水下工作組件以及用於錨定其的方法
2023-12-02 16:08:01
專利名稱：水下工作組件以及用於錨定其的方法
技術領域：
本發明涉及一種特別地用於在水體的基床中產生孔的水下工作組件，具有可以放下的服務平臺；和多個支承腳，安裝所述支承腳從而使得可以在服務平臺上調節他們以用於定位在水體的基床上、以及可以藉助於作動缸相對於服務平臺移進和移出。本發明還涉及一種用於將具有服務平臺的水下工作組件錨定到位於水體的基床中的方法，其中將服務平臺放下到水中，且利用多個支承腳定位在水體的基床上，其中藉助於作動缸而調節了支承腳。
背景技術：
一般的現有技術例如從EP 2 322 724 Al或GB 2 469 190 A是已知的。利用該已知的水下鑽探裝置，提供服務平臺，其包括了在它的外側上的可調節的液壓支承。利用這些液壓支承，可以用想要的方式將板形服務平臺定向在如湖、海或河流這樣的水體的基床上，其中可以補償地面不平從而用於使服務平臺變平。在完成鑽探之後，與液壓支承一起再次抬升起服務平臺。GB 2 448 258 A披露了一種用於錨定框架類承重結構的方法，所述框架類承重結構用於接納和保持住水下渦輪。框架類承重結構由此包括了最初布置在縮回位置中的錨定樁。在將承重結構定位到湖、海或河流的基床上之後，錨定樁藉助於可以放下和鬆開的旋轉驅動器而被旋入湖、海或河流的基床中。旋轉驅動器隨後從承重結構中鬆開以及再次抬升起。承重結構和基粧根據他彳丨3的功能仍然留在湖、海或河流的基床上。利用之前提及的根據EP 2 322 724 Al的服務平臺，可以實現服務平臺在湖、海或河流的基床上的可靠定向。在服務平臺上工作期間，萬一水下流量較大或萬一操作力較大，則存在著用不想要的方式改變服務平臺的位置的風險。在這種情況下，服務平臺然後必須重新定位和定向。
發明內容
本發明的目的是指出一種水下工作組件和用於錨定水下工作組件的方法，利用其實現水下工作組件的特別可靠的定位和錨定。一方面通過具有權利要求1特徵的水下工作組件，另一方面通過具有權利要求11特徵的方法實現該目的。本發明的優選實施例分別在從屬的權利要求中指出。根據本發明的水下工作組件，其特徵在於安裝至少一個支承腳，從而使得它可以相對於服務平臺旋轉；以及提供了分配給支承腳的旋轉驅動器，利用其來旋轉地驅動所述支承腳以擰入水體的基床中。本發明的核心思想在於，可以通過支承腳更好地錨定服務平臺到湖、海或河流的基床中。為此，旋轉地驅動了支承腳，從而使得他們可以擰入或鑽入湖、海或河流的基床中。由此，除所施加的力矩之外，布置在支承腳上的作動缸還可以施加軸向力。總的說來，實現了水下工作組件在水體的基床上的總體更好地錨定。在具有這樣一種用於將他們擰入的旋轉驅動器的服務平臺上，可以設置一個或多個單獨的支承腳。為了這樣的錨定，服務平臺的 所有支承腳都優選地形成為具有各自的旋轉驅動器。
因為提供了布置在旋轉地受驅動的至少一個支承腳的下側上的切削構件，所以根 據本發明的優選實施例改善支承腳到地面的擰入。由此切削構件特別地可以是帶有切削齒 的環形切削塊。切削齒可以用可互換的方式布置在切削齒座中。
此外，根據本發明優選地，支承腳包括承重支承，切削構件被環形地定向且被布置 在承重支承的下側。由此，承重支承可以特別地包括水平的或大體上水平地布置的承重板， 利用其可以將壓縮力從服務平臺傳遞到湖、海或河流的基床。在該承重支承以下，切削構件 形成為環形，從而使得它可以在水平承重支承與泥土接觸之前旋入泥土中。
此外，根據本發明，在支承腳上布置鑽探螺旋是有利的。由此，鑽探螺旋可以布置 在支承腳的管狀部分的內側上、或優選地在外側上。應歸於螺旋形式，在旋轉驅動所述支承 腳的情況下，通過鑽探螺旋在泥土方向上產生另一軸向力。這促進旋入以及改善了錨定。鑽 探螺旋可以連續具有多個纏繞(winding)或可以僅僅包括呈幾部段而布置的部分纏繞。
本發明的優選實施例還在於支承腳包括基礎元件和調節元件，其旋轉地可靠地以 及軸向可移位地安裝在基礎元件上。調節元件由此布置在優選地套筒形或管狀基礎元件 中，以及可以藉助於作動缸相對於那裡而軸向移位。旋轉地驅動了基礎元件和調節元件，憑 此經由用於扭矩傳遞的相對應的止動件條而可以實現由此旋轉地牢固的連接。
根據本發明提出，為了扭矩傳遞，安裝所述基礎元件，從而使得它可以在基礎平臺 上旋轉，且包括由旋轉驅動器的驅動軸杆驅動的齒輪元件。由此，旋轉驅動器固定地布置在 服務平臺上。藉助於旋轉驅動器的驅動小齒輪以及可能地齒輪傳動，將扭矩傳遞給基礎元 件上的齒輪元件，具體地環形齒輪。這樣，相對於服務平臺旋轉地驅動所述基礎元件。藉助 於相對應的夾帶長條從基礎元件向軸向可移動的調節元件傳遞扭矩。
此外，本發明的有利實施例在於支承腳配置成管狀，以及作動缸布置在支承腳內。 優選地，液壓作動缸因此帶保護地布置在支承腳內，且實現了支承腳的一種總體緊湊結構。
原則上，可以經由旋轉驅動器專門將支承腳插入到湖、海或河流的基床中。本發明 的特別優選實施例在於，在旋轉驅動所述支承腳期間可以利用作動缸將軸向力施加到支承 腳上。由此也可以實現支承腳在湖、海或河流的更硬的基床中的特別有效的鑽入。
因為支承腳由接納套筒所包圍，所以根據本發明實現了一種特別受保護的裝置。 在移入狀態，支承腳完全或至少大體上布置在包圍接納套筒中。接納套筒優選地固定連接 到服務平臺上。
根據本發明的水下工作組件可以用於大部分各種目的以及在水下工作。根據本發 明特別優選地在服務平臺上提供支架用於接納和保持住具有鑽杆的鑽探驅動器。因此，月艮 務平臺用作鑽探裝置，其中服務平臺承受著鑽探驅動器相對於湖、海或河流的河床的鑽探 扭矩。特別地對於這種鑽探裝置，將服務平臺可靠地錨定在湖、海或河流的基床上是有益 的。
根據本發明的方法，其特徵在於，藉助於旋轉驅動器將至少一個支承腳旋入泥土 中，且因而將服務平臺錨定到水體的基床中。利用此方法，在水下工作組件的錨定期間可以 實現之前描述的優點。
根據本方法的優選實施例，在藉助於作動缸旋入期間可以將軸向力施加到支承腳上。由此可以改善支承腳的鑽入。
給出另一有利的替換，其中將支承腳的調節元件插入直到水體的基床中的錨定深 度，且隨後通過藉助於作動缸調節支承腳，來將服務平臺相對於湖、海或河流的基床定向。 因此在第一步驟中，將支承腳錨定於湖、海或河流的基床中。在已經通過藉助於作動缸進行 的旋入和可能輔助的推入到泥土中來將服務平臺的所有支承腳插入湖、海或河流的基床之 後，調節所述作動缸，從而使得服務平臺實現想要的變平，特別是水平方向。
根據本發明還提出，利用服務平臺和支承腳將水下工作組件從水體的基床中再次 移開並且抬升起。因而，支承腳是水下工作組件的集成的部分，其中在服務平臺上旋轉地以 及軸向可調節地容納所述支承腳。支承腳不保留在湖、海或河流的基床中，而是利用服務平 臺再次抬升起。
以下藉助於附圖中示意地示出的優選實施例來更詳細地解釋本發明，其中
圖1示出根據本發明的水下工作組件的透視圖2示出通過根據本發明的處於移入狀態的水下裝置的支承腳的縱剖面；
圖3示出根據圖2的處於鑽出位置的支承腳的縱剖面；
圖4示出具有移出的作動缸的根據圖2和圖3的支承腳的另一縱剖面；和
圖5示出通過支承腳的橫截面。
具體實施方式
根據圖1，示出根據本發明的水下工作組件10的示例性實施例，其包括由鋼支承 構造出的服務平臺12。服務平臺12包括塔架類支架14，用於接納一種針對具有鑽探驅動 器的鑽杆的導管(未示出)、或一種可以藉助於一種可以安放就位的鑽探驅動器而插入地 面的圓柱形基礎元件。服務平臺12還包括三個徑向向外伸出的支承臂13，在其外端處藉助 於法蘭板18固定了用於每個支承腳30的接納套筒16。用於旋轉驅動所述支承腳30的具 有兩個馬達61的各相應旋轉驅動器60布置在每個接納套筒16的上側處。
以下結合圖2至5解釋所述支承腳30的結構和功能。
支承腳30包括了管狀基礎元件32，沿其外側安裝了一種管狀調節元件34，從而使 得它可以軸向移動但是在旋轉方面被牢固固定。在這方面，如從圖5中可以看出，與扭矩傳 遞相對應，在套筒形狀的基礎元件32的外側上形成了徑向伸出的外部長條33，其與可移動 的調節元件34上的徑向向內伸出的內部長條35相協同工作。
在調節元件34的下側上，承重支承40具備板狀基礎板42。承重支承40包括缸部 分41，在其下側上布置一種具有可互換的切削齒47的環形切削構件46。部分螺旋狀長條 布置在缸部分41和用於形成鑽探螺旋48的環形切削構件46的外側上。
調節元件34從圖2所示的支承腳30軸向布置在接納套筒26內的狀態移動到根 據圖3的位置。就此而論，藉助於具有兩個馬達61的旋轉驅動器60經由各個驅動軸杆62， 旋轉驅動了驅動小齒輪64。驅動小齒輪64與所連接的齒輪元件36嚙合，齒輪元件36作為 一種固定到支承腳30的基礎元件32上的外圈齒輪。這樣，藉助於旋轉驅動器60，將支承腳 30的基礎元件32設置為呈旋轉運動。藉助於外部長條33和內部長條35，將扭矩傳遞給可以軸向向外移動的調節元件34，從而使得這可以藉助於切削構件46而旋入湖、海或河流的 基床中。在示出的實施例中，這經由布置在支承腳30內在中心處的作動缸50而產生，而沒 有額外的軸向力。
在調節元件34已插入到湖、海或河流的基床中直到所需的錨定深度之後，根據圖4將中心的作動缸50移出。作動缸包括圓柱形殼體52，其經由承重塊56而連接到基礎元 件32。在示出的實施例中，調節缸50旋轉地牢固可靠地連接到基礎元件32。通過經由液 壓液源(這裡未更詳細地示出)饋送液壓液體，活塞54被軸向移出。在活塞54的活塞杆 55的懸空端/自由端處，布置了一種圓柱形定位元件57，其放置在承重支承40的基礎板上 的圖4中所示的移出位置中。通過作動缸50的另一移出，可以相對於如湖、海或河流之類 的水體的基床而抬升起服務平臺12，且因而變平。具有它的基礎元件32的支承腳30被相 對於接納套筒16而旋轉地安裝。接納套筒16經由固定到服務平臺12上的法蘭板18而連 接。
權利要求
1.水下工作組件，具體地用於在水體的基床中形成孔，具有 服務平臺，可以將其放下，和 多個支承腳，安裝其從而使得可以在該服務平臺上對所述支撐腳進行調節以用於定位到該水體的基床上，以及可以藉助於該作動缸相對於該服務平臺而移入和移出， 其中 相對於該服務平臺而旋轉地安裝至少一個支承腳，和 提供分配給該支承腳的旋轉驅動器，利用其來旋轉驅動該支承腳以用於旋擰入該水體的基床中。
2.根據權利要求1所述的水下工作組件， 其中 提供一種布置在旋轉驅動的該至少一個支承腳的下側上的切削構件。
3.根據權利要求2所述的水下工作組件， 其中 該支承腳包括承重支承，和 該切削構件形成為環狀，且布置在該承重支承的下側上。
4.根據權利要求1所述的水下工作組件， 其中 鑽探螺旋布置在該支承腳上。
5.根據權利要求1所述的水下工作組件， 其中 該支承腳包括基礎元件和調節元件，其旋轉地牢固可靠地、並且軸向可移位地安裝在該基礎元件上。
6.根據權利要求5所述的水下工作組件， 其中 該基礎元件可旋轉地安裝在該服務平臺上，且包括由該旋轉驅動器的驅動軸杆所驅動的齒輪元件。
7.根據權利要求1所述的水下工作組件， 其中 該支承腳配置為呈管狀，和 該作動缸布置在該支承腳內。
8.根據權利要求1所述的水下工作組件， 其中 在該支承腳的旋轉驅動期間，可以利用該作動缸施加軸向力到該支承腳上。
9.根據權利要求1所述的水下工作組件， 其中 該支承腳由接納套筒所包圍。
10.根據權利要求1所述的水下工作組件， 其中 在該服務平臺上設置一種用於接納和保持住帶有鑽杆的鑽探驅動器的支架。
11.用於將具有服務平臺的水下工作組件錨定到水體的基床中的方法，其中將該服務平臺放下到水中，且利用多個支承腳放置在該湖、海或河流的基床上，其中該支承腳藉助於作動缸而受調節， 其中 藉助於旋轉驅動器而旋轉至少一個支承腳到地面內，且該服務平臺因而錨定到該水體的基床中。
12.根據權利要求11所述的方法， 其中 在藉助於該作動缸旋入期間，施加軸向力到該支承腳上。
13.根據權利要求11所述的方法， 其中 將該支承腳的一種調節元件插入到該水體的基床中直至錨定深度，和 隨後通過藉助於該作動缸來調節該支承腳，將該服務平臺相對於該水體的基床定向。
14.根據權利要求11所述的方法， 其中 從該水體的基床中移開和再次抬升起具有該服務平臺和該支承腳的該水下工作組件。
全文摘要
本發明涉及一種水下工作組件和涉及一種用於錨定水下工作組件到湖、海或河流的基床中的方法。工作組件包括可以放下的服務平臺，和多個支承腳，安裝所述支承腳從而使得它們可以在服務平臺上調節，以用於定位在湖、海或河流的基床上，以及可以藉助於作動缸相對於服務平臺而移入和移出。為了改善錨定，提出至少一個支承腳相對於服務平臺而旋轉地安裝，以及提出面向支承腳設置一種旋轉驅動器，利用旋轉驅動器而旋轉驅動所述支承腳以用於旋擰入湖、海或河流的基床中。
文檔編號E21B7/12GK103015895SQ20121039277
公開日2013年4月3日 申請日期2012年8月23日 優先權日2011年8月23日
發明者S·M·芬肯策勒, U·韋登曼 申請人:包爾機械有限公司