ES2384672T3 - Dispositivo de perforación bajo el agua y procedimiento para la introducción de un elemento de cimentación tubular en el fondo de las aguas - Google Patents
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Abstract
Disposición de perforación bajo el agua para la introducción de un elemento de cimentación (3) tubular en el fondode las aguas (80) con- al menos un accionamiento de perforación rotativo (35), en el que una varilla de perforación (5) que discurreen el interior del elemento de cimentación (3) se puede poner en rotación mediante el accionamiento deperforación rotativo (35),caracterizada- porque está prevista una plataforma de trabajo (2) sumergible para la colocación sobre el fondo de las aguas(80),- estando dispuesto en la plataforma de trabajo (2) al menos un dispositivo de sujeción (10) para lainmovilización en rotación del elemento de cimentación (3) en la plataforma de trabajo (2), y- porque está previsto al menos un aditamento (30) para la colocación sobre el elemento de cimentación (3),- presentando el aditamento (30) un dispositivo de apriete (31) para la inmovilización del aditamento (30) en elelemento de cimentación (3), y- estando dispuesto el accionamiento de perforación rotativo (35) en el aditamento (30).
Description
Disposici6n de perforaci6n bajo el agua y procedimiento para la introducci6n de un elemento de cimentaci6n tubular en el fondo de las aguas.
La invenci6n se refiere a una disposici6n de perforaci6n bajo el agua para la introducci6n de un elemento de cimentaci6n tubular en el fondo de las aguas segun el preambulo de la reivindicaci6n 1. Una disposici6n de perforaci6n semejante presenta al menos un accionamiento de perforaci6n rotativo, pudiendose poner en rotaci6n una varilla de perforaci6n que discurre en el interior del elemento de cimentaci6n mediante el accionamiento de perforaci6n rotativo. La invenci6n se refiere ademas a un procedimiento para la introducci6n de un elemento de cimentaci6n tubular en el fondo de las aguas segun la reivindicaci6n 12.
Cada vez en mayor medida se necesitan cimentaciones en el fondo de las aguas, en particular en el sector offshore, por ejemplo para el anclaje de instalaciones de energia e6lica, dispositivos de transporte de petr6leo y gas, etc.
Del documento GB 2 448 358 A se conoce una disposici6n de perforaci6n generica. Conforme a la ensefanza del documento GB 2 448 358 A, en el fondo del mar se ancla una estructura de bastidor que soporta la carga para una instalaci6n de generaci6n de corriente offshore. Con esta finalidad esta prevista una disposici6n de perforaci6n bajo el agua con varias unidades de perforaci6n, que para la fijaci6n de la estructura de bastidor se montan temporalmente en la estructura de bastidor a fijar. Las unidades de perforaci6n pueden presentar respectivamente un accionamiento de perforaci6n rotativo que esta dispuesto de modo desplazable linealmente en un casquillo de guiado. Mediante el accionamiento de perforaci6n rotativo se introduce una varilla de perforaci6n en el fondo en el que esta fijado de nuevo un elemento de cimentaci6n tubular. Despues de la perforaci6n se separa el elemento de cimentaci6n de la varilla de perforaci6n y queda en el fondo de las aguas donde puede afianzar la estructura de bastidor, mientras que la varilla de perforaci6n se recupera junto con las unidades de perforaci6n.
Una disposici6n semejante se describe en el documento GB 2 431 189 A. Segun el documento GB 2 431 189 A esta previsto conducir el accionamiento de perforaci6n directamente en la estructura de bastidor a fijar.
El objetivo de la invenci6n es especificar una disposici6n de perforaci6n bajo el agua, asi como un procedimiento para la introducci6n de un elemento de cimentaci6n tubular en el fondo de las aguas, que se puedan utilizar de forma especialmente versatil con una seguridad y eficiencia de costes especialmente elevadas.
El objetivo se resuelve segun la invenci6n por una disposici6n de perforaci6n bajo el agua con las caracteristicas de la reivindicaci6n 1, asi como por un procedimiento con las caracteristicas de la reivindicaci6n 12. Ejemplos de realizaci6n preferidos estan indicados en las respectivas reivindicaciones dependientes.
La disposici6n de perforaci6n bajo el agua segun la invenci6n se caracteriza porque esta prevista una plataforma de trabajo sumergible para la colocaci6n sobre el fondo de las aguas, estando dispuesto en la plataforma de trabajo al menos un dispositivo de sujeci6n para la inmovilizaci6n en rotaci6n del elemento de cimentaci6n en la plataforma de trabajo, y porque esta previsto al menos un aditamento para la colocaci6n sobre el elemento de cimentaci6n, presentando el aditamento un dispositivo de apriete para la inmovilizaci6n del aditamento en el elemento de cimentaci6n, y estando dispuesto el accionamiento de perforaci6n rotativo en el aditamento.
Una primera idea de la invenci6n consiste en que la disposici6n de perforaci6n presente una plataforma de trabajo sumergible, en la que el elemento de cimentaci6n este inmovilizado al menos temporalmente durante la perforaci6n. Segun la invenci6n el elemento de cimentaci6n se conduce durante la perforaci6n asi en primer lugar por una plataforma de trabajo aut6noma, prevista especialmente para la cimentaci6n, y no segun se conoce del estado de la tecnica por la estructura que porta la carga y que se debe anclar en el fondo. De este modo las masas que se deben depositar en un paso de trabajo individual sobre el fondo de las aguas son proporcionalmente pequefas ya que el proceso de cimentaci6n se puede realizar segun la invenci6n de forma separada del montaje de las estructuras de bastidor portantes. Esto es ventajoso con respecto al coste necesario. Ademas, segun la invenci6n se da un espectro de uso especialmente amplio.
Otra idea base de la invenci6n puede verse en que las fuerzas de reacci6n que aparecen durante la perforaci6n rotativa se transmiten a la plataforma de trabajo a traves del elemento de cimentaci6n. Segun la invenci6n al elemento de cimentaci6n le corresponde una funci6n doble, conforme a la que en primer lugar sirve como estructura portante a continuaci6n del proceso de perforaci6n, y conforme a la que en segundo lugar durante el proceso de perforaci6n sirve para la transmisi6n de las fuerzas que aparecen en la perforaci6n, de modo que el elemento de cimentaci6n tambien se puede ver como parte de la unidad de perforaci6n. Ya que segun la invenci6n el elemento de cimentaci6n presente de todos modos tambien asume por consiguiente las tareas de la unidad de perforaci6n, la unidad de perforaci6n se puede realizar segun la invenci6n de una forma especialmente sencilla y econ6mica.
Para que el elemento de cimentaci6n, que puede transmitir las fuerzas de reacci6n que aparecen en la rotaci6n de la varilla de perforaci6n sobre la plataforma de trabajo, el accionamiento de perforaci6n rotativa se inmoviliza, en particular
se aprieta, segun la invenci6n por un lado de forma fija en rotaci6n en el elemento de cimentaci6n a traves del dispositivo de apriete, de modo que las fuerzas de reacci6n del accionamiento de perforaci6n rotativo y por consiguiente de la varilla de perforaci6n se transfiere al elemento de cimentaci6n a traves del dispositivo de apriete. El elemento de cimentaci6n esta inmovilizado de nuevo al menos temporalmente de forma fija en rotaci6n a la plataforma de trabajo por el dispositivo de sujeci6n, de modo que las fuerzas de reacci6n se pueden transferir del elemento de cimentaci6n a la plataforma de trabajo.
Una idea de la invenci6n se puede encontrar por consiguiente tambien en que el elemento de cimentaci6n no rota junto con la varilla de perforaci6n en la perforaci6n, lo que es ventajoso en referencia al rozamiento de la pared y por consiguiente el requerimiento de energia. Por ejemplo, puede estar previsto que el elemento de cimentaci6n tubular que se puede designar tambien como tubo de perforaci6n se hunda por su propio peso en el orificio vaciado por la varilla de perforaci6n.
El accionamiento de perforaci6n puede estar configurado segun la invenci6n para un accionamiento de rotaci6n puro. Pero tambien puede estar configurado con percusi6n rotativa. En particular puede estar previsto que el accionamiento de perforaci6n rotativo presente una conexi6n de la varilla de perforaci6n, pudiendose rotar la conexi6n de la varilla de perforaci6n respecto al dispositivo de apriete del aditamento mediante el accionamiento de perforaci6n rotativa. El accionamiento de perforaci6n rotativo esta realizado convenientemente de forma hidraulica. El accionamiento de perforaci6n rotativo puede presentar ademas de un motor tambien al menos un engranaje. En el desarrollo de la varilla de perforaci6n tambien puede estar prevista una unidad de percusi6n separada. La varilla de perforaci6n presenta convenientemente un cabezal de perforaci6n en su lado inferior.
La plataforma de trabajo puede estar configurada en particular como tarimado de trabajo. La invenci6n permite el uso de plataformas de trabajo cuya altura es menor que la longitud de la varilla de perforaci6n y/o del elemento de cimentaci6n tubular. Ya que segun la invenci6n el elemento de cimentaci6n mismo sirve para la transmisi6n de fuerza, se puede suprimir un mastil o una torre de perforaci6n. La plataforma de trabajo se puede bajar de un cuerpo flotante, por ejemplo, de un barco o una plataforma flotante, sobre el fondo de las aguas. Para el descenso y recuperaci6n de la plataforma de trabajo puede estar prevista en particular una disposici6n de cable.
El dispositivo de apriete esta configurado convenientemente de modo que permite una inmovilizaci6n coaxial del aditamento y/o del accionamiento de perforaci6n rotativo sobre el elemento de cimentaci6n tubular. En particular puede estar previsto que el aditamento se pueda colocar sobre el elemento de cimentaci6n e inmovilizar con el dispositivo de apriete, de modo que su conexi6n de la varilla de perforaci6n discurre coaxialmente al elemento de cimentaci6n. El dispositivo de sujeci6n esta configurado apropiadamente para la inmovilizaci6n en rotaci6n separable del elemento de cimentaci6n.
Una idea de la invenci6n preferida se puede encontrar en que la plataforma de trabajo y el aditamento forman una parte de la disposici6n de perforaci6n bajo el agua. La varilla de perforaci6n y el elemento de cimentaci6n se pueden entender como partes de la disposici6n de perforaci6n bajo el agua, pero tambien como partes separadas.
Segun la invenci6n se prefiere que en particular en el aditamento este dispuesto al menos un dispositivo de avance para el desplazamiento axial de la varilla de perforaci6n. Un dispositivo de avance segun la invenci6n permite ejercer una presi6n de apriete adicional sobre la varilla de perforaci6n, de modo que se pueda conseguir un avance de perforaci6n especialmente elevado. En particular puede estar previsto que mediante el dispositivo de avance se pueda desplazar axialmente la conexi6n de la varilla de perforaci6n respecto al aditamento, en particular al dispositivo de apriete del aditamento. Por direcci6n axial se puede entender preferentemente la direcci6n de perforaci6n, es decir la direcci6n longitudinal de la varilla de perforaci6n y/o del elemento de cimentaci6n. El dispositivo de avance esta previsto preferiblemente en el aditamento. En particular puede estar integrado en el accionamiento de perforaci6n rotativo. Asi el dispositivo de avance esta dispuesto preferentemente en el cuello de tubo del elemento de cimentaci6n. Pero el dispositivo de avance puede estar previsto en principio, por ejemplo, tambien en la plataforma de trabajo, pudiendo actuar luego el dispositivo de avance entre la plataforma de trabajo y el elemento de cimentaci6n, de modo que el elemento de cimentaci6n se pueda desplazar axialmente junto con la varilla de perforaci6n respecto a la plataforma de trabajo mediante el dispositivo de avance.
Otra forma de realizaci6n preferida de la invenci6n consiste en que estan previstos medios para la inmovilizaci6n axial reversible del elemento de cimentaci6n en la plataforma de trabajo. Mediante estos medios para la inmovilizaci6n axial se puede inmovilizar el elemento de cimentaci6n axialmente respecto a la plataforma de trabajo en el descenso y/o al menos temporalmente durante la perforaci6n de la varilla de perforaci6n. Los medios pueden presentar, por ejemplo, mordazas que entran en contacto con el elemento de cimentaci6n y que en este caso aseguran en arrastre de forma y/o de fuerza el elemento de cimentaci6n.
En particular los medios para la inmovilizaci6n axial del elemento de cimentaci6n pueden estar previstos en el elemento de sujeci6n para la inmovilizaci6n del elemento de cimentaci6n. En esta forma de realizaci6n al dispositivo de sujeci6n le corresponde una funci6n doble de manera que puede inmovilizar el elemento de cimentaci6n no s6lo de forma fija en
rotaci6n, sino tambien axialmente. De este modo se obtiene un dispositivo especialmente sencillo constructivamente. Por ejemplo, puede estar previsto que los medios para la inmovilizaci6n axial y/o el dispositivo de sujeci6n se liberen repetidamente en la perforaci6n para que la varilla de perforaci6n y/o el elemento de cimentaci6n se puedan reequipar despues de un proceso de perforaci6n parcial.
Ademas, se prefiere que el dispositivo de apriete para la inmovilizaci6n del aditamento en el elemento de cimentaci6n presente al menos una pinza hidraulica. Por ejemplo, pueden estar previstas tres o cuatro pinzas que esten distribuidas de forma equidistante en el cuello de tubo del elemento de cimentaci6n. La pinza hidraulica puede presentar en particular un cilindro de retenci6n hidraulico que discurre radialmente respecto al elemento de cimentaci6n y sobresale preferentemente en el lado exterior en el elemento de cimentaci6n.
Otra forma de realizaci6n ventajosa de la invenci6n consiste en que en la plataforma de trabajo este dispuesta al menos una guia lineal para el elemento de cimentaci6n. De este modo se pueden reducir los elementos de flexi6n en el elemento de cimentaci6n y en particular se puede impedir un atascamiento del elemento de cimentaci6n. Puede estar previsto convenientemente que la plataforma de trabajo presente una abertura de paso para el elemento de cimentaci6n, estando dispuesta la guia lineal preferiblemente por encima de la abertura de paso. En particular la guia lineal puede estar dispuesta por encima del dispositivo de sujeci6n. Por ejemplo, la guia lineal puede estar configurada como casquillo de deslizamiento.
Siempre y cuando este prevista una guia lineal es especialmente conveniente que esta se pueda separar del elemento de cimentaci6n. Esta forma de realizaci6n permite profundidades de perforaci6n especialmente elevadas ya que la guia lineal, en el caso de profundidades de perforaci6n mayores cuando no sea necesaria una guia adicional del elemento de cimentaci6n, se puede retirar del elemento de cimentaci6n, de modo que luego se puede bajar tambien el aditamento en general de mayor diametro.
Por ejemplo, segun la invenci6n puede estar previsto que la guia lineal presente al menos dos elementos de mordaza. Estos elementos de mordaza pueden estar configurados, por ejemplo, al menos casi semicilindricos de modo que pueden forman conjuntamente un casquillo de deslizamiento para el elemento de cimentaci6n. Los dos elementos de mordaza pueden estar accionados hidraulicamente, por ejemplo, para la separaci6n y cierre de la guia lineal. En particular pueden estar dispuestos en una disposici6n de tenaza, que esta accionada apropiadamente hidraulicamente.
Otro ejemplo de realizaci6n preferido de la invenci6n consiste en que la guia lineal se puede desplazar en la plataforma de trabajo en particular transversalmente a su direcci6n de guiado. La guia lineal se puede desplazar por consiguiente transversalmente a la direcci6n axial del elemento de cimentaci6n, asi transversalmente a la direcci6n de perforaci6n. De este modo la guia lineal se puede desplazar a veces por encima del elemento de cimentaci6n, de modo que por ejemplo no se impide un aditamento para el elemento de perforaci6n de mayor diametro en comparaci6n al elemento de cimentaci6n por la guia lineal, y se posibilita una perforaci6n especialmente profunda.
Ademas, es ventajoso que la plataforma de trabajo presente apoyos, en particular apoyos hidraulicos, para la alineaci6n de la plataforma de trabajo en el fondo de las aguas. Los apoyos estan dispuestos convenientemente lateralmente en la plataforma de trabajo para permitir una estabilidad especialmente buena. Los apoyos presentan apropiadamente cada vez una parte de pie, que se puede desplazar mediante un accionamiento lineal al menos en la direcci6n vertical, asi en la direcci6n axial, presentando el accionamiento lineal preferentemente al menos un cilindro hidraulico. Mediante los apoyos segun la invenci6n la plataforma de trabajo se puede disponer de forma horizontal o tambien orientada con un angulo en el fondo de las aguas conforme al prop6sito de la perforaci6n.
La plataforma de trabajo puede representar un plantilla de perforaci6n que produce un motivo de perforaci6n determinado. En este sentido puede ser especialmente ventajoso que para el ajuste del punto de perforaci6n se pueda desplazar al menos el dispositivo de sujeci6n para el elemento de cimentaci6n respecto a la plataforma de trabajo, y preferiblemente transversalmente a la direcci6n axial del elemento de cimentaci6n, asi al menos casi horizontalmente. De este modo los puntos de perforaci6n previstos se pueden alcanzar de forma selectiva con el elemento de cimentaci6n y la varilla de perforaci6n aqui dispuesta y por consiguiente se puede representar el motivo previsto de la plantilla de perforaci6n.
Ademas es ventajoso, en particular con respecto a la funci6n de la plantilla de perforaci6n, que en la plataforma de trabajo esten previstas varias unidades de perforaci6n. Por ejemplo, pueden estar previstas cuatro unidades de perforaci6n. En el sentido de la invenci6n una unidad de perforaci6n puede presentar en particular cada vez al menos un dispositivo de sujeci6n segun la invenci6n para la inmovilizaci6n en rotaci6n de un elemento de cimentaci6n en la plataforma de trabajo. Ademas, las unidades de perforaci6n pueden presentar en el sentido de la invenci6n respectivamente un aditamento segun la invenci6n con el dispositivo de apriete y el accionamiento de perforaci6n rotativo y/o respectivamente una guia lineal segun la invenci6n para el elemento de cimentaci6n. Una unidad de perforaci6n en el sentido de la invenci6n presenta por consiguiente convenientemente un dispositivo de sujeci6n, un aditamento y/o una guia lineal.
Siempre y cuando esten previstas varias unidades de perforaci6n, estas se pueden alimentar con energia a traves de un cable de control comun o a traves de cables de control aut6nomos para cada unidad de perforaci6n.
Ademas es especialmente conveniente que la varilla de perforaci6n presente un dispositivo de perforaci6n por inundaci6n. El dispositivo de perforaci6n por inundaci6n puede presentar, por ejemplo, al menos una manguera de inundaci6n para el suministro del fluido de inundaci6n, en particular gas, en la varilla de perforaci6n, y/o un cabezal de inundaci6n, es decir, una realizaci6n de rotaci6n para el acoplamiento de la manguera en la varilla de perforaci6n rotativa. Mediante un dispositivo de inundaci6n semejante se puede practicar en la varilla de perforaci6n un proceso de inundaci6n para el transporte del material perforado fuera del orificio.
Ademas es ventajoso que la varilla de perforaci6n presente un cuello de cisne para la evacuaci6n del material perforado. Por un cuello de cisne se puede entender en particular un tubo de evacuaci6n curvado al menos por tramos, que discurre preferentemente en su parte superior de forma radial a la direcci6n de perforaci6n, y del que sale el material perforado evacuado de forma espaciada de la boca del agujero de perforaci6n.
Aparte de eso se prefiere que la varilla de perforaci6n presente al menos una varilla de lastre para el aumento de la carga. Por causa del mejor montaje la varilla de perforaci6n puede estar hecha de varias tramos de varilla, pudiendo estar configurada al menos una parte de los tramos de varilla como varillas de lastre.
Segun la invenci6n se hace posible un efecto de perforaci6n especialmente bueno dado que la varilla de perforaci6n presenta un cabezal de perforaci6n de secci6n completa, en particular brocas de rodillos. El cabezal de perforaci6n puede presentar una secci6n transversal regulable, para que el cabezal de perforaci6n pueda trabajar por un lado por debajo del elemento de perforaci6n, pero por otro lado se puede pasar a traves del elemento de cimentaci6n. El cabezal de perforaci6n esta dispuesto en el lado del fondo en la varilla de perforaci6n
La seguridad de funcionamiento se puede aumentar porque en la plataforma de trabajo esta prevista una unidad de enrollamiento para al menos un conducto de inundaci6n. El dispositivo de enrollamiento puede presentar, por ejemplo, una bobina para el enrollamiento del conducto de inundaci6n y convenientemente tambien al menos un rodillo de desvio para garantizar un bobinado especialmente seguro.
La invenci6n se refiere tambien a un procedimiento para la introducci6n de un elemento de cimentaci6n tubular en el fondo de las aguas, en el que se preve una plataforma de trabajo sumergible, el elemento de cimentaci6n se inmoviliza preferentemente de forma fija en rotaci6n y/o fija axialmente en la plataforma de trabajo mediante un dispositivo de sujeci6n, un aditamento se coloca sobre el elemento de cimentaci6n y se inmoviliza en el elemento de cimentaci6n mediante un dispositivo de apriete, se sumerge la plataforma de trabajo y se coloca sobre el fondo de las aguas, y mediante un accionamiento de perforaci6n rotativo dispuesto en el aditamento se pone en rotaci6n una varilla de perforaci6n que discurre en el interior del elemento de cimentaci6n y se introduce por configuraci6n de un orificio en el fondo de las aguas, hundiendose el elemento de cimentaci6n debido a su propio peso en el orificio. El procedimiento se puede realizar en particular con la disposici6n de perforaci6n bajo el agua segun la invenci6n, por lo que se pueden obtener las ventajas explicadas en este contexto.
Es especialmente ventajoso, en particular con respecto a la inversi6n de tiempo, que despues de la elaboraci6n del orificio se recupere la plataforma de trabajo junto con la varilla de perforaci6n. Para la recuperaci6n de la varilla de perforaci6n puede estar previsto, por ejemplo, inmovilizar la varilla de perforaci6n mediante el dispositivo de sujeci6n para el elemento de cimentaci6n en la plataforma de trabajo. Pero tambien puede estar previsto un dispositivo de sujeci6n separado para la varilla de perforaci6n. Antes de la recuperaci6n de la varilla de perforaci6n esta se desacopla convenientemente del elemento de cimentaci6n hundido. Para ello el dispositivo de apriete se suelta de forma apropiada.
Ademas, es conveniente que el elemento de cimentaci6n se disponga en la plataforma de trabajo antes de la colocaci6n de la plataforma de trabajo sobre el fondo del medio acuso y se inmovilice preferentemente axialmente. En particular segun esta forma de realizaci6n el elemento de cimentaci6n se puede colocar sobre la plataforma de trabajo ya antes de sumergir la plataforma de trabajo, de forma apropiada por encima de la superficie del agua. De este modo se puede disminuir notablemente la cantidad de trabajo ya que la plataforma de trabajo se puede cargar con el elemento de cimentaci6n, mientras que es accesible todavia directamente desde un barco o una plataforma flotante. Para la inmovilizaci6n axial del elemento de cimentaci6n durante la inmersi6n se puede utilizar, por ejemplo, el dispositivo de sujeci6n.
Ademas, es ventajoso que el aditamento se coloque sobre el elemento de cimentaci6n antes de que la plataforma de trabajo se coloque sobre el fondo de las aguas. De este modo tambien se reduce la cantidad de trabajo ya que el aditamento se puede montar mientras que todavia es accesible desde el barco o la plataforma flotante. Durante el hundimiento el aditamento puede estar inmovilizado mediante el dispositivo de apriete en el elemento de cimentaci6n.
La invenci6n se explica mas en detalle a continuaci6n mediante ejemplos de realizaci6n preferidos que estan
representados esquematicamente en las figuras adjuntas. En las figuras muestran:
Fig. 1 una vista lateral de una disposici6n de perforaci6n bajo el agua segun la invenci6n para la realizaci6n del procedimiento segun la invenci6n;
Fig. 2 una vista en detalle ampliada de la disposici6n de la fig. 1 en la zona del aditamento 30;
Fig. 3 una vista en detalle ampliada desde arriba sobre la guia lineal 40 de la fig. 1 en el estado cerrado (fig. 3 arriba) y en el estado abierto (fig. 3 abajo);
Fig. 4 una vista del dispositivo de la fig. 1 desde arriba;
Fig. 5 a 8 diferentes estadios del procedimiento en el uso del dispositivo de la fig. 1 para la introducci6n de un elemento de cimentaci6n tubular en el fondo de las aguas en un procedimiento segun la invenci6n.
Un ejemplo de realizaci6n de una disposici6n de perforaci6n por debajo del agua segun la invenci6n esta representado en las figuras 1 y 4 y su uso en un procedimiento segun la invenci6n en las figuras 5 a 8.
Segun muestra la fig. 1 la disposici6n de perforaci6n por debajo del agua segun la invenci6n presenta una plataforma de trabajo 2 que esta suspendida en una disposici6n de cable 2�, y que se puede bajar a traves de esta disposici6n de cable 2� sobre el fondo de las aguas.
Segun muestra la fig. 4 en la plataforma de trabajo 2 estan dispuestas en conjunto cuatro unidades de perforaci6n 1, 1', 1'', 1''' de las que s6lo se pueden apreciar las unidades 1 y 1' en la vista lateral en la fig. 1. Las cuatro unidades de perforaci6n 1, 1', 1'' y 1''' estan dispuestas en las esquinas de un rectangulo geometrico.
Las cuatro unidades de perforaci6n 1, 1', 1'' y 1''' estan configuradas de forma esencialmente analoga, de modo que a continuaci6n la mayoria de las veces s6lo se describe en detalle la primera unidad de perforaci6n 1. Las restantes unidades de perforaci6n 1', 1'' y 1''' presentan esencialmente los mismos elementos que la unidad de perforaci6n 1, designandose los elementos semejantes en el caso de las unidades de perforaci6n 1', 1'' y 1''' con referencias llenas.
La primera unidad de perforaci6n 1 sirve para la introducci6n de un elemento de cimentaci6n 3 tubular en el fondo de las aguas. La unidad de perforaci6n 1 presenta una guia lineal 40 en forma de casquillo, que conduce el elemento de cimentaci6n 3 de forma desplazable verticalmente en la plataforma de trabajo 2, y que se describe en detalle por debajo. La unidad de perforaci6n 1 presenta ademas un dispositivo de sujeci6n 10 para la inmovilizaci6n en rotaci6n del elemento de cimentaci6n 3 en la plataforma de trabajo 2. Este dispositivo de sujeci6n 10 esta dispuesto por debajo de la guia lineal 40 en la plataforma de trabajo 2. El dispositivo de sujeci6n 10 puede estar configurado, por ejemplo, como dispositivo de retenci6n hidraulico y tambien presenta medios 11 para la inmovilizaci6n axial del elemento de cimentaci6n 3, es decir, medios para el aseguramiento frente a un desplazamiento en la direcci6n vertical. El dispositivo de sujeci6n 10 puede garantizar por consiguiente que el elemento de cimentaci6n 3 mantenga su posici6n de rotaci6n, pero tambien su posici6n axial respecto a la plataforma de trabajo 2, durante el descenso de la plataforma de trabajo 2.
Para la elaboraci6n de un orificio en el que se introduce el elemento de cimentaci6n 3 esta prevista una varilla de perforaci6n 5. La varilla de perforaci6n 5 discurre en el interior del elemento de cimentaci6n 3. En el extremo inferior de la varilla de perforaci6n 5 esta dispuesto un cabezal de perforaci6n 52 configurado como cabezal de perforaci6n de secci6n completa, que esta equipado con brocas de rodillos. El cabezal de perforaci6n 52 sobresale en este caso en el extremo inferior del elemento de cimentaci6n 3 sobre el elemento de cimentaci6n 3, de modo que el cabezal de perforaci6n 52 puede despejar el material del fondo por debajo del elemento de cimentaci6n 3. La varilla de perforaci6n 5 esta hecha de tramas de varillas, pudiendo estar previstas tambien varilla de lastre 51 para el aumento de la carga. La varilla de perforaci6n 5 se apoya en se apoya en la pared interior del elemento de cimentaci6n 3 a traves de al menos un apoyo 5� que sobresale radialmente de la varilla de perforaci6n 5. Para evitar el rozamiento en el caso de que la varilla de perforaci6n 5 rote respecto al elemento de cimentaci6n 3 pueden estar previstos rodillos en el lado periferico en el apoyo 5�. En el ejemplo de la fig. 1 estan previstos dos apoyos.
Para el accionamiento rotativo de la varilla de perforaci6n 5, la unidad de perforaci6n 1 presenta un aditamento 30 en el que esta dispuesto el accionamiento de perforaci6n rotativo 35. Este accionamiento de perforaci6n rotativo 35 presenta un arbol accionado con una conexi6n de varilla de perforaci6n en la que esta dispuesta la varilla de perforaci6n 5. Para la perforaci6n el aditamento 30 se coloca junto con la varilla de perforaci6n 5 sobre el cuello de tubo del elemento de cimentaci6n 3 tubular.
Segun muestra en particular la fig. 2 el aditamento 30 presenta un dispositivo de apriete 31 con varias pinzas 32 hidraulicas, con las que se puede inmovilizar el aditamento 30 en el elemento de cimentaci6n 3. Las pinzas 32 presentan en este caso respectivamente un cilindro hidraulico 33 que se extiende radialmente hacia fuera del elemento de cimentaci6n 3.
Mediante el dispositivo de perforaci6n rotativo 35 se puede rotar la varilla de perforaci6n 5 respecto al dispositivo de apriete 31 y por consiguiente tambien respecto al elemento de cimentaci6n 3 conectado por retenci6n. En el accionamiento de perforaci6n rotativo 35 tambien puede estar dispuesto un dispositivo de avance 3�, mediante el que la varilla de perforaci6n 5 se puede mover para el aumento de la carga axialmente respecto al dispositivo de apriete 31 y por consiguiente respecto al elemento de cimentaci6n 3. El dispositivo de avance 3� puede estar configurado de forma hidraulica y presentar al menos un accionamiento lineal que esta conectado, por un lado, con la varilla de perforaci6n 5 y, por otro lado, con el dispositivo de apriete 31.
Para la inundaci6n del orificio esta previsto en la varilla de perforaci6n 5 un dispositivo de perforaci6n por inundaci6n con un conducto de inundaci6n �1. Este conducto de inundaci6n �1 esta acoplado con la varilla de perforaci6n 5 a traves de un cabezal de inundaci6n �2. Para la evacuaci6n del material perforado esta dispuesto en la varilla de perforaci6n 5 un cuello de cisne 59 que presenta un tubo curvado aproximadamente 90� asi como un tubo que discurre aproximadamente horizontalmente conectado a este. Los detritos de perforaci6n se evacuan de forma espaciada de la boca del agujero de perforaci6n a traves de este cuello de cisne 59.
Para la recepci6n del conducto de inundaci6n �1 esta dispuesto un dispositivo de enrollamiento �0 en la plataforma de trabajo 2. �ste presenta una bobina para el bobinado del conducto de inundaci6n �1. Ademas, el dispositivo de enrollamiento �0 presenta un rodillo de desvio �8 que desvia hacia arriba el conducto de inundaci6n que sale aproximadamente horizontalmente de la bobina ��.
De forma lateral a la plataforma de trabajo 2 estan dispuestos en conjunto cuatro apoyos hidraulicos 21 que sobresalen por debajo de la plataforma de trabajo 2 y que estan montados de forma desplazable verticalmente en la plataforma de trabajo 2. Para el accionamiento de los apoyos hidraulicos 21 esta previsto respectivamente al menos un cilindro hidraulico 22, que en el ejemplo de realizaci6n representado esta dispuesto en su carcasa de embolo en la plataforma de trabajo 2, y esta conectado con el soporte hidraulico 21 en su vastago de embolo.
La guia lineal 40 para el elemento de cimentaci6n 3 esta representada en detalle en la fig. 3. Segun muestra la fig. 3, la guia lineal 40 esta realizada de forma separable, representando la fig. 3 arriba el estado cerrado y la fig. 3 abajo el estado abierto. Segun muestra la fig. 3 la guia lineal 40 presenta dos elementos de mordaza 41 o bien 41' que se corresponden con el elemento de cimentaci6n 3, que forman en el estado cerrado un casquillo de guiado para el elemento de cimentaci6n 3. Para la apertura y cierre de los elementos de mordaza 41, 41' esta prevista una disposici6n de tenaza que se acciona a traves de cilindros hidraulicos 42.
Segun muestra la fig. 1, la guia lineal 40 esta dispuesta de modo desplazable en la plataforma de trabajo 2 de forma horizontal, es decir, transversalmente a la direcci6n de avance y transversalmente al eje longitudinal del elemento de cimentaci6n 3. Para el desplazamiento activo de la guia lineal 40, esta presenta un accionamiento lineal 44 que esta configurado preferiblemente como cilindro hidraulico, y que por un lado esta acoplado con la guia lineal 40 y por otro lado con la plataforma de trabajo 2.
El accionamiento lineal esta extendido en el caso de la unidad de perforaci6n 1 representada en el lado izquierdo en la fig. 1 y la guia lineal 40 puede conducir el elemento de cimentaci6n 3. El accionamiento lineal 44' esta retirado en el caso de la segunda unidad de perforaci6n 1' representada en el lado derecho en la fig. 1 y la guia lineal 40' correspondiente esta retraida del eje de perforaci6n de la unidad de perforaci6n 1' correspondiente. La retracci6n de la guia lineal 40' permite bajar el aditamento 30' mayor en secci6n transversal comparado con el elemento de cimentaci6n 3' pasada la guia lineal 40' hacia el fondo de la plataforma de trabajo 2.
Para el funcionamiento del accionamiento de perforaci6n rotativo 35 y preferentemente tambien de las restantes unidades hidraulicas de la plataforma de trabajo 2 esta previsto un cable de control �0 comun en el ejemplo de realizaci6n representado.
El uso de la unidad de perforaci6n de las figuras 1 a 4 en un procedimiento de cimentaci6n bajo el agua segun la invenci6n esta representado en las figuras 5 a 8.
Segun muestra la fig. 5 en primer lugar se disponen, preferentemente por encima de la superficie del agua, los elementos de cimentaci6n 3 y la varilla de perforaci6n 5 en la plataforma de trabajo 2. Para ello los elementos de cimentaci6n 3 se inmovilizan a traves de los dispositivos de sujeci6n 10, 11 en la plataforma de trabajo 2, y los aditamentos 30 se colocan sobre los elementos de cimentaci6n 3 con las varillas de perforaci6n 5 conectadas aqui.
La plataforma de trabajo 2 cargada con los elementos de cimentaci6n 3 se baja luego mediante el dispositivo de cable 2� de una plataforma 82 flotante o un barco.
Segun muestra la fig. la plataforma de trabajo 2 que representa al mismo tiempo una plantilla de perforaci6n, se coloca luego sobre el fondo de las aguas 80 mediante la disposici6n de cable 2�. La plataforma de trabajo 2 se alinea a continuaci6n mediante el accionamiento de los apoyos hidraulicos 21 que se levantan sobre el fondo de las aguas 80.
Segun muestra la fig. a continuaci6n comienza el proceso de perforaci6n. Mediante el accionamiento rotativo de la varilla de perforaci6n 5 mediante los accionamientos de perforaci6n rotativos 35 correspondientes se elaboran orificios 81 en el fondo del medio acuso 80. Para el aumento de la carga se pueden accionar en este caso los dispositivos de avance 3�. Los elementos de cimentaci6n 3 se hunden por su propio peso en los orificios 81 vaciados. Para ello se
5 pueden liberar repetidamente los medios 11 para la inmovilizaci6n axial del elemento de cimentaci6n 3.
Segun muestra la fig. 8 despues del proceso de perforaci6n se recupera la plataforma de trabajo 2 junto con las varillas de perforaci6n 5 por recogida de la disposici6n de cable 2�. Los elementos de cimentaci6n 3 quedan en este caso en el fondo. Para la recuperaci6n de la varilla de perforaci6n 5 se separan los dispositivos de apriete 31 que han conectado hasta ahora la varilla de perforaci6n 5 con los elementos de cimentaci6n 3 correspondientes, y los elementos de
10 cimentaci6n 3 se liberan de los medios 11 para la inmovilizaci6n axial de los elementos de cimentaci6n 3. Los medios 11 pueden servir ahora para el aseguramiento de la varilla de perforaci6n 5 en la plataforma de trabajo 2.
Los elementos de cimentaci6n 3 introducidos en el fondo de las aguas 80 se pueden rellenar, por ejemplo, con una suspensi6n fraguante, en particular con hormig6n y/o pueden servir para el soporte de estructuras bajo el agua.
Claims (10)
- REIVINDICACIONES1.� Disposici6n de perforaci6n bajo el agua para la introducci6n de un elemento de cimentaci6n (3) tubular en el fondo de las aguas (80) conal menos un accionamiento de perforaci6n rotativo (35), en el que una varilla de perforaci6n (5) que discurre 5 en el interior del elemento de cimentaci6n (3) se puede poner en rotaci6n mediante el accionamiento de perforaci6n rotativo (35),caracterizadaporque esta prevista una plataforma de trabajo (2) sumergible para la colocaci6n sobre el fondo de las aguas (80),10 estando dispuesto en la plataforma de trabajo (2) al menos un dispositivo de sujeci6n (10) para la inmovilizaci6n en rotaci6n del elemento de cimentaci6n (3) en la plataforma de trabajo (2), y� porque esta previsto al menos un aditamento (30) para la colocaci6n sobre el elemento de cimentaci6n (3),presentando el aditamento (30) un dispositivo de apriete (31) para la inmovilizaci6n del aditamento (30) en el elemento de cimentaci6n (3), y15 � estando dispuesto el accionamiento de perforaci6n rotativo (35) en el aditamento (30).
-
- 2.�
- Disposici6n de perforaci6n bajo el agua segun la reivindicaci6n 1, caracterizada porque en el aditamento (30) esta dispuesto al menos un dispositivo de avance (3�) para el desplazamiento axial de la varilla de perforaci6n (5).
-
- 3.�
- Disposici6n de perforaci6n bajo el agua segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque estan previstos medios (11) para la inmovilizaci6n axial reversible del elemento de cimentaci6n (3) en la plataforma de trabajo
20 (2), estando previstos los medios (11) para la inmovilizaci6n axial del elemento de cimentaci6n (3) en el dispositivo de sujeci6n (10) para la inmovilizaci6n en rotaci6n del elemento de cimentaci6n (3). - 4.� Disposici6n de perforaci6n bajo el agua segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el dispositivo de apriete (31) para la inmovilizaci6n del aditamento (30) en el elemento de cimentaci6n (3) presenta al menos una pinza (32) hidraulica.25 5.� Disposici6n de perforaci6n bajo el agua segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque en la plataforma de trabajo (2) esta dispuesta al menos una guia lineal (40) para el elemento de cimentaci6n (3).�.� Disposici6n de perforaci6n bajo el agua segun la reivindicaci6n 5, caracterizada porque la guia lineal (40) se puede separar del elemento de cimentaci6n (3), porque la guia lineal (40) presenta al menos dos elementos de mordaza (41), y porque la guia lineal (40) se puede desplazar transversalmente a su direcci6n de guiado en la plataforma de trabajo30 (2).�.� Disposici6n de perforaci6n bajo el agua segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la plataforma de trabajo (2) presenta apoyos hidraulicos (21) para el alineamiento de la plataforma de trabajo (2) en el fondo de las aguas (80).
- 8.� Disposici6n de perforaci6n bajo el agua segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque para35 el ajuste del punto de perforaci6n al menos al dispositivo de sujeci6n (10) para el elemento de cimentaci6n (3) se puede desplazar respecto a la plataforma de trabajo (2).9� Disposici6n de perforaci6n bajo el agua segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque en la plataforma de trabajo (2) estan previstas varias unidades de perforaci6n (1), presentando una unidad de perforaci6n (1) respectivamente al menos un dispositivo de sujeci6n (10) para la inmovilizaci6n en rotaci6n de un elemento de40 cimentaci6n (3) en la plataforma de trabajo (2).
- 10.� Disposici6n de perforaci6n bajo el agua segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la varilla de perforaci6n (5) presenta un dispositivo de perforaci6n por inundaci6n (�1, �2), porque la varilla de perforaci6n(5) presenta un cuello de cisne (59) para la evacuaci6n del material perforado, porque la varilla de perforaci6n (5)presenta al menos una varilla de lastre (51) para el aumento de la carga, y porque la varilla de perforaci6n (5) presenta 45 un cabezal de secci6n completa con brocas de rodillos.
-
- 11.�
- Disposici6n de perforaci6n bajo el agua segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque en la plataforma de trabajo (2) esta previsto un dispositivo de enrollamiento (�0) para al menos un conducto de inundaci6n (�1).
-
- 12.�
- Procedimiento para la introducci6n de un elemento de cimentaci6n (3) tubular en el fondo de las aguas (80), en el que
� se preve una plataforma de trabajo (2) sumergible,el elemento de cimentaci6n (3) se inmoviliza mediante un dispositivo de sujeci6n (10) en la plataforma de 5 trabajo (2),un aditamento (30) se coloca sobre el elemento de cimentaci6n (3) y se inmoviliza en el elemento de cimentaci6n (3) mediante un dispositivo de apriete (31),� la plataforma de trabajo (2) se sumerge y se coloca sobre el fondo de las aguas (80), ymediante un accionamiento de perforaci6n rotativo (35) dispuesto en el aditamento (30) se pone en rotaci6n10 una varilla de perforaci6n (5) que discurre en el interior del elemento de cimentaci6n (3) y se introduce en el fondo de las aguas (80) por configuraci6n de un orificio (81), hundiendose el elemento de cimentaci6n (3) en el orificio (81) debido a su propio peso. - 13.� Procedimiento segun la reivindicaci6n 12, caracterizado porque despues de la compleci6n del orificio (81) se recupera la plataforma de trabajo (2) junto con la varilla de perforaci6n (5).15 14.� Procedimiento segun la reivindicaci6n 12 6 13, caracterizado porque el elemento de cimentaci6n (3) se dispone en la plataforma de trabajo (2) antes de la colocaci6n de la plataforma de trabajo (2) sobre el fondo de las aguas (80) y se inmoviliza axialmente en la plataforma de trabajo (2).
- 15.� Procedimiento segun una de las reivindicaciones 12 a 14, caracterizado porque el aditamento (30) se coloca sobre el elemento de cimentaci6n (3) antes de que la plataforma de trabajo (2) se coloque sobre el fondo de las aguas (80).
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