CN106741643A - 用于海上锚固船和钻井平台的重力锚 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于海上锚固船和钻井平台的重力锚，所述重力锚包括具有纵向旋转轴线(11)的主体(10)，所述重力锚包括稳定装置(14)，其中，所述稳定装置(14)包括自动致动装置(140)。可选地，稳定装置包括至少一个稳定器(14)，其中，每个稳定器(14)包括：自由端部和枢转地附接到重力锚(1)的端部(141)，其中，当所述稳定器(14)处于收回位置中时，所述自由端部定位成更靠近所述重力锚(1)的主体(10)，以及当所述稳定器(14)处于延伸位置中时，所述自由端部定位成远离所述重力锚(1)的主体(10)。

Description

用于海上锚固船和钻井平台的重力锚

技术领域

本发明涉及一种重力锚，所述重力锚还已知为鱼雷锚，所述重力锚用于锚固船和海上钻井平台。更加具体地，本发明涉及具有水力稳定器的重力锚。

背景技术

在锚固处理海上石油平台期间，通常使用已知为重力锚或鱼雷锚的装置。在将该装置下降以抵达海床期间在距离海床某一高度的位置处投掷该装置由于重力牵拉而获得速度。因此，重力锚以高速撞击海床，从而致使其具有更高的负载能力并且因此更深地嵌入到海床中。

图1示出了上述程序的示意图，其中，重力锚1已经准备好进行投掷。在这个程序中，重力锚1连接到锚线2的第一端部2a，其中，锚线2借助于与待锚固的钻井平台4连接的辅助投掷线3a从第二端部2b悬置下来。

另外，由辅助运输工具5借助于第二辅助投掷线3b在中间点悬置锚线2。于是将重力锚1定位在规定的高度处并且释放，以自由下落直到其抵达海床6为止，从而嵌入到海床6中。

然后，收回第一辅助投掷线3a，直到锚线2抵达钻井平台4并且连接到钻井平台。因此，锚固钻井平台4。优选地，在钻井平台4的不同地点处使用一个以上的锚。

为了增加下落期间锚的稳定性并且随后提高其最终速度，理想的是锚尽可能地保持竖直方向。然而，桩的几何形状和质量分布主要设计成满足其岩土工程功能，即，在嵌入在海床6中之后，这能够不利地影响其下落到海床6期间的稳定性。

结果，下落期间锚的稳定性经常受阻，这会导致其在高度倾斜的情况下抵达海床6，从而减小其能力和负载并且致使其较浅地嵌入到海床6中。为此，经常必须移除并且重新安装锚或者需要使用新锚。

现有技术提供了一些增加重力锚稳定性的解决方案，如文献EP1042162B1所述，所述文献示出了锚本体，所述锚本体的一部分呈多边形或者圆形状且具有尖端和向上伸出的杆，其中，杆的平均密度低于锚主体的平均密度。因此，锚本体成形为使得重心位于其下部部分中并且低于所有流体力的合力的平均距离，这确保了方向稳定性。

文献EP 1042162B1还示出了使用翅状件防止锚本体在其下降期间旋转。然而，该文献中示出了所附接的翅状件可以对锚穿透到海床中产生障碍，这会导致产生上述相同问题，即，锚嵌入在海床中不够充分。

继而，文献US7059263B1示出了用于将结构锚固到海床中的锚，该锚包括细长中央本体，所述细长中央本体具有通过其中心的纵向轴线。多块头板和尾板放置在通道内并且铰接到中央本体，使得所述头板和尾板可相对于中央本体向内或者向外摆动，然后可以附接在期望的位置中。还提供了用于附接锚线2的附接装置。

而且，如文献US7059263B1所限定的，在中央锚本体的大体中央区域中使用臂。这条臂导致锚的动量，从而致使锚的头部保持向下指向(竖直)。为此，在使用锚之前必须和由销定位臂和附接臂。

应当仅仅在使用锚时安装文献US7059263B1中示出的销，以便防止在运输期间损坏装备。因此，这种解决方案需要在投掷锚之前对锚进行返工，这可能造成程序延迟。另外，手动安装所述臂，这意味着人为误差错误将导致装置出现故障。

因此，明确的是，现有技术缺乏使得重力锚稳定的稳定装置，所述重力锚在使用之前不需要返工，不会对锚的负载能力产生消极干涉，以及不需要人工劳动来正确地实施功能。

发明内容

本发明主要旨在提供一种重力锚1，所述重力锚1包括稳定装置，所述稳定装置不需要预先投掷返工而且不需要人工劳动来正确地实施功能。

因此，为了实现这个目的，本发明提供了用于海上锚固船和钻井平台的重力锚，所述重力锚包括具有纵向旋转轴线的主体，所述重力锚包括稳定装置，其中，稳定装置包括自动致动装置。

附图说明

下文参照附图和代表本发明实施例的相应附图标记进行详细描述。

图1图解了用于安装传统重力锚的程序的示意图；

图2图解了由本发明的可选实施例限定的重力锚的视图；

图3图解了由可选实施例限定的图2中的重力锚的视图，其中，稳定装置被收回；

图4图解了图2中的重力锚的视图，其中，稳定装置移动到最终使用位置；

图5图解了图2中示出的稳定装置的详细视图。

具体实施方式

初步地，强调的是将以本发明的应用于重力锚1的优选实施例开始以下描述。然而，如对于本领域技术人员而言显而易见的是，可以在本发明的保护范围内改变所描述的目标。

本发明涉及对如图1所示的重力锚的改进，图1示出了安装传统重力锚1的示意性图示，其中重力锚1准备好被投掷。在这个程序中，重力锚1连接到锚线2的第一端部2a，其中，锚线2借助于与待锚固的钻井平台4连接的辅助投掷线3a从第二端部2b悬置下来。

另外，锚线2由辅助运输工具5借助于第二辅助投掷线3b在中间点悬置。于是锚定位在规定的高度处并且被释放，以自由下落直到其抵达海床6，从而嵌入到海床6中。

然后，直到锚线2抵达钻井平台4并且连接到钻井平台才收回第一辅助投掷线3a。这是锚固钻井平台4的方式。优选地，在不同地点处使用一个以上的锚1。

本发明提供了一种重力锚，所述重力锚包括稳定装置14，以稳定重力锚的向下运动，从而增加重力锚的速度和重力锚的负载能力，并且当重力锚撞击海床6时使得重力锚1能够更深地嵌入到海床6中。

图2图解了如由本发明的可选实施例限定的重力锚1的视图，其中，所述重力锚1包括使得重力锚稳定的稳定装置14，所述稳定装置14可选地附接在重力锚的上部部分。

可选地，重力锚包括具有纵向旋转轴线11的主体10，其中，主体10包括位于其长度的至少一部分上的翅状件12。优选地，采用至少两个翅状件12，优选地采用三个翅状件12，并且更加优选地采用四个翅状件12。

可选地，重力锚1包括用于在其上端部处连接到锚线2的连接器元件13。

图3图解了根据可选实施例限定的本发明的重力锚1的视图，其中，稳定装置14被收回。图4图解了如可选实施例限定的本发明的重力锚1的视图，其中，稳定装置14移动到最终使用位置。

优选地，稳定装置14包括至少一个稳定器14，其中，每个稳定器14包括自由端部和枢转地附接到重力锚1的端部141，使得当稳定装置14处于其收回位置中时，自由端部定位成更加靠近重力锚1的主体10。继而，当稳定装置14处于其延伸位置中时，自由端部定位成远离重力锚1的主体10。可选地，稳定器14包括刚性板。

可选地，每个稳定器14以共面方式附接在重力锚1的翅状件上。如图所示，每个翅状件包括稳定器14；然而，提供了其它实施例。例如，稳定器14的数量可以大于翅状件12的数量，由此每个翅状件包括一个以上的稳定器14，或者稳定器14的数量小于翅状件12的数量。

如本发明所限定的，用于稳定重力锚的稳定装置包括自动致动装置140，使得当重力锚1定位成被投掷或者当重力锚浸入水中并且开始移动时自动致动每个稳定装置14。

如在图5中最好地看到的，图5详细示出了图2、3和4中示出的稳定装置14，每个稳定器14的自动致动装置140由稳定器14的面中的至少一面中的突出件形成，其中，突出件140可以由稳定器14自身上的突起形成或者由附接到稳定器14的元件(诸如板)形成。因此，当重力锚1开始向下运动到水中时，水动力F将推动每个稳定器14，从而致使它们围绕枢转附接的轴线141旋转。

可选地，为了优化所提及的水动力，突出件140沿着稳定器14的至少一个表面定位，其中，当稳定器14处于其收回位置中时，如图3所示，突出件在接近稳定器14的自由端部时移动离开重力锚1的旋转轴线11。

注意的是，然而在本发明的保护范围内可采用自动致动装置140的其它实施例。仅仅作为示例，可替代地，自动致动装置140可以包括线缆系统，其中，当悬置重力锚1时，致动稳定器14并且稳定器14凭借重力定位在其使用位置中。还可以采用其它实施例。

可选地，重力锚1包括稳定器14的行程限制元件142，所述行程限制元件142适于限制稳定器14的旋转行程，从而限定了稳定器的最终位置。如图2、3、4和5的可选实施例所述，行程限制元件142是附接到翅状件的销，在所述销处附接有相应稳定器14。

可选地，重力锚1包括锁定元件(未示出)，所述锁定元件适于将每个稳定器14锁定在其最终位置中，从而一旦稳定器抵达其最终使用位置中之后防止返回到其收回位置。

可选地，为了防止稳定装置14对本发明的重力锚1的负载能力产生负面影响，稳定装置可设计成在重力锚1与海床6撞击时与重力锚1脱离。可以通过破坏稳定装置14本身或者破坏用于将稳定装置14附接到重力锚1的元件来进行这种脱离。

因此，本发明提供了一种重力锚1，所述重力锚1包括稳定装置14而同时又不需要返工以定位稳定装置14。如此，其允许锚实现更高的最终速度，这增大了其负载能力并且因此使得其更深入地嵌入到海床中。

另外，当采用稳定装置14设计成在重力锚撞击海床6上时与重力锚1脱离的实施例时，其最小化了稳定装置14对重力锚1嵌入的负面影响，从而提高使用效果。

Claims (12)

1.一种用于海上锚固船和钻井平台的重力锚(1)，所述重力锚包括具有纵向旋转轴线(11)的主体(10)，其特征在于，所述重力锚包括稳定装置(14)，其中所述稳定装置(14)包括自动致动装置(140)。

2.根据权利要求1所述的重力锚(1)，其特征在于，所述主体(10)在其长度的至少一部分上包括翅状件(12)。

3.根据权利要求1或2所述的重力锚(1)，其特征在于，其包括至少三个翅状件(12)。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的重力锚(1)，其特征在于，所述重力锚包括适于在其上端部处连接到锚线(2)的连接器元件(13)。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的重力锚(1)，其特征在于，所述重力锚具有包括至少一个稳定器(14)的稳定装置(14)，其中，每个稳定器(14)包括自由端部和枢转地附接到所述重力锚的端部(141)，其中，

-当所述稳定器(14)处于收回位置中时，所述自由端部定位成更靠近所述重力锚(1)的主体(10)，以及

-当所述稳定器(14)处于延伸位置中时，所述自由端部定位成远离所述重力锚(1)的主体(10)。

6.根据权利要求5所述的重力锚(1)，其特征在于，所述至少一个稳定器(14)包括刚性板。

7.根据权利要求5或6所述的重力锚(1)，其特征在于，每个稳定器(14)附接到所述重力锚(1)的翅状件。

8.根据权利要求5至7中的任一项所述的重力锚(1)，其特征在于，每个稳定器(14)的自动致动装置(140)由所述稳定器(14)的面中的至少一面上的突出件形成。

9.根据权利要求8所述的重力锚(1)，其特征在于，所述突出件沿着所述稳定器(14)的至少一个表面定位，

其中，当所述稳定器(14)位于其收回位置中时，所述突出件随着其接近所述稳定器(14)的自由端部移动离开所述重力锚的旋转轴线(11)。

10.根据权利要求5至9中的任一项所述的重力锚(1)，其特征在于，其包括稳定器(14)的行程限制元件(142)，所述行程限制元件适于限制相应稳定器(14)的旋转行程并且设定所述相应稳定器的最终位置。

11.根据权利要求5至10中的任一项所述的重力锚(1)，其特征在于，所述重力锚包括锁定元件，所述锁定元件适于将每个稳定器(14)锁定在稳定器的最终使用位置中。

12.根据权利要求1至11中的任一项所述的重力锚(1)，其特征在于，所述稳定装置(14)适于在重力锚撞击海床(6)时与所述重力锚(1)脱离。