KR20120132377A - 수역의 바닥으로 기초 요소를 도입하는 수중 드릴링 장치 및 방법 - Google Patents

수역의 바닥으로 기초 요소를 도입하는 수중 드릴링 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20120132377A
KR20120132377A KR1020120054958A KR20120054958A KR20120132377A KR 20120132377 A KR20120132377 A KR 20120132377A KR 1020120054958 A KR1020120054958 A KR 1020120054958A KR 20120054958 A KR20120054958 A KR 20120054958A KR 20120132377 A KR20120132377 A KR 20120132377A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
guide pipe
drive
water
foundation element
drilling
Prior art date
Application number
KR1020120054958A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101484100B1 (ko
Inventor
스테판 미쉘 핀켄젤러
울리히 비덴만
Original Assignee
바우어 머쉬넨 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 바우어 머쉬넨 게엠베하 filed Critical 바우어 머쉬넨 게엠베하
Publication of KR20120132377A publication Critical patent/KR20120132377A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101484100B1 publication Critical patent/KR101484100B1/ko

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D13/00—Accessories for placing or removing piles or bulkheads, e.g. noise attenuating chambers
    • E02D13/04—Guide devices; Guide frames
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D27/00—Foundations as substructures
    • E02D27/32—Foundations for special purposes
    • E02D27/52—Submerged foundations, i.e. submerged in open water
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/22—Piles
    • E02D5/34—Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same
    • E02D5/38—Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same making by use of mould-pipes or other moulds
    • E02D5/40—Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same making by use of mould-pipes or other moulds in open water
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D7/00—Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
    • E02D7/28—Placing of hollow pipes or mould pipes by means arranged inside the piles or pipes
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/12—Underwater drilling
    • E21B7/124—Underwater drilling with underwater tool drive prime mover, e.g. portable drilling rigs for use on underwater floors
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/12—Underwater drilling
    • E21B7/128—Underwater drilling from floating support with independent underwater anchored guide base

Abstract

본 발명은 수역 바닥에 배치하는 수중 작업 플랫폼, 수역 바닥에 작업 플랫폼을 배열하기 위한 작업 플랫폼에 조정가능하게 배열되는, 몇 개의 지면 접촉 요소, 및 드릴 드라이브에 의해 구동되는 드릴링 공구를 수용하고 가이드하도록 형성된, 작업 플랫폼에 배열된 적어도 하나의 가이드 파이프를 포함하는 수역 바닥으로 기초 요소를 도입하는 수중 드릴링 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 고정을 향상시키기 위해, 가이드 파이프를 세로 방향으로 이동하고 작업 플랫폼에서 회전하도록 지지하고 가이드 파이프 드라이브가 가이드 파이프가 회전하도록 구동하기 위해 작업 플랫폼에 제공된다.

Description

수역의 바닥으로 기초 요소를 도입하는 수중 드릴링 장치 및 방법{UNDERWATER DRILLING ARRANGEMENT AND METHOD FOR INTRODUCING A FOUNDATION ELEMENT INTO A BED OF A BODY OF WATER}
본 발명은 청구항 제1항의 전문에 따른, 수역 바닥에 배치하는 수중 작업 플랫폼, 수역 바닥에 작업 플랫폼을 배열하기 위한 작업 플랫폼에 조정가능하게 배열되는, 몇 개의 지면 접촉 요소, 및 드릴 드라이브에 의해 구동되는 드릴링 공구를 수용하고 가이드하도록 형성된, 작업 플랫폼에 배열된 적어도 하나의 가이드 파이프를 포함하는 수역 바닥으로 기초 요소를 도입하는 수중 드릴링 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 수중 드릴링 장치로 수역의 바닥으로 기초 요소를 도입하는 방법에 관한 것이다.
예를 들면, 그런 유형의 드릴링 장치는 근해 풍력발전소(offshore wind plant)를 위한 기초 요소 또는 바다의 조력발전소(tidal power station)의 교류 터빈(flow turbine)을 도입하는 역할을 한다.
일반적인 종래기술로 GB 2 469 190 A를 들 수 있다. 이 공지된 방법에 따르면 작업 플랫폼이 먼저 수역의 바닥에 위치한다. 작업 플랫폼에 위치한 수평 조정 수단에 의하여, 수용 호퍼를 가지는 가이드 파이프가, 수역 바닥에 드릴-구멍이 생성될, 특정 위치로 도입된다. 이후, 드릴 구멍을 형성하기 위하여 회전하면서 구동되는 드릴링 공구가 가이드 파이프로 축 방향으로 삽입되고 수역 바닥으로 하강한다.
해류가 강한 경우 작업 플랫폼이 이동되거나 제1 드릴 구멍으로 도입되기도 전에 코스를 이탈할 위험이 있다. 또한 큰 드릴링 공구가 작업 플랫폼에서 가이드 파이프에 위치하는 경우, 적어도 일시적으로, 상당한 표적 표면을 가지는 흐름을 제공하기 때문에, 특히 이 위험이 만연하다. 더욱, 물밑의 부정확성을 결코 완전히 제거할 수 없기 때문에, 가이드 파이프로 드릴링 공구를 삽입하는 동안 수역 바닥에서 작업 플랫폼을 원하지 않게 이동시키는, 상당한 횡단력(transverse force)이 작업 플랫폼에 적용될 수 있다. 이 경우 정확한 위치에 기초 요소를 생성할 수 없다.
대조적으로, 개선된 방법으로 EP 2 322 724 A1이 공지되어 있다. 이 수중 드릴링 장치에는 몇 개의 슬리브-형태의 가이드 파이프가 작업 플랫폼에 배열되어 있고, 이 작업 플랫폼에는 드릴링 공구를 동시에 수용하는 말뚝 형상의(pile-shaped) 기초 요소가 각 경우에 이미 배열되어 있다. 클램핑 수단에 의해 작업 플랫폼에 말뚝 형상의(pile-shaped) 기초 요소가 고정되고 후자의 형성 후에 드릴 구멍 안으로 하강할 수 있다.
WO 02/18711 A1 및 EP 0 301 116 A1에, 물밑으로 하강할 수 있는 드릴링 공구용 드라이브 유닛이 각각 개시되어 있다.
US 3,029,608에는, 기초 요소가 진동 드라이브를 이용하여 수역의 바닥으로 도입되고, 진동 드라이브는 플랫폼 위의 물 표면 위에 배열되어 있는 고정 방법이 개시되어 있다.
본 발명은 특히 정확한 위치에 기초 요소를 도입할 수 있는, 수역 바닥으로 기초 요소를 도입하는 수중 드릴링 장치 및 방법을 제공하는 목적에 기반을 둔다.
목적은 한편으로 청구항 1의 특징을 가지는 수중 드릴링 장치에 의해 해결된다. 다른 한편으로, 목적은 본 발명의 청구항 8의 특징을 가지는 방법에 의해 해결된다. 바람직한 구체예는 각 종속항에 기술된다.
본 발명에 따라 수중 드릴링 장치는 가이드 파이프가 세로 방향으로 이동할 수 있도록 지지되고 작업 플랫폼에서 회전가능하도록 지지되어 있고, 작업 플랫폼에 가이드 파이프를 회전하도록 구동하는 가이드 파이프 드라이브가 제공되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 기본적인 아이디어는 작업 플랫폼에서 측면에 배열된 지면 접촉 요소에 의해 수역 바닥에 작업 플랫폼을 지지하는 것이다. 본 발명에 따르면, 실제 드릴 구멍을 생성하기 전에, 가이드 파이프 드라이브에 의해 작업 플랫폼에 지지되는 가이드 파이프가 회전하면서 스스로 구동되어 지면 속으로 드릴링된다. 그 결과, 수역 바닥에 작업 플랫폼을 추가로 고정시킨다. 이 목적을 위해, 가이드 파이프가 수역 바닥 안으로 몇 미터 구동된다. 이것은 작업 플랫폼에 배열된 가이드 파이프 드라이브에 의하여 실행된다.
작업 플랫폼을 고정한 다음에, 종래의 드릴링 공구를 이용하여 수역 바닥으로 기초 요소를 도입할 수 있고, 그렇게 함으로서 드릴링 공구가 가이드 파이프를 따라서 가이드된다. 가이드 파이프가 이미 수역 바닥으로 부분적으로 도입된다는 사실 때문에, 그로 인하여 또한 드릴링 공구가 지면에서 가이드되는 것이 개선된다. 드릴링 공구 또는 기초 요소가 삽입되는 동안 가이드 파이프에 작용하는 횡단력(transverse force)이 바로 수역 바닥으로 흡수되어 작업 플랫폼은 이동하지 않는다.
본 발명에 따르면 가이드 파이프가 그 상부 말단에 드릴링 공구를 삽입하는 삽입 호퍼를 구비하는 것이 유리하다. 수중에서 작업하는 동안, 일반적으로 원뿔형 디자인인, 이 호퍼가 가이드 파이프로 드릴링 공구 또는 말뚝-형상의(pile-shaped) 기초 요소를 더 용이하게 삽입시킨다. 삽입 호퍼는 또한 원주의 일부가 캐치 수단(catch means)으로서 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 가이드 파이프가 그 하부 말단에 토양 물질(ground material)를 제거하는 절삭 톱니(cutting teeth)를 구비하는 것이 바람직하다. 특히, 절삭 톱니(cutting teeth)는 가이드 파이프의 하부 가장자리에 링-형태로 배열된다. 그러므로, 가이드 파이프의 하부 영역이 드릴 파이프와 유사하게 형성되어 돌 또는 바위와 같은 단단한 토양 물질(ground material)을 절삭할 수 있다.
가이드 파이프는 바람직하게 가이드 파이프의 외부에서 작동하는 가이드 파이프 드라이브에 의해 회전하면서 구동된다. 이런 식으로, 가이드 파이프 드라이브는 가이드 파이프의 옆의 작업 플랫폼에 간단하게 배열될 수 있다. 이 점에서 본 발명은 바람직한 구체예로, 가이드 파이프 드라이브가, 가이드 파이프를 감싸고 고정시키는, 콜릿(collet)을 가지는 적어도 하나의 콜릿 드라이브(collet drive)를 구비하는 것을 고안할 수 있고, 그로 인하여 콜릿이 파이프 축에 가로 방향으로 배열되는 적어도 하나의 트위스트 실린더를 통해 미리 결정된 뒤틀림각(angle of twist)으로 돌 수 있다.
콜릿(collet)은 가이드 파이프의 외부 둘레의 적어도 일부 영역에서 작용한다. 적합한 클램핑 실린더를 통해서 콜릿(collet)과 가이드 파이프 사이에 강제 잠금 연결(force-locking connection)이 이루어진다. 원통형 가이드 파이프의 외면에 실질적으로 접선 방향으로 작용하는, 옆에 배열된 트위스트 실린더를 이용하여, 콜릿(collet)이 연속적으로 이동되고 그로 인하여 미리 결정된 비틀림각으로 가이드 파이프의 축 주위를 돈다. 이후에, 콜릿(collet)을 조인 것(clamping)을 해체하고 트위스트 실린더의 수축을 통해 콜릿(collet)이 시작 위치로 다시 이동한다. 그러고 나서 가이드 파이프를 다시 조이고 돌릴 수 있다.
그런 유형의 콜릿 드라이브(collet drive)에 의하여, 가이드 파이프에 있어 간단하고, 조밀하며, 동시에 고토크의 회전 구동(rotary drive)을 성취할 수 있다. 그런 콜릿 드라이브(collet drive)의 불연속 작동 모드는 작업 플랫폼을 고정하기 위해 수역 바닥으로 가이드 파이프를 바람직하게 1 미터 내지 5 미터 깊이로 구동시키기에 충분하다.
수역 바닥으로 가이드 파이프를 드릴링할 목적으로 충분히 진행시키기 위하여, 나선형 플라이트(helical flight)가 가이드 파이프의 외부에 스트립(strip)에 의해 제공될 수 있다. 그러나, 본 발명에 따르면, 콜릿 드라이브(collet drive)가 드릴링 축에 세로 방향으로 배열되는 적어도 하나의 피드 실린더(feed cynlinder)를 가지는 것이 특히 바람직하며, 이를 통해 콜릿(collet) 및 조인 가이드 파이프가 드릴링 축의 방향으로 이동될 수 있다. 그러므로, 피드 실린더와 함께, 정의된 힘이 가이드 파이프의 축에 평행하게 수역 바닥의 방향으로 적용될 수 있다. 이것은 가이드 파이프를 도입하는 동안 양호하고 신뢰할 수 있는 공급 작동을 허용한다.
본 발명에 따르면 드릴링 공구의 드릴 드라이브가 가이드 파이프에 고정될 수 있는 것이 바람직하다. 드릴링 공구를 위한 드릴 드라이브는 지속적으로 회전시켜 드릴링 공구를 구동시키기 위한, 종래 기술에 공지된 드라이브 유닛이다. 드릴링 공구는 종래의 드릴 헤드(drill head) 또는 기초 요소로 지면에서 남아 있는 드릴 파이프일 수 있다. 이 경우, 바람직하게 드릴 드라이브는 비교적 단단하게 가이드 파이프의 상부 쪽에 텐션 클램프(tension clamp)를 통해 고정될 수 있다. 드릴링 공구에 의하여 드릴 구멍을 생성한 후에 드릴 드라이브는 가이드 파이프로부터 다시 해체되어 작업 플랫폼에서 제거될 수 있다. 이를 위하여 드릴 드라이브는 로프에 공지된 방법으로 지지되고 선박(watercraft)으로 회수될 수 있다. 이후에, 말뚝-형태(pile-shaped) 기초 요소가 드릴 구멍으로 삽입되고 콘크리트로 거기에 고정될 수 있다.
수역의 바닥에 작업 플랫폼을 정렬하기 위해, 본 발명에 따르면 리프팅 실린더(lifting cylinder)에 의하여 지면 접촉 요소가 조정가능한 것이 유리하다. 이런 식으로, 리프팅 실린더(lifting cylinder)의 스트로크를 개별적으로 세팅하여 수역 바닥의 요철을 평평하게 할 수 있다. 그 결과, 가이드 파이프의 수직 방향으로의 정렬을 세팅할 수 있다. 본 발명에 따르면, 적어도 3개의 지면 접촉 요소가 작업 플랫폼의 외부 둘레에 거의 별-형상(star-shaped)으로 배열된다. 작업 플랫폼의 적용에 따라서, 더 많은 지면 접촉 요소가 필요할 수 있다. 작업 플랫폼을 초기에 고정하기 위해, 이 지면 접촉 요소 자체가 수역 바닥으로 침투하기 위한 뾰족한 팁(pointed tip)으로 형성될 수 있다. 기본적으로, 또한 작업 플랫폼을 고정할 목적으로 지면 접촉 요소가 적어도 좁은 지역에 있어 수역의 바닥으로 드릴링되도록 지면 접촉 요소가 회전 구동될 수 있다.
더욱, 초반에 기술된 목적은 수중 드릴링 장치로 기초 요소를 수역 바닥으로 도입하는 방법에 의해 해결될 수 있고, 이는 수중 드릴링 장치의 작업 플랫폼이 수역의 바닥으로 하강하고 수역 바닥에 지면 접촉 요소가 위치하며, 가이드 파이프 드라이브에 의하여 가이드 파이프가 수역 바닥으로 드릴링되며 이어서 가이드 파이프로 삽입되는 드릴링 공구가 드릴 드라이브에 의하여 회전하면서 구동하며 그로 인하여 드릴 구멍이 기초 요소를 수용하도록 형성된다. 이 방법으로, 특히 이전에 기술한 장점이 달성될 수 있다.
용이하게 고-토크로 가이드 파이프를 도입하기 위해, 본 발명에 따르면 가이드 파이프 드라이브로서 콜릿 드라이브(collet drive)에 의하여 불연속적으로 구동되는 가이드 파이프가 제공된다.
드릴링 공구를 구동시키기 위하여, 바람직하게 다른 드라이브가 제공되고, 본 발명에 따르면 드릴링 공구가 지속적으로 작동하는 회전 드라이브로서 형성되는 드릴 드라이브에 의하여 구동되는 것이 바람직하다. 이런 식으로, 깊은 드릴 구멍을 생성하는데 특히 유리한 일정한 토크를 가지는 일정한 회전 운동이 생성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 드릴 드라이브가 가이드 파이프에 해체가능하게(releasably) 고정되는 것이 유리하다. 수역 바닥으로 작업 플랫폼을 하강하는 동안 가능한 빨리 드릴 드라이브가 가이드 파이프에 고정될 수 있다. 또는, 작업 플랫폼이 해저에 이미 배열될 때 다음 단계에서 드릴 드라이브가 또한 가이드 파이프로 삽입될 수 있다. 특히, 몇몇 가이드 파이프가 작업 플랫폼에 배열되어서 제1 드릴 구멍을 생성한 후에 드릴링 공구를 가진 드릴 드라이브가 가이드 파이프에서 다시 해체될 수 있고 제2 드릴 구멍을 드릴링하기 위한 제2 가이드 파이프로 삽입될 수 있다.
기초 요소를 효율적으로 생성하기 위해 본 발명에 따르면 드릴 공구가 후퇴하는 동안 기초 요소를 형성하기 위하여 경화되는 경화물질(hardening mass)을 드릴 구멍에 채운다. 이 경우, 예를 들면 드릴링 공구가 플러쉬 드릴 헤드(flush drill head)일 수 있고, 이를 통해 토양 물질이 초기에 제거되고 드릴 구멍 밖으로 나온다. 이후에, 드릴 구멍으로부터 드릴링 공구가 후퇴하는 동안 드릴링 공구의 중공 스템(stem)을 통해서 경화물질(hardening mass), 특히 콘크리트가 드릴 구멍으로 도입되어 기초 요소를 형성한다.
게다가, 본 발명에 따르면, 기초 요소를 형성하는 동안 또는 형성한 후에, 가이드 파이프가 지면에서 제거되고 수역 바닥으로부터 작업 플랫폼과 함께 상승하는 것이 유리하다. 이 목적을 위해, 가이드 파이프가 작업 플랫폼에 단단하게 조여질 수 있다. 적합한 상승 윈치(lifting winch) 및/또는 지면 접촉 요소의 리프팅 실린더(lifting cylinder)의 활성화를 통해 작업 플랫폼이 수역 바닥으로부터 제거될 수 있다. 필요한 경우, 또한 가이드 파이프 드라이브에 의한 회전 운동에 의해 수역 바닥에서 가이드 파이프를 해체하는 것을 도울 수 있다.
다음에서, 본 발명을 동반된 도면에서 개략적으로 도시된 바람직한 구체예로서 더 상세히 설명할 것이다:
도 1은 본 발명에 따른 수중 드릴링 장치의 측면도이다;
도 2는 도 1의 수중 드릴링 장치를 위에서 본 평면도이다;
도 3은 삽입된 드릴링 공구와 함께 본 발명에 따른 다른 수중 드릴링 장치의 측면도이다.
도 4는 도 3의 수중 드릴링 장치의 단면도이다.
본 발명에 따른 수중 드릴링 장치(10)의 기본적인 구성은 도 1 및 2에서 확인할 수 있다. 상기 장치는 각각 서로 동일한 각거리(angular distance)에서 반지름 방향으로 길게 형성된 3개의 수평 베이스 스트럿(horizontal base strut; 18)을 가지는 별-형상의(star-shaped) 작업 플랫폼(20)을 구비한다. 베이스 스트럿(18)에서 빔 구조물(beam construction)로서 형성된 드럼-형상의 프레임(drum-shaped frame; 14)이 수직 방향으로 위로 길게 형성되어 있다. 프레임(14)은 대각선 방향의 강화 스트럿(diagonal reinforcing strut; 16)을 통해 추가로 베이스 스트럿(18)에 연결된다. 각 경우 강화 스트럿(16) 및 베이스 스트럿(18)의 연결점에 지면 접촉 요소(22)가 배열된다. 이들은 리프팅 실린더(lifting cylinder; 24)를 통해 수직 방향으로 조정가능한 받침대(prop)를 구비한다. 리프팅 실린더(24)에 의해 작동되는 받침대(prop)의 하면에 고정 요소(anchoring element; 26)가 배열된다. 이 고정 요소(26)는 뾰족한 팁 또는 절삭 톱니로서 형성될 수 있어, 지면 접촉 요소(22)가 수역 바닥에서 고정될 수 있다.
본 발명에 따르면, 작업 플랫폼(20)을 추가로 고정하기 위해, 원통형 가이드 파이프(30)가 드럼 형상의 프레임(14) 안쪽에 회전가능하고 세로 방향으로 이동할 수 있도록 지지된다. 가이드 파이프(30)의 하부면에 절삭 톱니(cutting teeth; 34)를 가지는 작은 지름의 톱니형 링(toothed ring)이 형성되어 있다. 가이드 파이프(30)의 상부면에, 가이드 파이프(30) 안으로 원통형 드릴링 공구(40)의 붙잡고 삽입하는 것을 촉진하는 적어도 단편적으로(segmentally) 형성된 삽입 호퍼(32)가 제공된다. 공급 라인(44)을 통해, 도시되지 않은, 공급선으로부터 에너지, 플러쉬 액체 및/또는 경화물질, 특히 콘크리트가 공급된다. 도시되지 않은, 로프 및 윈치 장치를 통해, 작업 플랫폼(20)이 또한 공급선에 연결되고 그로부터 에너지가 공급된다.
본 발명에 따른 다른 수중 드릴링 장치(10)가 도 3 및 4에 변형된 형태로 도시되어 있다. 지시된 동일한 참조번호는 이전 묘사에서 참조된 것과 동일한 기능을 가지는 부분을 의미한다.
이전에 기술한 구체예의 경우와 마찬가지로, 작업 플랫폼(20)은 서포트 요소(support element; 22) 및 드럼 형상의 프레임(14) 사이에 길게 형성된 별-형상(star-shaped) 배열에 베이스 스트럿(18) 및 강화 스트럿(16)을 구비한다. 이 구체예에서, 강화 스트럿(16)과 같이 베이스 스트럿(18)은 드릴링 축(12)에 대하여 예각으로 위치한다.
도 4에 따르면, 지면 접촉 요소(22)는 실제 리프팅 실린더(24)를 수용하는 하우징(23)을 포함한다. 연장가능한 리프팅 실린더(24)의 피스톤에, 컬럼-형상의 받침대(column-shaped props; 28)가 배열되며, 그 하부면에 수역 바닥에 고정하기 위핸 뾰족한 고정 요소(26)가 배열되어 있다.
추가로 고정하기 위해, 가이드 파이프(30)가 드럼 형상의 프레임(14)에 축 방향으로 조정가능하고 돌 수 있도록(twistable) 지지된다. 이를 위해, 2개의 콜릿 드라이브(collet drive; 61a, 61b)를 가지는 가이드 파이프 드라이브(60)가 제공된다. 2개의 콜릿 드라이브(61a, 61b)는 각각 강제 잠금 방식(force-locking manner)으로 상기 가이드 파이프를 고정하기 위하여, 도시되지 않는, 클램핑 실린더에 의하여 가이드 파이프(30)에 적용될 수 있는 가이드 파이프(30)를 수용하는, 콜릿(collet; 62a, 62b)을 구비한다. 3개의 수평 방향을 향하는 트위스트 실린더(64a, 64b)를 통해, 돌 수 있도록 지지되는 콜릿(62a, 62b)이 미리 결정된 비틀림각으로 가이드 파이프(30)와 함께 돌 수 있다. 가이드 파이프(30)에 공급하기 위해, 드릴링 축(12)이 축 방향의 운동에 의해 세로 방향으로 트위스트 움직임을 도울 수 있다. 이 목적을 위해, 수직 방향으로 배열된 피드 실린더(feed cylinder; 66)가 콜릿(61) 및 프레임(14) 사이에 배열된다.
2개의 콜릿 드라이브(61a, 61b)는 축 방향으로 공간을 두고 서로에 대하여 원주 방향으로 회전한다. 적어도 준-연속 회전 구동에 도달하기 위해, 제1 콜릿 드라이드(61a)가 먼저 트위스트 움직임을 실행할 수 있고 반면에 다른 제2 콜릿 드라이브(61b)가 다시 시작 위치로 재설정된다. 이런 식으로, 2개의 콜릿 드라이브(61a, 61b)가 번갈아 가이드 파이프(30)의 트위스트 운동을 실행할 수 있고 또는 각각 다시 재설정될 수 있다.
수역의 바닥으로 가이드 파이프(30)를 드릴링하여, 작업 플랫폼(20)을 신뢰할 수 있게 고정 및 지지할 수 있다. 이후에, 드릴링 공구(40)를 삽입 호퍼(32)를 통해 가이드 파이프(30)로 삽입할 수 있다.
도 4에 따른 단면도에서 볼 수 있듯이, 드릴링 공구(40)는 유압으로 작동하는 클램핑 요소(52)에 의하여 가이드 파이프(30)의 안쪽에 고정되는 하우징(43)을 가지는 드릴 드라이브(42)를 구비한다. 지속적으로 회전하는 드릴 드라이브(42)는 드릴 로드(50)를 구동시키고, 그 하부 말단에 바위 물질(rock material)을 제거하기 위한 드릴 헤드(46)가 배열된다. 드릴 드라이브(42)의 회전 운동 이외에, 드릴 헤드(46)로 축 방향의 힘을 추가로 적용할 수 있는 드릴 피드 실린더(drill feed cylinder; 48)가 배열된다.
드릴 드라이브(42)를 가지는 드릴링 공구(40)는 플라잉 드릴링 장치(flying drilling apparatus)로서, 도시되지 않은, 로프 장치를 통해 공급선으로 연결되고 드릴링 작업이 완료되면 가이드 파이프(30)로부터 다시 후퇴할 수 있다. 이어서, 드릴 구멍에, 특히 거기에 말뚝(pile)을 삽입하고 고정하여 기초 요소를 형성할 수 있다.

Claims (13)

  1. 수역 바닥에 위치하는 수중 작업 플랫폼(submersible working platform),
    수역 바닥에 상기 작업 플랫폼을 정렬하기 위하여 상기 작업 플랫폼에 조정가능하게 배열되는, 몇 개의 지면 접촉 요소(ground contact element), 및
    상기 작업 플랫폼에 배열되는, 드릴 드라이브에 의해 구동되는 드릴링 공구를 수용하고 가이드하도록 형성된, 적어도 하나의 가이드 파이프(guide pipe)를 포함하며,
    상기 가이드 파이프는 상기 작업 플랫폼에서 세로 방향으로 이동할 수 있고 회전할 수 있도록 지지되고,
    상기 가이드 파이프를 회전하도록 구동하는 가이드 파이프 드라이브(guide pipe drive)가 상기 작업 플랫폼에 제공되는, 기초 요소(foundation element)를 수역 바닥에 도입하는 수중 드릴링 장치(underwater drilling arrangement).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 파이프는 상부에 상기 드릴링 공구를 삽입하는 삽입 호퍼(inserting hopper)를 구비하는 수중 드릴링 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 파이프는 하부에 토양 물질(ground material)을 제거하는 절삭 톱니(cutting teeth)를 구비하는 수중 드릴링 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 파이프는 콜릿(collet)을 가지는 적어도 하나의 콜릿 드라이브(collet drive)를 구비하며, 상기 콜릿은 상기 가이드 파이프를 감싸고 조이고, 그로 인하여 상기 콜릿이 파이프 축에 가로 방향으로 배열된 적어도 하나의 트위스트 실린더(twist cylinder)를 통해 미리 결정된 비틀림각(angle of twist)으로 돌 수 있는 수중 드릴링 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 콜릿 드라이브는 드릴링 축에 세로 방향으로 배열되는 적어도 하나의 피드 실린더(feed cylinder)를 구비하며, 상기 피드 실린더를 통해 상기 콜릿 및 조인 상기 가이드 파이프가 상기 드릴링 축의 방향으로 이동할 수 있는 수중 드릴링 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 드릴링 공구의 드릴 드라이브가 상기 가이드 파이프에 고정될 수 있는 수중 드릴링 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 지면 접촉 요소는 리프팅 실린더(lifting cylinders)에 의해 조정가능한 수중 드릴링 장치.
  8. 특히 제1항에 따른 수중 드릴링 장치로 수역 바닥으로 기초 요소를 도입하는 방법으로서,
    상기 수중 드릴링 장치의 작업 플랫폼을 수역 바닥으로 하강시키고 수역 바닥에 상기 기초 요소를 위치시키며,
    가이드 파이프 드라이브에 의해 수역 바닥으로 가이드 파이프를 드릴링하고,
    상기 가이드 파이프 속으로 삽입된 드릴링 공구를 드릴 드라이브에 의해 회전하도록 구동시키며, 그로 인하여 상기 기초 요소를 수용하는 드릴 구멍이 형성되는 수역 바닥으로 기초 요소를 도입하는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 가이드 파이프는 가이드 파이프 드라이브로서 콜릿 드라이브에 의해 불연속적으로(in a discontinuous manner) 구동되는 수역 바닥으로 기초 요소를 도입하는 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 드릴링 공구는 연속하여 작동하는 회전 드라이브로서 형성된 드릴 드라이브에 의해 구동되는 수역 바닥으로 기초 요소를 도입하는 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    드릴 드라이브는 상기 가이드 파이프에 해체가능하게(releasably) 고정되는 수역 바닥으로 기초 요소를 도입하는 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 드릴링 공구가 후퇴하는 동안, 상기 기초 요소를 형성하기 위해 경화되는 경화물질(hardening mass)로 상기 드릴 구멍이 채워지는 수역 바닥으로 기초 요소를 도입하는 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 기초 요소를 형성하는 동안 또는 형성한 후에, 상기 가이드 파이프가 지면에서 제거되고 수역 바닥으로부터 상기 작업 플랫폼과 함께 상승하는 수역 바닥으로 기초 요소를 도입하는 방법.
KR20120054958A 2011-05-27 2012-05-23 수역의 바닥으로 기초 요소를 도입하는 수중 드릴링 장치 및 방법 KR101484100B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP11004380.9A EP2527539B1 (de) 2011-05-27 2011-05-27 Unterwasser-Bohranordnung und Verfahren zum Einbringen eines Gründungselementes in einen Gewässergrund
EP11004380.9 2011-05-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120132377A true KR20120132377A (ko) 2012-12-05
KR101484100B1 KR101484100B1 (ko) 2015-01-16

Family

ID=44898261

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20120054958A KR101484100B1 (ko) 2011-05-27 2012-05-23 수역의 바닥으로 기초 요소를 도입하는 수중 드릴링 장치 및 방법

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8997889B2 (ko)
EP (1) EP2527539B1 (ko)
JP (1) JP5557874B2 (ko)
KR (1) KR101484100B1 (ko)
CN (1) CN102797419B (ko)
CA (1) CA2775854C (ko)
DK (1) DK2527539T3 (ko)
PL (1) PL2527539T3 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140095437A (ko) * 2013-01-24 2014-08-01 바우어 머쉬넨 게엠베하 작업대, 기초 요소의 생성 장치 및 기초 공법

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2562310B1 (de) 2011-08-23 2016-07-20 BAUER Maschinen GmbH Unterwasser-Bohranordnung und Verfahren zum Erstellen einer Bohrung in einem Gewässergrund
EP2562347B1 (de) * 2011-08-23 2019-05-22 BAUER Maschinen GmbH Unterwasser-arbeitsanordnung und verfahren zu ihrer verankerung
EP2562348B1 (de) 2011-08-23 2017-10-04 BAUER Maschinen GmbH Unterwasser-Bohranordnung und Verfahren zum Erstellen einer Bohrung
EP2930275B1 (de) 2014-04-08 2017-12-20 Herrenknecht AG System und Verfahren zum Herstellen einer Gründung für ein Bauwerk im Wasser
GB201407991D0 (en) 2014-05-06 2014-06-18 Renewable Hydrocarbons Ltd Sub-sea piling
CA2996894A1 (en) * 2015-08-31 2017-03-09 Ihc Marine And Mineral Projects (Proprietary) Limited Vibration generator for a drilling installation, underwater drilling installation and underwater drilling system
WO2017048941A1 (en) * 2015-09-15 2017-03-23 Noble Drilling Services Inc. Method for excavating a mud line cellar for subsea well drilling
NL2017462B1 (en) * 2016-09-14 2018-03-22 Vizionz Holding B V Pile driver and method of driving a pile into an underwater bed
CN106351590B (zh) * 2016-09-30 2019-01-08 宁波介量机器人技术有限公司 一种用于深海取样的钻探机器人支架
CN106555391B (zh) * 2016-10-31 2019-01-15 江苏华西村海洋工程服务有限公司 海上嵌岩作业平台
CN106759201B (zh) * 2016-10-31 2019-01-15 江苏华西村海洋工程服务有限公司 风电及桥梁嵌岩自升式施工平台
PT3330441T (pt) * 2016-12-02 2019-06-19 Bauer Maschinen Gmbh Dispositivo de redução de água a jusante e método para a sua redução
CN106872211B (zh) * 2017-03-31 2023-12-15 派格水下技术(广州)有限公司 基于远程控制潜水器的取芯系统
CN109505518B (zh) * 2017-10-28 2020-03-27 阜阳创启工艺品有限公司 一种海底石油钻孔车
EP3564446B1 (de) * 2018-05-03 2020-04-29 BAUER Maschinen GmbH Unterwasserabbauvorrichtung und verfahren zum abbau
CN109295972A (zh) 2018-09-25 2019-02-01 高永光 全套管工法预制桩灌注浆和后注浆固结技术
CN109371970B (zh) * 2018-11-13 2023-11-07 南通市海洋水建工程有限公司 一种用于海上风电单桩沉桩稳固平台及其定位方法
CN114151032B (zh) * 2021-11-10 2024-01-12 冯园园 一种用于地质钻探的定位导向装置
CN114809950B (zh) * 2022-06-22 2022-09-06 山东尼采科技有限公司 一种海底探测用深孔钻机
WO2024056661A1 (en) 2022-09-13 2024-03-21 Fmc Kongsberg Subsea As Method for providing a subsea template system with a tail pipe and a subsea template system
EP4350119A1 (de) * 2022-10-06 2024-04-10 BAUER Maschinen GmbH Unterwasser-bohrvorrichtung und verfahren zum erstellen einer verrohrung unter wasser

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3029608A (en) 1956-12-28 1962-04-17 Beulah Perkins Platform for off shore drilling and supporting columns therefor
US3672447A (en) * 1968-09-10 1972-06-27 Richfield Oil Corp Marine well drilling method and apparatus
US3846991A (en) * 1971-07-16 1974-11-12 Orb Inc Pile driving method and apparatus
JPS514561B2 (ko) * 1972-02-16 1976-02-13
US4216835A (en) * 1977-09-07 1980-08-12 Nelson Norman A System for connecting an underwater platform to an underwater floor
JPS5644875Y2 (ko) 1978-01-18 1981-10-20
JPS58103285U (ja) * 1982-10-06 1983-07-13 中央自動車興業株式会社 コンクリ−トパイル構築装置
JPH0442360Y2 (ko) * 1985-04-03 1992-10-06
GB2200672B (en) * 1986-09-10 1991-01-23 David Sidney Dallimer Apparatus for installing marine silos
DE3771217D1 (de) 1987-07-28 1991-08-08 Menck Gmbh Tauchfaehige elektrohydraulische antriebseinheit fuer zum unterwassereinsatz ausgelegte ramm- und arbeitsgeraete.
US5244312A (en) * 1991-12-29 1993-09-14 Conoco Inc. Pile supported drilling template
DE4308856C1 (de) * 1993-03-19 1994-05-26 Leffer Stahl & App Verfahren und Bohrgerät zur Herstellung einer verrohrten Tiefbohrung, insbesondere für Pfahlgründungen
JP3452084B2 (ja) * 1994-05-18 2003-09-29 日本基礎技術株式会社 掘削装置
CN1179099C (zh) * 1997-08-28 2004-12-08 法斯特弗雷姆斯(英国)有限公司 打桩装置
AU2000273232A1 (en) 2000-08-29 2002-03-13 Francois Bernard An apparatus and a device for driving an object by vibration or impact
JP2006083573A (ja) 2004-09-15 2006-03-30 Daiyo Kiko Kogyo Kk オールケーシング工法及びその装置
GB0716174D0 (en) * 2007-08-20 2007-09-26 Fast Frames Uk Ltd Method and apparatus for driving a pile into a substrate
GB0814341D0 (en) * 2008-08-06 2008-09-10 Aws Ocean Energy Ltd Pile system
GB0902289D0 (en) 2009-02-12 2009-03-25 Marine Current Turbines Ltd Methods for installing pin-piled jacket type structures at sea
GB0905663D0 (en) * 2009-04-01 2009-05-13 Marine Current Turbines Ltd Methods of and apparatus for the installation of columns/piles
ES2384672T3 (es) 2009-11-17 2012-07-10 Bauer Maschinen Gmbh Dispositivo de perforación bajo el agua y procedimiento para la introducción de un elemento de cimentación tubular en el fondo de las aguas
GB2473683B (en) * 2010-01-05 2012-01-11 Fast Frames Uk Ltd Method and apparatus for driving a pile into a substrate

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140095437A (ko) * 2013-01-24 2014-08-01 바우어 머쉬넨 게엠베하 작업대, 기초 요소의 생성 장치 및 기초 공법

Also Published As

Publication number Publication date
CA2775854C (en) 2017-03-21
CN102797419B (zh) 2015-10-07
DK2527539T3 (da) 2013-09-30
KR101484100B1 (ko) 2015-01-16
EP2527539A1 (de) 2012-11-28
US20120298419A1 (en) 2012-11-29
US8997889B2 (en) 2015-04-07
JP2012246751A (ja) 2012-12-13
CN102797419A (zh) 2012-11-28
PL2527539T3 (pl) 2014-01-31
JP5557874B2 (ja) 2014-07-23
EP2527539B1 (de) 2013-09-11
CA2775854A1 (en) 2012-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101484100B1 (ko) 수역의 바닥으로 기초 요소를 도입하는 수중 드릴링 장치 및 방법
US8757289B2 (en) Underwater drilling arrangement and method for making a bore in a bed of a water body
US8720603B2 (en) Underwater drilling arrangement and method for making a bore
US20110272194A1 (en) Underwater drilling arrangement and method for introducing a tubular foundation element into the bed of a body of water
AU2013221010B2 (en) A template for and method of installing a plurality of foundation elements in an underwater ground formation
EP2574698B1 (en) Method and device for driving a multiplicity of piles into a seabed
US8911180B2 (en) Underwater work assembly and method for anchoring thereof
CN206267801U (zh) 双抱压动力下置打桩机
CN205778512U (zh) 一种动力下置的钻杆组件
DK3034702T3 (en) PROCEDURE AND APPARATUS FOR THE CONSTRUCTION OF A FOUNDATION AND FOUNDATION
WO2009157776A1 (en) Method for anchoring of a mooring line
AU2013331924B2 (en) Method and apparatus for erecting a foundation element
US20240117681A1 (en) Underwater drilling apparatus and method for creating a cased borehole underwater
CN213571932U (zh) 用以掘进大粒径中等风化核的人工挖孔桩成孔辅助装置
CN110671046A (zh) 一种具有导向功能的钻孔装置
CN115094913A (zh) 一种预应力锚索及防施工中承压水渗漏的方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180207

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190103

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200107

Year of fee payment: 6