重力贯入式深水锚的制作方法

1.本发明涉及深部水下永久性锚泊领域，尤其涉及一种重力贯入式深水锚。


背景技术：

2.由于资源的紧缺，越来越多海洋平台转向深海，然而在深海使用固定式海洋平台却极其困难，所以采用浮式结构平台。这些浮式结构在服役期间，需要通过锚泊装置将其固定在某个位置。目前较为成熟的深水区锚泊装置包括：桶式吸力锚，法向承力锚、吸力贯入式板锚、鱼雷锚。
3.其中鱼雷锚依靠其安装快捷、成本低、无需额外能源等优点受到了较多的青睐。鱼雷锚原理是：在海床上方的预定高度处将其释放，依赖其自身重量和自由下落期间获得的动能贯入到海床沉淀物中。鱼雷锚施工相对简单，是一个快速且无额外能源消耗的过程，但承载比却非常低。鱼雷锚的受力截面小，在受到极端荷载时容易被拔出，可能引发严重的经济损失甚至是人员伤亡，难以满足大型海上浮式结构长期锚泊的需求。为了增加其锚固能力，通常采用加大锚体重量的方式，但这就导致了材料成本大幅提高，并且需要大型驳船进行运载和吊装，与鱼雷锚原本的自身优点相矛盾。


技术实现要素：

4.本发明的目的是针对以上不足之处，提供了一种重力贯入式深水锚, 解决现有鱼雷锚承载比低的难题。
5.本发明解决技术问题所采用的方案是，一种重力贯入式深水锚，包括锚体、安装在锚体上的锚固件；
6.所述锚固件包括托盘、托板、撑杆、连接构件；
7.所述锚固件上开设有供托盘沿轴向移动的托盘通道，供锚缆安装的锚体通道、供撑杆放置的凹槽，锚缆下端穿过锚体通道并与托盘相连接；
8.所述托盘套装在锚体下部并经托盘通道与之滑动配合，托板、凹槽均与托盘上侧圆周均布若干个，托板下端与托盘铰接，托板可绕托盘环向以一定角度旋转，托板与撑杆一一对应设置，撑杆的上下端分别与锚体、托板铰接；
9.所述连接构件设置在锚体上，用于将锚体和吊装缆相连；
10.在初始状态下，撑杆容置在锚体的凹槽之内，托板包围在锚体外周。
11.进一步的，托盘上设置有用于与锚缆相连的孔眼。
12.进一步的，所述撑杆的上下端分别与锚体上的卡扣a和托板上的卡扣b铰接；卡扣a位于凹槽上端，用于限制撑杆除绕卡扣a旋转之外的位移，卡扣b位于托板内侧，用于限制撑杆除绕卡扣b旋转之外的位移。
13.进一步的，相邻的托板之间设置有间隙，间隙内设置有土工膜，相邻的托板经土工膜相连接，在初始状态下，土工膜呈折叠状态；土工膜随着托板的展开能相应的张开，嵌入土体。
土工膜、21-开口、22-注浆固结块。
具体实施方式
35.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
36.如图1-12所示：
37.实施例一：
38.一种重力贯入式深水锚，包括锚体1、安装在锚体上的锚固件；
39.所述锚固件包括托盘11、托板8、撑杆14、连接构件；
40.所述锚固件上开设有供托盘沿轴向移动的托盘通道16，供锚缆2安装的锚体通道18、供撑杆放置沿轴向设置的凹槽15，锚缆下端穿过锚体通道并与托盘相连接；
41.所述托盘套装在锚体下部并经托盘通道与之滑动配合，托板、凹槽均与托盘上侧圆周均布若干个，托板下端与托盘铰接，托板可绕托盘环向以一定角度旋转，托板与撑杆一一对应设置，撑杆的上下端分别与锚体、托板铰接；
42.所述连接构件设置在锚体上，用于将锚体和吊装缆4相连；
43.在初始状态下，撑杆容置在锚体的凹槽之内，托板包围在锚体外周；
44.锚固件冲入海床后，锚缆逐步回拉，带动托盘在沿托盘通道移动，托盘通道带动托板移动，托板因撑杆和撑杆两端铰接处的约束逐步向外展开并上升；当托盘走完托盘通道时，锚缆回拉结束，托板完全展开锚体安装完成。
45.在本实施例中，在本实施例中，托盘上设置有用于与锚缆相连的孔眼19，托盘的一种实施结构中，托盘包括环体及安装在环体内中部的导向滑块体，孔眼安装在导向滑块体上，导向滑块体设置在托盘通道内，环体套设在锚体外，环体上的铰接托板。
46.在本实施例中，所述撑杆的上下端分别与锚体上的卡扣a13和托板上的卡扣b17铰接；卡扣a位于凹槽上端，用于限制撑杆除绕卡扣a旋转之外的位移，卡扣b位于托板内侧，用于限制撑杆除绕卡扣b旋转之外的位移。
47.在本实施例中，所述的连接构件设置在锚体通道、锚体顶部或锚体上其他合理的部位，只需使锚体垂吊于预设的位置即可。
48.在本实施例中，所述锚体下端设置有锚头12，锚头呈圆锥形或椭球形，用于挤推土体，加大锚体的贯入深度。
49.在本实施例中，所述锚体及锚体内填充金属铅，在增加锚体质量的同时也确保了锚体水动力中心位于重力中心之上，质量的增加提高了贯入深度，水动力中心位于重力中心之上则保证了锚体下落时的稳定性。
50.在本实施例中，所述托板上端为尖端，利于锚缆在回拉过程中托板嵌入土体。
51.施工步骤如下：
52.步骤一：将锚体与锚缆的一端相连，锚缆的另一端与驳船或者需要固定的海上浮式结构5相连；
53.步骤二：通过设置于驳船或海上浮式结构上的吊装系统7将锚体置于计划安装锚泊装置的海床上侧释放锚体，锚体连同锚缆的一端一同高速贯入海床；
54.步骤三：锚体贯入海床过程结束后，回拉锚缆，从而带动与锚缆相连的托盘沿锚体
的托盘通道向上移动；托板在撑杆的作用下边向上移动边向外侧展开；托盘向上回拉至设计高度，托板完全展开，嵌入土体，重力贯入式深水锚安装完成。
55.实施例二：
56.为进一步加固锚体，在实施例一的基础上，相邻的托板之间设置有间隙10，间隙内设置有土工膜20，相邻的托板经土工膜相连接，在初始状态下，土工膜呈折叠状态；土工膜随着托板的展开能相应的张开，嵌入土体。
57.在本实施例中，所述间隙内于土工膜外侧设置有柔性钢丝，相邻的托板经柔性钢丝相连接，在初始状态下，柔性钢丝呈折叠状态；柔性钢丝随着托板的展开能相应的张开，对展开状态的土工膜进行承力加固。
58.在本实施例中，可在锚体上于托盘通道上方开设有连通锚体通道的开口21，锚体通道上端连接注浆管；锚缆回拉过程结束后，托盘上移使托板、土工膜完全展开，通过注浆管对锚体输送浆液，浆液从锚体开口涌出，于托板、土工膜与锚体之间形成注浆固结块体，当步骤三施工结束后，重力贯入式深水锚安装完，通过注浆管对锚体输送浆液，浆液从锚体开口涌出，于托板、土工膜与锚体之间形成注浆固结块体22，浆液固化后与托板、土工膜和圆柱状锚主体紧密贴合，共同形成深水锚体，对锚固的锚体进行加固。
59.本专利如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构( 例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
60.在本专利的描述中，需要理解的是，术语
“ꢀ
纵向”、
“ꢀ
横向”、
“ꢀ
上”、
“ꢀ
下”、
“ꢀ
前”、
“ꢀ
后”、
“ꢀ
左”、
“ꢀ
右”、
“ꢀ
竖直”、
“ꢀ
水平”、
“ꢀ
顶”、
“ꢀ
底”、
“ꢀ
内”、
“ꢀ
外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。
61.上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。