NL1009998C2

NL1009998C2 - Method and device for installing interconnected vertical pipes in the ground.

Info

Publication number: NL1009998C2
Application number: NL1009998A
Authority: NL
Inventors: Hans Van Rij
Original assignee: Ooms Avenhorn Holding Bv; H Van Rij
Priority date: 1998-09-02
Filing date: 1998-09-02
Publication date: 2000-03-15
Also published as: AU5535999A; WO2000014374A1

Abstract

The invention relates to a method and an installation for vertically introducing a number of vertical, parallel pipes (15, 16) connected to one another into the ground, for example in order to form an underground heat exchanger or to form a pipe system for ground heating for the purposes of sterilisation or clean-up of the soil. The method comprises the following steps: a) anchoring a free end (8) of an uninterrupted pipe in or close to the ground surface, (b) guiding the pipe over a rounded insertion element (4), c) inserting the insertion element vertically into the ground while at the same time feeding the pipe form a stock holder (6), d) withdrawing the insertion element, leaving the pipe behind in the ground, e) moving the insertion element in a direction away from the anchoring point, and f) repeating steps b to e. An element for absorbing tensile forces or a support element is fixed to each horizontal pipe section to prevent the horizontal pipe section from kinking and to prevent the horizontal pipe section from being pulled into the substrate. The invention also comprises an installation (1) having a vertical guide (2) and an insertion element (4) which has a curved guide surface and is movable up and down along said vertical guide.

Description

Werkwijze en inrichting voor het in de grond aanbrengen van onderling verbonden verticale leidingenMethod and device for installing interconnected vertical pipes in the ground

De aanvrage heeft betrekking op een werkwijze en een inrichting voor het 5 verticaal in de grond aanbrengen van een aantal verticale, onderling verbonden parallelle vloeistoftransportbanen, omvattende de stappen van:.The application relates to a method and an apparatus for arranging a number of vertical, interconnected parallel liquid transport paths vertically in the ground, comprising the steps of :.

a) geleiding van de vloeistoftransportbaan langs een afgerond inbrengorgaan, b) het verticaal in de bodem inbrengen van het inbrengorgaan onder gelijktijdige toevoer van de vloeistoftransportbaan vanaf een voorraadhouder, 10 c) het terugtrekken van de vloeistoftransportbaan onder achterlating van de leiding in de bodem, d) verplaatsing van het inbrengorgaan, en f) herhaling van stappen b tot en met d.a) guiding the liquid transport path along a rounded insertion member, b) inserting the insertion member vertically into the ground while simultaneously supplying the liquid transport path from a storage container, 10 c) withdrawing the liquid transport path leaving the conduit in the ground, d ) displacement of the introducer, and f) repetition of steps b to d.

In de Nederlandse octrooiaanvrage nr. 1007903 ten name van aanvraagster is een 15 zonnecollector beschreven in de vorm van een in een wegdekoppervlak aangebracht leidingstelsel. Een deel van het leidingstelsel strekt zich ter weerszijden van de randen van het wegdek verticaal uit voor warmteuitwisseling met het onder het wegdek gelegen grondwater. Andere toepassingen van een verticaal gericht leidingstelsel in de grond zijn bodemverhitting voor sterilisatiedoeleinden of voor het verwijderen van 20 verontreinigingen. Hierbij wordt door het leidingstelsel een warmtetransportmiddel geleid zoals bijvoorbeeld water.Dutch patent application no. 1007903 in the name of the applicant describes a solar collector in the form of a pipe system arranged in a road surface. A part of the pipe system extends vertically on either side of the edges of the road surface for heat exchange with the groundwater located under the road surface. Other applications of a vertically oriented pipe system in the ground are bottom heating for sterilization purposes or for removing contaminants. A heat transporting medium such as, for example, water is passed through the pipe system.

Uit JP-59 041509 A is bekend om lussen drainagemateriaal in de grond aan te brengen door middel van een heen en weer beweegbare aanbrengstaaf, waarbij het strookvormige filtermateriaal vanaf een voorraadrol wordt aangevoerd. Deze methode 25 heeft als nadeel dat de horizontale filtermateriaalbanen tijdens het inbrengen aan relatief grote spanningen onderhevig zijn en in de ondergrond kunnen worden getrokken. Het is een doel van de onderhavige uitvinding te voorzien in een werkwijze voor het op snelle, doelmatige en op economisch verantwoorde wijze in de bodem aanbrengen van een stelsel uit een aantal verticale, onderling verbonden parallelle leidingen.From JP-59 041509 A it is known to apply loops of drainage material in the ground by means of a reciprocating application rod, wherein the strip-shaped filter material is supplied from a supply roll. This method has the drawback that the horizontal filter material webs are subject to relatively great stresses during insertion and can be drawn into the substrate. It is an object of the present invention to provide a method for the rapid, efficient and economically sound installation of a system of a number of vertical, interconnected parallel pipes.

30 Hiertoe is de werkwijze volgens de uitvinding gekenmerkt doordat de vloeistoftransportbaan een leiding omvat, waarbij een vrij uiteinde van de leiding in of nabij het grondoppervlak wordt verankerd, en waarbij aan een nagenoeg horizontaal leidingdeel dat grenst aan een eerste verticaal leidingdeel, een stemorgaan of trek- .100 9 9 9 8 2 opneemorgaan wordt aangebracht, voorafgaand aan het in de grond aanbrengen van een tweede, aan het horizontale leidingdeel grenzend, verticaal leidingdeel. Door de leiding onder een afgerond of gekromd geleideroppervlak te voeren dat vervolgens in de ondergrond wordt gebracht, worden opeenvolgende lussen leidingmateriaal met een 5 "stikbeweging" in de bodem aangebracht. Doordat het vrije uiteinde van de leiding is verankerd, blijft het uiteinde van de leiding op een nauwkeurig bepaalde positie gehouden, zonder dat dit in de ondergrond wordt getrokken. Om te voorkomen dat bij het inbrengen van het verticale leidingdeel, het aangrenzende horizontale leidingdeel knikt of dat dit de in de grond wordt getrokken, wordt hieraan het trek-opneemorgaan 10 bevestigd of wordthieronder een steunorgaan aangebracht, als bijvoorbeeld een afgeronde balk, waardoor drukverdeling over de ondergrond plaatsvindt en het in de grond trekken van het horizontale leidingdeel wordt tegengegaan.To this end, the method according to the invention is characterized in that the liquid transport path comprises a pipe, wherein a free end of the pipe is anchored in or near the ground surface, and in which a substantially horizontal pipe part adjacent to a first vertical pipe part, a voting member or pull - .100 9 9 9 8 2 receptacle is fitted prior to inserting a second vertical pipe section adjacent to the horizontal pipe section. By passing the conduit under a rounded or curved conductor surface which is then introduced into the substrate, successive loops of conduit material are applied in the soil with a "stitching movement". Because the free end of the pipe is anchored, the end of the pipe is kept in a precisely determined position, without it being pulled into the ground. In order to prevent the adjacent horizontal pipe section from kinking or being pulled into the ground when the vertical pipe section is introduced, the pull-receiving member 10 is attached thereto or a support member is arranged below, such as, for example, a rounded beam, so that pressure distribution over the substrate takes place and the horizontal pipe section is not pulled into the ground.

De werkwijze volgens de onderhavige uitvinding kan eenvoudig worden uitgevoerd met een aangepaste, op zich bekende hydraulische rupskraan voorzien van 15 een makelaar voor het inbrengen van verticale drainagestrippen in de bodem.The method according to the present invention can be carried out in a simple manner with an adapted hydraulic crawler crane, known per se, provided with a leader for inserting vertical drainage strips into the ground.

De inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze omvat een verticale geleider (makelaar) en een daarlangs heen en weer beweegbaar inbrengorgaan met een gekromd geleideroppervlak. Het inbrengorgaan kan bijvoorbeeld een diameter van 15 cm hebben en kan zijn voorzien van een scherpe snijrand voor het doorsnijden van de bodem. In een 20 uitvoeringsvorm is het inbrengorgaan ten minste halfcirkelvormig uitgevoerd zodat een geleidelijke kromming van de leiding wordt verkregen. Bij voorkeur is een voorraadrol voor de leiding op de inrichting aangebracht, bijvoorbeeld opgehangen aan de makelaar en is deze voorzien van middelen voor toevoer van de leiding naar het inbrengorgaan. De toevoerinrichting kan zijn gevormd door twee vrijlopende geleiderrollen waarbij de 25 leiding door de trekkracht die wordt uitgeoefend bij het inbrengen van de voorraadrol wordt afgerold. De toevoerinrichting kan eveneens elektrisch zijn aangedreven voor een actieve toevoer van leidingmateriaal naar de inbrengpositie van de leiding in de ondergrond.The device for carrying out the method comprises a vertical guide (broker) and a reciprocally movable insertion member with a curved guide surface. The insertion member may, for example, have a diameter of 15 cm and may be provided with a sharp cutting edge for cutting the bottom. In an embodiment, the insertion member is at least semicircular in shape, so that a gradual curvature of the pipe is obtained. Preferably, a supply roll for the conduit is mounted on the device, for example suspended from the broker and provided with means for supplying the conduit to the introducer. The feeder can be formed by two free-running guide rollers, the line being unrolled by the tensile force exerted upon insertion of the supply roll. The feeder may also be electrically powered for active feed of conduit material to the conduit insertion position into the substrate.

Een uitvoeringsvorm van de werkwijze en de inrichting volgens de onderhavige 30 uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de bijgevoegde tekening. In de tekening toont:An embodiment of the method and the device according to the present invention will be further elucidated with reference to the annexed drawing. In the drawing shows:

Fig. 1 een zijaanzicht van een inrichting volgens de onderhavige uitvinding, en 10 0 9 9 9 8 3Fig. 1 is a side view of a device according to the present invention, and 10 0 9 9 9 8 3

Fig. 2 een schematische weergave van een op een bepaalde diepte onder het maaiveld aangebracht verticaal leidingstelsel.Fig. 2 a schematic representation of a vertical pipe system arranged at a certain depth below ground level.

In figuur 1 wordt een rupskraan 1 getoond met een verticaal gerichte makelaar 2. Aan een hydraulisch in de makelaar 2 verplaatsbare drukstang 3 is een inbrengorgaan 4 5 bevestigd. Een flexibele leiding 5, bijvoorbeeld gevormd uit kunststof vloerverwarmingsbuis met een buitendiameter van 20 mm en een wanddikte van 3,4 mm, zoals verkrijgbaar van WTH Vloerverwarming B.V. te Dordrecht, NL wordt via een toevoerinrichting 7 van een voorraadrol 6 afgewikkeld bij het in de grond inbrengen van het inbrengorgaan 4. De leiding 5 is aan een eerste uiteinde 8 nabij het bodemoppervlak 9 10 verankerd door middel van een schematisch aangegeven verankeringsblok 10. De nagenoeg horizontale leidingdelen 11, 12 worden ondersteund door steunorganen 13, 14 om te voorkomen dat de horizontale delen 11,12 van de leiding in de ondergrond worden getrokken bij het inbrengen van het inbrengorgaan 4. De lengte van de verticale leidingdelen 15, 16 bedraagt tussen 1 en 40 meter, bij voorkeur ca. 10 meter. De afstand 15 tussen de verticale leidingdelen 15, 16 bedraagt bijvoorbeeld 15 cm. Voor een goede warmteoverdracht van de leidingdelen 15, 16 naar de ondergrond kunnen deze geribbeld zijn uitgevoerd. Indien de leiding 5 is gevormd uit een relatief flexibel materiaal kan deze tijdens het inbrengen aan één zijde worden afgesloten en worden gevuld met een drukmiddel zoals water of perslucht, zodat het dichtdrukken van de leiding wordt 20 voorkomen.Figure 1 shows a crawler crane 1 with a vertically oriented broker 2. An insertion member 45 is attached to a pressure rod 3 which can be moved hydraulically in the broker 2. A flexible pipe 5, for example, formed from a plastic underfloor heating pipe with an outer diameter of 20 mm and a wall thickness of 3.4 mm, as available from WTH Vloerverwarming B.V. in Dordrecht, NL is unwound via a supply device 7 from a supply roll 6 when the insertion member 4 is introduced into the ground. The pipe 5 is anchored at a first end 8 near the bottom surface 9 by means of a schematically indicated anchoring block 10. The substantially horizontal pipe sections 11,12 are supported by support members 13,14 to prevent the horizontal parts 11,12 of the pipe from being pulled into the substrate when the insertion member 4 is inserted. The length of the vertical pipe sections 15,16 is between 1 and 40 meters, preferably about 10 meters. The distance 15 between the vertical pipe sections 15, 16 is, for example, 15 cm. For good heat transfer from the pipe sections 15, 16 to the substrate, these can be ribbed. If the conduit 5 is formed of a relatively flexible material, it can be closed on one side during insertion and filled with a pressure medium such as water or compressed air, so that the conduit is pressed shut.

Zoals wordt getoond in figuur 1, kan aan het inbrengorgaan 4 een spuitmond 17 zijn bevestigd die via en niet-getoonde leiding wordt voorzien van een spoelvloeistof voor het inspoelen van het inbrengorgaan 4. Tevens kan het inbrengorgaan 4 zijn verbonden met een trilinrichting voor het in de ondergrond trillen daarvan, afhankelijk 25 van de weerstand van de grond.As shown in figure 1, a nozzle 17 can be attached to the insertion member 4, which is supplied via a pipe (not shown) with a rinsing liquid for rinsing the insertion member 4. The insertion member 4 can also be connected to a vibrating device for the insertion the ground vibrates, depending on the resistance of the ground.

Figuur 2 toont een uitvoeringsvorm waarbij de leiding 19 via trekelementen 22, 23, zoals bijvoorbeeld een kabel of een ketting, is verbonden met trek-opneemorganen 20, 21 die op de ondergrond 24 zijn geplaatst. Hierbij wordt de diepte waarop de verticale leidingdelen 19' onder de ondergrond 24 gelegen bepaald door de lengte van de 30 trek-opneemorganen 22, 23. Na het in de ondergrond aanbrengen van de leiding 19 kunnen de trek-elementen 22, 23 en de trek-opneemorganen 20,21 worden verwijderd.Figure 2 shows an embodiment in which the conduit 19 is connected via tension elements 22, 23, such as for instance a cable or a chain, to tension-receiving members 20, 21 which are placed on the ground 24. The depth at which the vertical pipe sections 19 'lie below the substrate 24 is herein determined by the length of the pull-receiving members 22, 23. After the pipe 19 has been fitted in the substrate, the pull elements 22, 23 and the pull receptacles 20, 21 are removed.

10 0 9 9 9 8 410 0 9 9 9 8 4

Hoewel de uitvinding is beschreven aan de hand van een rupskraan 1 met een enkele makelaar, kunnen eveneens meerdere makelaars worden toegepast om gelijktijdig een aantal verticale leidingen in de ondergrond aan te brengen.Although the invention has been described with reference to a crawler crane 1 with a single broker, several brokers can also be used to simultaneously install a number of vertical pipes in the ground.

10 0 9 9 9 810 0 9 9 9 8

Claims

A method for vertically applying a number of vertical, mutually connected, parallel liquid transport paths (15, 16) in the ground, comprising the steps of: a) guiding a liquid transport path along a rounded insertion member (4), b) vertically insertion of the insertion member into the soil with simultaneous supply of the liquid transporting path from a storage container (6), 10 c) withdrawing the insertion member leaving the liquid transporting path in the bottom, d) horizontal displacement of the insertion member, and e) repetition of steps b to d., characterized in that the liquid transport path comprises a pipe, wherein a free end (8) of the pipe is anchored in or near the ground surface, and wherein a substantially horizontal pipe part (11, 12) adjacent to a first vertical conduit section, a support member (13, 14) or pull-up member (20,21,22,23) is provided prior to being grounded installing a second vertical pipe section adjacent to the horizontal pipe section. 20

Device for carrying out the method according to claim 1, characterized in that the device comprises a vertical guide (2) and an insertion member (4) movable to and fro along the guide with a curved guide surface.

Device according to claim 2, characterized in that the insertion member (4) is at least semicircular.

Device according to claim 2 or 3, provided with a supply roller (6) for the pipe and with a supply device for supplying pipe to the insertion member. 100 9 998