CN107826214B - 海域钻探用砂锚及抛锚和拔锚方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海域钻探用砂锚，包括：砂锚本体；多个夹具叩设在锚爪上；多个配重球通过多个第一锁链一一对应的挂设在多个夹具的另一端上；多个第二锁链的一端连接至多个配重球上，另一端与第一浮标相连接；第三锁链一端连接至锚杆顶端，另一端连接至第一浮标上。本发明在拔锚时，多个配重球和多个夹具相配合，将多个锚爪的尖端罩住，进而有效避免砂锚勾起破损或勾断海底管线。本发明还公开了一种海域钻探用砂锚的抛锚和拔锚方法，包括以下步骤：确定钻探船的作业点；标记管线；抛锚；拔锚；开动砂锚船索将海域钻探用砂锚拖回钻探船。本发明方法在抛锚时能有效避免砂锚或绞索损伤海底管线，拔锚时也能够有效避免勾起破损或勾断海底管线。

Description

海域钻探用砂锚及抛锚和拔锚方法

技术领域

本发明涉及海洋工程技术领域，特别涉及一种海域钻探用砂锚及抛锚和拔锚方法。

背景技术

随着浙江沿海海域开发利用，沿海本土与海域岛礁联系越来越密切，海底泥面下分布的输水、输油、光缆及军用光缆一般分布在海底泥面下1～3m的位置。随着经济的高速发展，岛屿之间的跨海大桥的兴建越来越多，牵涉到的海域勘探项目越来越多，海域钻探施工一般都是租用100～300吨船只抛锚定位，由于浅海海域海底多以淤泥浮积，为了保证抛锚后船只的稳定性，一般采用锚叶向内弯曲的锚型，但该种锚型施工结束起锚时如在海底泥面下直接起锚，如海底泥面下分布管道绞锚机拖拉锚时极易将管线勾起破损或勾断。另外，由于在浅海海域区域采用这种锚泊式，作业船舶在锚泊时的操作方法，锚缆大多数会下沉至海底泥面上，而且，一般锚泊式施工没有对海底设施采取有效的保护措施，在抛锚或是收锚移船时稍有不慎，容易造成海底管线等海底设施的损伤。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种海域钻探用砂锚，在拔锚时，多个配重球和多个夹具相配合，将多个锚爪的尖端罩住，进而有效避免海域钻探用砂锚勾起破损或勾断海底管线。

本发明还有一个目的是提供一种海域钻探用砂锚的抛锚和拔锚方法，该方法在抛锚时能有效避免砂锚或绞索损伤海底管线，拔锚时也能够有效避免勾起破损或勾断海底管线。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种海域钻探用砂锚，包括：

砂锚本体，其为一多爪锚，且所述多爪锚的锚爪根部与锚杆铰接设置；

多个夹具，其为弧形槽体，且所述多个夹具一一对应的叩设在所述砂锚本体的锚爪的外侧壁上，且任一个夹具的一端轴接在对应的锚爪的中部，另一端至少延伸至对应的锚爪的尖端；

多个配重球，其通过多个第一锁链一一对应的挂设在所述多个夹具的另一端上，且任一个第一锁链的长度不大于3m，且多个第一锁链的长度两两不相等；

多个第二锁链，其一端连接至多个配重球上，另一端与第一浮标相连接；

第三锁链，其一端连接至锚杆顶端，另一端连接至第一浮标上，且所述第三锁链的长度小于任一第二锁链的长度。

优选的是，所述多个夹具为网状结构，且所述多个夹具通过连接杆轴接在对应的多个锚爪的中部，使得多个夹具的另一端相对轴接点可旋转至少90度角度。

优选的是，所述砂锚本体为两爪砂锚时，两个配重球的两个第二锁链的中部合并为一条锁链后连接至第一浮标；

所述砂锚本体为除两爪砂锚的多爪锚时，多个配重球的多个第二锁链的分别连接至第一浮标。

优选的是，任一个配重球的重量为砂锚本体重量的1/4-1/6。

优选的是，所述第三锁链的长度与砂锚杆的总长度小于任一第二锁链的长度。

一种如上所述的海域钻探用砂锚的抛锚和拔锚方法，包括以下步骤：

步骤一、确定钻探船的作业点；

步骤二、标记管线：检测以所述作业点为圆心，半径至少为150m的圆形海底区域内的海底管线的位置和延伸方向，并设置多个第二浮标对所述海底管线的位置进行标记；

步骤三、抛锚：检测所述海底管线与所述作业点的水流方向，若所述海底管线与所述作业点的水流方向之间的夹角大于30度，则将钻探船行驶到作业点就位，使得钻探船的船体与海底管线的延伸方向的夹角为70-120度之间，之后分别抛首锚和尾锚对船体进行固定，且首锚和尾锚的第一抛锚点分别位于所述海底管线的两侧，且第一抛锚点与所述海底管线的最短距离至少为70m；

若所述海底管线与所述作业点的水流方向之间的夹角小于等于30度，则将钻探船行驶到作业点就位，使得钻探船的船体与所述海底管线的延伸方向的夹角为70-120度之间，之后分别抛四个侧锚对船体进行固定，且四个侧锚的第二抛锚点与海底管线的最短距离至少为50m；

其中，抛锚的具体步骤为：

a、将砂锚通过抛锚船送至第一抛锚点或第二抛锚点；

b、将海域钻探用砂锚通过第三锁链吊起并缓慢抛锚至第一抛锚点或第二抛锚点的海底，在此过程中，多个配重球挂设在砂锚本体的下端，且多个夹具相对砂锚本体的锚爪旋转打开；

步骤四、拔锚：钻探船的作业结束后，首先起吊多个第二锁链将配重球竖直拉出海底泥面，并多个第一锁链将多个夹具拉起后叩设在多个锚爪上，之后再经多个第二锁链和多个第一锁链将所述砂锚本体竖直拉出海底泥面至少3m；

步骤五、开动砂锚船索将海域钻探用砂锚拖回钻探船。

优选的是，将海域钻探用砂锚通过第三锁链吊起并缓慢抛锚至第一抛锚点或第二抛锚点的海底后，通过第三浮标将位于所述管线正上方的部分砂锚船索吊起。

优选的是，步骤五还包括：

当砂锚船索将海域钻探用砂锚拖拽至越过所述第三浮标的原有位置之后，拆除第一浮标和第三浮标后再将海域钻探用砂锚拖回钻探船。

优选的是，第三浮标将位于所述管线正上方的部分砂锚船索吊起的高度至少为2m。

优选的是，步骤二、中检测以所述作业点为圆心，半径为150-300m的圆形海底区域内的海底管线的位置和延伸方向，并设置多个第二浮标对所述海底管线的位置进行标记。

本发明至少包括以下有益效果：

砂锚本体中的锚爪相对锚杆开合设置，在需要抛锚时，将海域钻探用砂锚通过第三锁链吊起并缓慢抛锚至预定的抛锚点的海底，在此过程中，多个配重球挂设在砂锚本体的下端，且多个夹具相对砂锚本体的锚爪旋转打开；因此，抛锚过程中，多个配重球和多个夹具并不会影响砂锚的锚爪钩爪海底泥面，起到很好的锚固作用；而在需要拔锚时，首先起吊多个第二锁链将配重球竖直拉出海底泥面，并多个第一锁链将多个夹具拉起后叩设在多个锚爪上，之后再经多个第二锁链和多个第一锁链将所述砂锚本体竖直拉出海底泥面至少3m后，在开动砂锚船索将海域钻探用砂锚拖回钻探船。在此过程中，多个配重球和多个夹具相配合，将多个锚爪的尖端罩住，进而有效避免海域钻探用砂锚勾起破损或勾断海底管线。

在拔锚过程中，多个第一锁链的长度两两不相等，使得多个配重球相对多个夹具的距离不相同，在抛锚或拔锚时，不会相互挤压或碰撞，也不会导致多个夹具的开合角度不一致，进而保证多个夹具都能顺利扣合至砂锚本体的锚爪上。

综上，本发明提供的海域钻探用砂锚，在拔锚时，多个配重球和多个夹具相配合，将多个锚爪的尖端罩住，进而有效避免海域钻探用砂锚勾起破损或勾断海底管线。

通过第二浮标对管线的位置进行标记，根据海底管线与作业点的水流方向的关系，确定钻探船的停泊方向和第一抛锚点或第二抛锚点，并分别砂锚，在第一抛锚点或第二抛锚点分别设置第一浮标进行标记，拔锚时，能根据第一浮标找到砂锚的位置，然后将砂锚拔起脱离海底泥面一定距离，最后开动砂锚船索将海域钻探用砂锚拖回钻探船。第三锁链将位于所述管线正上方的部分砂锚船索吊起并设置第三浮标，在抛锚时能有效避免砂锚或绞索损伤海底管线。

综上，本发明提供的海域钻探用砂锚的抛锚和拔锚方法，该方法在抛锚时能有效避免砂锚或绞索损伤海底管线，拔锚时也能够有效避免勾起破损或勾断海底管线。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明所述的海域钻探用砂锚的正视结构示意图；

图2为本发明一个实施例中所述的海域钻探用砂锚的抛锚和拔锚方法中的抛锚示意图，其中，海底管线与作业点的水流方向之间的夹角大于30度；

图3为本发明另一个实施例中所述的海域钻探用砂锚的抛锚和拔锚方法中的抛锚示意图，其中，海底管线与作业点的水流方向之间的夹角小于等于30度。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1所示，本发明提供一种海域钻探用砂锚，包括：砂锚本体10，其为一多爪锚，且所述多爪锚的锚爪101根部与锚杆102铰接设置，使得所述多爪锚的锚爪相对锚杆开合最大90度的角度，比如，50度、60度、70度、80度或90度；多个夹具20，其为弧形槽体，且所述多个夹具一一对应的叩设在所述砂锚本体的锚爪的外侧壁上，且任一个夹具的一端轴接在对应的锚爪的中部，另一端至少延伸至对应的锚爪的尖端；多个配重球30，其通过多个第一锁链40一一对应的挂设在所述多个夹具的另一端上，且任一个第一锁链的长度不大于3m，且多个第一锁链的长度两两不相等；多个第二锁链50，其一端连接至多个配重球上，另一端与第一浮标相连接；第三锁链60，其一端连接至锚杆顶端，另一端连接至第一浮标上，且所述第三锁链的长度小于任一第二锁链的长度。砂锚本体中的锚爪相对锚杆开合设置，在需要抛锚时，将海域钻探用砂锚通过第三锁链吊起并缓慢抛锚至预定的抛锚点的海底，在此过程中，多个配重球挂设在砂锚本体的下端，且多个夹具相对砂锚本体的锚爪旋转打开；因此，抛锚过程中，多个配重球和多个夹具并不会影响砂锚的锚爪钩爪海底泥面，起到很好的锚固作用；而在需要拔锚时，首先起吊多个第二锁链将配重球竖直拉出海底泥面，并多个第一锁链将多个夹具拉起后叩设在多个锚爪上，之后再经多个第二锁链和多个第一锁链将所述砂锚本体竖直拉出海底泥面至少3m后，在开动砂锚船索将海域钻探用砂锚拖回钻探船。在此过程中，多个配重球和多个夹具相配合，将多个锚爪的尖端罩住，进而有效避免海域钻探用砂锚勾起破损或勾断海底管线。

在拔锚过程中，多个第一锁链的长度两两不相等，使得多个配重球相对多个夹具的距离不相同，在抛锚或拔锚时，不会相互挤压或碰撞，也不会导致多个夹具的开合角度不一致，进而保证多个夹具都能顺利扣合至砂锚本体的锚爪上。

如图1所示，海域钻探用砂锚中，所述多个夹具为网状结构，且所述多个夹具通过连接杆201轴接在对应的多个锚爪的中部，使得多个夹具的另一端相对轴接点可旋转至少90度角度。在需要抛锚时，在配重球的作用下，多个夹具相对砂锚本体的锚爪旋转打开，使得砂锚本体的锚爪也相对锚杆打开，进而顺利的完成抛锚作业。多个夹具为网状结构，尽量减小水流对多个夹具的冲击力，不会影响抛锚的准确性。

如图1所示，海域钻探用砂锚中，所述砂锚本体为两爪砂锚时，两个配重球的两个第二锁链的中部合并为一条锁链后连接至第一浮标；两个第二锁链中部合并可以保证在拔锚过程中，两个配重球和两个夹具对锚爪的扣合效果，有效避免锚爪的尖端勾起破损或勾断海底管线；所述砂锚本体为除两爪砂锚的多爪锚时，多个配重球的多个第二锁链的分别连接至第一浮标。

如图1所示，海域钻探用砂锚中，任一个配重球的重量为砂锚本体重量的1/4-1/6。在保证顺利抛锚和拔锚后，还要避免配重球过重，损害锚爪结构。

如图1所示，海域钻探用砂锚中，所述第三锁链的长度与砂锚杆的总长度小于任一第二锁链的长度。以保证，在抛锚过程中，配重球始终挂设在砂锚本体的下方，直至抛锚成功。

如图2、3所示，一种如上所述的海域钻探用砂锚的抛锚和拔锚方法，包括以下步骤：

步骤一、确定钻探船70的作业点；

步骤二、标记管线：检测以所述作业点为圆心，半径至少为150m的圆形海底区域内的海底管线80的位置和延伸方向，并设置多个第二浮标801对所述海底管线的位置进行标记；

步骤三、抛锚：检测所述海底管线与所述作业点的水流方向，若所述海底管线与所述作业点的水流方向之间的夹角大于30度，则将钻探船行驶到作业点就位，使得钻探船的船体与海底管线的延伸方向的夹角为70-120度之间，之后分别抛首锚和尾锚对船体进行固定，且首锚和尾锚的第一抛锚点分别位于所述海底管线的两侧，且第一抛锚点与所述海底管线的最短距离至少为70m；

若所述海底管线与所述作业点的水流方向之间的夹角小于等于30度，则将钻探船行驶到作业点就位，使得钻探船的船体与所述海底管线的延伸方向的夹角为70-120度之间，之后分别抛四个侧锚对船体进行固定，且四个侧锚的第二抛锚点与海底管线的最短距离至少为50m；

其中，抛锚的具体步骤为：

a、将砂锚通过抛锚船送至第一抛锚点或第二抛锚点；

b、将海域钻探用砂锚通过第三锁链吊起并缓慢抛锚至第一抛锚点或第二抛锚点的海底，在此过程中，多个配重球挂设在砂锚本体的下端，且多个夹具相对砂锚本体的锚爪旋转打开；

步骤四、拔锚：钻探船的作业结束后，首先起吊多个第二锁链将配重球竖直拉出海底泥面，并多个第一锁链将多个夹具拉起后叩设在多个锚爪上，之后再经多个第二锁链和多个第一锁链将所述砂锚本体竖直拉出海底泥面至少3m；

步骤五、开动砂锚船索90将海域钻探用砂锚拖回钻探船。

如图2、3所示，上述方案中，通过第二浮标对管线的位置进行标记，根据海底管线与作业点的水流方向的关系，确定钻探船的停泊方向和第一抛锚点或第二抛锚点，并分别砂锚，在第一抛锚点或第二抛锚点分别设置第一浮标进行标记，拔锚时，能根据第一浮标找到砂锚的位置，然后将砂锚拔起脱离海底泥面一定距离，最后开动砂锚船索将海域钻探用砂锚拖回钻探船。

综上，本发明方法拔锚时也能够有效避免勾起破损或勾断海底管线。

海域钻探用砂锚的抛锚和拔锚方法中，将海域钻探用砂锚通过第三锁链吊起并缓慢抛锚至第一抛锚点或第二抛锚点的海底后，通过第三浮标901将位于所述管线正上方的部分砂锚船索吊起。第三锁链将位于所述管线正上方的部分砂锚船索吊起并设置第三浮标，在抛锚时能有效避免砂锚或绞索损伤海底管线。

海域钻探用砂锚的抛锚和拔锚方法中，步骤五还包括：

当砂锚船索将海域钻探用砂锚拖拽至越过所述第三浮标的原有位置之后，拆除第一浮标和第三浮标后再将海域钻探用砂锚拖回钻探船。

海域钻探用砂锚的抛锚和拔锚方法中，第三浮标将位于所述管线正上方的部分砂锚船索吊起的高度至少为2m。

海域钻探用砂锚的抛锚和拔锚方法中，步骤二、中检测以所述作业点为圆心，半径为150-300m的圆形海底区域内的海底管线的位置和延伸方向，并设置多个第二浮标对所述海底管线的位置进行标记。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离说明书及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种海域钻探用砂锚，其特征在于，包括：

砂锚本体，其为一多爪锚，且所述多爪锚的锚爪的根部与锚杆铰接设置；

多个夹具，其为弧形槽体，且所述多个夹具一一对应的扣设在所述砂锚本体的锚爪的外侧壁上，且任一个夹具的一端轴接在对应的锚爪的中部，另一端至少延伸至对应的锚爪的尖端；

多个配重球，其通过多个第一锁链一一对应的挂设在所述多个夹具的另一端上，且任一个第一锁链的长度不大于3 m，且多个第一锁链的长度两两不相等；

多个第二锁链，其一端连接至多个配重球上，另一端与第一浮标相连接；

第三锁链，其一端连接至锚杆顶端，另一端连接至第一浮标上，且所述第三锁链的长度小于任一第二锁链的长度。

2.如权利要求1所述的海域钻探用砂锚，其特征在于，所述多个夹具为网状结构，且所述多个夹具通过连接杆轴接在对应的多个锚爪的中部，使得多个夹具的另一端相对轴接点可旋转至少90度角度。

3.如权利要求1所述的海域钻探用砂锚，其特征在于，所述砂锚本体为两爪砂锚时，两个配重球的两个第二锁链的中部合并为一条锁链后连接至第一浮标；

所述砂锚本体为除两爪砂锚的多爪锚时，多个配重球的多个第二锁链的另一端分别连接至第一浮标。

4.如权利要求1所述的海域钻探用砂锚，其特征在于，任一个配重球的重量为砂锚本体重量的1/6-1/4。

5.如权利要求1所述的海域钻探用砂锚，其特征在于，所述第三锁链的长度与砂锚杆的总长度小于任一第二锁链的长度。

6.一种如权利要求1-5中任一项所述的海域钻探用砂锚的抛锚和拔锚方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、确定钻探船的作业点；

步骤二、标记管线：检测以所述作业点为圆心，半径至少为150 m的圆形海底区域内的海底管线的位置和延伸方向，并设置多个第二浮标对所述海底管线的位置进行标记；

步骤三、抛锚：检测所述海底管线与所述作业点的水流方向，若所述海底管线与所述作业点的水流方向之间的夹角大于30度，则将钻探船行驶到作业点就位，使得钻探船的船体与海底管线的延伸方向的夹角为70-120度之间，之后分别抛首锚和尾锚对船体进行固定，且首锚和尾锚的第一抛锚点分别位于所述海底管线的两侧，且第一抛锚点与所述海底管线的距离至少为70 m；

若所述海底管线与所述作业点的水流方向之间的夹角小于等于30度，则将钻探船行驶到作业点就位，使得钻探船的船体与所述海底管线的延伸方向的夹角为70-120度之间，之后分别抛四个侧锚对船体进行固定，且四个侧锚的第二抛锚点与海底管线的距离至少为50m；

其中，抛锚的具体步骤为：

a、将砂锚通过抛锚船送至第一抛锚点或第二抛锚点；

b、将海域钻探用砂锚通过第三锁链吊起并缓慢抛锚至第一抛锚点或第二抛锚点的海底，在此过程中，多个配重球挂设在砂锚本体的下端，且多个夹具相对砂锚本体的锚爪旋转打开；

步骤四、拔锚：钻探船的作业结束后，首先起吊多个第二锁链将配重球竖直拉出海底泥面，并多个第一锁链将多个夹具拉起后扣设在多个锚爪上，之后再经多个第二锁链和多个第一锁链将所述砂锚本体竖直拉出海底泥面至少3 m；

步骤五、开动砂锚船索将海域钻探用砂锚拖回钻探船。

7.如权利要求6所述的海域钻探用砂锚的抛锚和拔锚方法，其特征在于，将海域钻探用砂锚通过第三锁链吊起并缓慢抛锚至第一抛锚点或第二抛锚点的海底后，通过第三浮标将位于所述管线正上方的部分砂锚船索吊起。

8.如权利要求7所述的海域钻探用砂锚的抛锚和拔锚方法，其特征在于，步骤五还包括：

当砂锚船索将海域钻探用砂锚拖拽至越过所述第三浮标的原有位置之后，拆除第一浮标和第三浮标后再将海域钻探用砂锚拖回钻探船。

9.如权利要求6所述的海域钻探用砂锚的抛锚和拔锚方法，其特征在于，第三浮标将位于所述管线正上方的部分砂锚船索吊起的高度至少为2 m。

10.如权利要求6所述的海域钻探用砂锚的抛锚和拔锚方法，其特征在于，步骤二、检测以所述作业点为圆心，半径为150-300 m的圆形海底区域内的海底管线的位置和延伸方向，并设置多个第二浮标对所述海底管线的位置进行标记。