[發明專利]一種海洋工程中的組裝式圓桶狀錨泊基礎

在審

• 申請號: 201810294542.2
• 申請日: 2018-04-04
• 公開（公告）號: CN108487296A
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 劉金龍;劉潔群
• 申請（專利權）人: 合肥學院
• 主分類號: E02D27/50
• 分類號: E02D27/50;E02D27/52
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

本發明公開了一種海洋工程中的組裝式圓桶狀錨泊基礎，包括多段圓桶；圓桶外壁的上部與下部交替的設置有旋轉軸與套孔，各段圓桶根據位置關系基于旋轉軸插入套孔中可實現相互的首尾串聯與鉸接，最上部圓桶的外壁上設置有系泊孔；施工時，調整各首尾鉸接的圓桶的姿態使其組成圓柱體形狀，把錨鏈系泊在系泊孔上，再把桶形基礎與最上部圓桶固定相連，依靠桶形基礎把錨泊基礎貫入至海床設計深度，然后移除桶形基礎，再通過對錨鏈施加拉力達到設計值。所提錨泊基礎在錨鏈拉力作用下的各段圓桶將發生自由旋轉，各段圓桶的姿態不盡相同，能最大可能的增加與海床土體的摩擦力，從而提高了錨泊基礎總體抗拔承載力。

技術領域

本發明涉及深海浮式平臺或深水網箱的錨泊技術領域，具體是一種海洋工程中的組裝式圓桶狀錨泊基礎。

背景技術

針對海床的特殊地質條件，自1990年以來出現了一種海洋平臺特殊基礎形式——桶形基礎(也稱吸力樁，suction pile)，其多為底端開口、頂端封閉的倒扣大直徑鋼制圓桶。安裝時，首先在預定海域依靠桶體自重使其部分插入土中以形成密閉空間，然后抽出桶內和土體之間的氣體或液體，從而使桶體內外形成壓力差，逐步壓入至海床內預定深度完成安裝。

后來，工程人員基于桶形基礎在海上貫入海床較為方便的特征，把桶形基礎發展至作為海洋錨泊基礎的一種施工工具。有的國家已有實力較強的海洋工程施工企業(如荷蘭的SPT Offshore公司)，能利用桶形基礎開展各類海洋工程施工的能力，自動化、智能化程度非常高。我國雖然是個海洋大國，擁有面積較大的海域，但在利用桶形基礎開展海洋工程的施工方面與國外還具有一定的差距。

目前，能利用桶形基礎進行施工的錨泊基礎主要包括：埋入式吸力錨(embeddedsuction anchor)與吸力貫入式平板錨(Suction embedded plate anchor)。

埋入式吸力錨的抗拔承載力主要由圓桶四周與土體的摩擦及部分海床土體的自重產生，具體與系泊點位置、海床土體類型、沉貫深度等有關。一般地，埋入式吸力錨的表面積有限，故其與土體的摩擦力也有限；另一方面，埋入式吸力錨沿錨鏈垂直方向的投影面積也非常有限，故其沿錨鏈方向能兜住的海床土體的面積較小，海床土體的自重對錨泊力的貢獻也較小。若通過增大埋入式吸力錨的長度與直徑來提高其抗拔承載力，則大大增加施工難度，也是不可取的。

吸力貫入式平板錨的平面形狀為矩形，安裝時豎直固定在桶形基礎中，桶形基礎在自重和抽水造成的負壓作用下貫入至預定深度。桶形基礎與平板錨分離后被拔出，留在黏土海床中的平板錨在錨鏈牽引下旋轉，直至板面與錨鏈接近垂直或者施加的拉力達到設計值。在張拉錨鏈使錨板旋轉的過程中，錨板會向上運動而產生埋深損失。錨板中心在旋轉前后的高度差被定義為最終丟失埋深。在強度通常隨深度成正比例增加的海床條件下，旋轉調節過程中的埋深損失會帶來承載力的下降，這一減小量可高達20%。可見，平板錨也具有一定的局限性。

可見，還需對基于桶形基礎的吸力貫入式錨泊基礎的構型進行創新性設計，使其具有較大的抗拔承載力，且施工較為方便。

發明內容 本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種海洋工程中的組裝式圓桶狀錨泊基礎，其利用桶形基礎貫入海床，在海床中展開后呈首尾連接的組裝式錨泊基礎，各段基礎的姿態不盡相同，能最大可能的增加與海床土體的摩擦力，從而提高了錨泊基礎總體的抗拔承載力。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案為：