EP0301113B1

EP0301113B1 - Vorrichtung zum Abtrennen rohrförmiger Gründungspfähle unter Wasser

Info

Publication number: EP0301113B1
Application number: EP87110888A
Authority: EP
Inventors: Hans Kühn
Original assignee: Menck GmbH
Current assignee: Menck GmbH
Priority date: 1987-07-28
Filing date: 1987-07-28
Publication date: 1992-04-22
Anticipated expiration: 2007-07-28
Also published as: NO873377D0; EP0301113A1; DE3778542D1; NO873377L; US4856938A; JPH0678620B2; NO170894C; JPH01102127A; NO170894B

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abtrennen rohrförmiger Gründungspfähle unter Wasser, wobei die Wandung des Pfahls durch ein in dessen Innenraum eingebrachtes Trennwerkzeug durchtrennt wird.
Zur Ausbeutung von unter dem Meeresboden liegenden Rohstoffvorkommen werden schon seit längerem Bohr- und Förderinseln im offenen Meer aufgestellt, die in der Regel durch in den Meeresboden eingerammte, rohrförmige Gründungspfähle festgelegt werden. Derartige Gründungspfähle werden dabei je nach den Anforderungen entweder durch den Innenraum der rohrförmigen Bohrinselbeine oder durch um deren Fußbereiche angeordnete Pfahlhalterungen eingetrieben und danach meist durch Ausfüllen des Ringspalts zwischen dem aus dem Meeresboden herausragenden Pfahlende und der umgebenden Pfahlhalterung oder dem Bohrinselbein mit Beton mit der zu verankernden Struktur dauerhaft verbunden. Wenn nun die auf diese Weise ausgebeutete Lagerstätte erschöpft ist, wird die zu deren Ausbeutung benötigte Bohr- und Förderinsel vielfach nutzlos und zu einem störenden Hindernis für die Schiffahrt. Man hat daher schon einige kleinere, im flachen Wasser stehende und mit nur wenigen Gründungspfählen kleinen Durchmessers und geringer Wandstärke verankerte Strukturen dieser Art dadurch entfernt, daß die zugehörigen Gründungspfähle durch Unterwasser-Sprengungen dicht über dem Meeresboden zerlegt wurden. Dieses Verfahren ist jedoch bei in großer Wassertiefe verankerten Strukturen mit zahlreichen großkalibrigen Gründungspfählen hoher Wandstärke nicht mehr durchführbar, zumal derartige in erheblichem Umkreis alle Lebenwesen tötende Unterwasser-Sprengungen in verschiedenen Regionen bereits aus Umweltschutzgründen verboten wurden.
In einem anderen Fall wurde nach Entfernen der Produktionsplattform mittels eines auf der verbleibenden Struktur zentral angebrachten Kranes ein hydraulisch angetriebenes Trennwerkzeug durch die oben offenen Bohrinselbeine in die in deren Fußabschnitten geführten, in den Meeresboden eingetriebenen Gründungspfähle heruntergelassen, wo es sich an der Pfahlwandung selbst führte und in dieser einen zerspanenden Trennschnitt erzeugte. Diese Arbeitsweise erfordert jedoch die Anbringung eines Arbeitsgerüsts auf jedem Bohrinselbein und ist insgesamt sehr zeitraubend und aufwendig. Sie läßt sich überdies nicht für die größeren, in tieferem Wasser gegründeten Bohrinseln anwenden, da diese meist durch eine größere Anzahl von um jedes Bohrinselbein herum gruppierten Gründungspfählen verankert sind, die in an den Bohrinselbeinen angeordneten Pfahlhalterungen geführt und mit diesen nach dem Eintreiben durch Ausfüllen des Ringraumes mit Beton dauerhaft verbunden sind.
Aus der JP-A-56-159426 ist eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zum Abtrennen von Stahlrohrgründungspfählen, die aus dem Wasser herausragen, bekannt. Die Vorrichtung wird über dem Wasserspiegel auf das Rohrende aufgesetzt, so daß eine einfache optische Kontrolle beim Einfädeln in den Pfahl erfolgen kann. Eine in den Pfahl hineinragende, von einem Elektromotor verdrehbare Antriebswelle trägt das aus einem Schneidwerkzeug bestehende Trennwerkzeug. Das Trennwerkzeug kann hydraulisch gegen die Wandung des Pfahls gepreßt werden.
Nachteilig an dieser Vorrichtung ist, daß sie lediglich für über dem Wasserspiegel herausragende Pfähle verwendet werden kann. Eine Verwendung für große Wassertiefen schließt sich damit aus, da die Antriebswelle und damit die gesamte Vorrichtung unbeherrschbar lang ausgebildet sein müßte. Außerdem sind die teilweise empfindlichen Bauteile des Trennwerkzeugs an der frei nach unten hinausragenden Antriebswelle nicht geschützt, so daß leicht Beschädigungen an diesen Bauteilen beim Einführen der Vorrichtung auftreten.
Aufgabe der Erfindung ist es, ausgehend von der JP-A-56-159426 eine Vorrichtung zum Abtrennen rohrförmiger Gründungspfähle unter Wasser zu schaffen, bei der die Handhabung auch in großer Wassertiefe, insbesondere beim Abtrennen geneigter Gründungspfähle erleichtert wird und Beschädigungen an der Trennvorrichtung vermieden werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Vorrichtung zum Abtrennen rohrförmiger Gründungspfähle unter Wasser der eingangs bezeichneten Art mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 versehen.
Diese Vorrichtung kann am Kranseil eines Arbeitsschiffes abgesenkt und auf dem Oberrand des abzutrennenden, rohrförmigen Gründungspfahls so zentriert aufgesetzt werden, daß dabei das langgestreckte, abwärts vorstehende, den Tragschaft beabstandet umschließende Schutzrohr zentrisch mit hinreichendem Spiel in den Gründungspfahl hineinragt. Die Klemmvorrichtungen legen das Arbeitsgerät dann gegen die Umfangswand des Pfahles fest, so daß gleichzeitige eine Zentrierung und eine zuverlässige Halterung sowohl gegen vertikale und horizontale Bewegungen, als auch gegen etwaige beim Durchtrennen der Pfahlwandung auf das Schneidwerkzeug wirkende Drehmomente erzielt wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Vorrichtung sind in den Unteransprüchen 2 bis 8 beschrieben.
Bei Verwendung einer mit dem Arbeitsgerät unter Wasser abgesenkten elektro-hydraulischen Arbeitseinheit mit Hydraulikmotoren zum Verdrehen des Tragschafts oder des Werkzeugträgers sowie jeweils durch Elektromotoren angetriebene, entweder im geschlossenen Kreislauf mit einem mitgeführten Druckmittelbehälter verbundenen oder im offenen Kreislauf einfach Umgebungswasser ansaugenden Pumpen kann die Vorrichtung auch in sehr großen Wassertiefen ohne lange Druckmittelleitungen mit hohem Wirkungsgrad arbeiten. Wenn der vorteilhaft rohrförmige ausgebildete Tragschaft bzw. der Werkzeugträger am unteren Ende mit Schneidkanten ausgerüstet ist, können die im abzutrennenden Gründungspfahl abgesetzten Sinkstoffe beim Einführen des Tragschafts in den Innenraum des Gründungspfahls gleichzeitig gelöst und weggespült werden, so daß auch bei einem zunächst nahezu vollständig mit Feststoffen ausgefüllten Pfahl das Schneid- oder Brennwerkzeug auf die für den gewünschten Trennschnitt vorgesehene Tiefe eingeführt werden kann.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
Es zeigen:

Fig. 1: eine schematische Ansicht der an einem Tragseil auf einen an einem Bohrinselbein angebrachten Pfahl abgesenkten Vorrichtung,
Fig. 2: eine vergrößerte schematische Darstellung der Vorrichtung gemäß Fig. 1 in auf den Pfahl aufgesetzter Stellung,
Fig. 3: eine schlankere Ausführungsform der Vorrichtung in auf den tief in einer Pfahlhalterung liegenden Oberrand des Pfahls aufgesetzten Stellung,
Fig. 4: die Vorrichtung gemäß Fig. 3 in durch ein Bohrinselbein auf einen darin geführten Pfahl aufgesetzter Stellung,
Fig. 5: die Vorrichtung gemäß Fig. 4 in auf einem Gründungspfahl in einem senkrechten Bohrinselbein aufsitzender Stellung,
Fig. 6: einen Längsschnitt durch eine mit einer Unterwasser-Antriebseinheit versehene Vorrichtung,
Fig. 7: einen Längsschnitt durch eine ähnliche Vorrichtung mit offenem Druckmittelkreislauf,
Fig. 8: einen vergrößerten Längsschnitt des unteren Endes des Tragschaftes der Vorrichtung gemäß Fig. 2,
Fig. 9: einen vergrößerten Längsschnitt durch den unteren Abschnitt des Tragschaftes einer abgewandelten Vorrichtung,
Fig. 10: einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung mit Druckmittelzufuhr von einer entfernten Druckmittelquelle,
Fig. 11: einen teilweisen Längsschnitt durch eine abgewandelte Vorrichtung und
Fig. 12: eine schematische Darstellung einer auf den Rammpfahl abgesenkten Vorrichtung gemäß Fig. 10 mit daneben hängender Antriebseinheit.

Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Arbeitsgerät 1 wird am Kranseil 6 des Kranes 12 eines Arbeitsschiffes 7 neben einem Bohrinselbein 10 unter Wasser auf einen Pfahl 8 abgesenkt, der mit einer am Bohrinselbein 10 befestigten Pfahlhalterung durch eine den Ringspalt zwischen dem Pfahl und der Pfahlhalterung 9 ausfüllende Betonschicht 11 dauerhaft verbunden ist. Das Arbeitsgerät 1 besitzt eine elektro-hydraulische Antriebseinheit 5, die über ein von einer Winde 15 des Arbeitsschiffes 7 herabhängendes Umbilical 16 mit elektrischer Energie versorgt wird. Das Umbilical 16 enthält darüber hinaus in herkömmlicher Weise die erforderlichen Signal- und Steuerleitungen. Das Arbeitsgerät 1 weist ferner ein langgestrecktes, abwärts vorstehendes Schutzrohr 4 auf, durch dessen Innenraum sich ein Tragschaft 3 konzentrisch hindurcherstreckt, der an seinem herausragenden unteren Ende einen Werkzeugträger 2 trägt. Um das Schutzrohr 4 herum ist ferner ein Einführkonus 13 angeordnet. Die Länge des Arbeitsgeräts 1 ist so bemessen, daß es nach dem Einführen des konischen Werkzeugträgers 2 in die oberseitige Öffnung des rohrförmigen Pfahles 8 durch leichtes Absenken des Auslegers des Kranes 12 in die in Fig. 1 strichpunktiert dargestellte Stellung gekippt werden kann, ohne dabei mit der darüber am Bohrinselbein befestigten Pfahlführung 14 zu kollidieren. Aus dieser Stellung wird das Arbeitsgerät 1 dann in die in Fig. 2 dargestellte Stellung abgesenkt, wobei der Einführkonus 13 das Arbeitsgerät 1 selbsttätig auf dem Pfahl 8 so zentriert, daß sich die Stützplatte 17 auf dem Oberrand des Pfahles 8 aufsetzt. Durch an der Unterseite der Stützplatte 17 angeordnete, in radialer Richtung einwärts wirkende Anpreßzylinder 18 werden nun Klemmbacken 19, die bei der dargestellten Ausführungsform als Segmente des Einführkonus 13 ausgebildet sind, gegen die äußere Umfangswand des Pfahles 8 angepreßt, so daß das Arbeitsgerät auf diesem zentriert festgeklemmt ist und so auch etwaige aus dem Drehmoment eines an der Innenwand des Pfahles 8 arbeitenden Schneidwerkzeugs herrührende Kräfte aufnehmen kann.
Bei der in Fig. 3 dargestellten, abgewandelten Ausführungsform ist das Arbeitsgerät 1 schlanker ausgebildet, so daß es sich auf den tief in der Pfahlhalterung 9 liegenden Oberrand des Pfahles 8 aufsetzen kann. Bei dieser Ausführungsform sind innerhalb des Schutzrohres 4 um den Tragschaft 3 herum an der Fußplatte 17 befestigte Anpreßzylinder 20 vorgesehen, welche zugeordnete Klemmbacken 21 durch Öffnungen 22 im Schutzrohr 4 gegen die Innenwand des Pfahles 8 anpressen. In diesen und den folgenden Fig. wurden die zur Betätigung der Anpreßzylinder 20 erforderlichen, üblicherweise mit einem Hydrospeicher verbundenen Druckmittelzuleitungen, die Rückleitungen zu einem Druckmittelbehälter sowie die zugehörigen Umschaltventile aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt.
Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform ist das Arbeitsgerät 1 auf den Oberrand des tief unten im Bohrinselbein 10 geführten Pfahles 8 aufgesetzt und besitzt einen an der Oberseite der Antriebseinheit 5 angebrachten Kompensator 23, der an zwei Tragseilen 24 und 25 am Kran 12 des Arbeitsschiffes 7 aufgehängt ist. Das Umbilical 16 verläuft von der Winde 15 durch die hohle Kolbenstange 26 des Kompensators 23 zur Antriebseinheit 5. Der Kompensator 23 dient zum Ausgleich der Relativbewegungen zwischen dem fest auf dem Pfahl 8 ruhenden Arbeitsgerät 1 und dem sich im Seegang bewegenden Arbeitsschiff 7 bzw. dem Ausleger des Kranes 12. Der Kompensator 23 besitzt einen Zylinder 28, der durch einen mit der Kolbenstange 26 verbundenen Kolben 27 in eine obere Kammer 29 und eine untere Kammer 35 unterteilt ist. Die Tragseile 24 und 25 werden durch das Gewicht des Kolbens 27 und der Kolbenstange 26 straff gehalten. In den Kammern 29 und 35 befindet sich Wasser, das bei einer Aufwärtsbewegung des Kolbens 27 durch Öffnungen 30 im Zylinderdekkel 31 aus der oberen Kammer 29 entweichen und bei einer Abwärtsbewegung des Kolbens 27 umgekehrt durch diese Öffnungen 30 in die obere Kammer 29 einströmen kann. Die Öffnungen 30 sind so bemessen, daß sie der dem relativ langsamen Seegang entsprechenden Aufwärtsbewegung wenig Durchströmwiderstand entgegensetzen und diese praktisch ungehindert erfolgen kann. Wird dagegen das Arbeitsgerät 1 beim Einführen in das Bohrinselbein 10 versehentlich auf eine Kante aufgesetzt bzw. verkantet eingeführt, so daß es bei weiterem Ablassen der Tragseile 24 und 25 zunächst verharrt und dann plötzlich im freien Fall nachfällt, so wirken die Öffnungen 30 zusammen mit einem Ringspalt 32 zwischen dem Kolben 27 und der Wandung des Zylinders 28 stark hemmend und vermindern die Fallgeschwindigkeit des Arbeitsgeräts 1 soweit, daß die verbleibende Bewegungsenergie beim Abfangen der Masse von den Tragseilen 24 und 25 aufgenommen wird und das Arbeitsgerät den Abfangstoß ohne Schaden verkraftet.
Die untere Kammer 29 des Zylinders 28 besitzt Öffnungen 34, durch die Wasser ein- und ausströmen kann. Diese Öffnungen 34 müssen größer ausgelegt sein, als die Öffnungen 30, da zwar bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens 27 das Gewicht des ganzen Arbeitsgeräts über das Wasserpolster in der Kammer 29 auf den Kolben 27 wirkt, bei dessen Abwärtsbewegung jedoch nur das Gewicht des Kolbens 27 und der Kolbenstange 26. Diese Abwärtsbewegung darf nicht durch strömungsbedingte Verzögerungen verringert werden, damit die Tragseile 24 und 25 immer straff bleiben und sich nirgends verfangen können.
Da der Kompensator 23 mit der Antriebseinheit 5 direkt verbunden ist, ergibt sich eine größere Länge des Arbeitsgerätes 1 was zu dessen Führung vorteilhaft ist, da es dadurch stets in mindestens zwei Führungen 10a des Bohrinselbeins 10 geführt wird. Die Tragseile 24 und 25 sind in Fig. 4 um 90° verdreht dargestellt, um zu zeigen, daß sie neben dem Umbilical 16 verlaufen.
Bei der in Fig. 5 dargestellten Anordnung ist das Arbeitsgerät 1 in einem senkrechten Bohrinselbein 10 auf den Pfahl 8 aufgesetzt und trägt an seiner Oberseite ein Verlängerungsrohr 36 zur Erzielung der gewünschten Führungslänge. In die Tragseile 24 und 25 ist ein hydropneumatischer Kompensator 37 der in der deutschen Patentanmeldung P 35 46 277.9 der Anmelderin beschriebenen Art eingefügt. Hierdurch kann die Arbeitsweise des Kompensators 37 durch Unterwasserkameras optisch überwacht werden. Auch läßt sich die Bremswirkung durch Anpassung des Gas-Vorspanndruckes dem jeweiligen Gewicht des Arbeitsgerätes 1 besser anpassen. Diese Vorteile lassen sich jedoch nur erzielen, weil ein beim Auseinanderziehen des Kompensators durch eine aufstrebende Wellenbewegung auf das Arbeitsgerät 1 durch die hohe Gasvorspannung ausgeübte Zugkraft durch den Reibschluß der Klemmbacken 21 aufgenommen werden kann. Hierzu braucht nur der Druck des den Anpreßzylindern 20 zugeführten Druckmittels erhöht zu werden.
Das in Fig. 6 dargestellte Arbeitsgerät besitzt eine Antriebseinheit 5 mit geschlossenem Druckmittelkreislauf, die eine Reihe Pumpeneinheiten mit jeweils einer an einem Elektromotor 38 angeflanschten Hydraulikpumpe 39 aufweist, die jeweils über eine Verbindungsleitung 40 mit einem Hydraulikmotor 41 und über eine Verbindungsleitung 42 mit einem Druckmittelbehälter 43 verbunden ist. Der von den Hydraulikmotoren 41 über ein Getriebe 44 angetriebene Tragschaft 3 ist in der Antriebseinheit 5 einerseits in einem Lager 57 der Stützplatte 17 und andererseits in einem Lager 56 der Deckplatte konzentrisch gelagert. Die Antriebseinheit 5 besitzt eine die Stützplatte 17 mit der Deckplatte verbindende äußere Mantelwand 47 und eine zu dieser konzentrische Innenwand 46, die gegen die Tragplatte 17 und die Deckplatte jeweils durch vorgespannte Federvorrichtungen elastisch abgefedert ist. Die Pumpeneinheiten sind jeweils an der Innerwand 46 über deren Umfang verteilt im Ringraum zwischen dieser und der Mantelwand 47 über Tragvorsprünge 48 und elastische Stützelemente 49 angebracht. Im Ringraum 45 ist ferner eine mit einem Elektromotor 50 verbundene Wasserpumpe 51 angeordnet, die über eine Ansaugöffnung 52 und ein Filtersieb 52a Umgebungswasser ansaugt und dieses unter Druckerhöhung über eine Verbindungsleitung 53 einem weiter unten erläuterten Zweck zuführt. Die Elektromotoren 38 und 50 werden jeweils über im Umbilical 16 enthaltene elektrische Leitungen 54 und 55 vom Arbeitsschiff 7 mit elektrischer Energie versorgt.
Bei der in Fig. 7 dargestellten, abgewandelten Ausführungsform sind alle Elektromotoren 38 und 50 jeweils mit einer angeflanschten Druckwasserpumpe 79 verbunden, die über die Ansaugöffnung 80 und das Filtersieb 80a Umgebungswasser ansaugt und das Druckwasser über die Verbindungsleitungen 81 und 40 den Hydraulikmotoren 41 zum Antrieb des Tragschaftes 3 über das Getriebe 44 zuführt. Das Druckwasser tritt anschließend aus dem Auslaßstutzen 82 frei in die Umgebung aus, so daß sich insgesamt ein zur Umgebung offener Druckmittelkreislauf ergibt. Auch hier werden die Elektromotoren 38 und 50 über die im Umbilical 16 geführten elektrischen Leitungen 54 und 55 mit elektrischer Energie versorgt.
Bei der in Fig. 8 dargestellten Ausführungsform ist der Tragschafat 3 zusätzlich in einem am Schutzrohr 4 nahe dessen unterem Ende angeordneten Lager 58 zentrisch gelagert und an seinem freien Ende mit einem daran auswechselbar befestigten Werkzeugträger 2 verbunden, der sich unterseitig kugelig verjüngt und dort mit Schneidkanten 59 versehen ist. In seitlichen Öffnungen des Schutzrohres 4 sind Klemmbacken 61 ausschwenkbar gelagert, die durch zugeordnete Hydraulikzylinder 62 gegen die Innenwand des Pfahles 8 angedrückt werden können.
Falls der Innenraum des Pfahles 8 weitgehend durch im Laufe der Zeit abgesetzte und verfestigte Sinkstoffe gefüllt ist, die ein hinreichend weites Einführen des Tragschaftes 3 behindern, wird der Werkzeugträger 2 während des Einführens des Schutzrohres 4 in den Pfahl 8 über den Tragschaft 3 nach Art eines Bohrers angetrieben, um mittels der Schneidkanten 59 die abgesetzten Sinkstoffe zu lösen. Gleichzeitig kann über eine Verbindungsleitung 53 Druckwasser von der Wasserpumpe 51 zum Werkzeugträger 2 hinuntergeführt werden, um die Sinkstoffe aufzuweichen und diese nach dem Lösen über dem Durchgangskanal 60 des rohrförmig ausgebildeten Tragschafts 3 nach oben aus dem Pfahl 8 herauszuspülen. Die für den Eindringfortschritt benötigte Vortriebskraft wird durch das Eigengewicht des Arbeitsgeräts bewirkt. Da beim Abschälen der Sinkstoffschichten keine großen Drehmomente auftreten, brauchen die Klemmbacken 61 zur Verhütung eine Verdrehung des Arbeitsgerätes 1 und damit auch des Umbilicals 16 und der Tragseile 6 bzw. 24 und 25 nur leicht an die Innenwand des Pfahles angedrückt zu werden, so daß sie zwar das geringe Drehmoment durch Reibschluß aufnehmen, andererseits aber das Arbeitsgerät 1 unter seinem Eigengewicht entsprechend dem Eindringfortschritt selbsttätig nachsacken kann. Falls ein festerer Reibschluß erforderlich ist, können die Klemmbacken 61 natürlich auch jeweils kurzzeitig unter Stillsetzung des Tragschaftes 3 gelöst und nach erfolgtem Nachsacken des Arbeitsgeräts 1 wieder an die Innenwand des Pfahles 8 angedrückt werden.
Sobald das Arbeitsgerät 1 auf dem Oberrand des Pfahles 8 fest aufsitzt und durch die von den Anpreßzylindern 20 betätigten Klemmbacken 21 in zentrierter Stellung auf den Pfahl festgelegt ist, wird es im unteren Bereich des in den Pfahl 8 hineinragenden, langgestreckten Schutzrohres 4 durch die Klemmbacken 61 nochmals zentrierend an der Innenwand des Pfahles 8 fest abgestützt, so daß der Tragschaft 3 mit dem Werkzeugträger 2 nicht durch Vibrationen in seitliche Schwingungen versetzt werden kann. Wenn beispielsweise der Tragschaft 3 20 m in den Pfahl 8 hineinragt, könnten derartige Schwingungen bei fehlender seitlicher Abstützung im unteren Bereich des Schutzrohres das Durchtrennen der Pfahlwand beeinträchtigen oder sogar unmöglich machen. Die zur Versorgung der Hydraulikzylinder 62 erforderlichen Druckmittelleitungen 62a sind an der Innenwand des Schutzrohres 4 zur Antriebseinheit 5 geführt.
Auf dem Werkzeugträger 2 ist ein Werkzeugschlitten 64 in einer horizontalen Führung verschiebbar geführt. Auf dem Werkzeugschlitten 64 ist ein in Fig. 8 nur schematisch dargestelltes, als Schneidstahl ausgebildetes Schneidwerkzeug 65 angebracht, das bei der Verdrehung des Tragschafts 3 und des Werkzeugträgers 2 den gewünschten Trennschnitt in der Wandung des Pfahles 8 erzeugt. Das Schneidwerkzeug 65 kann durch Verschieben des Werkzeugschlittens 64 mittels eines hydraulischen Stellzylinders 66 stufenlos verstellt werden, um die Spandicke entsprechend dem Bearbeitungsfortschritt zweckentsprechend einzustellen. Zur Beobachtung des Trennschnittes am gesamten Umfang sind am Unterrand des Schutzrohres 4 innenseitig über dessen Umfang verteilt mehrere Unterwasserkameras 63 angeordnet. Stattdessen kann auch eine am Tragschaft 3 bzw. am Werkzeugträger 2 angebrachte, sich mit diesen mitdrehende Unterwasserkamera vorgesehen sein. Die aus Übersichtlichkeitsgründen in Fig. 8 nicht dargestellten Versorgungsleitungen der Unterwasserkameras können an der Innenwand des Schutzrohres 4 bzw. über den Tragschaft 3 und eine herkömmliche Schleifring-Drehverbindung zur Antriebseinheit 5 verlaufen.
Bei der in Fig. 9 dargestellten, abgewandelten Ausführungsform ist auf dem mit konischen Schneidkanten 59 versehenen Werkzeugträger 2 ein mittels eines hydraulischen Stellzylinders 78 in einer horizontalen Führung verstellbarer Werkzeugschlitten 67 angebracht, der einen Unterwasser-Gasflammen-Schneidbrenner 77 trägt. Der Stellzylinder 78 ist an einem Abstützblock 68 befestigt, an welchem ein weiterer Stellzylinder 69 für einen zweiten Werkzeugschlitten 70 angebracht ist. Dieser trägt ein Bohrgerät 71 mit einem über einen Hydraulikmotor 73 angetriebenen Bohrwerkzeug 72. Das über im Durchgangskanal 60 des Tragschafts 3 verlaufende Druckmittelleitungen 74 und 75 angetriebene Bohrgerät 71 dient zur Erzeugung eines Loches 76 in der Wandung des Pfahles 8, das den Ansatz der Schneidflamme zum Trennschnitt erleichtert. Dem Schneidbrenner 77 wird über eine Versorgungsleitung 102 Brenngas aus einem an der Antriebseinheit 5 mitgeführten, jedoch nicht dargestellten Gasbehälter zugeführt.
Anstelle der in den Figuren 8 und 9 dargestellten Schneid- und Brennwerkzeuge können je nach den Anforderungen des Einzelfalles auch andere Trennwerkzeuge, beispielsweise zum Flüssigkeits-Druckstrahlschneiden mit einem gegebenenfalls mit Abriebteilchen angereicherten Hochdruck-Wasserstrahl, bzw. zum elektrischen Abschmelzbrennen benutzt werden.
Bei der in Fig. 10 dargestellten, abgewandelten Vorrichtung ohne angebaute elektrohydraulische Antriebseinheit wird das Druckmittel von einer Kraftstation über Wasser über eine Versorgungsleitung 83, einen Verteiler 85 und Verbindungsleitungen 86 und 87 den Hydraulikmotoren 41 zugeführt und strömt dann über die Verbindungsleitungen 88 und 89, den Verteiler 85 und eine Versorgungsleitung 84 zu einem Druckmittelbehälter über Wasser zurück. Die Verbindungsleitungen 87 und 88 können dabei durch die Ventilvorrichtung 90 je nach Bedarf zur Stillsetzung des Antriebs abgesperrt werden. Die an ihrer Unterseite mit Anpreßzylindern 18 und als Segmenten des Einführkonus 13 ausgebildeten Klemmbacken 19 versehene Stützplatte 17 ist über einen Abstandsring 95 durch Schrauben 96 mit einer Tragplatte 91 fest verbunden und trägt an ihrer Unterseite wiederum das Schutzrohr 4. Die in der Tragplatte 91 bzw. der Stützplatte 17 angeordneten Lager 56 bzw. 57 verhindern im Zusammenwirken mit einem Ringbund 101 des Tragschaftes 3 vertikale Verschiebungen desselben. Diese zum Einsatz in mittleren Wassertiefen wirtschaftlich einsetzbare Ausführungsform führt zu einer leichteren und kürzeren Ausgestaltung des Arbeitsgerätes 1, was dessen Handhabung erleichtert.
Bei der in Fig. 11 dargestellten Ausführungsform wird das nur schematisch dargestellte Getriebe 44 direkt durch Elektromotoren 97 angetrieben. Zur Vergrößerung der Führungslänge ist dabei ein die Elektromotoren 97 umschließendes Verlängerungsrohr 36 bzw. ein Kompensator 23 gemäß Fig. 4 vorgesehen, wobei deren Außendurchmesser den jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden kann. Die Elektromotoren 97 werden über das Umbilical 16, den Verteiler 98 und Verbindungsleitungen 99 und 100 angetrieben.
Bei der in Fig. 12 dargestellten Anordnung wird das am Tragseil 6 des Kranes 12 eines Arbeitsschiffes 7 hängende Arbeitsgerät 1 gemäß Fig. 10 mit dem konischen Werkzeugträger 2 in die Öffnung des Pfahles 8 abgesenkt, der in einer Pfahlhalterung 9 am Fuß eines Bohrinselbeines 10 geführt ist. Neben dem Arbeitsgerät 1 hängt an einem weiteren Tragseil 94 des Kranes 12 eine elektrohydrdaulische Unterwasser-Antriebseinheit 5, der in Fig. 6 dargestellten Bauart, deren Hydraulikpumpen 39 über Verbindungsgleitungen 92 mit dem Verteiler des Arbeitsgeräts 1 verbunden sind. Die Antriebseinheit 5 wird über das Umbilical 16 vom Arbeitsschiff 7 mit elektrischer Energie versorgt. Auf diese Weise werden einerseits die bei langen, bis über Wasser reichenden Druckmittelschläuchen 83 und 84 wegen des erheblichen Strömungswiderstandes und der Viskositätserhöhung durch Abkühlung des Druckmittels im Meerwasser eintretenden Wirkungsverluste vermieden und andererseits wird durch die kurze Bauweise des Arbeitsgeräts 1 auch bei relativ kleinem Abstand der letzten Pfahlführung 93 über der Pfahlhalterung 9 noch ein Einführen des Arbeitsgeräts in den Pfahl 8 ermöglicht. Diese Arbeitsweise ist trotz der erforderlichen separaten Absenkung der Antriebseinheit 5 in vielen Fällen vorteilhaft.

Claims

Vorrichtung zum Abtrennen rohrförmiger Gründungspfähle unter. Wasser, mit einem auf dem Oberrand des abzutrennenden Pfahles (8) aufsetzbaren Arbeitsgerät (1), einem in den Innenraum des Pfahls abwärts vorstehenden Tragschaft (3) und einem am Tragschaft angebrachten Trennwerkzeug (65, 77), wobei das Arbeitsgerät Klemmvorrichtungen (18, 19, 20, 21) zur Festlegung gegen die Wandung des Pfahls und Vorrichtungen (39, 41, 97) zum Verdrehen des Trennwerkzeuges aufweist und das Trennwerkzeug an einem Werkzeugträger (2) bzw. am Tragschaft (3) durch einen zugeordneten Stellzylinder (66, 69) in im wesentlichen radialer Richtung ausfahrbar oder ausschwenkbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennwerkzeug aus einem Schneid- (65) oder Brennwerkzeug (77) besteht und ein den Tragschaft (3) beabstandet umschließendes, mit hinreichendem Spiel in den Pfahl einführbares Schutzrohr (4) vorgesehen ist, wobei am Schutzrohr (4) mindestens eine durch einen Anpreßzylinder (62) gegen die Innenwand des Pfahls (8) pressbare Klemmbacke (61) angebracht ist und ein Einführkonus (13) unterseitig um den Tragschaft (3) herum angeordnet ist, der in der Betriebsstellung den gegen eine Stützplatte (17) anliegenden Oberrand des Pfahls (8) außenseitig umschließt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragschaft (3) ar Arbeitsgerät (1) starr befestigt ist und an seinem unteren Ende einen koaxial verdrehbar gelagerten Werkzeugträger (2) trägt, der durch mindestens einen dicht dabei am Tragschaft (3) angeordneten Hydraulikmotor mit durch den Tragschaft (3) geführten Versorgungsleitungen antreibbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragschaft (3) bzw. der an diesem angeordnete Werkzeugträger (2) Schneidkanten (59) oder Düsen zum Lösen von im Innenraum des Pfahls (8) abgesetzten Sinkstoffen aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine von einer Wasserpumpe (51) zum unteren Ende des Tragschafts (3) bzw. Werkzeugträgers zu führende Spülleitung (53) zum Fortspülen gelöster Sinkstoffe durch den rohrförmig ausgebildeten Tragschaft (3) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem des Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragschaft (38) sowie das Schutzrohr (4) teleskopartig längenverstellbar oder durch mindestens ein lösbar anzubringendes Verlängerungssegment längenveränderbar ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß hydraulische Antriebsvorrichtungen mit mindestens einem durch ein oder mehrere Pumpen (39, 79) anzutreibendem Hydraulikmotor (41) zum Verdrehen des Tragschafts (3) oder des Werkzeugträgers (2) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Hydraulikmotor (41) mit einer oder mehreren im Arbeitsgerät (1) angeordneten Wasserpumpen (79) zur Druckerhöhung von angesaugtem Umgebungswasser verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Elektromotoren (38), die mit den Hydraulikpumpen (39) bzw. Wasserpumpen (79) verbunden sind, sowie die Hydraulikpumpen (39) bzw. Wasserpumpen (79) und gegebenenfalls auch die Druckmittelbehälter (43) in der Arbeitseinheit (5) mindestens in vertikaler Richtung beidseitig abgefedert sind.