CN116685427A - 钻孔设备及其在液体储存罐中的使用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种壁钻孔设备，该壁钻孔设备包括圆柱形的盖筒部(12)和钻套管(13)，圆柱形的盖筒部围绕钻头(11)的纵向部分固定，并且具有直径D，当对壁(6，8，10a，10b)进行钻孔时，盖筒部(12)在钻套管中至少在长度L上滑动，所述钻套管(13)和盖筒部(12)以根据ISO 8015标准限定的滑动配合H7g6来安装，并且钻套管(13)与盖筒部(12)之间的摩擦系数至多为0.2(能通过根据ASTM G77标准的标准化方法测量的系数)。

Description

钻孔设备及其在液体储存罐中的使用

技术领域

本发明最广泛地被接受为涉及在混凝土结构或类似物中钻孔，更特别地涉及用于储存液化气体、液化天然气或类似物的罐的领域，所述罐特别是用于液化天然气的地面储存的罐(被称为地面储存罐(Ground Storage Tank，GST))以及沉入海洋中的天然气储存罐(被称为重力式支撑部(Gravity Based Support，GBS))。

背景技术

以下在GST结构的背景下说明本发明，但是这是关于根据本发明的钻孔设备、其应用领域或其用途的完全非限制性的说明。

液化天然气通常在装配在运输船上的储存罐中进行海上运输。天然气被保持在液态形式以增大每个罐运输的天然气的量，一升液态形式的天然气的体积远低于一升气态形式的天然气的体积。这些储存罐将液化天然气保持在非常低的温度，更确切地，保持在-163℃以下，在该温度下天然气在大气压下呈液态形式。

为了装载和/或卸载这些液化天然气运输船的罐，液化天然气地面储存罐GST通常被安装在港口。液化天然气地面储存罐通常被装配成使得液化天然气运输船可以来补充和/或卸载液化天然气货物。这种地面储存罐配备有穿过这些地面罐的壁中的一个壁的元件(例如管线)，从而使得液化天然气装载和/或卸载设施与储存液化天然气的地面罐的内部容积之间能够连通。

这种储存罐需要如下的内部设施：该内部设施使得能够将低温液体大致保持为液体形式，同时该设施也必须完全密封和隔热。用于形成GST类型的罐的储存罐中的这种内部设施是已知的，特别地从申请人的公开文件中已知。

然而，这些GST或GBS罐包括非常坚硬或坚固的混凝土壁，必须在混凝土壁中钻一定深度的孔，以特别地通过螺柱将密封隔热设施固定在混凝土壁中。

申请人已经发现，目前钻的孔不是很令人满意，因为一方面难以完全正交或垂直于罐的壁进行钻孔，另一方面围绕孔的蒸汽阻隔层经常被损坏。申请人还发现，就孔的位置而言，良好的精度—即精度在+/-1.5mm之内—难以通过现有技术的工具来实现。

在此应当注意，如果孔不完全正交于壁，这在安装密封隔热设施时会引起问题，并且密封隔热设施的运行耐久性会显著降低。

此外，蒸汽阻隔层通常存在于这种罐的内壁上，以防止混凝土与水接触，并确保与胶粘剂的良好粘合，与胶粘剂的良好粘合是使密封隔热设施承载在混凝土壁上所必需的。具体地，隔热系统的安装必须确保密封：一方面相对于隔热空间中容纳的氮气(N₂)，另一方面相对于外部大气并防止氧气迁移到隔热空间。

发明内容

在各种实验和测试之后，申请人已经开发了一种钻孔设备，该钻孔设备能够在钻头及钻头的头部没有任何偏差的情况下在坚硬或非常坚硬的壁(例如混凝土或类似物)中在相对大的深度上钻孔，使得形成的孔在孔的整个深度上与壁完全正交。

实际上，通过根据本发明的钻孔设备，钻头及钻头的钻头部在钻孔期间不经历任何振动或几乎不经历任何振动、或任何弯曲。

因此，本发明涉及用于在壁中钻孔的钻孔设备，该钻孔设备包括主体，主体容纳由金属或金属合金制成的至少一个钻头，钻头在一个端部处具有能够在壁中钻孔的钻头部，该设备具有电源和/或适于连接到电供应源。

本发明的特征在于，钻孔设备还包括：

-圆柱形的盖筒部，圆柱形的盖筒部围绕钻头的纵向部分固定，圆柱形的盖筒部具有直径；

-钻套管，当在壁中钻孔时，盖筒部至少在长度L上滑动，

钻套管和盖筒部以根据标准ISO 8015限定的滑动配合H7g6来安装，并且

钻套管与盖筒部之间的摩擦系数根据标准ASTM G77至多等于0.2。

优选地，盖筒部在钻套管中被引导的引导距离L至少等于盖筒部的直径的二点五倍，换言之L≥2.5D。

因此，在多次测试和分析之后，申请人已经开发了一种钻孔设备，该钻孔设备不需要附加部件/补充部件，钻孔所需的所有元件都被包括在钻孔设备中，孔在每个孔的整个深度上完全正交。因此，单个操作者具有所有必要的功能元件，并且由于根据本发明的钻孔设备仅几公斤重，单个操作者可以操作这种设备。

在此应当注意，在GST或GBS罐的壁中通常要求的孔至少为40毫米(mm)，通常约50mm，使得可以使壁插塞或类似物进入到孔中。

申请人还证明了由于消除或非常显著地减少了来自钻头的振动，因此能在钻头部没有任何偏差的情况下在所有类型的壁(包括非常坚硬的壁，例如混凝土壁)中钻孔。换言之，根据本发明的钻孔设备是消除了钻头及钻头的钻头部的振动、不稳定或弯曲的设备。

术语“钻头”或“钻头部”被理解为表示用于形成孔或对孔进行机加工的钻头。

按照惯例，术语“外”和“内”被用于参照储罐的内部和外部来限定一个元件相对于另一个元件的相对位置。因此，当钻孔设备抵靠壁布置时，钻头具有两个端部，承载钻头部的外端部以及承载止挡凸缘的内端部，以下将更详细地说明。

以下简要说明了本发明的其他有利特征：

有利地，圆柱形的盖筒部由金属或金属合金制成，优选地圆柱形的盖筒部由青铜制成。

在这种情况下，应当注意，钻头有利地由按重量包括以下各项的类型的铁基合金制成：0％<C<0.21％，0％<Mn<1％，0％<Si<0.5％，0％<P<0.035％以及0％<S<0.035％，其余部分为铁以及在生产中必然产生的杂质。

按照惯例，考虑门捷列夫表的元素，即：

C：碳；Mn：锰；Si：硅；P：磷以及S：硫。

通常，盖筒部和钻套管必须具有非常低的摩擦系数，根据ASTM G77标准至多等于0.2，优选地至多等于0.15。因此，如果钻套管由钢制成，盖筒部由青铜制成，则摩擦系数约为0.15，大致等同于钢/钢组合。然而，青铜是自润滑材料，该特征对于钻孔设备及钻孔设备的钻孔功能特别有利。

应当注意，在这种情况下，特别是如果使用除了青铜以外的材料来形成盖筒部，可选地，根据本发明的钻孔设备可以包括常规润滑装置，该润滑装置被核准用于盖筒部的外表面和/或钻套管的内表面的领域，以不污染罐和罐的内容物。仍然必须注意使用不污染罐及罐的隔热技术的核准润滑剂。

应当注意，在这种情况下，对于盖筒部和钻套管，优选地使用自润滑材料，以防止任何灰尘进入到盖筒部与钻套管之间，灰尘进入到盖筒部与钻套管之间可能导致这两个元件过早磨损。

还应当注意，盖筒部也可以由聚合物制成，或者甚至由复合材料制成，该盖筒部的外表面接近钻套管，并且没有或几乎没有纤维或类似物。

如上所述，由于在盖筒部与钻套管之间的根据标准的相对摩擦和装配特征，通过钻头进行钻孔是最佳的，钻头不会弯曲，并且在对由混凝土或类似物制成的壁进行钻孔期间，由钻头产生的振动的吸收是最佳的，使得操作者在钻孔期间不会经受任何寄生力或不适，导致如壁插塞/螺柱的安装所要求的，被钻的孔正好正交于壁，壁插塞/螺柱用于密封隔热设施的安装/组装。

优选地，主体容纳多个钻套管，优选地主体容纳至少六个钻套管。

根据本发明的钻孔设备的这种特征使得能够钻多个孔，而不必在壁上移动所述设备。

根据本发明的特定有利特征，钻头/盖筒部组合件可移除地安装在钻套管中，使得操作者将主体布置/定位在壁上，钻套管面向待钻的孔布置，然后钻头/盖筒部组合件被插入到钻套管中。如下所示，在将钻头与钻头的盖筒部一起插入之前，操作者可以通过穿过钻套管中的孔进行观察来检查设备相对于待钻的孔的正确地定位。

在本发明的该特定特征的背景下，钻套管有利地通过插入部以成对的钻套管可移动地安装在主体上，主体优选地包括用于测量每对钻套管之间的距离的装置。

因此，优选地，钻套管成对地安装在板上，板被预先钻孔以接纳钻套管。板通过在主体上滑动、以使得每个板能够进行线性移动并因此使得每对钻套管能够进行线性移动来组装。测量装置使得能够精确地将每个板定位在期望位置处，从而将每对套管定位在期望位置处。

成对地安装钻套管对应于GST或GBS罐的特定特征，在GST或GBS罐中，成对的螺柱-两个螺柱位于距彼此预定距离处-是常见的。此外，这些成对的钻套管在钻孔设备的主体上相对于彼此可移动的事实提供了设备的最大适应性和灵活性，因此为操作员节省了时间。

有利地，主体由由金属和/或聚合物或复合材料制成的板构成，优选地，主体由铝板构成。在本发明的上下文中，术语“板”是指由材料(有利地，金属，优选地，铝)制成的成型部段。

应当注意，在这种情况下，存在于主体上的板有利地由金属制成，例如与主体类似由铝制成，或者由另一种材料(例如钢)制成。

如上所述，这种主体特别轻，同时为主体的使用提供足够的刚性和机械强度。

有利地，钻孔设备包括用于抽吸通过钻孔产生的灰尘的系统。

特别地，这种抽吸能够防止尘土的任何堆积以及对盖筒部在钻套管中的滑动或行进的任何干扰。该抽吸还防止罐及罐的内容物受到污染。

优选地，上述灰尘抽吸系统包括：腔室，腔室优选地可移除地固定到钻套管；管，管通向用于抽吸灰尘和排出灰尘的腔室。

以下更详细地说明的该实际实施例使得能够确保最佳地移除通过对混凝土进行钻孔而产生的灰尘，使得钻孔设备在运行期间不会受到任何损坏，并且操作者在钻孔期间不会经历任何视觉不适或呼吸不适。

仍然在该有利实施例的范围内，优选地，抽吸系统是常规类型的，并且更具体地包括常规泵。在本发明的上下文中，术语“常规泵”被理解为表示例如工地泵。优选地，该常规泵不是文丘里效应类型的泵。

有利地，主体包括用于固定到壁的装置。重要的是记住，该用于固定的装置不能损害蒸汽阻隔层的完整性。

根据本发明提供的一种可能性，用于固定到壁的装置由至少一个抽吸杯状部构成，优选地，由多个抽吸杯状部构成，抽吸杯状部优选地通过文丘里效应类型的抽吸进行运行。

有利地，泵或文丘里管的排出部必须包括过滤器，以防止由于压缩空气中包含的水或油的颗粒而污染罐及罐的隔热系统的任何风险。

优选地，泵或文丘里管的排出部包括消音器，以降低刺激操作者的噪音。

因为GST或GBS类型的罐通常具有加压气体(压缩空气)网络和/或这种加压气体网络，因此由文丘里效应产生的这种部分真空是有利的，并且考虑到这种罐的安装/组装不使用易燃/爆炸性流体进行操作，这特别适合于安装/组装这种罐。

在本发明的上下文中，通过文丘里效应的抽吸部通常包括主管线，该主管线具有适于连接到加压气体源的入口以及出口，抽吸管线具有上游端部和下游端部，上游端部适于连接到钻孔设备的抽吸系统的出口端口，下游端部横向地通向主管线的会聚-渐扩部，使得主管线中的气体流在抽吸管线中产生负压。

当然，抽吸系统也可以由通过电源供应部来运行的常规泵(换言之，不是文丘里效应泵)构成。还可以将抽吸系统设置成包括一个或多个被称为常规泵的泵以及一个或多个文丘里效应泵，这些不同的泵能够如执行操作的操作者对周围环境条件和/或其他因素所期望的那样来一起运行或以其他方式运行。

优选地，盖筒部在盖筒部的与钻头部相对的端部处包括止挡凸缘，止挡凸缘限制盖筒部在钻套管中的行进。

优选地，钻套管可移除地且可移动地安装在主体中，以调节从套管到壁的距离，所述设备优选地包括用于钻套管的至少一个夹持颈圈，夹持颈圈用于将套管在距壁期望距离处保持就位。

盖筒部的凸缘与钻套管的移动以及钻套管通过夹持颈圈的固定一起构成了简单、便宜且有效的机械装置，使得无论待钻的孔的深度和/或壁的表面不平整程度如何(在这方面参见例如图8，在图8中可以看到壁不平坦)，都能够提供钻孔设备的完美适应性。

根据本发明提供的另一种可能性，所述钻孔设备还包括独立定位元件，独立定位元件用于将主体定位在壁上以进行钻孔。

该定位元件由独立于主体的部件构成的事实使得能够将对待钻的孔进行布置或定位的目的或功能与属于主体的主要钻孔功能分离。因此，首先，定位元件与在壁上存在的标记相对地布置并固定在壁上以定位孔，第二，主体被添加并固定到定位元件。该方法使得能够在待钻的孔的定位和位置方面具有更好的可靠性。在此应当注意，操作者可以通过在钻套管中观察来对待钻的孔的定位或实际位置进行附加检查，在该阶段，钻套管没有钻头/盖筒部组合件。

当然，作为变型，也可以设想主体本身具有用于将用于钻孔的钻头定位和布置在壁上的选定位置处的装置。

优选地，用于定位主体的独立定位元件包括用于固定到壁的装置，用于固定的所述装置优选地由具有文丘里效应类型的抽吸的抽吸杯状部构成。

本发明还涉及一种用于在液体储存罐的由混凝土或类似物制成的壁中钻孔的系统，该系统包括：

-储存罐，储存罐优选地为GBS或GST类型，用于储存液体，罐包括至少一个由混凝土或类似物制成的壁；以及

-以上简要说明的钻孔设备。

最后，本发明涉及使用以上简要说明的钻孔设备在液体储存罐的由混凝土或类似物制成的壁中钻孔，所述液体储存罐优选地为GBS或GST类型的储存罐。

附图说明

通过仅以非限制性说明的方式提供的本发明的多个特定实施例的以下描述并且参照附图，本发明将被更清楚地理解，并且本发明的其它目的、细节、特征以及优点将变得更清楚。

[图1]图1是GST罐(换言之地面储存罐)的透视图。

[图2]图2是面向壁定位的根据本发明的钻套管、钻头以及筒部的示意性截面视图。

[图3]图3是与图2相同的视图，在图2中，钻头已经在壁中穿入到行程的终点。

[图4]图4是根据本发明的钻套管、钻头以及筒部的示意性截面视图，钻套管与钻头/盖筒部组合件分开地示出。

[图5]图5是根据本发明的钻孔设备的主体的示意性俯视图；

[图6]图6是图5所示的主体的横向截面示意图，其中钻头正在壁中钻孔。

[图7]图7是图5所示的主体的横向截面的示意图，示出了钻套管的可能移动以及钻套管的用于保持期望位置的夹持颈圈。

[图8]图8是与图5所示的主体大致相同的主体的横向截面的示意图，特别地示出了被定位在每个钻套管上的用于抽吸灰尘的腔室。

[图9]图9是与图5所示的主体大致相同的主体的横向截面的示意图，特别地示出了用于将根据本发明的钻孔设备的一个或多个钻套管保持就位的卡圈。

[图10]图10是沿着用于定位所述主体以在壁上的正确位置处钻孔的元件、抵靠壁布置的主体的示意性俯视图。

[图11]图11是与图10的视图相同的视图，在该视图中，定位元件被固定到主体，使得钻孔设备准备好在壁上的正确位置处钻孔。

具体实施方式

在这种情况下，术语“竖直”是指在地球的重力场的方向上延伸。在这种情况下，术语“水平”是指在垂直于竖直方向的方向上延伸。纵向方向对应于密封隔热罐的主延伸方向，该纵向方向平行于在附图中示出的坐标系(L，V，T)的纵向轴线L。横向方向对应于与横向轴线平行的方向，密封隔热罐的端部壁主要沿着该横向轴线延伸，该横向方向平行于坐标系(L，V，T)的横向轴线T，并且该横向轴线T垂直于纵向轴线L。最后，竖直方向对应于与坐标系(L，V，T)的竖直轴线V平行的方向，该竖直轴线V垂直于纵向轴线L和横向轴线T。

图1示出了大致呈矩形平行六面体形状的密封隔热罐1，该密封隔热罐可以由GST罐构成。罐1包括储存结构2以及围绕储存结构2的支撑结构4。储存结构2被构造成容纳和/或储存流体，更特别地容纳和/或储存低温液体，例如液化天然气或液化石油气。储存结构2包括靠置在支撑结构4上的多个壁。当罐1至少部分地填充有该流体时，支撑结构被构造成支撑多个壁，该流体对多个壁中的每个壁施加压力。

根据非限制性示例，这种类型的罐1被用于液化天然气的地面储存部，该地面储存部用于保持液化天然气和/或作为海洋运输船(例如重力平台(GBS罐))的装载点和/或卸载点。“重力平台”是指罐例如在港口中至少部分地在水下，并且液化单元和/或气化单元被安装在罐的天花板上。更特别地，罐1可以与液化单元和/或气化单元相互作用，使得罐储存来自液化单元的液化气体和/或向气化单元供应液化气体。

如图1所示，罐1主要在纵向方向L上延伸。储存结构2的多个壁包括天花板壁6和底部壁8，天花板壁和底部壁中的每一个大致在与纵向方向L和横向方向T平行的平面内延伸，横向方向T垂直于纵向方向L。储存结构2还包括多个侧壁10a、10b，侧壁至少在底部壁8与天花板壁6之间在竖直方向V上延伸，竖直方向垂直于纵向方向L和横向方向T。在这种情况下，多个侧壁10a、10b包括彼此平行的两个纵向壁10a以及彼此平行的两个端部壁10b。纵向壁10a在纵向方向L上延伸，端部壁10b则在两个纵向壁10a之间在横向方向T上延伸。

壁6、8、10a和10b包括蒸汽阻隔层，蒸汽阻隔层的目的是防止混凝土与水接触。此外，该蒸汽阻隔层确保了与用于支承密封隔热设施的胶粘剂的良好粘合，密封隔热设施被安装在GST罐1中。该蒸汽阻隔层通常由用玻璃纤维增强的环氧树脂制成，并且不能由于未能执行上述功能导致的风险而被损坏。这就是为什么安装/组装操作(特别是钻孔操作)不能损坏该蒸汽阻隔层。

支撑结构4采用储存结构2的形状，支撑结构围绕储存结构2。为此，支撑结构4包括多个分隔部9，支撑结构的分隔部9中的每一个分隔部有利地与多个壁中的一个壁平行地延伸。

本发明涉及一种用于对壁(例如GST罐1的壁6、8、10a和10b)进行钻孔的设备，但是本发明不以任何方式限制于这种类型的罐或者甚至这种类型的壁6、8、10a和10b。然而，应该注意的是，申请人已经生产了这种钻孔设备，主要是为了解决与目前在这些GST罐或GBS罐中所钻的孔相关的问题，使得本发明的一些特征有利地适用于这些类型的结构。

图2示出了根据本发明的钻孔设备的主要元件，即具有钻头部11’的钻头11、围绕钻头11固定的盖筒部12、以及钻套管13，由钻头11与其盖筒部12构成的组合件在钻套管中滑动。在本发明的上下文中，对于根据本发明的钻孔设备30中包括的每个钻孔单元，这三个元件11、12、13总是存在，应当理解，钻孔设备30有利地包括多个钻孔单元11、12、13，使得一旦设备30已经被定位并固定到壁6、8、10a或10b上就执行最大的钻孔。

该图描述了以下尺寸：

L2：钻头11的工作长度，换言之钻头11突出到盖筒部12外部的、可以用于在壁6、8、10a或10b中钻孔的长度。在这种情况下，L2至少等于60毫米，从而在附加安全长度下适应于在GST罐1的壁6、8、10a或10b中通常要钻的孔。自然地，对于另一种储存结构，可以规定该距离L2大得多，或者替代地更小。

D：盖筒部12的直径。本发明的基本特征在于所述筒部12与钻套管之间的根据标准ISO 8015限定的滑动配合H7g6。

实际上，这种实施例意味着如果盖筒部12的直径D约等于60毫米，则盖筒部12的直径D实际上在以下不等式范围内：

(60-0.029)≤D_盖筒部≤(60-0.01)

虽然直径约等于60毫米，但钻套管13的直径D实际上在以下不等式范围内：

(60+0)≤D_钻套管≤(60+0.030)

L3：盖筒部12穿入到钻套管13中的穿入长度。在行程开始时，如图3所示，当盖筒部12的凸缘14已经与钻套管13发生抵靠时，该穿入长度L3至少等于长度L，换言之直径D的二点五倍：L≥2.5D。

注意，在这种情况下，盖筒部12通过机械和/或物理化学的任何方式来固定到钻头11。在为说明本发明而选择的示例中，盖筒部12通过焊接固定到钻头11。

因此，盖筒部12包括止挡凸缘14，该止挡凸缘具有限制筒部12在钻套管13中的行程的功能。如上所述，盖筒部12在钻套管13中的行程L至少等于直径D的二点五倍。因此，盖筒部12在足够的距离上以根据标准ISO 8015的滑动配合H7g6被引导，使得在钻孔期间，振动被衰减、或者甚至完全消除，并且使得钻头11及钻头的钻头部11’的弯曲或偏差最小、甚至没有弯曲或偏差。

如在图2至图4中可以看到，钻套管13通过衬垫15与壁6、8、10a或10b发生抵靠，衬垫由不会损坏存在于所述壁6、8、10a或10b上的蒸汽阻隔层的材料制成，例如由聚合物泡沫或橡胶/弹性体制成。

在图4中，钻套管13还包括支承凸缘14’，支承凸缘用于盖筒部12的凸缘14的抵接。然而，这种支承凸缘14’是可选的，只要钻套管13的面对止挡凸缘14的表面足以反复地支承止挡凸缘14，而不会损坏该表面与止挡凸缘中的任何一个。

如在图9中可以看到，钻套管13有利地具有凹槽，卡圈34被容纳在凹槽中。因此，当钻孔设备30被倒置地布置时，例如当将在天花板壁6中钻孔时，钻套管13在夹持颈圈22松开时不会从钻套管的插入部16掉出。

图5至图10示出了根据本发明的钻孔设备30的实施例。在该实施例中，钻孔设备30包括四对钻套管13，四对钻头11、11’可以分别插入到这四对钻套管中。注意，在这种情况下，根据本发明的钻孔设备30通常使用设置有盖筒部12的单个单独的钻头11，该组合件11/12相继地插入到主体17中的各个孔中以执行钻孔操作。每对钻套管13被安装在插入部16上，插入部被固定到钻孔设备30的主体17。在这种情况下，主体17由长方形的条状部或板构成，该条状部或板由坚固的、轻质的材料(例如铝)制成，并且同样有利地由铝制成的每个插入部16沿着主体17的纵向轴线x’x可移动地固定。

每个插入部16大致在插入部的中间处被固定在主体17上，使得每个钻套管13以距所述轴线x’x大致相等的距离被定位在纵向轴线x’x的两侧，插入部16沿着垂直轴线x’x延伸。钻套管13在主体17上的这种布置以及主体17的总体形状特别适合于在用于低温液体的地面罐(特别是GST或GBS)的壁6、8、10a或10b中钻孔，但是自然地，主体17和钻套管13的相对定位可以是不同的，并且适应于待钻的孔所在的结构。

此外，主体17包括刻度系统18，刻度系统用于测量两个插入部16之间的距离，从而将插入部定位在期望的相对距离处。具体地，每个插入部16沿着轴线x’x可移动地安装在主体17上，使得操作者可以将每个插入部16设置在距彼此预定距离处，与将在壁6、8、10a或10b中钻的孔对应。

钻孔设备30具有用于固定到壁6、8、10a或10b的装置，在这种情况下，该装置由抽吸杯状部19构成，该装置大致固定在主体17的中心处，以确保用于固定到壁的力在主体17的重心处的良好分布。当然，可以设置多个抽吸杯状部19，这种抽吸杯状部19的布置主要取决于针对操作者(优选地，单个操作者)对钻孔设备30的实际使用的、确保效率的标准。以特别有利的方式，抽吸杯状部19通过抽吸(更确切地，通过文丘里效应)运行；抽吸杯状部19(更具体地，抽吸杯状部的抽吸腔室)通过管道20或类似物连接到压缩气体回路，从而产生抽吸所需的部分真空。在此应当再次注意，这种文丘里抽吸系统特别适用于储存易燃或易爆材料的敏感区域，如GST或GBS。最后，抽吸杯状部19及抽吸杯状部的抽吸系统的尺寸使得一旦被附接到壁，就能够保持至少二十五(25)千克的重量。在抽吸杯状部19处，抽吸通过位于主体17上的杆部21、按钮或类似物来进行切断和激活。

图7特别示出了用于钻套管13的夹持颈圈22。因此，每个钻套管13通过螺纹紧固或装配在插入部16的专用孔中，插入部本身固定到主体17，并且每个钻套管13的高度或距离可以通过钻套管的夹持颈圈22来调节。因此，根据待钻的孔的深度和/或壁的表面状态，钻套管13被定位成钻套管的支承凸缘14’在距主体17给定距离处。因此，当具有钻头11、11’的盖筒部12被插入到钻套管13中时，盖筒部12的止挡凸缘14在待钻的孔的期望深度处阻断钻头11、11’的行进。注意，在这种情况下，根据本发明的钻孔设备30既简单又有效，并且所有的部件或元件11、12、13、19、22都是可移除的，因此可以用不同形状和/或不同尺寸的新的部件或元件进行替换，或者仅用新的部件或元件进行替换，以替换磨损的部件或元件。

图8特别示出了当在壁6、8、10a或10b中钻孔时用于抽吸灰尘的系统。在为说明本发明而选择的实施例中，该灰尘抽吸系统包括由围封部形成的腔室25，该腔室有利地为圆锥形，腔室至少沿着钻头11的长度L2包围钻头11的端部，并且有利地可移除地固定到钻套管13。该腔室25可以由如下的任何材料制成，该材料是柔性的并且足够坚固以结构性地承受在腔室25中产生或形成的吸力。与抽吸杯状部19不同，灰尘抽吸系统有利地使用常规工业吸尘器(在附图中未示出)。

该抽吸腔室25使得能够抽吸灰尘，并根据期望的孔深度被校准。钻套管13被定位在该腔室上，以获得用于钻期望的孔的正确高度。

有利地，O形环33被集成在钻头11的盖筒部的端部处，以防止任何灰尘进入钻套管13与盖筒部12之间，灰尘进入钻套管与盖筒部之间可能导致钻套管13和盖筒部12的过早磨损。

图10和图11特别示出了用于对主体17进行定位的独立定位元件27。在为说明本发明而在此选择的实施例中，用于对主体17进行定位的独立定位元件27由矩形组件构成，该矩形组件具有至少一个固定装置28，在这种情况下具有两个固定装置28，固定装置适于连接到主体17的接纳部分28’。因此，元件27的固定装置28可以由与接纳部分28’(该接纳部分由凹部件构成)相互作用的凸部件构成，以将主体17固定到独立定位元件27。有利地，一个或多个接纳部分28’被定位在主体17的两个端部中的任一端部处，有利地被定位在所述主体17的两个端部处，使得主体17可以连接并固定到分别位于主体17的两个相对端部处的两个独立定位元件27。

独立定位元件27如下地起作用：参考标记24已经预先绘制在一个或多个壁6、8、10a和/或10b上，以相对于钻孔设备30的尺寸对待在所述壁6、8、10a和10b中钻的孔的位置进行精确定位。这些参考标记24通常由沿着罐1的轴线L、T、V水平地和竖直地延伸的、被绘制在壁6、8、10a、10b上的线构成。独立定位元件27被布置在水平地延伸的线和竖直地延伸的线的交叉点处，独立定位元件通过位于元件27的中心处的凹口、连接部(dash)或类似物31来被居中定位。因此被定位的独立定位元件27通过抽吸杯状部29固定到壁6、8、10a或10b，抽吸杯状部被连接或固定到所述元件27。该抽吸杯状部29构成用于将独立定位元件27固定到壁6、8、10a、10b的装置的一个实施例，但是当然可以设想任何其他系统。在这种情况下，有利地，该抽吸杯状部29与抽吸杯状部19相同地运行，使得所有固定装置可以通过连接到单个压缩气体回路利用文丘里效应来运行。

一旦元件27已经被定位并固定到壁6、8、10a或10b，主体17就被布置到该元件(参见图9)然后被固定(参见图10)，使得一个或多个钻套管13中的一个或多个孔与待在壁6、8、10a或10b中钻的孔恰好相对。

根据本发明的钻孔设备30主要包括在独立权利要求1中限定的基本部件和元件，并且有利地包括在从属权利要求中限定的一个或多个附加部件或附加元件。

尽管已经根据多个特定实施例描述了本发明，但是明显地，本发明绝不限于此，并且如果所描述的装置的所有技术等价物及其组合在本发明的范围内，则本发明包括所描述的装置的所有技术等价物及其组合。

使用动词“包括”或“包含”及其变形不排除存在除了在权利要求中所记载的元件或步骤之外的其他元件或其他步骤。在权利要求中，任何括号中的附图标记不应被解释为对权利要求的限制。

Claims (15)

1.用于在壁中钻孔的钻孔设备(30)，所述钻孔设备包括主体(17)，所述主体容纳由金属或金属合金制成的至少一个钻头(11)，所述钻头在一个端部处具有能够在壁(6，8，10a，10b)中钻孔的钻头部(11’)，所述设备(30)具有电源和/或适于连接到电供应源，

其特征在于，所述钻孔设备(30)还包括：

-圆柱形的盖筒部(12)，所述圆柱形的盖筒部围绕所述钻头(11)的纵向部分固定，所述圆柱形的盖筒部具有直径(D)；

-钻套管(13)，当在所述壁(6，8，10a，10b)中钻孔时，所述盖筒部(12)至少在长度(L)上滑动，

所述钻套管(13)和所述盖筒部(12)以根据标准ISO 8015限定的滑动配合H7g6来安装，以及

所述钻套管(13)与所述盖筒部(12)之间的摩擦系数根据标准ASTM G77至多等于0.2。

2.根据权利要求1所述的钻孔设备，其中，所述盖筒部(12)在所述钻套管(13)中被引导的引导距离L至少等于所述盖筒部(12)的直径的二点五倍，换言之L≥2.5D。

3.根据权利要求1或2所述的钻孔设备，其中，所述盖筒部(12)由金属或金属合金制成，优选地所述盖筒部(12)由青铜制成。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的钻孔设备，其中，所述主体(17)容纳多个钻套管(13)，优选地所述主体容纳至少六个钻套管(13)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的钻孔设备，其中，所述钻套管(13)有利地通过插入部(16)以成对的钻套管(13)能移动地安装在所述主体(17)上，所述主体(17)优选地包括用于测量每对钻套管(13)之间的距离的装置。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的钻孔设备，其中，所述钻孔设备(30)包括用于抽吸通过钻孔产生的灰尘的系统。

7.根据权利要求6所述的钻孔设备，其中，所述灰尘抽吸系统包括：腔室(25)，所述腔室优选地能移除地固定到所述钻套管(13)；管(26)，所述管通向用于抽次所述灰尘和排出所述灰尘的所述腔室(25)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的钻孔设备，其中，所述主体(17)包括用于固定到所述壁(6，8，10a，10b)的装置。

9.根据权利要求8所述的钻孔设备，其中，所述用于固定到所述壁(6，8，10a，10b)的装置由至少一个抽吸杯状部(19)构成，优选地由多个抽吸杯状部(19)构成，所述抽吸杯状部优选地通过文丘里效应类型的抽吸来运行。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的钻孔设备，其中，所述盖筒部(12)在所述盖筒部的与所述钻头部(11’)相对的端部处包括止挡凸缘(14)，所述止挡凸缘限制所述盖筒部(12)在所述钻套管(13)中的行进。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的钻孔设备，其中，所述钻套管(13)能移除地且能移动地安装在所述主体(17)中，以调节从所述套管到所述壁(6，8，10a，10b)的距离，所述设备优选地包括用于所述钻套管(13)的至少一个夹持颈圈(22)，所述夹持颈圈用于将所述套管(13)在距所述壁(6，8，10a，10b)期望距离处保持就位。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的钻孔设备，其中，所述钻孔设备(30)还包括用于将所述主体(17)定位在所述壁(6，8，10a，10b)上以进行钻孔的独立定位元件(27)。

13.根据权利要求12所述的钻孔设备，其中，用于定位所述主体(17)的所述独立定位元件(27)包括用于固定到所述壁(6，8，10a，10b)的装置，用于固定的所述装置优选地由具有文丘里效应类型的抽吸的抽吸杯状部(29)构成。

14.用于在液体储存罐的由混凝土或类似物制成的壁中钻孔的系统，所述系统包括：

-储存罐(1)，所述储存罐优选地为GBS或GST类型，用于储存液体，所述罐(1)包括至少一个由混凝土或类似物制成的壁(6，8，10a，10b)；以及

-根据权利要求1至13中任一项所述的钻孔设备(30)。

15.使用根据权利要求1至13中任一项所述的钻孔设备(30)在液体储存罐(1)的由混凝土或类似物制成的壁(6，8，10a，10b)中钻孔，所述液体储存罐优选地为GBS或GST类型的储存罐(1)。