一種新型的翼型板拖曳錨

1.本發明屬于海洋平臺領域，涉及一種新型的翼型板拖曳錨。
技術背景
2.海洋平臺為了能夠在特定海域進行相關作業，需要對其位置進行確定以及固定，拖曳錨在錨鏈拖曳過程中所錨入海床土體的深度對于錨體固定具有十分重要的意義。目前隨著海上油氣資源開發不斷向深水和超深水發展,拖曳錨在深海工程中得到了廣泛應用。作為一種新型的系泊基礎，其不僅具有較高的抗拔承載力和高效的錨固性能，而且具備重量輕、材料省、易操作、易存儲、可回收和重復使用等優點。
3.傳統拖曳錨的錨脛設計形式為內傾錨脛，兩錨脛之間以數塊肋板連接，拖曳錨錨板和錨脛成一定角度，通過錨鏈拉拽使錨板和海床土以一定角度產生切削作用，從而實現錨在土中的安裝下潛。當拖曳錨安裝下潛時，僅錨板與土產生切削從而提供下潛能力，傳統錨脛不僅不能幫助下潛，反而起到阻礙下潛的影響。本發明提出了一種新式翼型拖曳錨，改變拖曳錨形式，不再使用傳統錨脛組合，而在錨板上增加一對可以產生輔助切削作用的翼型板，翼型板以錨板為中心線對稱外傾擺放，使得拖曳錨下潛過程中翼型板也能產生切削作用，這種新型拖曳錨相比傳統拖曳錨具備更強的下潛性能，從而提供更大的承載力。


技術實現要素：

4.本發明提供了一種使用翼型板為拖曳錨提供輔助切削作用的新式拖曳錨，通過新增改用一對外傾翼型板，可以提高拖曳錨的下潛能力，為錨固系統提供更大的承載力，可用于浮式海洋平臺系泊基礎的固定。
5.本發明的技術方案：
6.一種新型的翼型板拖曳錨，包括錨板、翼型板和牽引錨鏈；
7.所述的兩塊外傾翼型板的一端分別固定在錨板的上表面，兩塊外傾翼型板之間通過肋條連接，翼型板的另一端連接與牽引錨鏈相連。
8.以垂直于錨板上表面的豎直平面作為基準面，其中以基準面與錨板交線為軸，繞軸順時針方向夾角α為正，逆時針方向夾角α為負；翼形板2平面與垂直錨板的平面的夾角α取0
°
到-21.5
°
。
9.本發明的理論基礎為：錨板上添加對稱翼型板，在拖曳錨下潛過程中，翼型板呈現向外傾斜擺放便于前端錨入海床，翼型板與錨板共同產生切削作用，提升拖曳錨的整體下潛能力，為系泊基礎提供更大的承載力，從而能夠最大限度發揮拖曳錨的作用。
10.本發明的有益效果：
11.本發明的實例適用于浮式海洋平臺。新式翼型板拖曳錨，為拖曳錨下潛過程中提供了更大的下潛深度，相較于傳統拖曳錨，在不增加成本的基礎上，為錨固系統提供更大的承載力，使系泊基礎更加穩定可靠。
附圖說明
12.圖1是本發明實施例的新式翼型板拖曳錨裝置整體結構圖；
13.圖2是本發明實施例的新式翼型板拖曳錨裝置俯視圖；
14.圖3是本發明實施例的新式翼型板拖曳錨裝置后視圖；
15.圖4是一半的對稱拖曳錨建模簡化模型；
16.圖5是錨板與垂直于錨板上表面的豎直平面夾角α定義示意圖；
17.圖6是不同α角對應的水平牽引位移和豎直嵌入深度關系的曲線圖，即拖曳錨的嵌入軌跡；
18.圖7是α角和拖曳錨某一時刻嵌入深度關系的分布規律；
19.圖中：1錨板；2.翼型板；3牽引錨鏈。
具體實施方式
20.以下結合技術方案和附圖，詳細敘述本發明的具體實施方式。
21.實施例1
22.翼形板平面與垂直錨板的平面的夾角α取0
°
到-21.5
°
，可以得到更好的下潛結果，相較于目前在用的傳統拖曳錨對應α》0，可以很大程度的提升拖曳錨的下潛性能，α值的確定通過abaqus有限元軟件的的cel方法進行分析，具體可見如下：
23.通過對現有的mk5拖曳錨對應15t型號拖曳錨進行模擬仿真建立起拖曳錨在錨鏈的牽引下的運動過程，根據圓柱體建模link單元連接模擬錨鏈，數值模擬中的拖曳錨具體尺寸可見附圖4和表1。
24.表1數值模擬拖曳錨尺寸
[0025][0026]
用不同α值對拖曳錨運動過程進行模擬，得到不同α角對應的軌跡位移，以及拖曳錨錨板的嵌入位移與α之間的擬合關系曲線，具體可見附圖6，7。
[0027]
根據附圖7結果顯示，當α范圍為-21.5
°
到0
°
時拖曳錨存在較大嵌入位移，即該范圍角度能夠最大程度提升拖曳錨的的嵌入性能。故以此為標準進行α值的確定。
[0028]
實施例2
[0029]
(1)首先將拖曳錨拋入海中，沉放至海床表面。
[0030]
(2)用拖曳安裝船拖拽牽引錨鏈3，牽引拖曳錨，使得拖曳錨下潛至目標深度。
[0031]
(3)張緊牽引錨鏈3，完成拖曳錨安裝過程。
[0032]
實施例3：
[0033]
一種新型的翼型板拖曳錨，包括錨板1、翼型板2和牽引錨鏈3；
[0034]
所述的兩塊外傾翼型板2的一端分別固定在錨板1的上表面，兩塊外傾翼型板2之間通過肋條連接，翼型板2的另一端連接與牽引錨鏈3相連。
[0035]
以垂直于錨板1上表面的豎直平面作為基準面，其中以基準面與錨板1交線為軸，
繞軸順時針方向夾角α為正，逆時針方向夾角α為負；翼形板2平面與垂直錨板1的平面的夾角α取0
°
到-21.5
°
。
[0036]
本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處。綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。


技術特征：
1.一種新型的翼型板拖曳錨，其特征在于，包括錨板(1)、翼型板(2)和牽引錨鏈(3)；所述的兩塊外傾翼型板(2)的一端分別固定在錨板(1)的上表面，兩塊外傾翼型板(2)之間通過肋條連接，翼型板(2)的另一端連接與牽引錨鏈(3)相連；以垂直于錨板(1)上表面的豎直平面作為基準面，其中以基準面與錨板(1)交線為軸，繞軸順時針方向夾角α為正，逆時針方向夾角α為負；翼形板(2)平面與垂直錨板(1)的平面的夾角α取0
°
到-21.5
°
。

技術總結
本發明屬于海洋平臺領域，涉及一種新型的翼型板拖曳錨。本發明的實例適用于浮式海洋平臺，新式翼型板拖曳錨為拖曳錨下潛過程中提供了更大的下潛深度，相較于傳統拖曳錨，在不增加成本的基礎上，為錨固系統提供更大的承載力，使系泊基礎更加穩定可靠。使系泊基礎更加穩定可靠。使系泊基礎更加穩定可靠。


技術研發人員：于龍 郭巖巖 張荷月
受保護的技術使用者：大連理工大學
技術研發日：2022.01.24
技術公布日：2022/4/29