專利名稱：用于產(chǎn)生水下地基元件的方法、用于水下地基元件的調(diào)整頭和水下工作布置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在水體底部中產(chǎn)生水下地基元件的方法，其中，用于引導(dǎo)鉆孔工具的工作平臺(tái)下放到水體底部，利用鉆孔工具，向水體底部?jī)?nèi)引入鉆孔且將樁(pile)形水下地基元件布置于鉆孔中且錨固于其中。而且，本發(fā)明涉及用于將樁形水下地基元件錨固于水體底部中的水下工作布置，其包括可潛水的工作平臺(tái)和布置于工作平臺(tái)上用于水下地基元件的接收裝置。
背景技術(shù)：
這種方法和這種工作布置可從EP 2 322 724 Al得到。利用這些，地基元件能以可靠方式在水下錨固于水體底部中。這種類型的地基元件例如用于將離岸風(fēng)力發(fā)電設(shè)施或 潮汐發(fā)電站的流渦輪錨固于海中。這種類型的另一方法從GB 2 469 190 A已知。由于在水下極其困難的工作條件，存在以下問(wèn)題樁形地基元件示出了微小的位置偏差量，例如，相對(duì)于豎直達(dá)若干度。如果例如長(zhǎng)度高達(dá)100 m的風(fēng)力發(fā)電設(shè)施的桿直立于這種地基元件上，在地基元件的小偏差的情況下，將存在整個(gè)設(shè)施的相對(duì)大的傾斜。為了避免這種傾斜，已知將補(bǔ)償裝置布置于地基元件與將固定于其上的桿之間。利用這種補(bǔ)償裝置，地基元件的位置不準(zhǔn)確性能被補(bǔ)償。但是，這種補(bǔ)償裝置成本較高且構(gòu)成整個(gè)構(gòu)造的弱化處。特別而言，補(bǔ)償裝置可機(jī)械地易損壞或者相對(duì)于鹽水中的腐蝕性條件易損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是基于提供用于產(chǎn)生水下地基元件的方法的目的，利用這種方法，能以較高的位置準(zhǔn)確度產(chǎn)生這種地基元件。而且，本發(fā)明的目的在于提供一種水下工作布置以及用于該水下工作布置的調(diào)整頭?！矫嬗删哂袡?quán)利要求I的特征的方法實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的。關(guān)于調(diào)整頭，另一方面由具有權(quán)利要求5的特征的用于水下地基元件的調(diào)整頭來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的。具有權(quán)利要求10的特征的水下工作布置實(shí)現(xiàn)了關(guān)于該工作布置的目的。根據(jù)本發(fā)明的方法的特征在于在樁形水下地基元件上固定測(cè)量單元，通過(guò)該測(cè)量單元，確定樁形水下地基元件的位置數(shù)據(jù)，并且該方法的特征在于根據(jù)所確定的位置數(shù)據(jù)，在錨固之前，依靠在工作平臺(tái)上的至少一個(gè)定位裝置來(lái)設(shè)定水下地基元件的位置。本發(fā)明的基本構(gòu)思在于以下事實(shí)測(cè)量單元直接固定于水下地基元件上，利用該測(cè)量單元，確定地基元件的位置。因此，作為對(duì)經(jīng)由工作平臺(tái)的位置而執(zhí)行間接位置確定的替代，實(shí)現(xiàn)地基元件的直接且因此很精確的位置確定。根據(jù)所確定的位置數(shù)據(jù)，水下地基元件的位置然后在錨固之前，依靠在工作平臺(tái)上的至少一個(gè)定位裝置，更特別而言，若干液壓缸來(lái)調(diào)整。只要測(cè)量單元指示了水下地基元件的期望精確位置，地基元件即相對(duì)于工作平臺(tái)固定于此位置且隨后錨固于水體底部中，特別地通過(guò)引入硬化懸浮液，特別是混凝土。因此，能產(chǎn)生具有關(guān)于位置的很窄公差范圍的水下地基元件。這允許桿或其它設(shè)施或構(gòu)造無(wú)需補(bǔ)償裝置凸緣安裝或緊固到地基元件上。以此方式，實(shí)現(xiàn)該設(shè)施的很穩(wěn)定并且也很健壯的總體構(gòu)造?；旧?，可設(shè)想在地基元件上以固定方式提供測(cè)量單元作為損失(lost)測(cè)量單元。根據(jù)本發(fā)明，特別高效的是測(cè)量單元可釋放地固定到水下地基元件的上部區(qū)域，且在設(shè)定之后，再次從水下地基元件釋放并移除。以此方式，測(cè)量單元能多次采用使得很高品質(zhì)和高精度的測(cè)量?jī)x器能用于該測(cè)量單元。此外，根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，依靠用于設(shè)定水下地基元件的位置的至少一個(gè)定位裝置，生成定位力，該定位力經(jīng)由調(diào)整頭和/或工作平臺(tái)的接收裝置傳輸?shù)剿碌鼗?。特別而言，調(diào)整頭能夠可釋放地緊固到樁形地基元件的上側(cè)。調(diào)整頭具有相對(duì)應(yīng)的聯(lián)接元件，特別是驅(qū)動(dòng)器，通過(guò)該聯(lián)接元件，定位裝置能以限定方式傳輸其定位力，特別是繞縱向軸線的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)到地基元件。優(yōu)選地，橫向位置變化經(jīng)由大致鼓形接收裝置傳輸?shù)降鼗?中，樁形地基元件被接收并引導(dǎo)。為此目的，接收裝置優(yōu)選地以可移動(dòng)的方式支承于工作平臺(tái)的基礎(chǔ)框架上且能經(jīng)由定位裝置來(lái)調(diào)整。以此方式，能精確地實(shí)施水下地基元件的甚至很小的位置變化。根據(jù)本發(fā)明，特別有利地，經(jīng)由控制裝置來(lái)控制定位裝置，控制裝置與測(cè)量單元一起布置于調(diào)整頭上。以此方式，測(cè)量單元的測(cè)量結(jié)果能直接傳輸?shù)蕉ㄎ谎b置，使得水體底部中的水下地基元件的快速且可靠的調(diào)整能夠發(fā)生。根據(jù)本發(fā)明，還提供用于水下地基元件的調(diào)整頭，其與基部支承件布置在一起；連接裝置，其將調(diào)整頭可釋放地連接到水下地基元件；至少一個(gè)測(cè)量單元，其布置于基部支承件上用于確定水下地基元件的位置數(shù)據(jù)；以及附連裝置，其用于將調(diào)整頭附連并保持在連接管線上。按照如上文所述的根據(jù)本發(fā)明的方法，調(diào)整頭能以限定的方式剛性地固定到地基元件上。優(yōu)選地，提供定心裝置，利用定心裝置，將調(diào)整頭帶進(jìn)地基元件上的限定位置。此處，連接裝置可例如具有液壓張力夾鉗。調(diào)整頭經(jīng)由連接管線連接到補(bǔ)給船。為此目的，附連裝置設(shè)計(jì)成在調(diào)整頭的上側(cè)，該附連裝置用于將調(diào)整頭附連并且保持到連接管線上。除用于機(jī)械緊固的鉤形元件之外，還提供用于電線、液壓流體管線和數(shù)據(jù)線的相對(duì)應(yīng)的附連件。根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)地基元件的良好調(diào)整，因?yàn)樘峁┲辽僖粋€(gè)聯(lián)接元件，其用于建立調(diào)整頭與接收該水下地基元件的工作平臺(tái)之間的連接。以此方式，能經(jīng)由調(diào)整頭來(lái)實(shí)現(xiàn)地基元件的調(diào)整。地基元件擱置于鉆孔底部使得定位力能以特別有效的方式經(jīng)由布置于地基元件的上側(cè)上的調(diào)整頭來(lái)傳輸。根據(jù)本發(fā)明，特別優(yōu)選地，經(jīng)由聯(lián)接元件，定位力能從工作平臺(tái)上的定位裝置傳輸?shù)秸{(diào)整頭和所連接的水下地基元件。定位裝置能具有一個(gè)或若干液壓缸，其活塞直接作用于調(diào)整頭上。或者，經(jīng)由調(diào)整頭，能建立到工作平臺(tái)且特別而言到工作平臺(tái)的鼓形接收裝置的剛性連接。為了調(diào)整，那么能發(fā)生接收裝置和/或工作平臺(tái)總體的平移，例如通過(guò)具備液壓缸的水體底部上的工作平臺(tái)的接觸腳。調(diào)整頭的特別有用的實(shí)施例根據(jù)本發(fā)明由以下事實(shí)得到附連裝置設(shè)計(jì)成傳輸電能、液壓能、控制信號(hào)和/或流體用于將水下地基元件錨固于水體底部中。因此，調(diào)整頭不僅構(gòu)成用于機(jī)械對(duì)準(zhǔn)地基元件的元件，而且還提供多種功能，包括測(cè)量和傳遞硬化流體，諸如水泥懸浮液到管形地基樁內(nèi)用于在對(duì)準(zhǔn)之后的錨固目的。因此，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例在于以下事實(shí)附連裝置具有到管形水下地基元件的內(nèi)腔內(nèi)用于硬化流體的通路。關(guān)于水下工作布置，通過(guò)相對(duì)應(yīng)的工作布置來(lái)實(shí)現(xiàn)該目的，其特征在于，在水下地基元件上，固定給定調(diào)整頭，用于確定位置數(shù)據(jù)，且在這一點(diǎn)上提供至少一個(gè)定位裝置，利用定位裝置，可根據(jù)所確定的位置數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)整在接收裝置中的水下地基元件的位置。因此，實(shí)現(xiàn)了在水體底部中水下地基元件的先前所述的高精度對(duì)準(zhǔn)。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選實(shí)施例在于以下事實(shí)作為定位裝置，提供扭轉(zhuǎn)裝置，其用于使樁形水下地基元件繞中心軸線扭轉(zhuǎn)；提升裝置，其用于在中心軸線的縱向調(diào)整水下地基元件；和/或，傾斜裝置，其在中心軸線的橫向調(diào)整水下地基元件。通過(guò)在工作平臺(tái)上相對(duì)應(yīng)的定位裝置，水下地基元件能精確地對(duì)準(zhǔn)，同時(shí)仍由工作平臺(tái)上的鼓形接收裝置包圍。扭轉(zhuǎn)裝置包括夾持環(huán)，夾持環(huán)能依靠水平定向的定位缸繞鉆孔軸線扭轉(zhuǎn)。優(yōu)選地，扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng) 由鼓形接收裝置傳輸?shù)秸{(diào)整頭且因此傳輸?shù)降鼗?。鼓形接收裝置也用于在引入鉆孔期間引導(dǎo)鉆孔工具。為了調(diào)整地基元件，可調(diào)整該接收裝置。可選地，能相對(duì)于鉆孔工具的引導(dǎo)位置修改形成鼓形接收裝置內(nèi)部的元件，從而允許足夠的空間來(lái)調(diào)整和改變水下地基元件在鼓形接收裝置內(nèi)的位置?；旧?，能根據(jù)調(diào)整頭的測(cè)量數(shù)據(jù)，經(jīng)由在補(bǔ)給船上的外部控制裝置實(shí)現(xiàn)地基元件的對(duì)準(zhǔn)。根據(jù)本發(fā)明，特別優(yōu)選地提供控制裝置，其用于控制至少一個(gè)定位裝置。在水下工作布置或調(diào)整頭上的這種控制裝置允許高度精確地對(duì)準(zhǔn)地基元件。


本發(fā)明還將經(jīng)由優(yōu)選實(shí)施例描述，優(yōu)選實(shí)施例在附圖中示意性地說(shuō)明，在附圖中示出
圖I為根據(jù)本發(fā)明的水下工作布置的示意 圖2為關(guān)于圖I的水下工作布置的透視示意 圖3為水下地基元件的頭部區(qū)域；
圖4為根據(jù)本發(fā)明具有調(diào)整頭的水下工作布置；以及 圖5為根據(jù)本發(fā)明的調(diào)整頭的示意側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)圖1，為了在水體底部5中產(chǎn)生水下地基元件10，工作平臺(tái)30作為水下工作布置20從補(bǔ)給船6下放到海床5。經(jīng)由可調(diào)整的接觸元件26，水下工作布置20水平對(duì)準(zhǔn)。隨后，鉆孔經(jīng)由鉆孔工具(未描繪)引入水體底部5內(nèi)。在從水下工作布置20移除鉆孔工具之后，管形水下地基元件10插入于鼓形接收裝置32內(nèi)且在鉆孔中放置于鉆孔底部上，也在圖4中示出。在該情況下經(jīng)由經(jīng)附連裝置50和調(diào)整頭40與水下地基樁10的上側(cè)聯(lián)接的供應(yīng)線70，水下地基樁10連接到海面2上的補(bǔ)給船6。供應(yīng)線70經(jīng)由在補(bǔ)給船6上的絞盤8促動(dòng)，供應(yīng)線70包括用于保持調(diào)整頭40的鋼繩和另外的供應(yīng)線。經(jīng)由在補(bǔ)給船6上的控制裝置7，從海面2上實(shí)現(xiàn)經(jīng)由供應(yīng)線70對(duì)調(diào)整頭40的控制和經(jīng)由連接件72對(duì)水下工作布置20的控制。在圖2中示出了根據(jù)本發(fā)明的水下工作布置20的工作平臺(tái)30的示范性實(shí)施例。用鋼梁形成工作平臺(tái)30的大致三角形的基礎(chǔ)框架31，在其上布置接觸元件(未圖示)，更特別而言為液壓缸，用于放置到水體底部5上。經(jīng)由三個(gè)對(duì)角支柱22，基礎(chǔ)框架31的拐角區(qū)域牢固地連接到板形平臺(tái)頭24。在平臺(tái)頭24和基礎(chǔ)框架31上布置環(huán)形保持元件用于鼓形接收裝置32，在此處未描繪。在平臺(tái)頭24上，設(shè)有第一液壓促動(dòng)筒夾34，其用于建立用于到插入的水下地基元件10的到接收裝置32的牢固連接。第二筒夾36也設(shè)計(jì)成在工作平臺(tái)30上，在此情況下，第二筒夾36能由三個(gè)水平布置的扭轉(zhuǎn)缸62促動(dòng)以便使得液壓夾持接收裝置32隨著水下地基元件10扭轉(zhuǎn)。為了構(gòu)成定位裝置60，也可促動(dòng)所有三個(gè)扭轉(zhuǎn)缸62，使得它們不僅導(dǎo)致繞中心軸線11的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而且也導(dǎo)致相對(duì)于中心軸線11的所需傾斜。以此方式，能進(jìn)行插入的水下地基元件10在 水體底部5的鉆孔中的精確對(duì)準(zhǔn)。在精確地調(diào)整了水下地基元件10之后，自行硬化的流體然后能引入到鉆孔內(nèi)用于最終錨固。在錨固了水下地基元件10之后，水下工作布置20然后能完全從錨固的水下地基元件10釋放并再次移除。為了精確地對(duì)準(zhǔn)水下地基元件10，根據(jù)本發(fā)明提供調(diào)整頭40，其結(jié)合圖3至圖5更詳細(xì)地描述。在水下地基元件10的上部區(qū)域中，布置圓錐形樁頭12，其經(jīng)由基部14牢固地連接到地基元件10的圓柱形區(qū)域。在樁頭12的上端，布置了帶有三個(gè)中心孔18的突伸板形劍狀物16。根據(jù)圖4和圖5的說(shuō)明，調(diào)整頭40放置到樁頭12的上端且經(jīng)由僅示意性地描繪的連接裝置44牢固地錨固于樁頭12上的限定位置。為此目的，連接裝置44具有液壓定位缸，未圖示，利用該液壓定位缸，定心銷接合到劍狀物16上的中心孔18內(nèi)，并且由此建立牢固的形式鎖定連接。根據(jù)本發(fā)明的調(diào)整頭40具有板形基部支承件42，基部支承件42擱置于樁頭12的上側(cè)上。在基部支承件42的上側(cè)上布置有測(cè)量單元46和控制裝置48。測(cè)量單元46配備多個(gè)位置傳感器使得其能確定水下地基元件10的精確位置并且特定而言相對(duì)于豎直的偏差。經(jīng)由固定聯(lián)接的元件54，能經(jīng)由調(diào)整頭40建立到水下工作布置20的額外穩(wěn)定連接。無(wú)論測(cè)量單元46的確定的測(cè)量數(shù)據(jù)如何，在水下工作布置20上的至少一個(gè)定位裝置60能經(jīng)由控制裝置48促動(dòng)，控制裝置48經(jīng)由供應(yīng)線70連接到補(bǔ)給船6上的控制件7，使得水下地基元件10的位置相對(duì)于工作平臺(tái)30變化。在到達(dá)鉆孔中水下地基元件10的期望精確位置時(shí)，例如水泥懸浮液經(jīng)由附連裝置50 (在圖5中僅示意性地指示)依靠懸浮液供應(yīng)通過(guò)調(diào)整頭40從補(bǔ)給船6引入到管形水下地基元件10的內(nèi)部。為此目的，設(shè)計(jì)到達(dá)水下地基元件10內(nèi)的通路56。在完成了水下地基元件10的錨固之后，調(diào)整頭40從水下地基元件10釋放且經(jīng)由供應(yīng)線70取回到補(bǔ)給船6。之后，水下工作布置20從水下地基元件10釋放且經(jīng)由連接件72移除。
權(quán)利要求
1.一種用于在水體底部中產(chǎn)生水下地基元件的方法，其中 -用于引導(dǎo)鉆孔工具的工作平臺(tái)被下放到所述水體底部， -利用所述鉆孔工具，向所述水體底部?jī)?nèi)引入鉆孔，以及 -將樁形水下地基元件布置于所述鉆孔中且錨固于其中， 其中， -在所述樁形水下地基元件上固定測(cè)量單元，通過(guò)所述測(cè)量單元，確定所述樁形水下地基元件的位置數(shù)據(jù)，以及 -根據(jù)確定的位置數(shù)據(jù)，在錨固之前，依靠在所述工作平臺(tái)上的至少一個(gè)定位裝置來(lái)設(shè)定所述水下地基元件的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法， 其特征在于， 所述測(cè)量單元可釋放地固定于所述水下地基元件的上部區(qū)域上，且在設(shè)置之后，再次從所述水下地基元件釋放并移除。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法， 其特征在于， 依靠用于設(shè)定所述水下地基元件的位置的至少一個(gè)定位裝置生成定位力，其經(jīng)由調(diào)整頭和/或所述工作平臺(tái)的接收裝置傳輸?shù)剿鏊碌鼗?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法， 其特征在于， 經(jīng)由控制裝置來(lái)控制所述定位裝置，所述控制裝置與所述測(cè)量單元一起布置于所述調(diào)整頭上。
5.一種用于水下地基元件的調(diào)整頭，包括 -基部支承件， -連接裝置，其用于將所述調(diào)整頭可釋放地連接到所述水下地基元件， -至少一個(gè)測(cè)量單元，其布置于所述基部支承件上用于確定所述水下地基元件的位置數(shù)據(jù)，以及 -附連裝置，其用于將所述調(diào)整頭附連并保持到連接管線上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的調(diào)整頭， 其特征在于， 提供至少一個(gè)聯(lián)接元件，其用于建立所述調(diào)整頭與接收所述水下地基元件的工作平臺(tái)之間的連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的調(diào)整頭， 其特征在于， 經(jīng)由所述聯(lián)接元件，定位力能從在所述工作平臺(tái)上的定位裝置傳輸?shù)剿稣{(diào)整頭和連接的水下地基元件。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的調(diào)整頭， 其特征在于， 所述附連裝置被設(shè)計(jì)成傳輸電能、液壓能、控制信號(hào)和/或流體，用于將所述水下地基元件錨固于所述水體底部中。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的調(diào)整頭， 其特征在于， 所述附連裝置具有到管形水下地基元件的內(nèi)腔用于硬化流體的通路。
10.一種用于將樁形水下地基元件錨固于水體底部中的水下工作布置，包括 -可潛水的工作平臺(tái)，以及 -接收裝置，其布置于用于所述水下地基元件的工作平臺(tái)上， 其中， -在所述水下地基元件上，固定根據(jù)權(quán)利要求5所述的調(diào)整頭用于確定位置數(shù)據(jù)，以及-提供至少一個(gè)定位裝置，利用所述至少一個(gè)定位裝置，能根據(jù)所述確定的位置數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)整所述接收裝置中所述水下地基元件的位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的水下工作布置， 其特征在于， 作為定位裝置，提供 -扭轉(zhuǎn)裝置，其用于使得所述樁形水下地基元件繞中心軸線扭轉(zhuǎn)， -提升裝置，其用于在所述中心軸線的縱向調(diào)整所述水下地基元件，和/或， -傾斜裝置，其在所述中心軸線的橫向調(diào)整所述水下地基元件。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的水下工作布置， 其特征在于， 提供控制裝置，其用于所述至少一個(gè)定位裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于產(chǎn)生水下地基元件的方法、用于水下地基元件的調(diào)整頭和水下工作布置。一種用于在水體底部中產(chǎn)生水下地基元件的方法，其中，用于引導(dǎo)鉆孔工具的工作平臺(tái)下放到水體底部，利用鉆孔工具，向水體底部?jī)?nèi)引入鉆孔且樁形水下地基元件布置于鉆孔中且錨固于其中。實(shí)現(xiàn)了精確對(duì)準(zhǔn)，因?yàn)樵跇缎嗡碌鼗瞎潭y(cè)量單元，通過(guò)該測(cè)量單元，確定樁形水下地基元件的位置數(shù)據(jù)，以及因?yàn)楦鶕?jù)所確定的位置數(shù)據(jù)，在錨固之前，依靠在工作平臺(tái)上的至少一個(gè)定位裝置來(lái)設(shè)定水下地基元件的位置。根據(jù)本發(fā)明，測(cè)量單元布置于調(diào)整頭上。
文檔編號(hào)E02D15/08GK102817362SQ201210187720
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月10日
發(fā)明者S.波盧斯, C.施萬(wàn)茨, U.韋登曼 申請(qǐng)人:包爾特殊基礎(chǔ)工程有限公司