor 4 wird mittels der Erfassungseinheit 5 die Dehnung des Rohres 1 an der Oberfläche erfasst. Hierzu werden der Anfang und das Ende des Sensors 4 fest mit dem Rohr 1 verbunden. Der Sensor 4 stellt eine mit dem Rohr 1 verbundene Messstrecke dar. Das Verbinden des Sensors 4 mit dem Rohr 1 kann durch Aufkleben des Sensors 4 auf das Rohr 1 realisiert sein. Eine mechanische Verbindung, beispielsweise mittels Verschrauben, Verspannen oder Verzahnen, kann alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein.
Benachbart zum Sensor 4 ist an der Innenwandung des Rohrs 1 ein Temperatursensor 6 angeordnet, mit dem die Temperatur im Bereich der Innenwandung des Rohres 1 erfasst werden kann. Der Messwert kann durch Anlegen eines Sensors an die Rohrwand erfasst werden, wobei es zusätzlich oder alternativ möglich ist, den Messwert berührungslos mittels geeignetem Messwertumformer aufzunehmen.
Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung zur Erfassung einer beim Einziehen eines Rohrs 1 oder einer Leitung eingeleiteten Zugkraft in einer weiteren Ausführungsform. Der Sensor 4 ist zum einen mit dem Zugkopf 2 verbunden und zum anderen ist ein weiteres Ende des Sensors 4 mit einem Steg bzw. einer Innenspanneinrichtung 7 verbunden, der bzw. die stoffschlüssig mit dem Rohr 1 verbunden werden kann. Der in der Fig. 2 dargestellte Zugkopf 2 ist gegenüber der Ausführungsform in Fig. 1 derart modifiziert, dass ein Anschlag für den Steg 7, der sich bei einer Dehnung des Rohrs 1 bewegen kann und einen größeren Abstand zum Zugkopf 2 annehmen kann, vorgesehen ist. Der Anschlag dient als Dehnungsbegrenzung, um im Fall einer Überlastung eine Überbeanspruchung zu verhindern. Ferner ist in dem Zugkopf 2 gemäß der Ausführungsform der Fig. 2 eine Aufnahme 8 für den Temperatursensor 6 vorgesehen.

Claims

Patentansprüche: Verfahren zum Erfassen einer beim Einziehen eines Rohres (1) oder einer Leitung eingeleiteten Zugkraft, gekennzeichnet durch Erfassen der Dehnung des Rohres
(1) oder der Leitung mittels eines oder mehrerer an dem Rohr (1 ) oder der Leitung angeordneter Sensoren (4).
Verfahren nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch Befestigen des einen oder der mehreren Sensoren (4) an dem Rohr (1) oder der Leitung.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Befestigen des einen oder der mehreren Sensoren (4) an einem Zugkopf (2), mit dem das Rohr (1) oder die Leitung eingezogen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch Erfassen der Temperatur im Bereich des Sensors (4).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dehnung des Rohres (1) oder der Leitung umfänglich verteilt erfasst wird.
Vorrichtung zur Erfassung einer beim Einziehen eines Rohres (1) oder einer Leitung eingeleiteten Zugkraft, wobei die Vorrichtung einen Sensor (4) zum Erfassen der Dehnung umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (4) eine Verbindung mit einem Zugkopf (2) einer Einzugsvorrichtung, der Dehnungssensor (3) eine Verbindung mit einer Aufzeichnungsvorrichtung, und/oder der Sensor (4) eine Verbindung für eine drahtlose Kommunikation von Signalen aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (4) zumindest teilweise am Zugkopf (2) befestigt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass am Zugkopf
(2) benachbart zum Sensor (4) ein Temperatursensor (6) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (4) endseitig einen Steg (7) aufweist, welcher derart ausgestaltet ist, um mit dem Rohr (1) oder der Leitung ausgerichtet verbunden zu werden.
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