一種可拆卸并重復使用的拖曳錨助潛器

1.本發明屬于海洋平臺領域，涉及一種可拆卸并重復使用的拖曳錨助潛器。
技術背景
2.近年來海洋勘探深度逐漸進入深水和超深水領域，對海洋系泊系統提出了更高的要求。深水系泊基礎是深水系泊系統的重要組成,隨著海洋油氣資源開發的加速發展,深水系泊系統的關鍵技術成為國際海洋油氣資源開發的重要研究領域。拖曳錨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.傳統的拖曳錨為錨板上裝配錨脛在拖曳錨安裝船的牽引下嵌入海床，拖曳完成后將錨留在海底進行系泊工作。傳統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下潛。一般地質條件下，錨的入土深度越深，錨所能提供的承載力越大。傳統拖曳錨僅通過錨自身的下潛能力實現拖曳下潛，最終下潛深度有限。本發明提出了一種在錨脛的兩側加上一對可拆卸的外傾脛板作為助潛器的方法，產生更大的切削作用，使整個拖曳錨具備更大的下潛能力。


技術實現要素：

4.為了解決上述技術問題，本發明提供了一種可拆卸并重復使用的拖曳錨助潛器。
5.本發明的技術方案如下：
6.一種可拆卸并重復使用的拖曳錨助潛器，包括錨板、錨脛、脛板；所述的兩塊脛板分別置于錨脛兩側組成助潛器；兩塊脛板之間通過多根肋條連接；相鄰肋條之間平行設置。
7.所述的錨脛固定在錨板上方，兩塊脛板的一端分別與錨板相連；在拖曳錨中，以垂直于錨板上表面的豎直平面作為基準面，助潛器脛板與基準面夾角定義為α，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，此時助潛器脛板平面與垂直錨板的平面的夾角α取0
°
～-21.5
°
。
8.可拆卸回收的脛板稱為拖曳錨助潛器。助潛器可使拖曳錨具備更強的下潛性能，從而提供更高的承載力?；趥鹘y拖曳錨，兩塊脛板分別置于錨脛兩側組成助潛器，助潛器的形狀與錨脛的形狀保持一致未改變，可以基于原有錨脛的基礎上作為助潛器進行安裝。
9.在拖曳錨中，以垂直于錨板上表面的豎直平面作為基準面，助潛器脛板與基準面夾角定義為α，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，其具體定義可見附圖5。
10.本發明的有益效果：
11.本發明適用于幫助浮式海洋平臺拖曳錨具備更強的下潛能力?？刹鹦吨鷿撈鲀H作為一種拖曳錨安裝下潛時的輔助工具使用，在完成拖曳錨的安裝工作后即可拆卸回收并重復使用。助潛器可加深拖曳錨的嵌入深度，使系泊基礎更加穩定安全。
附圖說明
12.圖1是本發明實施例的拖曳錨推進器裝置整體結構圖；
13.圖2是本發明實施例的拖曳錨推進器裝置俯視圖；
14.圖3是本發明實施例的拖曳錨推進器裝置后視圖；
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脛板(助潛器)；3錨脛；4安裝錨鏈；5承載錨鏈。
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：
22.一種可拆卸并重復使用的拖曳錨助潛器，包括錨板1、錨脛3、脛板2；所述的兩塊脛板2分別置于錨脛兩側組成助潛器；兩塊脛板2之間通過多根肋條連接；相鄰肋條之間平行設置。
23.所述的錨脛3固定在錨板1上方，兩塊脛板2的一端分別與錨板1相連；在拖曳錨中，以垂直于錨板1上表面的豎直平面作為基準面，助潛器脛板2與基準面夾角定義為α，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，此時助潛器脛板平面與垂直錨板的平面的夾角α取0
°
～-21.5
°
。
24.實施例2：
25.(1)首先將拖曳錨拋入海中，沉放至海床表面。
26.(2)用拖曳安裝船拖拽安裝錨鏈4，牽引助潛器2和拖曳錨，使得助潛器
②
和拖曳錨下潛至目標深度。
27.(3)斷開助潛器2與拖曳錨之間的連接，通過安裝錨鏈4回收助潛器。
28.(4)張緊承載錨鏈5，完成拖曳錨安裝過程。
29.實施例3：
30.此時助潛器脛板平面與垂直錨板的平面的夾角α取0
°
到-21.5
°
，可以得到最好的下潛結果，充分發揮拖曳錨的下潛性能，該值的確定依據abaqus有限元軟件的的cel方法進行分析，具體可見如下：
31.通過對現有的mk5模型對應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，用圓柱體link單元模擬錨鏈，數值模擬中的拖曳錨具體尺寸可見附圖4和下表1。
32.表1數值模擬拖曳錨尺寸
[0033][0034]
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。
[0035]
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。
[0036]
該助潛器與原拖曳錨之間用可拆卸裝置連接，助潛器與原拖曳錨分別用兩條錨鏈牽引：安裝錨鏈僅與助潛器相連；承載錨鏈僅與拖曳錨相連。安裝作業時拉拽安裝錨鏈，此時助潛器與拖曳錨連接成整體，安裝錨鏈拖動助潛器和拖曳錨一起下潛；下潛至指定深度后，控制助潛器與拖曳錨分離，拖拽安裝錨鏈回收助潛器；最后張緊承載錨鏈，完成拖曳錨安裝過程。
[0037]
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：
1.一種可拆卸并重復使用的拖曳錨助潛器，其特征在于，包括錨板(1)、錨脛(3)、脛板(2)；所述的兩塊脛板(2)分別置于錨脛兩側組成助潛器；兩塊脛板(2)之間通過多根肋條連接；相鄰肋條之間平行設置；所述的錨脛(3)固定在錨板(1)上方，兩塊脛板(2)的一端分別與錨板(1)相連；在拖曳錨中，以垂直于錨板(1)上表面的豎直平面作為基準面，助潛器脛板(2)與基準面夾角定義為α，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，此時助潛器脛板平面與垂直錨板的平面的夾角α取0
°
～-21.5
°
。

技術總結
本發明屬于海洋平臺領域，涉及一種可拆卸并重復使用的拖曳錨助潛器。所述的拖曳錨助潛器包括錨板、錨脛、脛板；所述的兩塊脛板分別置于錨脛兩側組成助潛器；兩塊脛板之間通過多根肋條連接；相鄰肋條之間平行設置。本發明適用于幫助浮式海洋平臺拖曳錨具備更強的下潛能力?？刹鹦吨鷿撈鲀H作為一種拖曳錨安裝下潛時的輔助工具使用，在完成拖曳錨的安裝工作后即可拆卸回收并重復使用。助潛器可加深拖曳錨的嵌入深度，使系泊基礎更加穩定安全。使系泊基礎更加穩定安全。使系泊基礎更加穩定安全。


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