CN113959612B - 一种锚抓力测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锚抓力测试方法，其具体实施步骤为：在目标锚对角位置布设临时锚及其锚缆，在目标锚、临时锚合适位置布设钢绞线张紧器及钢绞线，通过钢绞线张紧器及钢绞线连接目标锚和临时锚，通过钢绞线张紧器不断收紧钢绞线使目标锚和临时锚之间逐渐接近，目标锚逐渐受力直至到达测试载荷。上述锚抓力测试方法的能力取决于钢绞线张紧器的能力，当前工程实践中已可达到1000t及以上，能力远超拖轮拖力，可以涵盖当前工程实践中出现的绝大多数锚的抓力测试需求。上述锚抓力测试方法应用过程中无需动用大型船舶资源，相比与之能力相似的方法具有良好的经济性。

Description

一种锚抓力测试方法

技术领域

本发明涉及船舶与海洋工程的技术领域，尤其是指一种锚抓力测试方法。

背景技术

锚抓力测试是海上抛锚作业的必要步骤，用来检验抛设的锚是否能达到设计的抓力，防止后续作业过程中出现走锚，进而带来灾难性的事故。常规锚抓力测试方法为应用拖轮进行拖带，依靠拖轮螺旋桨产生的推力抵抗锚的抓力。该种方式具有操作简单，施工快捷的优点，因而被广泛应用，但该种方式受拖轮能力限制，目前国内所能达到的锚抓力测试极限为300t左右。

随着海上浮式结构物的尺度越来越大，所需抵抗的环境载荷越来越大，应用的锚也越来越大，对应的锚抓力测试载荷也越来越大，达到500t甚至1000t，超过了应用拖轮进行锚抓力测试的极限。因此，亟需寻找一种更大能力的锚抓力测试方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种锚抓力测试方法，当前工程实践中已可达到1000t及以上，能力远超拖轮拖力，可以涵盖当前工程实践中出现的绝大多数锚的抓力测试需求，上述锚抓力测试方法应用过程中无需动用大型船舶资源，相比与之能力相似的方法具有良好的经济性。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种锚抓力测试方法，该方法需配套有进行锚抓力测试的目标锚及其锚缆、提供测试所需反力的临时锚及其锚缆、钢绞线张紧器、为钢绞线张紧器提供动力的液压动力站、连接液压动力站与钢绞线张紧器的液压管线、为钢绞线张紧器提供保护和支撑的支撑架、与钢绞线张紧器配合使用的钢绞线、连接钢绞线与锚缆的连接件、为海上作业提供支持的作业母船；该方法的具体实施过程如下：

作业母船携带临时锚和锚缆、钢绞线张紧器、液压动力站、液压管线、钢绞线抵达目标锚及其锚缆安装水域，作业母船在目标锚及其锚缆对角特定距离抛设临时锚及其锚缆，将目标锚的锚缆连接支撑架，将临时锚的锚缆连接连接件，将连接好的钢绞线张紧器、钢绞线、液压管线下放到水中预设深度或海底，开启液压动力站，钢绞线张紧器开始张紧作业，逐渐收紧钢绞线，直至锚缆开始受力，继续上述操作，直至锚抓力达到目标值，关闭液压动力站，按照设计要求维持锚抓力预设时间，完成锚抓力测试。

进一步，当测试完成后，打开钢绞线张紧器上锁定钢绞线的夹片，钢绞线不再受力，此时从工作母船上下放缆绳连接临时锚进行起锚作业，逐步将临时锚及其锚缆、钢绞线张紧器和钢绞线提升至工作母船，解脱支撑架与目标锚的锚缆的连接，整个锚抓力测试作业结束，解脱后的目标锚及其锚缆留在海底，等待后续与浮式结构物的连接。

进一步，所述钢绞线张紧器包括缸体、固定端、移动端、第一夹片和第二夹片，所述缸体的一端固定在固定端上，其另一端活动安装有移动端，所述移动端部分伸进缸体内，并能在缸体中进行伸缩活动，所述第一夹片置于固定端中，所述第二夹片置于移动端中，所述钢绞线依次穿过移动端、缸体、固定端，并能够被第一夹片和第二夹片锁紧；

所述钢绞线张紧器的工作原理为：进行张紧作业时，第一夹片开启、第二夹片锁紧，钢绞线随移动端移动，一个行程结束后，第二夹片开启，第一夹片锁紧，移动端回缩，钢绞线位置不动；重复上述过程，钢绞线逐步移动；其中，通过调整第二夹片和第一夹片的开关顺序，也能够使钢绞线逐步反向移动。

进一步，所述支撑架包括支架、底板、眼板、吊耳、移动端钢绞线导向和固定端钢绞线导向；所述钢绞线张紧器置于支架中，所述支架固定在底板上，并分别与钢绞线张紧器的缸体和固定端连接在一起，主要起保护钢绞线张紧器的作用，同时为其它构件提供支撑；所述底板主要起防沉板作用，当钢绞线张紧器需放置在海底时，通过该底板能够减小对海床的压力，进而防止钢绞线张紧器在海底的下沉，同时，该底板还能够防止钢绞线张紧器下放过程中的侧翻；所述眼板设在支架的一端部，用于连接目标锚的锚缆；所述吊耳有多个分布于支架的顶面，为整个支撑架结构的下放提供着力点，同时吊耳的设置也能够使钢绞线张紧器在水中距离海底预设高度的情况下作业；所述移动端钢绞线导向和固定端钢绞线导向分别设在支架的两端，且所述移动端钢绞线导向接近眼板，并与钢绞线张紧器的移动端连接，随移动端移动，所述固定端钢绞线导向与钢绞线张紧器的固定端连接，所述移动端钢绞线导向和固定端钢绞线导向主要为钢绞线提供导向作用，以保证钢绞线弯曲时具有足够的弯曲半径。

进一步，所述钢绞线张紧器能够承受1000t以上的重量，满足锚抓力测试需求。

进一步，所述液压动力站通过液压管线为钢绞线张紧器提供液压油，控制钢绞线张紧器的伸缩过程以及伸缩速度。

本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

1、锚抓力测试能力强。本发明方法的测试能力取决于钢绞线张紧器作业能力，当前工程实践中应用的钢绞线张紧器，其成熟产品的单台最大作业能力已可达到1500t。

2、对大型船舶资源依赖度低。本发明方法中应用的作业母船，其作用是装载临时锚和锚缆、钢绞线张紧器、液压动力站等设施，无其它能力需求，可以是拖轮、甲板驳、浮吊船等，可选项多；且上述设施所需装载面积较小，无需动用大型船舶资源，降低了对大型船舶资源的依赖度。

3、对锚缆类型、长度等要求低。当前工程实践中出现的一些大抓力测试方法，要求锚缆必须为锚链，且其长度必须足够长，避免作业过程中对锚产生上拔力。本发明方法对目标锚和临时锚的锚缆类别、长度无此类特殊要求。

4、对作业水深适应性强。本发明方法作业设施均布置于海底或距离海底一定高度，通过液压管线与作业母船相连接，作业水深仅对液压管线长度有一定影响，因此本发明方法对作业水深不敏感，既可以应用于浅水区，亦可以应用于深水区。

5、本发明方法较能力相当的其它测试方法具有更优的经济性能。

附图说明

图1为实施本发明方法时的整体结构示意图。

图2为图1中A处的局部放大图。

图3为钢绞线张紧器的结构简示图。

图4为支撑架的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

见图1至图4所示，本实施例所提供的锚抓力测试方法需配套有进行锚抓力测试的目标锚3及其锚缆31、提供测试所需反力的临时锚4及其锚缆41、钢绞线张紧器5、为钢绞线张紧器5提供动力的液压动力站2、连接液压动力站2与钢绞线张紧器5的液压管线9、为钢绞线张紧器5提供保护和支撑的支撑架6、与钢绞线张紧器5配合使用的钢绞线7、连接钢绞线7与锚缆的连接件8、为海上作业提供支持的作业母船1；该方法的具体实施过程如下：

作业母船1携带临时锚4和锚缆41、钢绞线张紧器5、液压动力站2、液压管线9、钢绞线7等相关设施抵达目标锚3及其锚缆31安装水域，作业母船1在目标锚3及其锚缆31对角合适距离抛设临时锚4及其锚缆41，将目标锚3的锚缆31连接支撑架6的眼板63，将临时锚4的锚缆41连接连接件8，将连接好的钢绞线张紧器5、钢绞线7、液压管线9下放到水中合适深度或海底，开启液压动力站2，钢绞线张紧器5开始张紧作业，逐渐收紧钢绞线7，直至锚缆开始受力，继续上述操作，直至锚抓力达到目标值，关闭液压动力站2，按照设计要求维持锚抓力一定时间，完成锚抓力测试。

当测试完成后，打开钢绞线张紧器5上锁定钢绞线7的夹片，钢绞线7不再受力，此时从工作母船1上下放缆绳连接临时锚4进行起锚作业，逐步将临时锚4及其锚缆41、钢绞线张紧器5和钢绞线7提升至工作母船1，解脱支撑架6的眼板63与目标锚3的锚缆31的连接，整个锚抓力测试作业结束，解脱后的目标锚3及其锚缆31留在海底，等待后续与浮式结构物的连接。

优选的，所述作业母船1可以为拖轮、驳船、浮吊船、抛锚艇等能够提供一定甲板面积的作业船，用于存储运输钢绞线张紧器5、支撑架6、液压动力站2、钢绞线7、临时锚3及其锚缆31等设施，同时为液压动力站2提供电力供应。

优选的，所述液压动力站2通过液压管线9为钢绞线张紧器5提供液压油，控制钢绞线张紧器5的伸缩过程以及伸缩速度。

优选的，所述目标锚3及其锚缆3、临时锚4及其锚缆41的锚可涵盖抓力锚、吸力锚、桩锚等不同类型，锚缆可涵盖锚链、钢丝绳、纤维缆等不同类型。

优选的，所述钢绞线张紧器5具有很强的作业能力，可达到1000t及以上，可以涵盖当前工程实践中出现的绝大多数锚的抓力测试需求。如图3所示，由缸体51、固定端52、移动端53、第一夹片54、第二夹片55等构件组成，所述缸体51的一端固定在固定端52上，其另一端活动安装有移动端53，所述移动端53部分伸进缸体51内，并能在缸体51中进行伸缩活动，所述第一夹片54置于固定端52中，所述第二夹片55置于移动端53中，所述钢绞线7依次穿过移动端53、缸体51、固定端52，并能够被第一夹片54和第二夹片55锁紧。所述钢绞线张紧器5的工作原理为：进行张拉作业时，第一夹片54开启、第二夹片55锁紧，钢绞线7随移动端53移动张拉，张拉结束后，第二夹片55开启，第一夹片54锁紧，移动端53回缩，钢绞线7位置不动。重复上述过程，钢绞线7逐步向上移动。通过调整第二夹片55和第一夹片54的开关顺序，也可以使钢绞线7逐步向下移动。图3所示为钢绞线张紧器5竖直放置时的作业过程，本实施案例中钢绞线张紧器5为水平放置，作业过程和原理与之相同。

优选的，所述支撑架6由支架61、底板62、眼板63、吊耳64、移动端钢绞线导向65和固定端钢绞线导向66等构件组成。钢绞线张紧器5置于支架61中，所述支架61固定在底板62上，并分别与钢绞线张紧器5的缸体51和固定端52连接在一起，主要起保护钢绞线张紧器5的作用，同时为其它构件提供支撑；所述底板62主要起防沉板作用，当钢绞线张紧器5需放置在海底时，通过该底板62能够减小对海床的压力，进而防止钢绞线张紧器5在海底的下沉，同时，该底板62还能够防止钢绞线张紧器5下放过程中的侧翻；所述眼板63设在支架61的一端部，用于连接目标锚3的锚缆31；所述吊耳64有四个分布于支架61的顶面，为整个支撑架结构的下放提供着力点，同时吊耳64的设置也能够使钢绞线张紧器5在水中距离海底一定高度的情况下作业；所述移动端钢绞线导向65和固定端钢绞线导向66分别设在支架61的两端，且所述移动端钢绞线导向65接近眼板63，并与钢绞线张紧器5的移动端53连接，随移动端53移动，所述固定端钢绞线导向66与钢绞线张紧器5的固定端52连接，所述移动端钢绞线导向65和固定端钢绞线导向66主要为钢绞线7提供导向作用，以保证钢绞线7弯曲时具有足够的弯曲半径。

优选的，所述钢绞线7为由多根钢丝绞合构成的钢缆，可以使用直径15.4mm和17.8mm的标准产品，也可以使用其它直径的定制化产品。

优选的，所述连接件8起到连接临时锚4的锚缆41和钢绞线7的作用，其可根据实际需求进行定制化设计，产品形式多样，图示仅为典型形式示意。

优选的，所述液压管线9一般为橡胶制柔性软管，根据需要可增加铠装，用于连接液压动力站2和钢绞线张紧器5。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种锚抓力测试方法，其特征在于，该方法需配套有进行锚抓力测试的目标锚及其锚缆、提供测试所需反力的临时锚及其锚缆、钢绞线张紧器、为钢绞线张紧器提供动力的液压动力站、连接液压动力站与钢绞线张紧器的液压管线、为钢绞线张紧器提供保护和支撑的支撑架、与钢绞线张紧器配合使用的钢绞线、连接钢绞线与临时锚的锚缆的连接件、为海上作业提供支持的作业母船；该方法的具体实施过程如下：

作业母船携带临时锚及其锚缆、钢绞线张紧器、液压动力站、液压管线、钢绞线抵达目标锚及其锚缆安装水域，作业母船在目标锚及其锚缆对角特定距离抛设临时锚及其锚缆，将目标锚的锚缆连接支撑架，将临时锚的锚缆连接连接件， 将连接好的钢绞线张紧器、钢绞线、液压管线下放到水中预设深度或海底，开启液压动力站，钢绞线张紧器开始张紧作业，逐渐收紧钢绞线，直至锚缆开始受力，继续上述张紧作业，直至锚抓力达到目标值，关闭液压动力站，按照设计要求维持锚抓力预设时间，完成锚抓力测试；

当测试完成后，打开钢绞线张紧器上锁定钢绞线的夹片，钢绞线不再受力，此时从工作母船上下放缆绳连接临时锚进行起锚作业，逐步将临时锚及其锚缆、钢绞线张紧器和钢绞线提升至工作母船，解脱支撑架与目标锚的锚缆的连接，整个锚抓力测试作业结束，解脱后的目标锚及其锚缆留在海底，等待后续与浮式结构物的连接；

所述钢绞线张紧器包括缸体、固定端、移动端、第一夹片和第二夹片，所述缸体的一端固定在固定端上，其另一端活动安装有移动端，所述移动端部分伸进缸体内，并能在缸体中进行伸缩活动，所述第一夹片置于固定端中，所述第二夹片置于移动端中，所述钢绞线依次穿过移动端、缸体、固定端，并能够被第一夹片和第二夹片锁紧；

所述钢绞线张紧器的工作原理为：进行张紧作业时，第一夹片开启、第二夹片锁紧，钢绞线随移动端移动，一个行程结束后，第二夹片开启，第一夹片锁紧，移动端回缩，钢绞线位置不动；重复上述过程，钢绞线逐步移动；其中，通过调整第二夹片和第一夹片的开关顺序，也能够使钢绞线逐步反向移动；

所述支撑架包括支架、底板、眼板、吊耳、移动端钢绞线导向和固定端钢绞线导向；所述钢绞线张紧器置于支架中，所述支架固定在底板上，并分别与钢绞线张紧器的缸体和固定端连接在一起，当钢绞线张紧器需放置在海底时，通过该底板能够减小对海床的压力，进而防止钢绞线张紧器在海底的下沉，同时，该底板还能够防止钢绞线张紧器下放过程中的侧翻；所述眼板设在支架的一端部，用于连接目标锚的锚缆；所述吊耳有多个分布于支架的顶面，为整个支撑架结构的下放提供着力点，同时吊耳的设置也能够使钢绞线张紧器在水中距离海底预设高度的情况下作业；所述移动端钢绞线导向和固定端钢绞线导向分别设在支架的两端，且所述移动端钢绞线导向接近眼板，并与钢绞线张紧器的移动端连接，随移动端移动，所述固定端钢绞线导向与钢绞线张紧器的固定端连接，所述移动端钢绞线导向和固定端钢绞线导向为钢绞线提供导向作用，以保证钢绞线弯曲时具有足够的弯曲半径；

所述钢绞线张紧器能够承受1000t以上的重量，满足锚抓力测试需求；

所述液压动力站通过液压管线为钢绞线张紧器提供液压油，控制钢绞线张紧器的伸缩过程以及伸缩速度。