CN102556284B

CN102556284B - 吸力贯入式弧形板锚及其安装工具和施工方法

Info

Publication number: CN102556284B
Application number: CN201210053559.1A
Authority: CN
Inventors: 王腾; 高玉峰; 张玉哲
Original assignee: China University of Petroleum East China
Current assignee: China University of Petroleum East China
Priority date: 2012-03-02
Filing date: 2012-03-02
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2032-03-02
Also published as: CN102556284A

Abstract

本发明公开了一种吸力贯入式弧形板锚及其安装工具和施工方法，弧形板锚的锚体是一个弧形体，安装工具是一个底部带有缺口的负压桶，将弧形板锚扣在负压桶底部缺口上，利用现有方法将弧形板锚贯入土中。本发明弧形板锚在负压作用下安装就位后，弧形板锚先依赖负压桶在原位转动，由于负压桶的约束作用，弧形板锚的埋深不会减小，可以精确定控制其转动后的埋深位置，具有便于操作和可承受较大竖向张拉荷载的优点，可以减小安装板锚的复杂性和负压桶安装深度。该发明约束板锚在原位转动，使板锚转入更深的土层中，从而增大了板锚的承载力，减小了负压桶贯入深度。

Description

吸力贯入式弧形板锚及其安装工具和施工方法

技术领域

本发明属于海洋工程设计、施工技术领域，尤其涉及深水浮式海洋结构物的系泊用板锚。

背景技术

随着油气资源的开采，对海上采油平台的深水系泊定位技术提出了更高的要求。基于降低费用和提高系泊效率的考虑，深水系泊逐渐抛弃了传统的悬链线式锚泊，而是更多地采用了由多成分锚泊线(钢链、金属索和合成纤维绳等)组成的张紧或半张紧式锚泊系统。此时，作用在锚体上的荷载角度一般超过海床平面30°以上，锚体需要承受较大的竖向拉拔荷载。目前，国际上发展较快、应用广泛的深水系泊基础主要包括吸力锚、法向承力锚、吸力贯入式平板锚和动力贯入锚，与本发明有关的技术是吸力式贯入板锚。

现有吸力贯入板锚是将板锚垂直插在负压桶体内，施工时，先将负压桶体贯入土中，将板锚留在土中，然后将负压桶提出水面，拉张与板锚相连的锚链，使板锚转动，旋转至与系缆力垂直的方位，此时，板锚获得最大承载能力。这个过程称为吸力式贯入板锚安装的转动过程，这种吸力式贯入板锚可以用于浮式生产装置的锚泊系统，它借鉴了吸力锚的贯入方式，结合了吸力锚与法向承力锚的优点：定位精确、造价低廉、便于操作和可承受较大竖向张拉荷载。但存在的缺陷是：在吸力式贯入板锚的转动调节过程中，其埋深损失无法控制，从而导致其承载力显著降低。

发明内容

为了解决现有吸力贯入板锚在板锚安装转动过程中埋深损失无法控制的技术问题，本发明对现有吸力贯入贯入式板锚进行改进，提供一种新型吸力贯入弧形板锚。

本发明的第二个目的是提供与这种吸力贯入弧形板锚配套使用的安装工具。

本发明的第三个目的是提供这种吸力贯入弧形板锚的施工方法

为解决上述问题，本发明吸力贯入式弧形板锚的结构是：它包括锚体，其特征在于，锚体是一个弧形体，在锚体两侧分别设置有连接杆，连接杆上设有槽口，槽口上设有销孔和销子，在锚体上沿中部设有插口。

本发明弧形板锚所在的圆的内径最好大于负压桶的外径。

为了便于弧形板锚贯入海底泥土中，本发明的安装工具结构是：它包括一个负压桶体，其特征在于，负压桶体的底侧设有安装弧形板锚的缺口，缺口两端的桶体壁上分别设有固定轴，固定轴上设有销孔，该销孔与连接杆槽口的销孔相对应；在负压桶缺口的上沿中部设有一个朝外的凸起，该凸起与弧形板锚上的插口相匹配，在该凸起上设有垂直方向的销孔，在负压桶半圆缺口的上沿中部再设一个可以穿过锚链的小缺口。

本发明吸力贯入弧形板锚的施工方法是：

第一步：将吸力贯入式弧形板锚和负压桶临时安装组合成一体

首先将弧形板锚对准负压桶的半圆缺口，此时锚腿上的锚链从负压桶上沿中部的小缺口伸出，再使两个连接杆槽口插入负压桶的固定轴上并用销子固定，同时使弧形板锚的插口套在负压桶的凸起上并用销子固定，将两个连接杆上的销子和凸起上的销子都挂上拉绳，安装完毕；

第二步：将弧形板锚贯入海底土层

贯入过程与现有吸力贯入式板锚相同，先在负压桶通气孔打开的情况下靠自重将其贯入土体，然后关闭通气孔，通过吸水泵抽水，使负压桶连同弧形板锚在压差的作用下压入土中；

第三步：转动弧形板锚

上提与销子相连的三根拉绳，拔掉所有销子，此时，弧形板锚与负压桶的凸起失去约束，然后张拉弧形板锚的锚链，对弧形板锚施加转动力矩，弧形板锚在连接杆与固定轴的临时约束下，绕固定轴转动至与锚链拉力垂直的位置，此时达到弧形板锚承载力最大位置；

第四步：按照现有吸力贯入式板锚提升方法，将负压桶提出水面，弧形板锚留在土中。

本发明的优点是：本发明的弧形板锚在负压作用下安装就位后，弧形板锚先依赖负压桶在原位转动，由于负压桶的约束作用，弧形板锚的埋深不会减小，可以精确地控制其转动后的埋深位置，具有便于操作和可承受较大竖向张拉荷载的优点，可以减小安装板锚的复杂性和负压桶安装深度。该发明约束板锚在原位转动，使板锚转入更深的土层中，从而增大了板锚的承载力，减小了负压桶的贯入深度。

附图说明

图1是本发明吸力贯入式弧形锚和安装工具临时组合安装的结构立体图；

图2是图1的俯视图。

图例说明，1-负压桶体，2-弧形锚体，3-半圆缺口，4-连接杆，5-固定轴，6-槽口，7-销孔，8-凸起，9-销孔，10-插口，11-锚腿，12-小缺口。

具体实施方式

本发明吸力贯入弧形板锚的结构如图1所示，它包括锚体，锚体上设有锚腿11，锚腿上设有锚眼，锚眼上连接锚链(锚链图中未画)，从图中看出，锚体是一个弧形锚体2，在弧形锚体2两侧分别设置有连接杆4，连接杆4上设有槽口6，槽口6上设有销孔7和销子，在锚体2上沿中部设有插口10。

本发明的安装工具结构如图1所示：它包括负压桶体1；负压桶体1的底侧设有安装弧形锚体2的缺口3，缺口3两端的桶体壁上分别设有固定轴5，固定轴5上设有销孔，该销孔与连接杆槽口6的销孔7相对应；在负压桶缺口3的上沿中部设有一个朝外的凸起8，该凸起8与弧形板锚上的插口10相匹配，在该凸起8上设有垂直方向的销孔9，在凸起8的旁边设一个可以穿过锚链的小缺口12。

本发明吸力贯入弧形板锚的施工方法是：

首先将弧形锚体2对准负压桶体1的缺口3，此时锚腿11的锚链从负压桶的小缺口12伸出，再使两个连接杆槽口6插入负压桶体1的固定轴5上并用销子固定，同时使弧形板锚的插口10套在负压桶的凸起8上并用销子9固定，将两个连接杆4上的销子和凸起8上的销子都挂上拉绳，安装完毕。

第二步：将弧形板锚贯入海底土层

贯入过程与现有吸力贯入式板锚相同，先在负压桶体1通气孔打开的情况下靠自重将其贯入土体，然后关闭通气孔，通过吸水泵抽水，使负压桶体1连同弧形板锚在压差的作用下压入土中；

第三步：转动弧形板锚

上提与销子相连的三根拉绳，拔掉所有销子，此时，弧形锚体2与负压桶的凸起8失去约束，然后通过锚链张拉弧形板锚的锚腿11，对弧形板锚施加转动力矩，弧形板锚在连接杆4与固定轴5的临时约束下，绕固定轴转动至与锚腿11拉力垂直的位置，此时达到弧形板锚承载力最大位置；

第四步：按照现有吸力贯入式板锚提升方法，将负压桶体1提出水面，弧形板锚留在土中。

Claims

1.一种吸力贯入式弧形板锚，它包括锚体，其特征在于：所述的锚体是一个弧形体，在锚体两侧分别设置有连接杆，连接杆上设有槽口，槽口上设有销孔和销子，在锚体上沿中部设有插口；这种弧形板锚的安装工具是一个负压桶体，负压桶体的底侧设有安装弧形板锚的缺口，缺口两端的桶体壁上分别设有固定轴,固定轴上设有销孔，该销孔与连接杆槽口的销孔相对应；在负压桶体缺口的上沿中部设有一个朝外的凸起，该凸起与锚体上的插口相匹配，在该凸起上设有垂直方向的销孔，在负压桶半圆缺口的上沿中部再设一个可以穿过锚链的小缺口。

2.一种如权利要求1所述的弧形板锚的施工方法，其特征在于，步骤如下：

第一步：将吸力贯入式弧形板锚和负压桶体临时安装组合成一体

首先将弧形板锚对准负压桶体的半圆缺口，此时锚链的链索从负压桶体上沿中部的小缺口伸出，再使两个连接杆槽口插入负压桶体的固定轴上并用销子固定，同时使弧形板锚的插口套在负压桶体的凸起上并用销子固定，将两个连接杆上的销子和凸起上的销子都挂上拉绳，安装完毕；

第二步：将弧形板锚贯入海底土层

贯入过程与现有吸力贯入式板锚相同，先在负压桶体通气孔打开的情况下靠自重将其贯入土体，然后关闭通气孔，通过吸水泵降低桶内与桶外的压差，使负压桶体连同弧形板锚在压差的作用下压入土中；

第三步：转动弧形板锚

上提与销子相连的三根拉绳，拔掉所有销子，此时，弧形板锚与负压桶体的凸起失去约束，然后张拉弧形板锚的链索，对弧形板锚施加转动力矩，弧形板锚在连接杆与固定轴的临时约束下，绕固定轴转动至与锚链拉力垂直的位置，此时达到弧形板锚承载力最大位置；

第四步：按照现有吸力贯入式板锚提升方法，将负压桶体提出水面，弧形板锚留在土中。