[发明专利]用于形成孔的水下钻探装置以及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序所述的用于在水体的基床上形成孔的水下钻探装置。本发明还涉及根据权利要求14前序所述的用于在水体的基床上形成孔的方法。

背景技术

水下钻探装置包括：服务平台，可以将其放下以用于放置在湖、海或河流的基床上；钻探驱动器，其安装成可在服务平台上轴向移位；和带有钻头的钻杆，其可以经由钻探驱动器而被旋转驱动。

在用于在湖、海或河流的基床中形成孔的方法中，将水下钻探装置的服务平台放下到湖、海或河流的基床上，以及利用底部站立元件放置在湖、海或河流的基床上，以及一种带有钻头的钻杆经由固定在服务平台上的钻探驱动器而被旋转地驱动。

水下钻探装置和钻探方法具体地用于在湖、海或河流的基床中产生基础或基桩，例如用于将海风发电厂、潮汐能发电站的流量涡轮或油气输送单元紧固在海中。

利用在湖、海或河流的基床中形成钻孔的已知的水下钻探装置和方法，从孔中间断地收回松开的钻芯。由此，相对应的钻探方法需要很多资源，以及是时间密集的(time-intensive)。

发明内容

本发明的目的是便利实现用于在水体的基床上形成孔的水下钻探装置和方法。其便利了特别经济地产生水下孔。

通过具有权利要求1特征的水下钻探装置以及具有权利要求14特征的用于在水体的基床中形成孔的方法，根据本发明实现了该目的。在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，其特征在于：在钻杆中形成了输送通道，通过其可以将输送流体与挖掘的钻屑(drill cutting)一起向上输送；以及提供一种用于将输送流体与挖掘的钻屑一起传输的排放开口，经由其可以将输送流体与钻探驱动器上方所挖掘的钻屑一起排放到水下。

根据本发明的方法，其具体地可以利用根据本发明的水下钻探装置来执行，其特征在于，挖掘的钻屑与输送流体一起通过钻杆中的输送通道向上输送，以及经由钻探驱动器上方的排放开口而排放到水下。

从连续产生水下孔这一点上可以看出本发明的第一核心思想，其中挖掘的泥土材料经由钻杆内的诱发的流体流动而从孔中向上输送。由此，钻杆被设计为空心钻杆。输送流体可以特别地是来自在其底部形成有孔的湖、海或河流中的水。

本发明的第二核心思想是将输送流体与挖掘的钻屑一起输送到钻探驱动器上方，特别地是湖、海或河流的基床上方的区域中，以及在那里排放到周围的水中。然后，挖掘的钻屑沉淀在所形成孔的环境中的湖、海或河流的基床上。由此，在水中设置了位于钻探驱动器上方的排放开口。

根据本发明的水下钻探装置的基本方面和相对应的方法因此在于，没有将挖掘的泥土输送到水表面并且收回，而是替代地排放到水本身中。

优选地，可以将水下钻探装置的服务平台经由来自支承构件，特别地是来自船或浮动平台的索缆而放下到湖、海或河流的基床上。借助于所谓的脐带缆(umbilical)，在用于供应能量和/或例如一种用于驱动钻探驱动器的液压流体这样的流体的操作的期间，将服务平台连接到船或浮动平台上。在形成孔之后，可以经由索缆再次抬升起服务平台，且然后将其从湖、海或河流的基床处移开。为了放下和收回服务平台，可以在船或浮动平台上设置缆索绞车。

根据优选实施例，通过钻探驱动器引导钻杆。因此，可以通过钻探驱动器将输送流体向上输送到水中。特别地，钻探驱动器可以配置为一种包围着钻杆的回转工作台。

为了将挖掘的钻屑喷出到钻探驱动器上方的某一高度处，一种喷出线优选地布置在钻探驱动器上方。喷出线流体连接到可旋转钻杆的输送通道，并且蔓延到湖、海或河流的基床上，且优选地蔓延到水中的服务平台上方的预定最低高度处。喷出线优选地经由旋转联接器与可旋转的钻杆旋转地断开联接。对于甚至是与钻杆的旋转运动无关的挖掘的钻屑的排放，优选地将喷出线安装在服务平台上。喷出线优选地形成为一种从钻探驱动器向上延伸的刚性线(rigidline)。

根据本发明，优选地，可以沿服务平台将钻探驱动器放下到孔中。为了即使当将钻探驱动器和钻杆放下到孔中时，也使挖掘的钻屑很容易地喷出到湖、海或河流的基床的上方，则将喷出线设计成伸缩的是有益的。

因此，在钻探工序的过程中，喷出线可以向上延伸，以便将挖掘的钻屑喷出到湖、海或河流的基床之上和/或服务平台之上。