BE1026067B1

BE1026067B1 - Koppeltuig voor verbinding met een uiteinde van een buisvormig element ter oprichting van het element

Info

Publication number: BE1026067B1
Application number: BE2018/5540A
Authority: BE
Inventors: Dieter Wim Jan Rabaut; Kenneth Gerard Vannieuwenhuyse; Jan Maria Koen MICHIELSEN
Original assignee: DEME Offshore Holding N.V.; GeoSea N.V.
Priority date: 2018-07-26
Filing date: 2018-07-26
Publication date: 2019-09-26
Also published as: PL3826953T3; CN112823135A; DK3826953T3; EP3826953B1; TW202012746A; EP3826953A1; CN112823135B; JP7397060B2; US20210310465A1; TWI826493B; CA3107185A1; KR20210040089A; AU2019309277A1; US11828265B2; WO2020020821A1; JP2021531222A

Abstract

Beschreven wordt een koppeltuig voor verbinding met een uiteinde van een buisvormig element ter oprichting van het element. Het koppeltuig heeft aangrijpmiddelen waarmee het uiteinde van het element kan worden aangegrepen, en een scharnierbaar heforgaan waarmee het koppeltuig aan een hefmiddel zoals een kraan kan worden opgehangen. Aan het koppeltuig zijn verder verende armen bevestigd die vanuit een beginpositie tot tegen een wanddeel van het uiteinde van het element kunnen worden gebracht ter uitlijning van het opgehangen koppeltuig ten opzichte van het uiteinde, en om bewegingen van het opgehangen slingertuig te dempen. Ook wordt een inrichting beschreven die het koppeltuig omvat, evenals een werkwijze die gebruik maakt van de inrichting.

Description

KOPPELTUIG VOOR VERBINDING MET EEN UITEINDE VAN EEN BUISVORMIG ELEMENT TER OPRICHTING VAN HET ELEMENT

TECHNISCH GEBIED VAN DE UITVINDING

De uitvinding betreft een koppeltuig voor verbinding met een uiteinde van een buisvormig element met een lengterichting ter oprichting van het element. De uitvinding betreft eveneens een inrichting en werkwijze voor het aan een uiteinde oprichten van een buisvormig element onder gebruikmaking van het koppeltuig. De uitvinding betreft in het bijzonder een inrichting en werkwijze voor het vanaf een vaartuig aan een uiteinde oprichten van een op een onderwaterbodem te plaatsen funderingspaal van een windturbine, en/of van een op een al geïnstalleerde fundering te plaatsen windturbinetoren.

ACHTERGROND VAN DE UITVINDING

De uitvinding zal worden toegelicht onder verwijzing naar een offshore windturbine.

Deze verwijzing houdt echter niet in dat de uitvinding hiertoe is beperkt, en de inrichting en werkwijze kunnen evengoed worden toegepast voor het op elke ondergrond plaatsen van elk ander buisvormig element. Zo is het bijvoorbeeld mogelijk de uitvinding toe te passen in het kader van het aanbrengen van andere offshore funderingsstructuren, van jetties, van radar- en andere torens, en ook voor onshore toepassingen.

Funderingspalen van een offshore windturbine omvatten in veel gevallen holle buisvormige elementen uit staal of beton die een lengte van meer dan 100 m kunnen hebben, een diameter van 6 m en meer, en een gewicht dat kan oplopen tot 800 - 2300 ton en meer. Funderingen voor windturbines worden bovendien steeds zwaarder omdat windturbines voortdurend worden opgeschaald. Omwille van de steeds forser wordende funderingen zijn deze steeds lastiger te hanteren. De fundering kan hierbij een zogenaamde monopaal-fundering omvatten of een jacket-fundering.

Een bekende werkwijze voor het op een onderwaterbodem plaatsen van een funderingspaal omvat het vanaf een vaartuig met een hefmiddel zoals een hijskraan

BE2018/5540 opnemen van de funderingspaal en het tot op of in de onderwaterbodem laten zakken van de funderingspaal. De funderingspaal wordt hierna ontkoppeld van het hefmiddel.

Het opnemen van een funderingspaal is een delicate operatie, onder andere omdat hierbij eenvoudig schade kan ontstaan aan de funderingspaal. Men moet hierbij bedenken dat de funderingspaal over een grote afstand kan uitsteken over het dek van een vaartuig, en dat afstanden tussen een opneeminrichting en de funderingspaal doorgaans zeer klein zijn ten opzichte van bijvoorbeeld de diameter van de funderingspaal zodat gemakkelijk ongewenst contact ontstaat tussen een opneeminrichting en wanddelen van de funderingspaal. Bovendien zijn verschillende operatoren actief in de bediening van de gebruikte gereedschappen, zoals de hijskraan, op het dek van het vaartuig voorziene lieren, en dergelijke meer.

Een nadeel van de bekende inrichting is dat de kans op schade aan een op te richten buisvormig element zoals een funderingspaal hoog is. Ook kan de bekende inrichting slechts bij relatief kalme zee zijn werk uitvoeren, en is deze doorgaans slechts geschikt voor een beperkt diameterbereik.

SAMENVATTING VAN DE UITVINDING

Een doel van onderhavige uitvinding is daarom te voorzien in een koppeltuig voor verbinding met een uiteinde van een buisvormig element ter oprichting van het element, en van een inrichting en werkwijze voor het aan een uiteinde oprichten van een buisvormig element met een lengterichting die bovengenoemde nadelen van de stand der techniek ten minste gedeeltelijk helpt op te lossen. In het bijzonder wil de uitvinding een verbeterde inrichting en werkwijze verschaffen voor het aan een uiteinde oprichten van een buisvormig element met een lengterichting, in het bijzonder een op een onderwaterbodem te plaatsen funderingspaal van een windturbine.

Volgens de uitvinding wordt hiertoe een koppeltuig verschaft volgens conclusie 1. Het koppeltuig omvat aangrijpmiddelen voor het aangrijpen van het uiteinde van het element, en een scharnierbaar heforgaan waarmee het koppeltuig aan een hefmiddel zoals een kraan kan worden opgehangen, waarbij aan het koppeltuig verende armen zijn bevestigd die vanuit een beginpositie tot tegen een wanddeel van het uiteinde van het

BE2018/5540 element kunnen worden gebracht ter uitlijning van het opgehangen koppeltuig ten opzichte van het uiteinde.

De van het koppeltuig deel uitmakende verende armen komen in gebruik als eerste in aanraking met het op te richten uiteinde, waarbij de vering ervoor zorgt dat het koppeltuig, en meer in het bijzonder de aangrijpmiddelen ervan worden uitgelijnd ten opzichte van het uiteinde. Doordat de verende armen tegen het wanddeel van het uiteinde zijn gebracht kunnen zij hierover bewegen en het koppeltuig, in het bijzonder de aangrijpmiddelen, meenemen zodat deze worden uitgelijnd met het uiteinde. De verende armen maken in gebruik contact met het uiteinde van het element en dempen de beweging van het koppeltuig ten opzichte van het uiteinde tot het koppeltuig is uitgelijnd met het uiteinde van het element. Dit laat eveneens toe de aangrijpmiddelen dusdanig te positioneren dat zij het uiteinde kunnen aangrijpen zonder veel gevaar voor onverwachte bewegingen die schade zouden kunnen veroorzaken. De veerkracht van de verende armen werkt in de richting van het wanddeel zodat de verende armen met een zekere kracht tegen het wanddeel aandrukken. Deze kracht mag niet te groot zijn om schade door, en aan, de verende armen te vermijden. De hiervoor benodigde veerconstante kan door de vakman eenvoudig worden bepaald.

Een praktische uitvoeringsvorm is gericht op een koppeltuig waarbij de armen tegen een uitwendig wanddeel van het uiteinde van het element aanbrengbaar zijn. Uiteinden van de verende armen bevinden zich in deze uitvoeringsvorm in hun beginpositie op zekere afstand van het uitwendige wanddeel, en deze afstand kan binnen brede grenzen worden gekozen. Zij is immers niet afhankelijk van een diameter van het buisvormige element bijvoorbeeld, wat wel het geval is wanneer de armen tegen een inwendig wanddeel van het uiteinde van het element aan te brengen zijn.

De verende werking van de armen kan op elke wijze worden gerealiseerd. Zo is het mogelijk gebruik te maken van de elasticiteit van het materiaal waaruit de armen zijn gemaakt. Een geschikte uitvoeringsvorm omvat een koppeltuig waarbij de armen scharnierend zijn bevestigd aan het koppeltuig en met aandrijfmiddelen rond de scharnier zijn te roteren. Een uitvoeringsvorm waarbij de aandrijfmiddelen hydraulische zuigercilinders omvatten heeft de voorkeur. Door de hydraulische zuigercilinders een uitslag te geven kunnen de armen roteren rond hun scharnierende verbinding met het

BE2018/5540 koppeltuig. Ook kunnen de hydraulische zuigercilinders mede de verende werking van de armen ondersteunen, en kunnen ze ervoor zorgen dat bewegingen van het opgehangen koppeltuig worden gedempt, in het bijzonder ten opzichte van het uiteinde van het element.

Een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding is gericht op een koppeltuig waarbij de armen aan een vrij uiteinde zijn voorzien van rollichamen die tegen het wanddeel aanbrengbaar zijn. De rollichamen zorgen ervoor dat de uiteinden van de armen gemakkelijker over het wanddeel kunnen bewegen om zo de juiste uitgelijnde positie te zoeken.

Een verder verbeterde uitvoeringsvorm omvat een koppeltuig waarbij de armen aan het vrije uiteinde zijn voorzien van tweede rollichamen die tegen het wanddeel aanbrengbaar zijn, en die op verende zijarmen van de armen zijn aangebracht.

Het koppeltuig kan in beginsel om elke wijze zijn uitgevoerd. Ook bekende koppeltuigen kunnen worden voorzien van de verende armen van de uitvinding. Een synergistische uitvoeringsvorm betreft een koppeltuig dat een kruisvormige steunstructuur van onderling gekoppelde balken omvat, en langs de balken van een vrije positie naar een klempositie verschuifbare aangrijpmiddelen in de vorm van klemorganen voor koppeling met het wanddeel van het uiteinde van het buisvormige element in de klempositie, in welke klempositie de balken zich in hoofdzaak dwars op de lengterichting van het buisvormige element uitstrekken.

In het kader van onderhavige beschrijving van de uitvinding wordt met de term “in hoofdzaak of hoofdzakelijk” meer dan 80% van de aangegeven waarde of eigenschap bedoeld, met meer voorkeur meer dan 85%, met nog meer voorkeur meer dan 90%, en tevens 100%.

De koppeling van de verschuifbare klemorganen met een wanddeel van het buisvormige element kan in beginsel elk type koppeling omvatten. Geschikte koppelingen omvatten bijvoorbeeld een wrijvingskoppeling of een flenskoppeling, of een combinatie van beide. Een wrijvingskoppeling is gebaseerd op het opwekken van wrijvingskrachten tussen oppervlakken van een klemorgaan en een betreffend wanddeel waarop het klemorgaan aangrijpt door beide oppervlakken tegen elkaar te drukken. Een

BE2018/5540 flenskoppeling kan gebaseerd zijn op een boutverbinding tussen flenzen van een klemorgaan en een betreffend wanddeel waarop het klemorgaan aangrijpt. Een betere flenskoppeling kan worden verkregen door de klemorganen dusdanig uit te voeren dat zij onder een flens van het buisvormige element kunnen schuiven zodat een mechanische flenskoppeling ontstaat.

Een geschikte uitvoeringsvorm van het koppeltuig omvat verende armen die aan een balk van de steunstructuur zijn bevestigd.

Het koppeltuig, en meer bepaald de verende armen en de verschuifbare klemorganen ervan, zorgen er voor dat een buisvormig element met minder kans op schade kan worden opgenomen en opgericht, in het bijzonder vanaf een deinend vaartuig. De uitgevonden inrichting laat verder een grote variatie toe in de dimensies, meer bepaald de diameter, van op te richten buisvormige elementen.

De klemorganen zijn in een uitvoeringsvorm van de uitvinding verschuifbaar van de vrije positie naar een zich verder van een kruismidden van de steunstructuur dan de vrije positie bevindende klempositie voor koppeling met een inwendig wanddeel van een hol uiteinde van het buisvormige element. Door de mogelijkheid van verschuiving van de klemorganen van de vrije positie naar de klempositie te verschaffen kunnen buisvormige elementen van uiteenlopende diameter worden aangegrepen en opgericht zonder dat het koppeltuig hiertoe moet worden aangepast. Het koppeltuig maakt het in het bijzonder mogelijk buisvormige elementen met relatief grote diameters op te richten. Met relatief grote diameter wordt in het kader van onderhavige aanvraag een diameter bedoeld van groter dan 6 m, met meer voorkeur van groter dan 7 m, met nog meer voorkeur van groter dan 8 m, met nog meer voorkeur van groter dan 9 m, en met de meeste voorkeur van groter dan 10 m.

Een uitvoeringsvorm van het koppeltuig volgens de uitvinding wordt gekenmerkt doordat de klemorganen verschuifbaar zijn van de vrije positie naar een zich verder van een kruismidden van de steunstructuur dan de vrije positie bevindende klempositie voor koppeling met een inwendig wanddeel van een hol uiteinde van het buisvormige element.

BE2018/5540 Nog een andere uitvoeringsvorm verschaft een koppeltuig die verder met de balk verbonden ondersteuningsorganen voor een wanddeel van het buisvormige element omvat. Dergelijke organen kunnen behulpzaam zijn bij het ondersteunen van een buisvormig element tijdens het oprichten ervan tegen de zwaartekracht in. De ondersteuningsorganen worden bij voorkeur toegepast voor het oprichten van buisvormige elementen met een relatief grote diameter, en zijn instrumenteel in het vermijden van overbelasting van het buisvormige element.

De ondersteuningsorganen zijn in een uitvoeringsvorm in verstelbaar vaste posities van de balk met de balk verbonden. Verstelbare maar vaste posities kunnen bijvoorbeeld door pengatverbindingen tussen de ondersteuningsorganen en de betreffende balk van de steunstructuur worden vormgegeven.

Een verbeterde uitvoeringsvorm van de uitvinding betreft een koppeltuig waarbij de ondersteuningsorganen zijn ingericht om een buitenwanddeel van het buisvormige element te ondersteunen.

Nog een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding heeft betrekking op een koppeltuig waarbij deze verder een van de ondersteuningsorganen onderscheidende ondersteuningsstructuur omvat die zich ten minste langs een deel van de omtrek van het buisvormige element uitstrekt, bijvoorbeeld langs een halve of kwart omtrek. De ondersteuningsstructuur is bij voorkeur verbonden met ten minste twee balken van de kruisvormige steunstructuur.

In een andere nuttige uitvoeringsvorm van de uitvinding omvat het koppeltuig verder middelen voor het instellen van de hoekstand van de steunstructuur ten opzichte van het scharnierbaar met de steunstructuur verbonden heforgaan. Hiermee wordt het mogelijk de hoekstand van de steunstructuur in te stellen. De steunstructuur kan hierbij van een insteekstand, in welke stand de inrichting kan worden gekoppeld met een buisvormige structuur, naar een hijsstand worden gebracht, waarin het buisvormige element zich in (deels) opgerichte toestand en uiteindelijk in een verticaal hangende toestand bevindt.

BE2018/5540

De hoekinstelmiddelen kunnen op elke bekende wijze worden uitgevoerd, waarbij een uitvoeringsvorm waarin de hoekinstelmiddelen een zich tussen het heforgaan en de steunstructuur uitstrekkende hydraulische zuigercilinder omvatten de voorkeur heeft.

De klemorganen van de steunstructuur kunnen zich in beginsel aan een boven- of onderzijde, of beide zijden van de steunstructuur bevinden. Een praktische uitvoeringsvorm betreft een koppeltuig waarbij het heforgaan zich voor verbinding met het hefmiddel aan een bovenzijde van de kruisvormige steunstructuur bevindt, en de klemorganen verschuifbaar zijn langs een onderzijde van de steunstructuur.

De klemorganen van de steunstructuur kunnen in beginsel op elke de vakman bekende wijze verschuifbaar zijn langs de balken van de steunstructuur. Een relatief onderhoudsongevoelige uitvoeringsvorm betreft een koppeltuig waarbij de klemorganen verschuifbaar zijn door middel van zich tussen een klemorgaan en de steunstructuur uitstrekkende hydraulische zuigercilinder.

De steunstructuur is volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding kruisvormig, waarmee een structuur wordt bedoeld die een aantal vanaf een midden zich uitstrekkende armen omvat. Het aantal armen kan willekeurig worden gekozen maar een kruisvormige steunstructuur die X-vormig en/of Y-vormig is heeft de voorkeur. Een dergelijke steunstructuur heeft respectievelijk 4 of 3 armen.

Omdat het koppeltuig als doel heeft schade aan op te richten buisvormige elementen althans gedeeltelijk te voorkomen wordt een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding gevormd door een koppeltuig waarbij vlakken die in aanraking kunnen komen met wanddelen van het buisvormige element zijn voorzien van stootopvangelementen zoals rubberen bekleding. Deze vlakken kunnen bijvoorbeeld eindvlakken zijn van de klemorganen, van de ondersteuningsorganen, van de verende armen en/of van de ondersteuningsstructuur in sommige uitvoeringsvormen.

Een ander aspect van de uitvinding betreft een inrichting voor het aan een uiteinde oprichten van een buisvormig element, omvattende een door een draagstructuur gedragen hefmiddel en een aan het heforgaan opgenomen en van de verende armen voorziene koppeltuig. De inrichting is in het bijzonder geschikt voor het offshore

BE2018/5540 oprichten van buisvormige elementen, waartoe de inrichting volgens een uitvoeringsvorm een drijvend vaartuig als draagstructuur omvat. De inrichting wordt in deze uitvoeringsvorm vanaf een werkdek van een vaartuig, bijvoorbeeld een jack-up platform, gemanipuleerd. De uitvinding komt het beste tot zijn recht wanneer de draagstructuur een voor het heffen van zware objecten geschikt drijvend vaartuig omvat.

Nog een ander aspect van de uitvinding betreft een werkwijze voor het aan een uiteinde oprichten van een buisvormig element met een lengterichting. De werkwijze omvat de stappen van:

- het verschaffen van een inrichting volgens de uitvinding;

- het met een hefmiddel opnemen van het koppeltuig aan het heforgaan;

- het naar een uiteinde van het buisvormige element voeren van het opgehangen koppeltuig;

- het vanuit een beginpositie tot tegen een wanddeel van het uiteinde van het element brengen van de aan het koppeltuig bevestigde verende armen ter uitlijning van het opgehangen koppeltuig ten opzichte van het uiteinde;

- het in uitgelijnde toestand koppelen van het koppeltuig aan het uiteinde; en

- het oprichten van het met het koppeltuig gekoppelde buisvormige element waarbij het koppeltuig scharniert ten opzichte van het heforgaan.

De koppeling kan in een uitvoeringsvorm het langs de balken van een vrije positie naar een klempositie verschuiven van de klemorganen omvatten, met als doel deze te koppelen met een wanddeel van het uiteinde van het buisvormige element in de klempositie, in welke klempositie de balken zich in hoofdzaak dwars op de lengterichting van het buisvormige element uitstrekken.

Verder kan een uitvoeringsvorm van de werkwijze ook het heffen van het met de inrichting gekoppelde buisvormige element tot in een gewenste positie omvatten; en in een nog andere uitvoeringsvorm het langs de balken van de klempositie naar de vrije positie verschuiven van de klemorganen teneinde de inrichting los te koppelen van het buisvormige element.

BE2018/5540 Tijdens het oprichten van het element wordt een manteldeel van het element met een geschikte klemspanning aangegrepen door de klemorganen. Omdat de klemorganen bij het invoeren van de inrichting in een hol uiteinde van het buisvormige element bijvoorbeeld zich relatief dichtbij het midden van de kruisvormige steunstructuur bevinden wordt het aanbrengen van schade minder aannemelijk. Ook wordt het op deze manier mogelijk - indien gewenst - bij een hogere zeegang te werken dan mogelijk is met de werkwijze volgens de stand der techniek.

De inrichting is in het bijzonder geschikt voor het oprichten van buisvormige elementen van relatief grote omvang, bijvoorbeeld met diameters van 6 m en meer, en met lengtes die 80 m en meer kunnen bedragen. Hiertoe verschaft een uitvoeringsvorm een inrichting waarbij deze verder een door een draagstructuur gedragen hefmiddel omvat voor het aan het heforgaan opnemen van de steunstructuur. Een geschikt hefmiddel een hijskraan, van elk bekend type. De draagstructuur voor het hefmiddel kan een bodem omvatten, grond, een betonnen plaat, enzovoorts.

De voordelen van de inrichting volgens de uitvinding komen vooral tot uiting in een uitvoeringsvorm waarbij het buisvormige element een funderingspaal van een windturbine betreft en/of een op een al geïnstalleerde fundering te plaatsen windturbinetoren.

In een uitvoeringsvorm van deze werkwijze wordt het koppeltuig met behulp van de hoekinstelmiddelen actief gescharnierd ten opzichte van het heforgaan, in het bijzonder om het koppeltuig naar een voor de stand van een op te nemen buisvormig element geschikte insteekstand te brengen.

Een ander aspect van de uitvinding betreft een samenstel van een inrichting volgens één van de beschreven uitvoeringsvormen en een met een dergelijke inrichting gekoppeld buisvormige element.

De in deze octrooiaanvrage beschreven uitvoeringsvormen van de uitvinding kunnen gecombineerd worden in elke mogelijke combinatie van deze uitvoeringsvormen, en elke uitvoeringsvorm afzonderlijk kan het voorwerp uit maken van een afgesplitste octrooiaanvrage.

BE2018/5540

KORTE BESCHRIJVING VAN DE FIGUREN

De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van de volgende figuren, zonder hiertoe overigens beperkt te zijn. In de figuren toont:

Fig. 1 een schematisch perspectivisch aanzicht in uittrekstaat van de inrichting volgens een uitvoeringsvorm de uitvinding;

Fig. 2 een schematisch bovenaanzicht in samengestelde staat van de in figuur 1 getoonde uitvoeringsvorm

Fig. 3 een schematisch bovenaanzicht van de in figuur 1 getoonde uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding met een ermee gekoppeld buisvormig element;

Fig. 4 een schematisch zijaanzicht van de in figuur 1 getoonde uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding in twee hoekstanden; en ten slotte

Fig. 5 een schematisch vooraanzicht van de in figuur 1 getoonde uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding.

BESCHRIJVING VAN UITVOERINGSVOORBEELDEN

Onder verwijzing naar de figuren wordt een koppeltuig 1 getoond voor het aan een uiteinde oprichten van een funderingspaal 20 met een lengterichting 21. Het koppeltuig 1 is eveneens geschikt voor het oprichten en plaatsen van andere elementen met een lengterichting, zoals ‘transition pieces' van een windturbinemast bijvoorbeeld, eventueel op elkaar, of op een andere ondergrond. In de getoonde uitvoeringsvorm omvat het koppeltuig 1 een kruisvormige steunstructuur in de vorm van onderling gekoppelde balken (2a, 2b). De steunstructuur kan evenwel ook meerdere balken omvatten, bijvoorbeeld drie balken die de benen vormen van een Y-vormige steunstructuur. De koppeling kan bijvoorbeeld door lassen van balkdelen tot stand zijn gebracht. De balken hebben bijvoorbeeld een kokervormige doorsnede, maar H- of Ibalken zijn ook mogelijk. In het kruismidden is de steunstructuur voorzien van twee scharnierplaten (3 a, 3b) waarin door middel van een pengat verbinding een heforgaan 4 scharnierbaar met de steunstructuur 2 is verbonden. Het heforgaan 4 is aan een hefzijde voorzien van een hijsoog 40 voor verbinding met een hefmiddel zoals een (niet getoonde) kraan, en dit onder tussenkomst van hijskabels die aan het hijsoog 40 worden

BE2018/5540 verbonden. De functie van het hijsoog 40 kan ook op een andere wijze zijn vormgegeven, bijvoorbeeld als wentelnok, astap of schommeljuk (trunnion). Het koppeltuig 1 kan met het heforgaan 4 worden opgehangen aan een hefmiddel en wel dusdanig dat de steunstructuur 2 relatief ongehinderd kan roteren rond een loodrecht op de scharnierplaten (3a, 3b) verlopende rotatie-as 5.

Het koppeltuig 1 is volgens de uitvinding voorzien van verende armen 10 die aan twee ten opzichte van het kruismidden tegenoverliggende posities op tussen twee balken (2a, 2b) aangebrachte dwarsbalken 11 zijn gemonteerd. De verbinding met de dwarsbalken 11 verloopt via scharnieren 12, zoals getoond in figuur 5. Nog volgens figuur 5 kunnen de armen vanuit een getoonde beginpositie tot tegen een wanddeel 20b van het uiteinde 200 van het buisvormige element 20 worden gebracht ter uitlijning van het opgehangen koppeltuig 1 ten opzichte van het uiteinde 200. Hierbij nemen de armen 10 de met stippellijn weergegeven positie in. Het roteren van de armen 10 ten opzichte van de steunstructuur 2 gebeurt in de getoonde uitvoeringsvorm door tussen de armen 10 en de steunstructuur 2 aangebrachte hydraulische cilinders 13 een uitslag te geven. De van het koppeltuig 1 deel uitmakende verende armen 10 hebben hierbij een voldoende grote lengte om als eerste in aanraking te kunnen komen met het op te richten uiteinde 200 van het element.

De armen 10 zijn aan een vrij uiteinde voorzien van rollichamen 14 die in gebruik met het wanddeel 10b in contact komen. De rollichamen 14 zorgen ervoor dat de uiteinden van de armen 10 in de lengterichting 21 gemakkelijker over het wanddeel 20b kunnen bewegen om zo de juiste uitgelijnde positie te zoeken. De rollichamen 14 kunnen rond een as-verbinding 140 roteren in hun omwentelingsrichting.

De veerkracht waarmee de verende armen 10 met de rollichamen 14 tegen het wanddeel 20b worden gehouden wordt bepaald door de druk in de hydraulische cilinders 13. Inderdaad geven de hydraulische cilinders 13 een zekere tegendruk wanneer de armen 10 tegen het wanddeel 10b worden gehouden. Deze tegendruk mag niet te groot zijn om schade door, en aan, de verende armen 10 te vermijden.

Het koppeltuig 1 omvat verder langs de balken (2a, 2b) van een vrije positie naar een klempositie verschuifbare klemorganen 6. Elk klemorgaan 6 heeft een U-vormige

BE2018/5540 doorsnede en kan op deze wijze een balk (2a, 2b) althans gedeeltelijk omsluiten zodat het klemorgaan 6 met glijvlakken over de betreffende balk (2a, 2b) kan schuiven zonder het contact met de balk (2a, 2b) te verliezen. In de getoonde uitvoeringsvorm zijn de klemorganen 6 verschuifbaar langs een onderzijde van de steunstructuur 2. Hierbij wordt de onderzijde van de steunstructuur 2 gedefinieerd als de zijde waar het heforgaan 4 zich niet bevindt. Dit heforgaan 4 bevindt zich aan een bovenzijde van de kruisvormige steunstructuur 2. De klemorganen 6 zijn over de balken (2a, 2b) te verschuiven door middel van zich tussen een betreffend klemorgaan 6 en een balk van de steunstructuur 2 uitstrekkende hydraulische zuigercilinders 7. Door de cilinders volgens figuur 2 een radiaal uitwaartse uitwijking te geven in de aangegeven richtingen 8 worden de klemorganen 6 van een radiaal relatief dicht bij het kruismidden gelegen vrije positie A naar een zich verder van het kruismidden van de steunstructuur bevindende klempositie B bewogen. Zoals weergegeven in figuur 3 liggen de klemorganen 6 in de klempositie B onder druk aan tegen inwendige wanddelen 20a van een hol uiteinde van de funderingspaal 20, waarbij een klemorgaandeel onder een flens of uitstekende rand (niet getoond) van de funderingspaal wordt geschoven. Hierdoor ontstaat een mechanische koppeling, eventueel gecombineerd met een wrijvingskoppeling tussen eindvlakken van de klemorganen 6 met de inwendige wanddelen 20a van de funderingspaal 2. Om deze koppeling verder te verbeteren kunnen de eindvlakken van de klemorganen 6 die in aanraking komen met de wanddelen 20a zijn voorzien van stootopvangelementen zoals rubberen bekleding. In de figuren is verder te zien dat de balken (2a, 2b) zich in de klempositie van de klemorganen 6 in hoofdzaak dwars op een lengterichting 21 van de funderingspaal 20 uitstrekken. De lengterichting 21 verloopt in figuur 3 loodrecht op het vlak van de figuur.

Het koppeltuig 1 is verder voorzien van met een balk (2a, 2b) verbonden ondersteuningsorganen 9. De ondersteuningsorganen 9 zijn ingericht om buitenwanddelen 20b van de funderingspaal 20 te ondersteunen, althans langs delen van de omtrek van de funderingspaal 20. De ondersteuningsorganen 9 hebben eveneens een U-vormige doorsnede en kunnen over einddelen van de balken (2a, 2b) worden geschoven tot in een verstelbaar vaste positie van de betreffende balk (2a, 2b). De verstelbaar vaste posities zijn bijvoorbeeld bepaald door een aantal in een zijwand van een balk (2a, 2b) aangebrachte openingen 22, waarin een overeenkomstige pen 92 van

BE2018/5540 een ondersteuningsorgaan 9 kan worden aangebracht om deze op de balk (2a, 2b) vast te zetten. Omdat de ondersteuningsorganen 9 zijn ingericht om een buitenwanddeel 20b van de funderingspaal 20 te ondersteunen bij het oprichten, zullen de ondersteuningsorganen 9 zich in de radiale richting 8 doorgaans meer radiaal uitwaarts bevinden dan de klemorganen 6, die immers in de getoonde uitvoeringsvorm zijn ingericht om een binnenwanddeel 20a van de funderingspaal 20 te klemmen bij het oprichten.

Voor funderingspalen 20 met relatief grote diameters, bijvoorbeeld van 6 m en meer, en/of een relatief groot gewicht, bijvoorbeeld 800 - 2300 ton en meer, kan het nuttig zijn verdere ondersteuning te voorzien in de vorm van een ondersteuningsstructuur 25, die onderscheidenlijk is van de ondersteuningsorganen 9 en die zich ten minste langs een deel van de omtrek van de funderingspaal 20 uitstrekt. Om voldoende stevigheid te verkrijgen kan het nuttig zijn de ondersteuningsstructuur 25 te verbinden met ten minste twee balken (2a, 2b), zoals getoond in figuren 2 en 3. Ook de vlakken van de steunstructuur 25 die in aanraking kunnen komen met wanddelen van de funderingspaal 20 kunnen zijn voorzien van stootopvangelementen 26, bijvoorbeeld in de vorm van rubberen bekleding.

Zowel de ondersteuningsorganen 9 als de ondersteuningsstructuur 25 bevinden zich in gebruik - bij het oprichten van de funderingspaal 20 - aan een onderzijde van de funderingspaal 20 in deels opgerichte toestand. De ondersteuningsorganen 9 en desgewenst de ondersteuningsstructuur 25 zijn daarom vooral nuttig in het opvangen van het eigengewicht van de funderingspaal 20.

Tenslotte kan het koppeltuig 1 nog zijn voorzien van middelen voor het instellen van de hoekstand van de steunstructuur 2 ten opzichte van het scharnierbaar met de steunstructuur 2 verbonden heforgaan 4. In de getoonde uitvoeringsvorm omvatten de hoekinstelmiddelen zich tussen het heforgaan 4 en de steunstructuur 2 uitstrekkende hydraulische zuigercilinders 24. In de in figuur 4 getoonde uitgetrokken stand van de cilinders 24 verloopt het vlak 29 van de steunstructuur 2 in hoofdzaak evenwijdig aan het vlak 49 van het heforgaan 4. De hoek 45 tussen beide vlakken van het heforgaan 4 en de steunstructuur 2 bedraagt in deze hefstand in hoofdzaak 0 graden. Door de cilinders 24 in te trekken wordt de steunstructuur 2 rond de rotatie-as 5 (zie figuur 2)

BE2018/5540 geroteerd van de in figuur 4 getoonde insteekstand naar de in dezelfde figuur met stippellijn getoonde hangstand. Hierbij verloopt het vlak 29 van de steunstructuur 2 in hoofdzaak loodrecht op het vlak van het heforgaan 4. De hoek 45 tussen het heforgaan 4 en de steunstructuur 2 is hierbij toegenomen naar ongeveer 90 graden.

In gebruik wordt het uitgevonden koppeltuig 1 vooreerst verbonden met een (niet getoonde) hijskabel van een (niet getoonde) kraan door de hijskabel aan te sluiten op het oog 40 of alternatief verbindingsmiddel van het heforgaan 4. Vervolgens wordt de steunstructuur 2 aan het heforgaan 4 opgenomen met de kraan en naar een uiteinde van de funderingspaal 20 gebracht. De funderingspalen 20 die moeten worden opgericht en bijvoorbeeld in een zeebodem moeten worden aangebracht bevinden zich doorgaans in horizontale toestand op het werkdek van een vaartuig, bijvoorbeeld een jack-up platform. Om een dergelijke horizontaal georiënteerde funderingspaal 20 op te nemen met het koppeltuig 1 wordt de steunstructuur 2 van de inrichting door de cilinders 24 een uitslag te geven in de in figuur 4 met volle lijn getoonde insteekstand gebracht en in een hol uiteinde van de funderingspaal 20 gestoken. Hierbij bevinden de klemorganen 6 zich in de vrije positie A, dat wil relatief dicht bij het kruismidden.

Het inbrengen van het koppeltuig 1 gebeurt volgens de uitvinding met gebruikmaking van de verende armen 10. De van het koppeltuig 1 deel uitmakende verende armen 10 worden vanuit de in figuur 5 getoonde rustpositie naar een positie gebracht die dichter bij het te beroeren wanddeel 20b is gelegen. In deze toestand vertoont het koppeltuig 1 enige schommelingen omdat het is opgehangen aan de kraan. Na voldoende toenadering van de armen 10 tot het wanddeel 20b komen de armen 10 als eerste in aanraking met het op te richten uiteinde 200, waarbij de vering ervoor zorgt dat het koppeltuig 1, en meer in het bijzonder de van de koppelmiddelen 6 voorziene steunstructuur 2 wordt uitgelijnd ten opzichte van het uiteinde 200. Doordat de verende armen 10 tegen het wanddeel 20b van het uiteinde 200 zijn gebracht kunnen zij hierover bewegen door roteren van de rollichamen 14. Het koppeltuig 1, in het bijzonder de steunstructuur 2 wordt in deze beweging meegenomen zodat deze wordt uitgelijnd met het uiteinde 200. Hierbij komt de as 15 die loodrecht verloopt op het vlak 29 van de steunstructuur in hoofdzaak parellel te liggen aan de lengterichting 21 van het op te richten element. Deze uitlijning laat toe de koppelmiddelen 6 dusdanig te positioneren dat zij het uiteinde 200

BE2018/5540 kunnen aangrijpen zonder veel gevaar voor onverwachte bewegingen die schade zouden kunnen veroorzaken aan het element, in het bijzonder aan de funderingspaal 20.

Vervolgens worden de klemorganen 6 langs de balken (2a, 2b) van hun vrije positie A naar hun klempositie B verschoven waarbij een koppeling met de inwendige wanddelen 20a van het holle uiteinde van de funderingspaal 2 tot stand komt. In deze klempositie strekken de balken (2a, 2b) zich in hoofdzaak dwars op de lengterichting van de funderingspaal 20 uit. Vervolgens wordt de met de inrichting 1 gekoppelde funderingspaal 20 opgericht door het geheel met de kraan te hijsen. Hierbij scharniert de steunstructuur 2 ten opzichte van het heforgaan 4 totdat de hoek 45 is teruggebracht tot 90 graden, met andere worden totdat het vlak 29 van de steunstructuur 2 in hoofdzaak loodrecht verloopt op het vlak 49 van het heforgaan 4. In deze stand wordt de met de inrichting 1 gekoppelde funderingspaal 20 gehesen met de kraan tot in een gewenste positie, bijvoorbeeld daar waar de funderingspaal 20 moet worden neergelaten op de zeebodem. In de gewenste positie worden de klemorganen 6 vervolgens langs de balken (2a, 2b) radiaal inwaarts verschoven van de klempositie B naar de vrije positie A teneinde de inrichting 1 los te koppelen van de funderingspaal 20. Bij het oprichten van de funderingspaal 20 kan deze desgewenst verder worden ondersteund door de ondersteuningsorganen 9 en/of de ondersteuningsstructuur 25.

Het zal duidelijk zijn dat de hierboven beschreven uitvoeringsvormen dienen te zijn voorzien van randapparatuur zoals bijvoorbeeld hydraulische en elektrische vermogensbronnen, toevoerleidingen daarvoor en dergelijke meer. Deze randapparatuur wordt verder niet in detail beschreven.

Met de hierboven in detail beschreven uitvoeringsvorm van de uitgevonden inrichting kan een buisvormig object, in het bijzonder een funderingspaal van een windturbine, vanaf een drijvend vaartuig op een ondergrond, in het bijzonder een onderwaterbodem, worden geplaatst, en dit bij slechtere weersomstandigheden dan met de bekende werkwijze mogelijk is. Hierbij is het risico op beschadiging van het buisvormig object gereduceerd. Ook maakt de inrichting het mogelijk buisvormige elementen met relatief grote afmetingen te manipuleren, waarbij verschillende afmetingen kunnen worden geaccommodeerd.

Claims

BE2018/5540 CONCLUSIES

1. Koppeltuig voor verbinding met een uiteinde van een buisvormig element ter oprichting van het element, waarbij het koppeltuig aangrijpmiddelen omvat voor het aangrijpen van het uiteinde van het element, en een scharnierbaar heforgaan waarmee het koppeltuig aan een hefmiddel zoals een kraan kan worden opgehangen, waarbij aan het koppeltuig verende armen zijn bevestigd die vanuit een beginpositie tot tegen een wanddeel van het uiteinde van het element kunnen worden gebracht ter uitlijning van het opgehangen koppeltuig ten opzichte van het uiteinde.
2. Koppeltuig volgens conclusie 1, waarbij de armen tegen een uitwendig wanddeel van het uiteinde van het element aanbrengbaar zijn.
3. Koppeltuig volgens conclusie 1 of 2, waarbij de armen scharnierend zijn bevestigd aan het koppeltuig en met aandrijfmiddelen rond het scharnier zijn te roteren.
4. Koppeltuig volgens conclusie 3, waarbij de aandrijfmiddelen hydraulische zuigercilinders omvatten.
5. Koppeltuig volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de armen aan een vrij uiteinde zijn voorzien van rollichamen die tegen het wanddeel aanbrengbaar zijn.
6. Koppeltuig volgens conclusie 5, waarbij de armen aan het vrije uiteinde zijn voorzien van tweede rollichamen die tegen het wanddeel aanbrengbaar zijn, en die op verende zijarmen van de armen zijn aangebracht.
7. Koppeltuig volgens één der voorgaande conclusies, waarbij deze een steunstructuur van balken omvat en langs de balken van een vrije positie naar een klempositie verschuifbare klemorganen voor koppeling met het wanddeel van het buisvormige element in de klempositie, in welke klempositie de balken zich in hoofdzaak dwars op de lengterichting van het buisvormige element uitstrekken.
8. Koppeltuig volgens conclusie 7, waarbij de klemorganen verschuifbaar zijn van de vrije positie naar een zich verder van een kruismidden van de steunstructuur dan de

BE2018/5540 vrije positie bevindende klempositie voor koppeling met een inwendig wanddeel van een hol uiteinde van het buisvormige element.
9. Koppeltuig volgens conclusie 7 of 8, waarbij de verende armen aan een balk van de steunstructuur zijn bevestigd.
10. Koppeltuig volgens één der conclusies 7-9, waarbij deze verder middelen omvat voor het instellen van de hoekstand van de steunstructuur ten opzichte van het scharnierbaar met de steunstructuur verbonden heforgaan.
11. Koppeltuig volgens één der voorgaande conclusies, waarbij vlakken die in aanraking kunnen komen met wanddelen van het buisvormige element zijn voorzien van stootopvangelementen zoals rubberen bekleding.
12. Inrichting voor het aan een uiteinde oprichten van een buisvormig element, omvattende een door een draagstructuur gedragen hefmiddel en een aan het heforgaan opgenomen koppeltuig volgens één der voorgaande conclusies.
13. Inrichting volgens conclusie 12, waarbij de draagstructuur een drijvend vaartuig omvat.
14. Inrichting volgens conclusie 12 of 13, waarbij het buisvormige element een funderingspaal van een windturbine betreft.
15. Werkwijze voor het aan een uiteinde oprichten van een buisvormig element met een lengterichting, waarbij de werkwijze de stappen omvat van:

- het verschaffen van een inrichting volgens één der conclusies 12-14;

- het met een hefmiddel opnemen van het koppeltuig aan het heforgaan;

- het naar een uiteinde van het buisvormige element voeren van het opgehangen koppeltuig;

- het vanuit een beginpositie tot tegen een wanddeel van het uiteinde van het element brengen van de aan het koppeltuig bevestigde verende armen ter uitlijning van het opgehangen koppeltuig ten opzichte van het uiteinde;

- het koppelen van het koppeltuig aan het uiteinde; en

BE2018/5540

- het oprichten van het met het koppeltuig gekoppelde buisvormige element waarbij het koppeltuig scharniert ten opzichte van het heforgaan.
16. Werkwijze volgens conclusie 15, waarbij het koppeltuig met behulp van

5 hoekinstelmiddelen actief wordt gescharnierd ten opzichte van het heforgaan.
17. Samenstel van een inrichting volgens één der conclusies 12-14 en een met de inrichting gekoppeld buisvormig element.