CN114604362A - 横向拓展轮辐式吸力锚 - Google Patents
横向拓展轮辐式吸力锚 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114604362A CN114604362A CN202210288952.2A CN202210288952A CN114604362A CN 114604362 A CN114604362 A CN 114604362A CN 202210288952 A CN202210288952 A CN 202210288952A CN 114604362 A CN114604362 A CN 114604362A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- suction anchor
- spoke
- cylinder
- web
- plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 4
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 34
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 10
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000009471 action Effects 0.000 description 7
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 7
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 6
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005536 corrosion prevention Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B21/00—Tying-up; Shifting, towing, or pushing equipment; Anchoring
- B63B21/24—Anchors
- B63B21/26—Anchors securing to bed
- B63B21/27—Anchors securing to bed by suction
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Piles And Underground Anchors (AREA)
Abstract
本发明提供了一种横向拓展轮辐式吸力锚，该横向拓展轮辐式吸力锚包括：内筒、外筒和多个第一辐板，外筒设置于内筒外，并且外筒的纵向长度小于内筒的纵向长度，第一辐板设置于外筒与内筒之间，并且，第一辐板的外侧与外筒固接，第一辐板的内侧与内筒固接，第一辐板上设置有多个第一通孔，多个第一辐板绕内筒圆周分布。通过本发明，解决了吸力锚的承载力较差的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及海上油气开采装备的技术领域，尤其涉及一种横向拓展轮辐式吸力锚。
背景技术
吸力锚是一种顶部封闭的筒式结构，主要应作浅层水下水合物开采导管基础、水下采油导管基础及海上风电基础等承载基础，具有承载力高、抗拔力优良等是特性，是海上油气开采作业的重要基础。
吸力锚下入后与土层的接触，通过接触产生的侧摩阻力产生足够的承载力，由于水合物的开采及水下采油基础直径较小，为保证吸力锚具有足够的承载力，通常吸力锚的纵向结构较长，这为其制造加工制造了一定的难度，并增大了现场加工的难度。
筒式吸力锚的结构为圆筒状，具有上顶板和筒壁结构，下入完成后上顶板位于泥面位置，筒壁位于泥面以下位置，其主要承载力依靠筒壁与底层之间的侧摩阻力来产生。为满足施工需要，筒式吸力锚的筒壁直径较大或者长度较长。
裙边式吸力锚在筒式吸力锚的基础上将上顶板直径放大，上顶板探出筒壁外圆，探出部分形成环状承载结构，当吸力锚下入完成后，环状承载结构位于泥面位置与泥面接触，从而提供一定的承载能力。但是，如果吸力锚不能够下入到位或者顶板位置接触不到泥面，环状承载结构不能够提供承载力；上顶板裙边承载结构位于泥面位置，泥面位置土体强度较弱，产生的承载能力有限。
综上，现有技术中的吸力锚存在承载力较差的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种横向拓展轮辐式吸力锚，以解决吸力锚的承载力较差的技术问题。
本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：
本发明提供一种横向拓展轮辐式吸力锚，包括：内筒、外筒和多个第一辐板，所述外筒设置于所述内筒外，并且所述外筒的纵向长度小于所述内筒的纵向长度，所述第一辐板设置于所述外筒与所述内筒之间，并且，所述第一辐板的外侧与所述外筒固接，所述第一辐板的内侧与所述内筒固接，所述第一辐板上设置有多个第一通孔，多个所述第一辐板绕所述内筒圆周分布。
在优选的实施方式中，所述吸力锚包括第二辐板，所述第二辐板设置于所述内筒内，所述第二辐板的外侧固接于所述内筒，所述第二辐板的内侧悬置。
在优选的实施方式中，所述第二辐板上设置有多个第二通孔。
在优选的实施方式中，所述吸力锚包括上顶板，所述上顶板固接于所述内筒的顶面，所述上顶板上设置有至少一个水孔。
在优选的实施方式中，所述上顶板的外径大于或者等于所述内筒的外径，且小于所述外筒的外径。
在优选的实施方式中，所述外筒与所述内筒同心，并且，所述外筒的顶面和所述第一辐板的顶面均与所述上顶板的底面平齐。
在优选的实施方式中，所述外筒的筒壁上设置有多个第三通孔。
在优选的实施方式中，所述第一辐板和所述第一辐板均沿径向设置，并且所述第一辐板与所述第二辐板在圆周方向相错开。
在优选的实施方式中，所述第二辐板的纵向长度大于所述外筒的纵向长度，并且所述第二辐板的纵向长度等于或者小于外筒的纵向长度；所述第一辐板的纵向长度等于或者小于所述外筒的纵向长度。
在优选的实施方式中，所述第二辐板的横向宽度为所述内筒的内径的0.2～0.3倍。
本发明的特点及优点是：
(1)下入到位后，周围土体会对第一辐板侧壁、内筒内外壁和外筒内外壁进行挤压，从而产生侧摩阻力；在该吸力锚承载时，土体会对该吸力锚产生向上的摩擦力；
(2)该吸力锚下入后，第一辐板上的第一通孔在土层恢复的作用下会逐渐被土层填满，此时，该吸力锚在进行承载时，第一通孔处会对土层产生剪切力，土层给吸力锚提供承载力，因为土层粘性作用较大，剪切力会大于侧磨阻力，提供更高的承载能力；
(3)呈轮辐式分布的第一辐板，在该吸力锚的横向进行拓展，具有较大的与地层的有效接触面积，有效提高该吸力锚的承载力和抗拔力；
(4)该吸力锚提升了横向稳定性和竖向稳定性，从而能够适应深水浅层钻井工程对于井口稳定性的要求；
(5)该吸力锚纵向缩短，从而内容腔进一步减小，下入过程中需要抽吸的水量更小，可降低在作业时抽吸水的时间，有助于提高作业效率，降低吊装作业等作业难度，降低作业时的人工、设备租赁等各项成本；
(6)该吸力锚缩短了纵向长度，结构更加简单，提高了整体强度，可降低钢材的用量，节省制造原材料成本，降低加工制造难度，可降低制造周期，提高制造效率，节省人工及机械成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1-图4B为本发明提供的横向拓展轮辐式吸力锚的结构示意图；
图5-图6为本发明提供的横向拓展轮辐式吸力锚中的内筒的结构示意图；
图7为本发明提供的横向拓展轮辐式吸力锚中的第二辐板的结构示意图；
图8-图9为本发明提供的横向拓展轮辐式吸力锚中的外筒的结构示意图；
图10为本发明提供的横向拓展轮辐式吸力锚中的第一辐板的结构示意图；
图11为本发明提供的横向拓展轮辐式吸力锚中的第一辐板的受力示意图。
附图标号说明：
10、内筒；20、上顶板；21、水孔；
30、外筒；31、第三通孔；
40、第一辐板；41、第一通孔；
50、第二辐板；51、第二通孔；
60、土层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种横向拓展轮辐式吸力锚，如图1-图4B所示，该吸力锚包括：内筒10、外筒30和多个第一辐板40，外筒30设置于内筒10外，并且外筒30的纵向长度小于内筒10的纵向长度，第一辐板40设置于外筒30与内筒10之间，并且，第一辐板40的外侧与外筒30固接，第一辐板40的内侧与内筒10固接，第一辐板40上设置有多个第一通孔41，多个第一辐板40绕内筒10圆周分布。
该吸力锚具有以下特点：(1)下入到位后，周围土体会对第一辐板40侧壁、内筒10内外壁和外筒30内外壁进行挤压，从而产生侧摩阻力；在该吸力锚承载时，土体会对该吸力锚产生向上的摩擦力；(2)该吸力锚下入后，第一辐板40上的第一通孔41在土层60恢复的作用下会逐渐被土层60填满，此时，该吸力锚在进行承载时，第一通孔41处会对土层60产生剪切力，土层60给吸力锚提供承载力，因为土层60粘性作用较大，剪切力会大于侧磨阻力，提供更高的承载能力；(3)呈轮辐式分布的第一辐板40，在该吸力锚的横向进行拓展，具有较大的与地层的有效接触面积，有效提高该吸力锚的承载力和抗拔力；(4)该吸力锚提升了横向稳定性和竖向稳定性，从而能够适应深水浅层钻井工程对于井口稳定性的要求；(5)该吸力锚纵向缩短，从而内容腔进一步减小，下入过程中需要抽吸的水量更小，可降低在作业时抽吸水的时间，有助于提高作业效率，降低吊装作业等作业难度，降低作业时的人工、设备租赁等各项成本；(6)该吸力锚缩短了纵向长度，结构更加简单，提高了整体强度，可降低钢材的用量，节省制造原材料成本，降低加工制造难度，可降低制造周期，提高制造效率，节省人工及机械成本。
在一实施方式中，该吸力锚包括第二辐板50，第二辐板50设置于内筒10内，如图3B-图4B和图7所示，第二辐板50的外侧固接于内筒10，第二辐板50增大了该吸力锚与土层的接触面积，有效提高承载力。进一步地，第二辐板50的内侧悬置，第二辐板50上设置有多个第二通孔51，在该吸力锚下入后，第二辐板50上的第二通孔51在土层恢复的作用下会逐渐被土层填满，第二通孔51处会对土层产生剪切力，剪切力会大于侧磨阻力，提高了该吸力锚的承载能力。
如图4A所示，该吸力锚包括上顶板20，上顶板20固接于内筒10的顶面，上顶板20上设置有至少一个水孔21，上顶板20与内筒10及第二辐板50进行焊接，使内筒10形成封闭空间，并可通过水孔21进行抽吸水及向内部注水。
如图5-图6所示，内筒10为圆筒状结构，内筒10的上部端口与上顶板20焊接，内筒10的内侧壁上焊接第二辐板50。优选地，内筒10的长度为8m～12m，直径为6m～10m。上顶板20为圆形钢板，上顶板20的外径大于或者等于内筒10的外径，且小于外筒30的外径，以使内筒10内形成封闭空间，并且内筒10与外筒30之间的环空的上端形成开口，有利于土层对外筒30的内外侧产生作用力，且便于该吸力锚下入；优选地，上顶板20的外径等于内筒10的外径。
如图8-图10所示，外筒30为筒状结构，内部与第一辐板40进行焊接，对第一辐板40提供支撑与保护的作用。第一辐板40增大了该吸力锚与土层的接触面积，有效提高承载力。第一辐板40可以为条状钢板，焊接在内筒10外侧与外筒30中间，提供支撑力。
在一实施方式中，外筒30的筒壁上设置有多个第三通孔31，在该吸力锚下入后，第一辐板40上的第一通孔41、第二辐板50上的第二通孔51及外筒30上的第三通孔31，在土层恢复的作用下会逐渐被土层填满，如图11所示，此时该吸力锚在进行承载时，第一通孔41、第二通孔51和第三通孔31处会对土层60产生剪切力，土层60给该吸力锚提供承载力，因为土层60粘性作用较大，剪切力会大于侧磨阻力，承载能力更高。
进一步地，第一辐板40和第一辐板40均沿径向设置，第一辐板40呈圆周分布于该吸力锚内筒10外侧壁与外筒30内侧壁之间，可增大与土层的接触面积，有效提高承载力；第二辐板50呈圆周分布于该吸力锚内筒10内侧壁上，可增大与土层的接触面积，有效提高承载力。如图3B所示，第一辐板40与第二辐板50在圆周方向相错开。如图4B所示，图4B中的指向第一辐板40、第二辐板50、内筒10及外筒30的箭头表示挤压力，土层60会对第一辐板40侧壁、第二辐板50侧壁、内筒10的内外壁及外筒30的内外壁进行挤压，从而产生侧摩阻力，在该吸力锚承载时土层60会对其产生向上的摩擦力。
进一步地，外筒30与内筒10同心，并且，外筒30的顶面和第一辐板40的顶面均与上顶板20的底面平齐，外筒30包裹第一辐板40，可对第一辐板40产生一定的保护作用，该吸力锚下入完成后具有良好的抗倾覆能力。
第二辐板50可以为条状钢板，焊接在内筒10上，起到支撑作用。第二辐板50的纵向长度大于外筒30的纵向长度，并且第二辐板50的纵向长度等于或者小于外筒30的纵向长度，在一实施方式中，第二辐板50的长度与内筒10长度一致，从内筒10一端贯穿至其另一端。第二辐板50的长度优选为8m～12m，数量可以为8个。具体地，第二辐板50可由多个短钢板进行接长制成。第一辐板40的纵向长度等于或者小于外筒30的纵向长度。优选地，外筒30长度为3m～4m，外筒30的直径为12m～16m。在一实施方式中，第一辐板40的长度与外筒30的长度一致，第一辐板40从外筒30一端贯穿至外筒30另一端。第一外筒30的数量优选为8～12个。该吸力锚可以在工厂进行钢板卷制、切割下料、组对焊接、防腐等工艺，生产完成后运至海上进行下入作业。
进一步地，第二辐板50的横向宽度为内筒10的内径的0.2～0.3倍，优选地，如图3B所示，第二辐板50的横向宽度为内筒10的内径的0.25倍。
以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。
Claims (10)
1.一种横向拓展轮辐式吸力锚，其特征在于，包括：内筒、外筒和多个第一辐板，所述外筒设置于所述内筒外，并且所述外筒的纵向长度小于所述内筒的纵向长度，所述第一辐板设置于所述外筒与所述内筒之间，并且，所述第一辐板的外侧与所述外筒固接，所述第一辐板的内侧与所述内筒固接，所述第一辐板上设置有多个第一通孔，多个所述第一辐板绕所述内筒圆周分布。
2.根据权利要求1所述的横向拓展轮辐式吸力锚，其特征在于，所述吸力锚包括第二辐板，所述第二辐板设置于所述内筒内，所述第二辐板的外侧固接于所述内筒，所述第二辐板的内侧悬置。
3.根据权利要求2所述的横向拓展轮辐式吸力锚，其特征在于，所述第二辐板上设置有多个第二通孔。
4.根据权利要求2所述的横向拓展轮辐式吸力锚，其特征在于，所述吸力锚包括上顶板，所述上顶板固接于所述内筒的顶面，所述上顶板上设置有至少一个水孔。
5.根据权利要求4所述的横向拓展轮辐式吸力锚，其特征在于，所述上顶板的外径大于或者等于所述内筒的外径，且小于所述外筒的外径。
6.根据权利要求4所述的横向拓展轮辐式吸力锚，其特征在于，所述外筒与所述内筒同心，并且，所述外筒的顶面和所述第一辐板的顶面均与所述上顶板的底面平齐。
7.根据权利要求2所述的横向拓展轮辐式吸力锚，其特征在于，所述外筒的筒壁上设置有多个第三通孔。
8.根据权利要求7所述的横向拓展轮辐式吸力锚，其特征在于，所述第一辐板和所述第一辐板均沿径向设置，并且所述第一辐板与所述第二辐板在圆周方向相错开。
9.根据权利要求2所述的横向拓展轮辐式吸力锚，其特征在于，所述第二辐板的纵向长度大于所述外筒的纵向长度，并且所述第二辐板的纵向长度等于或者小于外筒的纵向长度；所述第一辐板的纵向长度等于或者小于所述外筒的纵向长度。
10.根据权利要求9所述的横向拓展轮辐式吸力锚，其特征在于，所述第二辐板的横向宽度为所述内筒的内径的0.2～0.3倍。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210288952.2A CN114604362A (zh) | 2022-03-23 | 2022-03-23 | 横向拓展轮辐式吸力锚 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210288952.2A CN114604362A (zh) | 2022-03-23 | 2022-03-23 | 横向拓展轮辐式吸力锚 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114604362A true CN114604362A (zh) | 2022-06-10 |
Family
ID=81864490
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210288952.2A Pending CN114604362A (zh) | 2022-03-23 | 2022-03-23 | 横向拓展轮辐式吸力锚 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114604362A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115258050A (zh) * | 2022-07-15 | 2022-11-01 | 武汉鑫鼎泰技术有限公司 | 一种筒状重力锚 |
-
2022
- 2022-03-23 CN CN202210288952.2A patent/CN114604362A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115258050A (zh) * | 2022-07-15 | 2022-11-01 | 武汉鑫鼎泰技术有限公司 | 一种筒状重力锚 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112177031B (zh) | 一种带放射肋板及防冲刷罩的海上风电机单桩基础 | |
| CN110374085B (zh) | 一种针对珊瑚砂地基的双层螺纹钢管桩及施工方法 | |
| CN114604362A (zh) | 横向拓展轮辐式吸力锚 | |
| CN110714463A (zh) | 一种机械扩径型抗浮锚杆及其施工方法 | |
| CN210315516U (zh) | 一种扩底型管桩结构 | |
| CN217227845U (zh) | 横向拓展轮辐式吸力锚 | |
| CN112878353B (zh) | 应用于海上风机桩桶复合基础的反滤装置及施工方法 | |
| CN211735379U (zh) | 穿透地下室底板的抗浮锚杆的防水结构 | |
| CN105317381A (zh) | 用于施工钻孔灌注桩的钻头及利用该钻头的成孔方法 | |
| CN211547793U (zh) | 一种适用于深远海桩基导管架基础桩内壁清淤及密封装置 | |
| CN218407327U (zh) | 旋挖钻机的捞砂斗 | |
| CN215669485U (zh) | 一种新型膨胀注浆锚杆 | |
| CN111364494A (zh) | 一种使用锚索及斜直桩支撑的海上高桩承台基础及其施工方法 | |
| LU502035B1 (en) | Modularized sinking assisting device and sinking-into-soil method for bucket foundation | |
| CN203684233U (zh) | 圆形深基坑支护结构 | |
| CN110886291A (zh) | 一种珊瑚沙环境下的桩结构及施工方法 | |
| CN212506362U (zh) | 一种使用锚索及斜直桩支撑的海上高桩承台基础 | |
| CN215210988U (zh) | 一种扩大头管桩 | |
| CN211547794U (zh) | 采用灌浆连接的多筒导管架基础 | |
| CN210798909U (zh) | 一种高效加工运输的分离式水下井口吸力锚 | |
| CN205276309U (zh) | 一种浮式抗冰张力腿风机基础 | |
| CN111926808A (zh) | 一种深水桩基可拆除护筒结构及其施工方法 | |
| CN219862764U (zh) | 带有扩底端板的预制桩 | |
| CN114351690B (zh) | 一种中空夹层钢管混凝土桩及其施工方法 | |
| CN220013639U (zh) | 一种双层永久钢护筒钻孔灌注桩 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 200335 CNOOC building, 388 Tongxie Road, Changning District, Shanghai Applicant after: SHANGHAI BRANCH, CHINA OILFIELD SERVICES Ltd. Applicant after: China University of Petroleum (Beijing) Address before: 102249 Beijing city Changping District Road No. 18 Applicant before: China University of Petroleum (Beijing) Applicant before: SHANGHAI BRANCH, CHINA OILFIELD SERVICES Ltd. |
|
| CB02 | Change of applicant information |