(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記支持レールの第1支持レールは、前記第1ねじりばね対の各ばねの一端を収容する第1開口部を有し、前記支持レールの第2支持レールは、第2ねじりばね対の各ばねの一端を収容する第2開口部を有する、請求項9に記載の足部。
前記支持レールの第1支持レールは、前記第1ねじりばね対の各ばねの一端を収容する第1開口部を有し、前記支持レールの第2支持レールは、第2ねじりばね対の各ばねの一端を収容する第2開口部を有する、請求項15に記載の穿孔装置。
1以上の足部のうちの対応する1つをドリルフレームに取り付けるための1以上の脚部アセンブリを備え、前記各脚部アセンブリは、ドリルフレームに取り付けられた第1端と、足フレームに取り付けられた第2端を有する、請求項12に記載の穿孔装置。
【発明を実施するための形態】
【0007】
図1は、少なくとも1つの例示的な実施形態に係る穿孔装置(又はドリル)100の斜視図を示す。
図2は、少なくとも1つの例示的な実施形態に係る
図1に示す穿孔装置100の側面図を示す。
図3は、少なくとも1つの例示的な実施形態に係る
図1に示す穿孔装置100の正面図を示す。
図4は、少なくとも1つの例示的な実施形態に係る
図1に示す穿孔装置100の平面図を示す。
【0008】
図1から
図4に示すように、穿孔装置(ドリル)100は、ドリルフレーム103を備える。ドリルフレーム103は、表面(例えば、水中の表面)に穿孔するための1以上の穿孔構成要素を備える。少なくとも1つの例示的な実施形態によれば、ドリル100は、後の分析用に土壌サンプルを収集するためにコーン貫入試験(CPT)を実施するように構成されてもよい。したがって、必ずしも明示的に名称が付与されているわけではないが、1以上の穿孔部品には、貫通ロッド、サンプルコレクターなど、一般にCRTの実施に関係する部品が含まれる。ドリル100が水中ドリルである場合、水上船、自律型水中車両(AUV)、及び/又は遠隔操作の水中車両(ROV)に展開できる。
【0009】
図示されるように、ドリル100は、ドリルフレーム103を支持する1以上の脚部105を備える。
図1から
図4は4つの足部105を示しているが、設計の好みに応じてより少ない又はより多い足部を含めることができる。1以上の足部105の構成要素は、
図6から
図13Eを参照して以下に、より詳細に説明する。
【0010】
ドリル100は、1以上の足部105のうち、対応する1つをドリルフレーム103に取り付けるための1以上の脚部アセンブリ110を備えてもよい。各脚部アセンブリ110は、ドリルフレーム103に取り付けられる少なくとも第1端と、足部105の足フレームに取り付けられる少なくとも第2端とを有する。
図1から
図4は、脚部アセンブリ110がドリルフレーム103に取り付けられた2つの部分を有する例示的な実施形態を示す。脚部アセンブリ110の一部は、上部ブラケットアセンブリ115でドリルフレーム103に連結され、他の部分は、下部ブラケットアセンブリ130でドリルフレーム103に連結される。ここで、上部ブラケットアセンブリ115及び下部ブラケットアセンブリ130は、ドリルフレーム103の主要な支持体として機能する。
【0011】
少なくとも1つの例示的な実施形態によれば、各脚部アセンブリ110は、表面上でドリル100を水平にするために、1以上の足部105を昇降させる液圧要素140を備える。図示されるように、油圧要素140は、脚部アセンブリ110の中央部で、ドリルフレーム103に取り付けられている。少なくとも1つの例示的な実施形態によれば、油圧要素140は、足部105の中心から位置がずれている。ドリルフレーム103及びこれに対応する足部フレームへの脚部アセンブリ110の取付は、
図5及び
図6に、より詳細に示されている。また、各脚部アセンブリ110は、上部ブラケットアセンブリ115に取り付ける(例えば、ボールとこれに関係するジョイントを有する)ボールジョイントアセンブリ135を備えてもよい。
【0012】
ドリル100は、保護バンパー125をさらに備えてもよい。保護バンパー125は、ドリル100が輸送又は保管される際の保護に有効である。バンパー125は、輸送又は保管中の脚部アセンブリ110の支持部としても機能する。
【0013】
図5は、少なくとも1つの例示的な実施形態に係る
図1の穿孔装置の足部及び脚部の拡大図を示す。
図6は、少なくとも1つの例示的な実施形態に係る
図5に示す足部の拡大図を示す。
【0014】
図5及び
図6は、脚部アセンブリ110のドリルフレーム103と、これに対応する足部105の足フレームとの取付をより詳細に示している。例えば、
図6に、脚部アセンブリ110を下部ブラケットアセンブリ130と足部105に取り付けるための取付点600、605、610、615を示す。各取付点600、605、610、615は、接続が必要な要素の一部を貫通し、ストッパーによって所定の位置に保持されるロッドなどと同一又は同様な取付機構を有してもよい。そのような取付機構の例を、
図7から
図11のロッド723及び対応するストッパー725の1組を参照して以下に、より詳細に説明する。すなわち、
図7から
図11を参照して、例示及び説明されたロッド、ストッパー及びブッシュと同様な設計は、取付点600、605、610、615の取付機構に適用してもよい。各取付点600、605、610、615は、旋回可能でもよいし、設計の好みによっては固定してもよい。なお、明示しないが、他の公知の取付機構(スプラインシャフト、コッターピン、スプリットカラーなどを含む接続)が、例示的な実施形態の範囲である。
【0015】
図7は、少なくとも1つの例示的な実施形態に係る
図1から
図6に示す足部105の分解図を示す。
図8は、少なくとも1つの例示的な実施形態に係る
図7に示す足部105の部分拡大図を示す。
図7及び
図8では、図に見えない要素の側面は、図に見える要素の側面と同一である。
【0016】
図7及び
図8に示すように、各足部105は、複数の支持レール700及び複数の交差部材705からなる足フレームを備えてもよい。各支持レール700は互いに平行であり、第1方向に延びている。複数の交差部材705は互いに平行であり、複数の支持レール700と交差する。
図7の例では、複数の支持レールの数は4であり、複数の交差部材の数は7である。但し、設計の好みに応じて、支持レールと交差部材の数は増減できる。
図7の例では、支持レール700は、穿孔装置100の脚アセンブリ110に取り付けられる取付部755/757をそれぞれ有する第1支持レール及び第2支持レールを備える(
図5及び6参照)。取付部755/757は、第1及び第2支持レール700の隆起部に形成される。取付部755/757は、脚部アセンブリ110の締結ピン(又はロッド)を収容するための穴であってもよい。
【0017】
明示されていないが、少なくとも1つの例示的な実施形態では、足部105の長さは約116インチであり、幅は約42インチであり、高さは約15インチである。
【0018】
図示されるように、各支持レール700は複数の穴710を有する。穴710は、同一平面(例えば、水平面)上に整列され、ロッド723を支持するように設計されている。また、支持レール700は、水中環境における腐食を防止又は軽減するために、複数の防食陽極(例えば、亜鉛陽極)727を備えてもよい。
【0019】
足部105は、足フレームに取り付けた複数のルーバーアセンブリを備える。各ルーバーアセンブリは、足部105が表面上にある第1位置で、表面から足部105が離れることを容易にするために第2位置に向かって移動可能なルーバー713を備える(
図13A〜13E参照)。各ルーバーアセンブリは、ルーバー713の第1足部にある1以上の中空接続要素715、ルーバー713を所望の位置(例えば、第1位置)に付勢する1以上のばね要素720/721、ロッド723、及びロッド723を足フレームに固定するための1組のストッパー725を備える。ロッド723は、1以上の中空接続要素715、1以上のばね要素720/721、及び複数の穴710(例えば、支持レール700に沿って互いに整列した穴、
図10は脚部105の組み立てられた拡大上面図を示す。)を貫通する。少なくとも1つの例示的な実施形態によれば、1以上の中空接続要素715の数は3であり、3つの中空接続要素715のそれぞれは、4つの支持レール700のうち、2つの支持レール700のそれぞれの間に位置している。要素715は、設計の好みに応じて変化する。各ルーバー713は、水中環境での腐食を防止又は軽減する1又は複数の防食陽極750(例えば、亜鉛陽極)を備えてもよい。
【0020】
図8に示すように、ロッド723の第1端及び第2端のそれぞれは凹面部724を備える。さらに、1組のストッパー725は、複数の支持レール700の第1外側支持レールに固定され、ロッド723の第1端の凹面部724に配置される第1ストッパーと、複数の支持レール700の第2外側支持レールに固定され、ロッド723の第2端の凹面部724に配置される第2ストッパーとを備える。この設計により、足部105が組み立てられたときに、ロッド723の望ましくない回転及び/又は軸方向の動きが防止される。図示されるように、ストッパー725は、外側支持レール700上の対応する接続穴と係合する2つの留め具(例えば、ボルト、ネジなど)を備える。上記のように、ロッド723を固定するための設計は、
図6に示す取付点の取付機構として使用してもよい。
【0021】
1以上のばね要素は、第1ねじりばね対720と第2ねじりばね対721を備えてもよい。第1ねじりばね対720及び第2ねじりばね対721は逆巻きである。つまり、各対の一方のばねは左巻きのねじりばねであり、各対の他方のばねは右巻きのねじりばねである。なお、ばね要素の数と種類は、設計の好みに応じて異なることがある。
【0022】
図7及び
図8に示すように、複数の支持レール700の第1支持レール(例えば、第1内側レール)は、第1ねじりばね対720の各ばねの一端を収容する第1開口部730と、第2支持レール(例えば、複数の支持レール700の第2内側レール)は、第2ねじりばね対721の各ばねの一端を収容する第2開口部735を備える(
図10及び
図11は、ばねの支持レールへの接続をより詳細に示す。)。
【0023】
図9は、少なくとも1つの例示的な実施形態に係る
図7及び
図8に示すルーバー713の分解図を示す。
【0024】
図9に示すように、ルーバー713は接続要素715に嵌合し、対応するロッド723が貫通可能な複数の(例えば、アルミニウム及び青銅からなる)ブッシュ717を備える。同様に、
図7及び
図8の穴710は両側にブッシュを備えてもよい。接続要素715は、ブッシュ717及び/又はロッド723にグリースを塗布可能にするグリースニップル(例えば、グリース注入用の管継ぎ手)743を収容するための穴737を備える。ルーバー713は、ウォータージェット760を収容するための凹部747を備えてもよい(
図11参照)。
【0025】
図10は、少なくとも1つの例示的な実施形態に係る
図7及び
図8に示す足部105の組立平面図を示す。
図11は、少なくとも1つの例示的な実施形態に係る
図7、
図8及び
図10に示す足部の拡大側面図を示す。
【0026】
図7から
図11では、1以上の中空接続要素715の数は3であり、各中空接続要素715は、4つの支持レール700のうちの2つのそれぞれの間にある。さらに
図10の平面図に示すように、一対のばね要素720の一方は支持レール700の一方の側にあり、他方は他方の側にある。同様に、一対のばね要素721の一方は支持レール700の一方の側にあり、他方は他方の側にある。
【0027】
図11に示すように、ねじりばね720/721の一端部733は、支持レール700の開口部730/735内にある。ばね720/721の他端部734は、ルーバー713の下方に位置するように設計されている。各ルーバー713は、閉じた状態(又は第1位置)に保持する2つのねじりばね対を有する。ねじりばね720/721は脚部105の形状と荷重要件に適合するように設計され、ルーバー713を自重で閉じたままにし、下向きの荷重(吸引負荷や泥の重量など)が発生したときに約90度まで開くことができるようにする。すなわち、端部733は、支持レール700に固定されて通常の条件下でルーバー713を閉じたままとし、端部734を固定せず、ルーバー713が端部734の方向に力を受けると、(例えば、軟弱な表面からの足部105を離脱させるために)約90°の角度まで開く。言い換えれば、ルーバー713は、突合せヒンジと同様に動作する。
【0028】
図11はさらに、ウォータージェット760の経路で必要な場合に破片をほぐすための水ジェット760を示す。
【0029】
図11は、さらに未使用の穴710aを示す。これら未使用の穴710aにより、ルーバーアセンブリを分解し、逆方向に組み立てることができる。これは、ドリル100が急傾斜の海底に着地するときに有用である。この場合、予期せずにルーバー713が開かないように、ルーバー713の方向が潜在的なドリルスリップの方向と一致するように、ドリル100の後脚を構成することができる。
図11から、ルーバー713の平坦部は交差部材705の底部に裁置されている。
【0030】
図12Aから12Gは、少なくとも1つの例示的な実施形態について、表面から
図1−11の足部105がどのように離間するのかについての様々な段階を示す。
【0031】
図12Aは、(例えば、ドリル100に取り付けたアンビリカルによって付与される)持ち上げ力の適用開始に対応する第1位置にある第1段階の足部105を示す。ここで、ルーバー713は、ドリル100の重量で表面1200に沈められた状態を維持する。少なくとも1つの例示的な実施形態では、足部105が表面に沈められる深さは、約2インチから約5インチの範囲である。しかしながら、例示的な実施形態はそれに限定されず、深さは設計の好みに応じて相違する。ここで、ルーバー713は第1位置(又は閉位置)にあると言ってもよい。
【0032】
図12Bは、吸引力の結果としてルーバー713がヒンジで第2位置に向かって開き始めるリフトオフの第2段階における足部105を示す。第2位置に向かって移動することにより、表面1200からの足部105の離間が支援される。
【0033】
図12Cは、足フレームが表面1200から離間するが、ルーバー713はまだ沈んでおり、第2位置(又は開放位置)に向かって移動する結果、表面1200から滑り出し始める、リフトオフの第3段階における足部105を示す。ここで、ルーバー713が表面1200から滑り出ることができる点までルーバー713を開くことができるように、ねじりばね720/721が付勢される。
【0034】
図12Dは、ルーバー713が表面1200からほぼ離間するリフトオフ第4段階における足部105を示す。ルーバー713は、第2位置近傍又は第2位置にあると言える。第2位置は、90度又はほぼ90度などの所望の角度で開放するルーバー713に対応していてもよい。
【0035】
図12Eは、ルーバー713が表面1200から完全に離間するリフトオフの第5段階における足部105を示す。
【0036】
図12Fは、ルーバー713が第1位置(又は閉鎖位置)に戻っているリフトオフの第6段階における足部105を示す。水の存在により、閉鎖速度が減衰し、交差部材705の底部におけるルーバー713の影響が低減する。
【0037】
図12Gは、ねじりばね720/721がルーバー713を第1位置に引き戻した結果、ルーバー713が
図12Aに示す第1位置に戻ったリフトオフの第7段階における足部105を示す。ドリル100は水中環境から完全に移動してもよい。
【0038】
前述のように、実施形態例は、穿孔装置(例えば、水中穿孔装置)及び穿孔装置の足部を提供し、安全な動作及び表面、例えば軟弱な水中環境からの穿孔装置の容易な回収を可能にする。
【0039】
少なくとも1つの例示的な実施形態は穿孔装置の足部を提供する。足部は、足フレームと、足フレームに取り付けた複数のルーバーアセンブリとを備える。各ルーバーアセンブリは、足部が表面上にあるときに第1位置にあり、表面からの足の離間を容易にするために第2位置に向かって移動可能なルーバーを備える。
【0040】
少なくとも1つの例示的な実施形態によれば、足フレームは、互いに平行であり、第1方向に延びる複数の支持レールを備える。複数の支持レールのそれぞれは複数の穴を備える。足フレームは互いに平行であり、複数の支持レールと交差する複数の交差部材を備える。
【0041】
少なくとも1つの例示的な実施形態によれば、複数の支持レールのうちの第1支持レール及び第2支持レールはそれぞれ、穿孔装置の脚部アセンブリに取り付けるための取付部を備える。
【0042】
少なくとも1つの例示的な実施形態によれば、取付部は第1及び第2支持レールの隆起部を備える。各隆起部は脚部アセンブリの締結ピンを収容する穴を有する。
【0043】
少なくとも1つの例示的な実施形態によれば、各ルーバーアセンブリは、ルーバーの片側に1以上の中空接続要素と、ルーバーを第1位置に付勢する1以上のばね要素と、1以上の中空接続要素を貫通するロッドと、1以上のばね要素と、複数の穴のサブセットと、ロッドを足フレームに固定するストッパーのセットとを備える。
【0044】
少なくとも1つの例示的な実施形態によれば、ロッドの第1端及び第2端は凹面部分をそれぞれ備える。ストッパーのセットは、複数の支持レールの第1外側支持レールに固定され、ロッドの第1端の凹面部に裁置される第1ストッパーと、複数の第2外側支持レールに固定される第2ストッパーとを備え、支持レールとロッドの第2端の凹面部に裁置される。
【0045】
少なくとも1つの例示的な実施形態によれば、複数の支持レールの数は4であり、1以上の中空接続要素の数は3であり、3つの中空接続要素のそれぞれは4つの支持レールのうちの各2つの間にある。
【0046】
少なくとも1つの例示的な実施形態によれば、1以上のばね要素は、第1ねじりばね対と第2ねじりばね対を備える。
【0047】
少なくとも1つの例示的な実施形態によれば、第1ねじりばね対は逆巻であり、第2ねじりばね対も逆巻きである。
【0048】
少なくとも1つの例示的な実施形態によれば、複数の支持レールの第1支持レールは、第1ねじりばね対の各ばねの一端を収容する第1開口部を有し、複数の支持レールの第2支持レールは、第2ねじりばね対の各ばねの一端を収容する第2開口部を有する。
【0049】
少なくとも1つの例示的な実施形態は穿孔装置を提供する。穿孔装置は、表面を穿孔するための1以上の穿孔構成要素を有するドリルフレームと、ドリルフレームに取り付けられ、表面に接触してドリルフレームを支持する1以上の足部とを備える。1以上の足部のそれぞれは、足フレームと、足フレームに取り付けた複数のルーバーアセンブリとを備える。各ルーバーアセンブリは、1以上の足部が表面上にあるときに第1位置にあり、表面からの1以上の足部の離間を促進するために第2位置に向かって移動可能なルーバーを備える。
【0050】
少なくとも1つの例示的な実施形態によれば、足フレームは、互いに平行で第1方向に延びる複数の支持レールを備え、複数の支持レールのそれぞれは第1平面に複数の穴を有する。少なくとも1つの例示的な実施形態によれば、足フレームは互いに平行であり、複数の支持レールと交差する複数の交差部材を備える。
【0051】
少なくとも1つの例示的な実施形態によれば、各ルーバーアセンブリは、ルーバーの一方の側に1以上の中空接続要素、ルーバーを第1位置に付勢する1以上のばね要素、1以上の中空接続を貫通するロッド、1以上のばね要素、複数の穴のサブセット、及びロッドを足フレームに固定するために、複数の支持レールの外側に固定するストッパーのセットを備える。
【0052】
少なくとも1つの例示的な実施形態によれば、ロッドの第1端及び第2端のそれぞれは凹面部を備え、ストッパーのセットは、複数の支持レールの第1外側支持レールに固定され、ロッドの第1端の凹面部に裁置される第1ストッパーと、複数の支持レールの第2外側支持レールに固定され、ロッドの第2端の凹面部に裁置される第2ストッパーとを備える。
【0053】
少なくとも1つの例示的な実施形態によれば、1以上のばね要素は、第1ねじりばね対と第2ねじりばね対とを備える。
【0054】
少なくとも1つの例示的な実施形態によれば、第1ねじりばね対及び第2ねじりばね対は逆巻きである。
【0055】
少なくとも1つの例示的な実施形態によれば、複数の支持レールの第1支持レールは、第1ねじりばね対の各ばねの一端を収容する第1開口部を備え、複数の支持レールの第2支持レールは、 第2ねじりばね対の各ばねの一端を収容する第2開口部を備える。
【0056】
少なくとも1つの例示的な実施形態によれば、穿孔装置は、1以上の足部の対応する1つをドリルフレームに取り付けるための1以上の脚部アセンブリをさらに備え、各脚部アセンブリは、ドリルフレームに取り付けられる第1端と、足フレームに取り付けられる第2端とを備える。
【0057】
少なくとも1つの例示的な実施形態によれば、複数の支持レールのうちの少なくとも1つは、対応する脚部アセンブリの第2端に取り付ける取付部を備える。
【0058】
少なくとも1つの例示的な実施形態によれば、各脚部アセンブリは、穿孔装置を表面上で水平にするために、1以上の足部を昇降する油圧要素を備える。
【0059】
実施形態は十分に理解するために詳細に説明した。しかしながら、本技術分野の当業者であれば、詳細な説明以外であっても実施可能であることが理解できる。他の例では、実施形態を不明瞭にしないように、周知の回路、プロセス、アルゴリズム、構造、および技術を不必要な詳細なしに示すことができる。
【0060】
本開示の例示的な実施形態を本明細書で詳細に説明したが、本発明の概念は、他の方法でさまざまに具現化及び採用され、添付の特許請求の範囲は、以下によって制限される場合を除き、そのような変形を含むと解釈される。
【0061】
「少なくとも1つ」、「1以上」、「又は」、及び「及び/又は」は、動作において連言的かつ選言的であるオープンエンドの表現である。例えば、「A、B及びCの少なくとも1つ」、「A、B又はCの少なくとも1つ」、「A、B及びCの1以上」、「A、B又はC」、「A、B及び/又はC」、及び「A、B又はC」は、A単独、B単独、C単独、AとB、AとC、BとC、又はAとBとCを意味する。
【0062】
用語「備える」及び「有する」は、相互に交換して使用できる。本明細書で使用される「自動」という用語及びその変形は、プロセス又は操作が実行されるときに通常は連続的又は半連続的であり、人間の実質的な入力なしで行われる任意のプロセス又は操作を指す。但し、プロセス又は操作を実行する前に入力を受け取った場合、プロセス又は操作の実行で重要な入力又は重要でない入力が使用されていても、プロセス又は操作を自動にすることができる。そのような入力がプロセス又は操作の実行方法に影響を与える場合、人間の入力は重要であると見なされる。プロセス又は操作の実行に同意する人間の入力は、「重要」とはみなさない。