一种环形锚安装工具及环形锚安装方法与流程

1.本发明涉及海洋工程基础结构技术领域，具体涉及一种环形锚安装工具及环形锚安装方法。


背景技术：

2.随着海上风电产业和海洋石油开采逐步向深水海域迈进，多种形式的浮式锚固基础得以推广发展，主要包括拖拽式平板锚、吸力锚和动力锚等。其中，吸力锚以其施工便捷、性价比高、可回收再利用等优点得到广泛应用。
3.由于吸力锚一般为上端封闭，下端开口的圆筒形结构，其自身结构特性，在下降的过程中，吸力锚仅可以到达海床面，上端封闭的结构使其再往下移动具有较大的难度，考虑到防冲刷问题及受到的非共面载荷引起的较大扭矩载荷，设计出一种新型的锚体结构，即上下开口的环形锚，将环形锚安装到海床以下一定深度来利用较深土体的高承载能力，但是对于环形锚的安装是一个棘手的问题，若采用机械振动将环形锚贯入至海床以下，安装速度慢、效率低，且受机械振动设备的局限，环形锚无法到达更深的位置，局限性高。


技术实现要素：

4.因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的通过机械振动设备安装环形锚速度慢、效率低且局限性高的缺陷，从而提供一种环形锚安装工具及环形锚安装方法。
5.为了解决上述技术问题，本发明提供一种环形锚安装工具，用于配合安装上下开口的环形锚，包括：
6.安装筒体，一端设置有盖体，另一端为用于与所述环形锚的顶部配合的开口端；
7.泵体组件，设置于所述盖体上，所述泵体组件用于对所述安装筒体的内部进行吸真空；
8.吊装部，设置于所述盖体上，所述吊装部用于与吊装设备连接；
9.安装部，具有多组，可拆卸地设置于所述盖体上，所述安装部用于分别与吊装设备和所述环形锚的锚链连接，通过与所述环形锚的锚链连接，以使所述环形锚同轴固定于所述安装筒体的开口端。
10.可选地，还包括：
11.限位装置，设于所述开口端，用于限制所述环形锚和所述安装筒体之间在径向方向上的相对移动。
12.可选地，所述限位装置包括：
13.限位板，一端与所述安装筒体的开口端的内壁连接，另一端伸出所述安装筒体用于对所述环形锚的内壁抵接，所述限位板具有多组，多组所述限位板沿所述安装筒体的周向方向间隔设置。
14.可选地，所述安装筒体的开口端的端面与所述环形锚的端面相互对接。
15.可选地，所述安装部包括：
16.安装板，与所述盖体连接，所述安装板上具有安装点；
17.吊装板，与所述安装板连接，所述吊装板用于与所述吊装设备连接。
18.可选地，所述安装点上设置有卷扬装置。
19.可选地，所述安装板与所述盖体之间可拆卸连接。
20.可选地，所述安装筒体的侧壁设置有筒体连接部，所述筒体连接部具有多组，所述安装部和筒体连接部对应设置。
21.本发明提供一种环形锚安装方法，采用上述任一项所述的环形锚安装工具，包括以下步骤：
22.将安装筒体的开口端与环形锚的顶部对接，将环形锚上的锚链与盖体上的安装部连接，使环形锚同轴固定于安装筒体的开口端；
23.将吊装设备与盖体上的吊装部连接，通过吊装设备将环形锚及环形锚安装工具吊起入水沉放；
24.在沉放过程中启动泵体组件排出安装筒体内水，直至环形锚与海床接触；
25.通过水下机器人将安装部拆离盖体，通过吊装设备将安装部以及其上连接的锚链一起吊放至周围海床上；
26.通过泵体组件对安装筒体内进行抽水，使环形锚在负压作用下向下沉入至海床内设计深度；
27.启动泵体组件对安装筒体内进行注水升压，同时配合吊装设备将安装筒体拉出海床，将环形锚留在海床下方。
28.可选地，吊装设备包括第一吊装设备和第二吊装设备，所述盖体上的吊装部与所述第一吊装设备连接，所述安装部的吊装板与所述第二吊装设备连接；
29.当水下机器人将安装部拆离盖体后，所述第二吊装设备将所述安装部及其上连接的锚链吊放至周围海床上。
30.本发明技术方案，具有如下优点：
31.1.本发明提供的环形锚安装工具，用于配合安装上下开口的环形锚，通过锚链将环形锚同轴固定于安装筒体的开口端，对泵体组件进行控制，实现对安装筒体内的抽水或注水，改变内外的压差，实现安装筒体的下降和升起，可以通过增加安装筒体的高度，可以避免安装筒体在负压贯入过程中筒内土塞过高，吸入泵体组件中致使设备损坏；将环形锚通过安装筒体送入海床以下，利用压差快速实现安装，安装便捷，速度快，效率高，且安装后可以将安装筒体进行收回，可重复利用。
32.2.本发明提供的环形锚安装工具，还包括限位装置，设于安装筒体的开口端，用于限制环形锚和安装筒体之间在径向方向上的相对移动，避免在下降安装过程中出现错位的情况，影响贯入效果。
33.3.本发明提供的环形锚安装工具，限位装置包括多组限位板，多组限位板沿安装筒体的周向方向间隔设置，通过限位板对安装筒体内壁的抵接作用，提高了对环形锚的约束效果。
34.4.本发明提供的环形锚安装工具，安装筒体的开口端的端面与环形锚的端面相互对接，对应设置，避免安装过程中环形锚在其轴向方向上移动影响最终指定位置的准确性及安装效果。
35.5.本发明提供的环形锚安装工具，安装部包括安装板和与安装板连接的吊装板，分别用于绑定环形锚和与吊装设备连接，在下降过程中，吊装设备通过对吊装板的控制，可以实现对锚链的自由端进行控制，调整好锚链的位置，便于后续待系泊件与锚链的连接。
36.6.本发明提供的环形锚安装工具，安装点上设置有卷扬装置，可以对较长的锚链进行收纳，避免锚链过长后，多组锚链在沉降过程中受力移动缠绕在一起，影响后续安装。
37.7.本发明提供的环形锚安装工具，安装筒体的侧壁设置有筒体连接部，筒体连接部具有多组，安装部和筒体连接部对应设置，筒体连接部的设置用于与锚链连接，增加了锚链的连接点，避免锚链在安装筒体的侧壁晃动，进一步保证了安装工具和环形锚绑定后的稳定性。
38.8.本发明提供的环形锚安装方法，将安装工具和环形锚之间通过锚链绑定为一个整体，通过泵体组件的抽水和注水过程，将环形锚安装到海床以下一定深度，且将安装工具进行回收，利用较深层土地的承载性能，安装速度快，安装简单快捷，安装工具可以重复利用，降低成本。
39.9.本发明提供的环形锚安装方法中，吊装设备包括第一吊装设备和第二吊装设备，分别与吊装部和安装部连接，当水下机器人将安装部拆离盖体后，第二吊装设备将安装部及其上连接的锚链吊放至周围海床上，在最终下降的过程中，第二吊装设备对安装部的操作，将锚链吊放至周围，有利于其后续与待系泊件的连接锚定。
附图说明
40.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。
41.图1为本发明的实施例中提供的环形锚安装工具的一种具体实施方式的结构示意图；
42.图2为图1中的环形锚安装工具的另一视角结构示意图；
43.图3为图1中安装部的结构示意图；
44.图4为环形锚的结构示意图；
45.图5为图1中环形锚安装工具及环形锚对接固定入水沉放后的结构示意图；
46.图6为图5中环形锚到达指定位置后的结构示意图；
47.图7为图6中吊装设备将安装筒体拉出海床的结构示意图。
48.附图标记说明：
49.1、环形锚；2、安装筒体；3、盖体；4、泵体组件；5、吊装部；6、安装部；7、锚链；8、限位装置；9、限位板；10、安装板；11、安装点；12、吊装板；13、筒体连接部；14、第一吊装设备；15、第二吊装设备。
具体实施方式
50.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
51.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
52.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
53.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
54.本实施例提供的环形锚安装工具，用于配合安装上下开口的环形锚。
55.如图1至图4所示，为本实施例提供的环形锚安装工具的一种具体实施方式，包括安装筒体2、泵体组件4、吊装部5和安装部6，安装筒体2的一端设置有盖体3，安装筒体2的另一端为用于与所述环形锚1的顶部配合的开口端，所述安装筒体2的高度尺寸大于所述环形锚1安装后其顶部与海床之间的距离尺寸；泵体组件4设置于所述盖体3上，所述泵体组件4用于对所述安装筒体2的内部进行吸真空；吊装部5设置于所述盖体3上，所述吊装部5用于与吊装设备连接；安装部6具有多组，可拆卸地设置于所述盖体3上，所述安装部6用于分别与吊装设备和所述环形锚1的锚链7连接，通过与所述环形锚1的锚链7连接，以使所述环形锚1同轴固定于所述安装筒体2的开口端。
56.通过锚链7将环形锚1同轴固定于安装筒体2的开口端，对泵体组件4进行控制，实现对安装筒体2内的抽水或注水，改变内外的压差，实现安装筒体2的下降和升起，安装筒体2的高度尺寸大于环形锚1安装后其顶部与海床之间的距离尺寸，通过增加安装筒体2的高度，可以避免安装筒体2在负压贯入过程中筒内土塞过高，吸入泵体组件4中致使设备损坏；将环形锚1通过安装筒体2送入海床以下，利用压差快速实现安装，安装便捷，速度快，效率高，且安装后可以将安装筒体2进行收回，可重复利用。
57.具体地，安装筒体2的开口端与待安装的环形锚1的顶部形状相适配，在安装筒体2和环形锚1固定后，可以将环形锚1看做是安装筒体2的一部分，跟随安装筒体2进行一起下降进行安装，吊装部5和安装部6均可以设置为吊耳结构，分别用于与吊装设备和锚链连接。
58.如图1和图2所示，本实施例提供的环形锚安装工具中，还包括限位装置8，限位装置8设于所述开口端，用于限制所述环形锚1和所述安装筒体2之间在径向方向上的相对移动。避免环形锚安装工具带动环形锚1下降过程中，环形锚1和环形锚安装工具之间相互错位，造成下降阻力过大，且影响贯入效果。
59.如图1和图2所示，本实施例提供的环形锚安装工具中，限位装置8包括限位板9，限位板9的一端与所述安装筒体2的开口端的内壁连接，限位板9的另一端适于伸入所述环形锚1的内部，用于对所述环形锚1的内壁抵接。避免环形锚1在移动过程中晃动，结构简单，稳定性高。具体地，限位板9可以为矩形结构，也可以为与环形锚1的内壁相适配的弧形板结
构。另外，作为可替换的实施方式，限位板9的一端也可以设置于安装筒体2的开口端的外壁，限位板9的另一端对环形锚1的外壁抵接，从环形锚1的外部对环形锚1的移动进行约束。
60.本实施例中提供的限位板9具有多组，多组所述限位板9沿所述安装筒体2的周向方向间隔设置，保证了对环形锚1在各个方向上的约束，另外，作为可替换的实施方式，限位板9也可以为一组圆筒形结构。
61.本实施例提供的安装筒体2的开口端的端面与环形锚1的端面相互对接，安装筒体2的开口端的端面对环形锚1的端面进行抵接，避免安装过程中环形锚1在其轴向方向上移动影响安装效率。
62.如图1和图3所示，本实施例提供的环形锚安装工具中，安装部6包括安装板10和吊装板12，安装板10与所述盖体3连接，所述安装板10上具有安装点11；吊装板12与所述安装板10连接，所述吊装板12用于与所述吊装设备连接。在下降过程中，吊装设备通过对吊装板12的控制，可以实现对锚链7的自由端进行控制，调整好锚链7的位置，便于后续待系泊件与锚链7的连接。具体地，安装点11可以为吊耳结构，吊装板12上设置有吊耳结构。
63.本实施例中提供的安装点11上设置有卷扬装置，卷扬装置可以为卷扬机，可以对较长的锚链7进行收纳，避免锚链7过长后，多组锚链7在沉降过程中受力移动缠绕在一起，影响后续安装。
64.如图1和图2所示，本实施例提供的环形锚安装工具中，安装筒体2的侧壁设置有筒体连接部13，所述筒体连接部13具有多组，所述安装部6和筒体连接部13对应设置。筒体连接部13的设置用于与锚链7连接，增加了锚链7的连接点，避免锚链7在安装筒体2的侧壁晃动，进一步保证了安装工具和环形锚1绑定后的稳定性。
65.如图5至图7所示，本实施例还提供一种环形锚安装方法，采用上述实施例所述的环形锚安装工具，包括以下步骤：
66.将安装筒体2的开口端与环形锚1的顶部对接，将环形锚1上的锚链7与盖体3上的安装部6连接，使环形锚1同轴固定于安装筒体2的开口端；
67.将吊装设备与盖体3上的吊装部5连接，通过吊装设备将环形锚1及环形锚安装工具吊起入水沉放，如图5所示；
68.在沉放过程中启动泵体组件4排出安装筒体2内水，直至环形锚1与海床接触；
69.通过水下机器人将安装部6拆离盖体3，通过吊装设备将安装部6以及其上连接的锚链7一起吊放至周围海床上；
70.通过泵体组件4对安装筒体2内进行抽水，使环形锚1在负压作用下向下沉入至海床内设计深度，如图6所示；
71.启动泵体组件4对安装筒体2内进行注水升压，同时配合吊装设备将安装筒体2拉出海床，将环形锚1留在海床下方，如图7所示。
72.将安装工具和环形锚1之间通过锚链7绑定为一个整体，通过泵体组件4的抽水和注水过程，将环形锚1安装到海床以下一定深度，且将安装工具进行回收，利用较深层土地的承载性能，安装速度快，安装简单快捷，安装工具可以重复利用，降低成本。
73.如图1至图3所示，本实施例提供的环形锚安装方法中，吊装设备包括第一吊装设备14和第二吊装设备15，所述盖体3上的吊装部5与所述第一吊装设备14连接，所述安装部6的吊装板12与所述第二吊装设备15连接；
74.当水下机器人将安装部6拆离盖体3后，所述第二吊装设备15将所述安装部6及其上连接的锚链7吊放至周围海床上，有利于锚链7后续与待系泊件的连接锚定。
75.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

技术特征：
1.一种环形锚安装工具，其特征在于，用于配合安装上下开口的环形锚(1)，包括：安装筒体(2)，一端设置有盖体(3)，另一端为用于与所述环形锚(1)的顶部配合的开口端；泵体组件(4)，设置于所述盖体(3)上，所述泵体组件(4)用于对所述安装筒体(2)的内部进行吸真空；吊装部(5)，设置于所述盖体(3)上，所述吊装部(5)用于与吊装设备连接；安装部(6)，具有多组，可拆卸地设置于所述盖体(3)上，所述安装部(6)用于分别与吊装设备和所述环形锚(1)的锚链(7)连接，通过与所述环形锚(1)的锚链(7)连接，以使所述环形锚(1)同轴固定于所述安装筒体(2)的开口端。2.根据权利要求1所述的环形锚安装工具，其特征在于，还包括：限位装置(8)，设于所述开口端，用于限制所述环形锚(1)和所述安装筒体(2)之间在径向方向上的相对移动。3.根据权利要求2所述的环形锚安装工具，其特征在于，所述限位装置(8)包括：限位板(9)，一端与所述安装筒体(2)的开口端的内壁连接，另一端适于伸入所述环形锚(1)的内部，用于对所述环形锚(1)的内壁抵接。4.根据权利要求3所述的环形锚安装工具，其特征在于，所述限位板(9)具有多组，多组所述限位板(9)沿所述安装筒体(2)的周向方向间隔设置。5.根据权利要求1所述的环形锚安装工具，其特征在于，所述安装筒体(2)的开口端的端面与所述环形锚(1)的端面相互对接。6.根据权利要求1所述的环形锚安装工具，其特征在于，所述安装部(6)包括：安装板(10)，与所述盖体(3)连接，所述安装板(10)上具有安装点(11)；吊装板(12)，与所述安装板(10)连接，所述吊装板(12)用于与所述吊装设备连接。7.根据权利要求6所述的环形锚安装工具，其特征在于，所述安装点(11)上设置有卷扬装置。8.根据权利要求1-7中任一项所述的环形锚安装工具，其特征在于，所述安装筒体(2)的侧壁设置有筒体连接部(13)，所述筒体连接部(13)具有多组，所述安装部(6)和筒体连接部(13)对应设置。9.一种环形锚安装方法，其特征在于：采用权利要求1-8中任一项所述的环形锚安装工具，包括以下步骤：将安装筒体(2)的开口端与环形锚(1)的顶部对接，将环形锚(1)上的锚链(7)与盖体(3)上的安装部(6)连接，使环形锚(1)同轴固定于安装筒体(2)的开口端；将吊装设备与盖体(3)上的吊装部(5)连接，通过吊装设备将环形锚(1)及环形锚安装工具吊起入水沉放；在沉放过程中启动泵体组件(4)排出安装筒体(2)内水，直至环形锚(1)与海床接触；通过水下机器人将安装部(6)拆离盖体(3)，通过吊装设备将安装部(6)以及其上连接的锚链(7)一起吊放至周围海床上；通过泵体组件(4)对安装筒体(2)内进行抽水，使环形锚(1)在负压作用下向下沉入至海床内设计深度；启动泵体组件(4)对安装筒体(2)内进行注水升压，同时配合吊装设备将安装筒体(2)
拉出海床，将环形锚(1)留在海床下方。10.根据权利要求9所述的环形锚安装方法，其特征在于，吊装设备包括第一吊装设备(14)和第二吊装设备(15)，所述盖体(3)上的吊装部(5)与所述第一吊装设备(14)连接，所述安装部(6)的吊装板(12)与所述第二吊装设备(15)连接；当水下机器人将安装部(6)拆离盖体(3)后，所述第二吊装设备(15)将所述安装部(6)及其上连接的锚链(7)吊放至周围海床上。

技术总结
本发明提供一种环形锚安装工具及环形锚安装方法，属于海洋工程基础结构技术领域，其中环形锚安装工具包括安装筒体、泵体组件、吊装部和安装部，安装筒体一端设置有盖体，另一端为用于与环形锚的顶部配合的开口端，泵体组件设置于盖体上，所述泵体组件用于对安装筒体的内部进行吸真空；吊装部设置于盖体上，所述吊装部用于与吊装设备连接；安装部可拆卸地设置于盖体上，所述安装部用于分别与吊装设备和环形锚的锚链连接。本发明提供的环形锚安装工具，通过对泵体组件进行控制，实现对安装筒体内的抽水或注水，将环形锚通过安装筒体送入海床以下，利用压差快速实现安装，安装便捷，效率高，且安装后可以将安装筒体进行收回，可重复利用。利用。利用。


技术研发人员：罗仑博 孙长平 雷肖 陈新群 刘建平 金海军 庄炜焕 郑永沛 连胜 邓煜林 姜娟 校建东 乐治济
受保护的技术使用者：中国长江三峡集团有限公司
技术研发日：2023.04.07
技术公布日：2023/7/6