[发明专利]一种螺旋排土驱动鱼雷锚的装置与方法

说明书

本发明提供了一种螺旋排土驱动鱼雷锚的装置与方法，该装置包括锚链、尾翼、锚身、锚头、铰点、尾板、中空管道、步进电机、电池、钢筋条、转轴、螺旋板；所述转轴后端与尾板连接，转轴前端与螺旋板连接，安装在中空管道中央；所述步进电机用钢筋条固定在中空管道上部；所述电池安装在步进电机内部；主要通过步进电机来驱动螺旋板、转轴与尾板构成的组合，进行往复挖土和排土操作，将鱼雷锚持续向海底推进，解决了鱼雷锚贯入深度不足的问题或者贯入土层过于松散不利于鱼雷锚承载力发挥的问题；由于鱼雷锚自身可以掘进，无需过分依赖鱼雷锚自身重力来提高贯入深度，能够实现鱼雷锚轻量化制作，减少材料用量，节省制作成本以及运输安装成本。

技术领域

本发明属于系泊基础装置技术领域，特别涉及一种螺旋排土驱动鱼雷锚的装置与方法。

背景技术

我国海洋资源探索正向深海迈进，对海洋石油平台和平台锚泊基础提出很高的要求。目前运用较广泛的深水锚基础主要有吸力锚、法向承力锚、吸力贯入式板锚、振动深埋锚、动力贯入锚等。其中，鱼雷锚是最新发展的深海锚基础形式，具有造价经济、安装简单高效、锚泊性能佳等突出特点，尤其是克服了传统锚基础安装成本严重依赖水深的缺点，是目前最具发展前景的深水锚基础。目前遇到的问题是鱼雷锚主要依靠自身重力来贯入土体，但是贯入深度取决于地层的坚硬程度，对于坚硬的砂土地层中，锚体仅靠自重难以达到指定土层，承载能力无法达到设计要求。

检索发现，申请号为202010027392.6《一种可加深锚固长度的鱼雷锚》提供了一种可加深锚固长度的方案，利用电机顶推刀片，通过切割土层加深锚固长度、提升鱼雷锚抗拔能力。但是这种鱼雷锚仅是利用锚头的刀片来切割土层，难以将前方土体进行有效排出，最终导致前方阻力越来越大，难以实现持续有效掘进，制约了掘进的深度；申请号为201610533751.9《一种带环刺鱼雷锚》，通过在腔体内部设置穿刺机构，在拉力作用穿刺成一个平面，提高鱼雷锚的承载力。但是这种鱼雷锚在初始贯入深度处进行平面展开刺刀来提高鱼雷锚的承载力，其承载力的发挥很难有更大程度的提高。

综上所述，现有技术存在以下缺点：无法对地层进行持续有效掘进，将鱼雷锚前方土体输送到鱼雷锚后方，从而实现减少前方推进阻力，增大后方推进反力的效果，导致掘进深度受到较大限制。对于无法驱动加深锚固深度的鱼雷锚，单纯依靠在初始贯入深度处进行平面展开刺刀的方法，其承载力的发挥又严重依赖鱼雷锚自身的重力和土层的软硬程度，如果贯入深度不理想，鱼雷锚的承载力难以得到发挥。对于坚硬的土层，增加初始贯入深度则需要提高自身重力，这样就需要额外的材料用量、制作成本和运输安装成本。

因此，现有技术难以克服鱼雷锚掘进阻力，无法对地层进行持续有效掘进，无法通过增加鱼雷锚的推进距离来达到一个合适的地层或者合适的深度进行最终定位，只是在通过切割土层加深锚固长度或者进行平面展开刺刀来提高鱼雷锚的承载力，其承载力的发挥很难有更大程度的提高。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的不足和缺陷，提供了一种螺旋排土驱动鱼雷锚的装置与方法，采用螺旋排土的方式将锚头前方的土体不断输送到尾部，并进行不断的向前推进鱼雷锚，达到推进到一个合适的地层或者合适的深度进行最终定位，使得承载力能够得到有效的发挥；解决鱼雷锚初始贯入深度不足，或者因贯入土层过于松散导致不能充分发挥鱼雷锚承载力的问题。

一种螺旋排土驱动鱼雷锚的装置，包括锚链1、尾翼2、锚身3、锚头4、铰点5、尾板6、中空管道7、步进电机8、电池9、钢筋条10、转轴11、螺旋板12；

所述锚身3和锚头4通过铰点5连接；

所述锚链1和尾板6外部中点连接；

所述尾翼2按十字状排列焊接在锚身3尾部；

所述尾板6与转轴11后端焊接为一体，安装在中空管道7中央，尾板6直径与中空管道7内径一致，允许尾板6在中空管道的内部滑动；