[发明专利]一种高度可调节的海洋锚泊基础施工装置

说明书

本发明公开了一种高度可调节的海洋锚泊基础施工装置，包括桶形基础与外部活动架，桶形基础外壁靠近底部设置有多个套筒；外部活动架包括上部连接环、下部连接环及连接在二者之间且与套筒相配合的轴杆；桶形基础套装在外部活动架内，每个套筒套装在对应轴杆上，桶形基础在受力时在上部连接环、下部连接环之间的轴杆上运动；上部连接环在相邻轴杆之间悬吊有吊钩；上部连接环在相邻轴杆之间、吊钩的两侧还设有竖向杆，吊钩两侧分别通过拉簧与相邻竖向杆下端相连，吊钩紧密接触桶形基础外壁。本发明在桶形基础外侧设置外部活动架，施工时通过操作可基于外部活动架把锚泊基础进一步贯入至更深的海床土体中，其与传统桶形基础相比具有更深的施工能力。

技术领域

本发明涉及深水网箱或海上浮式平台的锚泊基础技术领域，具体是一种高度可调节的海洋锚泊基础施工装置。

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)。中国专利申请公告号CN108674585A、CN108423122A、CN108423123A、CN108360554A、CN108357633A、CN108316338A中还提出了多种可基于桶形基础施工的新型锚泊基础类型。

桶形基础利用桶内外压力差贯入海床，当桶形基础的桶内顶部与海床土体接触时，海床土体会阻止桶形基础的进一步下沉，故桶形基础的贯入深度最大值即为桶形基础的高度。特别地，当土塞现象严重时，桶形基础还未完全贯入海床，桶内已被土塞土体顶住而无法进一步下沉，此时桶形基础的贯入深度小于桶形基础的高度。可见，利用桶形基础作为一种海上施工工具时，其存在一个局限性：桶形基础的最大贯入深度小于或等于其高度。若要提高桶形基础的贯入深度，则需增大桶形基础的高度。但桶形基础的高度越大，造价越高，表面积越大贯入阻力也越大，显然是不可取的。

本技术关注的问题为：设计一种新型施工工具，施工时不通过增大桶形基础的总高度就能提高贯入海床的深度，施工能力更强。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种高度可调节的海洋锚泊基础施工装置，在桶形基础外围设置一个外部活动架，当桶形基础贯入海床后，通过对桶形基础的有限上浮，实现外部活动架与桶形基础之间的相对拉伸，外部活动架与桶形基础相互卡住后，再次对桶形基础进行下沉贯入作业，外部活动架能把锚泊基础进一步贯入至更大深度的海床土体中，大大提高了桶形基础的总体贯入深度。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

高度可调节的海洋锚泊基础施工装置，其特征在于：包括桶形基础与外部活动架，所述桶形基础外壁靠近底部设置有多个套筒；所述外部活动架包括上部连接环、下部连接环及连接在二者之间且与套筒相配合的轴杆；所述的桶形基础套装在外部活动架内，每个套筒套装在对应轴杆上，桶形基础在受力时在上部连接环、下部连接环之间的轴杆上运动；