[发明专利]用于获取和分析水体的水底的土壤样本的水下钻孔装置和方法

说明书

本发明涉及用于获取和分析水体土壤的土壤样本的水下钻孔装置和方法。带有基本框架的水下钻孔装置在水体中下降并且置放在水体土壤上。利用钻孔驱动器（其能够垂直移动地支承在基本框架处）将由至少一个管道形的钻杆元件构成的钻杆在第一钻孔步骤中钻孔到水体土壤中，其中，于在管道形的钻杆元件中的容纳部中容纳有钻芯。带有钻芯的容纳部存放于在基本框架处的第二存放区域的存放场地处。接下来至少另一钻孔步骤利用另一钻杆元件来执行。借助于至少一个传感器机构（其在基本框架处布置在钻孔轴线的周围区域中）测定钻芯的至少一个物理的和/或化学的性质。将在此测定的数据连同关于钻芯在第二存放区域中的存放场地的数据保存在数据处理机构中。

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于获取和分析水体土壤的土壤样本的水下钻孔装置，带有：基本框架，其构造成用于在水体中下降以及用于搭建在所述水体土壤上；钻孔驱动器用于转动地驱动钻杆，所述钻杆由管道形的钻杆元件构建而成，其中，所述钻孔驱动器垂直地沿着钻孔轴线能够移动地支承在下部的钻孔孔穴开口和上部的回位位置之间；在所述基本框架处的第一存放区域用于存放各个的用于构建所述钻杆的管道形的钻杆元件，其中，在所述钻杆元件中分别能够松开地固定有用于钻芯的容纳部；在所述基本框架处的第二存放区域用于存放带有获得的作为土壤样本的钻芯的容纳部；输送机构，利用所述输送机构能够将各个的钻杆元件从所述第一存放区域输送到所述钻孔轴线以用于形成所述钻杆；以及运出机构用于从所述钻杆中运出带有钻芯的容纳部以及存放于在所述第二存放区域中的一定的存放场地处。

本发明此外涉及根据权利要求9的前序部分的用于获取和分析水体土壤的土壤样本的方法，在所述方法中：带有基本框架的水下钻孔装置在水体中下降并且置放在水体土壤上；利用钻孔驱动器，其能够垂直移动地支承在所述基本框架处，使由至少一个管道形的钻杆元件构成的钻杆在第一钻孔步骤中钻孔到所述水体土壤中，其中，于在所述管道形的钻杆中的容纳部中容纳钻芯；带有所述钻芯的容纳部借助于运出机构从所述钻杆中运出并且存放于在所述基本框架处的第二存放区域的存放场地处；并且接下来执行至少另一钻孔步骤，其中，借助于输送机构将带有用于钻芯的容纳部的第二钻杆元件输送给所述钻杆并且利用所述钻孔驱动器进行所述钻杆的另外的钻孔。

背景技术

这种类型的水下钻孔装置和这种类型的方法例如源于WO 2012/000077 A1或US7,380,614 B1。在该已知的水下核芯钻孔方法中逐步地产生相应于钻杆元件的长度的钻孔孔穴。在每个钻孔步骤中，形成在管道形的钻杆中的钻芯利用钻芯捕获器来接纳，从钻杆中移除并且存放于在钻孔装置的基本框架处的存放区域中。通过多次重复所述核芯钻孔方法能够获取大量钻芯作为土壤样本并且存放在钻孔装置的存放区域中。钻芯允许关于水体土壤的结构的非常好的结论。

为了分析水体土壤结构在该已知的现有技术中必要的是，将整个的钻孔装置从水体土壤处抬起并且从水体中运送到供给船（Versorgungsschiff）或供给平台上。在该处能够对各个的钻芯进行取样、进一步研究和分析。所述获取和分析土壤样本是非常耗时的。尤其于在远海上执行方法的情况下高的时间消耗还与非常高的成本相联系，因为对于带有必要的人员的供给船的小时或日价格率（Tagessätze）是非常高的。对于这样的供给船的日价格率能够合计成几个10000欧元直到超过100000欧元每日。

由WO 2013/188903 A1已知用于研究水体土壤的方法，在其中沿着钻孔孔穴借助于传感器机构来探测土壤的电的传导能力和磁的性质。为此，使得传感器沿着钻孔孔穴壁部移动。然而为了可靠的测量在此需要两个原则上的方法步骤。首先要产生钻孔孔穴，并且接下来要实行测量。在对钻孔孔穴钻孔时并且在从钻孔孔穴中运走钻孔的土壤材料时此外存在原则上的问题，即在各个的土壤覆层之间能够发生弄脏（Verschmierung）。这使得可靠地测定水体土壤的层结构变得困难。