[发明专利]用于在水体的基床上钻孔的水下钻探装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于在水体或水域的基床(bed)中形成孔的水下钻探装置和方法。

背景技术

例如，可以使用这样一种钻探装置来产生用于海上风力工厂的基础或用于潮汐能发电厂的水下涡轮。

GB 2469190A公开了一种钻探方法，其中首先将服务平台放置在如湖、海或河流之类水体的基床上。带有接纳漏斗元件的导管布置在服务平台上。将钻具引入到导管中，然后放下到湖、海或河流的基床上以执行钻探。

从EP 23 22 724 A1中已知另外一种方法。在此水下钻探装置中，多个套筒状导管布置在服务平台上，其中已经布置了一种管状基础元件。管状基础元件经由放置就位的钻探驱动器而拧紧，在已经创建钻孔之后所述钻探驱动器从基础元件松开/释放。

在这些已知的钻探装置中，在服务平台上布置导管。由此限制了引导长度。

发明内容

本发明的目的是指示出用于在水体的基床中形成孔的水下钻探装置和方法，其中可以位置特别精确地并且可靠地形成孔。

一方面，通过一种具有权利要求1特征的水下钻探装置而实现该目的。另一方面，通过具有权利要求9特征的方法而实现该目的。在各个从属权利要求中指出本发明的优选实施例。

根据本发明的水下钻探装置，包括：服务平台，可以将其放下以用于定位在水体的基床上；导管，其安装在服务平台上，从而使得它可以旋转和被轴向移动以及调节；带有钻头的钻杆，其布置在导管内、且可以经由钻探驱动器驱动；和导管驱动器，其布置在服务平台上，用于将导管引入如湖、海或河流之类水体的基床中，其中导管包括滑动支承构件，用于减少导管插入期间在导管的外壳表面与湖、海或河流的基床的泥土材料之间产生的摩擦。

本发明的核心思想在于将导管至少部分地引入到湖、海或河流的基床内。为此，提供它自己的导管驱动器，利用其则可以旋转所述导管和/或将其压下到湖、海或河流的基床中。通过垂直振动或撞击运动，也可以发生插入。因而随后引导所述导管进入湖、海或河流的基床上是可能的，从而更长以及更好地引导钻具。由此滑动支承构件具有使导管的准确插入更容易的功能。特别地，在导管的旋入期间，因而，避免了由于导管的外壳表面与湖、海或河流的基床之间的摩擦而导致的服务平台相对于导管旋转的风险。因而减少了服务平台的直立脚上的扭矩支承必须消耗的力。另外，改进了服务平台与水体的基床的锚定。优选地，钻探驱动器布置在钻探管的内部，以及可以轴向移位和固定。

根据本发明的实施例，提供滑动支承构件，包括：至少一个馈送构件，用于馈送一种减少摩擦的流体到导管的外壳表面的区域中。馈送构件具有将所使用的减少摩擦的流体直接输送到介于导管的外壳表面与湖、海或河流的基床的泥土之间的所需要区域中的功能。例如，馈送构件可以配置为一种沿导管延伸的管状线系统。为了减少摩擦，可以使用合适的流体，例如含油液体、气体或还有例如斑脱土这样的非牛顿液体。

此外，优选地，馈送构件包括了布置在导管内的至少一个供应线，以及包括了在导管的壁内的至少一个出口开口。在此装置中，通过导管的壁保护了供应线。供应线由此可以在导管的内部空间中延伸，或者也可以被合并到导管的凹槽中。所述至少一个供应线连接到一个或多个出口开口，经由其可以将流体径向排放到外壳表面的区域中。出口开口可以延伸到导管的整个区域，但是出口开口优选地基本上布置在导管的下部区域中。

出口开口也可以形成为喷嘴或类似物，以便在压力下排出减少摩擦的流体。出口开口不必直接连接到供应线，而是作为替代也可以经由通道(passage channel)而连接到供应线，所述通道通过导管在径向上向外部延伸。

优选地提供连接到所述至少一个供应线的流体容器。例如流体容器可以在服务平台上或导管的上部区域中提供，或定位成与供应船上的服务平台远离。流体容器也可以包括多个分离的腔，其填充了根据需要引入到供应线内的不同流体。

根据本发明的优选实施例，提供至少一个泵，利用其可以将流体从流体容器输送到出口开口。通过所述至少一个泵，可以产生所需要的压力，利用其可以将流体从出口开口排出。位移泵或流量泵可以作为泵使用。

根据本发明，在导管的下边缘的区域中具有切削构件是有利的。切削构件具有便利导管插入水的基床中的功能。切削构件优选地配置为一种带有多个切削齿的环形齿轮，其利用导管的左或右旋转而切入地面。