[發明專利]用于連接錨構件至水體底面的方法、設備和系統

無效

• 申請號: 201080041551.2
• 申請日: 2010-09-14
• 公開（公告）號: CN102762796A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: 約翰·史溫格勒;尼爾·麥克諾頓
• 申請（專利權）人: 葉片離岸服務有限公司
• 主分類號: E02D7/28
• 分類號: E02D7/28;E02D15/08;E02D27/52;E21B7/124;E02D27/42;E02D7/10
• 代理公司: 深圳市德力知識產權代理事務所 44265
• 代理人: 林才桂

技術領域

本發明涉及一種用于連接錨構件至水體底面的方法、設備和系統，并且特別但不僅涉及一種用于連接至水體底面以使水下結構能夠釘固或束縛至水體底面的錨構件。

背景技術

人們期望利用快速的流水來從水下發電渦輪機發電。在快速的流水中，這些渦輪機需要不會被高速水流移動的高度完整的水下渦輪機支撐物。

在大部分高速水流區域，水體的底面，例如海床可能是特別由硬質巖層構成，而不是軟泥或沙。這在一定程度上是作為快速水流趨向于沖刷軟泥和沙離開海床而暴露底部巖層的事實的結果。

快速流水和硬質海床的組合妨礙了自升式船舶的使用。自升式船舶包括多個支撐腿，平臺安裝于支撐腿上。該平臺為可垂直上升和下降移動該支撐腿以負責變化的水位。這種類型的船舶通常使用鉆柱在海床內鉆孔。然后可以將樁灌漿進入這些鉆孔內以連接渦輪機支撐結構至海床。

然而，問題出現在自升式船舶的腿最初接觸硬質海床時，因為腿趨向于在硬質巖石底面上彈起，作為結果可能損壞并且甚至斷裂。所以，在具有硬質海床構造的地區中定位和固定自升式船舶極其困難，因此在這樣的環境下趨向于不使用固定自升式船舶。

動力定位(DP)船舶的使用通常也在具有特別高速水流的區域被妨礙，因為難于確保DP船舶在高速水流的區域保持就位。而且，由于用于在高速水流速度穩定DP船舶所需燃料的總量，這一選擇尤其昂貴且因此不可取。

高速水流速度的區域還造成另一關于固定海底結構至海床的問題。通常僅實用于在潮水最慢時的憩流時間窗期間安裝樁。這一時間窗可能大約小于一小時并且因此在這樣的時間窗內執行多重鉆孔極其困難，即使不是不可能。

PCT專利申請WO2008/125830中提出了一種對上面問題的解決方案。這一文件記述了一種水面船舶，一種用于連接至海床的結構位于該水面船舶上。這樣的結構的一例子為用于水下發電渦輪機的三腳架支持物。當該結構在該水面船舶上時，單獨的鉆探設備連接至將打樁至海床的該三腳架的每條腿。然后使用起重機降下該結構，伴隨鉆探設備連接至海床。

在海床，然后激活每個鉆探設備。每個鉆探設備包括一沖擊鉆，其鉆入海床并且在進入鉆過孔的插孔內的鉆頭后面拉下樁。當插孔鉆到其最大深度時，縮回鉆頭在海床中留下樁。然后分離并撤回該鉆探設備至水面。然后將灰漿抽運進入三腳架腳和樁的外面之間的環形區域并且還進入由樁的中心所限定的圓柱形洞，以將該樁密封入海床。

PCT專利申請WO2008/125830的方法遭受數個缺點：

1)該水面船舶必須特別大到能夠支撐并下降三腳架結構至海床。因此，在該船舶上需要重型吊升設備例如大型起重機。

2)一旦完成鉆孔，沖擊鉆必須縮回以將灰漿抽運進入樁內并將樁密封入海床。

3)使水下結構保持至樁的唯一事物是安置于該結構腳和樁的外面之間的環形區域內的灰漿。這種連接很容易失效，特別是如果在灰漿充分凝結前高速水流將灰漿沖走。

4)沖擊鉆的反復使用將引起鉆的磨損，導致增加的維護和操作成本。

5)這一系統可能需要使用遙控操作裝置(ROV)。ROV一般僅能運行于低于1.5節的水流中，限制了能夠使用這一系統的區域。

6)如果鉆探設備其中之一失效，替換在海床上的該設備和實施打樁操作是復雜和昂貴的操作。

英國專利GB2436320提出一種替代的方法。這一文件記述了一種從水面船舶至海床降下將連接至海床的結構的方法。該結構包括數條腿，其內安置有鉆頭。該鉆頭在水面上預安裝入腿中，并且然后鉆入海床中以連接該結構至海床。鉆頭的鉆孔通過降下至該結構上并且包括用于驅動單獨的鉆頭進入海床的鉆電機的臂來完成。該臂然后環繞該結構旋轉以依次鉆每個鉆頭。一替代的實施例記述了安裝將連接至海床的一結構，該結構具有至該結構上的多個臂及鉆電機。在宿主結構的每條腿上還設有灰漿貯存器，以使鉆頭一旦被鉆過就能被灌漿進入海床。

英國專利GB2436320的方法和設備遭受該水面船舶必須能夠將該將潛入水中的結構以及一起下至海床的鉆具總成兩者都提升的缺點。這增加了水面船舶所需的尺寸并且因此增加了鉆孔操作的成本和復雜性。而且，使水下結構保持至鉆頭的唯一事物是安置于該結構的腳和鉆頭的外表面之間的區域內的灰漿。這種連接很容易失效，特別是如果在灰漿充分凝結前高速水流將灰漿沖走。而且，由于在將連接至海床的該結構上設有灰漿貯存器，增加了該總成的重量和復雜性。

發明內容

本發明的優選實施例設法克服現有技術的上面的缺點。

根據本發明的一方面，提供了一種連接錨構件至水體底面的方法，該方法特征在于：