CN114987689B - 一种反复锤击加深鱼雷锚贯入深度的装置及工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种反复锤击加深鱼雷锚贯入深度的装置及工作方法，该装置包括鱼雷锚、锚头、尾翼、锚链、锤垫、导向杆、穿心落锤、拉绳、套管、吊孔、穿孔、垫板；通过拉绳提升穿心落锤并让其自由下落，将冲击动能传递给锚头，促使鱼雷锚在反复锤击做功下向海床土层中深部移动，增加贯入深度的同时挤密周边土层，提升了鱼雷锚的抗拔能力，解决了因海床土层较硬或者鱼雷锚轻量化设计造成鱼雷锚初始贯入深度不足的问题，为提升鱼雷锚贯入深度的同时进行鱼雷锚轻量化设计提供了新的思路；鱼雷锚可在服役一段时间后再次通过反复锤击，达到新的贯入深度，以适应因外在环境改变导致的贯入深度不足或者抗拔承载力下降的情况，提高鱼雷锚的服役寿命。

Description

一种反复锤击加深鱼雷锚贯入深度的装置及工作方法
技术领域
本发明属于系泊基础装置技术领域，特别涉及一种反复锤击加深鱼雷锚贯入深度的装置及工作方法。
背景技术
现阶段，由于海洋资源的开发已转向深水领域，海洋浮式结构平台应用越来越广泛，为了通过锚泊装置将平台固定在某个位置，锚固结构的抗拔性能是浮式结构充分发挥其效果的关键。鱼雷锚安装简单快捷，费用经济，是一种最新发展起来的深海锚固结构，鱼雷锚靠自重下落，达到指定深度。然而，现有锚固结构为增大其锚固能力，通常采用加大锚体重量的方式，导致材料成本较高且运载吊装困难，并且在海床土层较硬地层中，锚体仅靠自重难以抵达指定土层，造成实际抗拔承载力低于设计值，因此提升现有鱼雷锚的贯入深度、抗拔性能以及服役期限存在很大研究空间。
检索发现，申请号为202122683123.8《重力贯入式深水锚》提供了一种将锚体安装入土，将托板嵌入土中，形成一个倒扣在土体中的锚体的方案。这种鱼雷锚不可再次加深贯入深度，其抗拔力承载力的发挥受到初始贯入深度的制约。申请号为202020050699.3《一种可加深锚固长度的鱼雷锚》，通过在锚头处增设旋转刀片，切割土层，加深锚固长度，使鱼雷锚达到指定深度。但是这种方案受到切土结构的长度或切土能力的限制，增加的深度有限。
因此，现有技术往往受限于鱼雷锚自身重量或土层软硬程度，导致鱼雷锚初始贯入深度不足，承载力可能无法达到设计需求；即使采取一定程度的切土方式来增加鱼雷锚深度，但受到切土结构的长度或切土能力的限制，增加的深度有限。另外，鱼雷锚在服役期间如果因环境改变遇到的贯入深度不足或者抗拔承载力下降的情况，也无法进一步的增加鱼雷锚的贯入深度，难以适应新的工作工况，导致其服役寿命受到限制。
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，提供了一种反复锤击加深鱼雷锚贯入深度的装置及工作方法，通过拉绳提升穿心落锤并让其自由下落，将冲击动能传递给锚头，促使鱼雷锚在反复锤击做功下向海床土层中深部移动，增加贯入深度的同时挤密周边土层，提升了鱼雷锚的抗拔能力，解决了因海床土层较硬或者鱼雷锚轻量化设计造成鱼雷锚初始贯入深度不足的问题，为提升鱼雷锚贯入深度的同时进行鱼雷锚轻量化设计提供了新的思路。鱼雷锚可在服役一段时间后再次通过反复锤击，达到新的贯入深度，以适应因外在环境改变导致的贯入深度不足或者抗拔承载力下降的情况，提高鱼雷锚的服役寿命。
一种反复锤击加深鱼雷锚贯入深度的装置，包括鱼雷锚1、锚头2、尾翼3、锚链4、锤垫5、导向杆6、穿心落锤7、拉绳8、套管9、吊孔10、穿孔11、垫板12；
所述鱼雷锚1为圆柱状筒体，前端为锥形锚头2，尾部四周布置4个尾翼3，尾端中心点处与锚链4连接；
鱼雷锚的尾端中心点附近设置穿孔11，允许拉绳8穿过；穿孔11处固定连接套管9，允许拉绳8在套管9中自由滑动，同时避免海水通过穿孔11进入鱼雷锚内部；
所述锚头2内部设置高强的垫板12，垫板上覆盖以锤垫5，作为落锤冲击的缓冲层；
所述导向杆6位于鱼雷锚1的中轴线上，一端与锚头2的垫板12固定连接，另一端与鱼雷锚1尾端固定连接；
所述穿心落锤7为中空的圆柱块，套在导向杆6上，通过其上的吊孔10与拉绳8连接，可以在拉绳8的作用下沿导向杆上下滑动；当穿心落锤被拉至最高点处，释放拉绳8，可以沿导向杆6做自由落体运动；当落至锤垫5处，将冲击动能经由垫板12传递给锚头2，促使鱼雷锚1在海床土层中向下移动。
一种反复锤击加深鱼雷锚贯入深度装置的工作方法，采用上述的一种反复锤击加深鱼雷锚贯入深度装置的连接，具体步骤如下：
①通过施工船将鱼雷锚1运至目标投放位置，将锚链4和组装好拉绳8的套管9同时吊起，然后将鱼雷锚1进行投放，松开锚链4和套管9，鱼雷锚1依靠自身重力沉至海床土层中；
②在施工船上缓慢上拉拉绳8，将穿心落锤7沿着导向杆6提升至接近鱼雷锚1尾端，然后放松拉绳8，让穿心落锤7自由下落，锤击锤垫5，将冲击动能经由垫板12传递给锚头2，促使鱼雷锚在海床土层中向下移动，增加贯入深度；
③重复步骤②的操作，使得穿心落锤7反复锤击锤垫5，直至鱼雷锚进入土层中预定深度；将拉绳8连同套管9的上端与锚链4绑定，以备后用；
④若鱼雷锚服役期间因外在环境改变，遇到贯入深度不足或者抗拔承载力下降的情况，临时解开拉绳8连同套管9与锚链4的绑定，重复步骤②～③的操作，直至鱼雷锚进入土层中新的设计深度，适应新的工作状况，提高鱼雷锚的服役寿命。
进一步地，通过拉绳8提升穿心落锤7后让穿心落锤自由下落，产生对锚头2的锤击作用；通过反复锤击促使鱼雷锚1在海床土层中向下移动，加深了鱼雷锚的贯入深度，挤密周边土层，提升了鱼雷锚的抗拔能力，解决了因海床土层较硬或者鱼雷锚轻量化设计造成鱼雷锚初始贯入深度不足的问题，为提升鱼雷锚贯入深度的同时进行鱼雷锚轻量化设计提供了新的思路。
进一步地，该装置能够适应服役后外在环境改变遇到的贯入深度不足或者抗拔承载力下降的情况，通过新一轮的反复锤击，促使鱼雷锚进入土层中新的设计深度，适应新的工作状况，提高鱼雷锚的服役寿命。
有益效果
本发明提供了一种反复锤击加深鱼雷锚贯入深度的装置及工作方法，该装置包括鱼雷锚1、锚头2、尾翼3、锚链4、锤垫5、导向杆6、穿心落锤7、拉绳8、套管9、吊孔10、穿孔11、垫板12；通过拉绳提升穿心落锤并让其自由下落，将冲击动能传递给锚头，促使鱼雷锚在反复锤击做功下向海床土层中深部移动，增加贯入深度的同时挤密周边土层，提升了鱼雷锚的抗拔能力，解决了因海床土层较硬或者鱼雷锚轻量化设计造成鱼雷锚初始贯入深度不足的问题，为提升鱼雷锚贯入深度的同时进行鱼雷锚轻量化设计提供了新的思路；鱼雷锚可在服役一段时间后再次通过反复锤击，达到新的贯入深度，以适应因外在环境改变导致的贯入深度不足或者抗拔承载力下降的情况，提高鱼雷锚的服役寿命。
本发明的优点如下：
①拉绳提升穿心落锤并让其自由下落，将冲击动能传递给锚头，促使鱼雷锚在反复锤击做功下向海床土层中深部移动，增加贯入深度，提升了鱼雷锚的抗拔能力；
②通过锤击方式增加鱼雷锚的贯入深度，产生的振动和挤压的作用将挤密鱼雷锚周边土体，增大周边土层的强度和侧摩阻力，也增加了鱼雷锚的抗拔能力；
③本装置可解决因海床土层较硬或者鱼雷锚轻量化设计造成鱼雷锚初始贯入深度不足的问题；本装置可降低鱼雷锚初始贯入深度的要求，因此可以降低鱼雷锚的自身重量，减少材料用量，节省了制作成本以及运输吊装成本，可为提升鱼雷锚贯入深度的同时进行鱼雷锚轻量化设计提供了新的思路；
④本装置采用拉绳提升穿心落锤的方式来提供冲击动能，方式简单，具有可重复性和长期使用的功能；鱼雷锚可在服役一段时间后再次通过反复锤击，达到新的贯入深度，以适应因外在环境改变导致的贯入深度不足或者抗拔承载力下降的情况，提高鱼雷锚的服役寿命。
附图说明
图1为本发明所述的装置剖视结构示意图；
图2为本发明所述的装置俯视结构示意图；
标号说明：鱼雷锚1、锚头2、尾翼3、锚链4、锤垫5、导向杆6、穿心落锤7、拉绳8、套管9、吊孔10、穿孔11、垫板12。
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～图2所示，一种反复锤击加深鱼雷锚贯入深度的装置，包括鱼雷锚1、锚头2、尾翼3、锚链4、锤垫5、导向杆6、穿心落锤7、拉绳8、套管9、吊孔10、穿孔11、垫板12；
所述鱼雷锚1为圆柱状筒体，前端为锥形锚头2，尾部四周布置4个尾翼3，尾端中心点处与锚链4连接；
所述锚头2内部设置高强的垫板12，垫板上覆盖以锤垫5；
所述导向杆6位于鱼雷锚1的中轴线上，一端与锚头2的垫板12固定连接，另一端与鱼雷锚1尾端固定连接；
所述穿心落锤7为中空的圆柱块，套在导向杆6上，通过其上的吊孔10与拉绳8连接，可以在拉绳8的作用下沿导向杆上下滑动；当穿心落锤被拉至最高点处，释放拉绳8，可以沿导向杆6做自由落体运动；当落至锤垫5处，将冲击动能经由垫板12传递给锚头2，促使鱼雷锚1在海床土层中向下移动。
鱼雷锚的尾端中心点附近设置穿孔11，允许拉绳8穿过；穿孔11处固定连接套管9，允许拉绳8在套管9中自由滑动，同时避免海水通过穿孔11进入鱼雷锚内部。
一种反复锤击加深鱼雷锚贯入深度装置的方法，采用上述的一种反复锤击加深鱼雷锚贯入深度装置连接，具体步骤如下：
①通过施工船将鱼雷锚1运至目标投放位置，将锚链4和组装好拉绳8的套管9同时吊起，然后将鱼雷锚1进行投放，松开锚链4和套管9，鱼雷锚1依靠自身重力沉至海床土层中；
②在施工船上缓慢上拉拉绳8，将穿心落锤7沿着导向杆6提升至接近鱼雷锚1尾端，然后放松拉绳8，让穿心落锤7自由下落，锤击锤垫5，将冲击动能经由垫板12传递给锚头2，促使鱼雷锚在海床土层中向下移动，增加贯入深度；
③重复步骤②的操作，使得穿心落锤7反复锤击锤垫5，直至鱼雷锚进入土层中预定深度；将拉绳8连同套管9的上端与锚链4绑定，以备后用；
④若鱼雷锚服役期间因外在环境改变，遇到贯入深度不足或者抗拔承载力下降的情况，临时解开拉绳8连同套管9与锚链4的绑定，重复步骤②～③的操作，直至鱼雷锚进入土层中新的设计深度，适应新的工作状况，提高鱼雷锚的服役寿命。
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 (1)

1.一种反复锤击加深鱼雷锚贯入深度装置的工作方法，其特征在于，采用反复锤击加深鱼雷锚贯入深度装置开展鱼雷锚贯入与反复锤击加深的工作，具体步骤如下：
①通过施工船将鱼雷锚(1)运至目标投放位置，将锚链(4)和组装好拉绳(8)的套管(9)同时吊起，然后将鱼雷锚(1)进行投放，松开锚链(4)和套管(9)，鱼雷锚(1)依靠自身重力沉至海床土层中；
②在施工船上缓慢上拉拉绳(8)，将穿心落锤(7)沿着导向杆(6)提升至接近鱼雷锚(1)尾端，然后放松拉绳(8)，让穿心落锤(7)自由下落，锤击锤垫(5)，将冲击动能经由垫板(12)传递给锚头(2)，促使鱼雷锚在海床土层中向下移动，增加贯入深度；
③重复步骤②的操作，使得穿心落锤(7)反复锤击锤垫(5)，直至鱼雷锚进入土层中预定深度；将拉绳(8)连同套管(9)的上端与锚链(4)绑定，以备后用；
④若鱼雷锚服役期间因外在环境改变，遇到贯入深度不足或者抗拔承载力下降的情况，临时解开拉绳(8)连同套管(9)与锚链(4)的绑定，重复步骤②～③的操作，直至鱼雷锚进入土层中设计深度；
其中，反复锤击加深鱼雷锚贯入深度的装置，包括鱼雷锚(1)、锚头(2)、尾翼(3)、锚链(4)、锤垫(5)、导向杆(6)、穿心落锤(7)、拉绳(8)、套管(9)、吊孔(10)、穿孔(11)和垫板(12)；
所述鱼雷锚(1)为圆柱状筒体，前端为锥形锚头(2)，尾部四周布置4个尾翼(3)，尾端中心点处与锚链(4)连接；
鱼雷锚的尾端中心点附近设置穿孔(11)，允许拉绳(8)穿过；穿孔(11)处固定连接套管(9)，允许拉绳(8)在套管(9)中自由滑动，同时避免海水通过穿孔(11)进入鱼雷锚内部；
所述锚头(2)内部设置高强的垫板(12)，垫板上覆盖以锤垫(5)，作为落锤冲击的缓冲层；
所述导向杆(6)位于鱼雷锚(1)的中轴线上，一端与锚头(2)的垫板(12)固定连接，另一端与鱼雷锚(1)尾端固定连接；
所述穿心落锤(7)为中空的圆柱块，套在导向杆(6)上，通过其上的吊孔(10)与拉绳(8)连接，可以在拉绳(8)的作用下沿导向杆上下滑动；当穿心落锤被拉至最高点处，释放拉绳(8)，可以沿导向杆(6)做自由落体运动；当落至锤垫(5)处，将冲击动能经由垫板(12)传递给锚头(2)，促使鱼雷锚(1)在海床土层中向下移动。
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