KR20150038743A - 수중 물체의 바닥에 앵커 부재를 부착시키기 위한 방법, 장치 및 시스템 - Google Patents

Abstract

원격 작동 드릴 장치(6)는 프레임(10)과 같은 동체 및 고리형 파일(8)을 드릴링하도록 구성된 구동 수단을 포함하며, 고리형 파일은 드릴 장치(6)에서 수중 물체의 바닥으로 로딩된다. 고리형 파일은 절삭용 슈우(24)를 포함한다. 구동 수단은 동력 회전대(power swivel, 12)를 포함하는데, 동력 회전대는 구동 헤드에 의하여 고리형 파일(8)의 상부에 부착된다. 전달 수단이 제공되고, 전달 수단은 분출용 액체 및 그라우트를 고리형 파일(8) 둘레에 분사할 수 있는 적어도 하나의 노즐을 포함한다. 동력 회전대(12)는 동력 회전대(12)의 양측에 배치된 랙 및 피니언 수단(14)에 의해 승강된다.

Description

수중 물체의 바닥에 앵커 부재를 부착시키기 위한 방법, 장치 및 시스템{Method, apparatus and system for attaching an anchor member to a floor of a body of water}

본 발명은 수중 물체의 바닥에 앵커 부재를 부착시키기 위한 방법, 장치 및 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 비제한적으로, 잠수 구조체가 수중 물체의 바닥에 핀 고정(pinned)되거나 또는 줄로 고정될 수 있도록 수중 물체의 바닥에 부착되는 앵커 부재에 관한 것이다.

물에 잠긴 발전 터빈으로부터 전기를 발생시키도록 빠르게 유동하는 물을 이용하는 것이 소망스럽다. 빠르게 유동하는 물에서, 이들 터빈들은 높은 조류에 의해서 움직이지 않을 높은 일체성(integrity)의 잠수 터빈 지지를 필요로 한다.

대부분의 거센 조류 영역에서, 해저와 같은 수중 물체의 바닥은 부드러운 진흙 또는 모래보다는 특히 단단한 바위 구조로부터 형성될 수 있다. 이것은 부분적으로 빠른 조류가 부드러운 진흙 및 모래를 해저로부터 쓸고 가서 기저의 바위 구조를 드러내는 경향이 있다는 사실에서 초래된다.

빠르게 유동하는 물과 단단한 해저의 조합은 굴착용 작업대(jack-up) 유형의 선박을 이용하는 것을 배제시킨다. 굴착용 작업대 선박은 복수개의 지지용 다리를 포함하고 그 다리에 플랫폼(platform)이 장착된다. 플랫폼은 변화되는 물의 수위에 대처하도록 지지 다리 상하로 수직 이동 가능하다. 터빈 지지 구조체를 해저에 부착하기 위하여 파일들이 드릴링된 구멍 안으로 그라우팅(grouting)될 수 있다.

그러나, 다리들은 단단한 바위 바닥에서 튀는 경향이 있으며 결과적으로 손상을 받을 수 있고 심지어는 파괴될 수 있기 때문에 굴착용 작업대의 선박의 다리를 초기에 단단한 해저와 접촉시킬 때 문제가 발생된다. 결과적으로, 단단한 해저 구조가 있는 영역에서 굴착용 작업대 선박을 위치시키고 고정시키는 것은 극히 어려워서 그러한 환경에서는 사용되지 않는 경향이 있다.

다이나믹 방식으로 위치된(dynamically positioned; DP) 선박의 이용은 특히 높은 조류의 영역에서 일반적으로 배제되는데, 왜냐하면 DP 선박은 높은 조류의 영역에서 스테이션(station)에 유지되는 것을 보장하기 어렵기 때문이다. 더욱이, 빠른 조류의 속도에서 DP 선박을 안정화시키는데 필요한 연료의 양 때문에, 이러한 선택은 특히 비싸고 따라서 소망스럽지 않다.

빠른 조류 속도의 영역도 해저 구조체를 해저에 고정시키는데 다른 문제점을가져온다. 조류가 가장 느릴 때인 물이 정체된 시간대(time window) 동안에 파일을 설치하는 것이 일반적으로 유일하게 실제적인 것이다. 이러한 시간대는 1 시간 미만의 정도일 수 있고, 따라서 불가능하지 않지만 그러한 시간대에 다수의 드릴 작업을 수행하는 것은 극히 어렵다.

상기 문제에 대한 해법은 국제 출원 WO 2008/125830 에 제안되어 있다. 상기 문헌은 해저에 부착되어야 하는 구조체가 위치되는 수면의 선박을 설명한다. 그러한 구조체의 예는 수중 발전 터빈을 위한 삼각대 지지부이다. 구조체가 수면의 선박에 있을 때, 개별의 드릴용 링(ring)들은 해저에 파일링(piling)되는 삼각대의 각각의 다리에 부착된다. 다음에 크레인이 구조를 내리도록 이용되는데, 드릴용 링은 해저에 부착되어 있다.

해저에서, 각각의 드릴용 링이 다음에 활성화된다. 각각의 드릴용 링은 충격 드릴(percussion drill)을 포함하며, 충격 드릴은 해저로 드릴링되고 드릴 비트 뒤의 파일을 아래로 당겨서 드릴링된 소켓 안으로 끈다. 소켓이 최대 깊이로 드릴링되었을 때, 드릴 비트가 수축되어서 파일을 해저에 남긴다. 드릴용 링은 다음에 분리되어서 수면으로 회수된다. 다음에 그라우트가 삼각대 다리와 파일의 외측부 사이의 환형부 안으로 펌핑되고 또한 파일의 중심에 의해 형성된 실린더형 구멍 안으로 펌핑되어 파일을 해저 안에 밀봉(seal)시킨다.

국제 출원 WO 2008/125830 의 방법은 몇가지 단점들을 가진다.

(1) 수면의 선박은 삼각대 구조체를 지지하고 해저로 내릴 수 있도록 특히 커야만 한다. 결과적으로, 대형 크레인과 같은 무거운 인양 장비가 선박에 필요하다.

(2) 일단 드릴 작업이 완료되면, 그라우트를 파일 안으로 펌핑하고 파일을 해저에 밀봉하기 위하여 충격 드릴이 철회되어야 한다.

(3) 잠수 구조체를 파일에 대하여 유지시키는 유일한 것은 파일의 외측과 구조체의 발(foot) 사이의 환형부 안에 배치된 그라우트이다. 이러한 접합은 실패하는 경향이 있으며, 특히 그라우트가 완전히 경화되기 전에 높은 조류가 그라우트를 씻어낸다면 실패하게 된다.

(4) 충격 드릴의 반복된 사용은 드릴에 마모 및 파열을 초래하여 유지 관리 및 작동 비용의 증가로 이어진다.

(5) 이러한 시스템은 ROV 의 사용을 필요로 한다. ROV 는 일반적으로 1.5 knot 보다 낮은 조류에서만 작동하며, 이는 상기의 시스템이 사용될 수 있는 영역을 제한한다.

(6) 드릴 링들중 하나가 고장난다면, 해저에 있는 장비를 교체하고 파일 작업을 수행하는 것은 복잡하고 비용이 드는 작용이다.

영국 출원 GB2436320 은 대안의 방법을 제안한다. 상기 문헌은 해저에 부착되어야 하는 구조체를 수면의 선박으로부터 해저로 내리는 방법을 설명한다. 그 구조체는 드릴 비트들이 배치되는 몇개의 다리들을 포함한다. 드릴 비트들은 수면에서 다리에 미리 장착되고, 다음에 해저로 드릴링되어 구조체를 해저에 부착시킨다. 드릴 비트들의 드릴 작용은 아암(arm)에 의해 달성되는데, 아암은 구조체상으로 내려지게 되며 드릴 모터를 포함하여 개별적인 비트들을 해저로 구동한다. 아암은 다음에 구조체의 둘레에서 회전되어 각각의 비트가 순차적으로 드릴 작용을 하게 한다. 대안의 구현예는 복수개의 아암 및 드릴 모터들을 가지는 구조체를 해저에 부착되어야 하는 구조체로 장착하는 것을 개시한다. 그라우트 저장부들이 주 구조체(host structure)의 각각의 다리에 제공되어, 일단 드릴 비트들이 드릴링 되었다면 드릴 비트들이 해저 안으로 그라우팅될 수 있게 한다.

영국 출원 GB 2436320 의 방법 및 장치는 수면의 선박이 잠수되어야 하는 구조체 및 드릴 조립체 양쪽을 함께 해저로 내려놓을 수 있어야 한다는 단점을 가진다. 이것은 필요한 수면의 선박의 크기를 증가시키고, 따라서 드릴 작용의 비용 및 복잡성을 증가시킨다. 더욱이, 잠수 구조체를 드릴 비트에 유지시키는 유일한 것은 드릴 비트들의 외측 표면과 구조체의 발 사이의 영역에 배치된 그라우트이다. 이러한 접합은 실패하기 쉬운 경향을 가지는데, 특히 만약 그라우트가 완전히 경화되기 전에 높은 조류가 그라우트를 씻어내리면 그러하다. 또한, 해저에 부착되어야 하는 구조체상에 그라우트 저장부들을 제공함으로써 조립체의 중량 및 복잡성이 증가된다.

본 발명의 바람직한 구현예들은 종래 기술의 상기와 같은 단점을 극복하려는 것이다.

본 발명의 일 특징에 따르면, 수중 물체의 바닥으로 앵커 부재(anchor member)를 부착시키는 방법이 제공되며, 상기 방법은:

원격 작동 드릴 장치를 수중 물체의 바닥에 가깝게 위치시키는 단계로서, 원격 작동 드릴 장치는 실질적으로 중공형인 샤프트 부분, 샤프트 부분의 제 1 단부에 있는 고리형 비트(annular bit) 및 샤프트 부분의 제 2 단부에 있는 앵커 수단을 가지는 고리형 파일을 포함하는 앵커 부재를 구동하도록 적합화되고, 고리형 비트는 고리형 파일(annular pile)이 구동되어 들어가는 바닥 안으로 환형부(annulus)를 드릴링(drilling)하도록 구성되고, 앵커 수단은 앵커 부재에 대한 구조체의 움직임을 제한하도록 적합화되는, 원격 작동 드릴 장치를 위치시키는 단계;

앵커 수단이 수중 물체의 바닥 위로 돌출하도록, 수중 물체의 바닥으로 환형부를 절삭하는 고리형 비트에 의하여 상기 고리형 파일을 수중 물체의 바닥으로 드릴링하게끔 원격 작동 드릴 장치를 작동시키는 단계; 및,

고리형 파일을 상기 환형부내에 보유하고 수중 물체의 바닥으로부터 고리형 파일이 제거되는 것에 저항하기 위하여 그라우트(grout)를 상기 환형부에 채워넣는 단계;를 포함한다.

수중 물체의 바닥에 가깝게 원격 작동 드릴 장치를 위치시키는 단계는, 수면의 선박이 해저로 부착되어야 하는 구조체를 해저로 내려놓을 필요가 없다는 장점을 제공한다. 이것은 앵커 부재를 수중 물체의 바닥으로 부착하는데 필요한 선박의 크기 및 관련 운용 비용을 현저하게 감소시킨다.

통합된 고리형 비트를 가진 고리형 파일을 포함하는 앵커 부재의 이용은 원격 작동 드릴 장치를 단순화시키는 장점을 제공하는데, 왜냐하면 그것은 드릴 비트를 필요로 하지 않고 단지 고리형 파일을 회전시킬 필요가 있기 때문이다. 이것은 드릴 장치의 비용 및 복잡성을 감소시킨다.

이것은 환형부가 실린더형 소켓이 아닌 해저에 드릴링 될 수 있는 장점을 제공하는데, 왜냐하면 드릴 비트가 수축될 필요가 없기 때문이다. 이는 특히 강력한 해저내의 고리형 그라우트 밀봉을 형성하도록 고리형 파일의 내부와 외부에서 환형부 안의 영역들을 채우도록 그라우트가 이용될 수 있음을 의미한다.

이것은 또한 바위 구조 안에 실린더형 소켓을 드릴링하는 방법과 비교하여 구멍으로부터 드릴링되고 제거되어야 하는 구조의 양이 감소된다는 장점을 제공한다. 실린더보다는 환형부를 드릴링하는 것이 드릴 과정을 가속화시킨다.

드릴링 및 그라우팅 작용이 모두 원격 작동 드릴 장치에 의하여 드릴 비트를 철회하지 않으면서 수행된다는 사실의 결과로서, 앵커 부재를 해저에 배치하는데 드는 시간을 감소시키는 장점을 제공한다.

수중 물체의 바닥에 가깝게 원격 작동 드릴 장치를 위치시키는 단계는 잠수 구조체상에 형성된 통공에 가깝게 원격 작동 드릴 장치를 위치시키는 것을 포함할 수 있고, 통공은 파일(pile)을 수용하도록 구성되고,

원격 작동 드릴 장치를 작동시키는 단계는, 수중 물체의 바닥 안으로 환형부(annulus)를 절삭하는 고리형 비트(annular bit)로써 통공을 통하여 수중 물체의 바닥 안으로 상기 고리형 파일을 구동하되, 잠금 부재(locking member)를 포함하는 앵커 수단이, 수중 물체의 바닥으로부터 잠수 구조체를 제거하는 것에 저항하는 상기 통공 둘레의 잠수 구조체의 일부에 대하여 구동되는 범위로 상기 고리형 파일을 구동하는 것을 포함한다.

잠금 부재를 포함하는 고리형 파일의 이용은, 해저 위의 고리형 그라우트 밀봉(annulur grout seal)에 단순히 의존하는 것보다, 잠수 구조체에 대하여 파일에 의하여 양(positive)의 하방향 힘이 가해지는 장점을 제공한다.

파일을 수용하도록 구성된 통공에 가깝게 잠수 구조체상에 원격 작동 드릴 장치를 위치시키는 단계는:

(a) 파일을 수용하도록 구성된 통공에 가까운 위치에서 잠수 구조체에 부착된 적어도 하나의 안내줄(guide line)과 원격 작동 드릴 장치를 미끄러질 수 있게 서로 연결하고, 적어도 하나의 상기 안내줄이 팽팽하게 당겨지는 동안 적어도 하나의 상기 안내줄을 따라서 원격 작동 드릴 장치를 내리는 단계;

(b) 원격 작동 드릴 장치의 베이스상에 배치된 안내 수단을, 파일을 수용하도록 구성된 통공에 가깝게 잠수 구조체의 일부와 접촉되게 움직여서 상기 고리형 비트를 상기 통공과 정렬시키는 단계; 또는,

(c) 원격 작동 드릴 장치를 상기 통공에 가까운 잠수 구조체에 클램프시키도록 제 1 클램프 수단을 작동시키는 단계;중 하나 이상을 포함할 수 있다.

원격 작동 드릴 장치를 적어도 하나의 안내줄에 미끄러질 수 있게 서로 연결함으로써, 해저에 있는 잠수 구조체의 통공으로의 드릴 장치의 전개를 단순화시키는 장점을 제공한다. 이것은 파일링 작용(piling operation)을 수행하는데 소요되는 시간을 감소시킨다. 잠수 구조체는 안내줄이 부표에 부착되어 있으면서 해저에서 전개될 수 있으며, 부표는 수면에 떠 있어서 드릴 작용 및 파일링 작용을 수행하는 선박에 의하여 용이한 위치 선정 및 회수(retrieval)를 가능하게 한다.

상기 고리형 비트를 상기 통공과 정렬시키기 위하여 파일을 수용하게끔 구성된 통공에 가까운 잠수 구조체의 일부와 접촉되게 원격 작동 드릴 장치의 베이스상에 배치된 안내 수단을 움직임으로써, 잠수 구조체상의 원격 작동 드릴 장치의 위치 선정을 더욱 단순화시키는 장점을 제공하는데, 이는 시간을 절감하고 미리 결정된 시간 기간 동안에 수행될 수 있는 파일링 작업의 양을 증가시킨다.

상기 통공에 가까운 잠수 구조체에 상기 원격 작동 드릴 장치를 클램프시키는 제 1 클램프 수단을 작동함으로써, 드릴 작용을 위한 반응 수단을 제공하는 장점이 있다.

수중 물체의 바닥에 가깝게 원격 작동 드릴 장치를 위치시키는 단계는 수중 물체의 바닥을 원격 작동 드릴 장치의 지지 수단과 접촉시키는 것을 포함하고, 지지 수단은, 고리형 파일의 길이 방향 축이 수중 물체의 바닥에 실질적으로 직각인 상태로 원격 작동 드릴 장치를 수평으로 둘 수 있도록 조절 가능하다.

이것은 파일링 작용을 수행하는 주 구조체(host structure)를 필요로 하지 않는 독립형(standalone) 드릴 장치의 장점을 제공한다. 앵커 부재는 수중 물체의 바닥에 두어질 수 있고 구조체는 이후에 앵커 부재에 고정(anchored)된다.

원격 작동 드릴 장치를 작동시키는 단계는 수중 물체의 바닥으로 환형부를 절삭하는 고리형 비트로써 수중 물체의 바닥으로 상기 고리형 파일을 드릴링(drilling)하는 것을 포함하여, 잠수 구조체에 부착되는 부착 수단을 포함하는 앵커 수단이 수중 물체의 바닥 위로 돌출된다.

이것은 앵커 부재가 수중 물체의 바닥에 있을 수 있게 하여, 이후에 구조체가 앵커 부재에 대하여 체인 연결되거나 또는 줄로 매어질 수 있게 하는 장점을 제공한다.

원격 작동 드릴 장치를 수중 물체의 바닥에 가깝게 위치시키는 단계는, 앵커 부재가 수중 물체의 바닥으로 드릴링되는 위치로 원격 작동 드릴 장치를 수중 물체의 바닥을 따라서 움직이도록 원격 작동 드릴 장치의 견인 수단(traction means)을 작동시키는 것을 포함한다.

이것은 수중 물체의 바닥에 부착되어야 하는 구조체가 해저로 드릴링될 준비가 되어 있는 구조체 안에 장착된 고리형 파일을 가지고 전개될 수 있다는 장점을 제공한다. 이것은, 이러한 경우에 차량(vehicle)인 원격 작동 드릴 장치가 전체 구조체를 수중 물체의 바닥으로 핀 고정하는데 수면 선박으로부터 오직 한번만 전개될 필요가 있다는 점을 의미한다. 결국, 고리형 파일을 차량에 다시 로딩(loading)하기 위해 차량을 회수할 필요성이 없다는 것을 의미한다. 따라서 드릴 작용 시간은 대략 60 % 로 감소될 수 있고 이는 비용을 현저하게 감소시킨다는 점이 밝혀졌다.

이것은 또한 수면의 선박으로부터 2 개의 공급 라인들만이 필요하다는 장점을 제공하며, 즉, 일체화되어 감아 올리는, 전력 및 신호 케이블과 그라우팅 호스(grouting hose)만이 필요하다. 수면으로부터 오직 2 개의 라인들만을 전개하는 것은 수면 선박이 훨씬 크게 움직이는 것을 허용한다. 따라서 높은 조류 조건하에서 어려운, 정확한 스테이션의 유지가 필요하지 않으며, 탯줄의 관리는 훨씬 단순화된다.

상기 방법에 의해서 가능해진 고리형 파일들의 현장 전개는 추가적인 무게를 주 구조체에 제공하여, 핀 고정 작용이 완료되기 전에 구조체에 대한 조류의 힘의 결과로서의 미끄러짐을 방지한다.

더욱이, 캐터필러 트랙(caterpillar track) 또는 바퀴와 같은 견인 수단의 이용은, 수중 물체의 바닥을 따라서 장치가 움직일 수 있게 하고 수중 물체의 바닥을 파지함으로써 드릴링 하는 동안 반작용의 힘을 제공한다.

바람직한 구현예에서, 상기 고리형 파일을 수중 물체의 바닥 안으로 드릴링하도록 원격 작동 드릴 장치를 작동시키는 단계는:

(d) 원격 작동 드릴 장치의 구동 수단을 고리형 파일에 부착시키고, 고리형 파일을 수중 물체의 바닥 안으로 회전시켜서 밀어넣도록 구동 수단을 작동시키는 단계; 또는,

(e) 드릴링된 환형부로부터 절삭물을 제거하고 상기 고리형 비트에 윤활 및 냉각을 제공하도록 상기 고리형 파일을 통해 분출용 유체(flushing fluid)를 펌핑하는 단계;중 하나 이상을 포함한다.

고리형 파일을 상기 환형부 안에 보유하기 위하여 상기 환형부를 그라우트(grout)로 채우는 단계는 원격 작동 드릴 장치의 전달 수단(delivery means)을 작동시켜서 상기 환형부를 그라우트로 채우는 것을 포함한다.

이것은 파일링 작업을 수행하는데 소요되는 시간을 감소시키는 장점을 제공한다.

상기 방법은:

(f) 원격 작동 드릴 장치를 잠수 구조체로부터 연결 해제시키고 원격 작동 드릴 장치를 수면의 선박으로 회수하는 단계;

(g) 상기 원격 작동 드릴 장치상에 고리형 파일을 더 로딩(loading)하고 상기에서 정의된 바에 따른 방법을 반복하는 단계;중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 수중 물체의 바닥에 구조체를 고정(anchor)시키는 방법이 제공되는데, 상기 방법은:

위에서 정의된 바와 같이 수중 물체의 바닥에 앵커 부재를 부착시키는 단계; 및,

앵커 부재의 앵커 수단에 구조체를 부착시키는 단계;를 포함한다.

이것은 수중 물체의 바닥에 구조체를 견고하게 고정시키는 상대적으로 신속하고 간단한 방법의 장점을 제공한다. 이러한 방법은 높은 조류 속도의 영역들에서 특히 유리하다.

앵커 수단은 제 1 걸쇠 수단(latching means)을 가진 부착 수단을 포함할 수 있고, 구조체는 제 1 걸쇠 수단과 걸림(latching)을 이루도록 구성된 제 2 걸쇠 수단을 포함할 수 있으며, 구조체를 앵커 부재의 앵커 수단에 부착시키는 단계는 상기 제 1 걸쇠 수단과 상기 제 2 걸쇠 수단이 걸림을 이루도록 하는 것을 포함한다.

본 발명의 다른 특징에 따라서 원격 작동 드릴 장치가 제공되는데, 이것은:

수중 물체의 바닥에 가깝게 원격 위치되도록 구성된 동체; 및,

앵커 부재를 수중 물체의 바닥으로 드릴링하도록 구성된 구동 수단;을 포함하고, 앵커 부재는, 실질적으로 중공형 샤프트 부분을 가진 고리형 파일, 앵커 부재의 제 1 단부에 있는 고리형 비트 및, 앵커 부재의 제 2 단부에 있는 앵커 수단을 구비하고, 고리형 비트는 고리형 파일이 드릴링되어야 하는 바닥 안으로 환형부를 드릴링하도록 구성되고, 앵커 수단은 앵커 부재에 대하여 구조체의 움직임을 제한하도록 적합화되는 것을 특징으로 한다.

이것은 수면의 선박이 해저에 설치되어야 하는 구조체를 해저로 내릴 필요가 없다는 장점을 제공한다. 이것은 구조체를 해저에 고정시키기 위하여 필요한 선박의 크기 및 관련된 운영 비용을 크게 감소시킨다.

일체형인 고리형 비트를 포함하는 고리형 파일을 이용하는 것은 원격 작동 드릴 장치를 단순화시키는 장점을 제공하는데, 왜냐하면 드릴 비트를 필요로 하지 않으며 고리형 파일을 회전시킬 필요만이 있기 때문이다. 이것은 드릴 장치의 비용 및 복잡성을 감소시킨다.

이것은 또한 환형부가 실린더형 소켓보다는 해저에 드릴링될 수 있다는 장점을 제공하는데, 왜냐하면 드릴 비트는 철회될 필요가 없기 때문이다. 이것은 해저에 고리형 그라우트 밀봉을 형성하기 위하여 고리형 파일의 밖과 안에 있는 환형부내의 영역들을 채우도록 그라우트가 사용될 수 있다는 것을 의미하며, 이는 특히 강력하다. 이는 또한 전체적인 실린더형 구멍을 채우는 것보다 그라우트를 덜 필요로 한다.

이것은 또한 바위 구조에 실린더형 소켓을 드릴링하는 방법과 비교하여 구멍으로부터 드릴링되고 제거되어야 하는 구조의 양이 감소된다는 장점을 제공한다. 실린더보다 환형부를 드릴링하는 것은 드릴 과정을 가속화시킨다.

바람직한 구현예에서, 장치는, 고리형 파일을 상기 환형부 안에 보유하기 위하여 그리고 수중 물체의 바닥으로부터 구조체를 제거하는 것에 저항하기 위하여 상기 환형부를 그라우트로 채우도록 구성된 전달 수단을 더 포함한다.

이것은 파일을 해저에 배치하는데 소요되는 시간을 감소시키는 장점을 제공하는데, 왜냐하면 드릴링 및 그라우팅이 드릴 비트의 제거 없이 수행되기 때문이다.

장치는:

(h) 원격 작동 드릴 장치의 베이스상에 배치된 안내 수단으로서, 파일을 수용하도록 구성된 잠수 구조체의 통공과 상기 고리형 비트를 정렬시키도록 구성된, 안내 수단; 또는,

(i) 파일을 수용하도록 구성된 통공에 가깝게 상기 원격 작동 드릴 장치를 잠수 구조체에 클램핑시키는 클램핑 수단(clamping means);중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.

원격 작동 드릴 장치의 베이스상에 배치된 안내 수단을 제공함으로써, 잠수 구조체의 통공과 원격 작동 드릴 장치의 정렬을 단순화시키는 장점이 제공된다. 이것은 시간을 절감시키고, 미리 결정된 시간 기간에 수행될 수 있는 파일링 작용의 양을 증가시킨다.

상기 안내 수단은, 파일을 수용하도록 구성된 상기 통공 둘레에 배치된 대응의 수컷 원추 부분에 맞닿도록 구성된 암컷 원추 부분을 포함할 수 있다.

이것은 제조가 상대적으로 간단하고 또한 자체 센터링(self-centring)이 되는 안내 수단을 제공한다.

또한 장치는 수중 물체의 바닥과 접촉하도록 구성된 지지 수단을 더 포함할 수 있으며, 지지 수단은, 고리형 파일의 길이 방향 축이 수중 물체의 바닥에 실질적으로 직각인 상태로 원격 작동 드릴 장치를 수평으로 둘 수 있도록 조절 가능하다.

이것은 주 구조체가 파일링 작용을 수행할 필요가 없는 독립형 드릴 장치의 장점을 제공한다. 앵커 부재는 수중 물체의 바닥에 남겨질 수 있고 구조체는 이후에 앵커 부재에 고정된다.

상기 지지 수단은 복수개의 수축 가능한 다리를 포함할 수 있고, 각각의 상기 수축 가능한 다리는 슈우 부분(shoe portion)을 포함하고, 개별의 슈우가 대응하는 다리로부터 연장되는 각도 및/또는 길이를 변화시키도록 슈우 부분이 조절 가능하다.

장치는 수중 물체의 바닥을 따라서 동체를 움직이도록 적합화된 견인 수단을 더 포함할 수 있다.

더욱이, 캐터필러 트랙 또는 바퀴와 같은 견인 수단의 이용은 장치가 수중 물체의 바닥을 따라서 움직일 수 있게 하고 수중 물체의 바닥을 파지함으로써 드릴링 동안에 반작용의 힘을 제공한다. 이것은 부표로 원격 작동되는 차량을 가지고 달성될 수 없는 것이다.

이것은 수중 물체의 바닥에 부착되어야 하는 구조체가, 해저로 드릴링될 준비가 되어 있는 구조체에 장착된 고리형 파일을 가지면서 전개될 수 있다는 장점을 제공한다. 이것은, 이러한 경우에 차량(vehicle)인 원격 작동 드릴 장치가 전체 구조체를 수중 물체의 바닥으로 핀 고정하는데 수면 선박으로부터 오직 한번만 전개될 필요가 있다는 점을 의미한다. 결국, 고리형 파일을 차량에 다시 로딩(loading)하기 위해 차량을 회수할 필요성이 없다는 것을 의미한다. 따라서 드릴 작용 시간은 대략 60 % 로 감소될 수 있고 이는 비용을 현저하게 감소시킨다는 점이 밝혀졌다.

이러한 장치는 또한 수면의 선박으로부터 2 개의 공급 라인들만이 필요하다는 장점을 제공하며, 즉, 일체화되어 감아 올리는, 전력 및 신호 케이블과 그라우팅 호스만이 필요하다. 수면으로부터 오직 2 개의 라인들만을 전개하는 것은 수면 선박이 훨씬 크게 움직이는 것을 허용한다. 따라서 높은 조류 조건하에서 어려운 정확한 스테이션의 유지가 필요하지 않으며, 탯줄의 관리는 훨씬 단순화된다.

상기 차량에 의해서 가능해진 고리형 파일들의 현장 전개는 추가적인 무게를 주 구조체(host structure)에 제공하여, 핀 고정 작용이 완료되기 전에 구조체에 대한 조류의 힘의 결과로서의 미끄러짐을 방지한다.

구동 수단은 동체에 대하여 피봇될 수 있다.

이것은 고르지 않은 표면에서의 드릴 작용을 용이하게 하는 장점을 제공한다.

파일링 장치는 복수개의 고리형 파일들로 로딩되도록 구성될 수 있다.

이것은 해저로의 전개 이전에 지지 구조체에 파일들이 미리 로딩될 필요가 없는 장점을 제공한다.

장치는 고리형 파일을 상기 구동 수단과 정렬되게 움직이도록 구성된 적어도 하나의 유압 아암을 더 포함할 수 있다.

구동 수단은:

(j) 상기 고리형 파일과 해제 가능하게 맞물리고 고리형 파일을 회전시키도록 구성된 구동 헤드(drive head)를 포함하는 동력 회전대(power swivel);

(k) 수중 물체의 바닥을 향하여 상기 동력 회전대를 움직이도록 구성된 적어도 하나의 유압 실린더 또는 랙 및 피니언 수단(rack and pinion means); 또는,

(l) 드릴링 전에 원격 작동 드릴 장치 안에 상기 고리형 파일을 유지하고 드릴링 하는 동안 안정성을 제공하도록 구성된 수축 가능 지지 클램핑 수단(retractable support clamping means);중 하나 이상을 포함할 수 있다.

랙 및 피니언 수단과 조합된 동력 회전대는 상대적으로 제조가 간단하고 다른 파일링 작용의 수행을 용이하게 하도록 다시 로딩하는 것이 신속한 구동 수단의 장점을 제공한다.

장치는 장치에 로딩(loading)된 앵커 부재(anchor member)를 더 포함할 수 있고, 앵커 부재는:

실질적으로 중공형의 샤프트 부분, 샤프트 부분의 제 1 단부에 있는 고리형 비트 및 샤프트 부분의 제 2 단부에 있는 앵커 수단을 가지는 고리형 파일을 포함하고, 고리형 비트는 고리형 파일이 드릴링되어야 하는 바닥 안으로 환형부(annuls)를 드릴링하도록 구성되고, 앵커 수단은 앵커 부재에 대하여 구조체의 움직임을 제한하도록 적합화된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 앵커 부재를 수중 물체의 바닥에 부착시키기 위한 시스템이 제공되는데, 상기 시스템은:

위에서 정의된 바와 같은 원격 작동 드릴 장치; 및,

수면의 선박으로부터 상기 원격 작동 드릴 장치로 유압 및/또는 전력을 제공하고 상기 수면 선박으로부터 상기 전달 수단으로 분출용 유체(flushing fluid) 및/또는 그라우트(grout)를 제공하도록 구성된, 탯줄 수단(umbilical means);을 특징으로 한다.

시스템은 수중 물체의 바닥에 구조체를 고정시키는 과정이 상대적으로 신속하고 간단한 과정으로 수면에서 작동될 수 있다는 장점을 제공한다. 고리형 파일은 드릴 장치에 수면에서 로딩되고 드릴 장치는 다음에 잠수되어 해저로 내려진다. 고리형 파일은 잠수부 또는 ROV 에 대한 필요성 없이 간단한 과정으로 해저로 드릴링되고 그라우팅된다.

바람직한 구현예에서, 시스템은:

(m) 탯줄 수단이 수면의 선박으로부터 연결 해제될 수 있게 하고 부표(buoy)에 부착될 수 있게 구성된 어댑터 수단;

(n) 상기 탯줄 수단을 통해 상기 전달 수단으로 분출용 유체 및/또는 그라우트를 펌핑하도록 구성된 펌핑 수단(pumping means); 또는

(o) 파일을 수용하도록 구성된 통공에 가까운 위치에서 잠수 구조체에 부착된 적어도 하나의 안내줄(guide line)으로서, 적어도 하나의 상기 안내줄이 팽팽하게 당겨지는 동안, 파일을 수용하도록 구성된 통공에 가까운 상기 잠수 구조체상의 위치로 원격 작동 드릴 장치를 안내하게끔 상기 원격 작동 드릴 장치와 서로 연결되게 구성된, 안내줄;중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.

탯줄 수단을 수면의 선박으로부터 연결 해제시키고 부표에 부착시킬 수 있도록 구성된 어댑터를 제공함으로써, 악천후 및 바다가 거친 경우에, 또는 수면의 선박이 제 위치를 유지할 수 없는 경우에, 파일 작용은 신속하게 중단될 수 있고 안전을 위하여 수면의 선박으로부터 분리될 수 있는 장점을 제공한다. 부표는 다음에 회수되고 조건이 허락할 때 상대적으로 신속하게 파일 작업이 재개된다.

적어도 하나의 안내줄은 해저에 있는 잠수 구조체의 통공으로 드릴 장치를 전개하는 것을 단순화시키는 장점을 제공한다. 이것은 파일 작용을 수행하는데 드는 시간을 크게 감소시킨다.

잠수 구조체는 안내줄이 부표에 부착되어 있으면서 해저에서 전개될 수 있는데, 부표는 드릴 및 파일 작용을 수행하는 선박에 의한 용이한 위치 선정 및 회수가 가능하도록 수면에 떠 있다.

시스템은 적어도 하나의 상기 안내줄을 팽팽하게 당기도록 구성된 인장 수단(tensioning means)을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 앵커 부재는:

실질적으로 중공형의 샤프트 부분, 샤프트 부분의 제 1 단부에 있는 고리형 비트 및, 샤프트 부분의 제 2 단부에 있는 앵커 수단을 가지는 고리형 파일로서, 고리형 비트는 고리형 파일이 드릴링되어야 하는 바닥 안으로 환형부를 드릴링하도록 구성되고, 앵커 수단은 앵커 부재에 대한 구조체의 움직임을 제한하도록 적합화된다.

이것은 잠수된 단단한 바위 구조로 드릴링될 수 있고 구조체를 그 구조에 부착하는데 이용될 수 있는 앵커 부재의 장점을 제공한다. 분리된 드릴 작용은 비트가 파일에 일체화되어 있기 때문에 불필요하다.

실질적으로 중공형의 샤프트 부분은 고리형 채널(annular channel)을 사이에 형성하는 외측 및 내측의 동심 실린더형 슬리브들(concentric cylindrical sleeves)을 가진 샤프트를 포함할 수 있고, 고리형 비트는 샤프트의 제 1 단부에 장착되고, 앵커 수단은 샤프트의 제 2 단부에 장착되고,

유체 유동의 경로는 앵커 수단내의 제 1 개구로부터, 상기 고리형 채널을 통하여, 그리고 상기 내측 슬리브에 의해 형성되는 제 2 개구를 통하여 형성된다.

이것은 분출용 유체 및 그라우트를 위한 파일내의 채널을 제공하는 장점을 제공한다. 이것은 드릴링된 환형부가 붕괴될 수 있는 위험이 있는 구조에서 드릴링을 수행할 때 특히 유리하다. 따라서 단단한 파일 작용이 그러한 구조에서 완성될 것이다.

상기 고리형 비트는 상기 외측 슬리브에 장착될 수 있고, 제 2 개구는 내측 슬리브의 단부에 의해 형성될 수 있다.

상기 앵커 수단은 통공 둘레의 잠수 구조체의 일부에 대하여 구동되도록 구성된 잠금 부재를 포함할 수 있어서 수중 물체의 바닥으로부터 잠수 구조체를 제거하는 것에 저항한다.

이것은 잠수 구조체에 대한 적극적인 보유력(posistive retaining force)을 가할 수 있는 장점을 제공한다.

상기 앵커 수단은 적어도 부분적으로 잠수된 구조체에 대하여 부착되기 위한 부착 수단을 포함할 수 있다.

상기 부착 수단은 앵커 부재상에 회전 가능하게 장착된 슬리브를 포함할 수 있으며, 슬리브는 적어도 하나의 눈구멍(eye)을 포함한다.

이것은 파일링 작업을 수행하고 이후에 잠수 구조체를 앵커 부재에 고정시키도록 복귀할 수 있는 장점을 제공한다. 적어도 하나의 눈구멍은 임의의 방향으로 회전할 수 있어서 눈구멍에 줄로 매인 수면의 선박이 정박용 줄의 얽힘이나 꼬임 없이 지배적인 환경의 힘 아래에서 움직이는 것을 허용한다.

상기 부착 수단은 제 1 걸쇠 수단을 포함하며, 제 1 걸쇠 수단은 상기 부착 수단에 부착 가능한 구조체의 제 2 걸쇠 수단과 걸림을 이루도록 구성된다.

상기 부착 수단은 상기 부착 수단에 부착 가능한 구조체의 제 2 플랜지에 볼트 결합되도록 구성된 제 1 플랜지를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 위에서 설명된 앵커 부재의 앵커 수단에 부착된 구조체를 포함하는 조립체가 제공된다.

바람직한 구현예에서, 조립체는 드릴링된 환형부에 가깝게 위치된 유연성 스커트를 더 포함하고, 유연성 스커트는 드릴링 하는 동안 그리고 드릴링 이후에 환형부로부터 그라우트의 제거를 방지하도록 구성된다.

이것은 드릴링 동안 및 드릴링 이후에 그라우트의 씻겨내림을 방지하는 환형부의 외측 표면 둘레에 위치된 물막이댐(cofferdam)의 장점을 제공한다.

이제 본 발명의 바람직한 구현예들이 첨부된 도면을 참조하여 제한적이지 않은 하나의 예로서 설명될 것이다.

도 1 은 본 발명의 제 1 구현예에 따라서 수중 물체의 바닥에 앵커 부재를 부착시키는 방법에서 이용되는 수면 선박의 사시도이다.
도 2 는 본 발명의 제 1 구현예에 따라서 수중 물체의 바닥에 앵커 부재를 부착시키는 방법에서 이용되는 몇개의 고리형 파일들 및 원격 작동 드릴 장치의 베이스에 대한 확대 사시도이다.
도 3 은 원격 작동 드릴 장치에 고리형 파일을 로딩시키는 제 1 단계에 대한 사시도이다.
도 4 는 고리형 파일을 원격 작동 드릴 장치로 로딩하는 제 2 단계를 도시하는 도 3 에 대응하는 도면이다.
도 5 는 고리형 파일을 원격 작동 드릴 장치로 로딩하는 제 3 단계를 도시하는 확대 사시도이다.
도 6 은 고리형 파일을 원격 작동 드릴 장치로 로딩하는 제 4 단계에 대한 확대 사시도이다.
도 7 은 수면 선박에 위치하고 고리형 파일로 로딩된 원격 작동 드릴 장치의 사시도이다.
도 8 은 원격 작동 드릴 장치의 전개에 대한 제 1 단계의 사시도이다.
도 9 는 원격 작동 드릴 장치의 전개에 대한 제 2 단계의 사시도이다.
도 10 은 원격 작동 드릴 장치의 잠수를 나타내는 원격 작동 드릴 장치의 전개에 대한 제 3 단계의 사시도이다.
도 11 은 원격 작동 드릴 장치의 전개에 대한 제 4 단계의 사시도이다.
도 12 는 원격 작동 드릴 장치의 전개에 대한 제 5 단계의 사시도로서, 해저와 같은 수중 물체의 바닥으로 핀 고정되는 잠수 구조체를 향하여 안내줄을 따라서 하강하는 장치를 나타낸다.
도 13 은 고리형 파일이 그것을 통하여 구동되는 통공에 가깝게 자체를 위치시키는 원격 작동 드릴 장치의 사시도이다.
도 14 는 도 13 에 대응하는 도면으로서, 하부 잠금 클램프들은 잠수 구조체의 통공 둘레의 맞물림 위치로 움직여서 원격 작동 드릴 장치를 구조체상에 유지한다.
도 15 는 도 13 및 도 14 에 대응하는 사시도로서, 드릴 작용이 시작되고 잠금 부재가 상부 잠금 클램프들을 통과하기 위하여 상부 잠금 클램프들이 수축된 것을 나타낸다.
도 16 은 해저로 드릴링되는 고리형 파일을 나타내는 도 15 에 대응하는 도면이다.
도 17 은 드릴 작용이 더 진전된 단계에서 도 16 에 대응하는 도면이다.
도 18 은 환형부를 형성하도록 아래로 드릴링될 때 바위를 통하여 절삭하는 고리형 파일을 나타내는 아래로부터의 부분적인 횡단 사시도이다.
도 19 는 최종의 드릴 단계를 나타내는 아래로부터의 부분적인 횡단 사시도이다.
도 20 은 그라우트가 환형부 안으로 펌핑된 이후에 그라우트를 나타내는 도 19 에 대응하는 도면이다.
도 21 은 드릴 작용 끝에서의 조건에서 원격 작동 드릴 장치의 사시도이다.
도 22 는 고리형 파일이 원격 작동 드릴 장치로부터 해제되는 도 21 에 대응하는 도면이다.
도 23 은 잠수 구조체로부터 해제된 원격 작동 드릴 장치를 수면으로 상승된 조건에서 나타내는 도 22 에 대응하는 도면이다.
도 24 는 본 발명의 제 2 구현예의 원격 작동 드릴 장치의 사시도이다.
도 25 는 해저에 핀 고정되어야 하는 구조체에 가깝게 위치된 도 24 의 원격 작동 드릴 장치의 사시도이다.
도 26a 는 본 발명의 구현예에 따른 고리형 파일의 샤프트를 통하여 취해진 단면도이다.
도 26b 는 도 26a 의 고리형 파일의 길이 방향 횡단면도이다.
도 26c 는 잠수 구조체의 칼러(collar)를 통해 설치된 고리형 파일을 나타내는 사시도이다.
도 26d 는 수중 물체의 바닥으로 드릴링되고 수중 물체의 바닥에 대하여 지지 구조체를 유지시키는 고리형 파일의 단면도를 도시한다.
도 27 은 본 발명의 제 3 구현예의 원격 작동 드릴 장치 및 몇개의 앵커 부재들에 대한 사시도이다.
도 28 은 도 27 의 원격 작동 드릴 장치로 앵커 부재를 로딩하는 것을 나타내는 사시도이다.
도 29 는 도 28 의 드릴 장치로 앵커 부재를 로딩하는 다음 단계이다.
도 30 은 본 발명의 제 2 구현예의 원격 작동 드릴 장치를 수중 물체로 내리는 제 1 단계를 도시하는 사시도이다.
도 31 은 본 발명의 제 2 구현예의 원격 작동 드릴 장치를 수중 물체로 내리는 도 29 에 비교된 다음의 단계이며, 여기에서 드릴 장치의 다리들이 전개되어 있다.
도 32 는 도 31 과 비교되는, 원격 작동 드릴 장치를 수중 물체로 내리는 다음 단계이다.
도 33 은 원격 작동 드릴 장치가 잠수되는 것을 도시한다.
도 34 는 드릴 장치가 수중 물체로 내려지는 것을 도시하는 원격 작동 드릴 장치의 아래로부터의 사시도이다.
도 35 는 수중 물체의 바닥과 접촉되는 원격 작동 드릴 장치를 도시하는 위로부터의 사시도이다.
도 36 은 도 35 의 측부로부터의 사시도이다.
도 37 은 고리형 파일의 길이 방향 축이 수중 물체의 바닥에 직각이 아닌 상태에서 원격 작동 드릴 장치를 도시한다.
도 38 은 수중 물체의 바닥에 직각인 위치로 고리형 파일의 길이 방향 축을 움직이는 원격 작동 드릴 장치의 슈우 부분(shoe portion)의 조절을 나타낸다.
도 39 는 고리형 파일을 가지고 드릴 작업하는 제 1 단계를 도시하는 측부로부터의 사시도이다.
도 40 은 드릴 작업의 제 2 단계를 도시하는 측부로부터의 사시도이다.
도 41 은 드릴 작업의 마지막 단계를 도시하는 측부로부터의 사시도이다.
도 42 는 드릴 작업이 완료된 것을 도시하는 측부로부터의 사시도이다.
도 43 은 고리형 파일로부터의 구동 수단의 분리를 도시하는 측부로부터의 사시도이다.
도 44 는 수중 물체의 바닥에 밀봉된 앵커 부재로부터 이탈되어 상승되는 원격 작동 드릴 장치를 도시한다.
도 45 는 수중 물체의 바닥에 밀봉된 앵커 부재의 제 2 사시도이다.
도 46 은 도 40 에 대응하는 드릴 작업의 단계를 도시하는 수중 물체의 바닥에 절단 부분을 도시하는 아래로부터의 사시도이다.
도 47 은 아래로부터 도시된 드릴 작업의 제 2 단계이다.
도 48 은 드릴 작업이 완료된 것을 도시한다.
도 49 는 드릴링된 환형부 안으로 그라우트가 펌핑되는 것을 도시하는 아래로부터의 사시도이다.
도 50 은 고리형 파일을 그라우팅하는 것의 마지막 단계를 도시한다.
도 51 은 본 발명의 제 4 구현예에서 수중 물체의 바닥에 구조체를 고정시키는 방법의 제 1 단계를 도시한다.
도 52 는 도 51 의 방법의 제 2 단계를 도시한다.
도 53 은 도 51 및 도 52 의 방법에 대한 마지막 단계를 도시한다.
도 54 는 본 발명의 제 5 구현예에서 수중 물체의 바닥에 구조체를 고정시키는 방법의 제 1 단계를 도시한다.
도 55 는 도 54 의 방법의 제 2 단계를 도시한다.
도 56 은 도 54 및 도 55 의 방법에 대한 제 3 단계를 도시한다.
도 57 은 제 1 플랜지 및 제 2 플랜지가 함께 볼트 결합된 도 54 내지 도 56 의 방법에 대한 마지막 단계를 도시한다.
도 58 은 수중 물체의 바닥에 앵커 부재를 부착시키기 위한 차량을 포함하는 본 발명의 제 6 구현예의 장치에 대한 사시도로서, 차량은 수중 물체의 바닥에 부착되는 지지 구조체와 나란히 도시되어 있다.
도 59 는 도 58 의 차량에 대한 사시도로서, 지지 구조체의 다리에 의하여 유지된 고리형 파일과 서로 연결될 준비가 이루어진 상승 위치에서 차량의 파일 장치를 도시한다.
도 60 은 파일 장치를 고리형 파일과 서로 연결시키는 다음 단계를 도시한다.
도 61 은 파일 장치로 고리형 파일을 드릴링하는 것을 도시한다.
도 62 는 고리형 파일의 그라우팅을 나타낸다.
도 63 은 파일 장치를 고리형 파일로부터 연결 해제시키는 제 1 스테이지를 도시한다.
도 64 는 지지 구조체로부터 파일 장치를 연결 해제시키는 것을 도시한다.
도 65 는 지지 구조체의 다리들 사이에서 차량이 기동하는 것을 도시한다.
도 66 은 지지 구조체의 다리들 사이에서 차량이 기동하는 다음 단계를 도시한다.
도 67 은 지지 구조체의 다리들 사이에서 차량이 기동하는 다음 단계를 도시한다.
도 68 은 제 2 고리형 파일에 장착되려는 파일 장치를 도시한다.
도 69 는 수중 물체의 바닥으로 제 2 고리형 파일을 드릴링하는 차량의 파일 장치를 도시한다.
도 70 은 본 발명의 제 7 구현예의 수중 물체의 바닥에 앵커 부재를 부착시키기 위한 차량을 포함하는 장치의 사시도이다.
도 71 은 도 70 의 차량의 전방으로부터의 사시도로서 지지 구조체의 다리에 가까운 파일 장치를 도시한다.
도 72 는 도 71 의 측부로부터의 사시도이다.
도 73 은 지지 구조체의 다리를 통하여 고리형 파일을 드릴링하는 도 70 내지 도 72 의 차량의 사시도이다.

도 1 을 참조하면, 배(2)와 같은 수면 선박이 바다, 강 또는 강의 어귀와 같은 물(4)에 위치되며, 그것은 구조체가 부착되거나 또는 고정되는 바닥(floor)을 가진다. 원격 작동되는 드릴 장치(6)는 선박(2)에 배치된다. 핀 파일(pin pile, 8)로 알려진 고리형 파일(annular pile)을 포함하는 복수개의 고정 부재들이 선박(2)에 위치된다.

도 11 및 도 12 를 참조하면, 원격 작동되는 드릴 장치(6)는 프레임(10)으로부터 형성된 동체 및, 고리형 파일(8)을 구동하거나 또는 드릴링하도록 배치된 구동 수단을 포함하며, 고리형 파일은 원격 작동 드릴 장치(6)에서 물의 바닥으로 로딩(loading)된다. 구동 수단은 동력 회전대(power swivel, 12)를 포함하며, 이것은 구동 헤드(11)에 의해 핀 파일(pin pile)의 상부에 부착된다 (도 22). 구동 헤드(11)는 구동 헤드의 외측 직경 둘레에서 등간격의 지점들에 배치된 구동 핀(미도시)들을 포함한다. 구동 헤드는 기계 가공된 위치 선정 슬롯(locating slot; 미도시)들과 맞물리며, 위치 선정 슬롯들은 고리형 파일 잠금 칼러(annular pile locking collar, 22)에 위치된다 (도 2). 구동 헤드(11)는 동력 회전대를 역방향으로 회전시킴으로써 핀 파일로부터 해제될 수 있다. 동력 회전대(power swivel)는 전방 방향 또는 후방 방향으로 회전될 수 있으며, 동등한 양의 토크가 양쪽 방향에서 가능하다. 전달 수단도 제공되며, 그것은 구동 헤드(11)에 근접하게 위치된 유체 도관(미도시)을 구비하여 분출 유체(flushing fluid) 및 그라우트(grout)가 고리형 파일(8) 둘레에서 분출될 수 있게 한다.

동력 회전대(12)는 동력 회전대(12)의 양측에 배치된 랙 및 피니언 수단(14)에 의해 상승 및 하강된다. 랙 및 피니언 섹션(rack and pinion section)과 통합 프레임의 추가적인 단축 사전-제작 섹션(shortened pre-manufactured section)들의 삽입에 의해 상이한 핀 파일 길이들이 드릴 장치(6)내에 수용될 수 있다. 랙 및 피니언 수단의 대안으로서, 적어도 유압 실린더(미도시)가 이용될 수 있다.

본 발명의 제 1 구현예에서, 핀 고정되어야 하는 잠수 구조체상으로 원격 작동 드릴 장치의 중심을 선정하고 위치시키는 것은 원격 작동 드릴 장치상에 위치된 안내 수단에 의해 보조된다. 안내 수단은 드릴 장치(6)의 베이스에 배치된 암컷 원추 부분(16)을 포함할 수 있다. 암컷 원추 부분(16)은 잠수 구조체(32)의 통공(30)에 근접하게 배치된 수컷 원추 부분(18)과 접촉하도록 배치된다. 본 발명의 예에서 잠수 구조체(32)는 플랫폼(31)을 가진 삼각대이고, 플랫폼상으로 잠수 터빈(미도시)이 장착된다. 삼각대는 3 개의 통공 또는 칼러(collar, 30)를 포함하여, 그 통공 또는 칼러를 통하여 파일들이 통과되어 구조체(32)를 해저에 핀 고정시킨다.

도 2 를 참조하면, 고리형 파일(8)은 실질적으로 중공형인 샤프트 부분(20), 예를 들어 제 1 단부의 잠금 칼러(locking collar, 22)와 같이, 제 1 구현예에서 잠금의 힘을 제공하는 잠금 부재인 앵커 수단(anchor means) 및, 제 2 단부의 고리형 비트(24)를 포함한다. 고리형 비트(24)는 링(ring)과 같은 절단 슈우(cutting shoe)를 형성하고, 실린더형 부분(20) 보다 넓어서 고리형 비트(24)가 해저로 드릴링될 때 고리형 비트(24)의 뒤에 환형부(annulus)가 형성된다. 잠금 부재(22)는 통공(30)의 가장자리들과 맞물리도록 배치되어 (도 12) 잠수 구조체(32)의 일부가 해저로부터 제거되는 것에 저항한다.

대안으로서, 도 26a 내지 도 26d 는 원격 작동 드릴 장치(6)와 함께 이용될 수 있는 앵커 부재의 대안의 구현예를 도시한다. 이러한 구현예는 절단 환형부(cut annulus)가 붕괴될 위험성이 있는 구조에서 유용하다. 앵커 부재는 내측 및 외측의 동일 중심을 가진 실린더형 슬리브(320A,320B)들로부터 형성된 샤프트(320)를 가진 고리형 파일(annular pile, 320B)을 포함하며, 그 슬리브들은 사이에 고리형 채널(323)을 형성한다. 고리형 비트(annular bit, 324)가 샤프트의 제 1 단부에 장착되고, 잠금 부재(322)와 같은 앵커 수단이 샤프트(320)의 제 2 단부에 장착된다. 대안으로서, 잠금 부재(322) 대신에, 잠수 구조체를 고리형 파일에 부착되게 하거나 또는 줄로 연결되게 할 수 있는 부착 수단이 샤프트의 제 2 단부에 장착될 수 있다.

유체 유동을 위한 경로는 잠금 부재내의 제 1 개구(322A)로부터, 고리형 채널(323)을 통하여 그리고 상기 내측 슬리이브에 의해 형성되는 제 2 개구(323A)를 통해 형성된다. 고리형 비트(324)는 외측 슬리브(320A)에 장착되고, 제 2 개구(323A)는 내측 슬리브의 단부에 의해 형성된다. 대안으로서, 제 2 개구들이 내측 슬리브(320B)의 길이를 통하여 상이한 지점들에서 형성될 수 있다. 파일(308)은 현존하는 고리형 파일에서 내측 슬리브(320B)를 형성하는 파이프의 길이를 용접함으로써 형성될 수 있다. 파일(308)은 환형부의 차단 문제를 극복하는데 매우 유용하다.

도 26d 를 참조하면, 일단 드릴 작용이 완수되고 고리형 파일(308)이 해저(64)로 완전히 전진됨으로써 잠금 칼러(322)가 지지 구조체(32)상에 하방향으로 밀려진다면, 그라우트(66)가 전달 수단을 통해 고리형 파일 안으로, 슬리브(320A, 320B)사이에서 아래로, 환형부(60) 위로, 그리고 유연성 스커트(flexible skirt, 62) 안으로 펌핑된다. 스커트(62)는 임시 물막이(cofferdam)을 형성하는데, 이것은 물살이 굳지 않은 그라우트(66)를 쓸어내는 것을 방지한다. 결국, 중앙의 실린더형 락 플러그(rock plug, 64A)는 파일(308)을 해저에 보유하는 것을 돕는 형태라는 점을 알 수 있다. 종래 기술의 방법에서, 실린더형 보어(bore)는 약해질 수 있는 고체 핀(solid pin) 또는 그라우트로 전체적으로 채워져야 했다. 실린더형 락 플러그(64A)는 또한 제 1 구현예의 단일 슬리브 고리형 파일(8)에 의해 형성된다.

원격으로 작동될 수 있는 드릴 장치(6)를 통공(30)으로 안내하기 위하여, 적어도 하나의 안내선(guideline,34)이 잠수 구조체(32)의 안내 기둥(38A) 및 아암(38)에 부착된다. 대응하는 작은 구멍(36) 및 기둥 안내부(36B)는 드릴 장치(6)상에 배치되며 드릴 장치를 통해 안내선(34)이 공급될 수 있다. 드릴 장치(6)에 부착되기 전에, 안내선(34)은 부표(40)에 의해 수면으로 떠오른다 (도 1 및 도 11). 결국, 도 1 을 참조하면, 부표(40)는 원격 작동 드릴 장치(6)가 파일 작업을 수행하도록 잠수되는 물(4)의 수면상의 위치를 식별한다.

도 9 및 도 10 을 참조하면, 적어도 하나의 케이블(50)의 형태인 탯줄 수단은 수면의 선박(2)으로부터 원격 작동 가능의 드릴 장치(6)로 유압 동력 또는 전력을 제공한다. 또한 적어도 하나의 호스(52)의 형태일 수 있는 탯줄 수단은 분출용 유체(flushing fluid) 및/또는 그라우트가 이후에 보다 상세하게 설명되는 바와 같이 전달 수단으로 제공될 수 있게 한다. 펌핑 수단(미도시)이 선박(2)에 위치되어 분출용 유체 및/또는 그라우트를 호스(52)를 통해 펌핑시킨다. 대안으로서, 수면으로부터 분출용 유체를 펌핑하는 대신에, 펌핑 수단은 드릴 장치(6)에 장착된 분출용 펌프 유닛(미도시)을 포함할 수 있다. 이것은 그라우트 및 분출용 유체를 위한 대형의 호스 조립체보다, 그라우트를 위한 오직 소형의 호스만이 수면으로부터 필요하다는 점을 의미한다.

탯줄(50,52)은 어댑터 수단(미도시)도 포함할 수 있는데, 어댑터 수단은 탯줄 수단이 수면의 선박으로부터 분리될 수 있게 하고 또한 악천후 조건의 경우에 부표에 부착될 수 있게 하도록 구성된다. 이것은 날씨가 나쁘거나 파도가 심한 경우에, 파일 작업이 안전을 위하여 신속하게 중단되고 수면의 선박(2)으로부터 분리될 수 있다. 다음에 부표는 회수될 수 있고 파일 작업은 조건이 허락될 때 상대적으로 신속하게 재개된다.

도 2 내지 도 7 을 참조하면, 원격 작동 드릴 장치(6)에 고리형 파일(8)을 로딩(loading)하는 방법이 설명될 것이다.

롤러 조립체(42)는 선박(2)의 표면에 제공된다. 고리형 파일(8)이 롤러 조립체(42)상에 로딩됨으로써, 잠금 칼러(locking collar, 22)는 드릴 조립체(6)의 하부 드릴 구멍(7)에 가깝게 배치된다. 고리형 파일(8)은 다음에 잠금 칼러(22)를 후방으로 통공(7) 안으로 연장시킴으로써 설치되어, 잠금 칼러(22)가 동력 회전대(power swivel, 12)의 구동 헤드(11)와 맞물린다. 동력 회전대(12)는 랙 및 피니언 수단(14)을 따라서 수축되어 도 4 에 도시된 바와 같이 고리형 파일(8)을 드릴 장치(6)로 유인한다.

도 5 및 도 6 을 참조하면, 일단 동력 회전대의 구동 헤드(11)가 잠금 칼러(22)에 연결되면, 도 6 에 도시된 바와 같이 상부 잠금 클램프(15)의 형태인 수축 가능 지지 클램핑 수단이 전개되어 고리형 파일(8)의 외측 실린더형 표면(20)에 접촉한다. 상부 잠금 클램프(15)는 2 가지 기능을 한다. 첫째, 이들은 전개되는 동안에 드릴 장치(6)의 중앙선상에 고리형 파일(8)을 유지한다. 둘째, 미리 결정된 구멍의 깊이가 설정되는 시간까지 구멍의 지주(spud)를 설정하도록 드릴 작업하는 동안 상부 잠금 클램프(15)는 초기의 안정성을 제공한다. 이때 상부 클램프들은 핀 파일(8)에서 떨어져 철회된다.

도 7 내지 도 14 를 참조하면, 잠수 구조체(32)의 통공(30)에 대한 원격 작동 드릴 장치(6)의 잠김이 설명될 것이다. 통공(30)에 근접한 잠수 구조체(32)에 원격 작동 드릴 장치(6)를 상호 연결하는 방법도 설명될 것이다.

처음에, 부표(40)는 회수되고, 부표(40)들의 미리 결정된 쌍(pair)이 부착되는 안내줄(34)은 인장 수단(tensioning means)에 의해 수면의 선박(2)에 연결된다. 인장 수단은 예를 들어 보상 에어 윈치(compensation air winches, 54)의 형태일 수 있다. 안내줄(34)에 장력이 설정되고, 만약 필요하다면 작동되는 동안 장력이 느슨해질 수 있다. 팽팽한 안내줄(34)은 비상시에 분리될 수 있고 부표로 표시될 수 있다. A 프레임 조립체(56)는 도 8 내지 도 10 에 도시된 바와 같이 원격 작동 드릴 장치(6)를 수직의 구성으로 그리고 물에 세우도록 이용된다. 안내줄(34)은 도 20 에 도시된 바와 같이 드릴 장치(6)의 기둥 안내부(38B) 및 작은 구멍(36)에 연결될 수 있다.

도 11 및 도 12 를 참조하면, 드릴 장치(6)는 잠겨진(submerged) 구조체(32)의 통공(30)을 향하여 잠겨져서 안내줄(34) 아래로 내려진다. 이상적으로는 흐름이 가장 약할 때 조류가 느려져 있는 동안에 드릴 장치(6)의 잠수 및 내려짐이 발생된다. 안내 기둥(38A)은 기둥 안내부(38B)와 접촉하게 되고 암컷 원추 안내부(16)는 수컷 원추 안내부(18)와 접촉하게 되어 고리형 파일(8)의 고리형 비트(24)를 통공(30) 안으로 위치시킨다.

도 13 및 도 14 를 참조하면, 하부 잠금 클램프(17)의 형태인 제 1 클램프 수단은 통공 둘레에 잠수 구조체(32)의 일부를 파지하도록 작동된다. 드릴 작용은 이제 호스(52)를 통한 분출용 유체 및 탯줄(50)을 통한 동력 회전대(12)로의 동력 전달에 응답하여 시작될 수 있다.

도 15 내지 도 20 을 참조하면, 해저 또는 물의 다른 바닥에 대하여 잠수 구조체(32)의 일부를 통공(30)의 둘레에서 핀 고정(pinning)시키는 과정이 설명될 것이다.

도 15 를 참조하면, 드릴 작용은 동력 회전대(미도시)에 전력을 인가하여 구동 헤드(11)(도 22)를 회전시키고 따라서 고리형 파일(8)을 회전시킴으로써 시작된다. 동력 회전대는 랙(13)을 따라서 구르는 피니언에 의해 하방향으로 당겨진다. 따라서 고리형 비트(24)는 해저에 대하여 편향되고 환형부(60)를 해저(64)의 바위에 절삭하기 시작한다. 미리 결정된 깊이까지의 초기 드릴 작용 이후에, 잠금 칼러(22)가 구조체(32)를 통과하여 접촉하기 위한 공간을 제공하도록 상부 잠금 클램프(15)들은 철회된다. 임의의 그라우팅 작용 동안 또는 정상적으로 유체를 분출하는 동안 압력의 손실 또는 누설을 방지하도록 칼러(22) 안의 구동 보어는 원주상의 밀봉 구성부(미도시)를 포함한다. 따라서, 분출용 유체는 드릴 장치(6)를 통해서 서비스 선박(service vessel)으로부터 고리형 파일(8)의 중심을 통하고 환형부(60)를 통하여 배출 구멍(67)들의 밖으로 펌핑되어 드릴 작용에 의해 발생된 부스러기(59)를 밖으로 제거한다.

도 18 에서 알 수 있는 바와 같이, 고리형 비트(24)는 환형부(60)를 만들며, 환형부를 통하여 분출용 유체가 고리형 파일(8)의 중심 아래로 통과되고 환형부(60)의 측부 위에서 밖으로 통과될 수 있어서 고리형 비트(24)를 윤활 및 냉각시키고 부스러기(59)를 제거한다. 유연성 스커트(62)는 잠수 구조체(32)의 베이스상에 제공되어 환형부 둘레의 물막이댐으로서의 역할을 한다.

도 19 및 도 20 을 참조하면, 고리형 파일(8)이 완전히 해저(64)로 드릴링됨으로써 환형부(60)가 완전히 형성될 때, 그라우트(66)가 호스(52)를 통하여 장치(6)의 전달 수단 밖으로 고리형 파일(8)의 중앙으로 펌핑될 수 있다. 그라우트가 고리형 비트(24)의 베이스만큼 아래에 도달할 때, 그라우트는 환형부(60) 위로 움직여서 유연성 스커트(62)의 밖으로 나간다.

도 20 은 그라우팅 작용(grouting operation) 끝에서의 결과적인 형상을 나타낸다. 그라우팅 과정 동안에, 물로의 배출은 통공(30) 둘레의 칼러의 원주에 형성된 배출 구멍(67)들을 통해서 이루어진다. 그라우트가 칼러와 고리형 파일 사이의 환형부 안으로 펌핑되는 것을 배출 구멍들이 보장한다. 잠겨진 장치(32)의 발판(footing) 아래에 그 어떤 누설이 있다면 유연성 스커트(62)는 통공의 외측 표면 둘레에서 물막이댐으로서의 역할을 하여 그라우트가 씻겨나가는 것을 방지한다. 고무 플래퍼(rubber flapper, 미도시)도 파일의 상부 내측에 제공된다. 이것은 그라우트가 흐름의 와류 효과에 의해 파일의 내부 밖으로 빠져나가는 것을 방지한다.

도 21 및 도 22 를 참조하면, 동력 회전대(12)의 구동 헤드(11)는 수축된 하부 잠금 클램프(17)들 및 잠금 칼러(22)로부터 떨어질 수 있다. 드릴 장치(6)는 다음에 수면으로 회수되어 고리형 파일(8)이 해저에 매립되고 환형부(60) 안에 포함된 그라우트(66) 안에 밀봉되게 둔다. 따라서 핀 파일(8)의 잠금 칼러(22)는 통공(30) 둘레의 구조체(32)의 일부를 해저에 핀 고정시킨다.

이러한 과정은 구조체(32)의 다른 통공(30)들에 대하여 반복될 수 있다. 예를 들어, 도 12 를 참조하면, 잠수 구조체(32)는 3 개의 통공을 가진 삼각대이다. 따라서 핀 고정 과정은 구조체(32)를 완전하게 해저에 부착시키기 위하여 3 번 반복되어야 한다. 대안의 구현예에서, 원격 작동 드릴 장치는 고리형 파일을 해저로 드릴링 할 수 있고, 그라우팅 작용은 상이한 장치에 의해 수행될 수 있다.

구멍 드릴 작용은 선박(2)의 제어실로부터 제어될 수 있다. 동력 및 유압은 탯줄(50,52)을 통하여 드릴 장치(6)로 제공된다. 거친 날씨에는 탯줄(50,52)이 분리되고 부표로 표시되며 이후에 드릴 과정을 완료하도록 회수된다. 이것은 드릴 장치(6)가 해저에서 구조체(32)에 부착되었을 때조차 이루어질 수 있다. 드릴 장치(6)는 드릴 과정이 조류 사이클(tidal cycle)을 통해 수행될 수 있게 한다. 장치의 전개 및 회수가 바람직스럽게는 조류가 완만할 때 수행된다.

도 24 및 도 25 를 참조하면, 드릴 장치(106)의 제 2 구현예는 구조체(132)의 통공(130)상에 위치되는데 안내줄을 이용하지 않는다. 이러한 구현예에서, 드릴 장치(106)의 움직임은 통공(130)에 드릴 장치(106)를 위치시키도록 카메라를 이용하여 수면으로부터 제어될 수 있다.

본 발명의 제 3 구현예에 따른, 수중 물체의 바닥에 앵커 부재를 부착시키는 방법, 원격 작동 드릴 장치, 앵커 부재를 수중 물체의 바닥에 부착시키는 시스템 및 앵커 부재는 도 27 내지 도 50 에 도시되어 있으며, 도 1 내지 도 23 의 구현예에 공통인 부분들은 동일한 참조 번호에 200 을 더한 참조 번호로 표시되어 있다.

원격 작동 드릴 장치(206)는 선박(202)의 덱크(deck)상에 위치된다. 고리형 파일(208)을 각각 구비하는 복수개의 앵커 부재들은 드릴 장치(206)의 안으로 로딩(loading)되도록 배치된다. 도 28 은 원격 작동 드릴 장치(206) 안으로 파일(208)을 로딩하는 제 1 단계를 도시한다. 로딩 과정은 도 1 내지 도 7 을 참조하여 위에서 설명된 제 1 구현예의 로딩 과정과 실질적으로 같으며, 예외적으로 앵커 부재(208)가 장치(206) 안으로 완전하게 수축될 때, 유연성 스커트(262)는 드릴 장치(206)의 하부측에 장착됨으로써 유연성 스커트(262)를 전개 이전에 설치되는 마지막 품목이 되게 한다. 유연성 스커트(262)는 결속 랩(tie wraps)과 같은 분리 부착에 의해 드릴 장치에 부착될 수 있다. 원격 작동 드릴 장치(206)는 이제 전개할 준비가 된다.

도 30, 도 31, 도 37 및 도 38 을 참조하면, 원격 작동 드릴 장치(206)는 프레임(210)으로부터 형성된 동체를 포함한다. 지지 수단이 제공됨으로써 원격 작동 드릴 장치(206)가 그 자체를 물(264)에 있는 물체의 바닥에 지지할 수 있게 하고 고리형 파일의 드릴 작용 동안에 반작용의 힘을 제공할 수 있게 한다. 복수개의 수축 가능 다리(270)의 형태인 지지 수단은 도 30 및 도 31 에 도시된 바와 같이 프레임(210)의 안과 밖으로 수축될 수 있다. 다리(270)들은 지지 비임(support beam, 272)에 작용하는 전기 수단 또는 유압 수단에 의해 전개될 수 있다.

조절 가능 슈우 부분(adjustable shoe portion, 274)은 각각의 다리(270)의 단부에 배치된다. 슈우 부분(274)은 개별의 슈우 부분(274)이 대응하는 다리(270)로부터 연장되는 길이 및/또는 각도를 변화시키도록 조절될 수 있다. 도시된 예에서, 슈우 부분(274)은 피스톤 조립체(276)의 단부에 장착되어 슈우(274)가 다리(270)에 대하여 연장될 수 있게 한다. 예를 들어, 도 37 및 도 38 에 도시된 바와 같이, 도면의 전방에 가장 근접한 슈우 부분(274)은 피스톤(276)에 의해 연장되는데, 이는 고리형 파일(208)의 길이 방향 축이 드릴 장치(206)가 놓인 수중 물체(264)의 바닥에 실질적으로 직각인 상태로 드릴 장치(206)를 같은 높이에 두기 위한 것이다. 피스톤(276)은 유압 및 전력하에서 수면으로부터 원격으로 제어될 수 있다. 결과적으로, 원격 작동 드릴 장치(276)는 드릴 작용을 위하여 반작용의 힘을 제공하는 잠수 구조체에 장착될 필요성이 없다.

도 27, 도 45 및 도 46 을 참조하면, 제 2 구현예의 앵커 부재인 고리형 파일(208)은, 실질적으로 중공형의 샤프트(220), 이러한 구현예에서 샤프트(220)의 제 1 단부에 제 1 부착 수단(280)을 포함하는 앵커 수단 및, 샤프트(220)의 제 2 단부에 있는 고리형 비트(224)를 포함하며, 제 1 부착 수단은 잠수 구조체에 부착되기에 적절하다. 고리형 비트(224)는 단단한 바위 구조 안으로 드릴링되어 환형부를 형성할 수 있도록 구성된, 경화된 절삭 슈우(hardened cutting shoe)이다.

도 45 를 참조하면, 제 1 부착 수단(280)은 샤프트(220)에 회전 가능하게 장착된 슬리브(282)를 포함한다. 적어도 하나의 눈구멍(eye, 284)이 슬리브(280)에 부착되어 잠수되거나 또는 떠오른 구조체가 제 1 부착 수단(280)에 줄로 매어질 수 있게 한다. 유연성 스커트(262)는 제 1 구현예에 따라서 설명된 것과 같은 방식으로 그라우팅 작업중에 도움을 주도록 제공된다. 결과적으로, 제 2 구현예의 앵커 부재(208)는 원격 작동 드릴 장치(206)에 의하여 수중 물체의 바닥에 드릴링되어 그라우팅될 수 있고, 다음에 수중 물체의 바닥에 남겨져서 차후의 시점에 잠수 구조체가 눈구멍(284)에 줄로 매어질 수 있게 한다.

본 발명의 제 2 구현예에 따라서 수중 물체의 바닥에 앵커 부재(208)를 부착시키는 방법이 이제 도 27 내지 도 50 을 참조하여 설명될 것이다.

우선, 도 27 내지 도 29 를 참조하면, 앵커 부재(208)는 도 27 내지 도 29 에 도시된 바와 같은 원격 작동 드릴 장치(206)로 로딩된다. 이러한 과정은 제 1 구현예와 관련하여 설명되었던 것과 실질적으로 같으며, 따라서 여기에서 더 이상 상세하게 설명되지 않을 것이다. 그러나, 위에서 설명된 바와 같은 전개 이전에 드릴 장치(206)의 하부측에 유연성 스커트(262)가 부착되는 것이 한가지 차이점이다.

도 30 내지 도 32 를 참조하면, A-프레임 조립체(256)는 원격 작동 드릴 장치(206)를 수직 조건으로 상승시키도록 이용되고 다음에 도 32 에 도시된 바와 같이 경사져서 원격 작동 드릴 장치(206)를 물로 내린다. 동시에, 수축 가능 다리(270)들은 도 31 및 도 32 에 도시된 바와 같이 외측 상태로 전개된다.

도 33 내지 도 35 를 참조하면, 케이블(250) 및 적어도 하나의 호스(252)를 포함하는 탯줄이 있는 드릴 장치(206)는 수중 물체의 바닥(264)으로 내려진다.

도 37 및 도 38 을 참조하면, 원격 작동 드릴 장치(206)는 수중 물체의 바닥과 같은 높이가 됨으로써, 앵커 부재(208)의 길이 방향 축이 실질적으로 수중 물체의 바닥(264)에 직각이다. 이것은 위에서 설명된 바와 같이 피스톤(276) 및 발 부분(feet, 274)을 조절함으로써 달성된다. 결국, 수중 물체의 바닥에서의 그 어떤 각도 또는 기복도 조치될 수 있다.

도 39 내지 도 50 을 참조하면, 드릴링 및 그라우팅 과정이 설명될 것이다. 동력 회전대(212)는 고리형 파일(208)을 회전시키도록 작동된다. 동력 회전대(212)는 다음에 랙(rack, 213)을 따라서 하방향으로 전진된다. 이것은 물에 있는 동체의 바닥에서 절삭 슈우(224)가 환형부(260)를 드릴링하도록 한다 (도 45 내지 도 50). 동시에, 분출용 유체가 전달 수단을 통하여 동력 회전대(212)에 공급되어, 절단되고 있는 환형부로부터의 부스러기를 외부로 분출시킨다.

고리형 파일(208)이 전체 드릴 깊이에 접근함에 따라, 앵커 수단 바로 아래에 있는 어깨부(미도시)는 유연성 스커트(262)에 맞물려서, 드릴 장치(206)에 대한 분리 부착부(breakaway attachment, 미도시)가 절단되도록 강제한다. 유연성 스커트(262)가 해저와 접촉할 때, 유연성 스커트는 더 압축되어서 일단 그라우트(grout)가 제 위치에 있게 되면 밀봉을 제공하는 것을 돕는다.

일단 고리형 파일(208)이 수중 물체의 바닥으로 전체 범위로써 드릴링되었다면 (도 42, 도 48, 도 49 및 도 50), 그라우트(266)는 환형부(260) 안으로 펌핑되어서 수중 물체(264)의 바닥에서 고리형 파일(208)의 밀봉을 가능하게 한다. 다음에 구동 헤드(211)는 도 43 및 도 44 에 도시된 바와 같이 연결이 해제되며 드릴 장치(206)는 수면으로 회수된다.

본 발명의 제 4 구현예의 앵커 부재에 구조체를 고정시키는 방법은 도 51 내지 도 53 에 도시되어 있으며, 도 1 내지 도 23 의 구현예에 공통적인 부분들은 동일한 번호에 400 을 더하여 표시되어 있다.

앵커 부재(408)는 제 1, 제 2 및 제 3 구현예들에서 위에 설명된 3 가지 방법들중 하나를 이용하여 해저(454)로 드릴링된다. 이러한 구현예에서, 제 2 부착 수단(480)은 제 1 걸쇠 수단(latching means, 480A)을 포함하는데, 제 1 걸쇠 수단은 제 2 걸쇠 수단(미도시)으로의 걸림 작용(latching)을 위한 칼러(collar)이다. 제 2 걸쇠 수단은 예를 들어 구조체(432)의 암컷 연결구 부분(481)에 배치된 스프링 부하를 받는 부분(미도시)을 포함할 수 있다. 대안으로서, 스프링 부하를 받는 부분들은 수컷의 제 1 부착 수단(280)에 제공될 수 있다. 일단 암컷 연결구(481)가 제 2 부착 수단(480) 위로 내려지면, 스프링 부하를 받는 부부들이 제 1 걸쇠 수단(480A)의 둘에 위치로 스냅 걸림되어 구조체(432)를 제 위치에 유지하고 그것을 해저에 고정(anchor)시킨다. 잠금 볼트(483)들도 제공되고 조여질 수 있어서 구조체(432)가 앵커 부재(408)에 잠겨지게(lock) 된다.

연결은 수면으로부터 유압으로 작동될 수 있다. 구조체(432)는 제 2 부착 수단(480) 위에 내려지고 부분(segment)들은 유압을 이용하여 수면의 선박으로부터의 유압으로 작동됨으로써 그 부분들이 칼러(480A)와 맞물리게 하거나, 또는 대안으로서, 제 2 부착 수단(480)의 원주 둘레에 위치된 요부(미도시)에 맞물리게 한다. 잠수부 또는 ROV 에 의해 볼트(483)들이 작동될 수 있다.

도시된 구현예들에서 구조체(432)는 전원으로서 조류의 움직임을 이용하는 전기 발생용 발전기를 위한 장착부로서 이용될 수 있는 파일 연장부(pile extension)이다. 파일 연장부가 앵커 부재(408)상으로 설치될 때, 발전기는 파일 연장부(432)상에 이미 설치되어 있거나 또는 이후의 시간에 설치될 수 있다.

본 발명의 제 5 구현예의 앵커 부재에 구조체를 고정시키는 방법은 도 54 내지 도 57 에 도시되어 있으며, 도 1 내지 도 23 의 구현예와 공통인 부분들은 동일한 부호에 500 을 더하여 나타내었다.

앵커 부재(508)는 제 1 구현예, 제 2 구현예, 제 3 구현예에서 위에 설명된 3 가지 방법들중 하나를 이용하여 해저(564)로 드릴링될 수 있다. 이러한 구현예에서, 제 3 부착 수단(580)은 볼트(589)들을 수용하기 위한 복수개의 구멍(587)들을 가진 제 1 플랜지(580a)를 포함한다 (도 57).

구조체(532)는 제 2 플랜지(580b)를 포함하며, 제 2 플랜지는 대응하는 복수개의 제 2 볼트 구멍(587b)들을 가진다. 앵커 수단인 제 3 부착 수단(580)에 배치된 암컷 연결구 부분(585a)은 도 54 내지 도 56 으로 도시된 바와 같이 구조체(532)의 수컷 연결 부분(585b)을 수용하도록 구성된다. 다음에 볼트(589)들이 이용되어 구조체(532)를 앵커 부재(508)에 볼트 결합시키고 따라서 해저(564)에 볼트 결합시킬 수 있다.

구조체(532)는 전원으로서 조류의 운동을 이용하는 전기 발생용 발전기를 위한 장착부로서 이용될 수 있는 파일 연장부(pile extension)로서 도시되어 있다. 파일 연장부가 앵커 부재(508)에 설치될 때, 발전기는 이미 파일 연장부(532)상에 설치되어 있거나 또는 이후에 설치될 수 있다.

본 발명의 제 6 구현예에 따르는, 수중 물체의 바닥에 앵커 부재를 부착하는 방법, 원격 작동 드릴 장치, 수중 물체의 바닥에 앵커 부재를 부착시키는 시스템 및 앵커 부재가 도 58 내지 도 69 에 도시되어 있다.

도 58 및 도 59 를 참조하면, 원격 작동 드릴 장치는 수중 물체의 바닥에 근접하게 멀리 위치되도록 배치된 동체(1012)를 가진 차량(1002)을 포함한다. 차량(1002)은 고리형 파일(1004) 형태의 앵커 부재를 물(1006)에 있는 물체의 바닥에 부착시키도록 적합화된다. 차량(1002)은 캐터필러 트랙(1008) 또는 바퀴들의 형태인 견인 수단으로 수중 물체(1006)의 바닥을 따라서 움직일 수 있다. 이전 구현예들의 드릴 장치와 실질적으로 같은 파일 장치(1010)는 차량(1002)의 동체(1012)에 장착되고, 수중 물체(1006)의 바닥으로 앵커 부재를 드릴링하도록 적합화된 동력 회전대(power swivel, 1014)의 형태인 같은 구동 수단을 포함한다.

도 58, 도 59 및 도 66 을 참조하면, 지지 구조체(1032)는 전체적으로 삼각대의 형태이고 3 개의 중공형 다리(1030)들을 포함한다. 지지 구조체는 수중 물체의 바닥에 배치되고, 해저(1006)에 있는 잠수 발전 터빈(미도시)을 지지하도록 이용된다. 유연성 스커트(1034)는 물막이댐을 형성하고 각각의 다리(1030)의 단부에 위치된다. 유연성 스커트(1034)는 그라우팅 하는 동안 그라우트 보유용 스커트로서 작용하는 고무 또는 유사한 재료로 형성된다. 지지 구조체(1032)를 해저(1006)에 고정시키기 위하여, 고리형 파일(1004)들은 아래에 설명된 바와 같이 해저(1006)로 드릴링되어 제 위치에서 그라우팅되어야 한다.

도 58 및 도 59 를 참조하면, 파일링 장치(piling apparatus, 1010)는 차량(1002)의 동체(1012)에 피봇되게 장착된다. 파일링 장치(1010)는 프레임(1040)을 구비하며, 동력 회전대(1014)와 같은 구동 수단이 프레임 안에 장착된다. 동력 회전대(1010)는 랙 및 피니언 메카니즘의 랙(1042)을 따라서 하방향으로 전진할 수 있다. 대안으로서, 적어도 하나의 유압 실린더가 동력 회전대(1014)를 하방향으로 움직이도록 이용될 수 있다. 고리형 파일(1004)은 프레임(1040) 및 베이스 부분(1044)의 형태인 안내 수단내에 위치될 수 있다. 다음에 동력 회전대(1014)가 고리형 파일에 연결될 수 있다. 전달 수단(1046)이 제공되어 드릴 작업 동안에 분출용 유체 및 그라우트가 고리형 파일(1004)을 통해 펌핑될 수 있게 한다. 파일 장치(1010)는 동체(1012)에 피봇되게 장착되어 고르지 않은 수면상에서 파일을 드릴링 할 수 있게 하고 또한 고리형 파일(1004)로 안내 수단을 위치시키는 것을 용이하게 한다.

그라우트 호스(1050) 및 통합된 호이스트(hoist), 전력 및 신호용 케이블(1052)이 차량(1002)을 수면의 선박에 연결시킨다. 이것은 전력 및 제어 신호가 수면의 선박으로부터 제공될 수 있게 한다. 그라우트는 드릴 작업 이후에 수면의 선박으로부터 호스(1050)로 펌핑된다. CCTV 시스템(미도시)도 제공되어 콘트롤러들이 차량(1012)을 제어할 수 있게 한다. 복수개의 추력기(thruster, 1054)들이 동체(1012)상에 제공되어, 해저에 닿기 전에 차량(1002)의 잠수 및 움직임을 용이하게 하고 추가적으로 추력을 제공하여 구조체로부터 배출되는 과도한 그라우트가 차량의 둘레에 형성되지 않는 것을 유지한다. 조오 형태(jaw-type)인 클램핑 수단(미도시)은 파일 장치(1010)를 고리형 파일(1004)에 클램프시키기 위하여 제공된다. 클램핑 수단은 한쌍의 수축 가능한 조오(jaw)들의 형태를 취할 수 있으며, 이것은 파일(1004)의 실린더형 샤프트(1020)의 둘레에 제거 가능하게 클램프되도록 적합화된다.

차량(1002)을 이용하여 해저(1006)와 같이 수중 물체의 바닥에 지지 구조체를 부착시키는 방법이 설명될 것이다. 우선, 지지 구조체가 수면의 선박에 위치된다. 다음에 고리형 파일(1004)들이 지지 구조체의 각각의 다리(1030)에 위치되며, 지지 구조체는 해저(1006)로 내려진다. 도 58 을 참조하면, 차량(1002)은 수면의 선박으로부터 해저(1006)로 내려지는데, 그 선박은 지지 구조체(1032)를 내리도록 이용된 것보다 작은 선박일 수 있다.

도 59 및 도 60 을 참조하면, 파일 장치(1010)가 드릴 작업을 위한 정확한 방향으로 있는 것을 보장하도록, 수면 선박에 있는 콘트롤러들은 케이블(1052)을 통하여 차량 동체(1012)에 대하여 파일 장치(1010)를 경사지게 작동한다. 일단 정확한 방향이 달성되었다면, 차량(1002)은 앞으로 움직여서 동력 회전대(1014)가 고리형 파일의 칼러(1024)에 연결된다.

도 61 및 도 62 를 참조하면, 동력 회전대는 고리형 파일(1004)을 회전시키도록 작동된다. 동력 회전대(1014)는 랙(rack, 1042) 아래로 전진하여 고리형 파일을 해저(1006)로 드릴링 한다. 이것은 이전의 구현예들과 관련하여 설명된 바와 같이 환형부를 수중 물체(1006)의 바닥으로 드릴링하는 절삭 슈우(cutting shoe, 1026)에 의해 달성된다. 드릴 작업하는 동안에, 분출용 유체는 전달 수단(1046)으로부터 환형부를 통하여 펌핑되어 스커트(1034) 아래로부터 부스러기를 분출시킬 수 있다.

도 64 내지 도 69 는 드릴 과정을 반복하도록 지지 구조체(1032)의 제 2 다리(1030) 및 고리형 파일(1004)로 기동하는 차량(1002)을 도시한다. 일단 모든 3 개의 다리(1030)들이 파일링되고 해저(1006)에 그라우팅되었다면, 구조체(1032)는 해저(1006)에 핀 고정되고 터빈 또는 그와 유사한 것을 지지할 준비가 된다.

본 발명의 제 7 구현예에 따른 수중 물체의 바닥으로 앵커 부재를 부착시키기 위한 원격 작동 드릴 장치는 도 70 내지 도 73 에 도시되어 있으며, 도 58 내지 도 69 의 구현예와 공통적인 부분들은 100 을 더한 도면 번호로 표시되어 있다. 도 70 내지 도 73 의 구현예에서, 파일 장치는 복수개의 고리형 파일들로써 로딩(loading)되는 것으로 구성된다.

차량(1102)은 동체(1112)를 포함하고 동체에 대하여 파일 장치(1110)가 연결된다. 이러한 구현예에서, 3 개의 파일(1104)들이 파일 장치(1110)내에 유지된다. 파일들은 수면에서 미리 로딩된다. 결국, 차량(1102)은 회전식 콘베이어(carousel) 시스템을 이용하여 다수의 파일(1104)들이 차량에 의해 운반될 수 있게 하고 지지 구조체(1132)의 다리(1130)를 통하여 장착되고 드릴링될 수 있게 한다.

차량(1102)은 하나의 파일(1104)이 로딩되어 동력 회전대(1114)에 연결되어 드릴 작업을 준비한 상태로 수면으로부터 전개된다. 추가적인 2 개의 파일(1104)들은 파일 장치(1110)에 의해 운반되며 드릴 작업을 준비하도록 유압 아암(1115)의 작용하에 드릴 장치(1110)의 중앙에 배치되고 동력 회전대(1114)와 정렬되고 또한 다리(1130)의 통공과 정렬되도록 움직일 수 있다.

이러한 구현예에서, 차량(1102)은 지지 구조체가 존재하지 않은 상태로 수중 물체의 바닥에서 앵커 부재를 드릴링하도록 이용될 수 있다. 예를 들어, 파일 장치(1110)는 해저에 고리형 파일을 직접적으로 드릴링하도록 이용될 수 있다. 고리형 파일들은 회전 가능한 눈구멍(eye)과 같은 앵커 부분을 가져서 파일들의 드릴 작업 이후의 어느 시점에 가라앉힌 지지 구조체와 상호 연결될 수 있다.

상기 구현예들은 오직 하나의 예로서만 설명된 것으로서 제한적인 의미를 가지는 것이 아니며, 첨부된 청구항에 기재된 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 변형 및 수정이 가능하다는 점을 당업자가 이해할 것이다.

2. 선박 6. 드릴 장치
8. 고리형 파일 11. 구동 헤드
12. 동력 회전대 16. 암컷 원추 부분

Claims (39)

1. 수중 물체의 바닥에 앵커 부재(anchor member)를 부착시키는 방법으로서,
   원격 작동 드릴 장치를 수중 물체의 바닥에 가깝게 위치시키는 단계로서, 원격 작동 드릴 장치는 중공형인 샤프트 부분, 샤프트 부분의 제 1 단부에 있는 고리형 비트(annular bit) 및 샤프트 부분의 제 2 단부에 있는 앵커 수단을 가진 고리형 파일을 포함하는 앵커 부재를 수중 물체의 바닥으로 구동하고, 고리형 비트는 고리형 파일(annular pile)이 구동되어 들어가는 바닥 안으로 환형부(annulus)를 드릴링하도록 구성되고, 앵커 수단은 앵커 수단과 잠수 구조체 사이의 맞물림에 의해 앵커 부재에 대한 잠수 구조체의 움직임을 제한하는, 원격 작동 드릴 장치를 위치시키는 단계;
   앵커 수단이 수중 물체의 바닥 위로 돌출하도록, 수중 물체의 바닥 안으로 환형부를 절삭하는 고리형 비트에 의하여 상기 고리형 파일을 수중 물체의 바닥 안으로 드릴링하게끔 원격 작동 드릴 장치를 작동시키는 단계; 및,
   고리형 파일을 상기 환형부내에 유지시키고 수중 물체의 바닥으로부터 고리형 파일이 제거되는 것에 저항하기 위하여, 그라우트(grout)를 상기 환형부에 채워넣는 단계;를 포함하는, 앵커 부재의 부착 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   수중 물체의 바닥에 가깝게 원격 작동 드릴 장치를 위치시키는 단계는 잠수 구조체상에 형성된 통공에 가깝게 원격 작동 드릴 장치를 위치시키는 것을 포함하고, 통공은 파일(pile)을 수용하도록 구성되고,
   원격 작동 드릴 장치를 작동시키는 단계는, 수중 물체의 바닥 안으로 환형부(annulus)를 절삭하는 고리형 비트(annular bit)로써 통공을 통하여 수중 물체의 바닥 안으로 상기 고리형 파일을 구동하는 것을 포함하여, 잠금 부재(locking member)를 포함하는 앵커 수단이 상기 통공 둘레에서 잠수 구조체의 일부와 맞물려서 수중 물체의 바닥으로부터 잠수 구조체를 제거하는 것에 저항하는, 앵커 부재의 부착 방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   파일을 수용하도록 구성된 통공에 가깝게 잠수 구조체상에 원격 작동 드릴 장치를 위치시키는 단계는:
   (a) 파일을 수용하도록 구성된 통공에 가까운 위치에서 잠수 구조체에 부착된 적어도 하나의 안내줄(guide line)과 원격 작동 드릴 장치를 미끄러질 수 있게 서로 연결하고, 적어도 하나의 상기 안내줄이 팽팽하게 당겨지는 동안 적어도 하나의 상기 안내줄을 따라서 원격 작동 드릴 장치를 내리는 단계;
   (b) 원격 작동 드릴 장치의 베이스상에 배치된 안내 수단을, 파일을 수용하도록 구성된 통공에 가깝게 잠수 구조체의 일부와 접촉되게 움직여서 상기 고리형 비트를 상기 통공과 정렬시키는 단계; 또는,
   (c) 상기 원격 작동 드릴 장치를 상기 통공에 가까운 잠수 구조체에 클램프시키도록 제 1 클램프 수단을 작동시키는 단계;중 하나 이상을 포함하는, 앵커 부재의 부착 방법.
4. 제 1 항에 있어서,
   수중 물체의 바닥에 가깝게 원격 작동 드릴 장치를 위치시키는 단계는 수중 물체의 바닥을 원격 작동 드릴 장치의 지지 수단과 접촉시키는 것을 포함하고, 지지 수단은, 고리형 파일의 길이 방향 축이 수중 물체의 바닥에 직각인 상태로 원격 작동 드릴 장치의 레벨링(levelling)을 가능하게 하도록 조절 가능한, 앵커 부재의 부착 방법.
5. 제 4 항에 있어서,
   원격 작동 드릴 장치를 작동시키는 단계는, 수중 물체의 바닥 안으로 환형부를 절삭하는 고리형 비트로써 수중 물체의 바닥 안으로 상기 고리형 파일을 드릴링(drilling)하는 것을 포함하여, 잠수 구조체에 부착되는 제 1 부착 수단을 포함하는 앵커 수단이 수중 물체의 바닥 위로 돌출되는, 앵커 부재의 부착 방법.
6. 제 1 항에 있어서,
   원격 작동 드릴 장치를 수중 물체의 바닥에 가깝게 위치시키는 단계는, 앵커 부재가 수중 물체의 바닥으로 드릴링되는 위치로 원격 작동 드릴 장치를 수중 물체의 바닥을 따라서 움직이도록 원격 작동 드릴 장치의 견인 수단(traction means)을 작동시키는 것을 포함하는, 앵커 부재의 부착 방법.
7. 제 1 항 내지 제 6 항의 어느 한 항에 있어서,
   상기 고리형 파일을 수중 물체의 바닥 안으로 드릴링하도록 원격 작동 드릴 장치를 작동시키는 단계는:
   (d) 원격 작동 드릴 장치의 구동 수단을 고리형 파일에 부착시키고, 고리형 파일을 수중 물체의 바닥 안으로 회전시켜서 밀어넣도록 구동 수단을 작동시키는 단계; 또는,
   (e) 드릴링된 환형부로부터 절삭물을 제거하고 상기 고리형 비트에 윤활 및 냉각을 제공하도록 상기 고리형 파일을 통해 분출용 유체(flushing fluid)를 펌핑하는 단계;중 하나 이상을 포함하는, 앵커 부재의 부착 방법.
8. 제 1 항 내지 제 6 항의 어느 한 항에 있어서,
   고리형 파일을 상기 환형부 안에 유지하기 위하여 상기 환형부를 그라우트(grout)로 채우는 단계는, 원격 작동 드릴 장치의 전달 수단(delivery means)을 작동시켜서 상기 환형부를 그라우트로 채우는 것을 포함하는, 앵커 부재의 부착 방법.
9. 제 1 항 내지 제 6 항의 어느 한 항에 있어서,
   (f) 원격 작동 드릴 장치를 잠수 구조체로부터 연결 해제시키고 원격 작동 드릴 장치를 수면의 선박으로 회수하는 단계;
   (g) 상기 원격 작동 드릴 장치상에 고리형 파일을 더 로딩(loading)하고 제 1 항 내지 제 6 항의 어느 한 항에 따른 방법을 반복하는 단계;중 하나 이상을 더 포함하는, 앵커 부재의 부착 방법.
10. 수중 물체의 바닥에 구조체를 고정(anchor)시키는 방법으로서,
    제 1 항의 방법에 따라서 수중 물체의 바닥에 앵커 부재를 부착시키는 단계; 및,
    앵커 부재의 앵커 수단에 구조체를 부착시키는 단계;를 포함하는, 구조체의 고정 방법.
11. 제 10 항에 있어서,
    앵커 수단은 제 1 걸쇠 수단(latching means)을 가진 제 2 부착 수단을 포함하고, 구조체는 제 1 걸쇠 수단과 걸림(latching)을 이루도록 구성된 제 2 걸쇠 수단을 포함하며, 구조체를 앵커 부재의 앵커 수단에 부착시키는 단계는 상기 제 1 걸쇠 수단과 상기 제 2 걸쇠 수단이 걸림을 이루도록 하는 것을 포함하는, 구조체의 고정 방법.
12. 수중 물체의 바닥에 가깝게 원격 위치되도록 구성된 동체; 및,
    앵커 부재를 수중 물체의 바닥 안으로 드릴링하도록 구성된 구동 수단;을 포함하고,
    앵커 부재는, 중공형 샤프트 부분을 가진 고리형 파일, 샤프트 부분의 제 1 단부에 있는 고리형 비트 및, 샤프트 부분의 제 2 단부에 있는 앵커 수단을 구비하고, 고리형 비트는 고리형 파일이 드릴링되어야 하는 바닥 안으로 환형부를 드릴링하도록 구성되고, 앵커 수단은 앵커 수단과 잠수 구조체 사이의 맞물림에 의해 앵커 부재에 대한 잠수 구조체의 움직임을 제한하는 것을 특징으로 하는, 원격 작동 드릴 장치.
13. 제 12 항에 있어서,
    고리형 파일을 상기 환형부 안에 유지하고 구조체가 수중 물체의 바닥으로부터 제거되는 것에 저항하게 하도록, 상기 환형부를 그라우트로 채우도록 구성된 전달 수단을 더 포함하는, 원격 작동 드릴 장치.
14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    (h) 원격 작동 드릴 장치의 베이스상에 배치된 안내 수단으로서, 파일을 수용하도록 구성된 잠수 구조체의 통공과 상기 고리형 비트를 정렬시키도록 구성된, 안내 수단; 또는,
    (i) 파일을 수용하도록 구성된 통공에 가깝게 상기 원격 작동 드릴 장치를 잠수 구조체에 클램핑시키는 제 1 클램프 수단(first clamp means);중 하나 이상을 더 포함하는, 원격 작동 드릴 장치.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 안내 수단은, 파일을 수용하도록 구성된 상기 통공 둘레에 배치된 대응의 수컷 원추 부분에 맞닿도록 구성된 암컷 원추 부분을 포함하는, 원격 작동 드릴 장치.
16. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    수중 물체의 바닥과 접촉하도록 구성된 지지 수단을 더 포함하고, 지지 수단은, 고리형 파일의 길이 방향 축이 수중 물체의 바닥에 직각인 상태로 원격 작동 드릴 장치의 레벨링(levelling)을 가능하게 하도록 조절 가능한, 원격 작동 드릴 장치.
17. 제 16 항에 있어서,
    상기 지지 수단은 복수개의 수축 가능한 다리(retractable leg)를 포함하고, 각각의 상기 수축 가능한 다리는 슈우 부분(shoe portion)을 포함하고, 개별의 슈우는 대응하는 다리로부터 연장되는 각도 및 길이를 변화시키도록 슈우 부분이 조절 가능한, 원격 작동 드릴 장치.
18. 제 16 항에 있어서,
    상기 지지 수단은 복수개의 수축 가능한 다리(retractable leg)를 포함하고, 각각의 상기 수축 가능한 다리는 슈우 부분(shoe portion)을 포함하고, 개별의 슈우가 대응하는 다리로부터 연장되는 각도 또는 길이를 변화시키도록 슈우 부분이 조절 가능한, 원격 작동 드릴 장치.
19. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    수중 물체의 바닥을 따라서 동체를 움직이는 견인 수단(traction means)을 더 포함하는, 원격 작동 드릴 장치.
20. 제 19 항에 있어서,
    구동 수단은 동체에 대하여 피봇될 수 있는, 원격 작동 드릴 장치.
21. 제 19 항에 있어서,
    파일 장치(piling apparatus)는 복수개의 고리형 파일들로 로딩(loading)되도록 구성되는, 원격 작동 드릴 장치.
22. 제 21 항에 있어서,
    고리형 파일을 상기 구동 수단과 정렬되게 움직이도록 구성된 적어도 하나의 유압 아암(hydraulic arm)을 더 포함하는, 원격 작동 드릴 장치.
23. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    구동 수단은:
    (j) 상기 고리형 파일과 해제 가능하게 맞물리고 고리형 파일을 회전시키도록 구성된 구동 헤드(drive head)를 포함하는 동력 회전대(power swivel);
    (k) 수중 물체의 바닥을 향하여 상기 동력 회전대를 움직이도록 구성된 적어도 하나의 유압 실린더 또는 랙 및 피니언 수단(rack and pinion means); 또는,
    (l) 드릴링 전에 원격 작동 드릴 장치 안에 상기 고리형 파일을 유지하고 드릴링 하는 동안 안정성을 제공하도록 구성된 수축 가능 지지 클램핑 수단(retractable support clamping means);중 하나 이상을 포함하는, 원격 작동 드릴 장치.
24. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    원격 작동 드릴 장치에 로딩(loading)된 앵커 부재(anchor member)를 더 포함하고, 앵커 부재는:
    중공형의 샤프트 부분, 샤프트 부분의 제 1 단부에 있는 고리형 비트 및 샤프트 부분의 제 2 단부에 있는 앵커 수단을 가지는 고리형 파일을 포함하고, 고리형 비트는 고리형 파일이 드릴링되어야 하는 바닥 안으로 환형부(annuls)를 드릴링하도록 구성되고, 앵커 수단은 앵커 수단과 잠수 구조체 사이의 맞물림에 의해 앵커 부재에 대한 잠수 구조체의 움직임을 제한하는, 원격 작동 드릴 장치.
25. 수중 물체의 바닥에 앵커 부재를 부착시키는 시스템으로서, 상기 시스템은:
    제 12 항 또는 제 13 항에 따른 원격 작동 드릴 장치; 및,
    수면의 선박으로부터 상기 원격 작동 드릴 장치로 유압 동력 및 전력을 제공하고 상기 수면 선박으로부터 상기 전달 수단으로 분출용 유체(flushing fluid) 및 그라우트(grout)를 제공하도록 구성된, 탯줄 수단(umbilical means);을 특징으로 하는, 앵커 부재 부착 시스템.
26. 수중 물체의 바닥에 앵커 부재를 부착시키는 시스템으로서, 상기 시스템은:
    제 12 항 또는 제 13 항에 따른 원격 작동 드릴 장치; 및,
    수면의 선박으로부터 상기 원격 작동 드릴 장치로 유압 동력 또는 전력을 제공하고 상기 수면 선박으로부터 상기 전달 수단으로 분출용 유체(flushing fluid) 또는 그라우트(grout)를 제공하도록 구성된, 탯줄 수단(umbilical means);을 특징으로 하는, 앵커 부재 부착 시스템.
27. 제 21 항에 있어서,
    (m) 탯줄 수단이 수면의 선박으로부터 연결 해제될 수 있게 하고 부표(buoy)에 부착될 수 있게 구성된 어댑터 수단;
    (n) 상기 탯줄 수단을 통해 상기 전달 수단으로 분출용 유체 및 그라우트를 펌핑하도록 구성된 펌핑 수단(pumping means); 또는
    (o) 파일을 수용하도록 구성된 통공에 가까운 위치에서 잠수 구조체에 부착된 적어도 하나의 안내줄(guide line)으로서, 적어도 하나의 상기 안내줄이 팽팽하게 당겨지는 동안, 파일을 수용하도록 구성된 통공에 가까운 상기 잠수 구조체상의 위치로 원격 작동 드릴 장치를 안내하게끔 상기 원격 작동 드릴 장치와 서로 연결되게 구성된, 안내줄;중 하나 이상을 더 포함하는, 원격 작동 드릴 장치.
28. 제 21 항에 있어서,
    (m) 탯줄 수단이 수면의 선박으로부터 연결 해제될 수 있게 하고 부표(buoy)에 부착될 수 있게 구성된 어댑터 수단;
    (n) 상기 탯줄 수단을 통해 상기 전달 수단으로 분출용 유체 또는 그라우트를 펌핑하도록 구성된 펌핑 수단(pumping means); 또는
    (o) 파일을 수용하도록 구성된 통공에 가까운 위치에서 잠수 구조체에 부착된 적어도 하나의 안내줄(guide line)으로서, 적어도 하나의 상기 안내줄이 팽팽하게 당겨지는 동안, 파일을 수용하도록 구성된 통공에 가까운 상기 잠수 구조체상의 위치로 원격 작동 드릴 장치를 안내하게끔 상기 원격 작동 드릴 장치와 서로 연결되게 구성된, 안내줄;중 하나 이상을 더 포함하는, 원격 작동 드릴 장치.
29. 제 27 항에 있어서,
    적어도 하나의 상기 안내줄을 팽팽하게 당기도록 구성된 인장 수단(tensioning means)을 더 포함하는, 앵커 부재 부착 시스템.
30. 고리형 파일이 중공형의 샤프트 부분, 샤프트 부분의 제 1 단부에 있는 고리형 비트 및, 샤프트 부분의 제 2 단부에 있는 앵커 수단을 가지며, 고리형 비트는 고리형 파일이 드릴링되어야 하는 바닥 안으로 환형부를 드릴링하도록 구성되고, 앵커 수단은, 앵커 수단과 잠수 구조체 사이의 맞물림에 의해 앵커 부재에 대한 잠수 구조체의 움직임을 제한하는 것을 특징으로 하는, 앵커 부재.
31. 제 30 항에 있어서,
    상기 중공형의 샤프트 부분은 고리형 채널(annular channel)을 사이에 형성하는 외측 및 내측의 동심 실린더형 슬리브들(concentric cylindrical sleeves)을 가진 샤프트를 포함하고, 고리형 비트는 샤프트의 제 1 단부에 장착되고, 앵커 수단은 샤프트의 제 2 단부에 장착되고,
    유체 유동의 경로는, 앵커 수단내의 제 1 개구로부터, 상기 고리형 채널을 통하여, 그리고 상기 내측 슬리브에 의해 형성되는 제 2 개구를 통하여 형성되는, 앵커 부재.
32. 제 31 항에 있어서,
    상기 고리형 비트는 상기 외측 슬리브에 장착되고, 제 2 개구는 내측 슬리브의 단부에 의해 형성되는, 앵커 부재.
33. 제 30 항 내지 제 32 항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 앵커 수단은, 수중 물체의 바닥으로부터 잠수 구조체를 제거하는 것에 저항하도록 통공 둘레의 잠수 구조체의 일부에 대하여 구동되도록 구성된 잠금 부재(locking member)를 포함하는, 앵커 부재.
34. 제 30 항 내지 제 32 항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 앵커 수단은 잠수 구조체로의 부착을 위한 제 3 부착 수단을 포함하는, 앵커 부재.
35. 제 34 항에 있어서,
    상기 제 3 부착 수단은 앵커 부재상에 회전 가능하게 장착된 슬리브를 포함하고, 슬리브는 적어도 하나의 눈구멍(eye)을 포함하는, 앵커 부재.
36. 제 34 항에 있어서,
    상기 제 3 부착 수단은 상기 제 3 부착 수단에 부착 가능한 구조체의 제 2 걸쇠 수단(latching means)과 걸리도록 구성된 제 1 걸쇠 수단을 포함하는, 앵커 부재.
37. 제 34 항에 있어서,
    상기 제 3 부착 수단은 상기 제 3 부착 수단에 부착 가능한 구조체의 제 2 플랜지(flange)에 볼트 결합되도록 구성된 제 1 플랜지를 포함하는, 앵커 부재.
38. 제 30 항 내지 제 32 항의 어느 한 항에 따른 앵커 부재의 앵커 수단에 부착되는 구조체를 포함하는 조립체.
39. 제 38 항에 있어서,
    드릴링된 환형부에 가깝게 위치된 유연성 스커트(flexible skirt)를 더 포함하고, 유연성 스커트는 드릴링 하는 동안 및 드릴링 이후에 환형부로부터 그라우트가 제거되는 것을 방지하도록 구성된, 조립체.

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