[發明專利]用于將基礎元件安裝在水下地層中的方法和設備

無效

• 申請號: 201380023463.3
• 申請日: 2013-04-10
• 公開（公告）號: CN104271843A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: J·E·斯塔姆
• 申請（專利權）人: IHC荷蘭IE有限公司
• 主分類號: E02D7/02
• 分類號: E02D7/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 姜雪梅

技術領域

本發明涉及一種借助于驅動器(諸如液壓驅動器)將基礎元件，特別是(單)樁，安裝在堅硬的水下地層中的方法。這種方法包括以下步驟：將基礎元件放置在水下地層上；將用于減小由驅動器輸入的噪音的屏障放置到周圍的水中；以及，在將屏障圍繞基礎元件定位的同時，借助于驅動器將基礎元件驅動到地層中。本發明還涉及一種用于安裝基礎元件的系統。

背景技術

如在歐洲專利公報1?989?358中解釋的那樣，在水下進行離岸夯實工作，以便建立例如用于鉆井平臺和風力渦輪機的基礎。對于風力渦輪機而言，將直徑大于4米的大單樁夯入到海床中。這種夯實導致很大的水下噪音輸入，這可能對海洋動物群造成負面影響。為了降低水下噪音輸入，在根據EP?1?989?358的方法和裝置中，由固定的浸沒式套筒包圍要被夯入的材料。套筒有利地具有類似三明治的結構。在EP1?989?358的圖1中示出的示例中，套筒具有用于引導樁的至少一個緩沖引導元件。

EP?1?640?508涉及一種用于樁的引導裝置，這種裝置具有緊固在船自升式鉆井平臺上的框架，用于當將支柱夯入到海底中時環繞并且引導支柱。鼓風裝置的噴嘴組件附接在框架處，所述鼓風裝置的噴嘴組件能夠從位于框架下方的上部待命位置下降到位于底棲部分(benthic?division)中的操作位置。樁在鼓風操作中被環形定界。該組件具有帶有出口開口的管。

WO?2010/151121涉及一種用于被動地降低因布置在水體的液面高度下方的聲源所造成的液體中的聲音振動的裝置，所述裝置包括細長的管，所述細長的管可布置在聲源上，所述管包括外壁和內壁，其中，管設計成保持內壁和外壁之間的中間空間中的某一期望壓力。在這種情況中，壓力相對于環境壓力降低。由于降低的壓力，因此聲音振動將不易于傳播到外界，并且降低了管周圍區域中的噪音水平。“在水體中，管的外壁和內壁可設置成首尾相接，例如，通過首先將內壁錨固到底部中，然后將圍繞內壁布置的外壁錨固到底部中。然而，還可能將管作為一個整體放置，即，內壁和外壁已經在底部處已被組裝以形成一個部件”。

發明內容

本發明的目的是進一步提高噪音減輕，特別是在將基礎元件驅動到堅硬的海底地層中時和/或當噪音減輕屏障由具有高彈性模量(例如，超過100GPa)的材料制成時。

為此，本發明的方法包括：優選地通過使得屏障的至少外壁與地層基本上動態不連接而在至少部分驅動過程期間衰減從(水下)地層傳至屏障的外壁的噪音傳遞。

發現的是，基礎元件(例如，單樁)和屏障之間的介質(典型地為(海)水)不僅是聲音傳遞路徑而且使得由樁驅動器產生的噪音經由擱置有屏障的地層從樁傳遞到屏障外壁。當地層包括堅硬材料，諸如，巖石、混凝土塊(沖刷防護)或壓實的沙，和/或當屏障由具有高彈性模量的材料制成的情況中，尤為如此。當由樁驅動器的脈沖式打擊所產生的噪音包含大范圍的頻率時，典型地在一個或多個固有頻率條件下激勵屏障的外壁。通過衰減經由地層的噪音傳遞，可以避免或至少降低這種激勵，并且進一步減輕總的聲音輻射。

相對于現有技術的方法和系統，例如通過減小地層與屏障的至少外壁的下端部之間的接觸面的硬度(模量)來被動地實現衰減，或者例如通過建立屏障的主固有頻率和提供用于消除由樁驅動器產生的噪音頻率來積極地實現這種衰減。

在一個實施例中，例如通過使得屏障的外壁從屏障的內壁(在屏障是雙壁結構的情況)、從樁(在屏障是單壁結構的情況)或者從水面船舶懸垂下來，使得屏障的外壁的下端部保持與地層(典型地上方)相距一段距離。這個距離的范圍優選地處于5厘米至200厘米，優選地處于10厘米至100厘米，優選地處于15厘米至70厘米。

在另一個實施例中，屏障具有至少50％、優選地至少70％的浮力，或具有100％或更多的浮力(在100％的情況中，屏障的密度等于水(海水)的密度)，在所述情況中，屏障漂浮。在后述構造中，優選的是，通過地層上的一個或多個壓重物(諸如擱置在地層上的混凝土塊或泡沫環)和連接件(諸如將屏障連接到塊或環的帶或鏈)將屏障保持到位。

在另一個實施例中，噪聲衰減材料定位在屏障的外壁的下端部與地層之間，所述噪音衰減材料典型地呈環形形狀，所述環的圓周對應于屏障的圓周。

本發明還涉及一種用于將基礎元件，特別是(單)樁，安裝在堅硬的水下地層中的系統，所述系統包括驅動器、水面船舶和屏障，所述屏障圍繞基礎元件放置，以便減小從驅動器輸入的噪音。這種系統還包括用于在至少部分驅動過程期間衰減從地層傳遞到屏障外壁的噪音的裝置。