JP2024509809A - 海中固定物設置システム - Google Patents

Abstract

様々な態様は、海底に固定要素を固定するための装置、システム及び方法を含む。方法は、海中グラウト材供給アセンブリを含む場合がある海中固定物設置システムを使用する場合がある。海中グラウト材供給アセンブリは、容量可変グラウト材貯蔵チャンバ、パドル及び海中グラウト材ポンプを含む場合がある。容量可変グラウト材貯蔵チャンバは、乾燥グラウト材を海底に輸送するように構成され得る。容量可変グラウト材貯蔵チャンバは、海底において、乾燥グラウト材と混合するために水を受け取るように構成された水注入ポートを含む場合がある。また、容量可変グラウト材貯蔵チャンバは、水が注入される際に折り畳まれた構成から膨張するように構成され得る。【選択図】図１Ｂ

Description

関連出願
本出願は、２０２１年３月１２日に出願され、「Remote Anchorage Installation System」と題する米国特許仮出願第６３／１６０３８５号の優先権を主張しており、その全内容は、全ての目的のために参照により本明細書に援用される。

背景
物体を海底に固定する及び係留する従来の方法は、物体を拘束するために必要な強度（耐久力）を提供するために大きくて重い繋留具（アンカー）又は杭（パイル）を含む。これら固定および係留システムは、物体の浮揚性（浮力）に打ち勝つためのバラスト、及び波および海流に打ち勝つために動的な水中の海底で物体の位置を維持するための横安定性の双方を提供する。これら固定および係留システムは現在、海上建設産業の全体にわたって使用されており、当該海上建設産業には、浮遊および水中海洋再生可能エネルギーシステム、海底パイプライン、石油およびガス産業用を含む海洋構造物、及び海中インフラが含まれる。

従来の固定および係留システムに対する不都合な点は、これらシステムのコストとサイズ、必要とされる支援機材、及び設置に関する環境への影響を含む。大きな繋留具を組み立てて設置し、係留（固着）するコストは、高く、海洋開発コストの大部分を含む場合が多い。多くの従来の固定および係留システムのサイズと重量は、大きな支援船、及びそれらを輸送して設置するための特殊機器を必要とする。係る支援機材の利用可能性は、制限されることが多く、海上建設産業の全体にわたって望まれており、それにより事業費を上昇させる傾向があり、遅延を生じる場合がある。多くのこれらシステムの設置は、周辺水域に環境危険をもたらす、海底の広い範囲の浚渫を必要とする。

マイクロパイルは、基礎的な支持体の小さくて、軽量で、強力な代替物である。地面または海底に設置する前に、マイクロパイルは、グラウト材で充填されるように構成された中空環状部を有するように形成される。海中の応用形態のためにマイクロパイルを設置することは、海中用途に備えられた削孔装置を用いることにより行われる。これらシステムは、水上船から配備されるが、追加の支援機材、及び当該削孔装置と共に海底まで送られるべき材料を必要とし、且つ一般にダイバーのサポートを必要とする。マイクロパイルを設置するために使用されるグラウト材は、水上支援船上で混合され、マイクロパイルをグラウト材で充填するために水上支援船から海中の削孔装置までポンプで送り込まれる。

概要
様々な実施形態は、海底に固定要素を固定するための海中固定物設置システムを含む。海中固定物設置システムは、海中グラウト材供給アセンブリを含む場合があり、その海中グラウト材供給アセンブリは、容量可変グラウト材貯蔵チャンバ、パドル及び海中グラウト材ポンプを含む。容量可変グラウト材貯蔵チャンバは、乾燥グラウト材を海底に輸送するように構成され得る。また、容量可変グラウト材貯蔵チャンバは、折り畳まれた構成から膨張するように構成され得る。容量可変グラウト材貯蔵チャンバは、乾燥グラウト材と混合するために水を受け取るように構成された水注入ポートを含む場合がある。パドルは、容量可変グラウト材貯蔵チャンバ内に配置され得る。パドルは、乾燥グラウト材と水注入ポートを通じて受け取った水をグラウト材混合物へと混合するように構成され得る。海中グラウト材ポンプは、グラウト材混合物を容量可変グラウト材貯蔵チャンバから海底の固定要素へ送り込むように構成され得る。

幾つかの実施形態において、容量可変グラウト材貯蔵チャンバは、上側セクションと下側セクションを含む場合がある。上側セクションは、フレキシブルなブラダーで形成される場合があり、下側セクションは、剛性の側壁で形成され得る。この場合、上側セクションと下側セクションの上側セクションのみが、膨張および収縮するように構成される。海中グラウト材供給アセンブリは更に、パドルを駆動するように構成された混合モータを含む場合がある。

幾つかの実施形態において、海中固定物設置システムは、海中削孔装置を更に含む場合がある。海中削孔装置は、ドリルマスト、ドリルヘッド及びプルームフードを含む場合がある。ドリルマストは、選択された削孔角度まで立つように構成され得る。ドリルヘッドは、ドリルマストに結合され得る。ドリルヘッドは、削孔場所において固定要素を海底内へ捩って入れるように構成され得る。プルームフードはドリルヘッドに結合され得る。プルームフードは、固定要素を海底内へ捩って入れることに関連して生じる堆積物を収集するように構成され得る。

幾つかの実施形態において、海中固定物設置システムは、プルーム捕獲アセンブリを更に含む場合がある。プルーム捕獲アセンブリは、排出装置、水濾過装置、及びウォーターポンプを含むことができる。排出装置は、固定要素の削孔場所からフラッシュされた堆積物微粒子を除去するように構成され得る。水濾過装置は、水流から堆積物および微粒子を除去するように構成され得る。ウォーターポンプは、水濾過装置を通過するように水流を送るように構成され得る。

幾つかの実施形態において、乾燥グラウト材は、周辺水域から海中グラウト材供給アセンブリへの海水と混合され得る。代案として、乾燥グラウト材は、海中容器から供給される淡水と混合され得る。海中グラウト材供給アセンブリは、５０ｍ又はそれ以上の大洋深度において耐えて動作する場合がある。海中グラウト材供給アセンブリは、海底において自己推進されるように構成され得る。例えば、海中グラウト材供給アセンブリは、モータ、及び無限軌道（トレッド）又はホイールを用いて海底に沿ってそれ自体を移動させるように構成され得る。代案として又は更に、海中グラウト材供給アセンブリは、スラスタ及び浮力調整装置を用いて、それ自体を推進するように構成され得る。

様々な実施形態は、固定要素を海底に設置する方法を含む。その方法は、容量可変グラウト材貯蔵チャンバ内の乾燥グラウト材を海底に輸送することを含む場合がある。乾燥グラウト材は、容量可変グラウト材貯蔵チャンバ内で、海底において乾燥状態を保持され得る。また、方法は、海底にある容量可変グラウト材貯蔵チャンバ内でグラウト材混合物を形成するために、乾燥グラウト材と水を混合することも含む場合がある。更に、方法は、海底にある容量可変グラウト材貯蔵チャンバから削孔場所にある海中削孔装置にグラウト材混合物をポンプで送り込むことを含む場合がある。

幾つかの実施形態において、方法は、容量可変グラウト材貯蔵チャンバを膨張させること、及び膨張した容量可変グラウト材貯蔵チャンバへ水を注入することを更に含む場合がある。幾つかの実施形態において、注入される水は、海底における削孔場所の周りの領域からの海水である場合がある。幾つかの実施形態において、注入される水は、海水以外の淡水である場合がある。幾つかの実施形態において、グラウト材混合物が容量可変グラウト材貯蔵チャンバから吸い出される際に、容量可変グラウト材貯蔵チャンバは収縮され得る。

幾つかの実施形態において、方法は、削孔場所において、固定要素を海底内へ選択された深さまで捩って入れることを更に含む場合がある。固定要素を選択された深さまで捩って入れることに応じて、海底にある容量可変グラウト材貯蔵チャンバから削孔場所にある海中削孔装置にグラウト材混合物をポンプで送り込むことは、固定要素へグラウト材混合物をポンプで送り込むことを含む場合がある。幾つかの実施形態において、方法は、ケーシングを海底内へ挿入することを更に含む場合がある。かくして、固定要素を海底内へ捩って入れることは、ケーシングを海底内へ挿入することに応じる場合がある。固定要素は、海底内へ捩って入れられるように、ケーシングの中を通って挿入され得る。

本明細書に組み込まれて、本明細書の一部を構成する添付図面は、様々な実施形態の例示的な態様を示し、上述の一般的な説明および後述される詳細な説明と共に、特許請求の範囲の特徴を説明することに役立つ。

様々な実施形態による、海中固定物設置システムに関する略図である。 様々な実施形態に従って、海中固定物設置システムに関する略図である。

様々な実施形態による、海底のケーシングへ挿入される固定（固着、アンカリング）要素のクローズアップの図である。

様々な実施形態による、海中グラウト材供給アセンブリの等角図である。

様々な実施形態による、図２Ａの海中グラウト材供給アセンブリの上面図である。

様々な実施形態による、図２Ａ及び図２Ｂの海中グラウト材供給アセンブリの正面図である。

様々な実施形態による、図２Ａ～図２Ｃの海中グラウト材供給アセンブリの背面図である。

様々な実施形態による、図２Ａ～図２Ｄの海中グラウト材供給アセンブリの左側面図である。

様々な実施形態による、図２Ａ～図２Ｅの海中グラウト材供給アセンブリの一部の断面底面図である。

様々な実施形態による、部分的に透過した容量可変グラウト材貯蔵チャンバを備える海中グラウト材アセンブリの正面図である。

様々な実施形態による、ブラダーの膨張およびグラウト材混合物のプロセスを示す、容量可変グラウト材貯蔵チャンバの断面図である。 様々な実施形態による、ブラダーの膨張およびグラウト材混合物のプロセスを示す、容量可変グラウト材貯蔵チャンバの断面図である。 様々な実施形態による、ブラダーの膨張およびグラウト材混合物のプロセスを示す、容量可変グラウト材貯蔵チャンバの断面図である。

様々な実施形態による、移動型の海中固定物設置システムの側面図である。

様々な実施形態による、別の移動型の海中固定物設置システムの側面図である。

様々な実施形態による、海底にマイクロパイルを設置する方法のプロセスの流れ図である。

様々な実施形態による、海中のグラウト材を供給する方法のプロセスの流れ図である。

詳細な説明
様々な実施形態は、添付図面に関連して詳細に説明される。可能な限り、同じ参照符号は、同じ又は同様の部品を参照するために、図面の全体にわたって使用される。特定の例および具現化形態になされた言及は、例示の目的のためであり、特許請求の範囲の範囲を制限することは意図されていない。

本明細書で説明される様々な実施形態は、海中固定物設置システム及び方法に関し、より具体的には、既存の設置方法と比べてコストを下げることができる、マイクロパイル打ち及び海中グラウト材混合およびポンピングに関する。特に、様々な実施形態は、乾燥したグラウト材（以降、乾燥グラウト材と称する）と水が削孔場所またはその近くの海底で混合されることを可能にするハードウェアを含む。カスタマイズされた貯蔵チャンバは、乾燥グラウト材が海中削孔装置と共に海底まで移送される際に、乾燥グラウト材が水と混合することを防止することができる。ひとたび海中削孔装置が削孔場所に配置されたならば、制御システムは、海中削孔装置のドリルマストを所望の削孔角度で立たせて、位置決めすることができる。次いで、海中削孔装置は、削孔（ドリル）穴を水、スラリー又は他の流体でフラッシングしながら、固定（固着、アンカリング）要素（例えば、マイクロパイル）を用いて海底へ削孔することを始める。水、スラリー又は他の流体は、マイクロパイルの穴（ボア）のような、固定要素自体の中空部分を通じて注入され得る。削孔（ボーリング、穿孔）及び流体注入は、堆積物のプルームを生じる場合があり、それは、プルームフードを用いて収集され得る。次いで、プルームフードにより収集された堆積物のプルームは、プルーム捕獲アセンブリを通して送られることができ、当該プルーム捕獲アセンブリは、堆積物と水の混合物を濾過（フィルタリング）して、任意のプルーム微粒子を取り出す。次いで、濾過された水は、例えば流体注入のために海中削孔装置を通して送り返されることにより、又はグラウト材と混合するために海中グラウト材供給部へ送られることにより、再使用され得る。ひとたび固定要素（例えば、マイクロパイル）が所定の深さに達したならば、削孔を停止することができ、グラウト材の混合を始めることができる。グラウト材の混合は、海底まで移送された乾燥グラウト材へ、水注入ポートを介して水を追加することを含むことができる。水注入ポートは、容量可変グラウト材貯蔵チャンバの上部、底部、及び／又は側部に位置する場合がある。様々な実施形態は、乾燥グラウト材と混合するために、周囲からの海水または海中削孔装置と共に送られた淡水を使用することを含む場合がある。水がグラウト材混合物へ注入されると、容量可変グラウト材貯蔵チャンバが膨張し、上側および下側混合モータが、内部混合パドルでもって、グラウト材混合物を混合し始める。ひとたびグラウト材混合物が適切に混合されたならば、ブラダーが圧縮されて、グラウト材混合物が、削孔穴を充填して固定要素を海底へ固定するように固定要素の中空部分を通してポンプで送り込まれ得る。ひとたびグラウト材混合物が削孔場所へポンプで送り込まれたならば、固定要素は、海中削孔装置から解放されて、海中削孔装置は回収される又は別の固定（アンカリング）場所へ移動する。

幾つかの実施形態において、固定要素は、削孔場所において、海底の選択された深さまで海底へ捩って入れられ得る。選択された深さまで固定要素を捩って入れることに応じて、グラウト材混合物は、海底にある容量可変グラウト材貯蔵チャンバから、削孔場所にある海中削孔装置へポンプで送り込まれ得る。特に、グラウト材混合物は、固定要素へポンプで送り込まれ得る。

幾つかの実施形態において、ケーシングが最初に軟質基質の層を通して海底へ挿入され、当該軟質基質の層は、海底の最上層から、固定要素にグラウト材を詰めるのに適したより硬い海底下の基質層まで延びる。ケーシングは、多数の手段を介して、削孔されて入れられ得る、打ち込まれ得る、又はねじ込まれ得る。幾つかの実施形態において、固定要素を海底へ捩って入れることは、ケーシングを海底へ挿入することに応じる場合がある。固定要素は、海底へ捩って入れられるようにケーシングの中を通って挿入され得る。

様々な実施形態は、グラウト材を海底で混合し、及びポンプで送り込む（ポンピング）方法を含む、海底でマイクロパイルを遠隔的に設置する方法を含む。海中削孔装置および海中グラウト材供給アセンブリは、全ての支援材料および機器と共に海底へ送られることができ、その結果、ひとたび設置が始まったならば、追加の材料が海底へ送られる必要がない。ひとたび海中削孔装置および海中グラウト材供給アセンブリが削孔位置に又はその近くに配置されたならば、ドリルマストが立てられて、削孔を開始することができる。削孔から生じる何らかの粉塵プルームは、削孔場所を覆うプルーム捕獲フードにより閉じ込められ得る。海水ポンプが、プルーム捕獲フード内に負圧を作ることができ、当該負圧は、固定要素の中空内部を通して水を引き、削孔場所の微粒子をフラッシュする。次いで、水および微粒子の流れは、水濾過システムへ送られる。当該濾過システムは、全てのプルーム微粒子を濾過して取り除き、支援船により回収されるまで、当該削孔装置にそれらを貯蔵する。

海中削孔装置および海中グラウト材供給アセンブリは、固定要素（単数または複数）を設置するのに必要な所定量の乾燥グラウト材と共に海底に送られ得る。ひとたび固定要素が海底へ捩って入れられるならば、容量可変グラウト材貯蔵チャンバの上部、底部および側部の水注入ポートを通じて、水が乾燥グラウト材に追加され得る。幾つかの実施形態において、システムは、グラウト材を混合するために海水を使用し、他の実施形態において淡水を使用する。淡水は、海中削孔装置に収容されて、グラウト材を混合するために使用され得る。海中グラウト材混合ハードウェアは、海中混合およびポンピング中にグラウト材混合物を収容する容量可変ブラダーを含むことができる。容量可変グラウト材貯蔵チャンバは、海底に配備されることができ、この場合、ブラダーは乾燥グラウト材を包囲しながらつぶれる。これは、配備中の海中グラウト材供給アセンブリのサイズと重量を低減する。ブラダーの容量は、混合およびポンピングのそれぞれの間に、ブラダーを膨張および収縮する線形アクチュエータにより制御され得る。上側および下側の混合パドルは、油圧モータにより駆動されることができ、ひとたび水がグラウト材に追加されたならば、混合を開始するように、グラウト材を完全に混合するために使用され得る。次いで、グラウト材混合物は、グラウト材混合機の底部にあるピストンポンプを用いて、中空マイクロパイルを通じて送り込まれることができ、ブラダーの容量は、線形アクチュエータでもって圧縮され得る。

様々な実施形態は、上記で要約されたように海底にマイクロパイルを設置する方法を更に含む。

本明細書で使用される限り、用語「固定要素」は、ボアホールに固定され得る細長い耐久性のある基礎要素を意味し、グラウト材および／または樹脂の混合物を内部に受容するように構成される。例えば、固定要素は、小さい直径の金属製管状要素を意味する「マイクロパイル」を含むことができ、当該マイクロパイルは海底（即ち、海底地盤）へ捩って入れられ得る。また、マイクロパイルは、ミニパイル、ピンパイル、ルートパイルとも呼ばれ、ボアホールへ捩って入れられ且つ高強度のセメントグラウト及び／又は樹脂で充填されるように構成された、概して高強度で耐久性のある小さい直径（例えば、１インチ～１２インチ（２５ｍｍ～３００ｍｍ））の鋼ケーシング杭、リブ又はバーである。また、固定要素は、ボアホールへ捩って入れられるように構成された細長い中実形態である場合があり、この場合、グラウト材および／または樹脂が固定要素の周りの環状部へ直接的に加えられて、固定をもたらす。固定要素は、金属、プラスチック、複合材料、及び／又はコンクリートである場合がある。固定要素は、ボアホールへ捩って入れられ得る、又は予め削孔された海底岩盤ソケットへ入れられ得る。

図１Ａ及び図１Ｂは、様々な実施形態による、海中固定物設置システム１００を示す。海中固定物設置システム１００は、乾燥グラウト材を海底１０に移送し、次いで海中固定に必要とされる際に当該乾燥グラウト材を水と混合するように構成された海中グラウト材供給アセンブリ１４０を含むことができる。海中グラウト材供給アセンブリ１４０は、海中削孔装置１５０のような、海中削孔装置と連係して動作するように構成され得る。特に、海中グラウト材供給アセンブリ１４０は、１つ又は複数の海中削孔装置に混合されたグラウト材（以降、混合グラウト材と称する）を供給するように構成され得る。また、海中グラウト材供給アセンブリ１４０は、プルーム捕獲アセンブリ１３０のような、様々な供給源から水を供給され得る。水は、乾燥グラウト材を湿ったグラウト材混合物へ変化させるために使用され得る。代案として、海中グラウト材供給アセンブリ１４０は、同様に沈められ得る、又は水上船に位置することができるなどの別個の揚水ユニットから水を受け取る場合がある。更に、海中固定物設置システム１００は、電力供給装置（電源）１１０、及びオプションとして、海中グラウト材供給アセンブリ１４０を制御するために使用され得る油圧パワーユニット（ＨＰＵ）１２０を更に含む場合がある。電力供給装置１１０は、海中グラウト材供給アセンブリ１４０の電力構成要素である場合がある。オプションのＨＰＵ１２０は、電力供給装置１１０により別な方法で電力供給されない海中グラウト材供給アセンブリ１４０に含まれる機械的アクチュエータに使用され得る。海中グラウト材供給アセンブリ１４０に関連した更なる詳細は、図２Ａ～図３に関連して後述される。

様々な実施形態において、海中固定物設置システム１００は更に、海中グラウト材供給アセンブリ１４０と連係して動作するように構成された海中削孔装置１５０を含む。海中削孔装置１５０は、海底１０において、ボアホールを穿設し、マイクロパイルのような固定要素を埋め込み、海中グラウト材供給アセンブリ１４０により供給される混合グラウト材を用いて、海底１０に固定要素を固定するために使用され得る。海中削孔装置１５０は、ドリルマスト１５１、ドリルヘッド１５２、及びプルームフード１５４を含むことができる。ドリルマスト１５１は、所望の角度に傾くように構成され得る。ドリルマスト１５１の傾斜角度を制御する傾斜アクチュエータが含まれ得る。ひとたびドリルマスト１５１が所望の角度に傾いたならば、ドリルヘッド１５２は、固定要素１５３（例えば、マイクロパイル）を海底内へ捩って入れるように構成され得る。様々な実施形態は、ドリルマスト１５１を傾ける（即ち、立たせる）ための油圧シリンダを含むことができる。図１Ａは、海中削孔装置１５０を移動および／または輸送するために特に使用され得る水平位置に傾斜したドリルマスト１５１を示す。図１Ｂは、削孔場所１５において固定要素１５３が貫入するための所望の角度で固定要素１５３を海底１０の方へ向けるために、垂直位置に立たされたドリルマスト１５１を示す。図１Ｂは、９０度の角度（即ち、垂直）に傾斜したドリルマスト１５１を示すが、他の所望の削孔角度が実現され得る。

ひとたびドリルマスト１５１が所望の角度で適切な穴開け（削孔）場所１５にねらいをつけられたならば、ドリルヘッド１５２は、ドリルビットと同様に、固定要素１５３を回転させることができる。また、ドリルヘッド１５２は、固定要素１５３を海底１０内へ送る（即ち、捩って入れる）ために、ドリルマスト１５１のレールで降りるように動力も供給され得る。マストのレールに沿ったドリルヘッド１５２の移動は、別個のアクチュエータにより制御され得る。削孔プロセス中、周囲の堆積物プルームが、海底１０上の舞い上がる堆積物から生じる場合がある。かくして、様々な実施形態において、プルームフード１５４は、周囲の堆積物プルームを捕獲して、捕獲された堆積物をプルーム捕獲アセンブリ１３０へ向け直すように構成されることができ、当該プルーム捕獲アセンブリ１３０は、水を濾過して堆積物を除去する。電力供給装置１１０は、海中削孔装置１５０（例えば、傾斜アクチュエータ又は他のアクチュエータ及び／又はドリルヘッド１５２）の電力構成要素である場合がある。また、オプションのＨＰＵ１２０は、電力供給装置１１０により別な方法で電力供給されない海中削孔装置１５０に含まれる機械的アクチュエータ（例えば、傾斜アクチュエータ及び／又はドリルヘッド１５２）に使用され得る。ひとたび固定要素１５３が適切な深さまで海底１０内へ捩って入れられたならば、海中削孔装置１５０は、海中グラウト材供給アセンブリ１４０から混合グラウト材を受け取る準備が整うことができ、当該混合グラウト材は、グラウト材供給ライン１５５を通じて供給され得る。

様々な実施形態において、海中固定物設置システム１００は更に、プルーム捕獲アセンブリ１３０を含むことができ、当該プルーム捕獲アセンブリ１３０は、グラウト材／水供給ライン１３７を通じて、海中グラウト材供給アセンブリ１４０に水（例えば、グラウト材を混合するために）を供給するように構成され得る。代案として又は更に、プルーム捕獲アセンブリ１３０は、ドリル／水供給ライン１３９を通じて、水を海中削孔装置１５０に供給するように構成され得る。様々な実施形態に従って、プルーム捕獲アセンブリ１３０により供給される水は、削孔中に生じる場合がある周囲の堆積物プルームから捕らえられ得る。

周囲の堆積物プルームを捕獲するために、プルーム捕獲アセンブリ１３０は、排出装置１３１、水濾過装置１３３及びウォーターポンプ１３５を含む場合がある。排出装置１３１は、固定要素１５３の削孔場所１５からフラッシュされた堆積物の微粒子を除去するように構成され得る。排出装置１３１は、内部に汲み出された堆積物から水を分離するために流体動力学の特性を利用する。ウォーターポンプ１３５により供給される負圧を用いて、排出装置１３１は、水と堆積物を分離するために、堆積物と混合された水を吸い込むことができる。更に、プルーム捕獲ライン１５７を介して、排出装置１３１を海中削孔装置１５０のプルームフード１５４に結合することにより、周囲の堆積物プルームは、プルーム捕獲ライン１５７を通じて及び排出装置１３１を通じて、プルームフード１５４へ引き込まれ得る。このように、排出装置１３１は、堆積物からの水の第１レベルの分離を行うために使用され得る。

追加のレベルの堆積物は、排出装置１３１により吸い込まれた水を水濾過装置１３３を通して押し出すためにウォーターポンプ１３５により提供される圧力を用いることにより、水から除去される。ウォーターポンプ１３５は、機械的トルクを油圧エネルギーへ変換する機械的装置であることができる。ウォーターポンプ１３５は、吸引力または圧力あるいは双方を用いて、或る場所から別の場所への流体（即ち、水および／または堆積物と混ざった水）の移動を容易にすることができる。ウォーターポンプ１３５は、ウォーターポンプ・モータにより駆動されることができ、当該ウォーターポンプ・モータは、電気エネルギーを機械エネルギーに変換するために使用される電気機械装置であることができる。代案として、ウォーターポンプ・モータは、ＨＰＵ（例えば、１２０）により駆動され得る。

水濾過装置１３３は、水流から堆積物および微粒子を更に除去するように構成され得る。水濾過装置１３３は、一連のフィルタを含む場合がある。一連のフィルタは、当該フィルタを通過する水から段々と小さくなるサイズの堆積物と微粒子を分離するように構成され得る。

従来のマイクロパイル削孔システムとは異なり、海中固定物設置システム１００の全ての構成要素は、削孔場所において水中で動作するように構成されることができ、かくして水面上の支援船からグラウト材を混合して、削孔場所へポンプで送り込む必要性がなくなる。これは海中固定物の設置の複雑性とコストを低減する。

図１Ｃは、様々な実施形態に従って、固定要素１５３が海底１０におけるケーシング１６０内へ挿入される別の環境１０１のクローズアップ図を示す。様々な実施形態において、ケーシング１６０は、固定要素１５３を捩って入れる又は挿入する前に、海底内へ挿入され得る。このように、固定要素を海底内へ捩って入れることは、ケーシング１６０が海底内へ挿入された後に実施され得る。ケーシング１６０は、固定要素１５３を挿入する前に海底内へ捩って入れられる及び／又は打ち込まれ得る。ケーシングの長さは、応用形態に応じて、固定要素１５３の長さより長い又は短い場合がある。幾つかの実施形態において、ケーシング１６０は、固定要素１５３より短い場合があり、その結果、ケーシング１６０は海底のより堅い層のみを貫いて延びるように構成され、固定要素１５３は、完全に埋設されたならば、ケーシング１６０を越えて延びるように構成される。このように、固定要素１５３は依然として、ケーシング１６０の深さを越えて捩って入れられる必要がある。更に、ケーシング１６０は海底１０内へ完全に埋められていないように示されるが、代案として、ケーシング１６０の頂部は、海底の上部層と同一平面または当該上部層の下にある場合がある。

図２Ａ～図２Ｆは、様々な実施形態による、海中グラウト材供給アセンブリ１４０を示す。海中グラウト材供給アセンブリ１４０は、容量可変グラウト材貯蔵チャンバ２１６、少なくとも１つのパドル（図３のパドル３１１、３１２を参照）、及び海中グラウト材ポンプ２５１を含む場合がある。容量可変グラウト材貯蔵チャンバ２１６は、折り畳まれた構成から膨張するように構成され得る。様々な実施形態において、折り畳まれた構成の容量可変グラウト材貯蔵チャンバ２１６は、乾燥グラウト材を受容することができる。乾燥グラウト材は、海中グラウト材アセンブリ１４０が水中に配備される前に、容量可変グラウト材貯蔵チャンバ２１６に加えられ得る。折り畳まれた構成において、容量可変グラウト材貯蔵チャンバ２１６は、１つ又は複数の固定要素（例えば、１５３）を設置するのに十分なグラウト材を保持するように構成され得る。容量可変グラウト材貯蔵チャンバ２１６は、グラウト材を湿らせてグラウト材混合物を作成する時まで、内部に貯蔵された乾燥グラウト材を乾燥状態に維持するように封止され得る。このように、容量可変グラウト材貯蔵チャンバ２１６は、５０ｍ以上、及び好適には１００ｍを越える深さで防水シールを保持するように構成され得る。このように、海中グラウト材供給アセンブリ１４０は、５０ｍ以上の大洋深度において、耐えて且つ動作するように構成され得る。

適切な場合、水は、グラウト材混合物を作成するために乾燥グラウト材と混合するために、容量可変グラウト材貯蔵チャンバ２１６へ注入され得る。水は、容量可変グラウト材貯蔵チャンバ２１６に含まれる１つ又は複数の水注入ポート２３１、２３２、２３３を用いて、容量可変グラウト材貯蔵チャンバ２１６へ注入され得る。少なくとも１つのパドル（例えば、３１１、３１２）が、グラウト材混合物へと、乾燥グラウト材および受け入れた水を混合するように構成され得る。このように、少なくとも１つのパドル（例えば、３１１、３１２）は、乾燥グラウト材と良好に溶け込む水との均一なグラウト材混合物を生じることができる。ひとたびグラウト材混合物が完全に混合されたならば、海中グラウト材ポンプ２５１は、グラウト材混合物を容量可変グラウト材貯蔵チャンバ２１６から海底の固定要素へ送り込むように構成され得る。

幾つかの実施形態において、容量可変グラウト材貯蔵チャンバ２１６は、区別できる上側セクション及び下側セクション２１２、２１４を含む場合がある。下側セクション２１２は、乾燥グラウト材の貯蔵セクションであるように構成され得る。下側セクション２１２は、剛性の側壁で形成される場合があり、海中の水圧に耐えるのにより適した剛性構造を形成する。更に、下側セクション２１２の剛性の側壁は、側部水注入ポート２３２を保持するのに、より好都合である場合がある。上側セクション２１４は、必要に応じて膨張および収縮され得る、フレキシブルなブラダーで形成され得る。例えば、上側セクション２１４は、上側セクション２１４の頂部が、当該頂部が膨張した構成の状態にある時に比べて、下側セクション２１２に接近している収縮した構成に圧縮され得る。収縮した構成は、容量可変グラウト材貯蔵チャンバ２１６の折り畳まれた構成と一致する場合がある。収縮した構成よりも大きい内容積を有する膨張した構成は、グラウト材混合物が混合されている混合構成と一致する場合がある。頂部のような、上側セクション２１４の一部は、エレベータ２２２に固定されることができ、エレベータ２２２は、図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ、図２Ｃ～図２Ｅ、図３、図４Ａ～図４Ｃ及び図５Ｂに示された位置関係において、垂直方向に上下に移動するように構成される。上方へ移動することにより、エレベータ２２２は、容量可変グラウト材貯蔵チャンバ２１６又は少なくともその上側セクション２１４を膨張させることができる。下方へ移動することにより、エレベータ２２２は、容量可変グラウト材貯蔵チャンバ２１６又は少なくともその上側セクション２１４を収縮させることができる。様々な実施形態において、エレベータ２２２は、水平方向に延びる上部プレートとして形成され、容量可変グラウト材貯蔵チャンバ２１６の頂部を密封することができる。かくして、防水シールが、上側セクション２１４の上側エッジとエレベータ２２２との間に設けられ得る。同様に、防水シールが、底部プレートと下側セクション２１２の底部との間に設けられ得る。底部プレートは水平方向に延び、容量可変グラウト材貯蔵チャンバ２１６の底部を密封することができる。エレベータ２２２とは対照的に、底部プレートは、海中グラウト材供給アセンブリ１４０の構造的シャシ２１３に対して定位置を保持することができる。

代案として、容量可変グラウト材貯蔵チャンバ２１６は、剛性下側セクションを含まない場合があり、むしろ可変の収縮した構成を提供するために様々な程度まで圧縮され得る１つの連続的なブラダーを含む。このように、容量可変グラウト材貯蔵チャンバ２１６のブラダーは、容量可変グラウト材貯蔵チャンバ２１６内に保持された乾燥グラウト材のほぼ任意のレベルまで折り畳まれ、その後、混合プロセスの間に膨張され得る。

海中グラウト材供給アセンブリ１４０は更に、乾燥グラウト材を容量可変グラウト材貯蔵チャンバ２１６に追加するための、容量可変グラウト材貯蔵チャンバ２１６の上部に位置する乾燥グラウト材充填ハッチ２１１を含む場合がある。ハッチ２１１を開き、乾燥グラウト材を追加することは、海中グラウト材供給アセンブリ１４０が海底に配備される前に行われ得る。海中グラウト材供給アセンブリ１４０は、海中グラウト材供給アセンブリ１４０の様々な構成要素のフレーム及び支持体として機能することができる構造的シャシ２１３を含む場合がある。また、海中グラウト材供給アセンブリ１４０は、容量可変グラウト材貯蔵チャンバ２１６を膨張および収縮させるエレベータ２２２の移動を制御するエレベータ制御シリンダ２２１も含む場合がある。容量可変グラウト材貯蔵チャンバ２１６は、完全に折り畳まれた（即ち、収縮した）構成で海底に配備されることができ、グラウト材混合物のプロセス中に膨張する。線形可変差動変圧器（ＬＶＤＴ）２２３を用いて、容量可変グラウト材貯蔵チャンバ２１６が構成を変化させる前、変化させている間、及び／又は変化させた後のその容積を求めるために、エレベータの変位を測定することができる。

容量可変グラウト材貯蔵チャンバ２１６は、乾燥グラウト材と混合するための水を受け取るように構成された１つ又は複数の水注入ポート２３１、２３２、２３３を含む場合がある。例えば、容量可変グラウト材貯蔵チャンバ２１６は、容量可変グラウト材貯蔵チャンバ２１６の上側に配置された上側水注入ポート２３１を含むことができ、当該ポート２３１は、混合手順の一部として乾燥グラウト材と混ぜ合わせるための水を受け取るように構成される。更に又は代案として、容量可変グラウト材貯蔵チャンバ２１６は、容量可変グラウト材貯蔵チャンバ２１６の底部側に配置された下側水注入ポート２３３を含む場合がある。更なる追加または代案として、容量可変グラウト材貯蔵チャンバ２１６は、容量可変グラウト材貯蔵チャンバ２１６の１つ又は複数の側面に配置された側部水注入ポート２３２を含む場合がある。一緒に及び／又は個別的に、水注入ポート２３１、２３２、２３３は、容量可変グラウト材貯蔵チャンバ２１６内に水を適切に散布し、適切な水和レベルを有するグラウト材混合物を形成するために乾燥グラウト材を適切に濡らすように構成され得る。

図２Ｆは、図２ＥのＡ－Ａにおける断面図を示し、海中グラウト材供給アセンブリ１４０の一部の底面図を示す。ゲートバルブ２５４は、配備および混合動作中に、容量可変グラウト材貯蔵チャンバ（例えば、２１６）内にグラウト材を収容するために使用され得る、グラウト材ポンプ２５１の上に含まれ得る。ひとたび混合が完了したならば、グラウト材混合物のポンピングを開始することができる。ゲートバルブ・アクチュエータ２５３を用いて、ゲートバルブ２５４を開閉することができる。

図３は、様々な実施形態による、海中グラウト材プラント１４０の容量可変グラウト材貯蔵チャンバ２１６の半透明図を示す。図示されたように、少なくとも１つのパドル３１１、３１２が、容量可変グラウト材貯蔵チャンバ２１６の内部に配置され得る。上側グラウト材混合パドル３１１は、容量可変グラウト材貯蔵チャンバ２１６の上部に配置されることができ、下側グラウト材混合パドル３１２は、容量可変グラウト材貯蔵チャンバ２１６の底部に配置され得る。代案として、容量可変グラウト材貯蔵チャンバ２１６は、下側グラウト材混合パドル３１２のような、グラウト材混合パドルを１つだけ含む場合がある。容量可変グラウト材貯蔵チャンバ２１６は、折り畳まれた構成（即ち、最も短い垂直プロファイルを有する構成）において、容量可変グラウト材貯蔵チャンバ２１６が依然として、上側グラウト材混合パドル３１１のための十分な空間を維持するように、構成され得る。これらパドルは、上側および下側混合モータ２４１及び２４２により駆動され、水が水注入ポート２３１、２３２、２３３を通じて追加された後に水中のグラウト材を混合するために使用される。複数の混合パドルを用いることは、グラウト材を適切に混合することに役立つ。

様々な実施形態において、海中グラウト材供給アセンブリ１４０は、少なくとも１つのパドル３１１、３１２を駆動するように構成された少なくとも１つの混合モータを含む場合がある。幾つかの実施形態において、少なくとも１つの混合モータは、上側グラウト材混合物モータ２４１及び下側グラウト材混合物モータ２４２を含む場合がある。上側および下側グラウト材混合物モータ２４１、２４２は、海底において、混合して適切なグラウト材混合物を形成するように連係して動作することができる。上側グラウト材混合物モータ２４１は、上側グラウト材混合パドル３１１を駆動するように構成され得る。同様に、下側グラウト材混合物モータ２４２は、下側グラウト材混合パドル３１２を駆動するように構成され得る。上側および下側グラウト材混合物モータ２４１、２４２の一方または双方は、電力供給装置（例えば、１１０）により電力供給され得る。代案として、少なくとも１つのパドル３１１、３１２は、ＨＰＵ（例えば、１２０）により駆動され得る。

海中グラウト材ポンプ２５１は、構造的シャシ２１３に固定的に固定され得るグラウト材ポンプモータ２５２により駆動され得る。例えば、海中グラウト材ポンプ２５１及びグラウト材ポンプモータ２５２は、グラウト材供給ライン（例えば、１５５）を通じてグラウト材混合物を海中削孔装置（例えば、１５０）へ、特に削孔が終了した後に固定要素（例えば、マイクロパイル）を海底（例えば、１０）内へ設けるためのドリルヘッド（例えば、１５２）へ送り込む際に、重力を利用するために海中グラウト材供給アセンブリ１４０の底部に位置することができる。代案として、海中グラウト材ポンプ２５１は、ＨＰＵ（例えば、１２０）により駆動され得る。

図４Ａ～図４Ｃは、様々な実施形態による、様々な構成の容量可変グラウト材貯蔵チャンバ２１６の断面図を示す。図４Ａは、配備構成４１０を示し、この場合、エレベータ（例えば、２２２）が最も下側の位置４１３にあることができ、上側セクション（例えば、２１４）が完全に折り畳まれた構成４１２の状態にある。乾燥グラウト材４１１は、海底までの配備中に、完全に折り畳まれた構成４１２の状態で容量可変グラウト材貯蔵チャンバ２１６内に貯蔵され得る。

図４Ｂは、水注入構成４２０を示し、この場合、容量可変グラウト材貯蔵チャンバ（例えば、２１６）又は少なくとも上側セクション（例えば、２１４）を完全に膨張した構成４２２まで膨張させるように、エレベータ（例えば、２２２）が上側位置４２３まで上昇している。完全に膨張した構成４２２は、容量可変グラウト材貯蔵チャンバ（例えば、２１６）に追加される多量の水４２４の空間を作る。水４２４が容量可変グラウト材貯蔵チャンバ（例えば、２１６）へ最初に注入される際、乾燥グラウト材４１１と水４２４が接触する部分的に混合されたグラウト材４２１の小さい領域以外、水４２４の残りの部分は、乾燥グラウト材４１１と自動的に混合されない場合がある。かくして、図４Ｂは、水４２４が乾燥グラウト材４１１へまだ適切に混合されていないことを示す。

図４Ｃは、グラウト材混合構成４３０を示し、この場合、エレベータ（例えば、２２２）は上側位置４２３に留まり、容量可変グラウト材貯蔵チャンバ（例えば、２１６）は完全に膨張した構成４３２の状態にある。容量可変グラウト材貯蔵チャンバ（例えば、２１６）は、グラウト材を混合および膨張させるための空間を作るために、水注入構成（例えば、４２０）の状態と比べて、混合構成４３０の状態において僅かに大きい容積を有する場合がある。ひとたび水と乾燥グラウト材が適切な粘性に完全に混合されたならば（所定の混合時間により判断され得る）、グラウト材混合物４３１は、海中削孔装置（例えば、１５０）へ送られる準備が整うことができる。

図５は、幾つかの実施形態による、海中固定物設置システムの要素の移動型バージョンを示す。特に、図５は、移動型海中グラウト材供給アセンブリ５４０及び移動型海中削孔装置５５０を示し、それらのそれぞれは、海底を自走するように構成される。例えば、移動型海中グラウト材供給アセンブリ５４０及び移動型海中削孔装置５５０のそれぞれは、２つ以上のホイールにより駆動される無限軌道または履板の連続したバンドで走行する、連続した無限軌道タイプの車両推進システム５４５、５５５を含む場合がある。連続した無限軌道タイプの車両推進システム５４５、５５５は、搭載されたモータにより駆動され得る。

図６は、幾つかの実施形態による、海中固定物設置システムの要素の別の移動型バージョンを示す。特に、図６は、移動型海中グラウト材供給アセンブリ６４０及び移動型海中削孔装置６５０を示し、それらのそれぞれは、海底を自走するように構成される。例えば、移動型海中グラウト材供給アセンブリ６４０及び移動型海中削孔装置６５０のそれぞれは、アセンブリが海底に沿って滑走することに役立つように構成された１つ又は複数のスキー板またはそり型底部６４２、６５５を含む場合がある。更に、移動型海中グラウト材供給アセンブリ６４０及び移動型海中削孔装置６５０のそれぞれは、アセンブリを海底に沿って推進するためのスラスタ６４４、６５４を含む場合がある。更に、移動型海中グラウト材供給アセンブリ６４０及び移動型海中削孔装置６５０のそれぞれは、移動型海中グラウト材供給アセンブリ６４０及び移動型海中削孔装置６５０が正の浮力、中立浮力および／または負の浮力を達成することに役立つように構成された浮力調整装置６４８、６５８を含む場合がある。

図７は、図１Ａ～図６に関連して上述されたような様々な実施形態による、固定要素を海底に固定する方法７００の一実施形態を示す。図７に関連して、方法７００及びその動作は、本明細書で説明されたように、固定要素を海底に固定するように構成された海中固定物設置システム１００を用いて実施され得る。例えば、方法７００及びその動作は、海中グラウト材供給アセンブリ（例えば、１４０、５４０、６４０）を用いて実施され得る。更に、方法７００及びその動作は、海中削孔装置（例えば、１５０、５５０、６５０）及び／又はプルーム捕獲アセンブリ（例えば、１３０）を用いて実施され得る。方法７００の動作は、操作者により制御され得る、制御システムのプロセッサにより又はそれらの組み合わせにより実施され得る。

方法７００は、ブロック７１０において、海中固定物設置システムを支援船から海底の方へ配備することを含むことができる。例えば、海中グラウト材供給アセンブリ（例えば、１４０）が、水上船舶のデッキ上のクレーン又はダビットを用いて水上船舶から降ろされ得る。降ろすプロセスは、より具体的な削孔場所（例えば、１５）の概略位置に海中グラウト材供給アセンブリを位置決めする場合がある。幾つかの実施形態において、海中削孔装置（例えば、１５０、５５０、６５０）も、支援船から海底の方へ配備され得る。更に、幾つかの実施形態において、プルーム捕獲アセンブリが更に、支援船から海底の方へ配備され得る。海中グラウト材供給アセンブリ、海中削孔装置、及び／又はプルーム捕獲アセンブリを配備することは、一緒に又は別個に行われ得る。

ブロック７２０において、海中固定物設置システムは、削孔場所（例えば、１５）に移動され得る。幾つかの実施形態において、海中固定物設置システムは、外部支援機材と共に配置され得る。代案として、海中固定物設置システムは、海中固定物設置システムの全て又は一部の構成要素を削孔場所へ移動または推進するために、搭載された推進力（駆動力）を使用する場合がある。例えば、海中固定物設置システムは、削孔場所まで海中を移動するためのそれ自体の輸送方法を有する場合がある。幾つかの実施形態は、海底に沿って移動するために駆動モータと併用してホイール又は無限軌道を使用することを含む場合がある。他の実施形態は、海底を移動するためのスラスタ及び浮力調整装置を含む場合がある。

ブロック７３０において、海中削孔装置のドリルマスト（例えば、１５１）が、選択された削孔角度に傾けられ得る。ドリルマストの傾斜は、ドリルマスト及び対応するドリルヘッド（例えば、１５２）及び固定要素（例えば、マイクロパイル１５３）を適切な削孔（穴開け）角度に配置するように制御され得る。様々な実施形態は、ドリルマストを立たせるために油圧シリンダを含む場合がある。

ブロック７４０において、海中削孔装置のドリルヘッド（例えば、１５２）は、固定要素（例えば、マイクロパイル１５３）を海底内へ捩って入れることを始めることができる。

ブロック７５０において、海中削孔装置のプルームフード（例えば、１５４）が、削孔場所をフラッシュし且つ海底内への削孔から生じる周囲の堆積物プルームの大部分を除去するために使用され得る。水は、削孔場所から堆積物を除去するために固定要素（例えば、マイクロパイル１５３）の中空内部を通じてポンプで汲み上げられ得る。プルームフードは、周囲の堆積物プルームを捕獲するために負圧を維持する場合がある。プルームフードにより捕獲された堆積物と水の混合物は、プルーム捕獲アセンブリ（例えば、１３０）に送られることができ、当該プルーム捕獲アセンブリは、堆積物を除去し且つ給水を濾過するために使用され得る。プルーム捕獲アセンブリ（例えば、１３０）は、堆積物を除去し且つ給水を濾過するために排出装置（例えば、１３１）及び水濾過装置（例えば、１３３）を含む場合がある。また、プルーム捕獲アセンブリには、海中グラウト材供給アセンブリ及び／又は海中削孔装置のような、海中固定物設置システムの他の部分に濾過された水を分配するために使用されるウォーターポンプが含まれ得る。

ブロック７６０において、海中グラウト材供給アセンブリ（例えば、１４０）が、海中の穴開け（削孔）場所の海中領域（即ち、海底）において、乾燥グラウト材と水を混ぜ合わせて混合するために使用され得る。

ブロック７７０において、海中グラウト材供給アセンブリ（例えば、１４０）は、削孔の空洞を埋めて、固定要素を海底に固定するために、海中削孔装置へ及び固定要素（例えば、マイクロパイル１５３）の端から端までグラウト材混合物をポンプで送り込む場合がある。

ブロック７８０において、海中固定物設置システムは、支援船を用いて海底から回収され得る。特に、海中グラウト材供給アセンブリ（例えば、１４０、５４０、６４０）は、水上船舶のデッキ上のクレーン又はダビットを用いて、水上船舶により回収され得る。更に、海中削孔装置（例えば、１５０、５５０、６５０）及び／又はプルーム捕獲アセンブリ（例えば、１３０）も、水上船舶のデッキ上のクレーン又はダビットを用いて、水上船舶により回収され得る。

図８は、図１Ａ～図６に関連して上述されたような様々な実施形態による、海中グラウト材の供給に関する方法８００の一実施形態を示す。方法８００の動作は、海底に固定要素を固定するように構成された海中固定物設置システム１００を用いて実施され得る。例えば、方法８００及びその動作は、海中グラウト材供給アセンブリ（例えば、１４０、５４０、６４０）を用いて実施され得る。更に、方法８００及びその動作は、海中削孔装置（例えば、１５０、５５０、６５０）及び／又はプルーム捕獲アセンブリ（例えば、１３０）を用いて実施され得る。方法８００の動作は、操作者により制御され得る、制御システムのプロセッサにより又はそれらの組み合わせにより実施され得る。

ブロック８１０において、乾燥グラウト材が容量可変グラウト材貯蔵チャンバ（例えば、２１６）に貯蔵され得る。幾つかの実施形態において、フレキシブルなブラダー２１４が、容量可変グラウト材貯蔵チャンバの全て又は一部を形成する場合がある。更に、容量可変グラウト材貯蔵チャンバは、エレベータ（例えば、２２２）により圧縮された構成に維持されることができ、当該エレベータは、容量可変グラウト材貯蔵チャンバの構成を当該圧縮された構成から選択的に変更するように構成される。

ブロック８２０において、容量可変グラウト材貯蔵チャンバ（例えば、２１６）内の乾燥グラウト材が、海底に移送され得る。例えば、海中グラウト材供給アセンブリ（例えば、１４０、５４０、６４０）が、支援船から海底に降ろされ得る。

ブロック８３０において、海底上にいながら、水が海中グラウト材供給アセンブリ（例えば、１４０、５４０、６４０）へ注入され得る。例えば、水は、水注入ポート（例えば、２３１、２３２、２３３）を通じて、容量可変グラウト材貯蔵チャンバ（例えば、２１６）へ注入され得る。注入された水は、海底で実施されるグラウト材混合工程のために乾燥グラウト材を濡らすために使用される。幾つかの実施形態において、周囲の水から海中グラウト材供給アセンブリへの海水が、グラウト材混合物を混合するために使用され得る。他の実施形態は、グラウト材混合物のためにマイクロパイル削孔装置に貯蔵されている海水以外の水（例えば、飲用水）を使用する場合がある。水注入ポートは、乾燥グラウト材混合物を適切に濡らすように、海中グラウト材供給アセンブリの様々な場所に配置され得る。

ブロック８４０において、容量可変グラウト材貯蔵チャンバ（例えば、２１６）が膨張され得る。例えば、制御システムが、グラウト材混合物に追加される水の空間を作るために、容量可変グラウト材貯蔵チャンバを膨張させるようにエレベータ（例えば、２２２）を付勢することができる。

ブロック８５０において、容量可変グラウト材貯蔵チャンバ内の乾燥グラウト材と水が混合され得る。例えば、水が乾燥グラウト材に追加された後に、グラウト材を混合して撹拌するために、上側および／または下側混合モータ（例えば、２４１、２４２）が、混合パドル（例えば、３１１、３１２）を駆動することができる。混合は、グラウト材が適切に混合されて且つグラウト材が濡れるまで継続する場合がある。混合プロセスは、正確なグラウト材粘度までの適切な混合を保証するために、時限プロセスである場合がある。

ブロック８６０において、ブロック８４０における混合から生じたグラウト材混合物は、海中削孔装置（例えば、１５０、５５０、６５０）にポンプで送り込まれ得る。例えば、ゲートバルブ（例えば、２５４）が開かれることができ、グラウト材ポンプ（例えば、２５２）が、削孔の空洞を埋めて、固定要素を海底に固定するために、適切に混合されたグラウト材混合物を海中削孔装置へ及び最終的には固定要素（例えば、マイクロパイル１５３）の中空部分の端から端までポンプで送り込むことを開始する場合がある。

ブロック８７０において、容量可変グラウト材貯蔵チャンバ（例えば、２１６）は、グラウト材混合物が送り出される際に収縮する場合がある。例えば、グラウト材混合物が容量可変グラウト材貯蔵チャンバから吸い出される際、エレベータ（例えば、２２２）は、容量可変グラウト材貯蔵チャンバ又は少なくとも上側部分（例えば、２１４）を折り畳むように下降され得る。

様々な実施形態により、マイクロパイルのような固定要素が、追加の支援機材を用いずに又は水上支援船からグラウト材をポンプで送り込まずに、海底に設置されることが可能になる。これは、より深い海域での設置を支援する可能性を有し、既存の海中固定物設置方法に比べて低コストである。

更に、様々な実施形態の海中削孔装置は、自給自足できるために必要な全ての支援機材を有し、及び削孔場所にそれ自体で位置決めし、固定要素（例えば、マイクロパイル）を海底内へ捩って入れ、削孔工程中に生じる周囲の堆積物プルームを捕獲して、濾過して取り除き、海底でグラウト材を混合し、海底に固定要素を固定し且つ削孔空洞を充填するためにグラウト材混合物をポンプで送り込むのに必要な全てのタスクを実行することができる。

開示された実施形態の前述の説明は、当業者が特許請求の範囲の発明を作成または使用することを可能にするために提供されている。これら実施形態に対する様々な変更は、当業者には容易に明らかになるであろう。本明細書で定義された一般的な原理は、特許請求の範囲の範囲から逸脱せずに、他の実施形態に適用され得る。かくして、特許請求の範囲は、本明細書で示された実施形態に制限されることが意図されておらず、以下の特許請求の範囲および本明細書で開示された原理と新規の特徴の言語と一致する最も広い範囲に一致させるべきである。

Claims (18)

1. 海底に固定要素を固定するための海中固定物設置システムであって、
   海中グラウト材供給アセンブリを含み、その海中グラウト材供給アセンブリは、
   乾燥グラウト材を海底に輸送するように構成された容量可変グラウト材貯蔵チャンバであって、海底上にいながら、前記乾燥グラウト材と混合するために前記容量可変グラウト材貯蔵チャンバへ水を注入するように構成された水注入ポートを含み、水が注入される際に、折り畳まれた構成から膨張するように構成されている、容量可変グラウト材貯蔵チャンバと、
   前記容量可変グラウト材貯蔵チャンバ内に配置され、前記乾燥グラウト材と前記水注入ポートを通じて受け取った水をグラウト材混合物へと混合するように構成されたパドルと、
   前記グラウト材混合物を前記容量可変グラウト材貯蔵チャンバから海底の前記固定要素へ送り込むように構成された海中グラウト材ポンプとを含む、海中固定物設置システム。
2. 前記容量可変グラウト材貯蔵チャンバは、上側セクションと下側セクションからなり、前記上側セクションは、フレキシブルなブラダーで形成され、前記下側セクションは、剛性の側壁で形成され、前記上側セクションと下側セクションの上側セクションのみが、膨張および収縮するように構成される、請求項１に記載の海中固定物設置システム。
3. 前記海中グラウト材供給アセンブリは、前記パドルを駆動するように構成された混合モータを更に含む、請求項１に記載の海中固定物設置システム。
4. 海中削孔装置を更に含み、その海中削孔装置は、
   選択された削孔角度まで立つように構成されたドリルマストと、
   前記ドリルマストに結合され、削孔場所において前記固定要素を海底内へ捩って入れるように構成されたドリルヘッドと、
   前記ドリルヘッドに結合されたプルームフードとを含み、前記プルームフードは、前記固定要素を海底内へ捩って入れることに関連して生じる堆積物を収集するように構成されている、請求項１に記載の海中固定物設置システム。
5. プルーム捕獲アセンブリを更に含み、そのプルーム捕獲アセンブリは、
   前記固定要素の削孔場所からフラッシュされた堆積物微粒子を除去するように構成された排出装置と、
   水流から堆積物および微粒子を除去するように構成された水濾過装置と、
   前記水濾過装置を通過するように前記水流を送るように構成されたウォーターポンプとを含む、請求項４に記載の海中固定物設置システム。
6. 前記水注入ポートは、削孔場所においてグラウト材混合物を形成するために、周辺水域からの海水を前記海中グラウト材供給アセンブリへ乾燥グラウト材へと注入するように構成されている、請求項４に記載の海中固定物設置システム。
7. 前記水注入ポートは、削孔場所においてグラウト材混合物を形成するために、海中容器から供給される淡水を乾燥グラウト材へ注入するように構成される、請求項４に記載の海中固定物設置システム。
8. 前記海中グラウト材供給アセンブリは、５０ｍ又はそれ以上の大洋深度において耐えて動作するように構成される、請求項１に記載の海中固定物設置システム。
9. 海底において前記海中固定物設置システムを移動するように構成された自己推進機構を更に含む、請求項１に記載の海中固定物設置システム。
10. 前記自己推進機構は、モータ、及び無限軌道またはホイールを含む、請求項９に記載の海中固定物設置システム。
11. 前記自己推進機構は、スラスタ及び浮力調整装置を含む、請求項９に記載の海中固定物設置システム。
12. 固定要素を海底に設置する方法であって、
    容量可変グラウト材貯蔵チャンバ内の乾燥グラウト材を海底に輸送し、輸送された乾燥グラウト材は、前記容量可変グラウト材貯蔵チャンバ内で、海底において乾燥状態を保持され、
    海底にある前記容量可変グラウト材貯蔵チャンバ内でグラウト材混合物を形成するために、輸送された乾燥グラウト材と水を混合し、
    前記海底にある容量可変グラウト材貯蔵チャンバから削孔場所にある海中削孔装置にグラウト材混合物をポンプで送り込むことを含む、方法。
13. 前記容量可変グラウト材貯蔵チャンバを膨張させながら、前記容量可変グラウト材貯蔵チャンバへ水を注入することを更に含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記容量可変グラウト材貯蔵チャンバへ水を注入することは、海底における削孔場所の周りの領域からの海水を前記容量可変グラウト材貯蔵チャンバへ注入することを含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記容量可変グラウト材貯蔵チャンバへ水を注入することは、海水以外の淡水を注入することを含む、請求項１３に記載の方法。
16. 前記グラウト材混合物が前記容量可変グラウト材貯蔵チャンバから吸い出される際に、前記容量可変グラウト材貯蔵チャンバを収縮することを更に含む、請求項１２に記載の方法。
17. 前記削孔場所において、固定要素を海底内へ選択された深さまで捩って入れることを更に含み、
    前記海底にある容量可変グラウト材貯蔵チャンバから削孔場所にある海中削孔装置にグラウト材混合物をポンプで送り込むことは、前記固定要素を前記選択された深さまで捩って入れることに応じて、前記固定要素へ前記グラウト材混合物をポンプで送り込むことを含む、請求項１２に記載の方法。
18. ケーシングを海底内へ挿入することを更に含み、
    前記固定要素を海底内へ捩って入れることは、前記ケーシングを海底内へ挿入することに応じて、前記固定要素を海底内へ捩って入れることを含み、
    前記固定要素は、海底内へ捩って入れられるように、前記ケーシングの中を通って挿入される、請求項１７に記載の方法。

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