用于衰減壓力脈沖的方法和設(shè)備的制作方法
【專利摘要】一種用于當(dāng)使用沖擊機(jī)構(gòu)（102）時(shí)衰減在海上打樁（608）期間生成的水壓力脈沖的設(shè)備和方法，該海上打樁包括用于驅(qū)使至少一個(gè)樁子（104）進(jìn)入海洋或湖泊（110）的底部（108）處的地層（106）的階段，該樁子通過(guò)該沖擊機(jī)構(gòu)，樁子限定定義縱軸（z-z）并且具有外周（116），同時(shí)沿該樁子的軸向延伸（123）的至少一部分（122），該樁子被海水或湖水（124）環(huán)繞，其中，利用具有內(nèi)周（128；528）的管狀外部套管126（126；526），沿該樁子的該軸向延伸（123）的所述部分（122）的至少一個(gè)片段，而環(huán)繞（603）該樁子，該外部套管12在該樁子的軸向方向上延伸；并且至少部分地沿該樁子的該軸向延伸的所述部分的所述段，在外部套管的內(nèi)周與樁子的外周之間提供（604；605；606）一個(gè)被氣體填充的空間（134；534）或多個(gè)被氣體填充的空間（134；534）。該設(shè)備包括用于提供所述一個(gè)被氣體填充的空間（134）或所述多個(gè)被氣體填充的空間（134）的裝置（132；232；332）。一種海上打樁系統(tǒng)包括上述設(shè)備。
【專利說(shuō)明】用于衰減壓力脈沖的方法和設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于衰減當(dāng)使用沖擊機(jī)構(gòu)在海上打樁期間生成的水壓力脈沖的方法，該海上打樁包括用于驅(qū)使至少一個(gè)樁子進(jìn)入海洋或湖泊的底部處的地層的階段，該樁子借助該沖擊機(jī)構(gòu)限定縱軸并且具有外周，同時(shí)沿該樁子的軸向延伸的至少一部分，該樁子被海水或湖水環(huán)繞。本發(fā)明還涉及一種用于衰減當(dāng)使用沖擊機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)樁進(jìn)入?；蚝牡撞康牡貙拥暮Ｉ洗驑镀陂g生成的水壓力脈沖的設(shè)備，該樁子限定縱軸并且具有外周，同時(shí)沿該樁子的軸向延伸的至少一部分，該樁子被海水或湖水環(huán)繞。本發(fā)明還涉及一種包括上述設(shè)備的海上打樁系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)在海上或湖中安裝將要在海洋或湖泊的底部處由地層支撐的各種結(jié)構(gòu)或構(gòu)造例如橋梁、石油平臺(tái)或風(fēng)車地點(diǎn)時(shí)，可能使用海上打樁過(guò)程。海上打樁涉及驅(qū)使例如由鋼制造的一個(gè)或多個(gè)樁子(柱狀物)進(jìn)入海洋的底部處的地層。樁子通常具有大型中空管道的形式，優(yōu)選地具有圓形橫截面，具有大約1-3米的外直徑。在海上打樁期間通常使用具有縱向延伸的樁子，該縱向延伸超過(guò)了海洋的深度?？梢越柚梢杂酶鞣N方式設(shè)計(jì)的撞擊或沖擊機(jī)構(gòu)驅(qū)使樁子進(jìn)入地層中。沖擊機(jī)構(gòu)可以包括連接在樁子的頂端處的錘砧，以及被配置為擊打錘砧并且因此驅(qū)使樁子的底端進(jìn)入海洋的底部處的地層的撞擊或打樁錘。可以液壓地或氣動(dòng)地驅(qū)動(dòng)或者例如由其他手段驅(qū)動(dòng)打樁錘。
[0003]大型打樁錘可能具有不到200噸的重量。當(dāng)樁子基本上垂直地定位于水中并且打樁錘擊打樁子的頂部以驅(qū)使樁子進(jìn)入海洋的底部時(shí)，創(chuàng)建了壓力脈沖，壓力脈沖經(jīng)過(guò)樁子傳播并且將聲壓或水壓輻射到水中。生成的水壓脈沖經(jīng)過(guò)水以遠(yuǎn)離樁子的徑向方向傳播。擊打樁子的大型打樁錘可能在水中在距離樁子750米的徑向距離處造成180-210dB范圍內(nèi)的峰值壓力等級(jí)以及150-180dB范圍內(nèi)的暴露聲級(jí)SEL。SEL的定義為在一秒鐘上積分的單脈沖能量等級(jí)。近些年來(lái)，在750米的徑向距離處測(cè)量的SEL已經(jīng)成為了用于定義水中的最高可接受聲音等級(jí)的最常用值。人們相信在例如海上打樁期間生成的高等級(jí)的聲音或水壓脈沖可能對(duì)于海洋生命/生物具有不利的影響。因而，存在使水聲或噪聲等級(jí)保持處于可接受等級(jí)的動(dòng)機(jī)，并且當(dāng)局已經(jīng)開(kāi)始設(shè)置在海上打樁期間不能超過(guò)的水聲限制。根據(jù)海上打樁事件的750米處的160dB是在海上打樁期間不能超過(guò)的要求等級(jí)的一個(gè)示例。
[0004]可以利用在750米半徑處低于160dB的SEL來(lái)打樁具有相對(duì)小(即小于I米)的外直徑的小型樁子，而無(wú)需任何附加的或輔助的聲音抑制措施。通常，用于風(fēng)車和工業(yè)海上平臺(tái)的具有大于I米的外直徑的大型樁子需要更大的打樁錘輸入能量并且在沒(méi)有任何附加的或輔助的聲音抑制措施的前提下不能利用在750米半徑處低于160dB的SEL來(lái)打樁。
[0005]目前，存在多種已知的抑制方法或技術(shù)以用于衰減在海上打樁期間生成的水壓脈沖來(lái)降低SEL。在低衰減區(qū)域(即低于4dB)，打樁錘輸入能量對(duì)土壤阻力的準(zhǔn)確的打樁管理和結(jié)構(gòu)樁子阻尼在大多數(shù)情況都是足夠的。
[0006]通常通過(guò)自由地移動(dòng)并且作為樁子周圍的空氣幕而應(yīng)用的多個(gè)自由氣泡來(lái)獲得更大的衰減，即4-8dB。
[0007]對(duì)于還要更大的衰減，即8_12dB，建議了使用氣泡的更成熟的技術(shù)，其使用具有特定直徑并且被圍繞在薄塑料殼體中的多個(gè)氣泡，該薄塑料殼體被安裝在大型網(wǎng)的特定位置處。建議在樁子周圍應(yīng)用該網(wǎng)并且該網(wǎng)圍繞該樁子。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)的抑制方法或技術(shù)具有的限制是其僅允許12_15dB的最大衰減，但是現(xiàn)有技術(shù)的該最大衰減需要準(zhǔn)確的或最佳的打樁過(guò)程控制以及使用已知最復(fù)雜的技術(shù)。如果需要更大的衰減，則并沒(méi)有安全和魯棒的現(xiàn)有技術(shù)。
_9] 發(fā)明目的
[0010]本發(fā)明的發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)使用自由氣泡的技術(shù)遭受低衰減可靠性，因?yàn)闅馀荽笮『蜌馀菸恢醚貥蹲拥目v向延伸是不受控制的。此外，使用自由氣泡的技術(shù)具有與海水環(huán)境有關(guān)的限制并且受到海水的橫向移動(dòng)的損害。此外，本發(fā)明的發(fā)明人已認(rèn)識(shí)到與使用圍繞在薄塑料殼體中的氣泡和網(wǎng)相關(guān)的缺點(diǎn)。網(wǎng)可能是大體積的并且海上打樁現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境可能妨礙網(wǎng)完全地圍繞樁子。當(dāng)安裝和去除網(wǎng)時(shí)利用被空氣填充的殼體管理大型網(wǎng)也是復(fù)雜的，因?yàn)樵摎んw可能對(duì)于機(jī)械應(yīng)力敏感。因而，在海上打樁期間需要水壓脈沖的可靠的和有效的衰減。
[0011]本發(fā)明的目的因而在于改進(jìn)海上打樁過(guò)程以及降低海上打樁對(duì)于周圍海洋環(huán)境的影響。
[0012]另一個(gè)目標(biāo)在于當(dāng)使用沖擊機(jī)構(gòu)時(shí)改進(jìn)在海上打樁期間生成的水壓力脈沖的衰減。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]通過(guò)提供一種用于當(dāng)使用沖擊機(jī)構(gòu)時(shí)衰減在海上打樁期間生成的水壓力脈沖的方法來(lái)獲得本發(fā)明的上述目標(biāo)，該海上打樁包括用于驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)樁子進(jìn)入海洋或湖泊的底部處的地層的階段，通過(guò)該沖擊機(jī)構(gòu)，樁子定義縱軸并且具有外周，同時(shí)沿該樁子的軸向延伸的至少一部分，該樁子被海水或湖水環(huán)繞，其中，該方法包括以下步驟:
[0014]利用具有內(nèi)周的管狀外部套管，沿該樁子的軸向延伸的所述部分的至少一段而環(huán)繞該樁子，該外部套管在該樁子的軸向方向上延伸；并且
[0015]至少部分地沿該樁子的軸向延伸的所述部分的所述段，在外部套管的內(nèi)周與樁子的外周之間提供一個(gè)被氣體填充的空間或多個(gè)被氣體填充的空間。
[0016]通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的方法，有效地改進(jìn)當(dāng)使用沖擊機(jī)構(gòu)時(shí)在海上打樁期間生成的水壓力脈沖的衰減。取決于樁子的尺寸，可以獲得20和30dB之間或者可能更大的衰減。本發(fā)明的方法提供較不麻煩并且較不復(fù)雜的衰減程序，其節(jié)省了時(shí)間和成本。通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的方法，借助外部套管，在樁子周圍有效地引入并且維持衰減的被氣體填充的空間或多個(gè)空間，并且被氣體填充的空間或多個(gè)空間提供經(jīng)過(guò)樁子生成的水壓脈沖的有效的衰減，并且因此，以有效的方式衰減由海上打樁生成的聲或水壓脈沖。通過(guò)外部套管，衰減的被氣體填充的空間或多個(gè)空間對(duì)橫向海水移動(dòng)不敏感，并且該方法因而提供可靠且魯棒的衰減，其不需要大體積的結(jié)構(gòu)。因而，通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的方法，海上打樁的過(guò)程被改進(jìn)并且其對(duì)于周圍海洋環(huán)境的影響被降低。
[0017]有利地，在將樁子放置在它在外部套管中的操作位置之前使外部套管被放置在它的操作位置?？商鎿Q地，可以在將外部套管放置在它在樁子的外部和周圍的操作位置之前使樁子被放置在它的操作位置。在操作位置，樁子和外部套管在海洋的底部與海洋的表面區(qū)域之間基本上豎直地延伸。可以用空氣或任意其它氣體或氣體混合物填充該空間或多個(gè)空間。外部套管可以是例如由鋼鐵或任意其它合適材料制成的中空的管或者管道?？梢栽诤Ｉ匣蛘吆粗袌?zhí)行該海上打樁。外部套管可以被定位從而外部套管和樁子基本上同軸?？梢酝ㄟ^(guò)連接或接合多個(gè)套管來(lái)形成外部套管。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)有利的實(shí)施例，利用管狀外部套管環(huán)繞該樁子的步驟包括利用管狀外部套管，沿樁子的軸向延伸的所述部分的整個(gè)軸向延伸而環(huán)繞該樁子。通過(guò)該實(shí)施例，進(jìn)一步改進(jìn)衰減并且提供進(jìn)一步改進(jìn)的海上打樁過(guò)程。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的方法的另一個(gè)有利的實(shí)施例，利用管狀外部套管環(huán)繞該樁子的步驟包括利用管狀外部套管沿樁子的軸向延伸的所述部分的至少整個(gè)軸向延伸而環(huán)繞該樁子。通過(guò)該實(shí)施例，進(jìn)一步改進(jìn)衰減并且提供進(jìn)一步改進(jìn)的海上打樁過(guò)程。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的方法的另一個(gè)有利的實(shí)施例，提供一個(gè)被氣體填充的空間或多個(gè)被氣體填充的空間的步驟包括沿樁子的軸向延伸的所述部分的所述段的基本上整個(gè)軸向延伸，在外部套管的內(nèi)周與樁子的外周之間提供一個(gè)被氣體填充的空間或多個(gè)被氣體填充的空間。通過(guò)該實(shí)施例，進(jìn)一步改進(jìn)衰減且提供進(jìn)一步改進(jìn)的海上打樁過(guò)程。
[0021 ] 根據(jù)本發(fā)明的方法的另一個(gè)有利的實(shí)施例，提供一個(gè)被氣體填充的空間或多個(gè)被氣體填充的空間的步驟包括沿樁子的軸向延伸的所述部分的所述段的至少整個(gè)軸向延伸，在外部套管的內(nèi)周與樁子的外周之間提供一個(gè)被氣體填充的空間或多個(gè)被氣體填充的空間。通過(guò)該實(shí)施例，進(jìn)一步改進(jìn)衰減且提供進(jìn)一步改進(jìn)的海上打樁過(guò)程。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的方法的又一個(gè)有利的實(shí)施例，提供一個(gè)被氣體填充的空間或多個(gè)被氣體填充的空間的步驟包括在外部套管的內(nèi)周與樁子的外周之間，沿著樁子的軸向延伸的所述部分的基本上整個(gè)軸向延伸，提供一個(gè)被氣體填充的空間或多個(gè)被氣體填充的空間。通過(guò)該實(shí)施例，進(jìn)一步改進(jìn)衰減并且提供進(jìn)一步改進(jìn)的海上打樁過(guò)程。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的方法的另一個(gè)有利的實(shí)施例，提供一個(gè)被氣體填充的空間或多個(gè)被氣體填充的空間的步驟包括在外部套管的內(nèi)周與樁子的外周之間提供一個(gè)被氣體填充的空間。通過(guò)該實(shí)施例，進(jìn)一步改進(jìn)衰減并且提供進(jìn)一步改進(jìn)的海上打樁過(guò)程。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的方法的再一個(gè)有利的實(shí)施例，提供一個(gè)被氣體填充的空間或多個(gè)被氣體填充的空間的步驟包括將氣體或氣體混合物引入外部套管的內(nèi)周與樁子的外周之間的一個(gè)空間或多個(gè)空間。通過(guò)該實(shí)施例，以有效的方式提供被氣體填充的空間或多個(gè)空間?？梢栽趬毫χ乱霘怏w或氣體混合物，即壓縮氣體?？梢酝ㄟ^(guò)氣體壓縮機(jī)提供該氣體或氣體混合物。有利地，當(dāng)在基本上垂直地樹(shù)立的樁子周圍提供外部套管時(shí)可以在外部套管的頂端部分引入該氣體或氣體混合物。通過(guò)所引入的氣體或氣體混合物，出現(xiàn)在外部套管的內(nèi)周與樁子的外周之間的水被推送/擠壓出去。通過(guò)該實(shí)施例，進(jìn)一步改進(jìn)衰減并且提供進(jìn)一步改進(jìn)的海上打樁過(guò)程。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的方法的又一個(gè)有利的實(shí)施例，提供一個(gè)被氣體填充的空間或多個(gè)被氣體填充的空間的步驟包括從外部套管的內(nèi)周與樁子的外周之間的一個(gè)空間或多個(gè)空間提取水。通過(guò)該實(shí)施例，以有效的方式提供被氣體填充的空間/多個(gè)空間?？梢酝ㄟ^(guò)泵送例如通過(guò)泵來(lái)提取水。當(dāng)在基本上豎直地樹(shù)立的樁子周圍提供外部套管時(shí)可以在外部套管的下部將泵連接到該空間或多個(gè)空間。通過(guò)該實(shí)施例，進(jìn)一步改進(jìn)衰減并且提供進(jìn)一步改進(jìn)的海上打樁過(guò)程。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)有利的實(shí)施例，提供一個(gè)被氣體填充的空間或多個(gè)被氣體填充的空間的步驟包括以下的組合:將氣體或氣體混合物引入外部套管的內(nèi)周與樁子的外周之間的一個(gè)空間或多個(gè)空間，以及從所述空間或所述多個(gè)空間提取水。通過(guò)該實(shí)施例，以有效的方式提供被氣體填充的空間/多個(gè)空間。通過(guò)該實(shí)施例，進(jìn)一步改進(jìn)衰減并且提供進(jìn)一步改進(jìn)的海上打樁過(guò)程。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的方法的另一個(gè)有利的實(shí)施例，該方法特征在于檢測(cè)所述空間或所述多個(gè)空間是否被氣體填充，并且至少部分地基于所述空間或所述多個(gè)空間是否被氣體填充的檢測(cè)控制氣體或氣體混合物的引入和/或水的提取。通過(guò)該實(shí)施例，以有效的方式提供被氣體填充的空間/多個(gè)空間。可以通過(guò)所述空間/多個(gè)空間中的一個(gè)或多個(gè)傳感器或者通過(guò)位于該空間/多個(gè)空間外部的一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)器(例如位于水中例如位于750米徑向半徑處的水聽(tīng)器)執(zhí)行所述檢測(cè)。當(dāng)使用泵來(lái)從該空間或多個(gè)空間提取水時(shí)，可以通過(guò)感應(yīng)該泵的性能(例如該泵使用的功率、該泵的速率或經(jīng)過(guò)經(jīng)該泵的水流等等)的傳感器或多個(gè)傳感器來(lái)執(zhí)行該檢測(cè)。當(dāng)該空間/多個(gè)空間被氣體填充并且不再有水可泵送時(shí)，隨著泵上的負(fù)載減少，泵需要更少的功率或者泵的速率將增加。通過(guò)該實(shí)施例，進(jìn)一步改進(jìn)衰減并且提供進(jìn)一步改進(jìn)的海上打樁過(guò)程。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的方法的另一個(gè)有利的實(shí)施例，該方法包括通過(guò)在外部套管的內(nèi)周與樁子的外周之間提供隔振支撐件來(lái)防止外部套管直接鄰接樁子的步驟。樁子與外部套管之間的直接接觸損害衰減并且應(yīng)當(dāng)被避免。通過(guò)該實(shí)施例，進(jìn)一步改進(jìn)衰減并且提供進(jìn)一步改進(jìn)的海上打樁過(guò)程。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)有利的實(shí)施例，外部套管的一部分沉入海洋或湖泊的底部處的地層中。通過(guò)該實(shí)施例，提供外部套管的底部部分處的密封。通過(guò)將外部套管適配為用于大約25-50米的深度，取決于外部套管的重量和地層的材料，該外部套管可以例如沉入地層中大約4-5米。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的方法的另一個(gè)有利的實(shí)施例，該方法的特征在于通過(guò)利用外部套管沿樁子的軸向延伸的所述部分的至少一段而環(huán)繞樁子，使得樁子可相對(duì)于外部套管軸向地移動(dòng)。通過(guò)該實(shí)施例，進(jìn)一步改進(jìn)衰減并且提供進(jìn)一步改進(jìn)的海上打樁過(guò)程。
[0031]此外，通過(guò)提供一種用于當(dāng)使用沖擊機(jī)構(gòu)時(shí)衰減在海上打樁期間生成的水壓力脈沖以驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)樁子進(jìn)入海洋或湖泊的底部處的地層的設(shè)備來(lái)獲得本發(fā)明的上述目標(biāo)，該樁子定義縱軸并且具有外周，同時(shí)沿樁子的軸向延伸的至少一部分使樁子被海水或湖水環(huán)繞，其中，該設(shè)備包括具有內(nèi)周的管狀外部套管，其中沿樁子的軸向延伸的所述部分的至少一段，外部套管被布置為環(huán)繞樁子，同時(shí)在樁子的軸向方向上延伸，并且其中該設(shè)備包括用于在外部套管的內(nèi)周與樁子的外周之間提供一個(gè)被氣體填充的空間或多個(gè)被氣體填充的空間的設(shè)備。
[0032]通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備，有效地改進(jìn)當(dāng)使用沖擊機(jī)構(gòu)時(shí)在海上打樁期間生成的水壓力脈沖的衰減。取決于樁子的尺寸，可以獲得20和30dB之間或者可能更大的衰減。本發(fā)明的設(shè)備提供較不麻煩且較不復(fù)雜的衰減程序，其節(jié)省了時(shí)間和成本。通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備，借助外部套管，在樁子周圍有效地引入并且維持衰減的被氣體填充的空間或多個(gè)空間，并且被氣體填充的空間/多個(gè)空間提供由樁子生成的水壓脈沖的有效的衰減，并且因此，以有效的方式衰減由海上打樁生成的聲或水壓脈沖。通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備，衰減的被氣體填充的空間/多個(gè)空間對(duì)橫向海水移動(dòng)不敏感，并且該設(shè)備因而提供可靠且魯棒的衰減。該創(chuàng)造性設(shè)備還具有體積不大的結(jié)構(gòu)。因而，通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備，海上打樁的過(guò)程被改進(jìn)并且其對(duì)于周圍海洋環(huán)境的影響被降低。
[0033]可以用空氣或任何其它氣體或氣體混合物填充該空間或多個(gè)空間。外部套管可以是例如由鋼鐵或任何其它合適材料制成的中空的管或者管道。外部套管的內(nèi)橫截面可以是圓形的，但是該橫截面的其它形狀例如橢圓形或矩形也是可能的。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的一個(gè)有利的實(shí)施例，外部套管被布置為沿樁子的軸向延伸的所述部分的基本上整個(gè)軸向延伸而環(huán)繞樁子。通過(guò)該實(shí)施例，進(jìn)一步改進(jìn)衰減并且提供進(jìn)一步改進(jìn)的海上打樁過(guò)程。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的另一個(gè)有利的實(shí)施例，該外部套管被布置為沿樁子的軸向延伸的所述部分的至少整個(gè)軸向延伸而環(huán)繞樁子。通過(guò)該實(shí)施例，進(jìn)一步改進(jìn)衰減并且提供進(jìn)一步改進(jìn)的海上打樁過(guò)程。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的裝備的另一個(gè)有利的實(shí)施例，所述裝置被布置為沿樁子的軸向延伸的所述部分的所述段的基本上整個(gè)軸向延伸，在外部套管的內(nèi)周與樁子的外周之間提供一個(gè)被氣體填充的空間或多個(gè)被氣體填充的空間。通過(guò)該實(shí)施例，進(jìn)一步改進(jìn)衰減并且提供進(jìn)一步改進(jìn)的海上打樁過(guò)程。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的另一個(gè)有利的實(shí)施例，所述裝置被布置為沿樁子的軸向延伸的所述部分的所述段的至少整個(gè)軸向延伸，在外部套管的內(nèi)周與樁子的外周之間提供一個(gè)被氣體填充的空間或多個(gè)被氣體填充的空間。通過(guò)該實(shí)施例，進(jìn)一步改進(jìn)衰減并且提供進(jìn)一步改進(jìn)的海上打樁過(guò)程。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的又一個(gè)有利的實(shí)施例，所述裝置被布置為沿樁子的軸向延伸的所述部分的基本上整個(gè)軸向延伸，在外部套管的內(nèi)周與樁子的外周之間提供一個(gè)被氣體填充的空間或多個(gè)被氣體填充的空間。通過(guò)該實(shí)施例，進(jìn)一步改進(jìn)衰減并且提供進(jìn)一步改進(jìn)的海上打樁過(guò)程。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的再一個(gè)有利的實(shí)施例，所述裝置被布置為沿樁子的軸向延伸的所述部分的至少整個(gè)軸向延伸，在外部套管的內(nèi)周與樁子的外周之間提供一個(gè)被氣體填充的空間或多個(gè)被氣體填充的空間。通過(guò)該實(shí)施例，進(jìn)一步改進(jìn)衰減并且提供進(jìn)一步改進(jìn)的海上打樁過(guò)程。
[0040]根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的一個(gè)有利的實(shí)施例，所述裝置被布置為在外部套管的內(nèi)周與樁子的外周之間提供一個(gè)被氣體填充的空間或多個(gè)用于形成一個(gè)被氣體填充的空間的被氣體填充的隔間。通過(guò)該實(shí)施例，進(jìn)一步改進(jìn)衰減并且提供進(jìn)一步改進(jìn)的海上打樁過(guò)程。
[0041]根據(jù)本發(fā)明的裝備的另一個(gè)有利的實(shí)施例，所述裝置被布置為在外部套管的內(nèi)周與樁子的外周之間提供一個(gè)被氣體填充的空間。通過(guò)該實(shí)施例，進(jìn)一步改進(jìn)衰減并且提供進(jìn)一步改進(jìn)的海上打樁過(guò)程。
[0042]根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的另一個(gè)有利的實(shí)施例，所述裝置包括氣體引入裝置，用于將氣體或氣體混合物引入在外部套管的內(nèi)周與樁子的外周之間的一個(gè)空間或多個(gè)空間。通過(guò)該實(shí)施例，以有效的方式提供被氣體填充的空間/多個(gè)空間。氣體引入裝置可以包括在壓力之下引入氣體或氣體混合物即壓縮氣體的裝置例如氣體增壓器。該設(shè)備可以包括至少一個(gè)入口，該入口連接到該空間/多個(gè)空間，并且氣體引入裝置可連接到該空間/多個(gè)空間。外部套管可以定義縱軸并且可以具有第一端部部分和第二端部部分，該縱軸延伸經(jīng)過(guò)第一端部部分和第二端部部分。當(dāng)外部套管處于它的操作狀態(tài)時(shí)，第一端部部分是頂端部部分并且第二端部部分是底端部部分。外部套管的第一端部部分可以設(shè)置有所述入口。該設(shè)備可以包括連接到該空間或多個(gè)空間的至少一個(gè)出口。外部套管的第二端部部分可以設(shè)置有所述出口。氣體引入裝置可以被布置為將出現(xiàn)在外部套管的內(nèi)周與樁子的外周之間的水經(jīng)過(guò)該出口擠壓/推送出去并且例如進(jìn)入水中。通過(guò)該實(shí)施例，進(jìn)一步改進(jìn)衰減并且提供進(jìn)一步改進(jìn)的海上打樁過(guò)程。氣體引入裝置可以被布置為維持該空間/多個(gè)空間中的至少一個(gè)壓力。
[0043]根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的又一個(gè)有利的實(shí)施例，所述裝置包括水提取裝置，用于從外部套管的內(nèi)周與樁子的外周之間的一個(gè)空間或多個(gè)空間提取水。通過(guò)該實(shí)施例，以有效的方式提供被氣體填充的空間/多個(gè)空間。通過(guò)該實(shí)施例，進(jìn)一步改進(jìn)衰減并且提供進(jìn)一步改進(jìn)的海上打樁過(guò)程。
[0044]根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的再一個(gè)有利的實(shí)施例，該水提取裝置包括水泵。該水泵可以連接到所述出口。通過(guò)該實(shí)施例，進(jìn)一步改進(jìn)衰減并且提供進(jìn)一步改進(jìn)的海上打樁過(guò)程。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的一個(gè)有利的實(shí)施例，該外部套管具有外周；該水提取裝置包括具有內(nèi)周的管狀第二外部套管；第二外部套管部分地沿樁子的軸向延伸的所述部分的所述段而環(huán)繞外部套管；在外部套管的外周與第二外部套管的內(nèi)周之間形成室，該室與該空間或該多個(gè)空間彼此連通，并且該水泵被布置為從該室提取水以從該空間或該多個(gè)空間提取水。通過(guò)該實(shí)施例，以有效的方式安裝水泵，并且當(dāng)外部套管沉入海洋底部的地層中時(shí)防止泵沉入地層中。通過(guò)該實(shí)施例，進(jìn)一步改進(jìn)衰減并且提供進(jìn)一步改進(jìn)的海上打樁過(guò)程。
[0046]根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的另一個(gè)有利的實(shí)施例，該設(shè)備包括用于檢測(cè)所述空間或所述多個(gè)空間是否被氣體填充的至少一個(gè)檢測(cè)器，以及被布置為至少部分地基于該至少一個(gè)檢測(cè)器的檢測(cè)來(lái)控制該氣體引入裝置和/或該水提取裝置以用于控制氣體或氣體混合物的引入和/或水的提取的控制單元。通過(guò)該實(shí)施例，以該方式提供被氣體填充的空間/多個(gè)空間。該至少一個(gè)檢測(cè)器可以包括所述空間或多個(gè)空間中的一個(gè)或多個(gè)傳感器或者通過(guò)位于該空間或多個(gè)空間外部的一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)器，例如位于水中的水聽(tīng)器。當(dāng)使用泵從該空間或多個(gè)空間提取水時(shí)，至少一個(gè)檢測(cè)器可以包括感應(yīng)泵的性能例如該泵使用的功率、該泵的速率或經(jīng)過(guò)經(jīng)該泵的水流等等的傳感器或多個(gè)傳感器。當(dāng)該空間或多個(gè)空間被氣體填充并且不再有水可泵送時(shí)，隨著泵上的負(fù)載減少，泵需要更少的功率，或者泵的速率將增大。通過(guò)該實(shí)施例，進(jìn)一步改進(jìn)衰減并且提供進(jìn)一步改進(jìn)的海上打樁過(guò)程。水聽(tīng)器可以感應(yīng)來(lái)自海上打樁的聲壓脈沖，并且當(dāng)水聽(tīng)器感應(yīng)到聲壓脈沖的等級(jí)的減小時(shí)，可以確定空間/多個(gè)空間已被氣體填充。并且提供產(chǎn)生的衰減?？刂茊卧梢园–PU或計(jì)算機(jī)裝置。該控制單元可以連接到至少一個(gè)檢測(cè)器和氣體引入裝置和/或水提取裝置。
[0047]根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的另一個(gè)有利的實(shí)施例，該設(shè)備包括在外部套管的內(nèi)周與樁子的外周之間用于防止外部套管直接鄰接樁子的隔振支撐件。樁子與外部套管之間的直接接觸損害衰減并且應(yīng)該被避免。通過(guò)該實(shí)施例，進(jìn)一步改進(jìn)衰減并且提供進(jìn)一步改進(jìn)的海上打樁過(guò)程。在優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述中公開(kāi)了隔振支撐件的示例。此外，隔振支撐件有助于保持樁子與外部套管基本上同軸。
[0048]根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的又一個(gè)有利的實(shí)施例，該外部套管被布置為沿外部套管的樁子的軸向延伸的所述部分的至少一段而環(huán)繞樁子，以使得該樁子可相對(duì)于外部套管軸向地移動(dòng)。通過(guò)該實(shí)施例，進(jìn)一步改進(jìn)衰減并且提供進(jìn)一步改進(jìn)的海上打樁過(guò)程。
[0049]通過(guò)一種海上打樁系統(tǒng)獲得本發(fā)明的上述目標(biāo)，該系統(tǒng)包括沖擊機(jī)構(gòu)，其用于驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)樁子進(jìn)入海洋或湖泊的底部處的地層，同時(shí)沿樁子的軸向延伸的至少一部分使該樁子被海水或湖水環(huán)繞，其中，該系統(tǒng)包括至少一個(gè)如權(quán)利要求11到20中的任一項(xiàng)的設(shè)備。通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的海上打樁系統(tǒng)，由于上文結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備和該設(shè)備的各種實(shí)施例的公開(kāi)所陳述的原因，提供改進(jìn)的海上打樁系統(tǒng)?？梢栽诤Ｉ匣蛟诤袌?zhí)行該海上打樁。
[0050]可以在大約20-60米的深度(海的深度)處使用本發(fā)明的方法、設(shè)備和系統(tǒng)。也可以在其它深度處使用本發(fā)明的方法、設(shè)備和系統(tǒng)。
[0051]可以用各種可能的方式組合方法、設(shè)備和系統(tǒng)的各自的上述特征和實(shí)施例，以提供進(jìn)一步有利的實(shí)施例。
[0052]從實(shí)施例的詳細(xì)描述中看出根據(jù)本發(fā)明的方法、設(shè)備和系統(tǒng)各自的進(jìn)一步有利的實(shí)施例以及本發(fā)明的進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0053]為了示例的目的，現(xiàn)在將通過(guò)實(shí)施例并且參考附圖來(lái)更詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中:
[0054]圖1是根據(jù)本發(fā)明的應(yīng)用于海上打樁系統(tǒng)和樁子的設(shè)備的第一實(shí)施例的示意性側(cè)剖面圖；
[0055]圖2是根據(jù)本發(fā)明的應(yīng)用于海上打樁系統(tǒng)和樁子的設(shè)備的第二實(shí)施例的示意性側(cè)剖面圖；
[0056]圖3是根據(jù)本發(fā)明的應(yīng)用于海上打樁系統(tǒng)和樁子的設(shè)備的第三實(shí)施例的示意性側(cè)剖面圖；
[0057]圖4是圖1的第一實(shí)施例的示意性俯視剖面圖；
[0058]圖5是根據(jù)本發(fā)明的應(yīng)用于海上打樁系統(tǒng)和樁子的設(shè)備的第四實(shí)施例的示意性俯視剖面圖；以及
[0059]圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的方面的流程圖。
具體實(shí)施例
[0060]圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的應(yīng)用于樁子的設(shè)備的第一實(shí)施例。此外，圖1示意性地圖示了根據(jù)本發(fā)明的海上打樁系統(tǒng)的第一實(shí)施例的方面，其包括該設(shè)備的第一實(shí)施例。海上打樁系統(tǒng)包括用于驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)樁子104進(jìn)入海洋或湖泊110的底部108處的地層106的沖擊機(jī)構(gòu)102。樁子104具有頂端112和底端114并且定義了延伸經(jīng)過(guò)樁子104的頂端112和底端114的縱軸z-z。樁子104具有外周116并且可以具有圓形橫截面。樁子104可以是管狀的并且中空的并且可以由鋼鐵或任意其他合適的材料制造。沖擊機(jī)構(gòu)102可以包括可連接到樁子104的頂端112的錘砧118，以及被布置為擊打錘砧118并且因而驅(qū)動(dòng)樁子104的底端114進(jìn)入海洋110的底部108處的地層106的沖擊或打樁錘120。可以液壓地或氣動(dòng)地驅(qū)動(dòng)或者例如由其他手段驅(qū)動(dòng)打樁錘120。在驅(qū)動(dòng)樁子104進(jìn)入地層106之前，樁子104總體被定位為在基本上豎直的方向上延伸。
[0061]沖擊機(jī)構(gòu)102以及用于將樁子104定位在操作位置中以準(zhǔn)備被驅(qū)動(dòng)進(jìn)入地層106的附加裝備可以具有本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的各種設(shè)計(jì)，并且可以被安裝到本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的諸如船121之類的平臺(tái)例如浮動(dòng)平臺(tái)上，因而不做詳細(xì)討論。
[0062]在每樁3000-6000次擊打的海上打樁序列中，由打樁錘的軸向沖擊造成的徑向樁張力是每次撞擊的聲源。福射聲譜由沖擊力譜、樁共振和樁子福射效率而形成。在700與300Hz之間的頻率范圍內(nèi)可能出現(xiàn)最大聲能。必須考慮在沿樁子104的相位中的徑向樁子表面速度振動(dòng)以及來(lái)自樁子呼吸模式(又被稱為張力模式、環(huán)模式或零模式)的共振放大。樁子呼吸模式是當(dāng)樁子104或樁子104的周長(zhǎng)由于打樁錘120的撞擊而在徑向方向上向外伸展以及隨后在徑向方向上向內(nèi)收縮時(shí)。
[0063]根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備被布置為當(dāng)使用沖擊機(jī)構(gòu)102以用于驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)樁子104進(jìn)入地層106，同時(shí)沿樁子104的軸向延伸123的樁子104被海水或湖水124所環(huán)繞的至少一部分122時(shí)，衰減在海上打樁期間生成的水壓脈沖。該設(shè)備包括具有內(nèi)周128的管狀外部套管126。外部套管126可以是例如由鋼鐵或任意其它合適的材料制造的中空的管或管道。外部套管126被布置為沿樁子104的軸向延伸123的所述部分122的至少一段130環(huán)繞樁子104，同時(shí)在樁子104的軸向上延伸。外部套管126定義了縱軸z-z，并且外部套管126可以被定位為使得外部套管126和樁子104基本上同軸。有利地，外部套管126被布置為沿樁子104的軸向延伸123的所述部分122的至少一段130環(huán)繞樁子104，以使得樁子104相對(duì)于外部套管126可軸向地移動(dòng)。該設(shè)備包括用于至少部分地沿樁子104的軸向延伸123的所述部分122的所述段130，在該外部套管126的內(nèi)周128與樁子104的外周116之間提供一個(gè)被氣體填充的空間134或多個(gè)被氣體填充的空間134的設(shè)備132。借助所述被氣體填充的空間/多個(gè)空間134，當(dāng)使用沖擊機(jī)構(gòu)時(shí)，提供在海上打樁期間生成的水壓脈沖的有效衰減。所述設(shè)備132可以包括氣體引入裝置136，用于將氣體或氣體混合物引入外部套管126的內(nèi)周128與樁子104的外周116之間的一個(gè)空間134或多個(gè)空間134。氣體引入裝置136可以包括用于引入處于壓力之下氣體或氣體混合物(即壓縮氣體)的設(shè)備，該設(shè)備例如氣體壓縮機(jī)138。引入的氣體或氣體混合物可以是單一氣體或氣體混合物(例如空氣)。該設(shè)備可以包括至少一個(gè)入口 140，該入口 140直接或間接連接到空間134或多個(gè)空間134，并且氣體引入裝置136可經(jīng)由例如導(dǎo)管141 (諸如管或管道)連接到空間134或多個(gè)空間134。氣體引入裝置136可以被布置為維持空間/多個(gè)空間134中的至少一個(gè)壓力。外部套管126可以具有第一端部部分142和第二端部部分144，外部套管126的縱軸z-z可以延伸經(jīng)過(guò)第一端部部分142和第二端部部分144。當(dāng)外部套管126處于它的操作位置時(shí)，第一端部部分142是頂端部并且第二端部部分144是底端部。外部套管126的第一端部部分142可以設(shè)置有所述入口 140。該設(shè)備可以包括直接或間接地連接到空間/多個(gè)空間134的至少一個(gè)出口 146。外部套管126的第二端部部分144可以設(shè)置有所述出口146。氣體引入裝置136可以被布置為將出現(xiàn)在外部套管126的內(nèi)周128與樁子104的外周116之間的水經(jīng)過(guò)出口 146擠壓出去且例如進(jìn)入海洋110中。所述設(shè)備132可以包括設(shè)置在外部套管126的第一端部部分142處的密封元件148，以在外部套管與樁子104之間進(jìn)行密封以用于將空間/多個(gè)空間134與外部套管126外部的大氣150密封。
[0064]參考圖1，外部套管126可以被布置為至少沿樁子104的軸向延伸123的所述部分122的整個(gè)軸向延伸而環(huán)繞樁子。所述設(shè)備132可以被布置為沿該樁子104的軸向延伸123的所述部分122的基本上整個(gè)或至少整個(gè)軸向延伸，在外部套管126的內(nèi)周128與樁子104的外周116之間提供一個(gè)被氣體填充的空間134或多個(gè)被氣體填充的空間134?？商鎿Q地，外部套管126可以被布置為沿樁子104的軸向延伸123的所述部分122的一段環(huán)繞樁子，其中該段在軸向上短于所述部分122?？商鎿Q地，所述設(shè)備132可以被布置為沿著或至少部分地沿著樁子104的軸向延伸123的所述部分122的一段，在外部套管126的內(nèi)周128與樁子104的外周116之間提供一個(gè)被氣體填充的空間134或多個(gè)被氣體填充的空間134，其中該段在軸向上短于所述部分122。
[0065]該設(shè)備可以包括用于檢測(cè)所述空間/多個(gè)空間134是否被氣體填充的至少一個(gè)檢測(cè)器152。該至少一個(gè)檢測(cè)器152可以包括被布置為感應(yīng)來(lái)自海上打樁的聲壓脈沖的水聽(tīng)器154。當(dāng)水聽(tīng)器154感應(yīng)到聲壓脈沖的等級(jí)的減小時(shí)，可以確定空間/多個(gè)空間134已經(jīng)被氣體填充并且提供了創(chuàng)造性的衰減。如上所述的其它檢測(cè)器也是可能的。該設(shè)備可以包括控制單元156，其被布置為至少部分地基于該至少一個(gè)檢測(cè)器152的檢測(cè)來(lái)控制氣體引入裝置136，以用于控制氣體或氣體混合物的引入?？刂茊卧?56可以包括CPU157?？刂茊卧?56可以連接到至少一個(gè)檢測(cè)器152和氣體引入裝置136。
[0066]圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的應(yīng)用于樁子104的設(shè)備的第二實(shí)施例。此外，圖2示意性地圖示了根據(jù)本發(fā)明的海上打樁系統(tǒng)的第二實(shí)施例的方面，其包括該設(shè)備的第二實(shí)施例。在該設(shè)備的第二實(shí)施例中，用于在外部套管126的內(nèi)周128與樁子104的外周116之間提供一個(gè)被氣體填充的空間134或多個(gè)被氣體填充的空間134的設(shè)備232包括水提取裝置236，用于從在外部套管126的內(nèi)周128與樁子104的外周116之間的一個(gè)空間134或多個(gè)空間134提取水。水提取裝置236包括水泵238。外部套管126具有外周129。水提取裝置236可以包括具有內(nèi)周260的管狀第二外部套管258。第二外部套管258部分地沿樁子104的軸向延伸123的所述部分122的所述段130而環(huán)繞外部套管126，并且第二外部套管258可以在頂部或底部閉合。可以與外部套管126的第二端部部分144的區(qū)域相鄰地安裝第二外部套管258。在外部套管126的外周129與第二外部套管258的內(nèi)周260之間形成室262，該室262與該空間/多個(gè)空間134彼此連通。水泵238可以被布置為從室262提取水以從該空間或多個(gè)空間134提取水。水提取裝置236可以包括連接到水泵238并且至少部分地設(shè)置在室262中的抽吸管263。可替換地，水泵238可以無(wú)需第二外部套管258而連接到外部套管126。該設(shè)備的第二實(shí)施例可以包括用于檢測(cè)所述空間/多個(gè)空間134是否被氣體填充的至少一個(gè)檢測(cè)器252，以及被布置為至少部分地基于至少一個(gè)檢測(cè)器252的檢測(cè)來(lái)控制水提取裝置236以用于控制來(lái)自空間/多個(gè)空間134的水的提取的控制單元256 (例如，包括CPU257)。至少一個(gè)檢測(cè)器252可以包括用于感應(yīng)水泵238的性能，例如水泵238使用的功率、水泵238的速率或經(jīng)過(guò)經(jīng)該水泵238的水流等等的傳感器254。當(dāng)該空間/多個(gè)空間被氣體填充并且不再有水可泵送時(shí)，隨著水泵上的負(fù)載減少，水泵需要更少的功率或者水泵的速率將增加。在第二端部部分144處，外部套管126可以設(shè)置有密封單元268或過(guò)濾單元269，以防止地層材料例如沙子、水或它們的混合物進(jìn)入在外部套管126的內(nèi)周128與樁子104的外周116之間的空間/多個(gè)空間134。[0067]圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的應(yīng)用于樁子104的設(shè)備的第三實(shí)施例。此外，圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的海上打樁系統(tǒng)的第三實(shí)施例的方面，其包括該設(shè)備的第三實(shí)施例。第三實(shí)施例是如上文公開(kāi)的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的第一實(shí)施例和第二實(shí)施例的組合。因而，在該設(shè)備的第三實(shí)施例中，用于在外部套管126的內(nèi)周128與樁子104的外周116之間提供一個(gè)被氣體填充的空間134或多個(gè)被氣體填充的空間134的設(shè)備332包括結(jié)合圖1公開(kāi)的氣體引入裝置136和結(jié)合圖2公開(kāi)的水提取裝置236。氣體引入裝置136和水提取裝置236可以同時(shí)使用?？商鎿Q地，借助該實(shí)施例，可以使用氣體引入裝置136和水提取裝置236中的一個(gè)，同時(shí)另一個(gè)可以是不活躍的并且僅在故障時(shí)用作備份。該設(shè)備的第三實(shí)施例可以包括與上文結(jié)合圖2所公開(kāi)的檢測(cè)器對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)檢測(cè)器252。該設(shè)備的第三實(shí)施例可以包括被布置為至少部分地基于至少一個(gè)檢測(cè)器252的檢測(cè)來(lái)控制氣體引入裝置136和水提取裝置236以便控制氣體或氣體混合物的引入以及水的提取的控制單元356，例如包括CPU357。
[0068]圖4是圖1的第一實(shí)施例的俯視剖面圖，顯示樁子104、環(huán)繞樁子104的外部套管126和形成在外部套管126的內(nèi)周128與樁子104的外周116之間的被氣體填充的空間134。雖然樁子104和外部套管126的橫截面是圓形的，但是每個(gè)橫截面可能是其它形狀的。當(dāng)使用具有2.5米的外直徑的樁子104時(shí)，外部套管126的內(nèi)直徑可以是2.6米，如果樁子104與外部套管126基本上同軸，則這導(dǎo)致在外部套管126的內(nèi)周128與樁子104的外周116之間大約5厘米的徑向間隔。然而，其它尺寸也是可能的。
[0069]圖5是根據(jù)本發(fā)明的應(yīng)用于樁子104的設(shè)備的第四實(shí)施例的示意性俯視剖面圖。第四實(shí)施例可以基本上對(duì)應(yīng)于如上所述的第一、第二或第三實(shí)施例，或它們的混合，但是另外在外部套管526的內(nèi)周528與樁子104的外周116之間提供有隔振支撐件570來(lái)防止外部套管526的內(nèi)周528且因而外部套管526直接鄰接樁子104，并且來(lái)維持被氣體填充的空間534。隔振支撐件570還可以助于保持樁子104與外部套管526基板上同軸。隔振支撐件570可以包括三個(gè)圍著外部套管526的內(nèi)周528分布的隔振支撐件570。每個(gè)隔振支撐件570可以包括附接到外部套管526的內(nèi)周528并且至少部分地沿外部套管526的軸向延伸而軸向地延伸的保持件572。每個(gè)保持件572可以保持引導(dǎo)件574。引導(dǎo)件574可以由可忽略的或低硬度的材料例如合適的聚合物制造，因而不經(jīng)過(guò)引導(dǎo)件574傳播振動(dòng)。借助隔振支撐件570，有效地確保樁子104與外部套管526之間的被氣體填充的空間534。每個(gè)隔振支撐件570可以沿外部套管526的基板上整個(gè)軸向延伸而延伸。可替換地，隔振支撐件可以附接到樁子104。隔振支撐件570的其它設(shè)計(jì)也是可能的。
[0070]參考圖6，圖示了用于示出根據(jù)本發(fā)明的用于當(dāng)使用沖擊機(jī)構(gòu)時(shí)衰減在海上打樁期間生成的水壓脈沖的方法的方面的流程圖。海上打樁包括用于借助沖擊機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)例如如上所述的至少一個(gè)樁子104進(jìn)入海洋或湖泊的底部處的地層106的階段，同時(shí)沿樁子的軸向延伸的至少一部分，樁子被海水或湖水環(huán)繞。首先，在步驟601，如上文結(jié)合圖1-5所述的管狀外部套管基本上豎直地位于?；蚝胁⑶彝獠刻坠艿囊徊糠殖寥氲貙又小Ｔ诓襟E602，樁子104從上插入到外部套管中，從而樁子104也基本上豎直地延伸。外部套管然后在樁子的軸向上延伸。在步驟603，利用管狀外部套管沿樁子的軸向延伸的所述部分的至少一段環(huán)繞樁子，使得樁子在軸向上可關(guān)于外部套管移動(dòng)，外部套管在樁子的軸向方向上延伸。可替換地，樁子可以首先位于其基本上豎直的操作位置上，并且隨后外部套管可以圍繞樁子放置。當(dāng)樁子和外部套管就位時(shí)，海水可能最初位于它們之間。通過(guò)以下步驟，至少部分地沿樁子的軸向延伸的所述部分的所述段，在外部套管的內(nèi)周與樁子的外周之間提供一個(gè)被氣體填充的空間或多個(gè)被氣體填充的空間:
[0071](a)在步驟604，在外部套管的內(nèi)周與樁子的外周之間的一個(gè)空間或多個(gè)空間引入氣體或氣體混合物；或
[0072](b)在步驟605，從在外部套管的內(nèi)周與樁子的外周之間的一個(gè)空間或多個(gè)空間提取水；或
[0073](C)在步驟606，既在外部套管的內(nèi)周與樁子的外周之間的一個(gè)空間或多個(gè)空間引入氣體或氣體混合物且也從在外部套管的內(nèi)周與樁子的外周之間的一個(gè)空間或多個(gè)空間提取水。引入的氣體可以是單一氣體或氣體混合物(例如空氣)且可以在壓力之下引入氣體。
[0074]在步驟607，檢測(cè)所述空間或所述多個(gè)空間是否被氣體填充。如果檢測(cè)到所述空間/所述多個(gè)空間被氣體填充，則在步驟608，以足夠的衰減執(zhí)行海上打樁，其包括驅(qū)動(dòng)樁子進(jìn)入地層的階段。如果檢測(cè)到所述空間/多個(gè)空間未被氣體填充，則在步驟609，至少部分地基于所述檢測(cè)，通過(guò)上述步驟604-606中的任意一個(gè)，控制氣體或氣體混合物的引入和/或水的提取?？梢酝ㄟ^(guò)所述空間/多個(gè)空間中的一個(gè)傳感器或通過(guò)位于外部套管的外部例如750米的半徑距離處的水中的水聽(tīng)器執(zhí)行所述檢測(cè)。當(dāng)使用泵從該空間/多個(gè)空間提取水時(shí)，可以通過(guò)用于感應(yīng)該泵的性能例如該泵使用的功率、該泵的速率或經(jīng)過(guò)經(jīng)該泵的水流等等的至少一個(gè)傳感器來(lái)執(zhí)行該檢測(cè)。該方法可以包括用于通過(guò)在外部套管的內(nèi)周與樁子的外周之間提供例如圖5中公開(kāi)的隔振支撐件來(lái)防止外部套管直接鄰接樁子的步驟。
[0075]雖然上述樁子104被公開(kāi)為中空管狀元件，但是該樁子也可以是實(shí)心的。
[0076]本發(fā)明不應(yīng)該被視為限于所示出的實(shí)施例，而是可以在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的前提下被本領(lǐng)域技術(shù)人員以多種方式修改和變化。
【權(quán)利要求】
1.一種用于當(dāng)使用沖擊機(jī)構(gòu)(102)時(shí)衰減在海上打樁(608)期間生成的水壓力脈沖的方法，所述海上打樁包括通過(guò)所述沖擊機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)樁子(104)進(jìn)入海洋或湖泊(110)的底部(108)處的地層(106)的階段，所述樁子定義縱軸(z-z)并且具有外周(116)，同時(shí)沿所述樁子的軸向延伸(123)的至少一部分(122)，所述樁子被海水或湖水(124)環(huán)繞，其特征在于，所述方法包括以下步驟: 利用具有內(nèi)周(128 ；528)的管狀外部套管(126 ;526)，沿所述樁子的所述軸向延伸(123)的所述部分(122)的至少一段(130)而環(huán)繞(603)所述樁子，所述外部套管在所述樁子的軸向方向上延伸；并且 至少部分地沿所述樁子的所述軸向延伸的所述部分的所述段，在所述外部套管的所述內(nèi)周與所述樁子的所述外周之間提供(604 ；605 ;606) —個(gè)被氣體填充的空間(134 ;534)或多個(gè)被氣體填充的空間(134 ;534)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，利用管狀外部套管(126)環(huán)繞(603)所述樁子(104)的所述步驟包括利用所述管狀外部套管，沿所述樁子的所述軸向延伸(123)的所述部分(122)的基本上整個(gè)軸向延伸而環(huán)繞所述樁子。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，提供(604；605 ；606) 一個(gè)被氣體填充的空間(134)或多個(gè)被氣體填充的空間(134)的所述步驟包括沿所述樁子(104)的所述軸向延伸(123)的所述部分(122)的所述段(130)的基本上整個(gè)軸向延伸，在所述外部套管(126)的所述內(nèi)周(128)與所述樁子的所述外周(116)之間提供一個(gè)被氣體填充的空間或多個(gè)被氣體填充的空間 。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于,提供(604；605 ；606) 一個(gè)被氣體填充的空間(134)或多個(gè)被氣體填充的空間(134)的所述步驟包括沿所述樁子(104)的所述軸向延伸(123)的所述部分(122)的基本上整個(gè)軸向延伸，在所述外部套管(126)的所述內(nèi)周(128)與所述樁子的所述外周(116)之間提供一個(gè)被氣體填充的空間或多個(gè)被氣體填充的空間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中的任一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,提供(604；605 ；606) 一個(gè)被氣體填充的空間(134)或多個(gè)被氣體填充的空間(134)的所述步驟包括在所述外部套管(126)的所述內(nèi)周(128)與所述樁子(104)的所述外周(116)之間提供一個(gè)被氣體填充的空間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5中的任一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,提供(604；605 ；606) 一個(gè)被氣體填充的空間(134)或多個(gè)被氣體填充的空間(134)的所述步驟包括將氣體或氣體混合物引入(604)到在所述外部套管(126)的所述內(nèi)周(128)與所述樁子(104)的所述外周(116)之間的一個(gè)被氣體填充的空間中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到5中的任一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,提供(604；605 ；606) 一個(gè)被氣體填充的空間(134)或多個(gè)被氣體填充的空間(134)的所述步驟包括從在所述外部套管(126)的所述內(nèi)周(128)與所述樁子(104)的所述外周(116)之間的一個(gè)空間(134)或多個(gè)空間(134)提取水。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到5中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，提供(606)—個(gè)被氣體填充的空間(134)或多個(gè)被氣體填充的空間(134)的所述步驟包括以下的組合:將氣體或氣體混合物引入到在所述外部套管(126)的所述內(nèi)周(128)與所述樁子(104)的所述外周(116)之間的一個(gè)空間(134)或多個(gè)空間(134)中，以及從所述空間或所述多個(gè)空間提取水。
9.根據(jù)權(quán)利要求6到8中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，檢測(cè)(607)所述空間(134)或所述多個(gè)空間(134)是否被氣體填充，并且至少部分地基于所述空間或所述多個(gè)空間是否被氣體填充的檢測(cè)，控制(609)氣體或氣體混合物的引入和/或水的提取(604 ；605 ；606)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1到9中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，利用所述外部套管(126)，沿所述樁子(104)的所述軸向延伸(123)的所述部分(122)的至少一段(130)而環(huán)繞所述樁子，從而所述樁子關(guān)于所述外部套管可軸向移動(dòng)。
11.一種用于當(dāng)使用沖擊機(jī)構(gòu)(102)時(shí)衰減在海上打樁期間生成的水壓力脈沖以用于驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)樁子(104)進(jìn)入海洋或湖泊(110)的底部(108)處的地層(106)的設(shè)備，所述樁子定義縱軸(z-z)并且具有外周(116)，同時(shí)沿所述樁子的軸向延伸(123)的至少一部分(122)，所述樁子被海水或湖水(124)環(huán)繞，其特征在于，所述設(shè)備包括具有內(nèi)周(128 ；528)的管狀外部套管(126 ;526)，其中沿所述樁子的所述軸向延伸(123)的所述部分(122)的至少一段(130)，所述外部套管被布置為環(huán)繞所述樁子，同時(shí)在所述樁子的所述軸向方向上延伸，并且其中所述設(shè)備包括用于在所述外部套管的所述內(nèi)周與所述樁子的所述外周之間，至少部分地沿著所述樁子的所述軸向延伸的所述部分的所述段，提供一個(gè)被氣體填充的空間(134)或多個(gè)被氣體填充的空間(134)的裝置(132 ；232 ;332)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，所述外部套管(126)被布置為沿所述樁子(104)的所述軸向延伸(123)的所述部分(122)的基本上整個(gè)軸向延伸而環(huán)繞所述樁子。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，所述裝置(132；232 ；332)被布置為沿所述樁子(104)的所述軸向延伸(123)的所述部分(122)的基本上整個(gè)軸向延伸，在所述外部套管(126)的所述內(nèi)周(128)與所述樁子的外周(116)之間提供一個(gè)被氣體填充的空間(134)或多個(gè)被氣體填充的空間(134)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11到13中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述裝置(132；232 ；332)包括氣體引入裝置(136)以用于將氣體或氣體混合物引入到所述在所述外部套管(126)的所述內(nèi)周(128)與所述樁子(104)的所述外周(116)之間的一個(gè)空間(134)或多個(gè)空間(134)中。
15.根據(jù)權(quán)利要求11到14中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述裝置(132；232 ；332)包括水提取裝置(236)以用于從在所述外部套管(126)的所述內(nèi)周(128)與所述樁子(104)的所述外周(116)之間的一個(gè)空間(134)或多個(gè)空間(134)提取水。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其特征在于，所述水提取裝置(236)包括水泵(238)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，所述外部套管(126)具有外周(129)，其中所述水提取裝置(236)包括具有內(nèi)周(260)的管狀第二外部套管(258)，其中所述第二外部套管部分地沿所述樁子(10 4)的所述軸向延伸(123)的所述部分(122)的所述段(130)而環(huán)繞所述外部套管，其中在所述外部套管的所述外周與所述第二外部套管的所述內(nèi)周之間形成室(262)，所述室與所述空間(134)或所述多個(gè)空間(134)彼此連通，并且其中所述水泵(238)被布置為從所述室提取水以便于從所述空間或所述多個(gè)空間提取水。
18.根據(jù)權(quán)利要求14到17中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括用于檢測(cè)所述空間(134)或所述多個(gè)空間(134)是否被氣體填充的至少一個(gè)檢測(cè)器(152 ;252)，以及被布置為至少部分地基于所述至少一個(gè)檢測(cè)器的檢測(cè)來(lái)控制所述氣體引入裝置(136)和/或所述水提取裝置(236)以用于控制氣體或氣體混合物的引入和/或水的提取的控制單元(156 ；256 ;356)。
19.根據(jù)權(quán)利要求11到18中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括在所述外部套管(526)的所述內(nèi)周(528)與所述樁子(104)的所述外周(116)之間用于防止所述外部套管直接鄰接所述樁子的隔振支撐件(570 )。
20.根據(jù)權(quán)利要求11到19中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述外部套管(126)被布置為沿所述樁子(104)的所述軸向延伸(123)的所述部分(122)的至少一段(130)而環(huán)繞所述樁子，從而所述樁子可相對(duì)于所述外部套管軸向地移動(dòng)。
21.一種海上打樁系統(tǒng)，包括沖擊機(jī)構(gòu)(102)，用于驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)樁子(104)進(jìn)入海洋或湖泊(110)的底部(108)處的地層(106)，同時(shí)沿所述樁子的軸向延伸(123)的至少一部分(122)，所述樁子被海水或湖水(124)環(huán)繞，其中，所述系統(tǒng)包括至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求11到20中的任一項(xiàng)所述 的設(shè)備。
【文檔編號(hào)】E02D7/06GK103917716SQ201180074286
【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2011年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月19日
【發(fā)明者】C-G·約翰森, P·約翰森, T·赫爾比格 申請(qǐng)人:Abb研究有限公司