一种高承载力吸力锚的制作方法

1.本实用新型涉及吸力锚领域，更具体地说，涉及一种高承载力吸力锚。


背景技术：

2.目前国内深水表层建井主要为喷射下导管建井。该技术作业方式单一，对地质要求高，承载力小，作业安全系数低，需表层套管提供额外的支撑力；浅层地质灾害应对能力差，作业控制要求高。而天然气水合物试采井口的纵向稳定性具有较大的风险，容易出现下沉的风险。其原因在于水合物富集层埋深较浅，通常100-140m。而常规深水油气井的富集层埋深可达到500-600m。由于天然气水合物储层埋深较浅，上覆地层沉积过程复杂，严重影响到井身结构的下深设计，导管及套管下入深度不足可能难以承担水下井口与防喷器的重量，进而导致井口下沉的风险，这对水合物试采作业井口稳定性和导管承载能力提出了更高的要求，因此本实用新型提供新型表层建井装置及其表层建井方式，对我国深水天然气水合物开采发展进程具有重要意义。
3.吸力锚作为海上浮动式平台的基础之一，一般为上端封闭、下端开口的圆筒形结构，顶板留有排水孔连接抽水设备，并通过锚链与浮动式平台连接，形成锚泊系统。吸力锚沉贯过程中，首先利用自重沉入海床一定深度，形成筒内封闭环境，随后利用抽水设备抽出筒内海水，在筒内外压差作用下继续下沉，直至贯入设定深度为止。
4.具有造价低、设计简单、安装工艺先进、适用范围广、可重复使用等优势，然而在吸力锚安装过程中，筒内与海床接触侧较为光滑，摩擦力小，严重影响吸力锚的稳固性，且其吊装结构易发生形变，严重影响使用寿命，为此我们提出一种高承载力吸力锚来解决以上问题。


技术实现要素：

5.1.要解决的技术问题
6.针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种高承载力吸力锚，可以在吸力锚下潜过过程中，透气孔的电磁阀门开启，使筒体内部气体快速排出，能有效提升筒体的下潜速度和稳定性，当筒体完全沉入海水内并与海床接触时，透气孔的电磁阀门闭合，此时压力泵连接压力管接口连接并工作，为筒体内产生负压，进而利用筒体内外的压力差，将筒体完全压入海底，在此过程中，顶盖利用用筒体内的负压和外界的海水压强相对于筒体下移，此时环形插接板相对于环形插接槽下移，利用环形活塞将环形插接槽内的空气挤压，并将气压通过连通管导入螺旋囊体内，此时螺旋囊体受气压影响膨胀，在筒体的内壁形成螺旋状凸条，进而有效增加了筒体与海床间的接触摩擦力，有效提升了筒体锚定力，提升了工作的稳定性和安全性，当需要拔出筒体时，压力泵连接压力管接口连接并工作，为筒体内产生正压，正压顶升顶盖相对于筒体上移，此时环形插接槽产生回吸作用，将螺旋囊体内气体回抽，进而使筒体内壁的螺旋状凸条消失，减小了筒体与海床间的接触摩擦力，此时压力泵继续正压工作，顶升顶盖上移，当上托环上移与限位内沿抵触时，即可带动筒体整
体上移，达到快速拔锚的目的，本实用新型结构简单，锚固稳定，不易松动，拔锚快速，吊装结构强度大，使用安全，具有市场前景，适合推广应用。
7.2.技术方案
8.为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。
9.一种高承载力吸力锚，包括筒体，所述筒体为圆形筒体结构，所述筒体的顶部设有顶盖，所述顶盖的中部固定有贯穿的工作导管，所述顶盖的底部圆周侧固定有环形插接板，所述筒体的顶部设有与环形插接板相匹配的环形插接槽，所述环形插接板的底部设有与环形插接槽相匹配的环形活塞，所述环形活塞与环形插接槽的两侧内壁相抵触并将环形插接槽的底部密闭形成封闭空间，所述环形插接板与工作导管间固定有若干第一加强筋板，若干所述第一加强筋板呈等角度均分设置，所述第一加强筋板上设有若干贯穿的减重孔，所述工作导管外壁固定有上托环且所述上托环设置在第一加强筋板的底部，所述筒体的内壁设有与上托环相对应的限位内沿，所述筒体的内壁等角度均分设有若干螺旋凹槽，所述螺旋凹槽内固定有与其相匹配的螺旋囊体，所述筒体的外壁固定有与螺旋囊体一一相对应的连通管，所述螺旋囊体均通过连通管与螺旋凹槽的底部连通设置。
10.本方案在吸力锚下潜过过程中，透气孔的电磁阀门开启，使筒体内部气体快速排出，能有效提升筒体的下潜速度和稳定性，当筒体完全沉入海水内并与海床接触时，透气孔的电磁阀门闭合，此时压力泵连接压力管接口连接并工作，为筒体内产生负压，进而利用筒体内外的压力差，将筒体完全压入海底，在此过程中，顶盖利用用筒体内的负压和外界的海水压强相对于筒体下移，此时环形插接板相对于环形插接槽下移，利用环形活塞将环形插接槽内的空气挤压，并将气压通过连通管导入螺旋囊体内，此时螺旋囊体受气压影响膨胀，在筒体的内壁形成螺旋状凸条，进而有效增加了筒体与海床间的接触摩擦力，有效提升了筒体锚定力，提升了工作的稳定性和安全性。
11.当需要拔出筒体时，压力泵连接压力管接口连接并工作，为筒体内产生正压，正压顶升顶盖相对于筒体上移，此时环形插接槽产生回吸作用，将螺旋囊体内气体回抽，进而使筒体内壁的螺旋状凸条消失，减小了筒体与海床间的接触摩擦力，此时压力泵继续正压工作，顶升顶盖上移，当上托环上移与限位内沿抵触时，即可带动筒体整体上移，达到快速拔锚的目的。
12.进一步的，所述顶盖的顶部设有若干吊耳，若干所述吊耳呈等角度均分排布，所述吊耳与第一加强筋板位于同一垂直面。
13.进一步的，所述上托环通过若干等角度均分排布的第二加强筋板与工作导管相固定，所述第二加强筋板与第一加强筋板在数量上一一相对应，相对应第二加强筋板与第一加强筋板在剖面上呈c字型结构。
14.进一步的，所述环形插接槽的槽口小于其内壁宽度，所述环形插接板的剖面呈t型结构，所述环形活塞为耐磨橡胶结构。
15.进一步的，所述环形插接板在环形插接槽内的最大上移量大于上托环与限位内沿的最大间距，所述上托环的外径大于限位内沿的内径。
16.进一步的，所述顶盖顶部固定有透气孔，所述透气孔内置电磁阀门，所述顶盖顶部还设有与压力泵输出端相连接的压力管接口。
17.进一步的，所述螺旋囊体在收缩状态下与筒体内壁平面平齐，所述螺旋囊体膨胀
后表面积凸出筒体平面，所述螺旋囊体为耐高压橡胶结构。
18.本实用新型结构简单，锚固稳定，不易松动，拔锚快速，吊装结构强度大，使用安全，具有市场前景，适合推广应用。
19.3.有益效果
20.相比于现有技术，本实用新型的优点在于：
21.(1)本方案在吸力锚下潜过过程中，透气孔的电磁阀门开启，使筒体内部气体快速排出，能有效提升筒体的下潜速度和稳定性，当筒体完全沉入海水内并与海床接触时，透气孔的电磁阀门闭合，此时压力泵连接压力管接口连接并工作，为筒体内产生负压，进而利用筒体内外的压力差，将筒体完全压入海底，在此过程中，顶盖利用用筒体内的负压和外界的海水压强相对于筒体下移，此时环形插接板相对于环形插接槽下移，利用环形活塞将环形插接槽内的空气挤压，并将气压通过连通管导入螺旋囊体内，此时螺旋囊体受气压影响膨胀，在筒体的内壁形成螺旋状凸条，进而有效增加了筒体与海床间的接触摩擦力，有效提升了筒体锚定力，提升了工作的稳定性和安全性。
22.(2)当需要拔出筒体时，压力泵连接压力管接口连接并工作，为筒体内产生正压，正压顶升顶盖相对于筒体上移，此时环形插接槽产生回吸作用，将螺旋囊体内气体回抽，进而使筒体内壁的螺旋状凸条消失，减小了筒体与海床间的接触摩擦力，此时压力泵继续正压工作，顶升顶盖上移，当上托环上移与限位内沿抵触时，即可带动筒体整体上移，达到快速拔锚的目的。
23.(3)本实用新型结构简单，锚固稳定，不易松动，拔锚快速，吊装结构强度大，使用安全，具有市场前景，适合推广应用。
附图说明
24.图1为本实用新型的顶部结构示意图；
25.图2为本实用新型的底部结构示意图；
26.图3为本实用新型中提出的顶盖及其组件的结构示意图；
27.图4为本实用新型中提出的筒体及其组件的结构示意图；
28.图5为本实用新型的剖面结构示意图；
29.图6为图5中a部的放大结构示意图；
30.图7为本实用新型的下潜至海床时螺旋囊体的状态示意图；
31.图8为本实用新型的上升远离海床时螺旋囊体的状态示意图。
32.图中标号说明：
33.筒体1、螺旋凹槽11、环形插接槽12、顶盖2、吊耳21、工作导管22、透气孔23、上托环24、第一加强筋板25、环形插接板26、连通管3、螺旋囊体4、限位内沿5。
具体实施方式
34.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；显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
35.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
36.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
37.实施例1：
38.请参阅图1-8，一种高承载力吸力锚，包括筒体1，筒体1为圆形筒体结构，筒体1的顶部设有顶盖2，顶盖2的中部固定有贯穿的工作导管22，顶盖2的底部圆周侧固定有环形插接板26，筒体1的顶部设有与环形插接板26 相匹配的环形插接槽12，环形插接板26的底部设有与环形插接槽12相匹配的环形活塞，环形活塞与环形插接槽12的两侧内壁相抵触并将环形插接槽12 的底部密闭形成封闭空间，环形插接板26与工作导管22间固定有若干第一加强筋板25，若干第一加强筋板25呈等角度均分设置，第一加强筋板25上设有若干贯穿的减重孔，工作导管22外壁固定有上托环24且上托环24设置在第一加强筋板25的底部，筒体1的内壁设有与上托环24相对应的限位内沿5，筒体1的内壁等角度均分设有若干螺旋凹槽11，螺旋凹槽11内固定有与其相匹配的螺旋囊体4，筒体1的外壁固定有与螺旋囊体4一一相对应的连通管3，螺旋囊体4均通过连通管3与螺旋凹槽11的底部连通设置。
39.具体的，在图1中，顶盖2的顶部设有若干吊耳21，若干吊耳21呈等角度均分排布，吊耳21与第一加强筋板25位于同一垂直面。
40.在图5中，上托环24通过若干等角度均分排布的第二加强筋板与工作导管22相固定，第二加强筋板与第一加强筋板25在数量上一一相对应，相对应第二加强筋板与第一加强筋板25在剖面上呈c字型结构。
41.环形插接槽12的槽口小于其内壁宽度，环形插接板26的剖面呈t型结构，环形活塞为耐磨橡胶结构，环形插接板26在环形插接槽12内的最大上移量大于上托环24与限位内沿5的最大间距，上托环24的外径大于限位内沿5的内径。
42.具体的，在图1和图7、8中，顶盖2顶部固定有透气孔23，透气孔23 内置电磁阀门，顶盖2顶部还设有与压力泵输出端相连接的压力管接口，螺旋囊体4在收缩状态下与筒体1内壁平面平齐，螺旋囊体4膨胀后表面积凸出筒体1平面，螺旋囊体4为耐高压橡胶结构。
43.在吸力锚下潜过过程中，透气孔23的电磁阀门开启，使筒体1内部气体快速排出，能有效提升筒体1的下潜速度和稳定性，当筒体1完全沉入海水内并与海床接触时，透气孔23的电磁阀门闭合，此时压力泵连接压力管接口连接并工作，为筒体1内产生负压，进而利用筒体1内外的压力差，将筒体1 完全压入海底，在此过程中，顶盖2利用用筒体1内的负压和外界的海水压强相对于筒体1下移，此时环形插接板26相对于环形插接槽12下移，利用环形活塞将环形插接槽12内的空气挤压，并将气压通过连通管3导入螺旋囊体4内，此时螺旋囊体4受气压影响膨胀，在筒体1的内壁形成螺旋状凸条，进而有效增加了筒体1与海床间的
接触摩擦力，有效提升了筒体1锚定力，提升了工作的稳定性和安全性；
44.当需要拔出筒体1时，压力泵连接压力管接口连接并工作，为筒体1内产生正压，正压顶升顶盖2相对于筒体1上移，此时环形插接槽12产生回吸作用，将螺旋囊体4内气体回抽，进而使筒体1内壁的螺旋状凸条消失，减小了筒体1与海床间的接触摩擦力，此时压力泵继续正压工作，顶升顶盖2 上移，当上托环24上移与限位内沿5抵触时，即可带动筒体1整体上移，达到快速拔锚的目的。
45.本实用新型结构简单，锚固稳定，不易松动，拔锚快速，吊装结构强度大，使用安全，具有市场前景，适合推广应用。
46.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式；但本实用新型的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。