CN114008293B - 钻孔装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钻孔装置，其特征在于，包括：桩，通过设置在船舶上的系泊施工装置下降到海床，船体的一部分根据上表面在垂直方向受压固定在所述海床的局部区域；驱动管，通过在所述桩上形成的通孔下沉到所述海床，将主体插入到海床地面，开挖完成后通过所述通孔回收；链条，一端固定在所述桩的一侧，另一端通过所述通孔引入，与所述驱动管一起插入到所述海床；以及钻头单元，在主体的前部设有钻头，所述驱动管的一端紧固在形成在所述主体的后部的紧固部上，所述链条的另一端与环绕所述主体的轴承连接的状态下将所述驱动管及所述链条插入到所述海床。因此，通过用钻头固定海床来防止链条缠绕在启动管上，保持桩的固定状态。

Description

钻孔装置

技术领域

所公开的技术涉及一种用于挖掘海床以安装固定到海床的系泊装置的钻孔装置。

背景技术

通常，用于在海中系泊离岸结构物的系泊装置有在海床上安装锚的系泊方法、安装打入桩的系泊方法以及张力腿平台(TLP)方法。

这些系泊装置通过系泊链与海上结构相连，起到支撑海上结构因波浪而产生的浮力的作用。因此，安装在海床上的系泊装置需要坚固和固定，以抵御台风和大浪。

参考韩国专利注册号第10-1859610(发明名称：系泊装置)，公开了一种使用钻头挖掘海床以牢固地固定桩并在其上插入链条以固定桩的技术。然而，该技术的问题在于，在钻头旋转的同时挖掘海床时，连接到钻头的链条缠绕在连接到钻头后部的驱动管上，从而阻止挖掘。

发明内容

要解决的技术问题

本发明是鉴于所述诸多问题而提出的，其目的在于，提供一种用于挖掘海床以安装固定到海床的系泊装置的钻孔装置。

技术方案

为了实现所述目的，根据本发明的一实施例的钻孔装置，其特征在于，包括：桩，通过设置在船舶上的系泊施工装置下降到海床，船体的一部分根据上表面在垂直方向受压固定在所述海床的局部区域；驱动管，通过在所述桩上形成的通孔下沉到所述海床，将主体插入到海床地面，开挖完成后通过所述通孔回收；链条，一端固定在所述桩的一侧，另一端通过所述通孔引入，与所述驱动管一起插入到所述海床；以及钻头单元，在主体的前部设有钻头，所述驱动管的一端紧固在形成在所述主体的后部的紧固部上，所述链条的另一端与环绕所述主体的轴承连接的状态下将所述驱动管及所述链条插入到所述海床。

为了实现所述目的，根据本发明的二实施例的钻孔装置，其特征在于，包括：驱动管，连接到系泊施工装置下降到所述海床，随着所述海床的挖掘而插入主体，完成挖掘后返回船舶；链条，与所述驱动管一起插入到所述海底；以及钻头单元，在主体的前部设有钻头，所述驱动管紧固在形成在所述主体的后部的紧固部上，所述链条与环绕所述主体的轴承连接的状态下挖掘所述海床，使得将所述驱动管及所述链条插入到所述海床。

有益效果

所公开技术的实施例可以具有包括以下优点的效果。然而，并不意味着所公开技术的实施例应包括所有，因此所公开技术的范围不应被解释为受其限制。

根据所公开技术的一个实施例，该钻孔装置具有在钻头单元挖掘海床时防止链条缠绕在驱动管上的作用。

此外，还具有通过径向挖掘海床来增加链条锚固力的作用。

另外，在驱动管回收后，将钻头单元固定在开挖的海床内壁上，具有牢固保持桩固定状态的作用。

附图说明

图1是本发明实施例的钻孔装置整体的侧视图。

图2是根据所公开技术的实施例的钻孔装置的立体图。

图3是根据所公开技术的实施例的多个钻头的侧视图。

图4是显示钻头单元和驱动管的连接结构的侧视图。

图5是示出紧固到钻头单元的驱动管的回收视图。

图6是示出钻头单元固定到海床内壁的视图。

具体实施方式

由于本发明可以有多种变化，可以有多种实施例，因此具体实施例在附图中示出并在详细说明中详细描述。然而，这并不旨在将本发明限制于特定实施例，而应理解为包括本发明的精神和范围内的所有修改、等同物和替代物。

如第一、第二、A及B等术语可用于描述各种组件，但组件不受这些术语的限制，仅用于将一个组件与另一个组件区分开来。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，第一部件可以被称为第二部件，类似地，第二部件也可以被称为第一部件。及/或包括多个相关列表项的组合或多个相关列表项中的任何一个。

除非上下文另有明确规定，否则本说明书所用术语中的单数表达应被理解为包括复数表达。而如“包含”等术语是指存在指定的特征、数量、步骤、操作、组件、部分或其组合，但一个或多个其他特征或数量、步骤操作组件、部分部件应当理解为这并不排除存在或添加的可能性。

在详细说明附图之前，需要说明的是，本说明书中对构成部分的分类只是对各构成单元所负责的主要功能的划分。即，可以将下面要描述的两个以上的组件组合成一个组件，或者对于每个更细分的功能，一个组件可以分成两个或更多个。

此外，下面将要描述的每个组成单元除了其负责的主要功能外，还可以额外执行其他组成单元的部分或全部功能，当然，每个组成单元负责的一些主要功能可以由其他组成单元排他性地执行。因此，应从功能上解释通过本说明书描述的每个组件的存在或不存在。

图1是本发明实施例的钻孔装置整体的侧视图，图2是根据所公开技术的实施例的钻孔装置的立体图。参照图1及图2，钻孔装置包括桩110、驱动管120、链条130以及钻头单元140。并且还包括旋转接头150。

桩110是通过链条连接到海上结构的系泊装置的一部分并且连接到设置在船上的起重机。此时，海上结构包括浮动风力涡轮机。船是用于将用作海上结构的系泊支架的桩110固定到海床上的船，使用起重机，将桩110安置在海床上的一点处，并且将壳体101降低到海床上，以将压力施加到桩110的上表面的方式将桩110固定到海床。壳体101在本体与龙门起重机连接的状态下运输，下降时可通过起重机的链条垂直下降。此时，首先下降的桩110设置在竖直线的下端。

另一方面，当下降到海床的桩110的上表面被壳体101在竖直方向上挤压时，主体的下表面被固定到海底。即，壳体的一部分可以通过埋入海床距海底预定深度来固定。由于壳体101本身的重量为几十吨以上，由于从壳体101传递的压力，桩110可能在预定程度上嵌入软海床中。

另一方面，桩110通过链条连接到海上结构并安装在海底以将海上结构固定在海上，并且可以具有一种桩的形状。例如，桩110可以使用通过设置在起重机中的链条下降到海床的打入桩。

驱动管120通过形成在桩110和壳体101中的通孔111下降到海底。多个通孔111形成在桩110和壳体101中，在固定到海床的状态下，驱动管120可以下降，驱动管120插入通孔111中，使得驱动管120可以插入其下方的海床地面。即，当在这种状态下固定到海床时，连接到驱动管120的钻头单元140挖掘接触的海床以挖掘到海床中，并且驱动管120插入到海床中。

另一方面，当使用一个驱动管120时，可以只形成一个通孔111，而当多个驱动管120连接时，可以形成多个通孔111。并且，根据驱动管120插入的情况或环境，通孔111可以形成为垂直于海床或形成为径向扩展。例如，当钻头单元140连接到一根驱动管120时，通孔111可以垂直或倾斜地形成。并且当钻头单元140分别连接到多个驱动管120被固定时，通孔111可以径向形成，使得每个驱动管120可以径向插入到海床中。

另一方面，当挖掘完成时，驱动管120被回收到通孔111。在一个实施例中，当挖掘在连接到钻头单元140的状态下进行并且被插入海床的预定深度并达到目标深度时，可在挖掘结束时从钻头单元140释放连接。并且驱动管120可以通过该装置通过壳体101的通孔111回收。即，桩110原样固定在海床上，只有打入管120穿过桩的通孔111，收回到壳体101的通孔中，并与壳体一起由起重机拉起。

另一方面，如上所述，钻头单元140分别连接到驱动管120的一端。并且驱动电机连接到驱动管120的另一端。即，随着驱动电机旋转驱动管120，连接到驱动管120一端的钻头140旋转以挖掘海床。在现有情况下，驱动电机设置在钻头的后部，并且在挖掘过程中存在将其一起插入海床的情况，在所公开的技术中，在将钻头单元140和驱动管120紧固之后，连接到驱动管120的驱动电机被操作以将旋转力传递到设置在钻头单元140前面的钻头。

链条130的一端固定于形成于桩110一侧的储存单元，另一端通过形成于桩110中的通孔111引入，并与驱动管120一起下降至海底被插入海床。当挖掘过程完成后收回驱动管120时，链条130停留在挖掘路径的空闲空间中，用于牢固地保持桩110的固定状态。由于链条130的一端固定在桩110上，另一端与驱动管120一起与钻头单元140连接，因此从完成挖掘的点到连接到桩110的点可以在保持预定张力的状态下固定。即，由于产生从海床深处拉起桩110的力，因此可以保持固定状态。

钻头单元140在主体的前部设有钻头。并且在主体的后表面上形成紧固部，驱动管120的一端紧固到紧固部。在紧固部中形成空间使得驱动管120的一端能够插入钻头单元140的后部，并且形成螺纹使得驱动管120的一端和紧固状态可以牢固地保持。并且驱动管120的一端可以形成有螺纹，该螺纹与紧固部的螺纹接合，从而能够插入紧固部中。即，驱动管120的一端可在旋转的同时被紧固到钻头单元140的紧固部。驱动管120的旋转可以使用如上所述的驱动电机。若驱动电机如此旋转紧固后继续运转，则驱动管120和钻头单元140一起旋转，从而使钻头能够挖掘海床。

另一方面，钻头单元140的主体包括轴承140a。轴承140a减少当与驱动管120连接的钻头单元140旋转时产生的摩擦力，并且链条沿着钻头单元140旋转而不会缠绕驱动管120，链条130连接到轴承140a。例如，链条130的另一端可以连接到轴承140a的一侧。钻头单元140可以在这种状态下挖掘海床以将驱动管120和链条130拖入海床。

另一方面，当驱动管120和链条130根据该过程在海床中插入预定深度时，驱动电机反向旋转以从紧固部取出驱动管120的一端。即，驱动管120可以通过通孔111回收。此时，链条130保持原样的连接状态，并且可以通过使用已经被挖掘的钻头单元140的主体作为锚而固定到位。

另一方面，根据本公开技术的钻孔装置还包括转环150。转环150用于在钻头单元140旋转时防止链条130扭曲或缠绕在驱动管120上。为了固定链条130的另一端，轴承140a需要单独的固定件，并且链条130和轴承140a可以通过使用转环150连接。例如，链条130的另一端可以悬挂在转环150的主体上以被固定，并且可以通过用形成在轴承140a的一侧上的紧固部紧固转环150来保持连接。

另一方面，根据所公开技术的实施例，固定至海床的桩110可设置有至少一个至多个的多个钻头单元140。在使用一个钻头单元140的情况下，由于海上结构相对较轻，当能够充分保持系泊状态时就可以使用，当海上结构的尺寸和重量较大时，可以将多个钻头单元140连接到桩上。

另一方面，当使用多个钻头单元140时，分别钻头单元140可以在围绕桩110径向展开的同时在海床中挖掘。如图1所示，挖掘路径可以径向扩展，并且可以根据该挖掘路径更牢固地固定使用过的钻头单元140和链条130。在一实施例中，当驱动管120恢复后由于波浪或外力在桩110中产生浮力时，插入到海床中的链条130被拉动并产生张力。并且，与链条130连接的钻头单元140也受力，此时，钻头单元140的主体后部嵌入开挖通道的内壁。即，驱动管120从紧固部出来的部分起到锚的作用，埋入海床的内壁中，从而产生强大的固定力。因此，可以防止桩110被提起。

另一方面，根据所公开技术的实施例，钻孔装置可以在不使用桩110的情况下将钻头单元140直接连接到系泊装置。在一个实施例中，可以包括连接到设置在建造系泊装置的船上的起重机并下降到海底的驱动管120、与驱动管一起插入到海床的链条130以及通过在驱动管120和链条130连接的状态下挖掘海床插入到海床的钻头单元140。并且钻头单元140还可包括轴承140a和转环150以防止链条130缠绕在驱动管120上。

另一方面，即使在不使用桩的情况下使用钻头单元140时，基本上，如参考图1及图2可以使用从少到多的多个钻头单元。即，当钻头单元140将驱动管120和链条130插入海床地面并且挖掘完成时，管120被回收并且仅将钻头单元140和链条130固定到海床地面，并且待连接的钻头单元140的数量可根据系泊装置的类型而变化。

图3是根据所公开技术的实施例的多个钻头的侧视图。参见图3，用于挖掘的钻头设置在钻头单元140的主体的前部。钻头单元140可设置有如图3所示的多个钻头301、302、303，以增加旋转期间的挖掘效率。分别钻头301、302、303相互等距排列，分别在旋转的同时挖掘海床。在一些情况下，用于与旋转钻头单元的主体分开地旋转多个钻头301、302、303中的每一个的电机可以单独设置，还可以通过在钻头301、302、303的表面上提供诸如金刚石的具有高强度的构件来操作以破坏海床。

图4是显示钻头单元和驱动管的连接结构的侧视图。参照图4，驱动管120的一端402紧固到形成在钻头单元140的主体的后表面上的紧固部401。由于当挖掘操作完成时驱动管120返回到壳体，当钻头单元140挖掘海床时驱动管120保持在连接状态，并且当挖掘完成时，钻头单元140保持在连接状态在挖掘终点处，只有驱动管120可以从紧固部401出来。如参考图1所述，紧固部401和驱动管端402可以利用驱动电机的旋转力联接，并且可以通过反转驱动电机的旋转方向来解除拧紧。

图5是示出紧固到钻头单元的驱动管的回收视图。参考图5，当钻头单元140在链条130和驱动管120连接的状态下挖掘海底地面501以形成预定深度的挖掘路径502时，驱动管120可以通过在船上反向旋转驱动电机来回收。驱动管120沿着在挖掘过程中形成的路径502返回到壳体的通孔111。并且钻头单元140和链条130原样固定到海床。

图6是示出钻头单元固定到海床内壁的视图。参见图6，在回收驱动管120之后，钻头单元140和链条130在被埋在海床中。然后，当桩110产生浮力时，可将钻头单元主体的后部嵌入开挖通道内壁的预定地点601中而被固定。即，挖掘完成后的钻头可以作为固定船舶的锚。根据本公开技术的实施例，由于根据固定对象使用至少一个至多个钻头单元140来挖掘海床，因此可以保持稳定的固定状态并牢固地保持固定强度.

为了帮助理解参照附图中所示的实施例描述了根据所公开技术的实施例的钻孔装置，这仅是示例，本领域普通技术人员可以由此而有各种修改和等同物。应当理解为其他实施例也是可能的。因此，所公开技术的真正技术保护范围应以所附权利要求书为准。

Claims (5)

1.一种钻孔装置，其特征在于，包括：

桩，通过设置在船舶上的系泊施工装置下降到海床，船体的一部分根据上表面在垂直方向受压固定在所述海床的局部区域；

驱动管，通过在所述桩上形成的通孔下沉到所述海床，将主体插入到海床地面，开挖完成后通过所述通孔回收；

链条，一端固定在所述桩的一侧，另一端通过所述通孔引入，与所述驱动管一起插入到所述海床；以及

钻头单元，在主体的前部设有钻头，所述驱动管的一端紧固在形成在所述主体的后部的紧固部上，所述链条的另一端与环绕所述主体的轴承连接的状态下将所述驱动管及所述链条插入到所述海床；

所述钻头单元为，当所述驱动管被回收时，后部根据所述链条产生的张力固定在挖掘的海床的内壁上。

2.根据权利要求1所述的钻孔装置，其特征在于，所述驱动电机与所述驱动管的另一端连接，随着所述驱动电机转动所述驱动管，连接到所述驱动管一端的所述钻头单元旋转以挖掘所述海床。

3.根据权利要求1所述的钻孔装置，其特征在于，多个钻头单元连接到所述桩上，所述多个钻头单元围绕所述桩呈放射状分布以挖掘所述海床。

4.一种钻孔装置，其特征在于，包括：

驱动管，连接到系泊施工装置下降到海床，随着海床的挖掘而插入主体，完成挖掘后返回船舶；

链条，与所述驱动管一起插入到海底；以及

钻头单元，在主体的前部设有钻头，所述驱动管紧固在形成在所述主体的后部的紧固部上，所述链条与环绕所述主体的轴承连接的状态下挖掘所述海床，使得将所述驱动管及所述链条插入到所述海床；

所述钻头单元为，当所述驱动管被回收时，后部根据所述链条产生的张力固定在挖掘的海床的内壁上。

5.根据权利要求4所述的钻孔装置，其特征在于，所述钻头单元为，当所述驱动管被收回时，所述后部根据所述链条产生的张力插入固定在所述海床的内壁上。