一种填充式重力锚及施工方法与流程

1.本发明涉及一种填充式重力锚，尤其涉及一种近岸段浅水且抛锚限制区域的用于船舶作业系泊的填充式重力锚。


背景技术：

2.随着国家经济的发展，能源需求量逐年增加，海洋中油气管线数量逐年增加，海洋中的施工船在这些区域抛锚受限，布锚时需要规避开这些管线，在这种限制条件下，传统的大抓力锚或者霍尔锚有时难以找到可以提供足够的抓力的落锚点。而对于传统重力锚，由于自身重量较大，一般需要使用大型起重船进行施工作业，但在抛锚受限制的浅水区域，一来大型起重船无法抛锚稳船，二来浅水区域吃水不够，因此传统重力锚也并不适用于这种区域，在这种情况下，结构简单、重量轻便且不需要起重船的填充式重力锚应运而生。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种填充式重力锚，这种重力锚适用于近岸段浅水且抛锚限制区域，避免了对大型起重船的依赖,从而降低了施工成本,提供施工作业船舶的系泊点，提供稳定可靠的系泊力。
4.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种填充式重力锚，所述包括重力锚主体包括筒体、系缆柱和防沉板；所述筒体为底部与顶部均敞开的圆筒钢制结构，所述筒体外壁底部沿圆周方向均匀布置多组系缆柱，用于给施工船提供系泊点；所述筒体外壁底部沿圆周方向均匀布置多组防沉板，提高重力锚坐底稳性，防止不均匀沉降。。
5.作为优选，所述防沉板的顶部嵌入筒体外壁形成固定部，所述防沉板的底部露出增加重力锚和海床的接触面积，进而增大抵抗系泊力的摩擦力。
6.作为优选，所述系缆柱沿筒体的圆周方向呈等间距布置。
7.作为优选，所述防沉板沿筒体的圆周方向呈等间距布置。
8.所作为优选，所述筒体内部填充碎石子，碎石子直接和海床接触，直接抵抗系泊力。
9.作为优选，所述重力锚主体的表面设置有防腐涂层和/或内置牺牲阳极，使得重力锚主体满足海洋环境中的使用年限要求。
10.一种填充式重力锚施工方法，包括以下步骤：步骤1:重力锚主体在码头装上驳船，然后运输至施工现场，使用锚艇将重力锚主体由驳船尾部设置的倾斜式滑道拖拉下水；步骤2:重力锚主体入水沉到海床后，潜水员在系缆柱上绑扎充气浮袋，在浮袋浮力作用下，重力锚主体漂浮到海面，然后锚艇将重力锚主体拖拉到设计位置，潜水员解脱浮袋，重力锚主体沉到预定位置；
步骤3:在筒体内填充碎石子，碎石子直接和海床接触，在重力的作用下产生摩擦力抵抗系泊水平力，重力锚布置完成，使用时根据需要选择合适的系泊点。
11.相比于现有技术，本发明的有益技术效果为：1、将填充式重力锚布置在浅水区域的海床上，施工船通过系缆柱进行系缆。填充式重力锚依靠自身重力减去海水浮力，抵抗系泊力中的向上分量；在筒体中填充碎石子，碎石子和海床直接接触，重力锚加碎石子依靠自身重力减去海水浮力后，产生的摩擦力，抵抗系泊力中的水平分量。相比于传统重力锚的形式，本填充式重力锚结构简单，可以在大型起重船无法进入的浅水抛锚限制区域内，仅使用锚艇进行安装拆除，降低施工成本，满足在浅水条件下为施工作业船舶提供系泊点与稳定可靠的系泊力。
12.2、重力锚主体上采用各项防腐措施，显著提高其防腐能力，使得重力锚主体满足海洋环境中的使用年限要求。
13.3、填充式重力锚沿着路由间隔连续布置，当船舶沿着路由前进时，可系泊到不同的填充式重力锚上，满足施工船舶作业的系泊要求。
14.综上所述，本发明可以在不动用起重船的情况下，为近岸段浅水且抛锚限制区域的施工作业船舶提供系泊点与稳定可靠的系泊力。
附图说明
15.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。
16.图1为本发明的填充式重力锚的结构示意图。
17.图2为填充式重力锚海上运输示意图；图3为填充式重力锚绑浮袋漂浮在水中示意图；图4为填充式重力锚海上拖拉示意图；图5为填充式重力锚解除浮袋后下沉至海床图；图6为填充式重力锚注入碎石就位示意图；附图标记：1、重力锚主体；2、筒体；3、系缆柱；4、防沉板；5、系泊点。
实施方式
18.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。
19.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。
20.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。
实施例
21.参照图1，为本发明公开的一种填充式重力锚，包括重力锚主体1，重力锚主体1包括筒体2、系缆柱3和防沉板4。筒体2为底部与顶部均敞开的圆筒钢制结构，筒体2外壁底部沿圆周方向均匀布置多组系缆柱3，用于给施工船提供系泊点。筒体2外壁底部沿圆周方向均匀布置多组防沉板4，提高重力锚坐底稳性，防止不均匀沉降。筒体2直径8m，壁厚50mm，高度3.5m，含系缆柱2和防沉板3后，重力锚主体1在空气中重量43吨，在水中重量约37吨。筒体1内部体积约152m
³
，其中注入碎石，碎石密度按1.7吨/m
³
考虑，碎石在空气中重量约158吨，在水中重量约97吨，整体水中重量约为134吨，水平方向摩擦系数按0.3，单个填充式重力锚可提供水平系泊力不小于40吨。
22.参照图2-图6，反映填充式重力锚的海上安装过程：首先，重力锚主体1在码头装上驳船，然后运输至施工现场，使用锚艇将重力锚主体1由驳船尾部设置的倾斜式滑道拖拉下水；然后，重力锚主体1入水沉至海床，潜水员在系缆柱3上绑扎充气浮袋，在浮袋浮力作用下，重力锚主体1漂浮到海面，锚艇将重力锚主体1拖拉到设计位置，潜水员解脱浮袋，重力锚主体1沉到预定位置；接着，在筒2体内填充碎石子，碎石子直接和海床接触，在重力的作用下产生摩擦力抵抗系泊水平力，重力锚布置完成，使用时根据需要选择合适的系泊点5。
23.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种填充式重力锚，包括重力锚主体（1），其特征在于，所述重力锚主体（1）包括筒体（2）、系缆柱（3）、防沉板（4）；所述筒体（2）为底部与顶部均敞开的圆筒钢制结构，所述筒体（2）外壁底部沿圆周方向均匀布置多组系缆柱（3），用于给施工船提供系泊点（5）；所述筒体（2）外壁底部沿圆周方向均匀布置多组防沉板（4），提高重力锚坐底稳性，防止不均匀沉降。2.根据权利要求1所述的一种填充式重力锚，其特征在于：所述系缆柱（3）采用十字结构，能够显著增加抵抗系泊力水平分量的抗剪承载力。3.根据权利要求1所述的一种填充式重力锚，其特征在于：所述防沉板（4）的一端嵌入筒体（2）外壁形成固定部，所述防沉板（4）的另一端露出增加重力锚和海床的接触面积，进而增大抵抗系泊力的摩擦力。4.根据权利要求1所述的一种填充式重力锚，其特征在于：所述系缆柱（3）沿筒体（2）的圆周方向呈等间距布置。5.根据权利要求1所述的一种填充式重力锚，其特征在于：所述防沉板（4）沿筒体（2）的圆周方向呈等间距布置。6.根据权利要求1所述的一种填充式重力锚，其特征在于：所述筒体（2）内部填充碎石子，碎石子直接和海床接触，直接抵抗系泊力。7.根据权利要求1所述的一种填充式重力锚，其特征在于：所述重力锚主体（1）的表面设置有防腐涂层和/或内置牺牲阳极，使得重力锚主体（1）满足海洋环境中的使用年限要求。8.一种如权利要求1-6所述的任一所述的填充式重力锚的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1:重力锚主体（1）在码头装上驳船，然后运输至施工现场，使用锚艇将重力锚主体（1）由驳船尾部设置的倾斜式滑道拖拉下水；步骤2:重力锚主体（1）入水沉到海床后，潜水员在系缆柱（3）上绑扎充气浮袋，在浮袋浮力作用下，重力锚主体（1）漂浮到海面，然后锚艇将重力锚主体（1）拖拉到设计位置，潜水员解脱浮袋，重力锚主体（1）沉到预定位置；步骤3:在筒体（2）内填充碎石子，碎石子直接和海床接触，在重力的作用下产生摩擦力抵抗系泊水平力重力锚布置完成，使用时根据需要选择合适的系泊点（5）。

技术总结
本发明公开了一种填充式重力锚，包括重力锚主体，重力锚主体包括筒体，筒体外壁底部固定有多个防沉板，填充式重力锚布置于近岸段海床上，内部填充碎石，碎石直接和海床接触，产生抵抗系泊力的摩擦力。填充式重力锚的筒体底部设有多个系缆柱，用于给施工船提供系泊点。相比于传统重力锚的形式，本填充式重力锚结构简单，可以在大型起重船无法进入的近岸段浅水且抛锚限制区域内，仅使用锚艇进行安装拆除，降低施工成本，满足在浅水条件下为施工作业船舶提供系泊点与稳定可靠的系泊力，综合经济效益较为显著。较为显著。较为显著。


技术研发人员：高志钊 孙景军 于雷
受保护的技术使用者：环球海洋工程（天津）有限公司
技术研发日：2023.03.31
技术公布日：2023/5/26