CN111717333A - 一种海洋工程展翼锚 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海洋工程展翼锚，由对称的两个锚片组成，两个锚片顶端通过锚栓和锚眼活动连接，相对旋转；每个所述锚片均由锚板和锚腚构成，每个所述锚腚垂直设置于锚板上表面中间。本发明能极大减小安装过程中的埋深损失，有助于获得更大的承载力。
Description
技术领域
本发明涉及一种工程锚，更具体的说，是涉及一种海洋工程展翼锚。
背景技术
随着海洋油气开发走进深水，以及海洋可再生能源的兴起，漂浮式结构正在取代传统的固定式结构，成为深水海域能源开发的主要技术手段。常见的漂浮式结构包括浮式平台、浮式风力发电机以及半潜式波浪电机等。其中，如何将这些漂浮式结构安全、经济、可靠地锚泊在海底，已成为海洋能源开发的关键问题之一。板锚完全深埋入海床中，依靠主锚板(fluke)的土阻力提供承载能力。相比于桩基等其它类型基础，板锚具有重量轻、承载能力高、操作简单、成本低廉、可回收利用等优势。例如，巴西Voador项目采用的板锚，相比于能提供相同承载力的吸力沉箱，自重仅有15％，安装时间缩短2/3，而工程耗资仅为50％。正是具有这些独特的特点，使得板锚有着其它锚固型式所不具有的优势，在深水锚泊系统中有着广阔的应用前景和潜力。
当前的深水板锚主要包括传统的固定锚胫的拖曳嵌入锚(Drag EmbedmentAnchor，以下简称DEA)、可调整锚胫的法向承力锚(Vertically Loaded Anchor，以下简称VLA)以及较新的吸力贯入式板锚(SEPLA)。DEA和VLA都属于拖曳安装锚，DEA的锚胫固定在锚板上，不可调整方向。VLA的优势是其锚胫在安装后可以调整，从而使锚板受力面积最大化，其不足之处是这两种锚都需要较大的安装距离，板锚准确定位也很困难。SEPLA是近年来出现的新型板锚，很大程度上克服了DEA和VLA的不足。SEPLA是一种重要的深海海洋基础构造形式，具有重量轻、安装操作方便、成本低等特点。SEPLA安装于吸力沉箱内，通过安装船将吸力沉箱置于海床表面，将吸力沉箱内水抽出，吸力沉箱内呈负压状态，附加桶外水压力，吸力沉箱压入海床至预定深度，然后取出吸力沉箱，将SEPLA留置于土体内，通过锚链拖曳SEPLA，使其旋转处于承载状态，完成SEPLA的安装。在SEPLA旋转安装过程中，SEPLA旋转上拔，向上移动，产生埋深损失。由于海洋饱和岩土的强度与埋深呈线性关系，埋深损失使得SEPLA的承载力大幅减小，极大影响了SEPLA的承载能力。如何减小埋深损失、提高板锚承载力是目前吸力式锚发展中亟待解决的科学技术问题。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提出一种海洋工程展翼锚，能极大减小安装过程中的埋深损失，有助于获得更大的承载力。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
本发明海洋工程展翼锚，由对称的两个锚片组成，两个锚片顶端通过锚栓和锚眼活动连接，相对旋转；每个所述锚片均由锚板和锚腚构成，每个所述锚腚垂直设置于锚板上表面中间。
所述锚板设置为矩形，所述锚腚设置为板状，包含两条直角边和一条斜边，所述斜边设置为圆弧形，所述锚腚的底部直角边长度与锚板宽度相等；两个所述锚腚顶端通过锚栓和锚眼活动连接。
与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：
相比于DEA和VLA，本发明海洋展翼锚基础安装不需要较大的拖曳距离，相比于SEPLA，本发明海洋工程展翼锚能极大减小安装过程中的埋深损失，有助于获得更大的承载力。
附图说明
图1是本发明海洋工程展翼锚通过吸力沉箱置于海床中示意图；
图2是本发明海洋工程展翼锚在锚缆拖拽下安装过程示意图；
图3是本发明海洋工程展翼锚安装完成示意图。
附图标记：1锚板，2锚腚，3锚眼，F锚缆拉力。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
如图1至图3所示，本发明海洋工程展翼锚，由对称的两个锚片构成，两个锚片共用一个锚眼3，通过锚栓和锚眼3实现活动连接，相对旋转。每个所述锚片均由锚板1和锚腚2构成，每个所述锚腚2垂直设置于锚板1上表面中间。所述锚板1设置为矩形，所述锚腚2设置为板状，包含两条直角边和一条斜边，所述斜边设置为圆弧形，所述锚腚2的底部直角边长度与锚板1宽度相等；两个所述锚腚2顶端通过锚栓和锚眼3活动连接。
本发明海洋工程展翼锚通过吸力沉箱埋置于预定海床土位置，然后通过锚缆拖拽展翼锚，展翼锚两片锚片快速展开，完成安装，达到设计承载状态。
安装时，本发明海洋工程展翼锚的两片锚板1相互平行，竖直向下，放置于吸力沉箱内，通过吸力沉箱埋置于海床内预定深度，然后取出吸力沉箱，展翼锚留置于海床内，如图1所示。通过安装船拉动锚缆，展翼锚的锚片迅速展开，如图2所示。最后锚片完全展开，展翼锚完成安装，承受锚缆传递的荷载，如图3所示。
大变形有限元和离心机试验模拟结果表明，本发明海洋工程展翼锚的锚片展开迅速，在两片锚片展开过程中，土体对两片锚片的被动土压力充分发挥，这抑制了展翼锚的上拔，减小了相应埋深损失，埋深损失仅约为同尺寸SEPLA的35％，有助于提高锚的承载能力。
尽管上面结合附图对本发明的功能及工作过程进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体功能和工作过程，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (2)
1.一种海洋工程展翼锚，其特征在于，由对称的两个锚片组成，两个锚片顶端通过锚栓和锚眼活动连接，相对旋转；每个所述锚片均由锚板和锚腚构成，每个所述锚腚垂直设置于锚板上表面中间。
2.根据权利要求1所述的海洋工程展翼锚，其特征在于，所述锚板设置为矩形，所述锚腚设置为板状，包含两条直角边和一条斜边，所述斜边设置为圆弧形，所述锚腚的底部直角边长度与锚板宽度相等；两个所述锚腚顶端通过锚栓和锚眼活动连接。
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Citations (6)
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|---|---|---|---|---|
| SU644907A1 (ru) * | 1976-11-04 | 1979-01-30 | Казахское Отделение Всесоюзного Государственного Проектного И Научно-Исследовательского Института "Сельэнергопроект" | Анкерное устройство |
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2020
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