[实用新型]一种新型轻质动力安装锚

说明书

本实用新型属于海洋工程技术领域，涉及一种新型轻质动力安装锚。主要由翼板、锚柄和连接杆组成；翼板由两块三角形平板对称拼接组成，连接杆安装在翼板的尾部；锚柄是由两块梯形平板组成的倒V型结构，对称固定在翼板上。推进器可通过剪切销固定在新型轻质动力锚的尾部，新型轻质动力安装锚、推进器和剪切销组合安装成为组合锚；将组合锚释放至海水中，松开安装锚链，使组合锚贯入土中；张紧安装锚链，剪切销被剪断，推进器被拔出，而新型轻质动力安装锚留在土中；张紧工作锚链，以调整新型轻质动力安装锚的角度；推进器取出后用于下一个新型轻质动力安装锚的安装。本实用新型具有重量轻、承载效率高、提高锚在土中的沉贯深度、降低成本的优点。

技术领域

本实用新型属于海洋工程技术领域，涉及一种新型轻质动力安装锚。

背景技术

随着社会经济的高速发展和陆地浅海油气资源的逐渐耗竭，人们逐渐将油气资源开发转向深海。在水深超过300–500m的深海环境中，油气勘探、采集及储存设备主要通过锚链系统与作用在海床表面或是嵌入海床中的锚固基础相连。因此，锚固基础是锚泊式系统的根，是上部结构安全运行的前提保障。适用于深海锚泊式系统的锚固基础主要包括吸力式沉箱、拖曳锚、吸力式安装板锚和动力安装锚。吸力式沉箱在安装时需要从沉箱顶部的阀门向外抽水，使沉箱内部形成负压，从而将沉箱压入海床中所需深度。拖曳锚在安装时需要借助拖船，将锚从海床表面拖至海床中一定深度。吸力式安装板锚安装时需要借助吸力式沉箱，安装结束后将沉箱拔出，再张紧锚链使锚转至工作状态需要的角度。动力安装锚在安装时不需要借助外力，依靠锚在水中自由下落获得的动能和自身重力势能贯入土中一定深度，并依靠周围土体的锚固力提供抗拔承载力。因此，相比前三种锚固基础，动力安装锚具有安装时间短、安装费用低的优点，因此在海洋工程中发展前景广阔。

目前应用在实际工程中的动力锚主要为鱼雷锚(美国专利，专利号6106199)和多向受荷锚(美国专利，专利号7059263,B1)。鱼雷锚由一个前端为半椭球形或锥形的圆柱形中轴和几片尾翼组成，中轴用于提供锚的重量，使锚能在不借助于外力的情况下贯入土中，尾翼用于提高锚在水中下落时的定向稳定性。然而，由于锚眼位置位于锚中轴的最上端，当受上拔荷载时锚的抗拔承载力主要由锚-土接触面上的摩擦力提供，因此锚的承载效率较低。多项受荷锚由三块互成120°的平板组成，锚的表面积较大，增加了锚和周围土体的接触面积，且其锚眼位置靠近锚的前端，所以锚在受上拔荷载时会发生旋转，从而增加锚在垂直于上拔荷载方向的投影面积以增加抗拔承载力。然而，多项受荷锚的重量轻，表面积大，导致锚在土中的沉贯深度有限。海床软黏土一般为正常固结土或轻微超固结土，土强度随深度线性增加，所以锚的安装深度越小，对应的抗拔承载力越小。

本实用新型吸收了动力锚的优点，提出了一种新型轻质动力安装锚(light-weight deep penetrating plate anchor,L-DPPA)。锚主要由翼板、锚柄和锚眼组成。翼板由两块三角形平板组成，增加了锚-土接触面积，从而提高承载力。为了增加锚在海床中的沉贯深度，锚在安装时需要借助于推进器。推进器主要由圆柱形中轴、尾翼和锚眼组成，可连接在锚的尾部用于提高锚的贯入速度和沉贯深度，在安装结束后可将推进器回收用于下一个锚的安装。通过调整锚的尺寸和推进器的重量，可以使锚适用于各种强度及各种土质(包括黏土和砂土)的海床中。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提出一种新型轻质动力安装锚，包括一种新型轻质动力安装锚(L-DPPA)以及借助于推进器进行锚的安装的动力安装方法。

本实用新型的技术方案：