CN114435538B - 一种反拉脱壳增长式鱼雷锚的装置与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种反拉脱壳增长式鱼雷锚的装置与方法，该装置包括锚身、锚头、卡槽、弧形展刀、铰点、拉杆、高压弹簧I、中杠、卡头、高压弹簧II、尾翼、工作锚链、临时吊链；通过反拉脱壳，将锚身与中杠分开，最大限度的增加了鱼雷锚长度，与土的接触面积增大，提升了鱼雷锚的抗拔能力；弧形展刀可以根据锚身长度设置多组，所有弧形展刀展开后内弧朝上，用拉杆拉住，结构稳定性高，与锚头一起构成弧形抗拔结构，防止因展开不足而出现展开失效的情况，对鱼雷锚的承载能力进行了充分的发挥，实现鱼雷锚抗拔能力的最大化，对鱼雷锚的自身重量和尺寸有了较低的要求，能够实现鱼雷锚轻量化制作，减少材料用量，节省制作成本以及运输和安装成本。

Description

一种反拉脱壳增长式鱼雷锚的装置与方法
技术领域
本发明属于系泊基础装置技术领域，特别涉及一种反拉脱壳增长式鱼雷锚的装置与方法。
背景技术
我国海洋资源探索正向深海迈进，对海洋石油平台和平台锚泊基础提出很高的要求。目前运用较广泛的深水锚基础主要有吸力锚、法向承力锚、吸力贯入式板锚、振动深埋锚、动力贯入锚等。其中，鱼雷锚是最新发展的深海锚基础形式，具有造价经济、安装简单高效、锚泊性能佳等突出特点，尤其是克服了传统锚基础安装成本严重依赖水深的缺点，是目前最具发展前景的深水锚基础。目前遇到的问题是鱼雷锚依靠自身重力可贯入土体，但是抗拔性能主要依靠锚身侧壁与土的摩擦阻力及顶部的上覆土压力提供，现有鱼雷锚的抗拔性能尚存在很大的提升空间。
检索发现，申请号为201710937047.4《一种锚头可张开的新型鱼雷锚及其安装方法》提供了一种通过张开鱼雷锚锚头锥形板，提高锚体的受力面积，进而提高锚体承载能力的方案。但是这种方案仅是对锚头进行展开，展开面积受限于锚头的尺寸，且锚头因为分散展开，其承载能力受到铰接处的刚度限制，结构的稳定性降低，不能承受较大的弯矩，承载能力的提高受到制约。申请号为201610533751.9《一种带环刺鱼雷锚》，通过在腔体内部设置穿刺机构，在拉力作用穿刺成一个平面，提高鱼雷锚的承载力。但是这种方案仅是向外展开刺刀，对承载力的提高受到刺刀数量和尺寸的制约。
因此，现有技术往往仅是单方面的对鱼雷锚的局部承载力进行提升，无法从全局全方位提升鱼雷锚的承载力；由于有的展开结构的整体稳定性下降，提升承载力还受到展开结构的刚度、数量以及尺寸等条件的制约，现有鱼雷锚的抗拔性能尚存在很大的提升空间；另外，由于展开结构可能受到较大的土层阻力，若展开不足会出现展开失效的情况。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术存在的不足和缺陷，提供了一种反拉脱壳增长式鱼雷锚的装置与方法，通过反拉脱壳，将锚身与中杠分开，增加鱼雷锚长度，与土的接触面积增大，提升了鱼雷锚的抗拔能力；弧形展刀可以根据锚身长度设置多组，所有弧形展刀展开后内弧朝上，用拉杆拉住，结构稳定性高，与锚头一起构成弧形抗拔结构，防止因展开不足而出现展开失效的情况，实现鱼雷锚抗拔能力的最大化。
一种反拉脱壳增长式鱼雷锚的装置，包括锚身1、锚头2、卡槽3、弧形展刀4、铰点5、拉杆6、高压弹簧I 7、中杠8、卡头9、高压弹簧II 10、尾翼11、工作锚链12、临时吊链13；
所述锚头2与锚身1通过卡口错缝搭接，可以在拉力作用下分开；锚头2顶端与中杠8下端固定连接，锚头2与中杠8保持同步运动；
所述锚身1尾部四周对称布置4个尾翼11；锚身1内侧设置卡槽3，允许卡头9与其高度齐平时，在高压弹簧II 10作用下卡入实现固定；所述高压弹簧II 10内置于中杠8内，并且两端分别连接着卡头9；
所述工作锚链12与锚身1底部相连；所述临时吊链13与中杠8底部相连；
所述弧形展刀4沿中杠8方向布置2到10组，根据中杠8的长短设定布置组数；在中杠8的同一高度，沿四周对称布置4个弧形展刀4；
所述铰点5与中杠8铰接，固定住弧形展刀4的下端；所述高压弹簧I 7与弧形展刀4相连；当弧形展刀4脱离锚身1的约束，高压弹簧I 7将弧形展刀4弹起；所述拉杆6的一端铰接在中杠8上，另一端连接着弧形展刀4的内侧上端位置，控制弧形展刀4展开的角度。
一种反拉脱壳增长式鱼雷锚的方法，采用上述的反拉脱壳增长式鱼雷锚连接，具体步骤如下：
①在指定的目标位置，将工作锚链12和临时吊链13同时吊起，然后将鱼雷锚进行投放，同时松开临时吊链13，鱼雷锚最终沉至指定位置；
②逐渐向上拉动工作锚链12，中杠8与锚头2在重力作用下保持原始位置不动，锚身1与锚头2分开并向上滑动；当锚身1上升到高于内侧弧形展刀4的中部以上位置时，被压缩的高压弹簧I 7开始伸长，促使弧形展刀4逐渐展开，插入鱼雷锚周身的土层内，当弧形展刀4展开到一定角度时，拉杆6阻碍其继续展开，控制弧形展刀4展开的角度；继续将锚身1提升，直至弧形展刀4全部展开；
③锚身1继续向上滑动，直至卡头9与卡槽3高度齐平，被压缩的高压弹簧II 10将卡头9弹进卡槽3内，当卡头9与卡槽3完全卡合后，锚身1无法继续上升，锚身1与中杠8相互稳固，形成反拉脱壳增长式鱼雷镭。
进一步地，通过反拉脱壳，将锚身1与中杠8分开，增加鱼雷锚长度，与土的接触面积增大，提升了鱼雷锚的抗拔能力；弧形展刀4可以根据锚身长度设置多组，所有弧形展刀展开后内弧朝上，用拉杆6拉住，结构稳定性高，与锚头2一起构成弧形抗拔结构，防止因展开不足而出现展开失效的情况，实现鱼雷锚抗拔能力的最大化。
有益效果
本发明提供了一种反拉脱壳增长式鱼雷锚的装置与方法，该装置包括锚身1、锚头2、卡槽3、弧形展刀4、铰点5、拉杆6、高压弹簧I 7、中杠8、卡头9、高压弹簧II 10、尾翼11、工作锚链12、临时吊链13；通过反拉脱壳，将锚身1与中杠8分开，增加鱼雷锚长度，与土的接触面积增大，提升了鱼雷锚的抗拔能力；弧形展刀4可以根据锚身长度设置多组，所有弧形展刀展开后内弧朝上，用拉杆6拉住，结构稳定性高，与锚头2一起构成弧形抗拔结构，防止因展开不足而出现展开失效的情况，实现鱼雷锚抗拔能力的最大化。
本发明的优点如下：
1)采用反拉脱壳，将锚身与内部结构分开，最大限度的增加了鱼雷锚长度，从而增加了鱼雷锚与土的接触面积，提升了鱼雷锚的抗拔能力；
2)弧形展刀可以根据锚身长度设置多组，所有弧形展刀展开后用拉杆拉住，结构稳定性高；
3)弧形展刀内弧朝上，与锚头一起构成弧形抗拔结构，这种结构的受力特点更为合理，抗拔能力更强；这种设计的另一个好处是，弧形展刀若初始未能充分展开，但在受拉上拔时受到上方土的阻力可以得到更充分的展开，有效避免出现展开结构失效的情况；
4)锚头采用不分开的弧形结构的整体稳定性更好，比分散展开的锚头的结构刚度高，极限承载能力大大提高；
5)由于上述的改进，对鱼雷锚的承载能力进行了充分的发挥，对鱼雷锚的自身重量和尺寸有了较低的要求，能够实现鱼雷锚轻量化制作，减少材料用量，节省制作成本以及运输和安装成本。
附图说明
图1为本发明所述的装置结构示意图；
图2为本发明所述的装置经反拉脱壳直至卡头卡入卡槽，达到充分展开后的结构示意图；
标号说明：锚身1、锚头2、卡槽3、弧形展刀4、铰点5、拉杆6、高压弹簧I 7、中杠8、卡头9、高压弹簧II 10、尾翼11、工作锚链12、临时吊链13。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
如图1所示，一种反拉脱壳增长式鱼雷锚的装置，包括锚身1、锚头2、卡槽3、弧形展刀4、铰点5、拉杆6、高压弹簧I 7、中杠8、卡头9、高压弹簧II 10、尾翼11、工作锚链12、临时吊链13；
所述锚头2与锚身1通过卡口错缝搭接，可以在拉力作用下分开；锚头2顶端与中杠8下端固定连接，锚头2与中杠8保持同步运动；
所述锚身1尾部四周对称布置4个尾翼11；锚身1内侧设置卡槽3，允许卡头9与其高度齐平时，在高压弹簧II 10作用下卡入实现固定；所述高压弹簧II 10内置于中杠8内，并且两端分别连接着卡头9；
所述工作锚链12与锚身1底部相连；所述临时吊链13与中杠8底部相连；
所述弧形展刀4沿中杠8方向布置2到10组，根据中杠8的长短设定布置组数；在中杠8的同一高度，沿四周对称布置4个弧形展刀4；
所述铰点5与中杠8铰接，固定住弧形展刀4的下端；所述高压弹簧I 7与弧形展刀4相连；当弧形展刀4脱离锚身1的约束，高压弹簧I 7将弧形展刀4弹起；所述拉杆6的一端铰接在中杠8上，另一端连接着弧形展刀4的内侧上端位置，控制弧形展刀4展开的角度。
一种反拉脱壳增长式鱼雷锚的方法，采用上述的反拉脱壳增长式鱼雷锚连接，具体步骤如下：
①在指定的目标位置，将工作锚链12和临时吊链13同时吊起，然后将鱼雷锚进行投放，同时松开临时吊链13，鱼雷锚最终沉至指定位置；
②逐渐向上拉动工作锚链12，中杠8与锚头2在重力作用下保持原始位置不动，锚身1与锚头2分开并向上滑动；当锚身1上升到高于内侧弧形展刀4的中部以上位置时，被压缩的高压弹簧I 7开始伸长，促使弧形展刀4逐渐展开，插入鱼雷锚周身的土层内，当弧形展刀4展开到一定角度时，拉杆6阻碍其继续展开，控制弧形展刀4展开的角度；继续将锚身1提升，直至弧形展刀4全部展开；
③锚身1继续向上滑动，直至卡头9与卡槽3高度齐平，被压缩的高压弹簧II 10将卡头9弹进卡槽3内，当卡头9与卡槽3完全卡合后，锚身1无法继续上升，锚身1与中杠8相互稳固，形成反拉脱壳增长式鱼雷镭，如图2所示。
以上所述仅是本发明技术的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种反拉脱壳增长式鱼雷锚的使用方法，其特征在于，所述反拉脱壳增长式鱼雷锚，包括锚身(1)、锚头(2)、卡槽(3)、弧形展刀(4)、铰点(5)、拉杆(6)、高压弹簧I(7)、中杠(8)、卡头(9)、高压弹簧II(10)、尾翼(11)、工作锚链(12)、临时吊链(13)；
所述锚头(2)与锚身(1)通过卡口错缝搭接，在拉力作用下分开；锚头(2)顶端与中杠(8)下端固定连接，锚头(2)与中杠(8)保持同步运动；
所述锚身(1)尾部四周对称布置4个尾翼(11)；锚身(1)内侧设置卡槽(3)，允许卡头(9)与其高度齐平时，在高压弹簧II(10)作用下卡入实现固定；所述高压弹簧II(10)内置于中杠(8)内，并且两端分别连接着卡头(9)；
所述工作锚链(12)与锚身(1)底部相连；所述临时吊链(13)与中杠(8)底部相连；
所述弧形展刀(4)沿中杠(8)方向布置2到10组，根据中杠(8)的长短设定布置组数；在中杠(8)的同一高度，沿四周对称布置4个弧形展刀(4)；
所述铰点(5)与中杠(8)铰接，固定住弧形展刀(4)的下端；所述高压弹簧I(7)与弧形展刀(4)相连；当弧形展刀(4)脱离锚身(1)的约束，高压弹簧I(7)将弧形展刀(4)弹起；所述拉杆(6)的一端铰接在中杠(8)上，另一端连接着弧形展刀(4)的内侧上端位置，控制弧形展刀(4)展开的角度；
具体步骤如下：
①在指定的目标位置，将工作锚链(12)和临时吊链(13)同时吊起，然后将鱼雷锚进行投放，同时松开临时吊链(13)，鱼雷锚最终沉至指定位置；
②逐渐向上拉动工作锚链(12)，中杠(8)与锚头(2)在重力作用下保持原始位置不动，锚身(1)与锚头(2)分开并向上滑动；当锚身(1)上升到高于内侧弧形展刀(4)的中部以上位置时，被压缩的高压弹簧I(7)开始伸长，促使弧形展刀(4)逐渐展开，插入鱼雷锚周身的土层内，当弧形展刀(4)展开到一定角度时，拉杆(6)阻碍其继续展开，控制弧形展刀(4)展开的角度；继续将锚身(1)提升，直至弧形展刀(4)全部展开；
③锚身(1)继续向上滑动，直至卡头(9)与卡槽(3)高度齐平，被压缩的高压弹簧II(10)将卡头(9)弹进卡槽(3)内，当卡头(9)与卡槽(3)完全卡合后，锚身(1)无法继续上升，锚身(1)与中杠(8)相互稳固，形成反拉脱壳增长式鱼雷锚。
2.根据权利要求1所述的一种反拉脱壳增长式鱼雷锚的使用方法，其特征在于，通过反拉脱壳，将锚身(1)与中杠(8)分开，增加鱼雷锚长度，与土的接触面积增大，提升了鱼雷锚的抗拔能力；弧形展刀(4)根据锚身长度设置多组，所有弧形展刀展开后内弧朝上，用拉杆(6)拉住，结构稳定性高，与锚头(2)一起构成弧形抗拔结构，防止出现展开失效，实现鱼雷锚抗拔能力的最大化。
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