[發明專利]一種新型輕質動力安裝錨及安裝方法

在審

• 申請號: 201810466462.0
• 申請日: 2018-05-14
• 公開（公告）號: CN108423125A
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發明（設計）人: 劉君;韓聰聰
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B63B21/26
• 分類號: B63B21/26;B63B21/29;B63B21/30
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

本發明屬于海洋工程技術領域，涉及一種新型輕質動力安裝錨及安裝方法。主要由翼板、錨柄和連接桿組成；翼板由兩塊三角形平板對稱拼接組成，連接桿安裝在翼板的尾部；錨柄是由兩塊梯形平板組成的倒V型結構，對稱固定在翼板上。推進器可通過剪切銷固定在新型輕質動力錨的尾部，新型輕質動力安裝錨、推進器和剪切銷組合安裝成為組合錨；將組合錨釋放至海水中，松開安裝錨鏈，使組合錨貫入土中；張緊安裝錨鏈，剪切銷被剪斷，推進器被拔出，而新型輕質動力安裝錨留在土中；張緊工作錨鏈，以調整新型輕質動力安裝錨的角度；推進器取出后用于下一個新型輕質動力安裝錨的安裝。本發明具有重量輕、承載效率高、提高錨在土中的沉貫深度、降低成本的優點。

技術領域

本發明屬于海洋工程技術領域，涉及一種新型輕質動力安裝錨及安裝方法。

背景技術

隨著社會經濟的高速發展和陸地淺海油氣資源的逐漸耗竭，人們逐漸將油氣資源開發轉向深海。在水深超過300–500m的深海環境中，油氣勘探、采集及儲存設備主要通過錨鏈系統與作用在海床表面或是嵌入海床中的錨固基礎相連。因此，錨固基礎是錨泊式系統的根，是上部結構安全運行的前提保障。適用于深海錨泊式系統的錨固基礎主要包括吸力式沉箱、拖曳錨、吸力式安裝板錨和動力安裝錨。吸力式沉箱在安裝時需要從沉箱頂部的閥門向外抽水，使沉箱內部形成負壓，從而將沉箱壓入海床中所需深度。拖曳錨在安裝時需要借助拖船，將錨從海床表面拖至海床中一定深度。吸力式安裝板錨安裝時需要借助吸力式沉箱，安裝結束后將沉箱拔出，再張緊錨鏈使錨轉至工作狀態需要的角度。動力安裝錨在安裝時不需要借助外力，依靠錨在水中自由下落獲得的動能和自身重力勢能貫入土中一定深度，并依靠周圍土體的錨固力提供抗拔承載力。因此，相比前三種錨固基礎，動力安裝錨具有安裝時間短、安裝費用低的優點，因此在海洋工程中發展前景廣闊。

目前應用在實際工程中的動力錨主要為魚雷錨(美國專利，專利號6106199)和多向受荷錨(美國專利，專利號7059263,B1)。魚雷錨由一個前端為半橢球形或錐形的圓柱形中軸和幾片尾翼組成，中軸用于提供錨的重量，使錨能在不借助于外力的情況下貫入土中，尾翼用于提高錨在水中下落時的定向穩定性。然而，由于錨眼位置位于錨中軸的最上端，當受上拔荷載時錨的抗拔承載力主要由錨-土接觸面上的摩擦力提供，因此錨的承載效率較低。多項受荷錨由三塊互成120°的平板組成，錨的表面積較大，增加了錨和周圍土體的接觸面積，且其錨眼位置靠近錨的前端，所以錨在受上拔荷載時會發生旋轉，從而增加錨在垂直于上拔荷載方向的投影面積以增加抗拔承載力。然而，多項受荷錨的重量輕，表面積大，導致錨在土中的沉貫深度有限。海床軟黏土一般為正常固結土或輕微超固結土，土強度隨深度線性增加，所以錨的安裝深度越小，對應的抗拔承載力越小。

本發明吸收了動力錨的優點，提出了一種新型輕質動力安裝錨(light-weightdeep penetrating plate anchor,L-DPPA)。錨主要由翼板、錨柄和錨眼組成。翼板由兩塊三角形平板組成，增加了錨-土接觸面積，從而提高承載力。為了增加錨在海床中的沉貫深度，錨在安裝時需要借助于推進器。推進器主要由圓柱形中軸、尾翼和錨眼組成，可連接在錨的尾部用于提高錨的貫入速度和沉貫深度，在安裝結束后可將推進器回收用于下一個錨的安裝。通過調整錨的尺寸和推進器的重量，可以使錨適用于各種強度及各種土質(包括黏土和砂土)的海床中。

發明內容

為解決上述問題，本發明提出一種新型輕質動力安裝錨及安裝方法，包括一種新型輕質動力安裝錨(L-DPPA)以及借助于推進器進行錨的安裝的動力安裝方法。

本發明的技術方案：