[发明专利]用于钻孔的水下钻探装置和方法

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。本发明还涉及一种根据权利要求10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定位在如湖、海或河流之类的基床的水体的基床上；钻探驱动器，其布置在服务平台上；和带有钻头的钻杆，其可以借助于钻探驱动器而被旋转地驱动。

水下钻探装置和钻探方法特别地用于在湖、海或河流的基床上形成基础或基桩，例如用于在海中锚定近海风电厂、潮汐能发电站的流动涡轮或油汽输送设施。

从EP2322724A1中己知一种水下钻探装置。在此钻探装置中，钻探驱动器定位在将要插入到湖、海或河流的基床中的管状基础元件的上卡箍(collar)上，在挖掘过程之后，所述基础元件仍然留在湖、海或河流的基床中。插入湖、海或河流的基床中的基础元件沿着一种布置在湖、海或河流的基床以上的套筒类线性导向装置而在服务平台上被导向。

在GB2448358A中描述另一种水下钻探装置。钻探装置包括一种带有多个中空支承脚的服务平台，通过其可以将固定桩引入到地面内，用于固定所述服务平台到湖、海或河流的基床上。

在DE4308856C1中描述一种用于形成管状深孔的装置和方法。装置包括一种借助于管旋转设备而旋转驱动的、且同时施加前进馈送力的钻管，其中为了挖掘钻芯物料，使用了一种管内钻探单元，其可以从悬挂在索缆上的钻管移入和移出。管内钻探单元可以固定在钻管上，并且通过钻管将其带入旋转钻探运动，且由此被驱动。

在DE2734185C2中描述了用利用一种可以固定在钻管上的旋转驱动器来形成管状孔的另一装置。

发明内容

本发明的目的是指示一种用于在水体的基床中形成孔的水下钻探装置和方法，其能使得特别经济地形成水下孔。

通过具有权利要求1特征的水下钻探装置和具有权利要求10特征的用于在湖、海或河流的基床上形成孔的方法，实现了本发明的目的。在各个从属权利要求中指示了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，服务平台包括导管，在其管内侧上布置至少一个线性导向装置，沿其引导所述钻探驱动器的至少部分以便是轴向可移动的，以及保持住所述导管从而使得可以调节它并且将它固定在服务平台的固定架中。

特别地利用根据本发明的水下钻探装置可以执行的根据本发明的方法，包括了以下方法步骤：将具有导管的服务平台放下并且定位在水体的基床上。带有钻头的钻杆被布置在导管中并且被轴向导向，其中借助于钻探驱动器而旋转驱动所述钻杆。在已经形成孔之后，利用导管将服务平台从水体的基床再次移开和抬升起。

由所述钻探驱动器沿服务平台的管状导向结构，即导管的内侧而受引导这一点上，可以看出本发明的第一基本思想。由此导管承担类似中间物/媒介物的功能，沿其引导所述钻探驱动器从而使得可以移动它。通过在导管内布置以及受引导的钻探驱动器，大面积地保护它不受例如湖、海或河流之类的水体的流动的外界影响。具体地，导管允许钻探驱动器在钻探进行的方向上的受导向运动。

为了引导钻探驱动器，导管包括了在导管的轴向上延伸的导向构件，所述引导构件形成为一种线性导向装置。线性导向装置可以具体地包括了在导管的轴向上延伸的导向凹槽，并且与钻探驱动器的相对应的导向元件协同工作。在这方面，优选地在钻探驱动器的外壳的外侧上设置钻探驱动器的导向元件，例如导向块(guide shoe)。

导管的线性导向装置确保了钻探驱动器在导管内的受引导的、专门的轴向运动。通过线性导向装置，可以保证钻探驱动器的外壳客户相对于导管的旋转，从而使得在钻探驱动器的旋转操作期间的反作用力，特别是旋转力可以被导管所吸收并且从其带走。

本发明的第二核心思想在于，导管在服务平台的固定架中可调节地安装，特别地轴向可移动和/或可旋转，从而使得，在形成孔期间、特别地在放下和抬升起或旋转期间，导管可以移动。根据本发明还提出，导管可以固定在固定架上。在导管固定的情况下，它被固定以避免相对于服务平台的基础主体的旋转运动和/或轴向运动。