(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１本以上の支柱又はパイル（４）を湖、海又は川の底により形成されている支持面（３）に直立した状態で設置する方法であって、
前記支持面（３）に１本以上の支柱又はパイル（４）を設置するために１つ以上の穴あけ機構（２０）を搭載した穴あけ機（８）を沈降させる段階と、
設置しようとする支柱又はパイル（４）を支持船（１）から降下させて前記支持面（３）と接触させる段階と、
１本以上のフレキシブルなアンビリカル（１５，１６）によって、前記穴あけ機構（２０）を、前記支持船（１）から遠隔操作する段階と、
この遠隔操作する穴あけ機構（２０）により、前記降下させた支柱又はパイル（４）の下方又は足端（１９）をドリルとして用い、該支柱又はパイル（４）の回転で穴（１７）を前記支持面（３）に形成する段階と、
この穴あけ作業の完了の後、前記穴（１７）に前記支柱又はパイル（４）をそのまま残す段階と、
所要の前記穴あけ作業の後に前記穴あけ機（８）を前記支持船（１）により回収する段階とを含む方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、
前記フレキシブルなアンビリカル（１５，１６）によって前記支持船（１）から得られる圧縮空気の流れを用いることにより穴あけ切削岩くずが前記支柱又はパイル（４）の頭部から水中に放出されるようにする逆進流体循環を、前記穴あけ作業中に使用する段階を含む、方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法において、
前記フレキシブルなアンビリカル（１５，１６）によって前記支持船（１）から供給される流体の流れを用いることにより穴あけ切削岩くずが穴あけが行われている水の底（３）における水中に放出されるようにする前進流体循環を、前記穴あけ作業中に使用する段階を含む、方法。
【請求項４】
１本以上の支柱又はパイル（４）を湖、川又は海の底（３）に設置する装置において、
１つ以上の穴あけ機構（２０）を有する水沈可能な穴あけ機（８）であって、支持船（１）を用いて配置することができ、前記湖、川又は海の底（３）による十分な支持を受けられるように前記湖、川又は海の底（３）に置くことができる、穴あけ機（８）と、
前記穴あけ機（８）へ動力を供給すると共に前記穴あけ機（８）を制御する１本以上のフレキシブルなアンビリカル（１５，１６）によって、前記穴あけ機構（２０）を前記支持船（１）から遠隔操作し、支柱又はパイル（４）の下方又は足端（１９）をドリルとして前記湖、川又は海の底（３）に穴（１７）をあける手段と、
所要の穴あけ作業の後に、前記支柱又はパイル（４）を前記穴（１７）にそのまま残して前記穴あけ機（８）を前記支持船（１）により回収する手段（１３）とを含むことを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項４記載の装置において、
前記穴あけ機（８）は、前記穴あけ機構（２０）が前記湖、川又は海の底（３）に垂直穴を作ることができるように前記穴あけ機（８）を水平にするべく、前記穴あけ機（８）の作業姿勢を前記湖、川又は海の底（３）に対して調節可能とする、テレスコピックレッグ又は関節部材（１０，１１）を有することを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項５記載の装置において、
前記穴あけ機（８）が、前記姿勢の調節のためにアクチュエータを有することを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項６記載の装置において、
前記姿勢調節のためのアクチュエータが少なくとも液圧シリンダ、空気圧シリンダ、バッグ又はブラダーを含むことを特徴とする装置。
【請求項８】
請求項４〜７のいずれか１項に記載の装置において、
設置しようとする前記支柱又はパイル（４）が円筒形であって、その下方又は足端に岩又は土カッタ（１９）を有し、この支柱又はパイル（４）がその長手方向軸線を中心に回転することにより、当該支柱又はパイル（４）が回転ドリルとして働き、
前記穴あけ機（８）は、穴あけ作業を行うために前記支柱又はパイル（４）を回転させる手段を前記穴あけ機構（２０）に有することを特徴とする装置。
【請求項９】
請求項４〜８のいずれか１項に記載の装置において、
前記穴あけ機（８）が、前記穴あけ機（８）を全体として移動させることなしに、その前記穴あけ機構（２０）を現在の穴あけ作業の位置から次に続く穴あけ作業の位置へ位置スライドさせることを可能とする手段を有し、これにより、前記穴あけ機（８）の全体を移動させることなしに、前記支柱又はパイル（４）の予め決めた配列を確立することができるようにしてあることを特徴とする装置。
【請求項１０】
請求項４〜８のいずれか１項に記載の装置において、
前記穴あけ機構（２０）が前記支持船（１）に回収可能で、この穴あけ機構（２０）に他の支柱又はパイルを装備して前記穴あけ機（８）の異なる位置へ戻すことができ、これにより、前記穴あけ機（８）の全体を移動させることなしに、複数本の支柱又はパイルを予め決めた配列で設置できるようになっていることを特徴とする装置。
【請求項１１】
請求項４〜８のいずれか１項に記載の装置において、
前記穴あけ機構（２０）が複数、前記穴あけ機（８）に設けられ、これにより、支柱又はパイル（４）の予め決めた配列の穴あけが行われることを特徴とする装置。
【請求項１２】
請求項４〜１１のいずれか１項に記載の装置において、
前記穴あけ機（８）は、該穴あけ機（８）の付近における水の流れを利用して、前記穴あけ機（８）を前記湖、川又は海の底（３）へ押し付ける力を作り出す降下力発生手段を有することを特徴とする装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の装置において、
前記降下力発生手段が水中翼を備えることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支柱又はパイル、特に、水中支柱又はパイルを設置する方法及び装置に関する。
【０００２】
より詳細には、本発明は特定の設備を水面の上方又は下方に設置するための支持体として働くようにしている、直立した支柱又はパイルを設置することに関する。このような設置は、多くの目的のために、例えば、水で駆動される水中タービン装置又は風で駆動されるタービン装置、あるいはその両方を支持するために行うことができる。
【背景技術】
【０００３】
炭化水素物質の燃焼以外の源から動力を発生させる方法及び装置が知られており、特に、海又は川の水流からの動力の発生及び風タービンの使用による空気の動きからの動力の発生においては、海又は川の底から直立する支柱又はパイルによって、使用する風又は水駆動タービン／ロータ装置を設置することが行われていることに注目すべきである。
【０００４】
このような動力発生において、水中水駆動タービン及び空気駆動タービンのどちらかが用いられるにかかわらず、これらのタービンが取り付けられる支柱又はパイルを、水又は空気の流れによって支柱又はパイルに課せられる力に耐えることができるようにするために、その直立した状態で非常にしっかりと定着させる必要がある。
【０００５】
支柱又はパイルを水中に設置する場合において、その作業がかなり困難であることは明らかである。
【０００６】
上述した観察は動力発生に関連した支柱又はパイルの設置に関連して述べてあるけれども、例えば、水中支柱又はパイルは他の形の設備、例えば橋のための支持支柱と関連して用いることができることに注目すべきである。
【発明の概要】
【０００７】
本発明の第１の態様によれば、１本以上の支柱又はパイルを湖、海又は川の底により形成されている支持面に直立した状態で設置する方法として、設置しようとする支柱又はパイルを支持船から降下させて前記支持面と接触させる段階と、前記支柱又はパイルの下方又は足端をドリルとして用い、前記支柱又はパイルの回転により穴を前記支持面に形成し、前記穴の中に前記支柱又はパイルの下方部分を配置する段階と、前記支持面に形成した前記穴に前記支柱又はパイルを植設して直立した状態で残す段階とを含む方法が提供される。
【０００８】
具体的には、前記設置しようとする１本以上の支柱又はパイルを前記支持面に対し配置するために１つ以上の穴あけ機構を搭載した水沈可能な穴あけ機が用いられ、この穴あけ機を前記支持船から沈降させて前記支持面上に位置決めする。前記支柱又はパイルを前記支持面と接触させ、それから前記穴あけ機へ動力を供給すると共に前記穴あけ機の作動を制御する１本以上のアンビリカルによって、前記穴あけ機構を前記支持船から遠隔操作し、この遠隔操作する穴あけ機構により前記支柱又はパイプを前記ドリルとして作動させる。これによって前記支持面に形成した穴に前記支柱又はパイルを設置し、該支柱又はパイプをそのまま残すと共に前記穴あけ機を前記支持船により回収し、前記支持面から直立する１本又はそれ以上の前記支柱又はパイルを残す。
【０００９】
上記方法においては、フレキシブルなアンビリカルによって前記支持船から得られる圧縮空気の流れを用いることにより穴あけ切削岩くずが前記支柱又はパイルの頭部から水中に放出されるようにする逆進流体循環を、穴あけ作業中に行う。
【００１０】
あるいは、上記方法においては、フレキシブルなアンビリカルによって前記支持船から供給される流体の流れを用いることにより穴あけ切削岩くずが穴あけが行われている水の底における水中に放出されるようにする前進流体循環を、穴あけ作業中に行う。
【００１１】
本発明の第２の態様によれば、１本以上の支柱又はパイルを湖、川又は海の底に設置する装置において、１つ以上の穴あけ機構を有する水沈可能な穴あけ機であって、水上の支持船を用いて配置することができ、前記湖、川又は海の底による十分な支持を受けられるように前記湖、川又は海の底に置くことができる、穴あけ機と、前記穴あけ機へ動力を供給すると共に前記穴あけ機を制御する１本又はそれ以上のフレキシブルなアンビリカルによって、前記穴あけ機構を前記支持船から遠隔操作し、支柱又はパイルの下方又は足端をドリルとして前記湖、川又は海の底に穴をあける手段と、所要の穴あけ作業の後に、前記支柱又はパイル（４）を前記穴（１７）にそのまま残して前記穴あけ機を前記支持船により回収する手段とを含むことを特徴とする。
【００１２】
好適には、前記穴あけ機は、その穴あけ機構が前記湖、川又は海の底に垂直穴を作ることができるように前記穴あけ機を水平にするべく、前記穴あけ機の作業姿勢を前記湖、川又は海の底に対して調節可能とする、テレスコピックレッグ又は関節部材を有する。
【００１３】
必要に応じて、前記穴あけ機は、前記姿勢の調節のためにアクチュエータ、例えば、液圧シリンダ、空気圧シリンダ、バッグ、ブラダー又は同種の手段を有することができる。
【００１４】
好適な構成において、設置しようとする前記支柱又はパイルは円筒形であって、その下方又は足端に岩又は土カッタを有し、この支柱又はパイルがその長手方向軸線を中心に回転することにより、当該支柱又はパイルが回転ドリルとして有効に働き、また、前記穴あけ機は、穴あけ作業を行うために前記支柱又はパイルを回転させる手段を前記穴あけ機構に有する。
【００１５】
他の好適な構成において、前記穴あけ機は、前記穴あけ機を全体として移動させることなしに、その前記穴あけ機構を現在の穴あけ作業の位置から次に続く穴あけ作業の位置へ位置スライドさせることができるようにする手段を有し、これにより、前記穴あけ機の全体を移動させることなしに、前記基礎支柱又はパイルの予め決めた配列を確立することができる。
【００１６】
更に他の好適な構成において、前記穴あけ機構が前記支持船に回収可能であり、この穴あけ機構に他の支柱又はパイルを装備して前記穴あけ機の異なる位置へ戻すことができ、これにより、前記穴あけ機の全体を移動させることなしに、複数本の支柱又はパイルを予め決めた配列で設置できる。
【００１７】
更に他の好適な構成において、前記穴あけ機構が複数、前記穴あけ機に設けられ、これにより、支柱又はパイルの予め決めた配列の穴あけが容易に行われる。
【００１８】
更に他の好適な構成において、前記穴あけ機は、その付近における水の流れを利用して、前記穴あけ機を前記湖、川又は海の底へ押し付ける力を作り出す降下力発生手段、例えば、水中翼を備える。
【００１９】
本発明をより良く理解するためにまた本発明を実際にどのように実施するかを示すために、以下添付図面が参照される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１ａ−１ｈ】支柱又はパイルを湖、海又は川の底に設置する装置の第１の実施形態の連続する作業段階を概略的に示す図である。
【図２ａ−２ｂ】支柱又はパイルを湖、海又は川の底に設置する装置の第２の実施形態を概略的に示す図である。
【図３】支柱又はパイルを湖、海又は川の底に設置する装置の第３の実施形態を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、図面、特に図１ａを参照する。この図１ａは、直立する支柱又はパイル４を設置することが必要とされている海又は川の底３の場所２の付近に位置されている水上船１を概略的に示す。
【００２２】
図１ａに示されているように、水上船１は海又は川の底３に設置しようとする１本又は数本の支柱又はパイル４をのせて運ぶ。図１ａにおいて、支柱又はパイル４は水上船１の船尾端５に置かれている。
【００２３】
デリック又はクレーン装置６が、水上船１の船首端７に装備されて、穴あけ機８を支持している。穴あけ機８は歯形脚１１を有する複数のテレスコピックレッグ１０を取り付けるメインプラットホームセクション９を包含し、歯形脚１１は所要の場所２の付近の湖、海又は川の底３と係合するようにされている。穴あけ機８は、ケーブル１２及び関連するウインチ装置１３の手段により水中に吊り下げられて配置される。
【００２４】
この段階において、海又は川の底３に設置しようとする支柱又はパイル４は穴あけ機８上の穴あけ位置に垂直姿勢で配置される。換言すれば、支柱又はパイル４は穴あけ機８に予め装備される。
【００２５】
穴あけ機８は、設置作業を実施するために穴あけ機８により担持されている支柱又はパイル４を回転させるための機構を包含する。穴あけ機８を作動させるには、穴あけ機８と水上船１上の関連する制御装置（図示せず）との間に接続されているフレキシブルなアンビリカルコネクタ１５，１６を利用する。
【００２６】
水上船１は、適当な船位置決め装置、例えば係留ケーブル及び動的船位置決めシステム（図示せず）の少なくともいずれかにより穴あけ作業の間中その所要の作業位置に維持される。
【００２７】
水上船１を所要の支柱又はパイル設置場所２へ移動する間、穴あけ機８はウインチ装置１３によって水上船１の船内に位置させられる。支柱又はパイル４を設置することが必要とされている湖、海又は川の底３の所要の場所２に水上船１が到着すると、穴あけ機８はウインチ装置１３によりセッティング位置へ動かされる。このセッティング位置でウインチ装置１３により穴あけ機８を海又は川の底３における、図１ｂに示されている位置に降下させることができる。
【００２８】
穴あけ機８の降下のこの段階において、湖、海又は川の底３は平坦ではないので、穴あけ機８は水平ではない。穴あけ機８の重さは、穴あけ機８が湖、海又は川の底３上に置かれることによって全体的に支持される。この状態において、ウインチ装置のケーブル１２は、アンビリカルコネクタ１５，１６と同じように、たるむようにされている。この状態は、水上船１への風、潮及び波の動きから生じる水上船の起こり得る移動及び激しい動きに適応する。穴あけ機８のこのような配備の間、水上船１は、穴あけ機８が湖、海又は川の底３における、支柱又はパイルを設置しようとする所要の場所２に可能な限り正確に位置決めされることを保証するように、位置が固定される。この正確な位置決めは、実際に、特に１本以上の支柱又はパイル４が大きな支柱又はパイルのためのベースサポートユニットの設置において用いられる場合に、重要なことである。
【００２９】
穴あけ機８が湖、海又は川の底３に位置決めされると、穴あけ機８のプラットホーム９のレべリングを調節することが必要とされる。これにより、プラットホーム９は水平とされ、湖、海又は川の底に設置しようとする支柱又はパイル４は所要の設置位置の真上に配置される。このレべリングは、プラットホーム９の下に突出するテレスコピックレッグ１０の長さを適当に調節することにより行われる。
【００３０】
このレべリング作業は、図１ｃと関連して説明される。図１ｃから分かるように、湖、海又は川の底３の場所２に穴あけ機８のプラットホーム９を位置決めして位置的安定を確保し、該場所２の上に支柱又はパイル４を配置するために、プラットホーム９が、横位置の調節と一緒にレッグ１０の適当な高さ調節により水平の作業セッティングにセットされている。上述したように、穴あけ機８のこの姿勢調節はアンビリカルコネクタ１５，１６により水上船１から制御される液圧又は電気アクチュエータ（図示せず）を使用することにより行うことができる。
【００３１】
実際に、水流及び波の作用により穴あけ機に及ぼされた横力は摩擦によってレッグ１０を通して湖、海又は川の底へ伝達される。
【００３２】
図示されている実施形態において、支柱又はパイルを受け入れるソケット又は穴１７が、支柱又はパイル４の下方又は足端１８をドリルビットとして使用する回転穴あけ作業により作り出される。この目的のために、支柱又はパイル４の下方又は足端１８には、予想した湖、海又は川の底の状態に適当であると思われたカッタが設けられている。必要とされる回転穴あけトルクは、回転ドリルドライブ（穴あけ機構）２０により支柱又はパイルに加えられる。穴あけ回転中に支柱又はパイルを下向きに動かすのに必要とされる必要な力は、支柱又はパイルの重さにより与えられる。もし、実際上、これが不十分である場合には、支柱又はパイルは支柱又はパイルへおもりを追加することにより、重量を加えることができる。もし必要ならば、追加の力は液圧シリンダ２１から得ることができる。
【００３３】
穴あけ機８に設けられた案内管２２の内部には、支柱又はパイル４が挿入される。案内管２２は、穴あけ作業の間中、支柱又はパイル４を垂直状態に維持する働きをする。実際に、穴あけ作業のための動力及び穴あけ作業のための制御はアンビリカル１５，１６により水上船１から得られる。更に、穴あけにより生じる岩くず又は切削くずを取り除くための流体、例えば圧縮空気を、水上船１と穴あけ機８との間のアンビリカル１５，１６により供給することができる。
【００３４】
次に、図１ｄを参照するに、この図１ｄは支柱又はパイル４が湖、海又は川の底３内の所要深さに進められている段階を概略的に示す。この段階では、支柱又はパイル４の挿入部分のまわりに穴あけ作業により形成された環状隙間１７Ａを、支柱又はパイル４が適所にしっかりと固着して植設されることを保証するためにグラウトで充填することを必要とする。このグラウトは、水上船１上で混合することができ、そして、空気をポンプで供給するために用いられているアンビリカル１５により環状隙間１７Ａに供給することができる。環状隙間１７Ａがグラウトで充填された後は、アンビリカル１５，１６を解放して水上船に回収することができる。
【００３５】
湖、海又は川の底３に１本以上の支柱又はパイル４を例えば互いに接近した関係で植設することが必要とされる場合においては、穴あけ機構２０、支柱又はパイル案内管２２、トルクドライブ及び関連する液圧シリンダ２１を、湖、海又は川の底に植設しようとする次の支柱又はパイル４のための所要場所に移動することができる。
【００３６】
この移動には多くの異なる方法があるが、例えば図１ｅに示されているように、穴あけ機構２０を新しい位置に移動せしめるためのヨードライブを使用することにより行うことができる。新しい支柱又はパイル４は、それから、水上船１から案内管２２内に降下させることができる。最初に設置された支柱又はパイル４は、湖、海又は川の底に対する穴あけ機構２０の新しい位置への移動から分離される。この場合において、具体的に図１ｅから分かるように、穴あけ機構２０は、支柱又はパイル４を定位置に有することなしに、移動させることができる。すなわち、穴あけ機構２０の移動により案内管２２が、次の支柱又はパイル４が湖、海又は川の底３に植設される場所２の上方にセットされると、植設しようとする次の支柱又はパイル４が水上船１から降下されて案内管２２内に入れられる。
【００３７】
図１ｅに示されているように、穴あけ機構２０は図１ｃ及び図１ｄに示されている位置よりも右側に配置されている。換言すれば、案内管２２及び関連する穴あけ機構２０は、駆動ユニット（移動手段）２３により穴あけ機のプラットホーム９上で動かすことができ、駆動ユニット２３は案内管２２をプラットホーム９に関連する多数の可能な作業位置のうちの選択したひとつの位置に動かす。
【００３８】
図１ｆの設置段階において、最初の支柱又はパイル４が湖、海又は川の底３に設置され、また案内管２２が次の所要の位置に動かされている。更に湖、海又は川の底３に設置しようとする次の支柱又はパイル４が図１ｃ及び図１ｄと関連して述べたような方法で配置され、更にグラウトが穴あけ作業により湖、海又は川の底３中に形成された環状隙間１７Ａに注入されている。
【００３９】
上述した作業は、湖、海又は川の底３に設置しようとする支柱又はパイル４の各々に繰り返しされる。
【００４０】
支柱又はパイルの設置が完了すると、穴あけ機８を水上船１上に再び置くために穴あけ機８はウインチ装置１３により引き上げられる。これは、図１ｇに示されている。図１ｇから、一連の支柱又はパイル４が湖、海又は川の底３から直立していることを見ることができよう。
【００４１】
図１ｈは、上記図１ａ〜図１ｇと関連して上述した方法で予め設置された支柱又はパイル４に取り付けられているタービン及びロータ装置２５を概略的に示す。
【００４２】
次に図２ａ及び図２ｂを参照するに、これらの図２ａ及び図２ｂは穴あけ機８の第２の実施形態を示す。この実施形態において、上記図１ａ〜図１ｈのプラットホーム９が密封ブラストタンク２６に置換されている。密封ブラストタンク２６は、空気で充填されているときには水に浮き、その結果、制御船１によって曳航されることにより穴あけ機８を所要の穴あけ場所にまで移動することができる。
【００４３】
この実施形態によれば、穴あけ機８が支柱又はパイル４を設置するための所要の場所に位置させられると、ブラストタンク２６及び関連する穴あけ機８がわずかの負浮力を表わすまでブラストタンク２６は部分的に水で満たされ、その結果、穴あけ機８をウインチ装置１３によって湖、海又は川の底３にまで降下させることができる。穴あけ機８が湖、海又は川の底３上に位置決めされ、それから穴あけ機８がレべリングされて、ブラストタンク２６が水平となって、案内管２２が垂直になると、ブラストタンク２６は水で完全に満たされ、これにより、穴あけ機８の水中重さ及びそれ故、湖、海又は川の底３との、穴あけ機８の摩擦係合を最大にする。所要数の支柱又はパイル４が湖、海又は川の底３に設置された後に、水はブラストタンク２６から排出され、穴あけ機８を容易に上昇させて水上船１へ戻すことができる。
【００４４】
図３は、穴あけ機８の第３の実施形態を概略的に示す。この実施形態において、湖、海又は川の底３上に置かれた穴あけ機８を安定させるために必要とされる重さが減少される。この目的のために、穴あけ機８には姿勢を調節可能な水中翼が設けられ、これらの水中翼は降下力を潮又は川の流れによって発生させるようにセット可能である。これにより穴あけ機の脚１１と湖、海又は川の底３との間の必要摩擦を増大させ、これにより穴あけ機における水流ドラグを打ち消すのに役立つ。
【図１ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１ｃ】
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【図１ｄ】
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【図１ｅ】
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【図１ｆ】
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【図１ｇ】
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【図１ｈ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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