特開 2024-55790 水中掘削装置および水中でケーシングされた掘削孔を形成する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024055790

(43)【公開日】2024-04-18

(54)【発明の名称】水中掘削装置および水中でケーシングされた掘削孔を形成する方法

(51)【国際特許分類】

   E21B 7/00 20060101AFI20240411BHJP

【ＦＩ】

E21B7/00 Z

【審査請求】有

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023164920

(22)【出願日】2023-09-27

(31)【優先権主張番号】22200104

(32)【優先日】2022-10-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(71)【出願人】

【識別番号】502407107

【氏名又は名称】バウアー マシーネン ゲーエムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】フィンケンツェラー シュテファン

(72)【発明者】

【氏名】クリッペンシュタイン ユルゲン

【テーマコード（参考）】

2D129

【Ｆターム（参考）】

2D129AA01

2D129EA11

(57)【要約】

【課題】水中で特に効率的にケーシングされた掘削孔を形成することができる掘削装置を提供する。
【解決手段】本発明は、水域底に設置するように構成された下降可能なプラットフォームと、プラットフォーム上に軸方向に変位可能かつ回転可能に取り付けられた少なくとも１本の支持管と、プラットフォーム上に配置され、かつ、支持管を回転駆動するように構成されて水域底の中に支持管を回転導入する、少なくとも１つの管状駆動部と、支持管内に配置された孔内掘削リグであって、リグベース本体と、孔内掘削リグを支持管内に締めて固定するための少なくとも１つのクランプデバイスと、リグベース本体に軸方向に変位可能かつ回転可能に取り付けられ、ドリル駆動部によって回転駆動可能なドリルヘッドと、を備える孔内掘削リグと、を備える水中掘削装置に関する。本発明によれば、支持管が回転駆動されると、孔内掘削リグが支持管内に配置され、軸方向にクランプされる。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

水中でケーシングされた掘削孔を形成するための水中掘削装置であって、
水域底に設置するように構成された下降可能なプラットフォームと、
前記プラットフォーム上に軸方向に変位可能かつ回転可能に取り付けられた少なくとも１本の支持管と、
前記プラットフォーム上に配置され、前記水域底の中に前記支持管を回転導入するために、前記支持管を回転駆動するように構成された少なくとも１つの管状駆動部と、
前記支持管内に配置された少なくとも１つの孔内掘削リグであって、
リグベース本体と、
前記孔内掘削リグを前記支持管内に締めて固定するための少なくとも１つのクランプデバイスと、
前記リグベース本体のドリル駆動部と、
前記リグベース本体に軸方向に変位可能かつ回転可能に取り付けられ、前記ドリル駆動部によって回転駆動可能なドリルヘッドと、を備える孔内掘削リグと、を備え、
前記支持管を回転駆動する際、前記孔内掘削リグは前記支持管内に配置され、前記支持管に対して軸方向にクランプされることを特徴とする、水中掘削装置。

【請求項2】

前記プラットフォームで前記管状駆動部を形成するために、前記支持管をその外周側でクランプするためのコレットデバイスが、回転可能または回動可能かつ軸方向に移動可能に配置され、前記管状駆動部のトルクを前記支持管に伝達することができることを特徴とする、請求項１に記載の水中掘削装置。

【請求項3】

前記管状駆動部は、前記支持管に継続的な回転運動を伝達するように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の水中掘削装置。

【請求項4】

前記管状駆動部は、前記支持管に揺動回転運動を伝達するように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の水中掘削装置。

【請求項5】

前記孔内掘削リグは、前記ドリルヘッドが前記リグベース本体に対して軸方向に変位可能な軸方向供給デバイスを備えることを特徴とする、請求項１に記載の水中掘削装置。

【請求項6】

前記供給デバイスは、少なくとも１つの油圧供給シリンダを備えることを特徴とする、請求項５に記載の水中掘削装置。

【請求項7】

少なくとも１つの供給ラインが、前記リグベース本体の上部で前記孔内掘削リグに連結されていることを特徴とする、請求項１に記載の水中掘削装置。

【請求項8】

２つ以上の支持管が、回転可能かつ軸方向に変位可能に前記プラットフォーム上に取り付けられていることを特徴とする、請求項１に記載の水中掘削装置。

【請求項9】

少なくとも１つの上部クランプデバイスが前記リグベース本体上に配置され、少なくとも１つの下部クランプデバイスが前記ドリルヘッドに配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の水中掘削装置。

【請求項10】

前記支持管が回転駆動されると、前記ドリルヘッドの前記少なくとも１つの下部クランプデバイスが半径方向に伸長し、前記ドリルヘッドが前記支持管にクランプされ、前記リグベース本体上の前記少なくとも１つの下部クランプデバイスが半径方向に後退し、前記支持管から解放されることを特徴とする、請求項９に記載の水中掘削装置。

【請求項11】

前記水域底の前記プラットフォームは、少なくとも１つの主要供給ラインを介して水上供給ユニットに連結された供給装置を備え、
前記少なくとも１つの管状駆動部と前記少なくとも１つの孔内掘削リグは、特に供給ラインを介して、エネルギー供給のために前記プラットフォームの前記供給デバイスに連結されていることを特徴とする、請求項１に記載の水中掘削装置。

【請求項12】

請求項１に記載の水中掘削装置を用いて水中にケーシングされた掘削孔を形成する方法であって、
少なくとも１本の支持管が前記水中掘削装置のプラットフォーム上に配置されており、
少なくとも１つの孔内掘削リグが前記少なくとも１本の支持管内に配置されており、
前記プラットフォームが水域底に下降され、
前記少なくとも１本の支持管が、前記プラットフォームで管状駆動部を介して回転駆動され、前記水域底を掘り下げ、
前記支持管の掘削の前および／または後に、前記支持管が前記プラットフォーム上に回転固定方式で保持されている間に、前記支持管内に配置された前記孔内掘削リグの前記ドリルヘッドが回転駆動され、前記掘削孔を形成するために前記水域底を掘り下げ、
前記支持管が回転駆動されると、前記孔内掘削リグは前記支持管内に留まり、軸方向にクランプされることを特徴とする、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、請求項１に記載の、下降可能なプラットフォームを用いて水中でケーシングされた掘削孔を形成するための水中掘削装置に関する。

【0002】

本発明はさらに、請求項１２に記載の、このような水中掘削装置を用いて水中にケーシングされた掘削孔を形成するための方法に関する。

【背景技術】

【0003】

特許文献１は、水中の構造物の基礎を製造するための掘削装置と方法を開示している。誘導装置は水底に設置される。誘導装置には支持管が配置されている。支持管に挿入された掘削リグによって、支持管を下降させる掘削孔が掘り下げられる。孔内掘削リグを取り外した後は、基礎要素を支持管に挿入することができる。その後、支持管が引っ張られ、孔壁と挿入された基礎要素との間の中間空間が充填される。

【0004】

特許文献２は、水中基礎を作るための装置と方法を開示している。この場合、支持管も地中に挿入され、その中に孔内掘削リグが配置される。孔内掘削リグは土壌物質を除去し、周囲の支持管を軸方向に沿って押し込むことができる。

【0005】

水中の構造物の基礎を製造するための別の公知の装置と方法は、特許文献３に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】欧州特許第２ ９３０ ２７５号明細書

【特許文献2】欧州特許第２ ６１５ ２３９号明細書

【特許文献3】欧州特許出願公開第３ ３３３ ３２４号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、水中で特に効率的にケーシングされた掘削孔を形成することができる掘削装置および方法を特定する目的に基づいている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明によれば、その目的は、一方では請求項１の特徴を有する水中掘削装置によって達成され、他方では請求項１２の特徴を有する方法によって達成される。本発明の好ましい実施形態は、独立項に規定されている。

【0009】

水中にケーシングされた掘削孔を形成するための、本発明による水中掘削装置は、水域底に設置するように構成された下降可能なプラットフォームと、プラットフォーム上に軸方向に変位可能かつ回転可能に取り付けられた少なくとも１本の支持管と、プラットフォーム上に配置され、かつ、支持管を回転駆動するように構成され、支持管を水域底に回転導入する、少なくとも１つの管状駆動部と、支持管内に配置された少なくとも１つの孔内掘削リグとを備え、孔内掘削リグは、
リグベース本体と、
孔内掘削リグを支持管に締めて固定するための少なくとも１つのクランプデバイスと、
リグベース本体に取り付けられたドリル駆動部と、
リグベース本体に軸方向に変位可能かつ回転可能に取り付けられ、ドリル駆動部によって回転駆動可能なドリルヘッドであって、支持管を回転駆動する際、孔内掘削リグは支持管内に配置され、支持管に軸方向にクランプされる、ドリルヘッドと、
を備える。

【0010】

本発明の第１の態様は、水中掘削装置において、支持管を回転駆動するために、下降可能なプラットフォーム上に少なくとも１つの管状駆動部を設けることであり、管状駆動部は、支持管を水域底に回転導入するように構成される。

【0011】

さらなる態様によれば、管状駆動部を有する水中掘削装置は、支持管内に配置された孔内掘削リグが、支持管を回転駆動する際に支持管にクランプされ、回転する支持管とともに回転するように構成される。これにより、支持管と掘削リグの効率的なステップ・バイ・ステップ掘削が可能になる。現場の土壌の種類に応じて、掘削リグの支持管またはドリルヘッドのどちらかが前進することができる。ドリルヘッドが回転駆動している間、掘削リグは静止した支持管にクランプできる。掘削リグのドリルヘッドによる掘削ステップの後、さらなる前進ステップによって支持管を地中に回転導入することができ、その際、孔内掘削リグは支持管に回転固定方式で連結されたままとなる。支持管が回転駆動されると、ドリルヘッドはリグベース本体に対して静止したままとなる。あるいは、ドリルヘッドを支持管と同時に、同じ回転方向または反対方向に回転駆動することもできる。

【0012】

原理的には、下降可能なプラットフォームの管状駆動部は、任意の適切な方法で支持管を回転駆動するように構成することができる。本発明の好ましい実施形態は、プラットフォーム上に管状駆動部を形成するために、支持管をクランプするためのコレットデバイスが、回転可能または揺動可能かつ軸方向に移動可能であるようにその外周側に配置され、管状駆動部のトルクが支持管に伝達され得ることである。

【0013】

管状駆動部は、ケーシング装置と同様に構成することができ、この場合、外周側での支持管の解放可能な把持は、コレットによって達成することができる。好ましくは、油圧シリンダにより、管長手方向軸を中心にコレットを回転させることができる。

【0014】

本発明の一変形例によれば、管状駆動部が支持管に継続的な回転運動を伝達するように構成されていることが特に有利である。これにより、継続的な回転駆動を提供することができる。さらに、２つ以上のコレットを設けることができ、各コレットは回転シリンダを有し、コレットを有する各配置は、所定の角度範囲を通して特定のひねりを実行する。少なくとも２つのこのような配置による協調的で連続的なねじりによって、支持管の継続的または準継続的な回転を達成することができる。

【0015】

代替的または付加的に、本発明のさらなる発展形態によれば、管状駆動部が、揺動回転運動を支持管に伝達するように構成されている。この揺動運動または段階的回転運動は、特に単一のコレットデバイスを配置することによって達成することができる。

【0016】

孔内掘削リグは、吊り索を介して支持管に吊り下げられ、孔内掘削リグの自重のみによって送り力を生じることができる。本発明の有利な実施形態によれば、孔内掘削リグは、ドリルヘッドがリグベース本体に対して軸方向に変位可能な軸方向供給デバイスを備えることが好ましい。リグベース本体は、支持管の内壁に、好ましくは半径方向に伸長可能な油圧クランプシリンダによって、回転固定方式で固定可能なフレーム構造体を備えていてもよい。供給デバイスは、軸方向に並んだ１つ以上の油圧作動シリンダを備えていてもよい。これにより、回転駆動されるドリルヘッドをリグベース本体に対して軸方向に変位させることができる。好ましくは１つ以上の油圧回転モータを備えてもよいドリル駆動部は、ベース本体に軸方向に固定されて設けられていてもよく、ドリル駆動軸は、対応するスプラインの歯状構造または別の適切な構成によって軸方向に伸縮可能である。これにより、ドリル駆動部から軸方向に変位可能なドリルヘッドへのトルク伝達を達成することができる。

【0017】

原理的には、供給デバイスは適切であればいかなる構成でもよい。本発明の１つの変形例によれば、供給デバイスが少なくとも１つの油圧供給シリンダを備えることが特に有利である。供給シリンダは、単動または複動の作動シリンダであり得る。

【0018】

本発明のさらなる発展形態によれば、２つ以上の支持管がプラットフォーム上に回転可能かつ軸方向に変位可能に取り付けられていることが、ケーシングされた掘削孔の効率的な下降に有利である。プラットフォームは、水域底に支持管を所定の配置にするためのテンプレートとして構成してもよい。原則として、各支持管に専用の孔内掘削リグを配置することができる。あるいは、単一の孔内掘削リグを設けてもよく、その単一の孔内掘削リグは、最初に第１の支持管に挿入され、第１の掘削孔を形成する。第１の掘削孔が形成された後、孔内掘削リグを解放して第１の支持管から後退させ、第２の支持管に挿入して第２のケーシングされた掘削孔を形成してもよい。これを、存在する支持管の本数に応じて繰り返せばよい。管状駆動部は、好ましくは、設けられる支持管の数に応じてプラットフォーム上に配置される。

【0019】

掘削作業中、孔内掘削リグは、１本以上のライン、特にいわゆる供給パイプラインを介して、水域表面の供給ユニット、特に供給船に連結される。１本以上のラインを通じて、エネルギー、特に電気エネルギーおよび／または油圧エネルギーが伝達される。孔内掘削リグが内部に固定された支持管を回転させる際には、１本以上のラインにねじれが生じないようにしなければならない。この目的のために、少なくとも１本のラインは、対応する回転結合器によって、孔内掘削リグの上部領域で孔内掘削リグに連結されてもよい。特に、いわゆる回転ユニオンを作動油の通路として設けてもよい。

【0020】

少なくとも１つのラインのねじれを回避するための本発明の簡略化された実施形態は、少なくとも１つの上部クランプデバイスがリグベース本体に配置され、少なくとも１つの下部クランプデバイスがドリルヘッドに配置されることである。これにより、ドリルヘッドおよび／またはリグベース本体の交互の支持を行うことができる。

【0021】

特に、本発明の一変形例によれば、支持管が回転駆動されると、ドリルヘッド上の少なくとも１つの下部クランプデバイスが半径方向に伸長してドリルヘッドが支持管にクランプされ、リグベース本体上の少なくとも１つの上部クランプデバイスが半径方向に後退して支持管から解放される。この状態では、回転駆動部をドリルヘッドから切り離してもよいし、自走を選択してもよい。この配置では、支持管が回転駆動されると、ドリルヘッドは一緒に回転することができるが、リグベース本体は、ドリル駆動部の自走を選択しているために回転運動に追従しない。このようにして、ラインが連結されたリグベース本体を静止させることができるが、ドリルヘッドは回転駆動支持管とともに回転する。この配置により、ライン上に特別なライン結合器や回転ユニオンを設けることなく、少なくとも１本の連結されたラインのねじれを回避することができる。あるいは、リグベース本体を支持管にクランプ固定し、孔内掘削リグを支持管とともに回転させることもできる。

【0022】

支持管を円周方向に回転させるのではなく、揺動式に回転させる場合は、特別なライン結合器や回転ユニオンを省略することもできる。

【0023】

本発明のさらに好ましい変形例としては、水域底にあるプラットフォームが、少なくとも１本の主要供給ラインを介して水上供給ユニットに連結された供給デバイスを備え、少なくとも１つの管状駆動部および少なくとも１つの孔内掘削リグが、特に供給ラインを介して、エネルギー供給のためにプラットフォームの供給デバイスに連結されている。プラットフォームの供給デバイスは、好ましくは、ある程度のエネルギー、例えば、備え付けの充電式バッテリーによる電気エネルギーや、対応する蓄圧器による油圧エネルギーなどを蓄えることができる。こうして、プラットフォームは、一定期間、自給自足で運転することができるようになる。これは、例えば、荒天時やそれに伴う主要供給ラインの切断時に必要となる場合がある。プラットフォームの供給デバイスは、好ましくは解放可能な主要供給ラインを介して水上供給ユニットに連結されている。水上供給ユニットは、特に船舶でもよい。

【0024】

本発明はさらに、本発明による水中掘削装置を備える、水中でケーシングされた掘削孔を形成する方法であって、少なくとも１本の支持管が水中掘削装置のプラットフォーム上に配置されており、少なくとも１本の支持管が配置される少なくとも１つの孔内掘削リグと、プラットフォームが水域底に降下され、少なくとも１本の支持管が、プラットフォームで管状駆動部を介して回転駆動されて水域底を掘り下げ、支持管の掘削の前および／または後に、支持管がプラットフォーム上に回転固定方式で保持されている間に、支持管内に配置された孔内掘削リグのドリルヘッドが回転駆動され、水域底を掘り下げて、掘削孔を形成し、支持管が回転駆動されると、孔内掘削リグは支持管内に留まり、軸方向にクランプされる。

【0025】

この方法は、特に上述した本発明による水中掘削装置を用いて実施することができる。この文脈で述べた利点が実現できる。本発明による方法は、請求項１に規定された方法ステップを含むが、方法ステップの特定の順序に限定されるものではない。個々の方法ステップは、別の方法ステップの前または後に実施することもできる。

【0026】

本発明を、添付図面に概略的に示す好ましい例示的実施形態を参照して以下にさらに説明する。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】ドリルヘッドが後退した状態の、本発明による孔内掘削リグを示す透視図である。

【図2】図１の状態の孔内掘削リグを示す側面図である。

【図3】ドリルヘッドを伸長した状態の図１および図２の孔内掘削リグを示す透視図である。

【図4】図３の状態の孔内掘削リグを示す側面図である。

【図5】本発明による水中掘削装置を形成するためのプラットフォームを示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

図１～図４には、本発明による水中掘削装置１００を形成するための孔内掘削リグ１０の例示的な実施形態が示されている。孔内掘削リグ１０は、第１の環状フレーム部分１４からなるフレーム状のリグベース本体１２を備える。この板状の第１のフレーム部分１４の上側には、ドリル駆動部４０が配置されており、ドリル駆動部４０は、図示された例示的な実施形態では、孔内掘削リグ１０の長手方向軸または掘削軸の周りに均一に分布するように配置された３つの油圧回転駆動部４２によって形成されている。

【0029】

クランプデバイス５０は、第１のフレーム部分１４の下側に取り付けられており、第１のフレーム部分１４は、孔内掘削リグ１０を支持管および／または掘削孔の壁面に対して半径方向に締めて固定するように構成されている。図示された例示的な実施形態では、環状クランプデバイス５０は、６つの非可視で半径方向に向けられたクランプシリンダを備え、その外周側にプランジャー状のクランププレート５２が取り付けられている。クランププレート５２を有するクランプシリンダは、孔内掘削リグ１０の長手方向軸または掘削軸の周りに均一に分布している。

【0030】

フレーム１２の上端には上部フレーム部分１５が配置されている。上部フレーム部分１５とその下方の第１のフレーム部分１４との間には、板状のリング様中間部分１６が配置され、この中間部分１６は、一方では垂直方向に向けられた連結支柱１８を介して第１のフレーム部分１４に連結され、他方では上方に向かって上部フレーム部分１５に連結されている。

【0031】

上部フレーム部分１５の上側には、孔内掘削リグ１０のケーブル吊り下げ用の連結デバイス２８が中央に配置され、その側方には２つのライン供給装置２９が配置されている。ライン供給装置２９は、一方では油圧ホースラインを供給し、他方では掘削スラリー排出ラインを供給および保持する機能を有する。

【0032】

エアリフト法のための圧縮空気、並びに電力、データライン、さらには供給ライン用の供給装置を設けてもよい。

【0033】

制御部品１９は、板状の中間部分１６に配置してもよい。全体として、リグベース本体１２の上部領域は、第１のフレーム部分１４、上部フレーム部分１５、および中間部分１６を有するモジュール構造を有していてもよく、これにより、孔内掘削リグ１０は、異なる掘削孔サイズおよび適用領域に簡単な方法で適合させることができる。

【0034】

第１のフレーム部分１４上のクランプデバイス５０の下方には、油圧供給シリンダ７２を備えた供給デバイス７０が配置されている。供給シリンダ７２は、それらのシリンダハウジングとともに第１のフレーム部分１４に固定されている。他方では、伸長可能なシリンダピストンによって、供給シリンダ７２は、環状の板様の第２のフレーム部分２０にヒンジ止めされている。環状の第２のフレーム部分２０は、管状軸受けスリーブ２４の外面に固定され、その中に、図３および図４では部分的にしか見えない管状ドリルストリング３８が、回転可能であるが軸方向には固定されるように取り付けられている。ドリルヘッド３０はドリルストリング３８の下端に固定されている。ドリルヘッド３０は、中央パイロットチップ３２と、半径方向を向いた除去要素３４とを備え、除去要素３４は、土壌物質を除去するように構成されている。第２のフレーム部分２０は、第１のフレーム部分１４に対して軸方向に調節可能に取り付けられている。

【0035】

管状ドリルストリング３８の上端領域では、ドリル駆動部４０の駆動軸４４が管状ドリルストリング３８内に延びている。駆動軸４４は、外側の軸方向に延びる駆動ストリップ４６を備え、駆動ストリップ４６は、トルク伝達のために管状ドリルストリング３８の内側にある対応する内側の駆動ストリップと協働する。駆動軸４４を介して、ドリルストリング３８はドリルヘッド３０とともに回転駆動され、これにより、ドリルヘッド３０が土壌物質を除去することができる。

【0036】

図１および図２において、孔内掘削リグ１０は、ドリルヘッド３０が軸方向に後退した状態で示されている。この状態で、孔内掘削リグ１０は、支持管に対するクランププレート５２の半径方向の伸長によって、クランプデバイス５０を介して掘削孔内に固定することができる。その後、ドリルヘッド３０が回転している状態で、供給デバイス７０を作動させることができ、その際、供給シリンダ７２が下方に延びる。これにより、軸受けスリーブ２４およびその上に取り付けられたドリルヘッド３０を有する第２のフレーム部分２０を下方に移動させて、掘削中に対応して前進させることができる。あるいは、ドリルヘッド３０および／または孔内掘削リグは、支持管８が回されたときに、所定の位置にて支持、または固定されてもよい。

【0037】

供給デバイス７０の供給シリンダ７２の最大伸長長さに達すると、図３および図４に示すように、クランププレート５２を後退させることにより、クランプデバイス５０による支持を解除することができる。リグベース本体１２の上部領域は、供給シリンダ７２を後退させ、図１および図２による軸方向に後退した状態に再び達するまで、連結デバイス２８に固定された吊り索を弛ませることによって、下方に沿って誘導することができる。さて、リグベース本体１２がクランプデバイス５０によって再びクランプされた後、さらなる掘削ステップを実施することができる。あるいは、クランププレート５２は半径方向に延び、支持管８に固定されたままでもよい。こうして、支持管８を地面に向けて回転させ、それに沿って誘導することができる。供給シリンダ７２は、このプロセスの間、後退させてもよい。

【0038】

掘削中に生成された土壌物質は、中空ドリルストリング３８、中空駆動軸４４を介して、搬送デバイス３５としての吸引ポンプ３６によってフレーム１２から排出され、部分的に図示された搬送ライン３７を介して掘削孔の外部に搬送される。軸受スリーブ２４を有する第２のフレーム部分２０は、第３のフレーム部分２７を備えていてもよく、この第３のフレーム部分２７は、第１のフレーム部分１４に固定的に取り付けられて下方に向けられたリニアガイド２６を介して直線的に変位可能に取り付けられる。ガイド２６は、円周方向のねじり力を吸収するので、供給シリンダ７２が横方向の力から解放される。

【0039】

図５に示すように、本発明による水中掘削装置１００は、作業ステージ８２を有する下降可能なプラットフォーム８０を備え、このプラットフォーム８０は、一部のみ示すケーブル配列９７から吊り下げられており、調節可能な脚部８８を有するこのケーブル配列９７を介して水域底５上に下降して設置することができる。

【0040】

図５に示すように、作業ステージ８２上には、孔内掘削リグ１０が挿入された複数の支持管８が配置されてもよく、そのうちの２つの孔内掘削リグ１０が図５の側面図に見える。幾何学的な長方形として構成される作業ステージ８２の隅に４つの孔内掘削リグ１０を配置してもよいし、正三角形として構成される作業ステージの隅に３つの孔内掘削リグ１０を配置してもよい。

【0041】

孔内掘削リグ１０は、先に述べたように、実質的に等しく形成されている。

【0042】

孔内掘削リグ１０は、支持管８を水域底５に導入するよう機能する。作業ステージ８２には、各孔内掘削リグ１０または各掘削孔用のスリーブ状リニアガイド８４および管状駆動部８５が配置されている。リニアガイド８４は、支持管８を作業ステージ８２上で垂直方向に変位可能に案内する。水中掘削装置１００は、管状駆動部８５を形成するために、作業ステージ８２上で支持管８を回転および／または軸方向に変位させながら回転固定方式で固定するためのコレットデバイス８６をさらに備える。このコレットデバイス８６は、作業ステージ８２上のリニアガイド８４の下方に配置されている。コレットデバイス８６は、例えば、油圧式クランプデバイスとして構成してもよく、また、支持管８を軸方向に固定するための手段、すなわち、垂直方向への変位に対して固定するための手段を備える。従って、コレットデバイス８６は、例えば、作業ステージ８２の下降中だけでなく、掘削操作中も、支持管８が作業ステージ８２に対する回転位置だけでなく軸方向位置も維持することを保証することができる。

【0043】

支持管８が導入される掘削孔を形成するために、孔内掘削リグ１０がそこに挿入される。孔内掘削リグ１０の下端には、フルフェースドリルヘッドとして構成されたドリルヘッド３０、またはローラビットを備えた別の適切なドリルヘッドを設けてもよい。ドリルヘッド３０は支持管８の下端に突出していてもよく、これによりドリルヘッド３０は支持管８の下方の土壌物質を取り除くことができる。支持管８は、コレットデバイス８６を介して、孔内掘削リグ１０の軸方向に回転しながら押し付けられる。支持管８が変位すると、孔内掘削リグ１０は支持管８内で支持され、よって、支持管８とともに誘導される。エネルギー供給は、主要供給ライン９２を介して、作業ステージ８２上の中央供給デバイス９０に供給することができる。

【符号の説明】

【0044】

８ 支持管
１０ 孔内掘削リグ
３０ ドリルヘッド
４０ ドリル駆動部
５０ クランプデバイス
８０ プラットフォーム
８５ 管状駆動部
１００ 水中掘削装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【手続補正書】

【提出日】2024-04-05

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

水中でケーシングされた掘削孔を形成するための水中掘削装置であって、
水域底に設置するように構成された下降可能なプラットフォームと、
前記プラットフォーム上に軸方向に変位可能かつ回転可能に取り付けられた少なくとも１本の支持管と、
前記プラットフォーム上に配置され、前記水域底の中に前記支持管を回転導入するために、前記支持管を回転駆動するように構成された少なくとも１つの管状駆動部と、
前記支持管内に配置された少なくとも１つの孔内掘削リグであって、
リグベース本体と、
前記孔内掘削リグを前記支持管内に締めて固定するための少なくとも１つのクランプデバイスと、
前記リグベース本体のドリル駆動部と、
前記リグベース本体に軸方向に変位可能かつ回転可能に取り付けられ、前記ドリル駆動部によって回転駆動可能なドリルヘッドと、を備える孔内掘削リグと、を備え、
前記支持管を回転駆動する際、前記孔内掘削リグは前記支持管内に配置され、前記支持管に対して軸方向にクランプされることを特徴とする、水中掘削装置。

【請求項2】

前記プラットフォームで前記管状駆動部を形成するために、前記支持管をその外周側でクランプするためのコレットデバイスが、回転可能または回動可能かつ軸方向に移動可能に配置され、前記管状駆動部のトルクを前記支持管に伝達することができることを特徴とする、請求項１に記載の水中掘削装置。

【請求項3】

前記管状駆動部は、前記支持管に継続的な回転運動を伝達するように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の水中掘削装置。

【請求項4】

前記管状駆動部は、前記支持管に揺動回転運動を伝達するように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の水中掘削装置。

【請求項5】

前記孔内掘削リグは、前記ドリルヘッドが前記リグベース本体に対して軸方向に変位可能な軸方向供給デバイスを備えることを特徴とする、請求項１に記載の水中掘削装置。

【請求項6】

前記供給デバイスは、少なくとも１つの油圧供給シリンダを備えることを特徴とする、請求項５に記載の水中掘削装置。

【請求項7】

少なくとも１つの供給ラインが、前記リグベース本体の上部で前記孔内掘削リグに連結されていることを特徴とする、請求項１に記載の水中掘削装置。

【請求項8】

２つ以上の支持管が、回転可能かつ軸方向に変位可能に前記プラットフォーム上に取り付けられていることを特徴とする、請求項１に記載の水中掘削装置。

【請求項9】

少なくとも１つの上部クランプデバイスが前記リグベース本体上に配置され、少なくとも１つの下部クランプデバイスが前記ドリルヘッドに配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の水中掘削装置。

【請求項10】

前記支持管が回転駆動されると、前記ドリルヘッドの前記少なくとも１つの下部クランプデバイスが半径方向に伸長し、前記ドリルヘッドが前記支持管にクランプされ、前記リグベース本体上の前記少なくとも１つの上部クランプデバイスが半径方向に後退し、前記支持管から解放されることを特徴とする、請求項９に記載の水中掘削装置。

【請求項11】

前記水域底の前記プラットフォームは、少なくとも１つの主要供給ラインを介して水上供給ユニットに連結された供給装置を備え、
前記少なくとも１つの管状駆動部と前記少なくとも１つの孔内掘削リグは、特に供給ラインを介して、エネルギー供給のために前記プラットフォームの前記供給装置に連結されていることを特徴とする、請求項１に記載の水中掘削装置。

【請求項12】

請求項１に記載の水中掘削装置を用いて水中にケーシングされた掘削孔を形成する方法であって、
少なくとも１本の支持管が前記水中掘削装置のプラットフォーム上に配置されており、
少なくとも１つの孔内掘削リグが前記少なくとも１本の支持管内に配置されており、
前記プラットフォームが水域底に下降され、
前記少なくとも１本の支持管が、前記プラットフォームで管状駆動部を介して回転駆動され、前記水域底を掘り下げ、
前記支持管の掘削の前および／または後に、前記支持管が前記プラットフォーム上に回転固定方式で保持されている間に、前記支持管内に配置された前記孔内掘削リグの前記ドリルヘッドが回転駆動され、前記掘削孔を形成するために前記水域底を掘り下げ、
前記支持管が回転駆動されると、前記孔内掘削リグは前記支持管内に留まり、軸方向にクランプされることを特徴とする、方法。