CN103015895B - 水下工作组件以及用于锚定其的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水下工作组件和涉及一种用于锚定水下工作组件到湖、海或河流的基床中的方法。工作组件包括：可以放下的服务平台，和多个支承脚，安装所述支承脚从而使得它们可以在服务平台上调节，以用于定位在湖、海或河流的基床上，以及可以借助于作动缸相对于服务平台而移入和移出。为了改善锚定，提出至少一个支承脚相对于服务平台而旋转地安装，以及提出面向支承脚设置一种旋转驱动器，利用旋转驱动器而旋转驱动所述支承脚以用于旋拧入湖、海或河流的基床中。

Description

水下工作组件以及用于锚定其的方法

技术领域

本发明涉及一种特别地用于在水体的基床中产生孔的水下工作组件，具有：可以放下的服务平台；和多个支承脚，安装所述支承脚从而使得可以在服务平台上调节他们以用于定位在水体的基床上、以及可以借助于作动缸相对于服务平台移进和移出。

本发明还涉及一种用于将具有服务平台的水下工作组件锚定到位于水体的基床中的方法，其中将服务平台放下到水中，且利用多个支承脚定位在水体的基床上，其中借助于作动缸而调节了支承脚。

背景技术

一般的现有技术例如从EP2322724A1或GB2469190A是已知的。利用该已知的水下钻探装置，提供服务平台，其包括了在它的外侧上的可调节的液压支承。利用这些液压支承，可以用想要的方式将板形服务平台定向在如湖、海或河流这样的水体的基床上，其中可以补偿地面不平从而用于使服务平台变平。在完成钻探之后，与液压支承一起再次抬升起服务平台。

GB2448258A披露了一种用于锚定框架类承重结构的方法，所述框架类承重结构用于接纳和保持住水下涡轮。框架类承重结构由此包括了最初布置在缩回位置中的锚定桩。在将承重结构定位到湖、海或河流的基床上之后，锚定桩借助于可以放下和松开的旋转驱动器而被旋入湖、海或河流的基床中。旋转驱动器随后从承重结构中松开以及再次抬升起。承重结构和基桩根据他们的功能仍然留在湖、海或河流的基床上。

利用之前提及的根据EP2322724A1的服务平台，可以实现服务平台在湖、海或河流的基床上的可靠定向。在服务平台上工作期间，万一水下流量较大或万一操作力较大，则存在着用不想要的方式改变服务平台的位置的风险。在这种情况下，服务平台然后必须重新定位和定向。

发明内容

本发明的目的是指出一种水下工作组件和用于锚定水下工作组件的方法，利用其实现水下工作组件的特别可靠的定位和锚定。

一方面通过如下的水下工作组件，另一方面通过如下的方法实现该目的。一种水下工作组件，具体地用于在水体的基床中形成孔，具有：服务平台，可以将其放下，和多个支承脚，安装其从而使得可以在该服务平台上对所述支承脚进行调节以用于定位到该水体的基床上，以及可以借助于作动缸相对于该服务平台而移入和移出，其中相对于该服务平台而旋转地安装至少一个支承脚，和提供分配给该支承脚的旋转驱动器，利用其来旋转驱动该支承脚以用于旋拧入该水体的基床中；其中该支承脚配置成呈管状，该作动缸布置在该支承脚内。用于将具有服务平台的水下工作组件锚定到水体的基床中的方法，其中将该服务平台放下到水中，且利用多个支承脚放置在湖、海或河流的基床上，其中该支承脚借助于作动缸而受调节，其中提供分配给该支承脚的旋转驱动器，利用其来旋转驱动该支承脚以用于旋拧入该水体的基床中，其中该支承脚配置成呈管状，该作动缸布置在该支承脚内，借助于旋转驱动器而旋转至少一个支承脚到地面内，且该服务平台因而锚定到该水体的基床中。

根据本发明的水下工作组件，其特征在于：安装至少一个支承脚，从而使得它可以相对于服务平台旋转；以及提供了分配给支承脚的旋转驱动器，利用其来旋转地驱动所述支承脚以拧入水体的基床中。

本发明的核心思想在于，可以通过支承脚更好地锚定服务平台到湖、海或河流的基床中。为此，旋转地驱动了支承脚，从而使得他们可以拧入或钻入湖、海或河流的基床中。由此，除所施加的力矩之外，布置在支承脚上的作动缸还可以施加轴向力。总的说来，实现了水下工作组件在水体的基床上的总体更好地锚定。在具有这样一种用于将他们拧入的旋转驱动器的服务平台上，可以设置一个或多个单独的支承脚。为了这样的锚定，服务平台的所有支承脚都优选地形成为具有各自的旋转驱动器。

因为提供了布置在旋转地受驱动的至少一个支承脚的下侧上的切削构件，所以根据本发明的优选实施例改善支承脚到地面的拧入。由此切削构件特别地可以是带有切削齿的环形切削块。切削齿可以用可互换的方式布置在切削齿座中。

此外，根据本发明优选地，支承脚包括承重支承，切削构件被环形地定向且被布置在承重支承的下侧。由此，承重支承可以特别地包括水平的或大体上水平地布置的承重板，利用其可以将压缩力从服务平台传递到湖、海或河流的基床。在该承重支承以下，切削构件形成为环形，从而使得它可以在水平承重支承与泥土接触之前旋入泥土中。

此外，根据本发明，在支承脚上布置钻探螺旋是有利的。由此，钻探螺旋可以布置在支承脚的管状部分的内侧上、或优选地在外侧上。应归于螺旋形式，在旋转驱动所述支承脚的情况下，通过钻探螺旋在泥土方向上产生另一轴向力。这促进旋入以及改善了锚定。钻探螺旋可以连续具有多个缠绕(winding)或可以仅仅包括呈几部段而布置的部分缠绕。

本发明的优选实施例还在于支承脚包括基础元件和调节元件，其旋转地可靠地以及轴向可移位地安装在基础元件上。调节元件由此布置在优选地套筒形或管状基础元件中，以及可以借助于作动缸相对于那里而轴向移位。旋转地驱动了基础元件和调节元件，凭此经由用于扭矩传递的相对应的止动件条而可以实现由此旋转地牢固的连接。

根据本发明提出，为了扭矩传递，安装所述基础元件，从而使得它可以在基础平台上旋转，且包括由旋转驱动器的驱动轴杆驱动的齿轮元件。由此，旋转驱动器固定地布置在服务平台上。借助于旋转驱动器的驱动小齿轮以及可能地齿轮传动，将扭矩传递给基础元件上的齿轮元件，具体地环形齿轮。这样，相对于服务平台旋转地驱动所述基础元件。借助于相对应的夹带长条从基础元件向轴向可移动的调节元件传递扭矩。

此外，本发明的有利实施例在于支承脚配置成管状，以及作动缸布置在支承脚内。优选地，液压作动缸因此带保护地布置在支承脚内，且实现了支承脚的一种总体紧凑结构。

原则上，可以经由旋转驱动器专门将支承脚插入到湖、海或河流的基床中。本发明的特别优选实施例在于，在旋转驱动所述支承脚期间可以利用作动缸将轴向力施加到支承脚上。由此也可以实现支承脚在湖、海或河流的更硬的基床中的特别有效的钻入。

因为支承脚由接纳套筒所包围，所以根据本发明实现了一种特别受保护的装置。在移入状态，支承脚完全或至少大体上布置在包围接纳套筒中。接纳套筒优选地固定连接到服务平台上。

根据本发明的水下工作组件可以用于大部分各种目的以及在水下工作。根据本发明特别优选地在服务平台上提供支架用于接纳和保持住具有钻杆的钻探驱动器。因此，服务平台用作钻探装置，其中服务平台承受着钻探驱动器相对于湖、海或河流的河床的钻探扭矩。特别地对于这种钻探装置，将服务平台可靠地锚定在湖、海或河流的基床上是有益的。

根据本发明的方法，其特征在于，借助于旋转驱动器将至少一个支承脚旋入泥土中，且因而将服务平台锚定到水体的基床中。利用此方法，在水下工作组件的锚定期间可以实现之前描述的优点。

根据本方法的优选实施例，在借助于作动缸旋入期间可以将轴向力施加到支承脚上。由此可以改善支承脚的钻入。

给出另一有利的替换，其中将支承脚的调节元件插入直到水体的基床中的锚定深度，且随后通过借助于作动缸调节支承脚，来将服务平台相对于湖、海或河流的基床定向。因此在第一步骤中，将支承脚锚定于湖、海或河流的基床中。在已经通过借助于作动缸进行的旋入和可能辅助的推入到泥土中来将服务平台的所有支承脚插入湖、海或河流的基床之后，调节所述作动缸，从而使得服务平台实现想要的变平，特别是水平方向。

根据本发明还提出，利用服务平台和支承脚将水下工作组件从水体的基床中再次移开并且抬升起。因而，支承脚是水下工作组件的集成的部分，其中在服务平台上旋转地以及轴向可调节地容纳所述支承脚。支承脚不保留在湖、海或河流的基床中，而是利用服务平台再次抬升起。

附图说明

以下借助于附图中示意地示出的优选实施例来更详细地解释本发明，其中：

图1示出根据本发明的水下工作组件的透视图；

图2示出通过根据本发明的处于移入状态的水下装置的支承脚的纵剖面；

图3示出根据图2的处于钻出位置的支承脚的纵剖面；

图4示出具有移出的作动缸的根据图2和图3的支承脚的另一纵剖面；和

图5示出通过支承脚的横截面。

具体实施方式

根据图1，示出根据本发明的水下工作组件10的示例性实施例，其包括由钢支承构造出的服务平台12。服务平台12包括塔架类支架14，用于接纳一种针对具有钻探驱动器的钻杆的导管(未示出)、或一种可以借助于一种可以安放就位的钻探驱动器而插入地面的圆柱形基础元件。服务平台12还包括三个径向向外伸出的支承臂13，在其外端处借助于法兰板18固定了用于每个支承脚30的接纳套筒16。用于旋转驱动所述支承脚30的具有两个马达61的各相应旋转驱动器60布置在每个接纳套筒16的上侧处。

以下结合图2至5解释所述支承脚30的结构和功能。

支承脚30包括了管状基础元件32，沿其外侧安装了一种管状调节元件34，从而使得它可以轴向移动但是在旋转方面被牢固固定。在这方面，如从图5中可以看出，与扭矩传递相对应，在套筒形状的基础元件32的外侧上形成了径向伸出的外部长条33，其与可移动的调节元件34上的径向向内伸出的内部长条35相协同工作。

在调节元件34的下侧上，承重支承40具备板状基础板42。承重支承40包括缸部分41，在其下侧上布置一种具有可互换的切削齿47的环形切削构件46。部分螺旋状长条布置在缸部分41和用于形成钻探螺旋48的环形切削构件46的外侧上。

调节元件34从图2所示的支承脚30轴向布置在接纳套筒26内的状态移动到根据图3的位置。就此而论，借助于具有两个马达61的旋转驱动器60经由各个驱动轴杆62，旋转驱动了驱动小齿轮64。驱动小齿轮64与所连接的齿轮元件36啮合，齿轮元件36作为一种固定到支承脚30的基础元件32上的外圈齿轮。这样，借助于旋转驱动器60，将支承脚30的基础元件32设置为呈旋转运动。借助于外部长条33和内部长条35，将扭矩传递给可以轴向向外移动的调节元件34，从而使得这可以借助于切削构件46而旋入湖、海或河流的基床中。在示出的实施例中，这经由布置在支承脚30内在中心处的作动缸50而产生，而没有额外的轴向力。

在调节元件34已插入到湖、海或河流的基床中直到所需的锚定深度之后，根据图4将中心的作动缸50移出。作动缸包括圆柱形壳体52，其经由承重块56而连接到基础元件32。在示出的实施例中，调节缸50旋转地牢固可靠地连接到基础元件32。通过经由液压液源(这里未更详细地示出)馈送液压液体，活塞54被轴向移出。在活塞54的活塞杆55的悬空端/自由端处，布置了一种圆柱形定位元件57，其放置在承重支承40的基础板上的图4中所示的移出位置中。通过作动缸50的另一移出，可以相对于如湖、海或河流之类的水体的基床而抬升起服务平台12，且因而变平。具有它的基础元件32的支承脚30被相对于接纳套筒16而旋转地安装。接纳套筒16经由固定到服务平台12上的法兰板18而连接。

Claims (13)

1.水下工作组件，具体地用于在水体的基床中形成孔，具有

服务平台，可以将其放下，和

多个支承脚，安装其从而使得可以在该服务平台上对所述支承脚进行调节以用于定位到该水体的基床上，以及可以借助于作动缸相对于该服务平台而移入和移出，

其中

相对于该服务平台而旋转地安装至少一个支承脚，和

提供分配给该支承脚的旋转驱动器，利用其来旋转驱动该支承脚以用于旋拧入该水体的基床中；

其中该支承脚配置成呈管状，该作动缸布置在该支承脚内。

2.根据权利要求1所述的水下工作组件，

其中

提供一种布置在旋转驱动的该至少一个支承脚的下侧上的切削构件。

3.根据权利要求2所述的水下工作组件，

其中

该支承脚包括承重支承，和

该切削构件形成为环状，且布置在该承重支承的下侧上。

4.根据权利要求1所述的水下工作组件，

其中

钻探螺旋布置在该支承脚上。

5.根据权利要求1所述的水下工作组件，

其中

该支承脚包括基础元件和调节元件，调节元件旋转地牢固可靠地、并且轴向可移动地安装在该基础元件上。

6.根据权利要求5所述的水下工作组件，

其中

该基础元件可旋转地安装在该服务平台上，且包括由该旋转驱动器的驱动轴杆所驱动的齿轮元件。

7.根据权利要求1所述的水下工作组件，

其中

在该支承脚的旋转驱动期间，可以利用该作动缸施加轴向力到该支承脚上。

8.根据权利要求1所述的水下工作组件，

其中

该支承脚由接纳套筒所包围。

9.根据权利要求1所述的水下工作组件，

其中

在该服务平台上设置一种用于接纳和保持住带有钻杆的钻探驱动器的支架。

10.用于将具有服务平台的水下工作组件锚定到水体的基床中的方法，其中将该服务平台放下到水中，且利用多个支承脚放置在湖、海或河流的基床上，其中该支承脚借助于作动缸而受调节，

其中

提供分配给该支承脚的旋转驱动器，利用其来旋转驱动该支承脚以用于旋拧入该水体的基床中，其中该支承脚配置成呈管状，该作动缸布置在该支承脚内，

借助于旋转驱动器而旋转至少一个支承脚到地面内，且该服务平台因而锚定到该水体的基床中。

11.根据权利要求10所述的方法，

其中

在借助于该作动缸旋入期间，施加轴向力到该支承脚上。

12.根据权利要求10所述的方法，

其中

将该支承脚的一种调节元件插入到该水体的基床中直至锚定深度，和

随后通过借助于该作动缸来调节该支承脚，将该服务平台相对于该水体的基床定向。

13.根据权利要求10所述的方法，

其中

从该水体的基床中移开和再次抬起具有该服务平台和该支承脚的该水下工作组件。