[發明專利]一種端部可張開的注漿螺旋錨及其安裝方法

有效

• 申請號: 201910238675.2
• 申請日: 2019-03-27
• 公開（公告）號: CN109969342B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 國振;胡晨迪;芮圣潔;周文杰;佀同令;李雨杰;竇玉喆
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B63B21/44
• 分類號: B63B21/44;B63B21/26;E02D5/74
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 萬尾甜;韓介梅

本發明公開了一種端部可張開的注漿螺旋錨，其主要包括錨頭、螺旋小葉片、錨身、鉸接在錨身的葉片、螺旋大葉片、錨尾蓋板等，所述的錨身為變截面，葉片與錨身下部變截面處鉸連，鉸連處安裝扭簧，每塊葉片上設置預留孔，葉片收緊時，導桿下端設置的卡扣通過預留孔將葉片約束，當錨體螺旋貫入至指定深度時，通過預拉導桿可使葉片脫離卡扣束縛，葉片在扭簧作用下張開，完全張開后通過注漿孔進行注漿。本發明水下連續螺旋貫入砂質海床，無需開挖，安裝方便；通過張開螺旋錨端部的葉片，提高錨體的受力面積，進而提高錨體承載能力；葉片內置注漿支管，噴射注漿，可顯著提高錨的承載能力。

技術領域

本發明涉及螺旋錨及其安裝方法，特別涉及一種端部可張開的注漿螺旋錨及其安裝方法。

背景技術

近幾十年來對油氣資源的需求急劇增加，使得油氣的開采逐漸由陸地走向近海，進而再到深海，大型及超大型浮式結構物（浮式平臺與渡船、浮式棧橋、浮碼頭等）逐漸增多，對深水系泊系統提出了更高的要求，發展相應的新型深水系泊基礎型式勢在必行。近二十年來，經過實踐證明，張力腿平臺（TLP）具有良好的運動性能，是深水海域油氣生產十分適合的平臺形式。螺旋錨基礎能很好契合張力腿平臺（TLP）的系泊要求，具有安裝簡單快捷、無需開挖、連續掘進、錨泊性能佳的特點，是未來系泊基礎研究的熱門方向。

螺旋錨安裝較為簡單快捷，只需通過安裝船將螺旋錨吊裝至指定位置，釋放錨體，通過安裝孔施加扭矩，借助螺旋葉片螺旋貫入至指定位置；但是螺旋錨服役時，承載主要發揮依賴于錨體自重和土體對錨身及螺旋葉片的摩擦阻力，承載能力只能得到有限的發揮，為提高錨體的受力面積和增加承載力，提出端部可張開的注漿螺旋錨。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種端部可張開的注漿螺旋錨及其安裝方法。該種錨型繼承了螺旋錨安裝方便快捷，無需開挖的優勢，而通過較為簡單的結構設計使螺旋錨端部張開，增大了錨體的受力面積，進而提高了錨體的承載力，利用MICP技術，噴射注漿，使張開部分與海床土膠結，提高錨體的承載力。

本發明采取以下技術方案：

一種端部可張開的注漿螺旋錨，包括錨身、螺旋大葉片、錨頭、螺旋小葉片、導桿、錨尾蓋板；錨身為變截面，錨身上部均布有若干螺旋大葉片，下部截面變小，環繞錨身下部均布有若干葉片，各葉片上端與錨身的變截面處通過鉸連接，所有葉片收緊時均剛好與錨身下部緊貼，使錨身下部整體直徑與上部直徑一致，鉸處安裝扭簧，扭簧可控制葉片的最大張開角度；葉片內設置注漿支管；錨頭是錐體結構，設置于錨身下端，錨頭上布一個螺旋小葉片；錨尾蓋板設置于錨身上端，導桿豎直地設置于錨身內部空間，上端穿出錨尾蓋板且在導桿穿出端上設有阻擋圓環，阻擋圓環用于限制導桿向下運動，阻擋圓環上設置注漿孔與導桿內部設有的注漿管連接，注漿管與葉片中的注漿支管連通；各葉片上設有預留孔，在導桿末端設置有卡扣，錨身上設有對應開孔，卡扣穿過錨身開孔并通過預留孔將葉片約束在錨身上；導桿上部布置有阻擋塊，用于使葉片張開至最大時限制導桿繼續向上運動，在導桿頂端開有系纜孔用于連接系泊鋼纜，在錨尾蓋板上設有吊耳用于連接安裝鋼纜；錨身的上端設置有安裝孔用于安裝時扭矩的施加。

上述技術方案中，進一步的，所述的葉片的注漿支管呈葉脈狀。

進一步的，所述的葉片厚度控制在錨身上部半徑的三分之一。

進一步的，所述的扭簧的最大角度控制在70°到80°之間。

如上所述的端部可張開的注漿螺旋錨的安裝方法如下：

在現場施工時，利用安裝船用安裝鋼纜將螺旋錨調至指定安裝位置，保證錨體的垂直度，釋放錨體，在安裝孔處施加扭矩使螺旋錨通過大螺旋葉片和小螺旋葉片的作用下螺旋貫入海床至指定深度，張拉系泊鋼纜，使導桿沿中心軸向上運動，此時卡扣通過預留孔解除對葉片的約束，使葉片在扭簧的彈力作用下張開，張開至扭簧的最大張開角度后，通過注漿孔進行噴射注漿，漿液與海床土膠結，此時安裝完成。