提升装置及提升管桩的方法与流程

1.本发明涉及一种用于提升管桩的提升装置；该提升装置包括：包括中心线的起吊构件、以相对于彼此围绕中心线的角距离可移动地安装在起吊构件上的多个接合元件、及用于使各接合元件相对于起吊构件移动的致动器，其中接合元件可在中心线的纵向方向上沿起吊构件的各自导向装置而移动，这些导向装置相对于中心线倾斜，使得当接合元件在中心线的纵向方向上移动时接合元件在中心线的径向方向上移动。


背景技术：

2.这种提升装置可从wo 2014/084738中知悉。在操作状态下，将提升装置插入管桩的上端中，之后使接合元件朝向管桩的内壁向外移动使得它们抓持管桩。这允许提升装置提升管桩。该已知的提升装置适合于抓持具有完全或几乎完全呈圆形的截面的管桩。如果管桩具有椭圆形或略微椭圆形的截面或者如果管桩的刚度在不同的径向方向上发生变化，那么当把提升装置插入桩的上端中时接合元件中的一个或多个会有不充分的抓持来接合管桩的内壁。


技术实现要素：

3.本发明旨在提供一种具有可靠的抓持功能的提升装置。
4.为了此目的，将致动器在功能上互连，使得在操作状态下致动器使接合元件同时地移动，直到致动器中的第一致动器达到比致动器中的第二致动器的反作用力更高的反作用力，之后使致动器中的第二致动器进一步移动。
5.本发明的优点是在开始提升操作前所有接合元件将适当地与桩接合。各致动器的功能性互连导致自动抓持控制。
6.在一个实际的实施例中，致动器包括液压缸，这些液压缸包括彼此连通的各自的压力室。当液压泵给全部的液压缸提供油压时，将使各接合元件同时地移动。一旦接合元件中的第一接合元件与管桩的内壁接触，相应的液压缸会遇到增大的反作用力。如果接合元件中的另一个接合元件仍然可以自由地朝向内壁移动，则将使相应的液压缸进一步移动，因为油将自动地流动至提供较低的背压的压力室。
7.每个接合元件可具有包括外侧的楔形，该外侧是远离起吊构件朝向并且以大致平行于中心线的方式延伸。这意味着该外侧可以在平行于中心线的方向上移动。
8.在一个具体实施例中，将凸缘安装到起吊构件，用以当把包括接合元件的提升装置的至少一部分插入单桩中时与单桩的上端接触。这确保提升装置在待提升单桩中的明确位置。
9.每个接合元件可具备在接合元件一侧的弹性盖(覆盖物)，该一侧背离起吊构件。这种盖可由橡胶等制成。这些弹性盖提供接合元件与管桩内壁之间的适当的接合性能。此外，这些弹性盖在磨损和/或撕裂的情况下易于修复。应注意的是，接合元件的其余部分可由钢制成。
10.本发明还涉及一种借助于提升装置而提升管桩的方法；该提升装置具备起吊构件，该起吊构件包括中心线及多个接合元件，将这些接合元件以围绕中心线相对于彼此的角距离可移动地安装到起吊构件，其中接合元件可沿起吊构件的各自的导向装置而在中心线的纵向方向上移动，该起吊构件的导向装置相对于中心线倾斜，使得当使接合元件在中心线的纵向方向上移动时接合元件在中心线的径向方向上移动；其中该方法包括以下步骤：将提升装置插入管桩中，使各接合元件在其中它们也朝向管桩的内壁移动的方向上同时地移动，当接合元件中的第一接合元件产生高于接合元件中的第二接合元件的反作用力时使接合元件中的第一接合元件的移动停止，然而接合元件中的第二接合元件进一步移动。
11.当接合元件中的第二接合元件的反作用力达到预定水平时，可使接合元件中的第二接合元件停止。这预定水平可以是预设的最大容许水平。
附图说明
12.下面将参照通过举例而揭示本发明实施例的示意图，对本发明进行说明。
13.图1是根据本发明的提升装置的一实施例的透视图。
14.图2是与图1相似的视图，但示出了处于不同状态中的提升装置。
15.图3是如图1中所示实施例的俯视图。
16.图4是与图3相似的视图，但示出了如图2中所示的提升装置状态。
17.图5是如图1中所示实施例的剖视图。
18.图6是与图5相似的视图，但示出了如图2和图4中所示的提升装置状态。
具体实施方式
19.图1和图2示出了处于两种不同状态中的根据本发明的提升装置的一种实施例。图3和图4示出了处于各自状态中的提升装置1的俯视图。图5和图6提供了该提升装置的内视图，从而图解说明其功能。提升装置1是用于插入处于如图2、图4和图6中所示状态中的管桩或单桩(monopile)2的上端，并且被固定到处于如图1、图3和图5中所示状态中的单桩2，之后可以将单桩2提升。这种单桩2例如位于海底并且必须将其从海底移除。用于解释的原因，在图1、图2、图5和图6中未示出单桩2。
20.提升装置1包括起吊构件3，该起吊构件3具备可以被起重机(未图示)的吊钩所接合的吊眼4。提升装置1具有八个楔形的接合元件5，这些接合元件5以围绕起吊构件3的中心线cl的等角距离可移动地安装于起吊构件3。不同数量的接合元件5是可想到的。每个接合元件5可在中心线cl的纵向方向上沿起吊构件3的各自导向装置6移动。导向装置6相对于中心线cl倾斜。这迫使当接合元件5在中心线cl的纵向方向上移动的同时它们在中心线cl的径向方向上移动。楔形接合元件5背对起吊构件3各自外侧以大致平行于中心线cl的方式而延伸。因此，在使接合元件5相对于起吊构件3移动期间，这些外侧仍然平行于中心线cl。
21.图2、图4和图6示出了接合元件5处在它们的上位置(高位)的提升装置1的状态，并且图1、图3和图5示出了其中接合元件5处在它们的下位置(低位)的提升装置1的状态。在后者的状态中，与在前者的状态中相比，接合元件5位于与中心线cl的更大距离处，并且它们与单桩2的内壁接合，如图3中所示。
22.通过采用被安装到起吊构件3和各自接合元件5的液压缸7形式的致动器，可以使接合元件5相对于起吊构件3移动。液压缸7具有相对于起吊构件3中心线cl的倾斜方位，以便沿平行于相应导向装置6的各自直线而操作。图6示出了处于回缩状态中的液压缸7，图5示出了处于伸展状态中的液压缸7。每个液压缸7具有压力室8，当应当使液压缸7伸展时将油压入该压力室8中。所有液压缸7的压力室8彼此连通，如由图5和图6中的简化液压回路9所示。因此，当向液压缸7施加油压用以使接合元件5在起吊构件3的向外方向上移动时，所有压力室8中的油压将是大致相同的。用于收回液压缸7的油腔也经过液压回路11彼此连通。
23.提升装置1也具备凸缘10，该凸缘10具有相对于起吊构件3的固定位置。这允许当把提升装置1插入单桩2时提升装置1搁(被支撑)在单桩2上。
24.在把提升装置1置于单桩2内部(如图4中所示)之后，所有接合元件5将大致同时地移动直到第一接合元件与单桩2的内壁接触，这产生与仍然处在与单桩2内壁相隔一定距离处的剩余接合元件5相比更高的作用于相应液压缸7的反作用力。因而，剩余的接合元件5将被进一步驱动，直到下一个接合元件与单桩2的内壁接触，等。因此，在单桩2不是完全地圆柱形的情况下，在液压缸7的伸展状态中接合元件5在沿中心线cl的方向上的位置可以是不同的。
25.本发明并不局限于附图中所示且下文中所描述的实施例，在权利要求及它们的技术等同物的范围内该实施力可以不同的方式而变化。例如，液压缸可被替代的致动器所替换，将这些替代的致动器功能性互连以达到与如上所述的提升装置相同的功能。