CN104843146B - 仿生吸力锚 - Google Patents
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Abstract
本发明属于海洋石油开发领域，具体地，涉及一种仿生吸力锚。仿生吸力锚，包括：主筒体、连接爪、子筒体、肋板；其特征在于：主筒体为圆筒形结构，主筒体顶端外侧固定有连接爪；连接爪远离主筒体一端固定有子筒体，子筒体为圆筒形结构；连接爪下底面固定有肋板，肋板左右两侧分别连接到主筒体、子筒体的圆周面。与传统吸力锚相比较，本发明能够有效增大锚体与土层接触，同时减小横向摆动，增强竖向承载力。
Description
技术领域
本发明属于海洋石油开发领域，具体地，涉及一种仿生吸力锚。
背景技术
目前，吸力锚作为一种新型的锚固基础，广泛应用于深水系泊定位领域。吸力锚是底部敞开，顶部密闭的钢制圆筒形结构，其中顶部留有排水孔。其沉贯机理：排水孔开启，在自重作用下，吸力锚部分沉入海床；排水孔关闭，排出吸力锚筒内部海水，形成负压，在负压和自重作用下，吸力锚沉入海床。
传统吸力锚主要依靠单个筒壁与海床土之间的摩擦力提供承载力。但在水平载荷作用下，吸力锚容易发生转动，降低锚的竖向承载力。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种仿生吸力锚，能够增加吸力锚的竖向承载力，并减小横向摆动。为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种仿生吸力锚，包括主筒体、连接爪、子筒体、肋板；主筒体为圆筒形结构，主筒体顶端外侧固定有连接爪；连接爪远离主筒体一端固定有子筒体，子筒体为圆筒形结构；连接爪下底面固定有肋板，肋板左右两侧分别连接到主筒体、子筒体的圆周面。
上述的主筒体呈底部敞开，顶端密闭的圆筒形结构，主筒体的筒壁下端设有一定锥度的尖角，主筒体的顶端设有主排水孔，主排水孔呈圆周分布，主筒体的顶端上部设有锚环。
上述的连接爪为板状结构，连接爪的上顶面与主筒体的上顶面对齐，连接爪沿主筒体的中心轴线呈圆周分布。
上述的子筒体呈底部敞开，顶端密闭，但顶端设有子排水孔的圆筒形结构，子筒体的上顶面与连接爪的上顶面对齐，子筒体的筒壁下端设有一定锥度的尖角，子筒体沿主筒体的中心轴线呈圆周分布。
上述的肋板为板状结构，肋板的上顶面与连接爪的下底面贴合，肋板左右两侧面分别与主筒体、子筒体的圆周面贴合，肋板沿主筒体的中心轴线呈圆周分布。
相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：与现有的吸力锚相比，仿生吸力锚多个子筒体、肋板均与海底土层接触，增大了接触面积，从而提高了竖向承载力，并且能有效减小锚体的横向摆动，大大提高了系泊系统的可靠性。
附图说明
图1是仿生吸力锚的外部结构示意图；
图2是仿生吸力锚的内部结构示意图；
图3是仿生吸力锚的仰视图；
图4是主筒体的结构示意图；
图5是连接爪的结构示意图；
图6是子筒体的结构示意图；
图7是肋板的结构示意图。
图中：1.主筒体，2.连接爪，3.子筒体，4.肋板；11.主排水孔，12.锚环，31.子排水孔。
具体实施方式
如图1-图7所示，仿生吸力锚，包括主筒体1、连接爪2、子筒体3、肋板4、主排水孔11、锚环12、子排水孔31。主筒体1顶端外侧固定有连接爪2，连接爪2沿主筒体1的中心轴线呈圆周分布；连接爪2远离主筒体1一端固定有子筒体3，子筒体3为圆筒形结构，子筒体3沿主筒体1的中心轴线呈圆周分布；连接爪2下底面固定有肋板4，肋板4左右两侧分别连接到主筒体1、子筒体3的圆周面，肋板4沿主筒体1的中心轴线呈圆周分布。
优选地，所述的主筒体1呈底部敞开，顶端密闭的圆筒形结构，主筒体1的筒壁下端设有一定锥度的尖角，主筒体1顶端设有圆周分布的主排水孔11，顶端上部设有锚环12，锚链通过锚环12与主筒体1连接。
优选地，所述的连接爪2呈板状结构，连接爪2的上顶面与主筒体1的上顶面对齐，连接爪2的大圆弧面与主筒体1的圆周面贴合，连接爪2的小圆弧面与子筒体3的圆周面贴合，连接爪2将主筒体1与子筒体3固定为一体。
优选地，所述的子筒体3呈底部敞开，顶端密闭的圆筒形结构，顶端设有子排水孔31。子筒体3的上顶面与连接爪2的上顶面对齐，子筒体3的圆周面与连接爪2的小圆弧面贴合，子筒体3增大锚与土层接触面积，减小整个锚体的横向摆动。
优选地，所述的肋板4呈板状结构，肋板4的上顶面与连接爪2的下底面贴合，肋板4的长侧面与主筒体1的圆周面贴合，肋板4的短侧面与子筒体3的圆周面贴合，肋板4增强了连接爪2的刚度，同时增大锚与土层接触面积，减小整个锚体的横向摆动。
本发明的操作方式如下：
(1)、通过拖船上的吊装装置，在水下机器人(ROV)的监控下，将仿生吸力锚准确的坐落在海底。
(2)、主筒体1着地后在自重作用下贯入海底土层。
(3)、通过主排水孔11抽出主筒体内的水，在主筒体1内部产生负压，在负压作用下，主筒体1继续贯入海底土层，同时子筒体3贯入海底土层，子筒体3中的水通过子排水孔31排出。
(4)、吸力锚贯入海底土层至指定深度，密封排水孔，完成锚的安装，回收水下机器人(ROV)。
Claims (5)
1.一种仿生吸力锚，包括：主筒体(1)、连接爪(2)、子筒体(3)、肋板(4)、主排水孔(11)、锚环(12)、子排水孔(31)；其特征在于：主筒体(1)为圆筒形结构，主筒体(1)顶端外侧固定有连接爪(2)；连接爪(2)远离主筒体(1)一端固定有子筒体(3)，子筒体(3)为圆筒形结构；连接爪(2)下底面固定有肋板(4)，肋板(4)左右两侧分别连接到主筒体(1)、子筒体(3)的圆周面。
2.根据权利要求1所述的仿生吸力锚，其特征在于，主筒体(1)呈底部敞开，顶端密闭的圆筒形结构，主筒体(1)的筒壁下端设有一定锥度的尖角，主筒体(1)的顶端设有主排水孔(11)，主排水孔(11)呈圆周分布，主筒体(1)的顶端上部设有锚环(12)。
3.根据权利要求2所述的仿生吸力锚，其特征在于，连接爪(2)为板状结构，连接爪(2)的上顶面与主筒体(1)的上顶面对齐，连接爪(2)沿主筒体(1)的中心轴线呈圆周分布。
4.根据权利要求1或2或3所述的仿生吸力锚，其特征在于，子筒体(3)呈底部敞开，顶端密闭，但顶端设有子排水孔(31)的圆筒形结构，子筒体(3)的上顶面与连接爪(2)的上顶面对齐，子筒体(3)的筒壁下端设有一定锥度的尖角，子筒体(3)沿主筒体(1)的中心轴线呈圆周分布。
5.根据权利要求1或2或3所述的仿生吸力锚，其特征在于，肋板(4)为板状结构，肋板(4)的上顶面与连接爪(2)的下底面贴合，肋板(4)的长侧面与主筒体(1)的圆周面贴合，肋板(4)的短侧面与子筒体(3)的圆周面贴合，肋板(4)沿主筒体(1)的中心轴线呈圆周分布。
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