CN103600812A - 带附着裙边的吸力锚 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种带附着裙边的吸力锚，属于吸力锚技术领域。本发明提供的附着裙边的吸力锚包括锚筒、附着裙边、多根拉力链和导向环，其中，附着裙边由多片径向截面为圆弧段的裙片组成，收拢时形成圆筒，圆筒的内径与锚筒的外径接近或相同；导向环套在锚筒的下端；每片裙片的一边通过绞接机构导向环连接，另一边通过绞接机构与一根拉力链的一端连接；拉力链的另一端通过绞接机构与锚筒外壁连接。本发明提供的带附着裙边的吸力锚，有良好的垂直极限承载能力。

Description

带附着裙边的吸力锚
技术领域
本发明涉及一种带附着裙边的吸力锚，属于吸力锚技术领域。
背景技术
吸力锚为顶端封闭、下端敞开的倒置桶状或倒置杯状，沉放安装比较特殊，主要机理是负压原理。吸力锚所依靠的“负压”仅在沉锚过程中实现，沉锚完成后，“负压”即消失。这时的吸力锚实际上就如同常规的埋入式短桩，依靠周围土体的抗力提供锚固能力，这是一般吸力锚的工作原理。而随着海洋石油工业逐渐向深海和超深海水域发展, 张力腿平台(TLP)等新型海洋结构及基础在工程中得到了广泛应用。与浅海平台相比,这些深水平台的系锚荷载显著增加。而大多张力腿平台仍然使用桩式锚，主要因为吸力锚的垂直极限承载能力有限。因此,有必要研发一种改进的吸力锚，能同时有良好的垂直极限承载能力和水平极限承载能力。
发明内容
为克服现有吸力锚存在的垂直极限承载能力有限的缺点，本发明的发明目的是提供一种带附着裙边的吸力锚，所述吸力锚有良好的垂直极限承载能力。
为实现所述发明目的，本发明提供一种带附着裙边的吸力锚，其包括锚筒、附着裙边、多根拉力链和导向环，其中，附着裙边由多片径向截面为圆弧段的裙片组成，收拢时形成圆筒，圆筒的内径与锚筒的外径接近或相同；导向环套在锚筒的下端；每片裙片的一边通过绞接机构导向环连接，另一边通过绞接机构与一根拉力链的一端连接；拉力链的另一端通过绞接机构与锚筒外壁连接。
优选地，导向环的外径从锚筒的外径逐渐过渡到附着裙边收拢时的外径。
优选地，附着裙边位于锚筒外壁的中部或下半部, 附着裙边的长度不超过的锚筒长度的一半。
优选地，当附着裙边打开时，过每个裙片与导向环的绞接点的裙片的切线与锚筒外壁的切线的最大夹角与拉力链的伸直长度相关, 最大夹角在30度到120度之间。
优选地，每根拉力链绷紧后,拉力链与过拉力链与锚筒外壁的绞接点的锚筒外壁的切线的夹角在5度到120度之间。
与现有技术相比，本发明提供的带附着裙边的吸力锚，在传统的吸力锚基础上，增加可单向张开的附着裙片，这些附着裙片在吸力锚安装过程中由于吸力锚的下行运动，始终紧贴锚筒外壁，保持垂直收拢状态。在吸力锚到达设计深度后，将锚筒顶部负压转换为正压，将锚筒回拔一段距离，这将使附着裙片在与土壤的切向作用力下张开。吸力锚附着裙片开启后，吸力锚的水平投影截面积显著增加，附着裙片将依靠与土壤的正压力而提供垂直承载能力，这种正压力比摩擦力更能有效地提供垂直承载能力。
附图说明
图1是本发明提供的带附着裙边的吸力锚的正面示意图；
图2是本发明提供的带附着裙边的吸力锚的附着裙边放大示意图；
图3是本发明提供的带附着裙边的吸力锚的拉力链放大示意图；
图4是本发明提供的带附着裙边的吸力锚的安装完后的姿态立体示意图；
图5是本发明提供的带附着裙边的吸力锚的的安装完后的附着裙边放大示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明，相同的附图标记表示相同的部件。
图1是本发明提供的带附着裙边的吸力锚的正面示意图。如图1所示，本发明提供带附着裙边的吸力锚包括锚筒1、附着裙边2、多根拉力链3和导向环7，其中，附着裙边由多片径向截面为圆弧段的裙片组成，收拢时形成圆筒，圆筒的内径与锚筒的外径接近或相同；导向环套在锚筒的下端；每片裙片的一边通过绞接机构6与导向环7连接，另一边通过绞接机构6与一根拉力链3的一端连接；拉力链3的另一端通过绞接机构4与锚筒外壁连接。更具体地说，在每片片下边的中央和在裙片的外部偏上的中间设置绞接机构，并在裙片上边中央设置槽口，下边通过绞接机构与导向环连接，设置在外部偏上的中间的绞接机构与一根锚链的一端相连，锚链经槽口通过绞接机构4与锚筒外壁连接。导向环7的外径从锚筒1的外径逐渐过渡到附着裙边2收拢时的外径，用于保护附着裙片的底部避免与土壤正面接触，并减少吸力锚在安装时所要克服的土壤阻力。附着裙边位于锚筒外壁的中部或下半部, 附着裙边位的长度不超过的锚筒长度的一半。
图2是本发明提供的带附着裙边的吸力锚的附着裙边放大示意图。如图2所示，附着裙边2由多片径向截面为圆弧段的裙片组成，多片裙片规则排列于吸力锚外壁的中部或下半部分，每片裙片的一边通过绞接机6构导向环7连接，另一边通过绞接机构6与一根拉力链3的一端连接；拉力链3的另一端通过绞接机构4与锚筒外壁连接。当附着裙边处于收拢状态时，拉力链是松弛的。
图3是本发明提供的带附着裙边的吸力锚的拉力链放大示意图。如图3所示，每根拉力链3的底端通过绞接机构5连在一块附着裙片上，绞接机构5在裙片靠近边沿的部位，在附着裙片收拢时，拉力链从附着裙片的中心缺槽通过，这样可使附着裙边布局更紧凑，便于运输和安装。
图4是本发明提供的带附着裙边的吸力锚的安装完后的姿态立体示意图。如图4所示，当附着裙边打开到设计位置时，每根拉力链3绷紧。每块附着裙片所承受的土壤阻力一部分通过一根拉力链传递到锚筒，其余部分通过附着裙片底部绞接机构6传递到锚筒。
图5是本发明提供的带附着裙边的吸力锚的的安装完后的附着裙边放大示意图。如图5所示，拉力链3的底端与附着裙片的连接部位在附着裙片靠近边沿的部位。当附着裙边打开时，过每个裙片与导向环的绞接点的裙片的切线与锚筒外壁的切线的最大夹角与拉力链的伸直长度相关, 最大夹角在30度到120度之间。每根拉力链绷紧后,拉力链与过拉力链与锚筒外壁的绞接点的锚筒外壁的切线的夹角在5度到120度之间。
本发明所提供力锚通过附着裙边开启后，与土壤的正压力而提供垂直承载能力，这种正压力比摩擦力更能有效地提供垂直承载能力，从而显著增加吸力锚的垂直承载能力。
以上结合附图详细说明了本发明，但是本领域普通技术人员应当知道，说明书仅是用于解释权利要求书。但本发明的保护范围并不局限于说明书。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明批露的技术范围内，可轻易想到的变化或者替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种带附着裙边的吸力锚，其特征在于，其包括锚筒、附着裙边、多根拉力链和导向环，其中，附着裙边由多片径向截面为圆弧段的裙片组成，收拢时形成圆筒，圆筒的内径与锚筒的外径接近或相同；导向环套在锚筒的下端；每片裙片的一边通过绞接机构导向环连接，另一边通过绞接机构与一根拉力链的一端连接；拉力链的另一端通过绞接机构与锚筒外壁连接。
2.根据权利要求1所述的带附着裙边的吸力锚，其特征在于，导向环的外径从锚筒的外径逐渐过渡到附着裙边收拢时的外径。
3.根据权利要求2的所述的带附着裙边的吸力锚，其特征在于，附着裙边位于锚筒外壁的中部或下半部, 附着裙边的长度不超过的锚筒长度的一半。
4.根据权利要求3的所述的带附着裙边的吸力锚，其特征在于，当附着裙边打开时，过每个裙片与导向环的绞接点的裙片的切线与锚筒外壁的切线的最大夹角与拉力链的伸直长度相关, 最大夹角在30度到120度之间。
5.根据权利要求4的所述的带附着裙边的吸力锚，其特征在于，每根拉力链绷紧后,拉力链与过拉力链与锚筒外壁的绞接点的锚筒外壁的切线的夹角在5度到120度之间。
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