EP2322724B1

EP2322724B1 - Submarine drilling assembly and method for inserting a tubular foundation element into the sea floor

Info

Publication number: EP2322724B1
Application number: EP09014374A
Authority: EP
Inventors: Stefan Michael Finkenzeller
Original assignee: Bauer Maschinen GmbH
Current assignee: Bauer Maschinen GmbH
Priority date: 2009-11-17
Filing date: 2009-11-17
Publication date: 2012-04-18
Anticipated expiration: 2029-11-17
Also published as: PL2322724T3; PT2322724E; EP2322724A1; AU2010241465A1; CA2720430C; US20110272194A1; KR101484303B1; CA2720430A1; ES2384672T3; US8668028B2; KR20110055437A; ATE554234T1; AU2010241465B2; DK2322724T3

Abstract

The underwater drilling assembly has a rotary drive (35), where a drill rod (5) is portable in rotation by the rotary drive. The drill rod is proceeded in the inner side of a foundation element (3). A retractable service platform (2) is provided for the attachment on the water base. An independent claim is also included for a method for inserting a tubular foundation element in the water base.

Description

Die Erfindung betrifft eine Unterwasser-Bohranordnung zum Einbringen eines rohrförmigen Gründungselements in den Gewässergrund gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Bohranordnung weist zumindest einen Drehbohrantrieb auf, wobei mittels des Drehbohrantriebs ein im Inneren des Gründungselements verlaufendes Bohrgestänge in Drehung versetzbar ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Einbringen eines rohrförmigen Gründungselements in den Gewässergrund gemäß Anspruch 12.The invention relates to an underwater drilling arrangement for introducing a tubular foundation element into the bottom of the water according to the preamble of claim 1. Such a drilling arrangement has at least one rotary drilling drive, wherein a drill pipe extending in the interior of the foundation element can be set in rotation by means of the rotary drilling drive. The invention further relates to a method for introducing a tubular foundation element into the body of water according to claim 12.

In immer stärkerem Maße werden Gründungen im Gewässergrund, insbesondere im Off-shore-Bereich notwendig, etwa zur Verankerung von Windkraftanlagen, Öl- und Gasfördereinrichtungen etc.More and more foundations are needed in the river bottom, especially in the off-shore area, for example for anchoring wind turbines, oil and gas production facilities, etc.

Eine gattungsgemäße Bohranordnung ist aus der GB 2 448 358 A bekannt. Gemäß der Lehre der GB 2 448 358 A wird eine lasttragende Rahmenstruktur für eine Off-shore-Stromerzeugungsanlage am Meeresboden verankert. Zu diesem Zweck ist eine Unterwasser-Bohranordnung mit mehreren Bohreinheiten vorgesehen, die zum Befestigen der Rahmenstruktur temporär an der zu befestigenden Rahmenstruktur angebracht werden. Die Bohreinheiten können jeweils einen Drehbohrantrieb aufweisen, der linear verschiebbar in einer Führungshülse angeordnet ist. Mittels des Drehbohrantriebs wird ein Bohrgestänge in den Boden eingebracht, an welchem wiederum ein rohrförmiges Gründungselement befestigt ist. Nach dem Abbohren wird das Gründungselement vom Bohrgestänge gelöst und verbleibt im Gewässergrund, wo es die Rahmenstruktur sichern kann, während das Bohrgestänge zusammen mit den Bohreinheiten geborgen wird.A generic drilling assembly is from the GB 2 448 358 A known. According to the teaching of GB 2 448 358 A A load-bearing frame structure for an off-shore power plant will be anchored to the seabed. For this purpose, an underwater drilling assembly having a plurality of drilling units is provided, which are temporarily attached to the frame structure to be fastened for fastening the frame structure. The drilling units may each have a rotary drilling drive, which is arranged linearly displaceable in a guide sleeve. By means of the rotary drilling drive, a drill string is introduced into the ground, to which in turn a tubular foundation element is attached. After drilling, the foundation element is released from the drill pipe and remains in the water bottom, where it can secure the frame structure while the drill string is being recovered along with the drilling units.

Eine ähnliche Anordnung ist in der GB 2 431 189 A beschrieben. Gemäß der GB 2 431 189 A ist vorgesehen, den Bohrantrieb unmittelbar an der zu befestigenden Rahmenstruktur zu führen.A similar arrangement is in the GB 2 431 189 A described. According to the GB 2 431 189 A is intended to guide the drill drive directly to the frame structure to be fastened.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Unterwasser-Bohranordnung sowie ein Verfahren zum Einbringen eines rohrförmigen Gründungselements in den Gewässergrund anzugeben, welche bei besonders hoher Zuverlässigkeit und Kosteneffizienz besonders vielseitig einsetzbar sind. The object of the invention is to provide an underwater drilling assembly and a method for introducing a tubular foundation element in the riverbed, which are particularly versatile with particularly high reliability and cost efficiency.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Unterwasser-Bohranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen angegeben.The object is achieved by an underwater drilling assembly with the features of claim 1 and by a method having the features of claim 12. Preferred embodiments are given in the respective dependent claims.

Die erfindungsgemäße Unterwasser-Bohranordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine versenkbare Arbeitsbühne zum Aufsetzen auf den Gewässergrund vorgesehen ist, wobei an der Arbeitsbühne zumindest eine Halteeinrichtung zum drehfesten Festlegen des Gründungselements an der Arbeitsbühne angeordnet ist, und dass zumindest ein Aufsatz zum Aufsetzen auf das Gründungselement vorgesehen ist, wobei der Aufsatz eine Spanneinrichtung zum Festlegen des Aufsatzes am Gründungselement aufweist, und der Drehbohrantrieb am Aufsatz angeordnet ist.The underwater drilling assembly according to the invention is characterized in that a retractable platform is provided for placement on the riverbed, wherein at least one holding device for non-rotatably fixing the foundation element is arranged on the platform at the working platform, and that at least provided an attachment for placement on the foundation element is, wherein the attachment has a clamping device for fixing the attachment to the foundation element, and the rotary drilling drive is arranged on the attachment.

Ein erster Gedanke der Erfindung besteht darin, dass die Bohranordnung eine versenkbare Arbeitsbühne aufweist, an der das Gründungselement beim Abbohren zumindest zeitweise festgelegt ist. Nach der Erfindung wird das Gründungselement beim Abbohren also primär durch eine eigenständige, speziell für die Gründung vorgesehenen Arbeitsbühne geführt, und nicht, wie aus dem Stand der Technik bekannt, durch die lasttragende Struktur, die am Boden verankert werden soll. Hierdurch sind die Massen, die in einem einzelnen Arbeitsgang auf den Gewässergrund abgesetzt werden müssen, vergleichsweise klein, da der Gründungsvorgang erfindungsgemäß getrennt vom Anbringen der tragenden Rahmenstrukturen erfolgen kann. Dies ist im Hinblick auf den erforderlichen Kostenaufwand vorteilhaft. Darüber hinaus ist erfindungsgemäß ein besonders breites Einsatzspektrum gegeben.A first idea of the invention is that the drilling arrangement has a retractable working platform on which the foundation element is at least temporarily fixed during drilling. According to the invention, therefore, the foundation element during drilling is primarily guided by an independent work platform specially designed for foundation, and not, as known from the prior art, by the load-bearing structure which is to be anchored to the ground. As a result, the masses, which must be discontinued in a single operation on the body of water, are relatively small, since the foundation process according to the invention can be carried out separately from the attachment of the supporting frame structures. This is advantageous in view of the required cost. In addition, according to the invention a particularly wide range of uses is given.

Ein weiterer Grundgedanke der Erfindung kann darin gesehen werden, dass die beim Drehbohren auftretenden Reaktionskräfte über das Gründungselement an die Arbeitsbühne übertragen werden. Dem Gründungselement kommt also nach der Erfindung eine Doppelfunktion zu, gemäß der es erstens im Anschluss an den Bohrvorgang als tragende Struktur dient, und gemäß der es zweitens während des Bohrvorgangs zur Übertragung der beim Bohren auftretenden Kräfte dient, so dass das Gründungselement auch als Teil der Bohreinheit angesehen werden kann. Da erfindungsgemäß somit das ohnehin vorhandene Gründungselement auch Aufgaben der Bohreinheit übernimmt, kann die Bohreinheit erfindungsgemäß besonders leicht und kostengünstig ausgeführt werden.Another basic idea of the invention can be seen in the fact that the reaction forces occurring during rotary boring are conveyed via the foundation element to the Work platform be transferred. The foundation element thus comes after the invention to a dual function, according to which it serves as a supporting structure after the drilling first, and secondly it serves during the drilling process for transmitting the forces occurring during drilling, so that the foundation element as part of the Drilling unit can be viewed. Since according to the invention thus the already existing foundation element also takes on tasks of the drilling unit, the drilling unit according to the invention can be carried out particularly easily and inexpensively.

Damit das Gründungselement die beim Drehen des Bohrgestänges auftretenden Reaktionskräfte auf die Arbeitsbühne übertragen kann, wird nach der Erfindung zum einen der Drehbohrantrieb über die Spanneinrichtung drehfest am Gründungselement festgelegt, insbesondere festgeklemmt, so dass die Reaktionskräfte des Drehbohrantriebs und somit des Bohrgestänges über die Spanneinrichtung an das Gründungselement weitergegeben werden. Das Gründungselement ist wiederum durch die Halteeinrichtung zumindest zeitweise drehfest an der Arbeitsbühne festgelegt, so dass die Reaktionskräfte vom Gründungselement auf die Arbeitsbühne weitergegeben werden können.Thus, the foundation element can transmit the reaction forces occurring during rotation of the drill pipe to the work platform, according to the invention on the one hand the rotary drill fixed by rotation on the clamping element on the foundation element, in particular clamped so that the reaction forces of the rotary drilling drive and thus the drill string on the clamping device to the Foundation element to be passed. The foundation element is in turn fixed by the holding device at least temporarily rotationally fixed to the platform, so that the reaction forces can be passed from the foundation element on the platform.

Ein Erfindungsgedanke kann somit auch darin liegen, dass sich das Gründungselement beim Abbohren nicht mit dem Bohrgestänge mitdreht, was im Hinblick auf die Wandreibung und somit den Energieaufwand vorteilhaft ist. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das rohrförmige Gründungselement, welches auch als Bohrrohr bezeichnet werden kann, über sein Eigengewicht in die vom Bohrgestänge ausgeräumte Bohrung versenkt wird.An idea of the invention can therefore also lie in the fact that the foundation element does not rotate with the drill pipe during drilling, which is advantageous in terms of wall friction and thus the energy consumption. For example, it can be provided that the tubular foundation element, which can also be referred to as a drill pipe, is sunk into the hole cleared by the drill pipe via its own weight.

Der Drehrohrantrieb kann erfindungsgemäß für einen reinen Drehbetrieb ausgebildet sein. Er kann aber auch drehschlagend ausgebildet sein. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Drehbohrantrieb einen Bohrgestängeanschluss aufweist, wobei mittels des Drehbohrantriebs der Bohrgestängeanschluss relativ zur Spanneinrichtung des Aufsatzes drehbar ist. Zweckmäßigerweise ist der Drehbohrantrieb hydraulisch ausgeführt. Der Drehbohrantrieb kann außer einem Motor auch zumindest ein Getriebe aufweisen. Im Verlauf des Bohrgestänges kann auch eine separate Schlageinheit vorgesehen sein. Zweckmäßigerweise weist das Bohrgestänge an seiner Unterseite einen Bohrkopf auf.The rotary tubular drive can be designed according to the invention for a pure rotary operation. But it can also be designed to be rotationally impacting. In particular, it may be provided that the rotary drilling drive has a drill pipe connection, wherein the drill pipe connection can be rotated relative to the clamping device of the attachment by means of the rotary drilling drive. Conveniently, the rotary drilling drive is hydraulically designed. The rotary drilling drive can also have at least one transmission in addition to a motor. In the course of the drill string, a separate beater unit may be provided. The drill pipe expediently has a drill head on its underside.

Die Arbeitsbühne kann insbesondere als Arbeitsplattform ausgebildet sein. Die Erfindung erlaubt die Verwendung von Arbeitsbühnen, deren Höhe kleiner ist als die Länge des Bohrgestänges und/oder des rohrförmigen Gründungselements. Denn da erfindungsgemäß das Gründungselement selbst zur Kraftübertragung dient, kann ein Mast oder ein Bohrturm entfallen. Die Arbeitsbühne kann von einem Schwimmkörper, beispielsweise von einem Schiff oder einer Schwimmplattform, auf den Gewässergrund abgelassen werden. Zum Herablassen und Bergen der Arbeitsbühne kann insbesondere eine Seilanordnung vorgesehen sein.The work platform can be designed in particular as a work platform. The invention allows the use of working platforms whose height is smaller than the length of the drill pipe and / or the tubular foundation element. Because according to the invention, the foundation element itself serves to transmit power, a mast or a derrick can be omitted. The platform can be lowered from a float, for example from a ship or a floating platform, to the bottom of the water. To lower and recover the work platform, in particular, a cable arrangement may be provided.

Zweckmäßigerweise ist die Spanneinrichtung so ausgebildet, dass sie ein koaxiales Festlegen des Aufsatzes und/oder des Drehbohrantriebs auf dem rohrförmigen Gründungselement erlaubt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Aufsatz so auf das Gründungselement aufsetzbar und mit der Spanneinrichtung festlegbar ist, dass sein Bohrgestängeanschluss koaxial zum Gründungselement verläuft. Die Halteeinrichtung ist geeigneterweise zum lösbaren drehfesten Festlegen des Gründungselements ausgebildet.Conveniently, the clamping device is designed so that it allows a coaxial fixing of the attachment and / or the rotary drilling drive on the tubular foundation element. In particular, it can be provided that the attachment can be placed on the foundation element and fixed with the tensioning device such that its drill pipe connection extends coaxially to the foundation element. The holding device is suitably designed for the releasable rotationally fixed fixing of the foundation element.

Ein bevorzugter Erfindungsgedanke kann darin liegen, dass die Arbeitsbühne und der Aufsatz einen Teil der Unterwasser-Bohranordnung bilden. Das Bohrgestänge und das Gründungselement können als Teile der Unterwasser-Bohranordnung, aber auch als separate Teile verstanden werden.A preferred inventive concept may be that the work platform and the attachment form part of the subsea drilling assembly. The drill pipe and the foundation element can be understood as parts of the subsea drilling assembly, but also as separate parts.

Nach der Erfindung ist es bevorzugt, dass, insbesondere am Aufsatz, zumindest eine Vorschubeinrichtung zum axialen Verschieben des Bohrgestänges angeordnet ist. Eine erfindungsgemäße Vorschubeinrichtung erlaubt es, einen zusätzlichen Anpressdruck auf das Bohrgestänge auszuüben, so dass ein besonders großer Bohrvorschub erreicht werden kann. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass mittels der Vorschubeinrichtung der Bohrgestängeanschluss relativ zum Aufsatz, insbesondere zur Spanneinrichtung des Aufsatzes, axial verschiebbar ist. Unter der Axialrichtung kann vorzugsweise die Bohrrichtung, also die Längsrichtung des Bohrgestänges und/oder des Gründungselements, verstanden werden. Die Vorschubeinrichtung ist bevorzugt am Aufsatz vorgesehen. Sie kann insbesondere im Drehbohrantrieb integriert sein. Vorzugsweise ist also die Vorschubeinrichtung am Rohrkragen des Gründungselements angeordnet. Grundsätzlich kann die Vorschubeinrichtung aber beispielsweise auch an der Arbeitsbühne vorgesehen sein, wobei dann die Vorschubeinrichtung zwischen Arbeitsbühne und Gründungselement wirken kann, so dass mittels der Vorschubeinrichtung das Gründungselement mitsamt dem Bohrgestänge relativ zur Arbeitsbühne axial verschiebbar ist.According to the invention, it is preferred that, in particular on the attachment, at least one feed device for axial displacement of the drill string is arranged. A feed device according to the invention makes it possible to exert an additional contact pressure on the drill pipe, so that a particularly large drilling feed can be achieved. In particular, it can be provided that by means of the feed device, the drill string connection is axially displaceable relative to the attachment, in particular to the clamping device of the attachment. The axial direction can preferably be understood as meaning the drilling direction, that is to say the longitudinal direction of the drill pipe and / or the foundation element. The feed device is preferably provided on the attachment. It can be integrated in particular in the rotary drilling drive. Preferably, therefore, the feed device is arranged on the tube collar of the foundation element. In principle, however, the feed device can also be provided, for example, on the work platform, in which case the feed device can act between the working platform and foundation element, so that by means of the feed device, the foundation element together with the drill string is axially displaceable relative to the working platform.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass Mittel zum lösbaren axialen Festlegen des Gründungselements an der Arbeitsbühne vorgesehen sind. Durch diese Mittel zum axialen Festlegen kann das Gründungselement beim Absenken und/oder zumindest zeitweise während des Abbohrens des Bohrgestänges axial relativ zur Arbeitsbühne festgelegt werden. Die Mittel können beispielsweise Backen aufweisen, die am Gründungselement zur Anlage kommen, und die dabei das Gründungselement kraft- oder/und formschlüssig sichern.A further preferred embodiment of the invention consists in that means are provided for the releasable axial fixing of the foundation element to the working platform. By means of this axial fixing the foundation element during lowering and / or at least temporarily during the drilling of the drill string axially relative to the working platform can be defined. The means may, for example, have jaws which come to rest on the foundation element, thereby securing the foundation element in a force-locking or / and positive-locking manner.

Insbesondere können die Mittel zum axialen Festlegen des Gründungselements an der Halteeinrichtung zum drehfesten Festlegen des Gründungselements vorgesehen sein. Bei dieser Ausführungsform kommt der Halteeinrichtung dahingehend eine Doppelfunktion zu, dass sie das Gründungselement nicht nur drehfest, sondern auch axial festlegen kann. Hierdurch wird eine konstruktiv besonders einfache Vorrichtung erhalten. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Mittel zum axialen Festlegen und/oder die Halteeinrichtung beim Bohren wiederholt freigegeben werden, damit das Bohrgestänge und/oder das Gründungselement nach einem Teilbohrvorgang nachrutschen können.In particular, the means for axially fixing the foundation element may be provided on the holding device for rotationally fixed fixing of the foundation element. In this embodiment, the holding device has a double function in that it can not only fix the foundation element rotatably, but also axially. As a result, a structurally particularly simple device is obtained. For example, it may be provided that the means for axial fixing and / or the holding device are repeatedly released during drilling, so that the drill pipe and / or the foundation element can slip after a partial drilling operation.

Weiterhin ist es bevorzugt, dass die Spanneinrichtung zum Festlegen des Aufsatzes am Gründungselement zumindest eine hydraulische Klemme aufweist. Beispielsweise können drei oder vier Klemmen vorgesehen sein, die äquidistant am Rohrkragen des Gründungselements verteilt sind. Die hydraulische Klemme kann insbesondere einen hydraulischen Klemmzylinder aufweisen, der radial zum Gründungselement verläuft und vorzugsweise außenseitig am Gründungselement vorsteht.Furthermore, it is preferable for the tensioning device to have at least one hydraulic clamp for fixing the attachment to the foundation element. For example, three or four terminals may be provided which are distributed equidistantly on the tube collar of the foundation element. The hydraulic clamp may in particular comprise a hydraulic clamping cylinder, which extends radially to the foundation element and preferably protrudes on the outside of the foundation element.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass an der Arbeitsbühne zumindest eine Linearführung für das Gründungselement angeordnet ist. Hierdurch können Biegeelemente im Gründungselement reduziert werden und insbesondere ein Verkanten des Gründungselements verhindert werden. Zweckmäßigerweise kann vorgesehen sein, dass die Arbeitsbühne eine Durchgangsöffnung für das Gründungselement aufweist, wobei die Linearführung bevorzugt oberhalb der Durchgangsöffnung angeordnet ist. Insbesondere kann die Linearführung oberhalb der Halteeinrichtung angeordnet sein. Zum Beispiel kann die Linearführung als Gleitbuchse ausgebildet sein.A further advantageous embodiment of the invention consists in that at least one linear guide for the foundation element is arranged on the working platform. As a result, bending elements can be reduced in the foundation element and in particular tilting of the foundation element can be prevented. Appropriately, it can be provided that the working platform has a passage opening for the foundation element, wherein the linear guide is preferably arranged above the passage opening. In particular, the linear guide above be arranged the holding device. For example, the linear guide may be formed as a sliding bushing.

Sofern eine Linearführung vorgesehen ist, ist es besonders zweckmäßig, dass diese vom Gründungselement lösbar ist. Diese Ausführungsform erlaubt besonders große Bohrtiefen, da die Linearführung bei größeren Bohrtiefen, wenn eine zusätzliche Führung des Gründungselements nicht mehr erforderlich ist, vom Gründungselement entfernt werden kann, so dass dann auch der in der Regel durchmessergrößere Aufsatz abgesenkt werden kann.If a linear guide is provided, it is particularly expedient that it is detachable from the foundation element. This embodiment allows particularly large drilling depths, since the linear guide at larger drilling depths, when an additional guide of the foundation element is no longer required, can be removed from the foundation element, so that then the usually larger-diameter essay can be lowered.

Beispielsweise kann nach der Erfindung vorgesehen sein, dass die Linearführung zumindest zwei Backenelemente aufweist. Diese Backenelemente können beispielsweise zumindest annähernd halbzylindrisch ausgebildet sein, so dass sie zusammen eine Gleitbuchse für das Gründungselement bilden können. Die beiden Backenelemente können beispielsweise zum Lösen und Schließen der Linearführung hydraulisch betätigt sein. Insbesondere können sie an einer Zangenanordnung angeordnet sein, die geeigneterweise hydraulisch betätigbar ist.For example, it can be provided according to the invention that the linear guide has at least two jaw elements. These jaw elements may be formed, for example, at least approximately semi-cylindrical, so that they can together form a slide bushing for the foundation element. The two jaw elements can be hydraulically actuated, for example, for releasing and closing the linear guide. In particular, they may be arranged on a pliers arrangement which is suitably hydraulically actuated.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung liegt darin, dass die Linearführung, insbesondere quer zu ihrer Führungsrichtung, an der Arbeitsbühne verfahrbar ist. Die Linearführung kann somit quer zur Axialrichtung des Gründungselements, also quer zur Bohrrichtung verfahrbar sein. Hierdurch kann die Linearführung zeitweise vom Gründungselement hinweg verfahren werden, so dass beispielsweise ein im Vergleich zum Gründungselement durchmessergrößerer Aufsatz für das Gründungselement durch die Linearführung nicht behindert wird, und ein besonders tiefes Abbohren möglich wird.A further preferred embodiment of the invention is that the linear guide, in particular transversely to its guide direction, is movable on the work platform. The linear guide can thus be moved transversely to the axial direction of the foundation element, ie transversely to the direction of drilling. As a result, the linear guide can be temporarily moved away from the foundation element, so that, for example, a larger diameter attachment for the foundation element than the foundation element is not hindered by the linear guide, and a particularly deep boring becomes possible.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die Arbeitsbühne Stützen, insbesondere Hydraulikstützen, zum Ausrichten der Arbeitsbühne am Gewässergrund aufweist. Zweckmäßigerweise sind die Stützen seitlich an der Arbeitsbühne angeordnet, um eine besonders gute Standsicherheit zu ermöglichen. Die Stützen weisen geeigneterweise jeweils ein Fußteil auf, welches mittels eines Linearantriebs zumindest in vertikaler Richtung, also in Axialrichtung, verschiebbar ist, wobei der Linearantrieb vorzugsweise zumindest einen Hydraulikzylinder aufweist. Mittels der erfindungsgemäßen Stützen kann die Arbeitsbühne am Gewässergrund je nach Bohrvorhaben horizontal oder auch gezielt winklig angeordnet werden.Furthermore, it is advantageous that the working platform has supports, in particular hydraulic supports, for aligning the working platform on the bottom of the water. Appropriately, the supports are arranged laterally on the work platform to allow a particularly good stability. The supports suitably each have a foot part, which is displaceable by means of a linear drive at least in the vertical direction, ie in the axial direction, wherein the linear drive preferably has at least one hydraulic cylinder. By means of the supports according to the invention, the working platform can be arranged horizontally or also at an angle, depending on the drilling project, at the bottom of the water.

Die Arbeitsbühne kann eine Bohrschablone darstellen, welche ein bestimmtes Bohrmuster vorgibt. In diesem Sinne kann es besonders vorteilhaft sein, dass zum Verstellen des Bohrpunkts zumindest die Halteeinrichtung für das Gründungselement relativ zur Arbeitsbühne verfahrbar ist, und zwar bevorzugt quer zur Axialrichtung des Gründungselements, also zumindest annähernd horizontal. Hierdurch können mit dem Gründungselement und dem hierin angeordneten Bohrgestänge die vorgesehenen Bohrpunkte gezielt angefahren werden und somit das vorgesehene Muster der Bohrschablone abgebildet werden.The work platform can represent a drilling template, which specifies a specific drilling pattern. In this sense, it may be particularly advantageous that for adjusting the Bohrpunkts at least the holding device for the foundation element is movable relative to the working platform, and preferably transversely to the axial direction of the foundation element, ie at least approximately horizontally. As a result, the intended drilling points can be approached specifically with the foundation element and the drill string arranged therein, and thus the intended pattern of the drilling template can be imaged.

Weiterhin ist es, insbesondere im Hinblick auf die Funktion als Bohrschablone, vorteilhaft, dass an der Arbeitsbühne mehrere Bohreinheiten vorgesehen sind. Beispielsweise können vier Bohreinheiten vorgesehen sein. Im Sinne der Erfindung kann eine Bohreinheit insbesondere jeweils zumindest eine erfindungsgemäße Halteeinrichtung zum drehfesten Festlegen eines Gründungselements an der Arbeitsbühne aufweisen. Zudem können die Bohreinheiten im Sinne der Erfindung jeweils einen erfindungsgemäßen Aufsatz mit Spanneinrichtung und Drehbohrantrieb und/oder jeweils eine erfindungsgemäße Linearführung für das Gründungselement aufweisen. Eine Bohreinheit im Sinne der Erfindung weist somit zweckmäßigerweise eine Halteeinrichtung, einen Aufsatz und/oder eine Linearführung auf.Furthermore, it is advantageous, in particular with regard to the function as a drilling template, that a plurality of drilling units are provided on the working platform. For example, four drilling units can be provided. For the purposes of the invention, a drilling unit may in particular each have at least one retaining device according to the invention for the rotationally fixed fixing of a foundation element to the working platform. In addition, the drilling units according to the invention may each have an attachment according to the invention with clamping device and rotary drilling drive and / or in each case a linear guide according to the invention for the foundation element. A drilling unit according to the invention thus expediently has a holding device, an attachment and / or a linear guide.

Sofern mehrere Bohreinheiten vorgesehen sind, können diese über eine gemeinsame Nabelschnur oder über eigenständige Nabelschnüre für jede Bohreinheit mit Energie versorgt werden.If several drilling units are provided, they can be supplied with energy via a common umbilical cord or via independent umbilical cords for each drilling unit.

Weiterhin ist besonders zweckmäßig, dass das Bohrgestänge eine Spülbohreinrichtung aufweist. Die Spülbohreinrichtung kann beispielsweise zumindest einen Spülschlauch zum Zuführen von Spülfluid, insbesondere Gas, in das Bohrgestänge aufweisen, und/oder einen Spülkopf, das heißt eine Drehdurchführung zum Koppeln des Schlauchs an das rotierende Bohrgestänge. Mittels einer solchen Spüleinrichtung kann im Bohrgestänge ein Spülvorgang zum Abtransport von Bohrgut aus der Bohrung bewirkt werden.Furthermore, it is particularly expedient that the drill string has a Spülbohreinrichtung. The Spülbohreinrichtung, for example, at least one flushing hose for supplying flushing fluid, in particular gas, in the drill string, and / or a flushing head, that is a rotary feedthrough for coupling the hose to the rotating drill pipe. By means of such a flushing device, a flushing process for the removal of cuttings from the bore can be effected in the drill pipe.

Ferner ist es vorteilhaft, dass das Bohrgestänge einen Schwanenhals zur Bohrgutabfuhr aufweist. Unter einem Schwanenhals kann insbesondere ein zumindest bereichsweise gekrümmtes Abfuhrrohr verstanden werden, das vorzugsweise in seinem oberen Teil radial zur Bohrrichtung verläuft, und aus dem das abgeführte Bohrgut beabstandet vom Bohrlochmund austritt.Furthermore, it is advantageous that the drill string has a gooseneck for Bohrgutabfuhr. Under a gooseneck can be understood in particular an at least partially curved discharge pipe, preferably in his Upper part extends radially to the drilling direction, and from which the discharged cuttings spaced from the borehole mouth emerges.

Überdies ist es bevorzugt, dass das Bohrgestänge zur Auflasterhöhung zumindest eine Schwerstange aufweist. Der besseren Montage halber kann das Bohrgestänge aus mehreren Gestängeschüssen bestehen, wobei zumindest ein Teil der Gestängeschüsse als Schwerstangen ausgebildet sein kann.Moreover, it is preferable that the drill pipe for increasing the load has at least one drill collar. For better installation, the drill string can consist of several rod sections, wherein at least part of the rod sections can be designed as drill rods.

Eine besonders gute Bohrwirkung wird erfindungsgemäß dadurch ermöglicht, dass das Bohrgestänge einen Vollschnittbohrkopf, insbesondere mit Rollmeißeln, aufweist. Der Bohrkopf kann einen verstellbaren Querschnitt aufweisen, damit der Bohrkopf einerseits unterhalb des Gründungselements arbeiten kann, andererseits aber auch durch das Gründungselement hindurchgezogen werden kann. Der Bohrkopf ist bodenseitig am Bohrgestänge angeordnet.A particularly good drilling action is made possible according to the invention in that the drill pipe has a full-cut drill head, in particular with roller chisels. The drill head may have an adjustable cross-section, so that the drill head can work on the one hand below the foundation element, but on the other hand can also be pulled through the foundation element. The drill head is arranged on the bottom side of the drill string.

Die Betriebszuverlässigkeit kann dadurch erhöht werden, dass an der Arbeitsbühne eine Aufrolleinrichtung für zumindest eine Spülleitung vorgesehen ist. Die Aufrollvorrichtung kann beispielsweise eine Spule zum Aufwickeln der Spülleitungen und zweckmäßigerweise auch zumindest eine Umlenkrolle aufweisen, um ein besonders zuverlässiges Aufspulen zu gewährleisten.The reliability of operation can be increased by providing a retractor for at least one purge line at the work platform. The retractor, for example, a coil for winding the flushing lines and expediently also have at least one deflection roller to ensure a particularly reliable winding.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Einbringen eines rohrförmigen Gründungselements in den Gewässergrund, bei dem eine versenkbare Arbeitsbühne vorgesehen wird, das Gründungselement mittels einer Halteeinrichtung, vorzugsweise drehfest und/oder axial fest, an der Arbeitsbühne festgelegt wird, ein Aufsatz auf das Gründungselement aufgesetzt wird und mittels einer Spanneinrichtung am Gründungselement festgelegt wird, die Arbeitsbühne versenkt und auf den Gewässergrund aufgesetzt wird, und mittels eines Drehbohrantriebs, welcher am Aufsatz angeordnet ist, ein im Inneren des Gründungselements verlaufendes Bohrgestänges in Drehung versetzt wird und unter Ausbildung einer Bohrung in den Gewässergrund eingebracht wird, wobei das Gründungselement aufgrund seines Eigengewichts in der Bohrung versenkt wird. Das Verfahren kann insbesondere mit der erfindungsgemäßen Unterwasser-Bohranordnung durchgeführt werden, wodurch die in diesem Zusammenhang erläuterten Vorteile realisiert werden können.The invention also relates to a method for introducing a tubular foundation element in the river bottom, in which a retractable platform is provided, the foundation element by means of a holding device, preferably rotatably and / or axially fixed, is fixed to the work platform, an essay is placed on the foundation element and is fixed by means of a clamping device on the foundation element, the working platform is sunk and placed on the body of water, and by means of a rotary drill drive, which is arranged on the attachment, a running inside the foundation element drill string is rotated and introduced to form a hole in the body of water is, wherein the foundation element is sunk due to its own weight in the bore. The method can be carried out in particular with the underwater drilling arrangement according to the invention, whereby the advantages explained in this connection can be realized.

Besonders vorteilhaft ist es, insbesondere im Hinblick auf den Zeitaufwand, dass nach dem Fertigstellen der Bohrung die Arbeitsbühne mitsamt dem Bohrgestänge geborgen wird. Zum Bergen des Bohrgestänges kann beispielsweise vorgesehen sein, das Bohrgestänge mittels der Halteeinrichtung für das Gründungselement an der Arbeitsbühne festzulegen. Es kann aber auch eine separate Halteeinrichtung für das Bohrgestänge vorgesehen sein. Vor dem Bergen des Bohrgestänges wird dieses zweckmäßigerweise vom abgeteuften Gründungselement entkoppelt. Hierzu wird geeigneterweise die Spanneinrichtung gelöst.It is particularly advantageous, in particular with regard to the time required, for the work platform to be retrieved together with the drill string after completion of the drilling. For recovery of the drill pipe, for example, it may be provided to fix the drill pipe by means of the holding device for the foundation element on the work platform. But it can also be provided a separate holding device for the drill string. Before the mountains of the drill pipe this is suitably decoupled from the abgeteuften foundation element. For this purpose, the tensioning device is suitably solved.

Weiterhin ist es zweckmäßig, dass das Gründungselement vor dem Aufsetzen der Arbeitsbühne auf den Gewässergrund an der Arbeitsbühne angeordnet wird und vorzugsweise axial an der Arbeitsbühne festgelegt wird. Insbesondere kann gemäß dieser Ausführungsform das Gründungselement schon vor dem Versenken der Arbeitsbühne auf die Arbeitsbühne aufgesetzt werden, geeigneterweise oberhalb der Wasseroberfläche. Hierdurch kann der Arbeitsaufwand beträchtlich gesenkt werden, da die Arbeitsbühne mit dem Gründungselement beschickt werden kann, während sie noch direkt von einem Schiff oder einer Schwimmplattform aus zugänglich ist. Zum axialen Festlegen des Gründungselements während des Versenkens kann beispielsweise die Halteeinrichtung verwendet werden.Furthermore, it is expedient that the foundation element is placed on the working platform before placing the work platform on the water bottom and is preferably fixed axially on the platform. In particular, according to this embodiment, the foundation element can be placed on the work platform even before the work platform is lowered, suitably above the water surface. As a result, the workload can be considerably reduced, since the work platform can be loaded with the foundation element, while it is still accessible directly from a ship or a swimming platform. For example, the holding device can be used for axially fixing the foundation element during countersinking.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass der Aufsatz auf das Gründungselement aufgesetzt wird, bevor die Arbeitsbühne auf den Gewässergrund aufgesetzt wird. Auch hierdurch wird der Arbeitsaufwand verringert, da der Aufsatz angebracht werden kann, während er noch vom Schiff oder von der Schwimmplattform aus zugänglich ist. Während des Versenkens kann dann der Aufsatz mittels der Spanneinrichtung am Gründungselement festgelegt sein.Furthermore, it is advantageous that the attachment is placed on the foundation element before the work platform is placed on the body of water. This also reduces the amount of work that can be done while still being accessible from the ship or from the floating platform. During countersinking, the attachment can then be fixed to the foundation element by means of the tensioning device.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert, welche schematisch in den beigefügten Figuren dargestellt sind. In den Figuren zeigen:

Fig. 1: eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Unterwasser- Bohranordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 2: eine vergrößerte Detailansicht der Anordnung aus Fig. 1 im Bereich des Aufsatzes 30;
Fig. 3: eine vergrößerte Detailansicht von oben auf die Linearfüh- rung 40 aus Fig. 1 im geschlossenen Zustand (Fig. 3 oben) und im geöffneten Zustand (Fig. 3 unten);
Fig. 4: eine Ansicht der Vorrichtung aus Fig. 1 von oben;
Figuren 5 bis 8: verschiedene Verfahrensstadien bei der Verwendung der Vorrichtung aus Fig. 1 zum Einbringen eines rohrförmigen Gründungselements in den Gewässergrund in einem erfin- dungsgemäßen Verfahren.

The invention will be explained in more detail below with reference to preferred embodiments, which are shown schematically in the accompanying figures. In the figures show:

Fig. 1: a side view of an underwater drilling assembly according to the invention for carrying out the method according to the invention;
Fig. 2: an enlarged detail of the arrangement Fig. 1 in the area of the essay 30;
Fig. 3: an enlarged detail view from above of the linear guide 40 from Fig. 1 when closed ( Fig. 3 above) and in the open state ( Fig. 3 below);
Fig. 4: a view of the device Fig. 1 from above;
FIGS. 5 to 8: different process stages in the use of the device Fig. 1 for introducing a tubular foundation element into the body of water in a method according to the invention.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Unterwasser-Bohranordnung ist in den Figuren 1 und 4 und seine Verwendung in einem erfindungsgemäßen Verfahren in den Figuren 5 bis 8 dargestellt.An embodiment of an underwater drilling assembly according to the invention is in the FIGS. 1 and 4 and its use in a method according to the invention in FIGS. 5 to 8 shown.

Wie Fig. 1 zeigt, weist die erfindungsgemäße Unterwasser-Bohranordnung eine Arbeitsbühne 2 auf, welche an einer Seilanordnung 27 aufgehängt ist, und welche über diese Seilanordnung 27 auf den Gewässergrund absenkbar ist.As Fig. 1 shows, the underwater drilling assembly according to the invention on a working platform 2, which is suspended from a cable assembly 27, and which is lowered via this cable assembly 27 to the bottom of the water.

Wie Fig. 4 zeigt, sind an der Arbeitsbühne 2 insgesamt vier Bohreinheiten 1, 1', 1", 1"' angeordnet, von denen in der Seitenansicht in Fig. 1 nur die Bohreinheiten 1 und 1' erkennbar sind. Die vier Bohreinheiten 1, 1', 1" und 1"' sind an den Ecken eines geometrischen Rechteckes angeordnet.As Fig. 4 shows, at the work platform 2 a total of four drilling units 1, 1 ', 1 ", 1"' are arranged, of which in the side view in Fig. 1 only the drilling units 1 and 1 'can be seen. The four drilling units 1, 1 ', 1 "and 1"' are arranged at the corners of a geometric rectangle.

Die vier Bohreinheiten 1, 1', 1" und 1"' sind im Wesentlichen analog ausgebildet, so dass im Folgenden zumeist lediglich die erste Bohreinheit 1 im Detail beschrieben wird. Die verbleibenden Bohreinheiten 1', 1" und 1"' weisen im Wesentlichen dieselben Elemente auf wie die Bohreinheit 1, wobei gleichartige Elemente im Falle der Bohreinheiten 1', 1" und 1"' mit gestrichenen Bezugszeichen gekennzeichnet sind.The four drilling units 1, 1 ', 1 "and 1"' are designed substantially analogously, so that in the following only the first drilling unit 1 will be described in detail in the following. The remaining drilling units 1 ', 1 "and 1"' have substantially the same elements as the drilling unit 1, wherein like elements in the case of the drilling units 1 ', 1 "and 1"' are marked with primed reference numerals.

Die erste Bohreinheit 1 dient zum Einbringen eines rohrförmigen Gründungselements 3 in den Gewässergrund. Die Bohreinheit 1 weist eine hülsenartige Linearführung 40 auf, welche das Gründungselement 3 vertikal verschiebbar an der Arbeitsbühne 2 führt, und welche untenstehend im Detail beschrieben ist. Die Bohreinheit 1 weist ferner eine Halteeinrichtung 10 zum drehfesten Festlegen des Gründungselements 3 an der Arbeitsbühne 2 auf. Diese Halteeinrichtung 10 ist unterhalb der Linearführung 40 an der Arbeitsbühne 2 angeordnet. Die Halteeinrichtung 10 kann beispielsweise als hydraulische Klemmeinrichtung ausgebildet sein und weist auch Mittel 11 zum axialen Festlegen des Gründungselements 3 auf, das heißt Mittel zum Sichern gegen eine Verschiebung in vertikaler Richtung. Die Halteeinrichtung 10 kann somit gewährleisten, dass das Gründungselement 3 beim Absenken der Arbeitsbühne 2, aber auch beim Bohrvorgang, seine Drehposition, aber auch seine Axialposition relativ zur Arbeitsbühne 2 beibehält.The first drilling unit 1 is used for introducing a tubular foundation element 3 in the river bottom. The drilling unit 1 has a sleeve-like linear guide 40, which guides the foundation element 3 vertically displaceable on the working platform 2, and which is described in detail below. The drilling unit 1 has Furthermore, a holding device 10 for rotationally fixed fixing of the foundation element 3 on the working platform 2. This holding device 10 is arranged below the linear guide 40 on the working platform 2. The holding device 10 may be formed, for example, as a hydraulic clamping device and also has means 11 for axially fixing the foundation element 3, that means for securing against displacement in the vertical direction. The holding device 10 can thus ensure that the foundation element 3 when lowering the working platform 2, but also during the drilling process, its rotational position, but also maintains its axial position relative to the working platform 2.

Zum Herstellen einer Bohrung, in welche das Gründungselement 3 eingebracht wird, ist ein Bohrgestänge 5 vorgesehen. Das Bohrgestänge 5 verläuft im Inneren des Gründungselements 3. Am unteren Ende des Bohrgestänges 5 ist ein als Vollschnittbohrkopf ausgebildeter Bohrkopf 52 angeordnet, der mit Rollmeißeln ausgestattet ist. Der Bohrkopf 52 steht dabei am unteren Ende des Gründungselements 3 über das Gründungselement 3 vor, so dass der Bohrkopf 52 unterhalb des Gründungselements 3 Bodenmaterial abräumen kann. Das Bohrgestänge 5 besteht aus mehreren Gestängeschüssen, wobei zur Auflasterhöhung auch Schwerstangen 51 vorgesehen sein können. Über zumindest eine Stütze 57, welche radial vom Bohrgestänge 5 vorsteht, stützt sich das Bohrgestänge 5 an der Innenwandung des Gründungselements 3 ab. Zur Reibungsverminderung für den Fall, dass sich das Bohrgestänge 5 relativ zum Gründungselement 3 dreht, können umfangsseitig an der Stütze 57 Rollen vorgesehen sein. Im Beispiel der Fig. 1 sind zwei Stützen vorgesehen.For producing a bore, in which the foundation element 3 is introduced, a drill pipe 5 is provided. The drill string 5 extends inside the foundation element 3. At the lower end of the drill string 5, a drill head 52 designed as a full cut drill head is provided, which is equipped with roll chisels. The drill head 52 protrudes at the lower end of the foundation element 3 over the foundation element 3, so that the drill head 52 can clear soil material below the foundation element 3. The drill string 5 consists of a plurality of rod sections, wherein for increasing the load also drill collars 51 may be provided. Via at least one support 57, which protrudes radially from the drill string 5, the drill string 5 is supported on the inner wall of the foundation element 3. To reduce friction in the event that the drill pipe 5 rotates relative to the foundation element 3, rollers 57 may be circumferentially provided on the support. In the example of Fig. 1 Two supports are provided.

Zum drehenden Betätigen des Bohrgestänges 5 weist die Bohreinheit 1 einen Aufsatz 30 auf, an dem ein Drehbohrantrieb 35 angeordnet ist. Dieser Drehbohrantrieb 35 weist eine Abtriebswelle mit einem Bohrgestängeanschluss auf, an welchem das Bohrgestänge 5 angeordnet ist. Zum Bohren wird der Aufsatz 30 mitsamt dem Bohrgestänge 5 auf den oberen Rohrkragen des rohrförmigen Gründungselements 3 aufgesetzt.For rotationally actuating the drill pipe 5, the drilling unit 1 has an attachment 30 on which a rotary drilling drive 35 is arranged. This rotary drilling drive 35 has an output shaft with a drill pipe connection, on which the drill pipe 5 is arranged. For drilling, the attachment 30 together with the drill string 5 is placed on the upper tube collar of the tubular foundation element 3.

Wie insbesondere Fig. 2 zeigt, weist der Aufsatz 30 eine Spanneinrichtung 31 mit mehreren hydraulischen Klemmen 32 auf, mit denen der Aufsatz 30 am Gründungselement 3 festlegbar ist. Die Klemmen 32 weisen dabei jeweils einen Hydraulikzylinder 33 auf, der sich radial vom Gründungselement 3 nach außen erstreckt.In particular Fig. 2 shows, the attachment 30 has a clamping device 31 with a plurality of hydraulic clamps 32, with which the attachment 30 can be fixed to the foundation element 3. The clamps 32 each have a hydraulic cylinder 33, which extends radially from the foundation element 3 to the outside.

Mittels des Drehbohrantriebs 35 ist das Bohrgestänge 5 relativ zur Spanneinrichtung 31 und somit auch zum hiermit klemmverbundenen Gründungselement 3 drehbar. Am Drehbohrantrieb 35 kann auch eine Vorschubeinrichtung 36 angeordnet sein, mittels welcher das Bohrgestänge 5 zur Auflasterhöhung axial relativ zur Spanneinrichtung 31 und somit zum Gründungselement 3 bewegt werden kann. Die Vorschubeinrichtung 36 kann hydraulisch ausgebildet sein und zumindest einen Linearantrieb aufweisen, der einerseits mit dem Bohrgestänge 5 und andererseits mit der Spanneinrichtung 31 verbunden ist.By means of the rotary drilling drive 35, the drill string 5 is rotatable relative to the clamping device 31 and thus also to the hereby clamp-connected foundation element 3. The rotary drilling drive 35 can also be arranged a feed device 36, by means of which the drill pipe 5 can be moved axially to the increase in load relative to the clamping device 31 and thus to the foundation element 3. The feed device 36 may be formed hydraulically and have at least one linear drive, which is connected on the one hand with the drill pipe 5 and on the other hand with the clamping device 31.

Zum Spülen der Bohrung ist am Bohrgestänge 5 eine Spülbohreinrichtung mit einer Spülleitung 61 vorgesehen. Diese Spülleitung 61 ist über einen Spülkopf 62 mit dem Bohrgestänge 5 gekoppelt. Zum Abführen des Bohrguts ist am Bohrgestänge 5 ein Schwanenhals 59 angeordnet, welcher ein um ca. 90° gekrümmtes Rohrstück sowie ein hieran anschließendes etwa horizontal verlaufendes Rohrstück aufweist. Über diesen Schwanenhals 59 wird das Bohrklein beabstandet vom Bohrlochmund abgegeben.For flushing the bore a Spülbohreinrichtung with a purge line 61 is provided on the drill pipe 5. This flushing line 61 is coupled to the drill string 5 via a flushing head 62. For discharging the cuttings, a gooseneck 59 is arranged on the drill string 5, which has a pipe section curved by approximately 90 ° and a pipe section which adjoins this approximately horizontally. About this gooseneck 59, the cuttings are spaced from the borehole mouth delivered.

Zum Aufnehmen der Spülleitung 61 ist eine Aufrollvorrichtung 60 an der Arbeitsbühne 2 angeordnet. Diese weist eine Spule 67 zum Aufspulen der Spülleitung 61 auf. Ferner weist die Aufrollvorrichtung 60 eine Umlenkrolle 68 auf, welche die etwa horizontal aus der Spule 67 auslaufende Spülleitung nach oben hin umlenkt.For receiving the purge line 61, a retractor 60 is arranged on the work platform 2. This has a coil 67 for winding the flushing line 61. Further, the retractor 60 has a deflection roller 68, which deflects the approximately horizontally out of the spool 67 expiring rinse line upwards.

Seitlich an der Arbeitsbühne 2 sind insgesamt vier Hydraulikstützen 21 angeordnet, welche unterhalb der Arbeitsbühne 2 vorstehen, und welche vertikal verschiebbar an der Arbeitsbühne 2 gelagert sind. Zum Betätigen der Hydraulikstützen 21 ist jeweils zumindest ein Hydraulikzylinder 22 vorgesehen, der im dargestellten Ausführungsbeispiel an seinem Kolbengehäuse an der Arbeitsbühne 2 angeordnet ist, und an seiner Kolbenstange mit der Hydraulikstütze 21 verbunden ist.On the side of the work platform 2, a total of four hydraulic supports 21 are arranged, which protrude below the working platform 2, and which are mounted vertically displaceably on the working platform 2. For actuating the hydraulic supports 21, at least one hydraulic cylinder 22 is provided in each case, which is arranged in the illustrated embodiment on its piston housing on the working platform 2, and is connected at its piston rod to the hydraulic support 21.

Die Linearführung 40 für das Gründungselement 3 ist im Detail in Fig. 3 dargestellt. Wie Fig. 3 zeigt, ist die Linearführung 40 lösbar ausgeführt, wobei Fig. 3 oben den geschlossenen Zustand und Fig. 3 unten den geöffneten Zustand darstellt. Wie Fig. 3 zeigt, weist die Linearführung 40 zwei mit dem Gründungselement 3 korrespondierende Backenelemente 41 beziehungsweise 41' auf, welche im geschlossenen Zustand eine Führungsbuchse für das Gründungselement 3 bilden. Zum Öffnen und Schließen der Backenelemente 41, 41' ist eine Zangenanordnung vorgesehen, die über Hydraulikzylinder 42 betätigt wird.The linear guide 40 for the foundation element 3 is shown in detail in FIG Fig. 3 shown. As Fig. 3 shows, the linear guide 40 is releasably designed, wherein Fig. 3 above the closed state and Fig. 3 below shows the open state. As Fig. 3 shows, the linear guide 40 has two with the foundation element 3 corresponding jaw members 41 and 41 ', which form a guide bushing for the foundation element 3 in the closed state. To open and Closing the jaw members 41, 41 'is a pliers arrangement is provided, which is actuated by hydraulic cylinders 42.

Wie Fig. 1 weiter zeigt, ist die Linearführung 40 horizontal, das heißt quer zur Vortriebsrichtung und quer zur Längsachse des Gründungselements 3, verschiebbar an der Arbeitsbühne 2 angeordnet. Zum aktiven Verschieben der Linearführung 40 weist diese einen Linearantrieb 44 auf, der bevorzugt als Hydraulikzylinder ausgebildet ist, und der einerseits mit der Linearführung 40 und andererseits mit der Arbeitsbühne 2 gekoppelt ist.As Fig. 1 Furthermore, the linear guide 40 is arranged horizontally, that is to say transversely to the direction of advance and transversely to the longitudinal axis of the foundation element 3, displaceably on the working platform 2. For active displacement of the linear guide 40, this has a linear drive 44, which is preferably designed as a hydraulic cylinder, and which is coupled on the one hand with the linear guide 40 and on the other hand with the working platform 2.

Im Falle der in der Fig. 1 linksseitig dargestellten Bohreinheit 1 ist der Linearantrieb ausgefahren und die Linearführung 40 kann das Gründungselement 3 führen. Im Falle der in der Fig. 1 rechtsseitig dargestellten zweiten Bohreinheit 1' ist der Linearantrieb 44' eingefahren und die entsprechende Linearführung 40' ist von der Bohrachse der korrespondierenden Bohreinheit 1' zurückgezogen. Das Zurückziehen der Linearführung 40' ermöglicht es, den verglichen mit dem Gründungselement 3' querschnittsgrößeren Aufsatz 30' an der Linearführung 40' vorbei zum Boden der Arbeitsbühne 2 abzusenken.In the case of in the Fig. 1 On the left side shown drilling unit 1, the linear drive is extended and the linear guide 40 can guide the foundation element 3. In the case of in the Fig. 1 on the right-hand side, the linear drive 44 'is retracted and the corresponding linear guide 40' is retracted from the drilling axis of the corresponding drilling unit 1 '. The retraction of the linear guide 40 'makes it possible to lower the cross-sectionally larger attachment 30' on the linear guide 40 'to the bottom of the working platform 2 compared to the foundation element 3'.

Zum Betrieb des Drehbohrantriebs 35 und vorzugsweise auch der verbleibenden Hydraulikeinheiten der Arbeitsbühne 2 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel eine gemeinsame Nabelschnur 70 vorgesehen.For operating the rotary drilling drive 35 and preferably also the remaining hydraulic units of the working platform 2, a common umbilical cord 70 is provided in the illustrated embodiment.

Die Verwendung der Bohreinheit der Figuren 1 bis 4 in einem erfindungsgemäßen Unterwasser-Gründungsverfahren ist in den Figuren 5 bis 8 dargestellt.The use of the drilling unit of FIGS. 1 to 4 in an underwater foundation process according to the invention is in the FIGS. 5 to 8 shown.

Wie Fig. 5 zeigt, werden zunächst, vorzugsweise oberhalb der Wasseroberfläche, die Gründungselemente 3 und die Bohrgestänge 5 an der Arbeitsbühne 2 angeordnet. Hierzu werden die Gründungselemente 3 über die Halteeinrichtungen 10, 11 an der Arbeitsbühne 2 festgelegt, und die Aufsätze 30 mit den hiermit verbundenen Bohrgestängen 5 auf die Gründungselemente 3 aufgesetzt.As Fig. 5 shows, first, preferably above the water surface, the foundation elements 3 and the drill pipe 5 are arranged on the work platform 2. For this purpose, the foundation elements 3 are fixed on the working platform 2 via the holding devices 10, 11, and the attachments 30 are placed on the foundation elements 3 with the drill rods 5 connected thereto.

Die mit den Gründungselementen 3 beschickte Arbeitsbühne 2 wird sodann mittels der Seilanordnung 27 von einer schwimmenden Plattform 82 oder einem Schiff abgelassen.The working platform 2 loaded with the foundation elements 3 is then lowered by means of the cable arrangement 27 from a floating platform 82 or a ship.

Wie Fig. 6 zeigt, wird die Arbeitsbühne 2, die gleichzeitig eine Bohrschablone darstellt, sodann mittels der Seilanordnung 27 auf den Gewässergrund 80 aufgesetzt. Die Arbeitsbühne 2 wird im Anschluss durch Betätigung der Hydraulikstützen 21, welche auf dem Gewässergrund 80 aufstehen, ausgerichtet.As Fig. 6 shows, the working platform 2, which also represents a drilling template, then placed by means of the cable assembly 27 on the body of water 80. The working platform 2 is subsequently aligned by actuation of the hydraulic supports 21 which rise up on the body of water 80.

Wie Fig. 7 zeigt, beginnt daraufhin der Bohrvorgang. Durch drehendes Betätigen der Bohrgestänge 5 mittels der jeweiligen Drehbohrantriebe 35 werden Bohrungen 81 im Gewässergrund 80 erstellt. Zur Auflasterhöhung können dabei die Vorschubeinrichtungen 36 betätigt werden. Die Gründungselemente 3 werden über ihr Eigengewicht in den ausgeräumten Bohrungen 81 versenkt. Hierzu können die Mittel 11 zum axialen Festlegen der Gründungselements 3 wiederholt freigegeben werden.As Fig. 7 then begins the drilling process. By rotating actuation of the drill pipe 5 by means of the respective rotary drilling drives 35 holes 81 are created in the body of water 80. To increase the load while the feed devices 36 can be actuated. The foundation elements 3 are sunk over their own weight in the cleared holes 81. For this purpose, the means 11 for axially fixing the foundation element 3 can be repeatedly released.

Wie Fig. 8 zeigt, wird nach dem Abbohrvorgang die Arbeitsbühne 2 mitsamt den Bohrgestängen 5 durch Einholen der Seilanordnung 27 geborgen. Die Gründungselemente 3 bleiben dabei im Boden zurück. Zum Bergen der Bohrgestänge 5 werden die Spanneinrichtungen 31, welche bislang die Bohrgestänge 5 mit den jeweiligen Gründungselementen 3 verbunden haben, gelöst, und die Gründungselemente 3 von den Mitteln 11 zum axialen Festlegen der Gründungselemente 3 freigeben. Die Mittel 11 können nun zum Sichern der Bohrgestänge 5 an der Arbeitsbühne 2 dienen.As Fig. 8 shows, after the drilling operation, the working platform 2 together with the drill string 5 recovered by retrieving the cable assembly 27. The foundation elements 3 remain in the ground. To recover the drill pipe 5, the clamping devices 31, which have hitherto connected the drill pipes 5 to the respective foundation elements 3, are loosened, and the foundation elements 3 are released from the means 11 for axially fixing the foundation elements 3. The means 11 can now serve to secure the drill string 5 to the working platform 2.

Die in den Gewässergrund 80 eingebrachten Gründungselemente 3 können beispielsweise mit einer abbindbaren Suspension, insbesondere mit Beton, verfüllt werden und/oder zum Tragen von Unterwasser-Strukturen dienen.The foundation elements 3 introduced into the body of water 80 can, for example, be filled with a settable suspension, in particular with concrete, and / or serve to support underwater structures.

Claims

Underwater drilling arrangement for introducing a tubular foundation element (3) into the bed of a body of water (80) comprising
- at least one rotary drill drive (35), whereby a drill rod (5) running inside the foundation element (3) can be set into rotation by means of the rotary drill drive (35),
characterized in that

- a submersible working platform (2) for placement onto the bed of a body of water (80) is provided,

- whereby on the working platform (2) at least one holding means (10) for securing the foundation element (3) in a rotationally fixed manner on the working platform (2) is arranged, and

- in that at least one mounting part (30) for placement onto the foundation element (3) is provided,

- whereby the mounting part (30) has a clamping means (31) for securing the mounting part (30) on the foundation element (3), and

- the rotary drill drive (35) is arranged on the mounting part (30).
Underwater drilling arrangement according to claim 1,
characterized in that
on the mounting part (30) at least one feeding means (36) for axial displacement of the drill rod (5) is arranged.
Underwater drilling arrangement according to any one of the preceding claims,
characterized in that
means (11) for axially securing the foundation element (3) in a releasable manner on the working platform (2) are provided,
whereby the means (11) for axially securing the foundation element (3) are provided on the holding means (10) for securing the foundation element (3) in a rotationally fixed manner.
Underwater drilling arrangement according to any one of the preceding claims,
characterized in that
the clamping means (31) for securing the mounting part (30) on the foundation element (3) has at least one hydraulic clamp (32).
Underwater drilling arrangement according to any one of the preceding claims,
characterized in that
on the working platform (2) at least one linear guide (40) for the foundation element (3) is arranged.
Underwater drilling arrangement according to claim 5,
characterized in that
the linear guide (40) can be released from the foundation element (3),
the linear guide (40) has at least two jaw elements (41),
and
in that the linear guide (40) can be moved transversely to its guiding direction on the working platform (2).
Underwater drilling arrangement according to any one of the preceding claims,
characterized in that
the working platform (2) has hydraulic supports (21) for aligning the working platform (2) on the bed of a body of water (80).
Underwater drilling arrangement according to any one of the preceding claims,
characterized in that
for adjustment of the drilling point at least the holding means (10) for the foundation element (3) can be moved relative to the working platform (2).
Underwater drilling arrangement according to any one of the preceding claims,
characterized in that
on the working platform (2) several drilling units (1) are provided, whereby a driling unit (1) each has at least one holding means (10) for securing a foundation element (3) in a rotationally fixed manner on the working platform (2).
Underwater drilling arrangement according to any one of the preceding claims,
characterized in that
the drill rod (5) has a flush drilling means (61, 62),
the drill rod (5) has a gooseneck (59) for drill spoil removal,
the drill rod (5) has at least one drill collar (51) in order to increase the imposed load and
in that the drill rod (5) has a full-cut drill head (52) with roller bits.
Underwater drilling arrangement according to any one of the preceding claims,
characterized in that
on the working platform (2) a winding device (60) for at least one flush line (61) is provided.
Method for introducing a tubular foundation element (3) into the bed of a body of water (80), in which
- a submersible working platform (2) is provided,

- the foundation element (3) is secured by means of a holding means (10) on the working platform (2),

- a mounting part (30) is placed onto the foundation element (3) and secured on the said foundation element (3) by means of a clamping means (31),

- the working platform (2) is submerged and placed onto the bed of a body of water (80), and

- by means of a rotary drill drive (35) arranged on the mounting part (30) a drill rod (5) running inside the foundation element (3) is set into rotation and introduced into the bed of a body of water (80) whilst producing a drill-hole (81), whereby the foundation element (3) is sunk into the drill-hole (81) as a result of its proper weight.
Method according to claim 12,
characterized in that
on completion of the drill-hole (18) the working platform (2) is recovered together with the drill rod (5).
Method according to claim 12 or 13,
characterized in that
prior to the placement of the working platform (2) onto the bed of a body of water (80) the foundation element (3) is arranged on the working platform (2) and secured axially on the said working platform (2).
Method according to any one of claims 12 to 14,
characterized in that
the mounting part (30) is placed onto the foundation element (3) prior to the placement of the working platform (2) onto the bed of a body of water (80).