一种水下锚链张紧装置及其使用方法

1.本发明涉及浮式结构系泊技术领域，特别是涉及一种水下锚链张紧装置及其使用方法。


背景技术：

2.长期在海上作业的浮式结构，需要长期稳定的系泊线，来保证作业的安全性。但是在面对恶劣的气候，以及复杂的海洋环境对系泊材料的影响下，系泊线需要通过张紧操作，来保持系泊线上所必要的张力，并保证浮式结构在预期的位置。
3.传统的用于海上浮式结构的张紧办法主要分为以下三类：
4.(1)通过布置在浮式平台的锚绞机、提升器等装备，来进行锚链的张紧操作，但是此类设备往往价格昂贵，不符合长期作业于海上浮式结构的经济需求，同时此类设备占据大量甲板空间，增加浮式结构的负载；
5.(2)将张紧装置连接在浮式结构上，由于浮式结构相对于系泊线的频繁运动容易引起张紧装置的磨损；
6.(3)将张紧装置布置于海床上，张紧装置在张紧作业时设备会小幅垂向运动，对海底环境破坏较大，且对海底环境的选择也有要求。


技术实现要素：

7.本发明的目的是提供一种水下锚链张紧装置及其使用方法，以解决上述现有技术存在的问题，提高浮式结构系泊线张紧的便利性，同时降低其成本。
8.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
9.本发明提供一种水下锚链张紧装置，包括：
10.基体；
11.设置在所述基体的一端的导向通道，所述导向通道包括横向通道和竖向通道，所述横向通道与所述竖向通道相互垂直，且所述横向通道的中部与所述竖向通道的中部交叉；
12.通过转轴与所述基体转动连接的导链轮；
13.主动链条，所述主动链条穿过所述导向通道且与所述导链轮啮合；所述主动链条的横向链节与所述横向通道滑动配合，所述主动链条的竖向链节与所述竖向通道滑动配合；
14.止链构件，所述止链构件包括悬挂支架、配重块和挡杆，所述悬挂支架的中部通过铰接轴与所述基体转动配合，且所述铰接轴在所述基体的长度方向上位于所述导链轮和所述导向通道之间；所述配重块固设在所述悬挂支架靠近所述导向通道的一端，所述挡杆固设在所述悬挂支架上；
15.限位板，所述限位板固设在所述基体上，所述限位板用于对所述悬挂支架的转动角度进行限位，所述限位板位于所述悬挂支架靠近所述导向通道的一侧；所述配重块用于
驱动所述悬挂支架转动，以使所述止链构件与所述限位板抵接；当所述限位板与所述止链构件抵接时，所述挡杆能够阻止所述主动链条中与所述挡杆靠近所述导链轮的一侧接触的横向链节朝所述导向通道运动。
16.优选的，所述导链轮采用圆形五齿链轮。
17.优选的，所述基体呈长条形，所述基体的另一端设置有连接孔，所述连接孔与被动链条的一端连接，所述被动链条的另一端与固设在海底的锚连接。
18.优选的，所述导向通道的横截面呈十字形。
19.优选的，所述主动链条的一端为固定端、另一端为自由端，且导链轮较所述导向通道远离所述固定端；
20.所述自由端通过合成纤维缆与运维船舶连接，所述固定端通过合成纤维缆与浮动结构连接。
21.优选的，所述挡杆为两个；
22.两个所述挡杆平行且间隔地固设在所述悬挂支架上，所述竖向链节能够通过两个所述挡杆之间的间隔。
23.本发明还提供一种上述的水下锚链张紧装置的使用方法，包括以下步骤：
24.s1：需要张紧浮式结构系泊线时，将基体的连接孔通过被动链条与固设在海底的锚连接；将主动链条的固定端通过合成纤维缆与浮动结构连接；并将主动链条的自由端通过合成纤维缆与运维船舶连接；
25.s2：通过所述运维船舶对主动链条的自由端施加拉力，从而张紧所述浮式结构的系泊线；
26.s3：当需要移除浮式结构的系泊线上的张力时，下放rov，通过所述运维船舶对主动链条的自由端施加拉力，并同时通过所述rov驱动悬挂支架转动，使得止链构件中的挡杆不再阻挡主动链条中的横向链节朝导向通道运动，直至所述浮式结构的系泊线上的张力消除。
27.本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
28.本发明的水下锚链张紧装置及其使用方法提高了浮式结构系泊线张紧的便利性，同时降低了其成本。
29.本发明的水下锚链张紧装置及其使用方法仅需要运维船舶在主动链自由端施加拉力就可以实现系泊线的张紧，可实现链条的自动锁定，无需锚机，提升器等传统设备。
30.本发明的水下锚链张紧装置位于水下系泊线中段，避免了占用甲板空间，同时减少了浮式结构的运动对设备造成的磨损，降低了运维成本，避免了对海底环境的破坏。
31.本发明的水下锚链张紧装置提供了更为合适的张紧锁止位置，更为紧凑的布置方案，技术上更为简单，商业上更具成本效益的系泊张紧装置及其使用方法。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
33.图1为本发明的水下锚链张紧装置的结构示意图；
34.图2为本发明的水下锚链张紧装置的结构示意图；
35.图3为本发明的水下锚链张紧装置的结构示意图；
36.图4为利用本发明的水下锚链张紧装置进行作业的示意图；
37.图5为本发明的水下锚链张紧装置的部分结构示意图；
38.图6为本发明的水下锚链张紧装置中止链构件的结构示意图；
39.其中，100、水下锚链张紧装置；1、基体；2、导链轮；3、固定端；4、自由端；5、导向通道；6、止链构件；7、连接孔；8、配重块；9、悬挂支架；10、锁止链节；11、锁止面；12、锚；13、主动链条；14、被动链条；15、合成纤维缆；16、运维船舶；17、浮式结构；18、限位板；19、挡杆。
具体实施方式
40.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。
41.本发明的目的是提供一种水下锚链张紧装置及其使用方法，以解决上述现有技术存在的问题，提高浮式结构系泊线张紧的便利性，同时降低其成本。
42.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
43.实施例一
44.如图1-图6所示，本实施例提供一种水下锚链张紧装置100，包括基体1、导向通道5、导链轮2、主动链条13、止链构件6和限位板18。
45.其中，基体1呈长条形，基体1的一端设置有连接孔7，连接孔7与被动链条14的一端连接，被动链条14的另一端与固设在海底的锚12连接。
46.导向通道5设置在基体1的另一端；于本实施例中，导向通道5包括横向通道和竖向通道，横向通道与竖向通道相互垂直，且横向通道的中部与竖向通道的中部交叉，以构成横截面呈十字形的导向通道5；
47.导链轮2通过转轴与基体1转动连接；于本实施例中，导链轮2采用圆形五齿链轮。
48.主动链条13穿过导向通道5且与导链轮2啮合；主动链条13的横向链节与横向通道滑动配合，主动链条13的竖向链节与竖向通道滑动配合；
49.主动链条13的一端为固定端3、另一端为自由端4，且导链轮2较导向通道5远离固定端3；自由端4通过合成纤维缆15与运维船舶16连接，固定端3通过合成纤维缆15与浮动结构连接。
50.止链构件6包括悬挂支架9、配重块8和两个挡杆19，悬挂支架9的中部通过铰接轴与基体1转动配合，且铰接轴在基体1的长度方向上位于导链轮2和导向通道5之间；配重块8固设在悬挂支架9靠近导向通道5的一端，两个挡杆19平行且间隔地固设在悬挂支架9上，竖向链节能够通过两个挡杆19之间的间隔。
51.限位板18固设在基体1上，限位板18用于对悬挂支架9的转动角度进行限位，限位板18位于悬挂支架9靠近导向通道5的一侧。
52.于本实施例中，将主动链条13中与挡杆19靠近导链轮2的一侧抵接(即与挡杆19的锁止面11抵接)的横向链节称之为锁止链节10。
53.止链构件6中的配重块8用于驱动悬挂支架9转动，以使止链构件6与限位板18抵接；当限位板18与止链构件6抵接时，挡杆19能够阻止锁止链节10朝导向通道5运动。但应当说明的是，由于悬挂支架9的左侧(以图3的视角为准)没有设置限位板18，所以止链构件6能够逆时针转动，故而当主动链条13中的横向链节从导向通道5向导链轮2的方向运动时此时挡杆19右侧的横向链节会通过向左推动挡杆19而驱动止链构件6逆时针转动，所以主动链条13中的横向链节从导向通道5向导链轮2的方向运动时是不会被挡杆19阻止的。即本实施例中是的止链构件6，只阻止主动链条13朝向浮动结构运动，而不会阻止主动链条13朝向运维船舶16运动。
54.需要说明的是，使得导向通道5的横截面呈十字形一方面是与主动链条13的形状匹配；另一方面是约束主动链条13中横向链节和竖向链节的方向，以使得止链构件6中的挡杆19能够起到阻止锁止链节10朝导向通道5运动的作用。
55.实施例二
56.如图1-图6所示，本实施例提供一种实施例一的水下锚链张紧装置100的使用方法，包括以下步骤：
57.s1：需要张紧浮式结构17系泊线时，将基体1的连接孔7通过被动链条14与固设在海底的锚12连接；将主动链条13的固定端3通过合成纤维缆15与浮动结构连接；并将主动链条13的自由端4通过合成纤维缆15与运维船舶16连接；
58.需要说明的是，布置水下锚链张紧装置100时需要使得配重块8位于下方，导链轮2位于上方，只有这样配重块8才能发挥作用。
59.s2：通过运维船舶16对主动链条13的自由端4施加拉力，从而张紧浮式结构17的系泊线；
60.系泊线于本领域中是公知的，于本实施例中，可以理解为被动链条14、浮式结构17的链条、固定端3与浮式结构17的链条间的合成纤维缆和固定端3至基体之间的主动链条13以及基体1构成浮式结构17的系泊线。
61.s3：当需要移除浮式结构17的系泊线上的张力时，在海水中下放rov(即水下机器人)，通过运维船舶16对主动链条13的自由端4施加拉力，并同时通过水下机器人在悬挂支架9上悬挂配重，使得悬挂支架9按照图3中的逆时针方向转动，或直接通过水下机器人上的机械手驱动悬挂支架9按照图3中的逆时针方向转动，使得止链构件6中的挡杆19不再阻挡主动链条13中的横向链节朝导向通道5运动，直至浮式结构17的系泊线上的张力消除。
62.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“下”、“横向”、“竖向”、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。
63.本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

技术特征：
1.一种水下锚链张紧装置，其特征在于，包括：基体；设置在所述基体的一端的导向通道，所述导向通道包括横向通道和竖向通道，所述横向通道与所述竖向通道相互垂直，且所述横向通道的中部与所述竖向通道的中部交叉；通过转轴与所述基体转动连接的导链轮；主动链条，所述主动链条穿过所述导向通道且与所述导链轮啮合；所述主动链条的横向链节与所述横向通道滑动配合，所述主动链条的竖向链节与所述竖向通道滑动配合；止链构件，所述止链构件包括悬挂支架、配重块和挡杆，所述悬挂支架的中部通过铰接轴与所述基体转动配合，且所述铰接轴在所述基体的长度方向上位于所述导链轮和所述导向通道之间；所述配重块固设在所述悬挂支架靠近所述导向通道的一端，所述挡杆固设在所述悬挂支架上；限位板，所述限位板固设在所述基体上，所述限位板用于对所述悬挂支架的转动角度进行限位，所述限位板位于所述悬挂支架靠近所述导向通道的一侧；所述配重块用于驱动所述悬挂支架转动，以使所述止链构件与所述限位板抵接；当所述限位板与所述止链构件抵接时，所述挡杆能够阻止所述主动链条中与所述挡杆靠近所述导链轮的一侧接触的横向链节朝所述导向通道运动。2.根据权利要求1所述的水下锚链张紧装置，其特征在于：所述导链轮采用圆形五齿链轮。3.根据权利要求1所述的水下锚链张紧装置，其特征在于：所述基体呈长条形，所述基体的另一端设置有连接孔，所述连接孔与被动链条的一端连接，所述被动链条的另一端与固设在海底的锚连接。4.根据权利要求1所述的水下锚链张紧装置，其特征在于：所述导向通道的横截面呈十字形。5.根据权利要求1所述的水下锚链张紧装置，其特征在于：所述主动链条的一端为固定端、另一端为自由端，且导链轮较所述导向通道远离所述固定端；所述自由端通过合成纤维缆与运维船舶连接，所述固定端通过合成纤维缆与浮动结构连接。6.根据权利要求1所述的水下锚链张紧装置，其特征在于：所述挡杆为两个；两个所述挡杆平行且间隔地固设在所述悬挂支架上，所述竖向链节能够通过两个所述挡杆之间的间隔。7.一种权利要求1-6任意一项所述的水下锚链张紧装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：需要张紧浮式结构系泊线时，将基体的连接孔通过被动链条与固设在海底的锚连接；将主动链条的固定端通过合成纤维缆与浮动结构连接；并将主动链条的自由端通过合成纤维缆与运维船舶连接；s2：通过所述运维船舶对主动链条的自由端施加拉力，从而张紧所述浮式结构的系泊线；s3：当需要移除浮式结构的系泊线上的张力时，下放rov，通过所述运维船舶对主动链条的自由端施加拉力，并同时通过所述rov驱动悬挂支架转动，使得止链构件中的挡杆不再
阻挡主动链条中的横向链节朝导向通道运动，直至所述浮式结构的系泊线上的张力消除。

技术总结
本发明公开一种水下锚链张紧装置，涉及浮式结构系泊技术领域，包括：基体；设置在基体的一端的导向通道，导向通道包括横向通道和竖向通道；通过转轴与基体转动连接的导链轮；主动链条穿过导向通道且与导链轮啮合；主动链条的横向链节与横向通道滑动配合，主动链条的竖向链节与竖向通道滑动配合；止链构件，止链构件包括悬挂支架、配重块和挡杆，悬挂支架的中部通过铰接轴与基体转动配合；配重块固设在悬挂支架靠近导向通道的一端，挡杆固设在悬挂支架上；限位板，限位板用于对悬挂支架的转动角度进行限位。使用方法：张紧时通过运维船舶对主动链条的自由端施加拉力，从而张紧紧浮式结构的系泊线。本发明提高了浮式结构系泊线张紧的便利性。便利性。便利性。


技术研发人员：林珊颖 李文华 杜冠霖 韩凤翚 周性坤 吕庆桃 耿嘉澍 张俊松 张欣悦 侯荆洋 陈静怡
受保护的技术使用者：大连海事大学
技术研发日：2023.04.03
技术公布日：2023/5/26