СПОСОБ УСТАНОВКИ КРЕПЕЖНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НА МОРСКОМ ДНЕ
METHOD FOR ERECTION OF FIXTURES ON SEA BOTTOM

Изобретение относится к области строительства морских гидротехнических сооружений, а именно к строительству нефтегазопромысловых морских стационарных платформ, установки буев и свай, прокладки и закрепления подводных кабелей, трубопроводов различного рода, датчиков мониторинга параметров моря.
Известен способ установки свай в направляющие основания морской платформы (А.С. №1656070, МПК Е02В 17/00, опубл. 15.06.91), при котором с помощью подъемно-транспортного средства каждую сваю заводят в конусную воронку направляющей, жестко связанной с основанием морской платформы, при этом с помощью направляющего устройства, корпус которого устанавливают на направляющих элементах основания с возможностью перемещения и фиксации в заданном положении, осуществляют соосное положение направляющей для сваи, сваи опускают до обеспечения рабочего положения.
Известное техническое решение является довольно сложным и не является универсальным, т.е. имеет ограниченное применение.
Наиболее близким техническим решением является морская платформа и способ ее сооружения (патент РФ №2090699, МПК Е02В 17/00, 17/02, опубл. 20.09.97.) Способ заключается в том, что предварительно внутри защитной конструкции монтируют сваи и доставляют их совместно с защитной конструкцией на место установки, после чего копром с поверхности воды забивают сваи в морское дно внутри защитной конструкции.
Данное техническое решение является сложным, требует больших трудозатрат, потери времени при установке свай.
В основу изобретения поставлена задача - создать простой, мобильный с расширенными функциональными возможностями способ для забивки свай и других крепежных элементов в морское дно без больших трудозатрат.
Данная задача решается за счет того, что в способе установки крепежных элементов на морском дне, заключающемся в забивке крепежного элемента, согласно изобретению, забивку осуществляют магнитно-импульсным полем под водой.
Кроме того, величину магнитно-импульсного поля регулируют в зависимости от размеров забиваемого элемента.
На фиг.1 представлена установка, реализующая данный способ.
На фиг.2 представлена установка в экспериментальных условиях.
На фиг.3 представлена динамика процесса забивки дюбеля в воде.
Устройство состоит из магнитно-импульсной установки (МИУ)1, соединенной изолированным кабельным подводом 2 с индуктором 3. На индукторе 3 закреплен боек 4 для забивки свай или других крепежных элементов. Индуктор расположен в ударной головке 5, 6 - крепежный элемент, забиваемый в предполагаемый грунт 7.
Магнитно-импульсная установка 1 может располагаться на поверхности воды и силовым кабелем 2 соединяться с индуктором 3. При разряде МИУ 1 магнитное поле индуктора 3 (в т.ч. через воду) действует на боек 4 и крепежный элемент 6. Импульсная отдача на индуктор гасится толщиной водяного столба над индуктором, т.е. жесткой опоры не требуется. Далее под собственным весом индуктор опускается вслед за забиваемым крепежным элементом. И цикл забивки крепежного элемента повторяется.
Возможен вариант использования погруженной МИУ в воду, что позволяет сократить протяженность силового кабеля.
Данный способ был опробован в экспериментальных условиях.
Проверка осуществлялась при выполнении операции забивки стержня в доску, толщиной 15 мм. Индуктор ⌀ 100 мм с числом витков n=20 располагался в ударной головке 5. Толщина водяного столба над ударной головкой h=250 мм и h=500 мм Стержень пробивал доску при W=0,7 кДж, при этом «отдача» головки была минимальной до 2-3 мм.
Сложность забивки крепежных элементов под водой связана с невозможностью разгона ударной массы без наличия жесткой опоры. Предлагаемый способ состоит в том, что силовой удар создается импульсным магнитным полем, «отдача» ударной головки минимальная, что очень важно при работах под водой.
Предлагаемый способ не имеет ограничений по глубине использования, может применяться как на глубине 100 м, так и 1000 м. Величину магнитно-импульсного поля возможно регулировать, что позволяет забивать различные крепежные элементы. Конструкция проста и мобильна. Минимальна трудоемкость подготовки и реализации способа.