CN102762796A - 用于连接锚构件至水体底面的方法、设备和*** - Google Patents

Abstract

一种遥控操作的钻孔设备(6)包括本体例如框架(10)，以及安排为钻孔装载于该钻孔设备(6)中的环形桩(8)进入水体底面的驱动装置。该环形桩包括刃脚(24)。该驱动装置包括借助于驱动头连接至该环形桩(8)的顶部的动力转体(12)。还提供了传送装置，其包括至少一喷嘴以使冲洗液和灰浆能够注入环形桩(8)附近。该动力转体(12)由安置在该动力转体(12)任一侧上的齿条及小齿轮装置14提升和降下。

Description

用于连接锚构件至水体底面的方法、设备和***

技术领域

本发明涉及一种用于连接锚构件至水体底面的方法、设备和***，并且特别但不仅涉及一种用于连接至水体底面以使水下结构能够钉固或束缚至水体底面的锚构件。

背景技术

人们期望利用快速的流水来从水下发电涡轮机发电。在快速的流水中，这些涡轮机需要不会被高速水流移动的高度完整的水下涡轮机支撑物。

在大部分高速水流区域，水体的底面，例如海床可能是特别由硬质岩层构成，而不是软泥或沙。这在一定程度上是作为快速水流趋向于冲刷软泥和沙离开海床而暴露底部岩层的事实的结果。

快速流水和硬质海床的组合妨碍了自升式船舶的使用。自升式船舶包括多个支撑腿，平台安装于支撑腿上。该平台为可垂直上升和下降移动该支撑腿以负责变化的水位。这种类型的船舶通常使用钻柱在海床内钻孔。然后可以将桩灌浆进入这些钻孔内以连接涡轮机支撑结构至海床。

然而，问题出现在自升式船舶的腿最初接触硬质海床时，因为腿趋向于在硬质岩石底面上弹起，作为结果可能损坏并且甚至断裂。所以，在具有硬质海床构造的地区中定位和固定自升式船舶极其困难，因此在这样的环境下趋向于不使用固定自升式船舶。

动力定位(DP)船舶的使用通常也在具有特别高速水流的区域被妨碍，因为难于确保DP船舶在高速水流的区域保持就位。而且，由于用于在高速水流速度稳定DP船舶所需燃料的总量，这一选择尤其昂贵且因此不可取。

高速水流速度的区域还造成另一关于固定海底结构至海床的问题。通常仅实用于在潮水最慢时的憩流时间窗期间安装桩。这一时间窗可能大约小于一小时并且因此在这样的时间窗内执行多重钻孔极其困难，即使不是不可能。

PCT专利申请WO2008/125830中提出了一种对上面问题的解决方案。这一文件记述了一种水面船舶，一种用于连接至海床的结构位于该水面船舶上。这样的结构的一例子为用于水下发电涡轮机的三脚架支持物。当该结构在该水面船舶上时，单独的钻探设备连接至将打桩至海床的该三脚架的每条腿。然后使用起重机降下该结构，伴随钻探设备连接至海床。

在海床，然后激活每个钻探设备。每个钻探设备包括一冲击钻，其钻入海床并且在进入钻过孔的插孔内的钻头后面拉下桩。当插孔钻到其最大深度时，缩回钻头在海床中留下桩。然后分离并撤回该钻探设备至水面。然后将灰浆抽运进入三脚架脚和桩的外面之间的环形区域并且还进入由桩的中心所限定的圆柱形洞，以将该桩密封入海床。

PCT专利申请WO2008/125830的方法遭受数个缺点：

1)该水面船舶必须特别大到能够支撑并下降三脚架结构至海床。因此，在该船舶上需要重型吊升设备例如大型起重机。

2)一旦完成钻孔，冲击钻必须缩回以将灰浆抽运进入桩内并将桩密封入海床。

3)使水下结构保持至桩的唯一事物是安置于该结构脚和桩的外面之间的环形区域内的灰浆。这种连接很容易失效，特别是如果在灰浆充分凝结前高速水流将灰浆冲走。

4)冲击钻的反复使用将引起钻的磨损，导致增加的维护和操作成本。

5)这一***可能需要使用遥控操作装置(ROV)。ROV一般仅能运行于低于1.5节的水流中，限制了能够使用这一***的区域。

6)如果钻探设备其中之一失效，替换在海床上的该设备和实施打桩操作是复杂和昂贵的操作。

英国专利GB2436320提出一种替代的方法。这一文件记述了一种从水面船舶至海床降下将连接至海床的结构的方法。该结构包括数条腿，其内安置有钻头。该钻头在水面上预安装入腿中，并且然后钻入海床中以连接该结构至海床。钻头的钻孔通过降下至该结构上并且包括用于驱动单独的钻头进入海床的钻电机的臂来完成。该臂然后环绕该结构旋转以依次钻每个钻头。一替代的实施例记述了安装将连接至海床的一结构，该结构具有至该结构上的多个臂及钻电机。在宿主结构的每条腿上还设有灰浆贮存器，以使钻头一旦被钻过就能被灌浆进入海床。

英国专利GB2436320的方法和设备遭受该水面船舶必须能够将该将潜入水中的结构以及一起下至海床的钻具总成两者都提升的缺点。这增加了水面船舶所需的尺寸并且因此增加了钻孔操作的成本和复杂性。而且，使水下结构保持至钻头的唯一事物是安置于该结构的脚和钻头的外表面之间的区域内的灰浆。这种连接很容易失效，特别是如果在灰浆充分凝结前高速水流将灰浆冲走。而且，由于在将连接至海床的该结构上设有灰浆贮存器，增加了该总成的重量和复杂性。

发明内容

本发明的优选实施例设法克服现有技术的上面的缺点。

根据本发明的一方面，提供了一种连接锚构件至水体底面的方法，该方法特征在于：

设置遥控操作的钻孔设备邻近于水体底面，其中该遥控操作的钻孔设备适合于驱动包括环形桩的锚构件，该环形桩具有大体上中空的轴部分、在该轴部分一第一端的环形钻头以及在该轴部分一第二端的锚装置，该环形钻头安排为钻孔环形区域进入该底面，该环形桩将被驱动进入该环形区域并且该锚装置适合于限制一结构相对于该锚构件的移动；

通过该环形钻头切削进入该水体底面的环形区域，操作该遥控操作的钻孔设备钻孔所述环形桩进入该水体底面，使得该锚装置突出在该水体底面上；以及

用灰浆填充所述环形区域以将该环形桩保持在所述环形区域中并且阻止该环形桩从该水体底面移动。

该设置遥控操作的钻孔设备邻近于水体底面的步骤提供的好处在于水面船舶不需要提升将向下连接至该海床的结构。这大大减少船舶所需的尺寸以及关联的用于连接锚构件至水体底面的运转费用。

使用包括具有整体环形钻头的环形桩的锚构件，提供的好处是简化了该遥控操作的钻孔设备，因为它不需要钻头并且仅需要旋转该环形桩。这降低了该钻孔设备的成本和复杂性。

这还提供的好处在于在海床上可以钻孔环形区域而不是圆柱形槽，因为该钻头不必缩回。这意味着可以使用灰浆在环形桩外部和内部填充环形区域中的范围，从而在海床中形成环形的特别牢固的灰浆密封。这样还比填充整个圆柱孔需要较少的灰浆。

与在岩层中钻孔圆柱形槽的方法相比，这还提供的好处是减少所必须钻孔和从孔中除去的岩层量。钻孔环形区域而不是圆柱形还加速了钻孔步骤。

由于钻孔和灌浆操作都是由该遥控操作的钻孔设备执行，没有钻头的退回，这提供好处是减少放置锚构件至海床中所花费的时间。

该设置该遥控操作的钻孔设备邻近于水体底面的步骤可以包括设置该遥控操作的钻孔设备邻近于形成于一水下结构上的孔，其中该孔安排为承接一桩；以及

其中，该操作该遥控操作的钻孔设备的步骤可以包括驱动所述环形桩通过该孔并且进入该水体底面，通过该环形钻头切削环形区域进入该水体底面到达一定程度，使该包括锁紧构件的锚装置被驱动紧靠在该水下结构在所述孔附近的一部分上，从而阻止该水下结构从该水体底面移动。

使用包括锁紧构件的环形桩提供的好处是由该桩向该水下结构施加积极向下的力，而不是仅依靠在海床上的环形灰浆密封。

该设置遥控操作的钻孔设备在该水下结构上邻近于安排为承接一桩的孔的步骤可以包括下面步骤其中之一或更多：

a)将该遥控操作的钻孔设备可滑动连接到至少一导绳，其中至少一所述导绳在邻近于安排为承接一桩的孔的位置连接至该水下结构，并且当该至少一所述导绳拉紧时，沿至少一所述导绳降下该遥控操作的钻孔设备；

b)移动安置在该遥控操作的钻孔设备底部上的导向装置进入接触该水下结构邻近于安排为承接一桩的孔的一部分的状态，以对准所述环形钻头与所述孔；或者

c)操作第一夹持装置以夹持所述遥控操作的钻孔设备至该水下结构邻近于所述孔。

通过可滑动连接该遥控操作的钻孔设备至至少一导绳，这提供的好处是简化了向下部署该钻孔设备至海床上的该水下结构的一孔。这大大减少执行打桩操作所花费的时间。该水下结构可以用连接至浮在水面上的浮标的导绳部署在海床上，使其由管理钻孔和打桩操作的船舶能够容易设置和收回。

通过移动安置在该遥控操作的钻孔设备底部上的导向装置使其邻近于安排为承接一桩的孔接触该水下结构的一部分，以使所述环形钻头与所述孔对准，这提供的好处是进一步简化在该水下结构上设置该遥控操作的钻孔设备，节省时间并且增加预定时间段内所能执行打桩操作的量。

通过操作第一夹持装置以夹持所述遥控操作的钻孔设备至该水下结构邻近于所述孔，这提供的好处是为钻孔操作提供了反作用装置。

该设置遥控操作的钻孔设备邻近于水体底面的步骤可以包括用该遥控操作的钻孔设备的支撑装置接触该水体底面，其中该支撑装置为可调节的以使该遥控操作的钻孔设备能够拉平至使该环形桩的纵轴大体上垂直于该水体底面的状态。

这提供的好处是不需要宿主结构来管理打桩操作的单独的钻孔设备。该锚构件可以留在该水体底面并且一结构稍后可以锚定至该锚构件。

该操作该遥控操作的钻孔设备的步骤可以包括通过该环形钻头切削进入该水体底面的环形区域，钻孔所述环形桩进入该水体底面，使得包括用于连接至一水下结构的连接装置的该锚装置突出在该水体底面上。

这提供的好处是使该锚构件能够留在该水体底面，以使一结构稍后能够用链条拴住或束缚至该锚构件。

该设置该遥控操作的钻孔设备邻近于水体底面的步骤可以包括操作该遥控操作的钻孔设备的牵引装置以沿水体底面移动该遥控操作的钻孔设备至锚构件将钻孔进入该水体底面的位置。

这提供的好处是部署欲连接至水体底面的一结构时可以在在该结构中安装有准备好钻孔进入海床的环形桩。这意味着该遥控操作的钻孔设备，在此情况下为一交通工具，仅需要从水面船舶部署一次，就能钉固整个结构至该水体底面。因此，不需要重新获得该交通工具来使其重新转载环形桩。已经发现的是钻孔操作时间能够因此缩短大约60％，显著降低了成本。

这还提供的好处是仅需要来自水面船舶的两个供给线，也就是，集成的起重、电力及信号缆绳以及灌浆软管。来自该水面船舶的仅两条线的部署允许该水面船舶大得多的移动。因此不再需要在高速水流状态下很困难的精确的位置保持，并且脐带管理因此非常简化。

通过这一方法实行的环形桩的现场部署提供额外的重量给该宿主结构，在钉固操作完成前防止作用在该结构上的水流力量所引起的滑动。

而且，使用牵引装置，例如履带或轮子，使该设备能够沿该水体底面移动并且通过抓紧水体底面在钻孔期间提供反作用力。使用浮动的遥控操作的交通工具不能实现这一点。

在一优选实施例中，该操作该遥控操作的钻孔设备以钻孔所述环形桩进入该水体底面的步骤包括下面步骤其中之一或更多：

d)连接该遥控操作的钻孔设备的驱动装置至该环形桩并且操作该驱动装置旋转及推动该环形桩进入该水体底面；或者

e)抽吸冲洗液通过所述环形桩以从钻过孔的环形区域除去钻屑并且对所述环形钻头提供润滑和冷却。

该用灰浆填充所述环形区域以将该环形桩保持在所述环形区域中的步骤可以包括操作该遥控操作的钻孔设备的传送装置以用灰浆填充所述环形区域。

这提供的好处是缩短管理打桩操作所花费的时间。

该方法可以进一步包括下面步骤其中之一或更多：

f)从该水下结构分离该遥控操作的钻孔设备并且收回该遥控操作的钻孔设备至水面船舶；

g)在所述遥控操作的钻孔设备上装载一另外的环形桩并且重复上面描述的方法。

根据本发明的另一方面，提供了一种锚定一结构至水体底面的方法，该方法包括：

如上面所描述连接锚构件至水体底面；以及

连接一结构至该锚构件的该锚装置。

这提供的好处是牢牢锚定一结构至水体底面的一种相对快速和直接的方法。这一方法在高速水流速度的区域特别有利。

该锚装置可以包括具有一第一闭锁装置的连接装置，以及该结构可以包括安排为与该第一闭锁装置闭锁的一第二闭锁装置，并且，其中该连接该结构至该锚构件的该锚装置的步骤包括闭锁所述第一闭锁装置至所述第二闭锁装置。

根据本发明的另一方面，提供了一种遥控操作的钻孔设备，特征是：

本体，安排为遥控设置邻近于水体底面；以及

驱动装置，安排为钻孔锚构件进入水体底面，其中该锚构件包括环形桩，该环形桩具有大体上中空的轴部分、在该轴部分一第一端的环形钻头以及在该轴部分一第二端的锚装置，该环形钻头安排为钻孔进入该底面的该环形桩将钻孔进入的环形区域，并且该锚装置适合于限制一结构相对于该锚构件的移动。

这提供的好处在于水面船舶不需要提升将要向下安装在海床上的结构。这大大减少船舶所需的尺寸以及关联的用于锚定一结构至海床的运转费用。

使用包括整体环形钻头的环形桩，提供的好处是简化了该遥控操作的钻孔设备，因为它不需要钻头并且仅需要旋转该环形桩。这降低了该钻孔设备的成本和复杂性。

这还提供的好处在于在海床上可以钻孔环形区域而不是圆柱形槽，因为该钻头不必缩回。这意味着可以使用灰浆在环形桩外部和内部填充环形区域中的范围，从而在海床中形成环形的特别牢固的灰浆密封。这样还比填充整个圆柱孔需要较少的灰浆。

与在岩层中钻孔圆柱形槽的方法相比，这还提供的好处是减少所必须钻孔和从孔中除去的岩层量。钻孔环形区域而不是圆柱形还加速了钻孔步骤。

在一优选实施例中，该设备进一步包括传送装置，安排为用灰浆填充所述环形区域以将该环形桩保持在所述环形区域中并且阻止一结构从该水体底面移动。

这提供的好处是放置桩进入海床所花费的时间，因为钻孔和灌浆的执行无需取出钻头。

该设备可以进一步包括下面特征其中之一或更多：

h)导向装置，安置在该遥控操作的钻孔设备底部上，该导向装置安排为对准所述环形钻头与一水下装置的一孔，其中该孔安排为承接该桩；或者

i)夹持装置，用于夹持所述遥控操作的钻孔设备至一水下结构邻近于安排为承接一桩的一孔。

通过提供安置在该遥控操作的钻孔设备底部上的导向装置，这提供的好处是简化了对准该遥控操作的钻孔设备与该水下结构的一孔。这节省时间并且增加预定时间段内所能执行打桩操作的量。

所述导向装置可以包括一内圆锥部分，安排为邻接安置在安排为承接一桩的所述孔附近的一相应的外圆锥部分。

这提供的导向装置制造相对直接并且还是自动对准中心的。

该设备可以进一步包括安排为接触该水体底面的支撑装置，其中该支撑装置为可调节的以使该遥控操作的钻孔设备能够拉平至使该环形桩的纵轴大体上垂直于该水体底面的状态。

这提供的好处是不需要宿主结构来管理打桩操作的单独的钻孔设备。该锚构件可以留在该水体底面并且一结构稍后可以锚定至该锚构件。

所述支撑装置可以包括多个伸缩腿，每个所述伸缩腿包括可调节的靴部分以改变各个靴自相应的腿所延伸的长度和/或角度。

该设备可以进一步包括适合于沿该水体底面移动该本体的牵引装置。

而且，使用牵引装置，例如履带或轮子，使该设备能够沿该水体底面移动并且通过抓紧水体底面在钻孔期间提供反作用力。使用浮动的遥控操作的交通工具不能实现这一点。

这提供的好处是部署欲连接至水体底面的一结构时可以在在该结构中安装有准备好钻孔进入海床的环形桩。这意味着该遥控操作的钻孔设备，在此情况下为一交通工具，仅需要从水面船舶部署一次，就能钉固整个结构至该水体底面。因此，不需要重新获得该交通工具来使其重新转载环形桩。已经发现的是钻孔操作时间能够因此缩短大约60％，显著降低了成本。

这一设备还提供的好处是仅需要来自水面船舶的两个供给线，也就是，集成的起重、电力及信号缆绳以及灌浆软管。来自该水面船舶的仅两条线的部署允许该水面船舶大得多的移动。因此不再需要在高速水流状态下很困难的精确的位置保持，并且脐带管理因此非常简化。

通过这一交通工具实行的环形桩的现场部署提供额外的重量给该宿主结构，在钉固操作完成前防止作用在该结构上的水流力量所引起的滑动。

该驱动装置可以相对该本体可枢转。

这提供的好处是利于在不平坦表面上钻孔。

该打桩设备可以安排为装载有多个环形桩。

这提供的好处在于桩不必在部署至海床之前预装载在支撑结构中。

该设备可以进一步包括至少一安排为移动环形桩使其与所述驱动装置对准的液压臂。

该驱动装置可以包括下面特征其中之一或更多：

j)动力转体，包括安排为可释放衔接及旋转所述环形桩的驱动头；

k)齿条及小齿轮装置或至少一液压缸，安排为朝向该水体底面移动所述动力转体；或者

l)伸缩支撑夹持装置，安排为在钻孔前保持所述环形桩在该遥控操作的钻孔设备中并且在钻孔期间提供稳定性。

该动力转体结合齿条及小齿轮装置提供的好处在于一种制造相对直接的驱动装置，并且重新加载快速便于执行进一步打桩操作。

该设备可以进一步包括装载于该设备中的锚构件，其中该锚构件包括：

环形桩，该环形桩具有大体上中空的轴部分、在该轴部分一第一端的环形钻头以及在该轴部分一第二端的锚装置，该环形钻头安排为钻孔进入该底面的该环形桩将钻孔进入的环形区域，并且该锚装置适合于限制一结构相对于该锚构件的移动。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于连接锚构件至水体底面的***，该***特征在于：

如上面所描述的遥控操作的钻孔设备；以及

脐带装置，安排为从水面船舶提供液压和/或电力动力至所述遥控操作的钻孔设备以及从水面船舶提供冲洗液和/或灰浆至所述传送装置。

该***提供的好处在于锚定一结构至该水体底面的过程可以从水面以相对快速和直接的步骤操作。在水面上环形桩装载进入该钻孔设备，并且然后该钻孔设备浸没并降下至海床。然后该环形桩以简单的步骤钻孔进入海床并且灌浆，无需潜水者或遥控操作装置(ROV)。

在一优选实施例中，该***进一步包括下面特征其中之一或更多：

m)适配器装置，安排为使该脐带装置能够从该水面船舶分离以及连接至浮标；

n)抽吸装置，安排为经由所述脐带装置抽吸冲洗液和/或灰浆至所述传送装置；或者

o)至少一导绳在邻近于安排为承接一桩的孔的位置连接至该水下结构，至少一所述导绳安排为连接至所述遥控操作的钻孔设备，从而当该至少一所述导绳拉紧时引导该遥控操作的钻孔设备至所述水下结构上邻近于安排为承接一桩的孔的位置。

通过提供安排为使该脐带装置能够从该水面船舶分离以及连接至浮标的适配器装置，这提供的好处是遇到坏天气和汹涌的海浪，或者当该表面船舶不能在现场保持位置时，该打桩操作能够快速中断并且从该水面船舶分离以保安全。然后当条件允许时，浮标能够收回并且打桩重新开始相对快速。

该至少一导绳提供的好处是简化了向下部署该钻孔设备至海床上的该水下结构的该孔。这大大减少执行打桩操作所花费的时间。

该水下结构可以用连接至浮在水面上的浮标的导绳部署在海床上，使其由管理钻孔和打桩操作的船舶能够容易设置和收回。

该***可以进一步包括拉紧装置，安排为拉紧至少一所述导绳。

根据本发明的进一步的方面，提供了一种锚构件，特征在于：

环形桩，该环形桩具有大体上中空的轴部分、在该轴部分一第一端的环形钻头以及在该轴部分一第二端的锚装置，该环形钻头安排为钻孔进入该底面的该环形桩将钻孔进入的环形区域，并且该锚装置适合于限制一结构相对于该锚构件的移动。

这提供的好处是锚构件可以钻孔进入水下硬质岩层并且用于连接结构至岩层。不需要单独的钻孔操作，因为该钻头是桩的组成部分。

该大体上中空的轴部分可以包括具有外部和内部同轴圆柱形套管的一轴，在该外部和内部同轴圆柱形套管之间限定了一环形通道，并且其中该环形钻头安装至该轴的一第一端而该锚装置安装至该轴的一第二端；以及

其中，用于液体流动的路径限定为从该锚装置中的一第一开口、穿过所述环形通道并且穿过由所述内部套管所限定的一第二开口。

这提供的好处是在桩中提供了用于冲洗液和灰浆的通道。当在存在钻过孔的环形区域可能崩溃的风险的岩层中钻孔时，这一点特别有用。这因此确保了在这样的岩层中将完成严格的打桩操作。

所述环形钻头可以安装至所述外部套管并且该第二开口可以由该内部套管的一端所限定。

所述锚装置可以包括锁紧构件，该锁紧构件安排为被驱动紧靠在水下结构在一孔附近的一部分上，从而阻止该水下结构从该水体底面移动。

这提供的好处在于能够对水下结构施加积极的定位力。

所述锚装置可以包括用于连接至一水下结构至少一部分的连接装置。

所述连接装置可以包括旋转安装在该锚构件上的套管，其中该套管包括至少一环。

这提供的好处是对于锚定一水下结构至该锚构件，能够管理打桩操作和稍后的返回。该旋转的套管提供的好处是该至少一环能够以任意方向旋转，因此允许束缚至该环的水面船舶在占优势的环境力下移动，不会导致系船索混乱或缠结。

所述连接装置可以包括一第一闭锁装置，安排为闭锁至可连接至所述连接装置的一结构的一第二锁闭装置。

所述连接装置可以包括一第一凸缘，安排为扣紧至可连接至所述连接装置的一结构的一第二凸缘。

根据本发明的另一方面，提供了一种总成，包括连接至如上所描述的锚构件的该锚装置的一结构。

在一优选实施例中，该总成进一步包括邻近于钻过孔的环形区域布置的柔韧的挡板，该柔韧的挡板安排为在钻孔期间和之后防止灰浆从该环形区域移走。

这提供的好处在于布置在该环形区域的外部表面周围的围堰可以防止钻孔期间和之后冲刷灰浆。

附图说明

下面将通过优选的实施例结合相应的附图来说明本发明，仅用作举例而没有任何限制意义，其中：

图1为依照本发明一第一实施例使用于连接锚构件至水体底面的一种方法中的水面船舶的立体图；

图2为依照本发明一第一实施例使用于连接锚构件至水体底面的一种方法中的遥控操作的钻孔设备的底部和数个环形桩的特写立体图；

图3为装载环形桩至该遥控操作的钻孔设备的一第一阶段的立体图；

图4为与图3相一致的视图，绘示装载环形桩至该遥控操作的钻孔设备中的第二阶段；

图5为装载环形桩至该遥控操作的钻孔设备中的一第三阶段的特写立体图；

图6为装载该环形桩至该遥控操作的钻孔设备中的一第四阶段的特写立体图；

图7为位于水面船舶上并且装载有环形桩的遥控操作的钻孔设备的立体图；

图8为部署该遥控操作的钻孔设备的一第一阶段的立体图；

图9为部署该遥控操作的钻孔设备的一第二阶段的立体图；

图10为部署该遥控操作的钻孔设备的一第三阶段的立体图，绘示浸没该遥控操作的钻孔设备；

图11为部署该遥控操作的钻孔设备的一第四阶段的立体图；

图12为部署该遥控操作的钻孔设备的一第五阶段的立体图，绘示该设备沿导绳朝向将钉固至水体底面例如海床的水下结构下降；

图13为该遥控操作的钻孔设备安置其自身邻近于将驱动该环形桩穿过的孔的立体图；

图14为与图13相一致的视图，其中该下锁紧钳已经移入该水下结构的孔附近的衔接位置以将该遥控操作的钻孔设备保持在该结构上；

图15为与图13和14相一致的立体图，其中钻孔已经开始，并且上锁紧钳已经缩回以允许锁紧构件穿过该上锁紧钳；

图16为与图15相一致的视图，绘示正将该环形桩钻入海床；

图17为与图16相一致的视图，处于钻孔的进一步晚期阶段；

图18为自下方的部分横截面立体图，绘示该环形桩在向下钻时切削穿过岩石以形成环形区域；

图19为自下方的部分横截面立体图，绘示最终的钻孔阶段；

图20为与图19相一致的视图，绘示已经被抽吸进入环形区域后的灰浆；

图21为该遥控操作的钻孔设备在钻孔结束状态下的立体图；

图22为与图21相一致的视图，其中该环形桩已经自该遥控操作的钻孔设备释放；

图23为与图22相一致的视图，绘示该遥控操作的钻孔设备从该水下结构释放并且处于将提升至水面的状态；

图24为本发明一第二实施例的遥控操作的钻孔设备的立体图；

图25为图24的遥控操作的钻孔设备位于邻近于将钉固至海床的结构的立体图；

图26A为根据本发明一实施例取自环形桩的轴的横截面；

图26B为图26A的环形桩的纵向横截面图；

图26C为绘示通过水下结构的环来安装的环形桩的立体图；

图26D绘示钻入水体底面并且保持支撑结构至水体底面的环形桩的横截面；

图27为本发明一第三实施例的遥控操作的钻孔设备和数个锚构件的立体图；

图28为绘示装载锚构件进入图27的遥控操作的钻孔设备的立体图；

图29为图28中装载该锚构件进入该钻孔设备的下一阶段；

图30为绘示降下本发明第二实施例的遥控操作的钻孔设备进入水体的第一阶段的立体图；

图31为与图29相比降下本发明第二实施例的遥控操作的钻孔设备进入水体的下一阶段，其中，该钻孔设备的腿已经延伸；

图32为与图31相比降下该遥控操作的钻孔设备进入水体的下一阶段；

图33绘示该遥控操作的钻孔设备正在潜入水中；

图34为从该遥控操作的钻孔设备下面的立体图，绘示该钻孔设备正在降下进入水体；

图35为从上面的立体图，绘示该遥控操作的钻孔设备与水体底面接触；

图36为从图35侧面的立体图；

图37绘示该遥控操作的钻孔设备处于该环形桩的纵轴未垂直于水体底面的状态；

图38绘示调节该遥控操作的钻孔设备的靴部分以移动该环形桩的纵轴进入垂直于水体底面的位置；

图39为从侧面的立体图，绘示用环形桩钻孔的第一阶段；

图40为从侧面的立体图，绘示钻孔的第二阶段；

图41为从侧面的立体图，绘示钻孔的最终阶段；

图42为从侧面的立体图，绘示钻孔完成；

图43为从侧面的立体图，绘示从该环形桩分离该驱动装置；

图44绘示该遥控操作的钻孔设备正在提升离开该密封在水体底面中的锚构件；

图45为该密封在水体底面中的锚构件的第二立体图；

图46为从下面绘示水体底面切掉部分的立体图，相应于图40显示了钻孔的阶段；

图47从下面绘示钻孔的第二阶段；

图48绘示钻孔完成；

图49为从下面绘示灰浆正在抽吸进入钻出的环形区域中的立体图；

图50绘示灌浆该环形桩的最终阶段；

图51绘示本发明第四实施例的一种锚定一结构至水体底面的方法的第一阶段；

图52绘示图51的方法的第二阶段；

图53绘示图51和52的方法的最终阶段；

图54绘示本发明第五实施例的一种锚定一结构至水体底面的方法的第一阶段；

图55绘示图54的方法的第二阶段；

图56绘示图54和55的方法的第三阶段；

图57绘示图54至56的方法的最终阶段，其中该第一和第二凸缘扣紧在一起；

图58为本发明第六实施例的设备的立体图，包括用于连接锚构件至水体底面的交通工具，该绘示的交通工具在将连接至水体底面的支撑结构旁边；

图59为图58的交通工具的立体图，绘示该交通工具的打桩设备处于提升位置准备好与由该支撑结构的腿所保持的环形桩互相连接；

图60绘示互相连接该打桩设备与环形桩的下一阶段；

图61绘示借由该打桩设备该环形桩钻孔；

图62绘示该环形桩灌浆；

图63绘示该打桩设备从该环形桩分离的第一阶段；

图64绘示该打桩设备从该支撑结构分离；

图64绘示该交通工具在该支撑结构的腿之间调遣；

图66绘示该交通工具在该支撑结构的腿之间调遣的下一阶段；

图67绘示该交通工具在该支撑结构的腿之间调遣的下一阶段；

图68绘示该打桩设备即将安装至第二环形桩；

图69绘示该交通工具的打桩设备钻孔第二环形桩进入水体底面；

图70为本发明第七实施例的设备的立体图，包括用于连接锚构件至水体底面的交通工具；

图71为从图70的交通工具前面的立体图，绘示邻近于该支撑结构的腿的该打桩设备；

图72为从图71侧面的立体图；以及

图73为图70至72的交通工具的立体图，通过支撑结构的腿钻孔环形桩。

具体实施方式

参见图1，一水面船舶，例如船2，位于具有一结构将连接至或锚定至的底面的水体4上，例如海、江或河口。遥控操作的钻孔设备6安置于船舶2上。多个包括也被称为销桩的环形桩8的锚构件也位于船舶2上。

参见图11和12，遥控操作的钻孔设备6包括由框架10以及安排为钻孔或驱动装载于该遥控操作的钻孔设备6中的环形桩8进入水体底面的驱动装置形成的本体。该驱动装置包括借助于驱动头11(图22)连接至销桩的顶部的动力转体12。该驱动头11包含安排在环绕该驱动头外直径相等间隔点的驱动销(图未示)。该驱动头衔接位于环形桩锁环22(图2)中的机器加工的定位槽(图未示)。该驱动头11可以通过以反方向旋该转动力转体从该销桩释放。该动力转体能够或者以向前或者以反方向旋转，两方向都能获得相等量的转矩。还提供了传送装置，其包括位于邻近驱动头11的液体导管(图未示)，以使冲洗液和灰浆能够环绕环形桩8注入。

该动力转体12由安置在该动力转体12任一侧上的齿条及小齿轮装置14提升和降下。借助于***该集成的框架和齿条及小齿轮剖面的附加的缩短的预制造的剖面，不同的销桩长度可以容纳在该钻孔设备6中。作为齿条及小齿轮装置的一种替代，可以使用至少一个液压缸(图未示)。

在本发明的第一实施例中，将该遥控操作的钻孔设备置于中央及定位于该将钉固的水下结构上是由位于该遥控操作的钻孔设备上的导向装置辅助。该导向装置可以包括安置于钻孔设备6的底部上的内圆锥部分16。该内圆锥部分16安排为接触安置于邻近水下结构32的孔30的外圆锥部分18。在本例子中的水下结构32为具有将安装水下涡轮机(图未示)至其上的平台31的三脚架。该三脚架包括桩将穿过以将结构32钉固至海床的三个孔或轴环30。

参见图2，环形桩8包括一大体上中空的轴部分20，一锚装置，其在该第一实施例中为用于提供锁紧力的锁紧构件例如在一第一端的锁环22，以及，在一第二端的一环形钻头24。该环形钻头24形成环形的切割刃脚并且宽于圆柱形部分20，从而当环形钻头24钻进海床时在该环形钻头24后面形成环形区域。该锁紧构件22安排为衔接孔30(图12)的边缘以阻止一部分水下结构32自海床移动。

作为选择，图26A至26D绘示了可与遥控操作的钻孔设备6一同使用的锚构件的替代的实施例。这个实施例有益于具有切割环形区域会塌陷风险的形态中。该锚构件包括具有由限定了环形通道323于其之间的外部320A和内部320B同轴圆柱形套管形成的轴320的环形桩308。环形钻头324安装至该轴的一第一端并且锚装置例如锁紧构件322安装至该轴320的一第二端。作为选择，代替锁紧构件322，用于使水下结构束缚或连接至该环形桩的连接装置可以安装至该轴的该第二端。

用于液体流动的路径由该锁紧构件中的一第一开口322A、穿过该环形通道323并穿过由所述内部套管所限定的一第二开口323A所限定。该环形钻头324安装至该外部套管320A并且该第二开口323A由该内部套管的末端所限定。作为选择，第二开口可以形成于内部套管320B的长度范围内的不同点。桩308可以通过在现有的环形桩中焊接一段管子以形成内部套管320B来形成。桩308对于克服环形区域堵塞的问题非常有益。

参见图26d，一旦完成钻孔并且该环形桩308完全前进进入海床64以使锁环322在支撑结构32上向下推，灰浆66抽运通过传送装置并且进入该环形桩，向下介于该环形桩的套管320A和320B之间，沿环形区域60往上并进入柔韧的挡板62。该挡板62形成了有助于防止水流冲走未凝固灰浆66的围堰。因此，可以看见形成了有助于在海床中保持该桩308的中央的圆柱形岩石栓64A。在现有技术方法中，海床中形成了圆柱形钻孔而不是环形区域。该圆柱形钻孔必须用灰浆或可能较弱的固体销完全填充。还应该注意到，第一实施例的单套管环形桩8也形成圆柱形岩石栓64A。

为了引导该遥控操作的钻孔设备6至孔30，至少一导绳34连接至水下结构32的臂38和导柱38A。相应的孔眼36和柱导向装置36B安排在该导绳34可以穿过的该钻孔设备6上。在之前为了连接至钻孔设备6，导绳34由浮标40(图1和11)浮至水面。因此，参见图1，浮标40识别该遥控操作的钻孔设备6将下沉执行钻孔操作的水4水面上的位置。

参见图9和10，脐带装置包括至少一用于从水面船舶2提供液压或电力动力至该遥控操作的钻孔设备6的缆绳50。如将在下面进一步的详细说明中所解释，该脐带装置还可以包括至少一软管52，冲洗液和/或灰浆能够通过其提供给传送装置。抽吸装置(图未示)位于船舶2上以抽吸冲洗液和/或灰浆通过软管52。作为选择，代替从水面抽吸冲洗液，该抽吸装置可以包括安装在钻孔设备6上的冲洗泵单元(图未示)。这意味着从水面只需要用于灰浆的小软管，而不是用于灰浆和冲洗液的较大的软管总成。

该脐带50、52还可以包括安排为使该脐带装置在遇到不利天气条件时能够从水面船舶分离并连接至浮标的适配器装置(图未示)。这提供的益处在于如果遇到坏天气和汹涌的海浪，打桩操作能够快速中断并且从水面船舶2分离以保安全。然后当条件允许时，浮标能够收回并且打桩重新开始相对快速。

参见图2至7，将描述一种在该遥控操作的钻孔设备6中装载环形桩8的方法。

在船舶2的表面上设有滚柱总成42。环形桩8装载在该滚柱总成42上使得锁环22安排于邻近该钻孔总成6的较低的钻孔位孔7。然后通过向后移动锁环22进入孔7使得该锁环22衔接动力转体12的驱动头11来安装环形桩8。如图4所示，然后该动力转体12沿齿条及小齿轮装置14缩回以将环形桩8拉入钻孔设备6。

参见图5和6，一旦该动力转体的驱动头11连接至锁环22，可缩回的支撑夹持装置例如上锁紧钳15展开以接触如图6所示的环形桩8的外部圆柱形表面20。上锁紧钳15实现两个功能。首先，当被使用时，它们将环形桩8保持在该钻孔设备6的中心线上。其次，当钻孔以建立洞的定位桩时上钳15还赋予初始的稳定性，直到已经建立了预定孔深的时间。这时候该上钳缩回脱离该销桩8。

参见图7至14，将描述浸没该遥控操作的钻孔设备6至水下结构32的孔30。还将描述邻近孔30使该遥控操作的钻孔设备6互相连接至该水下结构32的方法。

首先，通过拉紧装置收回浮标40并且将与预定一对浮标40相连接的导绳34连接至水面船舶2。拉紧装置可以例如包括补偿气动绞车54。张力处于导绳34中，并且如果需要在操作期间可以使其松弛。在紧急情况下该拉紧的导绳34也可以分离并浮起。如图8至10所绘示，使用A形框架总成56来竖起该遥控操作的钻孔设备6成为垂直配置并进入水中。如图20所绘示，然后导绳34可以连接至钻孔设备6的孔眼36和柱导向装置38B。

参见图11和12，然后使该钻孔设备6浸没并沿导绳34朝向水下设备32的孔30下降。该钻孔设备6的浸没和降下理想上在平潮期间当水流最弱时举行。导柱38A进入接触柱导向装置38B的状态并且内圆锥导向装置16进入接触外圆锥导向装置18的状态以安置环形桩8的环形钻头24进入孔30。

参见图13和14，开动夹持装置例如下锁紧钳17以夹紧水下结构32在该孔附近的部分。钻孔可以现在开始响应于经由脐带50传送动力至动力转体12以及经由软管52传送冲洗液。

参见图15至20，将描述将水下结构32在孔30附近的一部分钉固至海床或另一种水体的底面的过程。

参见图15，通过提供动力给动力转体(图未示)以旋转驱动头11(图22)并因此旋转环形桩8，钻孔开始。该动力转体由沿齿条13滚动的小齿轮向下拉。环形钻头24因此倾向于触及海床并开始切削进入海床64的岩石的环形区域60。在至预定深度的初始钻孔之后，缩回上钳15以提供空间给锁环22来穿过并进入接触结构32的状态。环22中的驱动孔包含周围的密封配置(图未示)以防止或者在正常的冲洗液期间或者在任意灌浆操作期间的泄漏或压力损失。相应的，冲洗液自服务船舶经由钻孔设备6抽吸，穿过环形桩8的中心，向上穿过环形区域60并离开通气孔67以冲掉钻孔产生的岩屑59。

如从图18中所见，环形钻头24创建环形区域60，通过环形区域60冲洗液能够向下穿过环形桩8的中心并且向环形区域60的侧面上出来以润滑及冷却环形钻头24并移除岩屑59。在水下结构32的底部上设有柔韧的挡板62以用作环绕该环形区域的围堰。

参见图19和20，当环形桩8完全钻进海床64时，使得环形区域60完成形成，灰浆66可以经由软管52抽吸并离开该设备6的传送装置进入环形桩8的中心。当灰浆向下到达远至环形钻头24的底部时，灰浆向环形区域60上移动并且离开进入柔韧的挡板62。

图20绘示在灌浆操作结束时作为结果的配置。在灌浆过程期间，水的排出是经由在孔30附近形成于该环的周边的通气孔67。该通气孔确保灰浆抽吸进入该环和环形桩之间的环形区域。如果在水下设备32的立足处之下有任何泄漏，柔韧的挡板62用作围绕该孔的外表面的围堰以防止灰浆冲刷。在该桩顶部之内还设有橡胶挡板(图未示)。这防止灰浆被水流的涡流效应拉出该桩的内部。

参见图21和22，然后动力转体12的驱动头11可以从锁环22脱离并且下钳17缩回。然后钻孔设备6可以收回至水面，留下环形桩8嵌入海床并密封于环形区域60所包含的灰浆66中。销桩8的锁环22因此将结构32在孔30附近的一部分钉固至海床。

可以对结构32的其它孔30重复这一过程。例如，参见图12，水下结构32为具有三个孔的三脚架。为了将结构32完全连接至海床，该钉固步骤因此不得不重复三次。在一替代的实施例中，该遥控操作的钻孔设备可以将该环形桩钻入海床，并且灌浆操作可以由不同的设备后来执行。

钻孔操作可以从船舶2上的控制室控制。动力和液压***经由脐带50、52提供至钻孔设备6。脐带50、52在恶劣天气时可以分离并浮起，并且然后恢复以完成钻孔步骤。即使当钻孔设备6连接至在海床的结构32时，这一点能够完成。钻孔设备6使得钻孔步骤能够贯穿潮汐周期实施。该设备的部署和收回优选在平潮期间执行。

参见图24和25，钻孔设备106的一第二实施例不使用导绳来设置在结构132的孔130上。在这一实施例中，钻孔设备106的移动可以使用摄像头从水面控制以将钻孔设备106设置在孔130上。

图27至50绘示本发明的一第三实施例的一种连接锚构件至水体底面的方法、一种遥控操作的钻孔设备、一种用于连接锚构件至水体底面的***以及一种锚构件，对于图1至23的实施例的通用零件用增加了200的同样的标号来表示。

遥控操作的钻孔设备206位于船舶202的甲板上。安排多个每个包括一环形桩208的锚构件装载进入该钻孔设备206。图28绘示装载桩208进入该遥控操作的钻孔设备206的第一阶段。该装载过程大体上与上面的第一实施例及根据图1至7所描述的相同，除了当锚构件208已经完全缩回进入设备206时，将柔韧的挡板262安装至该钻孔设备206的下面，使得柔韧的挡板262是在部署之前最后安装的项目。柔韧的挡板262可以借助于分离的附件连接至该钻孔设备，例如绑扎带。该遥控操作的钻孔设备206现在准备好用于部署。

参见图30、31、37和38，该遥控操作的钻孔设备206包括由框架210形成的本体。提供了支撑装置以使该遥控操作的钻孔设备206能够在水体底面264上支撑其自身以及在该环形桩钻孔期间提供反作用力。如图30和31所绘示，该支撑装置包括多个能够向框架210内和外伸缩的伸缩腿270。该腿270可以由作用于支撑梁272的液压或电力装置部署。

可调节的靴部分274设置于每条腿270的末端上。靴部分274为可调节的以改变各个靴部分274自相应的腿270所延伸的长度和/或角度。在所示的例子中，靴部分274安装在活塞总成276的末端上以使靴274能够相对腿270延伸。例如，如图37和38所绘示，最接近该图画前面的靴部分274通过活塞276延伸以拉平该钻孔设备206至该环形桩208的纵轴大体上垂直于该钻孔设备206所支撑于的水体底面264的状态。活塞276可以在液压或电力动力下从水面遥控。因此，遥控操作的钻孔设备276不需要安装至一水下结构来提供用于钻孔的反作用力。

参见图27、45和46，该第二实施例的锚构件，环形桩208包括大体上中空的轴220，锚装置在这个实施例中包括在该轴220的第一端的连接装置280，该连接装置适合于连接至水下结构，以及在该轴22的第二端的环形钻头224。环形钻头224为硬化的刃脚，安排为能够钻入硬质岩层并形成环形区域。

参见图45，连接装置280包括旋转安装在轴220上的套管282。至少一环284连接至该套管280以使水下或漂浮结构能够束缚至该连接装置280。还提供了柔韧的挡板262以在灌浆操作期间按如依照第一实施例所描述的同样的方式来辅助。因此，通过遥控操作的钻孔设备206，第二实施例的锚构件208可以钻孔并灌浆进入水体底面，并且然后留在水体底面中以使水下结构能够在后来某个时刻束缚至环284。

现在将结合图27至50描述依照本发明第二实施例连接锚构件208至水体底面的方法。

首先，参见图27至29，如图27至29所绘示，锚构件208装载进入该遥控操作的钻孔设备206。这个过程大体上与第一实施例相关的描述相同并且因此在此不再作进一步细节描述。但是，如上面所描述，一个不同之处是连接柔韧的挡板262至该钻孔设备206的下面在部署之前。

参见图30至32，使用A形框架总成256来竖起该遥控操作的钻孔设备206成为垂直状态并且然后如图32所绘示偏过去以降下该遥控操作的钻孔设备206进入水中。同时，伸缩腿270部署至如图31和32所绘示的向外状态。

参见图33至35，该钻孔设备206借助包括缆绳250和至少一软管252的脐带降下至水体底面264。

参见图37和38，然后在水体底面上拉平该遥控操作的钻孔设备206以使该锚构件208的纵轴大体上垂直于水体底面264。如上面所解释，这是通过调整活塞276和脚274来完成。因此，水体底面中的任意角度或起伏都可以负责。

参见图39至50，现在将描述钻孔和灌浆过程。操作动力转体212以旋转环形桩208。然后使动力转体212沿齿条213向下前进。这使得刃脚224在水体底面中钻出环形区域260(图45至50)。同时，经由传送装置提供冲洗液至动力转体212以冲掉来自被切削的环形区域的岩屑。

当该环形桩208接近整个钻孔深度时，肩部(图未示)立即在该锚装置下面衔接该柔韧的挡板262，迫使至该钻孔设备206的该分离的附件(图未示)分离。当该柔韧的挡板262进入接触海床的状态，一旦灰浆就位，压缩该柔韧的挡板以进一步辅助提供密封。

一旦该环形桩208已经钻进水体底面至其完全程度(图42，48，49和50)，抽吸灰浆266进入该环形区域260以使能够密封该环形桩208于水体底面264中。如图43和44所绘示然后该驱动头211分离并且该钻孔设备206收回至水面。

图51至53绘示本发明的第四实施例的一种连接一结构至一锚构件的方法，对于图1至23的实施例的通用零件用增加了400的同样的标号来表示。

使用在上面第一、第二和第三实施例中所描述的三种方法其中之一将锚构件408钻进海床464。在这一实施例中，连接装置480包括第一闭锁装置480A，其为用于闭锁至第二闭锁装置(图未示)的环。第二闭锁装置可以包括例如布置于结构432的母连接器部分481中的装弹簧的片段(图未示)。作为选择，装弹簧的片段可以设在公连接装置280上。一旦阴连接器481在连接装置480上方降下，该装弹簧的片段环绕第一闭锁装置480A扣合到位以保持该结构432就位并且将其固定至海床。还设有锁紧螺栓483，并且能够收紧以锁定该结构432至锚构件408。

该连接可以是从水面液压操作。该结构432在连接装置480上方降下，并且该片段为液压操作使用自水面船舶的液压使得该片段衔接环480A或者作为选择衔接位于连接装置480圆周周围的凹槽(图未示)。螺栓483可以由ROV或潜水者操作。

在所绘示的实施例中结构432为接桩，可以用作使用水流移动作为动力源生产电力的发电机的支座。当该接桩安装到锚构件408上时，该发电机或者可以已经安装在接桩432上或者可以稍后安装。

图54至57绘示本发明的第五实施例的一种连接一结构至一锚构件的方法，对于图1至23的实施例的通用零件用增加了500的同样的标号来表示。

使用在上面第一、第二和第三实施例中所描述的三种方法其中之一将锚构件508钻进海床564。在这一实施例中，连接装置580包括具有用于承接螺栓589(图57)的多个孔587的第一凸缘580a。

结构532包括具有相应的第二多个螺栓孔587b的一第二凸缘580b。如图54至56所绘示，安置于该锚装置580中的母连接器部分585a安排为承接结构532的公连接器部分585b。然后螺栓589可以用于扣紧该结构532至该锚构件508及因此扣紧至海床564。

结构532绘示为接桩，可以用作使用水流移动作为动力源生产电力的发电机的支座。当该接桩安装到锚构件508上时，该发电机或者可以已经安装在接桩532上或者可以稍后安装。

图58至69绘示本发明的一第六实施例的一种连接锚构件至水体底面的方法、一种遥控操作的钻孔设备、一种用于连接锚构件至水体底面的***以及一种锚构件。

参见图58至59，遥控操作的钻孔设备包括安排为遥控设置邻近水体底面的具有本体1012的交通工具1002。交通工具1002适合于连接环形桩1004形式的锚构件至水体底面1006。通过牵引装置例如履带1008或轮子，交通工具1002可沿水体底面1006移动。打桩设备1010，其大体上与较早实施例的钻孔设备相同，安装至交通工具1002的本体1012，并且包括适合于钻锚构件进入水体底面1006的驱动装置，例如动力转体1014。

参见图58、59和66，支撑结构1032一般为三脚架形式并且包括三个中空腿1030。该支撑结构安排在水体底面上并且用于在海床1006上支撑水下发电涡轮机(图未示)。柔韧的挡板1034形成围堰并且位于每条腿1030的末端。柔韧的挡板1034由橡胶或类似材料形成，在灌浆期间担当灰浆保存挡板。为了将该支撑结构1032固定至海床1006，如将在下面所解释，环形桩1004必须向下钻入海床1006并且在适当位置灌浆。

参见图58和59，打桩设备1010枢转安装至交通工具1002的本体1012。该打桩设备1010包括其中安装有驱动装置例如动力转体1014的框架1040。该动力转体1014能够沿齿条及小齿轮机构的齿条1042向下前进。作为选择，至少一液压缸能够用于向下移动该动力转体1014。该框架1040和基部1044形成环形桩1004可以位于其中的导向装置。然后该动力转体1014可以连接至该环形桩。还提供了传送装置1046以使钻孔期间的冲洗液和灰浆能够抽吸通过环形桩1004。该打桩设备1010枢转安装至本体1012以使桩在不平坦表面上能够钻孔并且还便于该导向装置对环形桩1004的定位。

灰浆软管1050和集成的起重、动力及信号传输缆绳1052连接该交通工具1002至水面船舶。这使得电力和控制信号能够从水面船舶提供。钻孔后灰浆自水面船舶抽吸沿软管1050向下。还提供了闭路电视(CCTV)***(图未示)以使控制器能够控制交通工具1002。在本体1012上提供了多个推进器1054以便于该交通工具1002在着陆在海床上之前浸没和移动，并且此外提供推力以保持过量的灰浆从该结构排出而不不产生在该交通工具周围。还提供了夹持装置(图未示)以夹持该打桩设备1010至环形桩1004。该夹持装置可以采用适合于环绕桩1004的圆柱形轴1020可移动夹紧的一对伸缩钳口的形式。

现在将描述使用交通工具1002的一种连接支撑结构至水体底面例如海床1006的方法。首先，该支撑结构位于水面船舶上。然后将环形桩1004设置在该支撑结构的各条腿1030中，并且将该支撑结构降下至海床1006。参见图58，然后将交通工具1002从与用于降下支撑结构1032相比可以为较小船舶的水面船舶降下至海床1006。

参见图59和60，在水面船舶上的控制器经由缆绳1052操作交通工具1002使该打桩设备1010相对于交通工具本体1012倾斜以确保该打桩设备1010处于用于钻孔的正确方位。一旦达到该正确方位，交通工具1002向前移动并且动力转体1014连接至该环形桩的环1024。

参见图61和62，然后操作该动力转体以旋转环形桩1004。动力转体1014沿齿条1042向下前进以将该环形桩钻进海床1006。如相关的较早的实施例所描述，这是通过刃脚1026钻出进入水体底面1006的环形区域来实现。钻孔期间，冲洗液可以从传送装置1046抽吸通过该环形区域以冲走来自挡板1034下面的岩屑。

图64至69绘示该交通工具1002调遣至支撑结构1032的一第二腿1030及环形桩1004以重复该钻孔过程。一旦全部三条腿1030已经打桩及灌浆至海床1006，该结构1032钉固至海床1006并且准备好支撑涡轮机或诸如此类。

图70至73绘示本发明的一第七实施例的一种用于连接锚构件至水体底面的遥控操作的钻孔设备，对于图58至69的实施例的通用零件用增加了100的同样的标号来表示。在图70至73的实施例中，该打桩设备安排为装载有多个环形桩。

交通工具1102包括打桩设备1110与其互相连接的本体1112。在这一实施例中，三个桩1104携带于该打桩设备1110中。这些桩为在水面上预装载。因此，交通工具1102使用旋转木马***使多重桩1104能够由交通工具携带并且通过支撑结构1132的腿1130安装及钻孔。

该交通工具1102从水面部署，伴随一个桩1104装载并连接至该动力转体1114以准备好钻孔。两额外的桩1104由打桩设备1110携带并且在液压臂1115的作用下可移动至集中于钻孔设备1110中央并且对准动力转体1114及对准腿1130的孔以准备好钻孔。

在这一实施例中，该交通工具1102可以用于没有支撑结构存在的情况下在水体底面钻孔锚构件。例如，打桩设备1110可以用于直接钻孔环形桩进入海床。该环形桩可以具有锚定部分，例如可旋转的环，以使能够与在桩钻孔后一段时间潜入水中的支撑结构互相连接。

熟知本领域的技术人员可以理解，上面的实施例仅用于举例说明，并不作出任何限制，在不偏离所附权利要求所界定的发明范围的情况下可以作出各种变换和修饰。

Claims (36)

1.一种连接锚构件至水体底面的方法，该方法特征在于：

设置遥控操作的钻孔设备邻近于水体底面，其中该遥控操作的钻孔设备适合于驱动包括环形桩的锚构件，该环形桩具有大体上中空的轴部分、在该轴部分一第一端的环形钻头以及在该轴部分一第二端的锚装置，该环形钻头安排为钻孔环形区域进入该底面，该环形桩将被驱动进入该环形区域并且该锚装置适合于限制一结构相对于该锚构件的移动；

通过该环形钻头切削进入该水体底面的环形区域，操作该遥控操作的钻孔设备钻孔所述环形桩进入该水体底面，使得该锚装置突出在该水体底面上；以及

用灰浆填充所述环形区域以将该环形桩保持在所述环形区域中并且阻止该环形桩从该水体底面移动。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该设置该遥控操作的钻孔设备邻近于水体底面的步骤包括设置该遥控操作的钻孔设备邻近于形成于一水下结构上的孔，其中该孔安排为承接一桩；以及

其中，该操作该遥控操作的钻孔设备的步骤包括驱动所述环形桩通过该孔并且进入该水体底面，通过该环形钻头切削环形区域进入该水体底面到达一定程度，使该包括锁紧构件的锚装置被驱动紧靠在该水下结构在所述孔附近的一部分上，从而阻止该水下结构从该水体底面移动。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，该设置遥控操作的钻孔设备在该水下结构上邻近于安排为承接一桩的孔的步骤包括下面步骤其中之一或更多：

a)将该遥控操作的钻孔设备可滑动连接到至少一导绳，其中至少一所述导绳在邻近于安排为承接一桩的孔的位置连接至该水下结构，并且当该至少一所述导绳拉紧时，沿至少一所述导绳降下该遥控操作的钻孔设备；

b)移动安置在该遥控操作的钻孔设备底部上的导向装置进入接触该水下结构邻近于安排为承接一桩的孔的一部分的状态，以对准所述环形钻头与所述孔；或者

c)操作第一夹持装置以夹持所述遥控操作的钻孔设备至该水下结构邻近于所述孔。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该设置遥控操作的钻孔设备邻近于水体底面的步骤包括用该遥控操作的钻孔设备的支撑装置接触该水体底面，其中该支撑装置为可调节的以使该遥控操作的钻孔设备能够拉平至使该环形桩的纵轴大体上垂直于该水体底面的状态。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，该操作该遥控操作的钻孔设备的步骤包括通过该环形钻头切削进入该水体底面的环形区域，钻孔所述环形桩进入该水体底面，使得包括用于连接至一水下结构的连接装置的该锚装置突出在该水体底面上。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该设置该遥控操作的钻孔设备邻近于水体底面的步骤包括操作该遥控操作的钻孔设备的牵引装置以沿水体底面移动该遥控操作的钻孔设备至锚构件将钻孔进入该水体底面的位置。

7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，该操作该遥控操作的钻孔设备以钻孔所述环形桩进入该水体底面的步骤包括下面步骤其中之一或更多：

d)连接该遥控操作的钻孔设备的驱动装置至该环形桩并且操作该驱动装置旋转及推动该环形桩进入该水体底面；或者

e)抽吸冲洗液通过所述环形桩以从钻过孔的环形区域除去钻屑并且对所述环形钻头提供润滑和冷却。

8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，该用灰浆填充所述环形区域以将该环形桩保持在所述环形区域中的步骤包括操作该遥控操作的钻孔设备的传送装置以用灰浆填充所述环形区域。

9.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，进一步包括下面步骤其中之一或更多：

f)从该水下结构分离该遥控操作的钻孔设备并且收回该遥控操作的钻孔设备至水面船舶；

g)在所述遥控操作的钻孔设备上装载一另外的环形桩并且重复如前述权利要求其中任一所述的方法。

10.一种锚定一结构至水体底面的方法，其特征在于，该方法包括：

根据权利要求1的方法连接锚构件至水体底面；以及

连接一结构至该锚构件的该锚装置。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，该锚装置包括具有一第一闭锁装置的连接装置，以及该结构包括安排为与该第一闭锁装置闭锁的一第二闭锁装置，并且，其中该连接该结构至该锚构件的该锚装置的步骤包括闭锁所述第一闭锁装置至所述第二闭锁装置。

12.一种遥控操作的钻孔设备，其特征在于：

本体，安排为遥控设置邻近于水体底面；以及

驱动装置，安排为钻孔锚构件进入水体底面，其中该锚构件包括环形桩，该环形桩具有大体上中空的轴部分、在该轴部分一第一端的环形钻头以及在该轴部分一第二端的锚装置，该环形钻头安排为钻孔进入该底面的该环形桩将钻孔进入的环形区域，并且该锚装置适合于限制一结构相对于该锚构件的移动。

13.如权利要求12所述的设备，其特征在于，进一步包括传送装置，安排为用灰浆填充所述环形区域以将该环形桩保持在所述环形区域中并且阻止一结构从该水体底面移动。

14.如权利要求12或13所述的设备，其特征在于，进一步包括下面特征其中之一或更多：

h)导向装置，安置在该遥控操作的钻孔设备底部上，该导向装置安排为对准所述环形钻头与一水下装置的一孔，其中该孔安排为承接该桩；或者

i)夹持装置，用于夹持所述遥控操作的钻孔设备至一水下结构邻近于安排为承接一桩的一孔。

15.如权利要求14所述的设备，其特征在于，所述导向装置包括一内圆锥部分，安排为邻接安置在安排为承接一桩的所述孔附近的一相应的外圆锥部分。

16.如权利要求12或13所述的设备，其特征在于，进一步包括安排为接触该水体底面的支撑装置，其中该支撑装置为可调节的以使该遥控操作的钻孔设备能够拉平至使该环形桩的纵轴大体上垂直于该水体底面的状态。

17.如权利要求16所述的设备，其特征在于，所述支撑装置包括多个伸缩腿，每个所述伸缩腿包括可调节的靴部分以改变各个靴自相应的腿所延伸的长度和/或角度。

18.如权利要求12至14中任一项所述的设备，其特征在于，进一步包括适合于沿该水体底面移动该本体的牵引装置。

19.如权利要求18所述的设备，其特征在于，该驱动装置相对该本体可枢转。

20.如权利要求18或19所述的设备，其特征在于，该打桩设备安排为装载有多个环形桩。

21.如权利要求20所述的设备，其特征在于，进一步包括至少一安排为移动环形桩使其与所述驱动装置对准的液压臂。

22.如权利要求12至21中任一项所述的设备，其特征在于，该驱动装置包括下面特征其中之一或更多：

j)动力转体，包括安排为可释放衔接及旋转所述环形桩的驱动头；

k)齿条及小齿轮装置或至少一液压缸，安排为朝向该水体底面移动所述动力转体；或者

l)伸缩支撑夹持装置，安排为在钻孔前保持所述环形桩在该遥控操作的钻孔设备中并且在钻孔期间提供稳定性。

23.如权利要求12至22中任一项所述的设备，其特征在于，进一步包括装载于该设备中的锚构件，其中该锚构件包括：

环形桩，该环形桩具有大体上中空的轴部分、在该轴部分一第一端的环形钻头以及在该轴部分一第二端的锚装置，该环形钻头安排为钻孔进入该底面的该环形桩将钻孔进入的环形区域，并且该锚装置适合于限制一结构相对于该锚构件的移动。

24.一种用于连接锚构件至水体底面的***，该***特征在于：

根据权利要求12至23中任一项所述的遥控操作的钻孔设备；以及

脐带装置，安排为从水面船舶提供液压和/或电力动力至所述遥控操作的钻孔设备以及从水面船舶提供冲洗液和/或灰浆至所述传送装置。

25.如权利要求20所述的***，其特征在于，进一步包括下面特征其中之一或更多：

m)适配器装置，安排为使该脐带装置能够从该水面船舶分离以及连接至浮标；

n)抽吸装置，安排为经由所述脐带装置抽吸冲洗液和/或灰浆至所述传送装置；或者

o)至少一导绳在邻近于安排为承接一桩的孔的位置连接至该水下结构，至少一所述导绳安排为连接至所述遥控操作的钻孔设备，从而当该至少一所述导绳拉紧时引导该遥控操作的钻孔设备至所述水下结构上邻近于安排为承接一桩的孔的位置。

26.如权利要求25所述的***，其特征在于，进一步包括拉紧装置，安排为拉紧至少一所述导绳。

27.一种锚构件，其特征在于：

环形桩，该环形桩具有大体上中空的轴部分、在该轴部分一第一端的环形钻头以及在该轴部分一第二端的锚装置，该环形钻头安排为钻孔进入该底面的该环形桩将钻孔进入的环形区域，并且该锚装置适合于限制一结构相对于该锚构件的移动。

28.如权利要求27所述的锚构件，其特征在于，所述大体上中空的轴部分包括具有外部和内部同轴圆柱形套管的一轴，在该外部和内部同轴圆柱形套管之间限定了一环形通道，并且其中该环形钻头安装至该轴的一第一端而该锚装置安装至该轴的一第二端；以及

其中，用于液体流动的路径限定为从该锚装置中的一第一开口、穿过所述环形通道并且穿过由所述内部套管所限定的一第二开口。

29.如权利要求28所述的锚构件，其特征在于，所述环形钻头安装至所述外部套管并且该第二开口由该内部套管的一端所限定。

30.如权利要求27至29中任一项所述的锚构件，其特征在于，所述锚装置包括锁紧构件，安排为被驱动紧靠在水下结构在一孔附近的一部分上，从而阻止该水下结构从该水体底面移动。

31.如权利要求27至29中任一项所述的锚构件，其特征在于，所述锚装置包括用于连接至一水下结构至少一部分的连接装置。

32.如权利要求31所述的锚构件，其特征在于，所述连接装置包括旋转安装在该锚构件上的套管，其中该套管包括至少一环。

33.如权利要求31所述的锚构件，其特征在于，所述连接装置包括一第一闭锁装置，安排为闭锁至可连接至所述连接装置的一结构的一第二锁闭装置。

34.如权利要求31所述的锚构件，其特征在于，所述连接装置包括一第一凸缘，安排为扣紧至可连接至所述连接装置的一结构的一第二凸缘。

35.一种总成，其特征在于，包括连接至如权利要求27至34中任一项所述的锚构件的该锚装置的一结构。

36.如权利要求35所述的总成，其特征在于，进一步包括邻近于钻过孔的环形区域布置的柔韧的挡板，该柔韧的挡板安排为在钻孔期间和之后防止灰浆从该环形区域移走。

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