[发明专利]一种海洋工程中的组装式圆桶状锚泊基础

说明书

本发明公开了一种海洋工程中的组装式圆桶状锚泊基础，包括多段圆桶；圆桶外壁的上部与下部交替的设置有旋转轴与套孔，各段圆桶根据位置关系基于旋转轴插入套孔中可实现相互的首尾串联与铰接，最上部圆桶的外壁上设置有系泊孔；施工时，调整各首尾铰接的圆桶的姿态使其组成圆柱体形状，把锚链系泊在系泊孔上，再把桶形基础与最上部圆桶固定相连，依靠桶形基础把锚泊基础贯入至海床设计深度，然后移除桶形基础，再通过对锚链施加拉力达到设计值。所提锚泊基础在锚链拉力作用下的各段圆桶将发生自由旋转，各段圆桶的姿态不尽相同，能最大可能的增加与海床土体的摩擦力，从而提高了锚泊基础总体抗拔承载力。

技术领域

本发明涉及深海浮式平台或深水网箱的锚泊技术领域，具体是一种海洋工程中的组装式圆桶状锚泊基础。

背景技术

针对海床的特殊地质条件，自1990年以来出现了一种海洋平台特殊基础形式——桶形基础(也称吸力桩，suction pile)，其多为底端开口、顶端封闭的倒扣大直径钢制圆桶。安装时，首先在预定海域依靠桶体自重使其部分插入土中以形成密闭空间，然后抽出桶内和土体之间的气体或液体，从而使桶体内外形成压力差，逐步压入至海床内预定深度完成安装。

后来，工程人员基于桶形基础在海上贯入海床较为方便的特征，把桶形基础发展至作为海洋锚泊基础的一种施工工具。有的国家已有实力较强的海洋工程施工企业(如荷兰的SPT Offshore公司)，能利用桶形基础开展各类海洋工程施工的能力，自动化、智能化程度非常高。我国虽然是个海洋大国，拥有面积较大的海域，但在利用桶形基础开展海洋工程的施工方面与国外还具有一定的差距。

目前，能利用桶形基础进行施工的锚泊基础主要包括：埋入式吸力锚(embeddedsuction anchor)与吸力贯入式平板锚(Suction embedded plate anchor)。

埋入式吸力锚的抗拔承载力主要由圆桶四周与土体的摩擦及部分海床土体的自重产生，具体与系泊点位置、海床土体类型、沉贯深度等有关。一般地，埋入式吸力锚的表面积有限，故其与土体的摩擦力也有限；另一方面，埋入式吸力锚沿锚链垂直方向的投影面积也非常有限，故其沿锚链方向能兜住的海床土体的面积较小，海床土体的自重对锚泊力的贡献也较小。若通过增大埋入式吸力锚的长度与直径来提高其抗拔承载力，则大大增加施工难度，也是不可取的。

吸力贯入式平板锚的平面形状为矩形，安装时竖直固定在桶形基础中，桶形基础在自重和抽水造成的负压作用下贯入至预定深度。桶形基础与平板锚分离后被拔出，留在黏土海床中的平板锚在锚链牵引下旋转，直至板面与锚链接近垂直或者施加的拉力达到设计值。在张拉锚链使锚板旋转的过程中，锚板会向上运动而产生埋深损失。锚板中心在旋转前后的高度差被定义为最终丢失埋深。在强度通常随深度成正比例增加的海床条件下，旋转调节过程中的埋深损失会带来承载力的下降，这一减小量可高达20%。可见，平板锚也具有一定的局限性。

可见，还需对基于桶形基础的吸力贯入式锚泊基础的构型进行创新性设计，使其具有较大的抗拔承载力，且施工较为方便。

发明内容 本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种海洋工程中的组装式圆桶状锚泊基础，其利用桶形基础贯入海床，在海床中展开后呈首尾连接的组装式锚泊基础，各段基础的姿态不尽相同，能最大可能的增加与海床土体的摩擦力，从而提高了锚泊基础总体的抗拔承载力。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：