<Desc/Clms Page number 1>
La présente invention se rapporte à un appareil à usage terres- tre ou marin, servant à enfoncer dans le sol des pilots, pieux, colonnes, caissons, montants et autres ensembles de support et à les en dégager, et permettant de déplacer une embase ou plate-forme.
Suivant l'invention, on conjugue à une embase et à une colonne de support un système de serrage mobile perfectionné, qui comprend des dispositifs de serrage écartés, pouvant être rapprochés ou écartés l'un de l'autre. Chaque dispositif comprend une bague ou organe annulaire consti- tué par des tronçons en forme de secteurs reliés de façon mobile et com- prenant des éléments à faces Inclinées permettant le réglage périphérique de ces tronçons, de manière à faire varier le diamètre de la bague.
Des sabots ou patins incurvés sont articulés sur la face interne de la bague de façon à pouvoir se déplacer axialement par rapport à elle.
Les faces internes en regard des patins ou sabots et de la bague sont munies de surfaces inclinées coopérant ensemble, de sorte que le déplacement axial de la bague provoque automatiquement le déplacement radial des sabots par rapport aux bagues, afin de les appliquer étroitement par friction contre une colonne ou un caisson, ou de les en écarter radialement.
L'Invention concerne également un système de vérins, qui peut être associé de façon usuelle avec une allège ou une plate-forme flottante en vue de réaliser un forage en mer, et qui comprend des dispositifs de serrage supérieur et inférieur du type précité portés par l'allège et étudiés de manière à s'appliquer de façon amovible contre la surface externe d'un caisson, d'un pilot ou de tout autre organe ou ensemble de support convenable.
Chacun des dispositifs de serrage comprend un organe annulaire constitué par des tronçons en forme de secteurs reliés de façon mobile et des patins ou sabots de forme curviligne répartis circonférrentielement sur la-face Interne de l'organe annulaire. Par ailleurs, des organes sont prévus pour relier de façon mobile les patins à des tronçons voisins de la bague, de sorte que lors du déplacement axial de cette bague, les patins sont non seulement déplacés par translation avec elle, mais également radialement de manière à venir s'appliquer contre un ensemble de support ou à s'en écarter.
Des vérins repartis à la périphérie du système sont placés entre les dispositifs de serrage supérieur et inférieur, auxquels ils sont reliés positivement, de sorte que ces dispositifs de serrage peuvent être déplacés axialement sous forme d'un ensemble monobloc ou séparément.
D'autres particularités et avantages de l'objet de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés donnés ' titre non limitatif et sur lesquels :
La fig. 1 est une vue en plan avec coupe partielle d'un système de serrage perfectionné tel que le prévoit l'invention.
La fig. 2 est une vue en coupe, sensiblement par la ligne 2-2 en fig. 1.
La fig. 3 est une vue en coupe, sensiblement par la ligne 3-3 en fig. 1.
La figo 4 est une vue en plan avec coupe partielle d'une partie de la bague.
La fig. 5 est une vue en plan de détail de l'un des patins ou sabots .
La fige 6 est une vue de derrière de la fige 5.
La fig. 7 en est une vue de face correspondante.
La figo 8 est une vue en plan de détail montrant un patin ou sabot relié à une bague.
La fige 9 est une vue en plan de dessous correspondant à la fig. 8
<Desc/Clms Page number 2>
La fige 10 est une vue en coupe, sensiblement par la ligne 10-10 en fig. 8.
La fig. 11 est une vue en coupe, sensiblement par la ligne 11- 11 en fig. 1.
EMI2.1
' La fig. 12 est une vue en coupe, sensiblement par la ligne 12- 12 en fig. 1.
La fig. 12a est une vue en coupe analogue à la fig. 12 mais concernant le dispositif de serrage inférieur.
La fig. 13 est une vue de profil obtenue en regardant dans la direction de la flèche 13 sur la fig. 1.
La fig. 14 est une vue en plan partielle de la zone voisine du raccordement des tronçons.
La figo 15 est une vue en coupe, sensiblement par la ligne 15- 15 en fige 16.
La fig. 16 est une vue de profil analogue à la fig. 15.
EMI2.2
La frigo 17 est une vue en plan avec coupe partielle, sensiblement par la ligne 17-17 en fig 150
La fig. 18 est une vue en coupe, sensiblement par la ligne 18-18 en fig. 17.
La fig. 19 est une vue en coupe du profilé en U supérieur du vérin.
EMI2.3
La figo 20 est une vue en coupe de la bague supérieure du vérin
La fig. 21 est une vue en coupe de l'extrémité supérieure du vérin à double effet.
Si l'on se reporte aux dessins, et plis particulièrement aux figs.
15 et 16, on voit que le système de serrage perfectionné 25 est combiné ici à une embase en forme d'allège flottante 26 munie d'un pont 27. La colonne ou le pilot de support 28 se présente ici sous forme d'un caisson étudié de manière à pouvoir être amené par l'allège en un point convenable, afin d'être enfoncé dans le sol pendant une opération de forage en mer. Toutefois, il va de soi que le système de serrage s'applique avec autant d'efficacité aussi bien à un travail en mer que sur terre.
Chaque système 25 comprend un dispositif de serrage supérieur 29 et un dispositif de serrage inférieur 30 écarté verticalement du premier (Fig. 15), ces.dispositifs étant étudiés de manière à venir attaquer par friction la surface externe de la colonne 28 et à pouvoir en être écartés aisément.
Chacun des dispositifs de serrage comprend une bague ou fer à U
EMI2.4
annulaire ,,, (Fïg. 1) formé, de préférence, de trois tronçons ou secteurs 32 33. et 3à. Chacun de ces secteurs est conjugué à une paire de patins ou sabots de serrage 35 répartis sur sa circonférence, qui peuvent être reliés de façon mobile à la face interne des tronçons par des éléments flexibles 36 (Fig. 8). Les éléments 36 sont reliés aux parties supérieures des tronçons
EMI2.5
et aux patins 35 par des boulons 32. et des rondelles 38. De même, la face inférieure de chaque tronçon et un patin voisin sont reliés de façon mobile par les éléments flexibles 32. et les boulons de rétention Q.
Chacun des éléments flexibles est en un matériau durable approprié tel que le caoutchouc, etc.., et permet un mouvement indépendant de la bague par rapport aux patins ou sabots 35 entre des limites prédéterminées, ainsi qu'un déplacement radial ou latéral des patins par rapport à la bague 31.
EMI2.6
Les tronçons voisins de la bague comme les tronçons 32 et J1 (Fig. 2) présentent chacun à une extrémité un épaulement d'épaisseur réduite 4l.s muni d'un orifice !J2- présentant une face inclinée A3. Le tronçon 3l voisin de l'extrémité 41 a une forme de fourche, de façon à constituer des bras écartés 4.4,munîs d'orifices alignés A5 coïncidant avec l'orifice légère-
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
ment plus grand ou plus large 4.* de manière à recevoir un axe de liaison se présentant sous forme de clavette 4. On remarquera que la coopération de la clavette 4,.avec les parois verticales et inclinées voisines des orifices 42. et 4S. va déplacer les tronçons de la bague 3L pour les rapprocher ou les écarter l'un de l'autre de manière à régler la circonférence et le diamètre de la bague.
Une butée appropriée ou tampon 22 peut être disposé dans l'espace ménagé entre les bras 44 (Fig. 2) afin de limiter le mouvement vers l'intérieur de l'extrémité 41 du tronçon voisin. Chacune des clavettes 46 est mobile verticalement et peut être actionnée par des organes de commande convenables, par exemple par un piston 47 à commande hydrauli- que, qui est monté de manière à pouvoir se déplacer en un mouvement de vaet-vient dans le cylindre 48 (Fig. 3). A son extrémité inférieure, le
EMI3.2
cylindre 4$ est relié à un tronçon voisin de la bague 31 par un flasque de support 49 portant un bras 5P dirigé vers le haut, -qui peut être rappor- té par soudage en .il et sur lequel est; articulé comme indiqué en 52 un bras fourchu dirigé vers le bas et partant du cylindre.
L'extrémité supé-
EMI3.3
rieure du piston 47 porte une tête fourchue Li sur laquelle est articulée une barre 54 à l'aide d'un boulon 5¯5. La barre 5,. est soudée sur une potence i6. comme indiqué en 57.' La potence i6., a de préférence, une forme d'U et présente deux faces latérales pendantes 51. Elle est fixée à la partie supérieure de la clavette 46 par les boulons 59. Le fluide sous pression peut être introduit dans le cylindre 48 par le tuyau ou conduit d'alimentation 60 (Fig. 13), qui communique avec une source d'alimentation convenable (non représentée). Le fluide hydraulique peut être prélevé au cy-
EMI3.4
lindre 41 par un tuyau ou conduit d'évacuation 1.
Pour permettre aux clavettes 4 de déterminer le diamètre de la bague 3,1,. il est prévu un cylindre auxiliaire horizontal 62. (Fig. 1), qui peut être monté sur une paire de bras horïzonaux 3 écartés verticalement l'un de l'autre (Fig. 11) et soudés comme indiqué en sur un fer à TI 6.i qui est soudé à son tour comme indiqué en 6.é. sur la face externe de l'un des tronçons (par exemple 32.) de la bague. Le cylindre fil porte des tourillons faisant saillie par rapport à ses côtés opposés et venant s'engager dans des orifices formant paliers des bras fi%: Une tige de piston 2. est montée de manière à pouvoir subir un mouvement de va-et-vient à l'intérieur du cylindre o Cette tige est articulée comme indiqué en ZQ, sur une patte 71 s'étendant vers l'extérieur depuis l'extrémité plus mince du tronçon voisin 33.
(Figo 13)" Le cylindre 2, et les organes associés sont maintenus en place par les flasques de retenue 22. et les boulons 7 qui viennent s'implanter dans des taraudages correspondants prévus dans les'bras 63 quand les organes sont assemblés. Le fluide sous pression peut être intro-
EMI3.5
duit dans le cylindre fi% par le tuyau ou conduit 7,4,, et il peut en être évacué par le tuyau 75 (Fige 13). On voit ainsi que, lors du déplacement de la tige de piston 69 vers l'extérieur par rapport au cylindre, le diamètre de la ba-
EMI3.6
gue .:il augmente inversement, quand la tige de pis'ton <9 se déplace vers l'intérieur, la bague se contracte.
Le fonctionnement du cylindre à double effet g est synchronisé avec celui du cylindre 41 de sorte que lors du soulèvement de la clavette 4 les tronçons 32 sont contractés simultanément de ma- nière à réduire le diamètre de la bague .:il. Inversement, quand les clavettes sont déplacées vers le bas pour écarter les tronçons de la bague, le piston
EMI3.7
, se déplace vers l'extérieur. On voit ainsi que le cylindre hydraulique à double effet Tp2 coopère avec le cylindre hydraulique 4$ pour faire varier le diamètre de la bague..:il en fonction des conditions de travail particulières et des dimensions de la colonne, du montant, pilot, caisson, etc.. avec lequel coopère le système de serrage.
Chacune des bagues .:il en plusieurs éléments est en un matériau durable convenable et elle a de préférence une forme en U (Fig. 12). Elle porte sur sa face interne des plaques de guidage 76 réparties sur sa périphérie et présentant des arêtes supérieures 77 inclinées vers le bas pour faciliter l'engagement d'un caisson 28 dans la bague. Les plaques de guidage ± sont disposées entre les patins voisins 35 de chacun des tronçons de la
<Desc/Clms Page number 4>
bague (Fig. 1) et coopèrent avec des guides analogues 78 portés par les bras fourchus .., de chacun de ces tronçons (Fig. 3), de façon à assurer le guidage du caisson 28 ou de l'élément analogue lors de sa pénétration dans la bague.
La face interne de chacun des tronçons de la bague 31 présente en des points écartés de sa périphérie une partie entaillée ou cavité 79 (Fig. 4) de chaque côté de laquelle sont ménagées, à une certaine distance de cette entaille, des surfaces inclinées 80 étudiées de manière à coopèrer avec des surfaces inclinées complémentaires 81 s'étendant vers l'exté- rieur à partir de chacun des patins 35 (Fig. 5).
Ces surfaces 81 divergent dans une direction opposée à celle des surfaces inclinées 80, de manière à former des coins qui, lors d'un mouvement vertical ou axial des bagues 31 entraînent non seulement les patins 35, mais assurent en même temps le dépla- cement radial ou latéral de ces patins par rapport aux bagues, de manière à les appliquer étroitement par friction contre le caisson 28 ou à les en écarter.
Les patins 35 présentent, de part et d'autre des surfaces incli-
EMI4.1
nées 8<, des parties inclinées 82 qui coopèrent avec des éléments inclinés complémentaires 83 prévus sur la face interne du tronçon de bague voisin, de manière à permettre aux surfaces inclinées médianes 80 de déterminer le déplacement radial des patins 35 par rapport à la bague ± lors d'un mouvement axial des dispositifs de serrage 22.et 30.
Chacun des patins 35 présente sur sa face externe ou avant une
EMI4.2
cavité médiane ,6. qui coïncide avec la cavité 79 de la bague 31. de sorte qn' une fois les tronçons assemblés et reliés par les éléments flexibles 36. et 39 et les boulons /il, ils prennent initialement la position représentée
EMI4.3
sur la fig.
I09 les'surfaces inclinées médianes 81 du patin étant parallèles aux surfaces voisines U2 et coulissant sur elles, et les surfaces inclinées 82. étant en contact avec les surfaces inclinées parallèles 83. de sorte que le mouvement axial de la bague 31 provoque, par suite de la 'venue en contact uniforme des surfaces inclinées de la bague avec les patins 35 en plusieurs points écartés de leur périphérie, le déplacement radial des patins vers 1' extérieur, pour les appliquer étroitement par friction ou serrage contre le caisson ou montant 28 (Fig. 10).
La face exposée 85 de chacun des patins 35 présente des stries ou dents de manière à assurer une rétention satis- faisante sur la pièce telle que le caisson 28 ou un organe analogue quand le dispositif de serrage est appliqué contre lui..
EMI4.4
Le dispositif de serrage supérieur, formé par la bague 3 en plu- sieurs tronçons et par les patins 35 répartis sur sa périphérie (Fig. 5), est relié au dispositif de serrage inférieur 30, qui est constitué de même
EMI4.5
par une bague 3 en plusieurs tronçons et par des patins 3% par un flasque supérieur et un flasque inférieur 88. Chacun des flasques peut être foirné d'ailes parallèles 89 écartées verticalement (Fig. 16), qui peuvent être réunies par des entretoises horizontales 90.et 91. L'extrémité supérieure de chaque flasque 87 est repliée vers l'intérieur comme indiqué en 92 de manière
EMI4.6
à venir s'engager dans la gorge 9i d'un tronçon de la bague 31. (Fig. 10) quand les organes sont assemblés.
Chacun des flasques inférieurs 88 est analogue au flasque 8 de sorte que sa partie terminale 92. vient se loger dans la gor- ge d'un tronçon de bague voisin (Fig. 15). Des vérins à double effet 94 répartis sur la circonférence de l'ensemble sont disposés entre le dispositif de
EMI4.7
serrage supérieur et le dispositif de serrage inférieur 0¯. Chaque vérin présente des extrémités curvilignes 95 dirigées vers l'extérieur dans des directions opposées depuis.sa partie médiane, ces extrémités portant des touril-
EMI4.8
lons faisant saillie par des orifices médians 92 de paliers incurvés 2li (Fig. 20) et par des orifices alignés des bagues écartées 100 et 101. 1' assemblage étant assuré par les écrous 9fi±.
Chacune des bagues 100 et LU peut comporter des ailes latérales 102 soudées ou fixées d'une autre manière afin de former des profilés à U annulaires dirigés dans des directions opposées
EMI4.9
depuis les extrémités des vérins ±. Les flasques 8l et aa portent des bras opposés 103.et " dirigés vers l'intérieur (Fig. 15), qui viennent attaquer la face interne des bagues .00 et 101. de sorte que le mouvement axial de chacun des vérins de soulèvement et d'abaissement U est transmis par les flasques Z et à aux dispositifs de serrage 29. et 30..
Des tirants 105. ré-
<Desc/Clms Page number 5>
partis sur la périphérie du système et portant à leurs extrémités opposées des têtes 106 en forme de T sont disposés de manière à traverser des ori-
EMI5.1
fices du pont 27 de l'allège et des orifices -08 ménagés dans les entretoises horizontales inférieures 21 des flasques supérieurs qu (Fig. 16) Les orifices M7 et 112 ont même forme que les têtes 106. de sorte que la rotation des tirants 105 après introduction assure leur verrouillage.
Chacun des tirants 105 passe librement par des orifices ou fentes en aligne-
EMI5.2
ment 1Q1menages dans les entretoises horizontales du flasque inférieur la (Fig. 16). On voit ainsi que les tirants 05 peuvent être reliés de façon aisément amovible au pont 27. et aux flasques supérieurs 7 de manière à pouvoir se déplacer verticalement avec ces derniers. L'extrémité
EMI5.3
supérieure de chacun des tirants 1Q5. peut être maintenue en place, par rapport au système de serrage, par emboîtement dans un logement 1J.Q. (Fig. 17) ménagé dans une plaque ", du flasque supérieur 87,.
Un boulon de retenue transversal ,H2 traverse des orifices alignés de l'aile U2 du flasque et des pattes H. 3 écartées l'une de l'autre, soudées sur les ailes opposées du flasque 87 On voit que quand chaque boulon -13 est monté sur le flasque 87.et que l'écrou llà est serré., il obture le logement W. et maintient amo- viblement le tirant 105 dans une position convenable. Chacun des vérins de soulèvement et de rappel 94 peut être relié positivement à une source quelconque d'énergie hydraulique par le tuyau d'admission 115 et par un tuyau
EMI5.4
d'écoulement ll6 (Fig. 18) écarté du précédent. Chacune des bagues 180 et la des vérins peut être équipée de guides 118 écartés l'un de l'autre afin d'aider les plaques de guidage 76 et 78,lors de la mise en place du caisson dans l'ensemble.
On voit que les tirants 105 sont répartis sur la périphérie du système de manière à maintenir celui-ci dans une position convenable par rapport au pilot, à la colonne,au caisson, etc.. qui doit être enfoncé dans le sol, et que l'actionnement sélectif des différentes vannes provoque un soulèvement ou un abaissement du caisson ou le soulèvement ou l'abaissement de l'allège par rapport au caisson, selon les conditions de travail particu- lières rencontrées. En d'autres termes, la force dirigée vers le haut exer- cée sur le caisson par les vérins engendre l'application d'une force dirigée vers le bas sur l'allège. Inversement, une traction exercée vers le haut sur l'allège tend à abaisser le caisson, ce mouvement étant interrompu quand le caisson est enfoncé fortement dans le sol.
On comprendra que, lors du fonctionnement, les cylindres 48 et de même que les vérins de soulèvement et de rappel 94, sont reliés positivement par des vannes de commande à une source de pression hydraulique.
Ces vannes sont actionnées initialement de façon telle que les dispositifs de serrage supérieur et inférieur occupent leur position d'ouverture ou d' expansion totale, de sorte que le caisson 28 peut être introduit dans le sys-
EMI5.5
tème (Fig. z.5 ) . Les deux dispositifs de serrage 22.et 30.se trouvant dans leur position ouverte, les pistons 47 sont actionnés simultanément de manière à soulever les dispositifs de serrage supérieurs 29 jusqu'à leur position la plus élevée,comme montré en traits mixtes sur la fig. 15. En même temps
EMI5.6
les tirants 105 sont soulevés et amenée-à la position représentée sur la fige 16. Les dispositifs 29 sont alors resserrés pour venir en contact étroit par friction avec le caisson 28 sous la commande des vannes actionnant les
EMI5.7
pistons lJ:1.. et 62..
Ce mouvement contracte la bague supérieure 3. et applique les dents à des patins supérieurs ± en contact étroit avec le caisson 2,. Chacun des vérins 94 est alors actionné de manière à soulever les dispositifs de serrage inférieurs 30. qui peuvent reposer normalement sur les éléments
EMI5.8
en forme de consoles 112- Les dispositifs de serrage inférieurs 3Q sont alors refermés, de sorte que les patins inférieurs .1 viennent au contact du cais- son. Le dispositif de serrage supérieur 29 est ensuite relâché par l'action-
EMI5.9
nement en sens inverse des pistons A7 et 62..
Les dispositifs de serrage in- férieurs 30.enserrent maintenant fortement le caisson et les vérins de soulèvement 24. sont actionnés de manière à soulever l'allège 26. qui exerce de son côté une poussée dirigée vers le bas sur le caisson 28 jusqu'à ce que ce dernier atteigne le fond rocheux ou s'enfonce d'une distance prédéterminée
<Desc/Clms Page number 6>
dans le sol sous-marin. On voit qu'en répétant cette opération d'actionnement sélectif des vannes on peut abaisser pas à pas le caisson dans le sol ou l'en dégager. Quand les caissons, pilots ou autres organes de support sont enfoncés dans le sol, l'allège 26 peut en outre être soulevée au-dessus du niveau normal des vagues, de manière à supporter l'équipement pendant le forage.
Une fois cette opération terminée, l'allège peut être abaissée de manière à flotter sur l'eau et les caissons peuvent être soulevés de façon que l'allège et l'équipement soient transportés aisément jusqu'à un autre point de travail.
Les vérins de soulèvement 94 sont répartis sur la périphérie du système de manière telle que leur force de levage soit distribuée uniformément tout autour du caisson 28. afin d'assurer un soulèvement et un abaissement efficaces de celui-ci,et la puissance développée par chaque vérin est transmise à l'un des dispositifs de serrage supérieur et inférieur 29 et 30 ou aux deux., en fonction de l'actionnement sélectif des vannes de commande.
Chacun des vérins 94 est rappelé vers l'arrière après chaque course de soulèvement de manière à rapprocher les dispositifs supérieur et inférieur l'un de l'autre, quand ils ne sont pas maintenus dans une position fixe par coopération avec un organe de support tel que le caisson 21. Les tirants 105 sont montés à coulissement dans les orifices 107 du pont 27 et leur mouvement vers le haut est limité par coopération de la tête 106 avec ce pont.
Les tirants 105 peuvent être dégagés du pont par rotation de leur tête inférieure 106 pour l'amener en coïncidence avec l'orifice 107. On voit ainsi que ces tirants relient de façon amovible le système de vérins et de dispositifs de serrage à l'allège ou à toute autre plate-forme.
Le système de vérins et de dispositifs de serrage, bien que représenté ici en combinaison avec un caissson et une allège permettant un travail en mer, peut être utilisé efficacement pour des opérations sur terre quand il est nécessaire de déplacer axialement un élément par rapport à un autre au cours d'un mouvement pas à pas, en un minimum de temps, et avec un travail et une dépense très réduits.
Par ailleurs, au lieu d'un vérin à double effet, on peut prévoir d'autres dispositifs, convenables, comme un vérin simple, servant à soulever les dispositifs de serrage, tandis qu'un vérin séparé ou un dispositif mécanique peut être utilisé pour le rappel des dispositifs de serrage lors du fonctionnement de l'appareilo
Des modifications peuvent être apportées au mode de réalisation décrit, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention.
REVENDICATIONS
1. Appareil permettant d'enfoncer dans le sol des pilots, pieux colonnes, caissons, montants et ensembles de support analogues et de les en dégager, comprenant des patins ou sabots actionnés par pression et pouvant enserrer ou relâcher le support et un organe annulaire dans lequel sont montés ces patins actionnés par pression, caractérisé en ce que l'organe annulaire est formé de secteurs ou tronçons reliés par des dispositifs à faces inclinées dont la position peut être modifiée de manière à faire varier le diamètre de cet organe annulaire.
<Desc / Clms Page number 1>
The present invention relates to an apparatus for land or marine use, serving to drive piles, piles, columns, caissons, uprights and other support assemblies into the ground and to release them therefrom, and making it possible to move a base or base. platform.
According to the invention, there is combined with a base and a support column an improved mobile clamping system, which comprises clamping devices spaced apart, which can be brought together or separated from one another. Each device comprises a ring or annular member constituted by sections in the form of movably connected sectors and comprising elements with inclined faces allowing the peripheral adjustment of these sections, so as to vary the diameter of the ring.
Curved shoes or pads are articulated on the internal face of the ring so as to be able to move axially with respect to it.
The facing inner faces of the shoes or shoes and of the ring are provided with inclined surfaces cooperating together, so that the axial displacement of the ring automatically causes the radial displacement of the shoes relative to the rings, in order to apply them closely by friction against a column or a box, or to separate them radially.
The invention also relates to a system of jacks, which can be associated in the usual way with a spandrel or a floating platform with a view to carrying out drilling at sea, and which comprises upper and lower clamping devices of the aforementioned type carried by lightens it and designed so as to be applied in a removable manner against the external surface of a box, a pilot or any other member or suitable support assembly.
Each of the clamping devices comprises an annular member consisting of sections in the form of movably connected sectors and shoes or shoes of curvilinear shape distributed circumferentially on the internal face of the annular member. Furthermore, members are provided for movably connecting the pads to neighboring sections of the ring, so that during the axial displacement of this ring, the pads are not only moved by translation with it, but also radially so as to come to rest against a support assembly or to move away from it.
Cylinders distributed around the periphery of the system are placed between the upper and lower clamping devices, to which they are positively connected, so that these clamping devices can be moved axially as a single unit or separately.
Other features and advantages of the subject of the invention will become apparent on reading the description which follows, given with reference to the appended drawings given in a non-limiting way and in which:
Fig. 1 is a plan view with partial section of an improved clamping system as provided for by the invention.
Fig. 2 is a sectional view, taken substantially along line 2-2 in FIG. 1.
Fig. 3 is a sectional view, taken substantially along line 3-3 in FIG. 1.
Figo 4 is a plan view with partial section of part of the ring.
Fig. 5 is a detailed plan view of one of the pads or shoes.
Fig 6 is a rear view of Fig 5.
Fig. 7 is a corresponding front view thereof.
Figo 8 is a detail plan view showing a pad or shoe connected to a ring.
Figure 9 is a bottom plan view corresponding to FIG. 8
<Desc / Clms Page number 2>
Figure 10 is a sectional view, taken substantially along line 10-10 in FIG. 8.
Fig. 11 is a sectional view, taken substantially along line 11-11 in FIG. 1.
EMI2.1
'Fig. 12 is a sectional view, taken substantially along line 12-12 in FIG. 1.
Fig. 12a is a sectional view similar to FIG. 12 but concerning the lower clamping device.
Fig. 13 is a side view obtained looking in the direction of arrow 13 in FIG. 1.
Fig. 14 is a partial plan view of the area adjacent to the connection of the sections.
Fig. 15 is a sectional view, taken substantially along line 15-15 in fig. 16.
Fig. 16 is a side view similar to FIG. 15.
EMI2.2
The fridge 17 is a plan view with partial section, substantially along the line 17-17 in fig 150
Fig. 18 is a sectional view, taken substantially along line 18-18 in FIG. 17.
Fig. 19 is a sectional view of the upper U-profile of the cylinder.
EMI2.3
Fig. 20 is a sectional view of the upper ring of the cylinder
Fig. 21 is a sectional view of the upper end of the double-acting cylinder.
If one refers to the drawings, and folds particularly to figs.
15 and 16, it can be seen that the improved clamping system 25 is combined here with a base in the form of a floating spandrel 26 provided with a bridge 27. The column or the support pilot 28 is here in the form of a box designed so as to be able to be brought by the spandrel at a suitable point, in order to be driven into the ground during a drilling operation at sea. However, it goes without saying that the clamping system applies with as many efficiency both at sea and on land.
Each system 25 comprises an upper clamping device 29 and a lower clamping device 30 spaced vertically from the first (Fig. 15), these devices being designed so as to come into contact with the outer surface of the column 28 by friction and to be able to move it. be easily removed.
Each of the clamping devices includes a U-ring or iron
EMI2.4
annular ,,, (Fig. 1) preferably formed of three sections or sectors 32 33. and 3a. Each of these sectors is combined with a pair of clamping shoes or shoes 35 distributed over its circumference, which can be movably connected to the internal face of the sections by flexible elements 36 (FIG. 8). The elements 36 are connected to the upper parts of the sections
EMI2.5
and to the pads 35 by bolts 32. and washers 38. Likewise, the underside of each section and a neighboring pad are movably connected by the flexible elements 32. and the retention bolts Q.
Each of the flexible elements is of a suitable durable material such as rubber, etc., and allows independent movement of the ring relative to the pads or shoes 35 between predetermined limits, as well as radial or lateral displacement of the pads by. compared to the ring 31.
EMI2.6
The neighboring sections of the ring such as sections 32 and J1 (Fig. 2) each have at one end a shoulder of reduced thickness 4l.s provided with an orifice! J2- having an inclined face A3. The section 31 adjacent to the end 41 has the shape of a fork, so as to constitute spaced arms 4.4, provided with aligned holes A5 coinciding with the light orifice.
<Desc / Clms Page number 3>
EMI3.1
ment larger or wider 4. * so as to receive a connecting pin in the form of a key 4. It will be noted that the cooperation of the key 4,. with the vertical and inclined walls adjacent to the orifices 42. and 4S. will move the sections of the ring 3L to bring them closer or apart from one another so as to adjust the circumference and the diameter of the ring.
A suitable stopper or buffer 22 may be placed in the space formed between the arms 44 (FIG. 2) in order to limit the inward movement of the end 41 of the neighboring section. Each of the keys 46 is vertically movable and can be actuated by suitable actuators, for example by a hydraulically actuated piston 47, which is mounted so as to be able to move back and forth in the cylinder 48. (Fig. 3). At its lower end, the
EMI3.2
cylinder 4 $ is connected to an adjacent section of the ring 31 by a support flange 49 carrying an arm 5P directed upwards, -which can be brought back by welding in .il and on which is; articulated as indicated at 52 a forked arm directed downwards and starting from the cylinder.
The upper end
EMI3.3
The upper part of the piston 47 carries a forked head Li on which a bar 54 is articulated by means of a bolt 5¯5. Bar 5 ,. is welded onto an i6 stem. as indicated in 57. ' The bracket i6. Is preferably U-shaped and has two hanging side faces 51. It is fixed to the upper part of the key 46 by the bolts 59. The pressurized fluid can be introduced into the cylinder 48 by the supply pipe or conduit 60 (Fig. 13), which communicates with a suitable power source (not shown). The hydraulic fluid can be taken from the cylinder.
EMI3.4
liner 41 with an evacuation pipe or duct 1.
To allow the keys 4 to determine the diameter of the ring 3,1 ,. a horizontal auxiliary cylinder 62 is provided (Fig. 1), which can be mounted on a pair of horizontal arms 3 spaced vertically from each other (Fig. 11) and welded as shown in on a TI iron 6.i which is welded in turn as indicated in 6.é. on the external face of one of the sections (for example 32.) of the ring. The wire cylinder carries journals projecting from its opposite sides and engaging in orifices forming bearings of the arms fi%: A piston rod 2. is mounted so as to be able to undergo a reciprocating movement inside the cylinder o This rod is articulated as indicated in ZQ, on a tab 71 extending outwardly from the thinner end of the neighboring section 33.
(Figo 13) "The cylinder 2, and the associated members are held in place by the retaining flanges 22. and the bolts 7 which are implanted in the corresponding threads provided in the arms 63 when the members are assembled. fluid under pressure can be introduced
EMI3.5
pumped into the cylinder fi% through pipe or conduit 7,4 ,, and it can be discharged from there through pipe 75 (Fig. 13). It can thus be seen that, during the displacement of the piston rod 69 outwardly relative to the cylinder, the diameter of the base
EMI3.6
gue .: it increases inversely, when the pis'ton rod <9 moves inwards, the ring contracts.
The operation of the double-acting cylinder g is synchronized with that of the cylinder 41 so that when lifting the key 4 the sections 32 are simultaneously contracted so as to reduce the diameter of the ring. Conversely, when the keys are moved downwards to separate the sections of the ring, the piston
EMI3.7
, moves outward. We can see that the double-acting hydraulic cylinder Tp2 cooperates with the hydraulic cylinder $ 4 to vary the diameter of the ring ..: it according to the particular working conditions and the dimensions of the column, the upright, pilot, box , etc. .. with which the clamping system cooperates.
Each of the multi-piece rings is of a suitable durable material and is preferably U-shaped (Fig. 12). It bears on its internal face guide plates 76 distributed over its periphery and having upper ridges 77 inclined downwards to facilitate the engagement of a box 28 in the ring. The guide plates ± are arranged between the neighboring pads 35 of each of the sections of the
<Desc / Clms Page number 4>
ring (Fig. 1) and cooperate with similar guides 78 carried by the forked arms .., of each of these sections (Fig. 3), so as to ensure the guiding of the box 28 or the similar element during its penetration into the ring.
The internal face of each of the sections of the ring 31 has at points spaced from its periphery a notched portion or cavity 79 (Fig. 4) on each side of which are formed, at a certain distance from this notch, inclined surfaces 80. designed to cooperate with complementary inclined surfaces 81 extending outwardly from each of the pads 35 (Fig. 5).
These surfaces 81 diverge in a direction opposite to that of the inclined surfaces 80, so as to form wedges which, during a vertical or axial movement of the rings 31 not only drive the pads 35, but at the same time ensure the displacement. radial or lateral of these pads relative to the rings, so as to apply them closely by friction against the box 28 or to move them away.
The pads 35 have, on either side of the inclined surfaces.
EMI4.1
born 8 <, inclined parts 82 which cooperate with complementary inclined elements 83 provided on the internal face of the neighboring ring section, so as to allow the median inclined surfaces 80 to determine the radial displacement of the pads 35 relative to the ring ± during an axial movement of the clamping devices 22 and 30.
Each of the pads 35 has on its external face or before a
EMI4.2
median cavity, 6. which coincides with the cavity 79 of the ring 31. so that once the sections are assembled and connected by the flexible elements 36. and 39 and the bolts / il, they initially take the position shown
EMI4.3
in fig.
I09 the median inclined surfaces 81 of the pad being parallel to the neighboring surfaces U2 and sliding thereon, and the inclined surfaces 82 being in contact with the parallel inclined surfaces 83, so that the axial movement of the ring 31 causes, consequently of the 'coming into uniform contact of the inclined surfaces of the ring with the shoes 35 at several points spaced from their periphery, the radial displacement of the shoes outwardly, to apply them tightly by friction or clamping against the box or upright 28 ( Fig. 10).
The exposed face 85 of each of the pads 35 has ridges or teeth so as to ensure satisfactory retention on the part such as the box 28 or the like when the clamping device is pressed against it.
EMI4.4
The upper clamping device, formed by the ring 3 in several sections and by the pads 35 distributed over its periphery (Fig. 5), is connected to the lower clamping device 30, which is made of the same.
EMI4.5
by a ring 3 in several sections and by pads 3% by an upper flange and a lower flange 88. Each of the flanges can be rammed with parallel wings 89 spaced vertically (Fig. 16), which can be joined by horizontal spacers. 90. and 91. The upper end of each flange 87 is folded inwards as indicated at 92 so
EMI4.6
to come to engage in the groove 9i of a section of the ring 31. (Fig. 10) when the members are assembled.
Each of the lower flanges 88 is similar to the flange 8 so that its end portion 92 is received in the groove of a neighboring ring section (FIG. 15). Double-acting jacks 94 distributed over the circumference of the assembly are arranged between the
EMI4.7
upper clamp and lower clamp 0¯. Each jack has curvilinear ends 95 directed outwardly in opposite directions from its middle part, these ends bearing journals.
EMI4.8
lons protruding through middle orifices 92 of curved bearings 2li (Fig. 20) and through aligned orifices of the spaced apart rings 100 and 101. 1 assembly being ensured by the nuts 9fi ±.
Each of the rings 100 and LU may have side wings 102 welded or otherwise secured to form annular U-sections directed in opposite directions.
EMI4.9
from the ends of the cylinders ±. The flanges 8l and aa carry opposing arms 103. And "directed inward (Fig. 15), which attack the internal face of the rings .00 and 101. so that the axial movement of each of the lifting cylinders and lowering U is transmitted by the flanges Z and to the clamping devices 29. and 30 ..
Tie rods 105. re-
<Desc / Clms Page number 5>
left on the periphery of the system and carrying at their opposite ends T-shaped heads 106 are arranged so as to pass through ori-
EMI5.1
fices of the bridge 27 of the spandrel and of the holes -08 made in the lower horizontal spacers 21 of the upper flanges qu (Fig. 16) The holes M7 and 112 have the same shape as the heads 106. so that the rotation of the tie rods 105 after introduction ensures their locking.
Each of the tie rods 105 passes freely through holes or slots in line with
EMI5.2
ment 1Q1menages in the horizontal spacers of the lower flange la (Fig. 16). It can thus be seen that the tie rods 05 can be connected in an easily removable manner to the bridge 27. and to the upper flanges 7 so as to be able to move vertically with the latter. The end
EMI5.3
top of each of the tie rods 1Q5. can be held in place, relative to the clamping system, by fitting into a 1J.Q. (Fig. 17) formed in a plate ", of the upper flange 87 ,.
A transverse retaining bolt, H2 passes through aligned holes of the flange U2 of the flange and of the legs H. 3 spaced apart from each other, welded to the opposite flanges of the flange 87 It can be seen that when each bolt -13 is mounted on the flange 87. and that the nut 11 is tightened., it closes the housing W. and loosely maintains the tie rod 105 in a suitable position. Each of the lift and return cylinders 94 can be positively connected to any source of hydraulic power through the inlet pipe 115 and a pipe.
EMI5.4
flow 116 (Fig. 18) deviated from the previous one. Each of the rings 180 and the jacks can be equipped with guides 118 spaced apart from one another in order to help the guide plates 76 and 78, during the positioning of the box as a whole.
It can be seen that the tie rods 105 are distributed over the periphery of the system so as to maintain it in a suitable position relative to the pilot, the column, the box, etc. which must be driven into the ground, and that the Selective actuation of the various valves causes the box to be raised or lowered or the spandrel raised or lowered relative to the box, depending on the particular working conditions encountered. In other words, the upwardly directed force exerted on the box by the jacks generates the application of a downwardly directed force on the spandrel. Conversely, a pull exerted upward on the spandrel tends to lower the box, this movement being interrupted when the box is pushed strongly into the ground.
It will be understood that, during operation, the cylinders 48 and as well as the lifting and return cylinders 94, are positively connected by control valves to a source of hydraulic pressure.
These valves are initially actuated such that the upper and lower clamping devices occupy their fully open or fully expanded position, so that the box 28 can be introduced into the system.
EMI5.5
teme (Fig. z.5). With the two clamps 22 and 30 being in their open position, the pistons 47 are actuated simultaneously so as to lift the upper clamps 29 to their highest position, as shown in phantom in FIG. . 15. At the same time
EMI5.6
the tie rods 105 are raised and brought to the position shown in fig 16. The devices 29 are then tightened to come into close contact by friction with the casing 28 under the control of the valves actuating the
EMI5.7
pistons lJ: 1 .. and 62 ..
This movement contracts the upper ring 3. and applies the teeth to upper pads ± in close contact with the box 2 ,. Each of the cylinders 94 is then actuated so as to lift the lower clamps 30 which can rest normally on the elements.
EMI5.8
in the form of consoles 112. The lower clamping devices 3Q are then closed, so that the lower pads .1 come into contact with the box. The upper clamping device 29 is then released by the action-
EMI5.9
reverse direction of pistons A7 and 62 ..
The lower clamping devices 30 now firmly grip the box and the lifting jacks 24. are actuated so as to lift the spandrel 26, which in turn exerts a downward thrust on the box 28 to whether the latter reaches the rocky bottom or sinks a predetermined distance
<Desc / Clms Page number 6>
in the underwater soil. It can be seen that by repeating this operation of selective actuation of the valves, the box can be lowered step by step into the ground or released from it. When the caissons, pilots or other support members are driven into the ground, the sill 26 can further be raised above the normal wave level, so as to support the equipment during drilling.
Once this is done, the sill can be lowered to float on the water and the caissons can be lifted so that the sill and equipment can easily be transported to another working point.
The lifting cylinders 94 are distributed around the periphery of the system in such a way that their lifting force is distributed uniformly all around the box 28. in order to ensure effective lifting and lowering thereof, and the power developed by each. cylinder is transmitted to one of the upper and lower clamping devices 29 and 30 or to both, depending on the selective actuation of the control valves.
Each of the jacks 94 is returned to the rear after each lifting stroke so as to bring the upper and lower devices closer to one another, when they are not maintained in a fixed position by cooperation with a support member such as as the box 21. The tie rods 105 are slidably mounted in the orifices 107 of the bridge 27 and their upward movement is limited by cooperation of the head 106 with this bridge.
The tie rods 105 can be released from the bridge by rotating their lower head 106 to bring it into coincidence with the orifice 107. It is thus seen that these tie rods removably connect the system of jacks and clamping devices to the spandrel. or any other platform.
The system of jacks and clamps, although shown here in combination with a casing and a spandrel allowing work at sea, can be used effectively for operations on land when it is necessary to move an element axially relative to a another in a step-by-step movement, in a minimum of time, and with very little work and expense.
Furthermore, instead of a double-acting cylinder, other suitable devices can be provided, such as a single cylinder, for lifting the clamping devices, while a separate cylinder or a mechanical device can be used for recall of the clamping devices during operation of the device o
Modifications can be made to the embodiment described, in the field of technical equivalences, without departing from the invention.
CLAIMS
1. Apparatus for driving piles, piles, columns, caissons, uprights and similar support assemblies into the ground and removing them therefrom, comprising shoes or shoes actuated by pressure and capable of gripping or releasing the support and an annular member in which are mounted these pressure-actuated pads, characterized in that the annular member is formed of sectors or sections connected by devices with inclined faces whose position can be changed so as to vary the diameter of this annular member.