[发明专利]近海海锚

说明书

技术领域

本发明涉及海锚，并且尤其涉及用于在飓风中由近海行业使用的拖动埋设式和直接埋设式海锚。拖动埋设式海锚被初始地水平拉动以实现穿透进入海底表面。直接埋设式海锚通过通常已知为从动件的长形的重型工具推动进入海底表面，或者通过从海底表面上方的距离自由落下所产生的动量引起的撞击被强迫进入海底表面。

背景技术

通常，近海钻探或生产平台通过多个锚索和锚保持就位，这些锚索和锚通常沿着以平台为中心的圆的圆周等距离地间隔开。飓风会将较大的力施加到该平台。如果锚已被选择成提供超过锚索的断裂载荷的保持能力，则这些力可能足够大，以至于使平台的上风舷处的锚索断开。如果在平台的上风舷上的一个或更多个锚索断开，则邻近的锚索会开始过载并且也可能断开。平台则可能脱离站台，随着张力在锚索中增大，在站台上的下风舷的锚将会遭受在载荷的方位角方向上的改变。这些锚将在增加的载荷作用下沿拉动方向以方位角转动进入海底泥土中并且被深埋直到剩余的锚索断开以使平台能够漂移为止。然而，如果平台沿直接通过下风舷锚的路径被驱动，则最后完好的锚索将使锚在竖直平面内以相反的方式向后转动，由此增加的载荷将使锚的埋设深度减小、使锚断裂并使锚在海底表面上被拖动。当平台在风暴中漂移时，拖动的锚将对于任何附近的管道造成严重的危害。当半浸入水中的漂移平台使锚索断开并且将锚拖动到附近的管道上时，在2005年8月发生的HurricaneKatrina(卡特里娜飓风)期间这种危害变成了高代价的事实。

发明内容

本发明的第一目的是通过提供改进的海锚来避免上述危险，在已被深埋到海底表面下方并在一个方位角方向上加载时，该改进的海锚能够转动并深埋，以在向后拖动锚索并在相反的方位角方向上加载时提供逐渐增大的能力。下文中，当将锚的锚爪的支承表面(支承表面在锚承受其中的载荷时支承在泥土上)的区域中心埋设在海底表面下方超过支承表面的面积的平方根的二倍时，锚被认为深埋到海底表面下方的泥土中，其中，当锚在泥土中承受载荷时支承表面支承在泥土上。

本发明的第二目的是提供一种改进的海锚，其具有在此处描述的锚爪重心处测量的至少两个操作的锚爪重心角，每个锚爪重心角都能够使锚沿轨迹埋设在海底泥土中。

根据本发明的第一实施方式，一种海锚，所述海锚用于埋设在海底表面下方的泥土中，包括：锚爪构件，所述锚爪构件具有支承表面，在所述锚在所述泥土中承受载荷时所述支承表面支承在所述泥土上；锚杆构件；至少两个载荷施加点，所述至少两个载荷施加点用于附接连接构件，连接构件用于将所述锚连接到锚索；以及通道，所述通道用于使所述连接构件能够在所述载荷施加点之间转换，使得所述载荷施加点位于包含所述支承表面的重心并与所述锚的基准直线形成倾斜角的直线上，所述基准直线包括所述重心并且限定所述锚的向前方向和向后方向，在向前方向上，所述支承表面具有最小的突出区域，并且所述基准直线位于所述锚的对称平面中，使得所述通道相对于所述基准直线成角度地固定，其中，所述倾斜角是关于第一载荷施加点的向前张开的锐角和关于第二载荷施加点的向后张开的锐角，由此，在载荷施加点处通过所述锚索经由所述连接构件施加到所述锚的载荷使所述锚沿关于所述第一载荷施加点的向前方向和关于所述第二载荷施加点的向后方向深埋在所述海底表面下方。

优选地，所述向前张开的锐角具有在68°至82°范围内，更优选是75°的值，并且所述向后张开的锐角具有在68°至82°范围内，更优选是75°的值。

优选地，所述通道适于接受所述连接构件，使得所述连接构件能够通过在所述通道中运动从第一载荷施加点转换到第二载荷施加点，并且能够通过在所述通道中运动从第二载荷施加点转换到第一载荷施加点。

优选地，所述通道包括槽，所述槽包括所述第一载荷施加点和所述第二载荷施加点，其中，所述第一载荷施加点和所述第二载荷施加点中的每个载荷施加点靠近所述槽的端部定位。

优选地，所述第一载荷施加点和所述第二载荷施加点与所述重心间隔开的距离均在所述支承表面的平面面积的平方根的0.12倍至0.4倍的范围内。

优选地，所述锚杆构件包括平坦构件。

优选地，所述第一载荷施加点与所述第二载荷施加点间隔开的距离在所述支承表面的平面面积的平方根的0.03倍至0.3倍的范围内。

优选地，所述锚杆构件刚性地附接到所述锚爪构件。

优选地，所述锚杆构件附接到所述锚爪构件以致于能够绕平行于所述基准直线的轴线转动。