一种沉放稳定的重力锚及其沉放方法

一种沉放稳定的重力锚及其沉放方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及海洋工程重力锚泊技术领域，更具体地，涉及一种沉放稳定的重力锚及其沉放方法。
【背景技术】
[0002]锚是船舶、水面设施、浮式平台等停泊时所用到的重要的装置。对于水面设施、浮式平台等，从经济性、稳定性和安全可靠性方面考虑，选择合适的锚泊系统是至关重要的。在众多的锚泊系统中，采用混凝土浇筑的重力锚块的平衡重块张力缆锚泊作为一种结构简单、施工容易、成本也较低、对海底土质无特别要求的一种锚泊形式而较多的被采用。然而，由于施工误差、海流以及波浪等因素的影响，传统的重力锚块在安装作业中会产生一定的旋转和水平方向的漂移，甚至最终远远的偏离目标投放地点。特别地，在一些水深较深及风浪较大的海域，以及对施工精度要求较高的场合，这种误差是不可以接受的，且造成了一定的财力和人力的浪费。
[0003]另外，传统的重力锚为了增大锚块的锚抓力，锚块在工程应用中都会是大头朝下小头朝上的沉放在水底，这样一来传统锚块的沉降过程将会由于不平衡因素而发生旋转和横向漂移，偏离预定的投放地点。

【发明内容】

[0004]本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷(不足)，提供一种沉放稳定的重力锚，另外，本发明还提供一种增强重力锚沉放过程稳定性的方法。
[0005]为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下:
一种沉放稳定的重力锚，包括锚体，其特征在于，所述锚体为上小下大的棱台或圆台椎体结构，所述锚体的中心轴线处或靠近中心轴线处设有贯穿锚体上下表面的垂直通孔，所述垂直通孔为过水通道，所述垂直通孔的下方以棱台或圆台锥体结构展开。
[0006]进一步的，作为优选技术方案，所述垂直通孔下方的棱台或圆台锥体的斜面倾角A小于锚体的棱台或圆台椎体的斜面倾角B。
[0007]进一步的，作为优选技术方案，还包括吊环，所述吊环位于锚体顶部中心位置。
[0008]进一步的，作为优选技术方案，所述靠近中心轴线是指:吊环在不对垂直通孔有影响的前提下，垂直通孔离中心轴线最近的位置，从而使重力锚在工作时最大限度的保持平衡。
[0009]另外本发明还提供一种增强重力锚沉放过程稳定性的方法，其特征在于，包括以下步骤:
A.制作重力锚:所述重力锚中心轴线处或靠近中心轴线处设有贯穿锚体上下表面的垂直通孔，所述垂直通孔为过水通道，所述垂直通孔的下方以棱台或圆台锥体结构展开；
B.运送重力锚:将重力锚运至预定沉放地点；
C.沉放重力锚:采用缆绳对重力锚进行沉放，在沉放过程中部分原本绕流重力锚的水通过过水通道流出，过水通道与锚块外部水流产生压差减小倾覆力矩，使锚块在沉放时减少由于外部影响造成的不平衡而产生的翻转和/或横向漂移，从而有效降低施工误差；
D.沉放完毕。
[0010]进一步的，作为优选技术方案，所述垂直通孔下方的棱台或圆台锥体(4)的斜面倾角A小于销体的棱台或圆台椎体的斜面倾角B。
[0011]进一步的，作为优选技术方案，所述重力锚上设有吊环，所述步骤C中，缆绳系在吊环上。
[0012]与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是:
本发明提供的新式重力锚，在传统重力锚的基础上设计了过水通道以及过水通道底部的棱台或圆台锥体的结构展开，这样的设计使得原本截面积上小下大的重力锚的截面积变成了上大下小，从而重力锚的沉降过程变得稳定。本发明提供的重力锚及其沉放方法改变了锚块的截面积随水深的分布，使其总体呈一个“倒锥体”结构的效果，减小了锚块底部的面积，改变了锚块的重心位置，部分原本绕流锚块的水现在通过过水通道流出，过水通道与锚块外部水流产生的压差减小倾覆力矩，使锚块在安装作业时减少由于外部影响造成的不平衡而产生的翻转和横向漂移，从而使与重力锚连接的船舶或者浮式平台等重力锚锚泊系统保持良好的平稳度和安全性，有效降低施工误差而造成经济损失的风险。
【附图说明】
[0013]图1为本发明的实施例结构垂直剖面图。
[0014]图2为本发明的实施例结构俯视图。
[0015]图3为本发明的实施例结构三维垂直剖面图。
[0016]图4为本发明的实施例结构三维图。
[0017]图5为本发明与传统锚块沉放对比示意图。
[0018]图6为本发明实例结构沉放过程垂直剖面的流场示意图。
[0019]附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制;为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸;对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的；相同或相似的标号对应相同或相似的部件;附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
[0021]实施例1
如图1-4所示，一种沉放稳定的重力锚，包括锚体I，锚体I上设有吊环2，所述锚体I为上小下大的棱台或圆台椎体结构，所述锚体I的中心轴线处或靠近中心轴线处设有贯穿锚体上下表面的垂直通孔3，所述垂直通孔3为过水通道，所述垂直通孔3的下方以棱台或圆台锥体4结构展开;所述垂直通孔3下方的棱台或圆台锥体4的斜面倾角A小于锚体I的棱台或圆台椎体的斜面倾角B;所述吊环2位于锚体I顶部中心位置。
[0022]所述靠近中心轴线是指:吊环2在不对垂直通孔3有影响的前提下，垂直通孔3离中心轴线最近的位置，从而使重力锚在工作时最大限度的保持平衡。
[0023]本发明提供的重力锚在使用时，改变了锚块的截面积随水深的分布，使其总体呈一个“倒锥体”结构，减小了锚体底部的面积，改变了锚块的重心位置，部分原本绕流锚块的水现在通过过水通道流出，过水通道与锚块外部水流产生的压差减小倾覆力矩，使锚块在安装作业时减少由于外部影响造成的不平衡而产生的翻转和横向漂移，从而使与重力锚连接的船舶或者浮式平台等重力锚锚泊系统保持良好的平稳度和安全性，有效降低施工误差而造成经济损失的风险。
[0024]实施例2
如图1-5所示，一种增强重力锚沉放过程稳定性的方法，包括以下步骤:
A.制作重力锚:所述重力锚中心轴线处或靠近中心轴线处设有贯穿锚体上下表面的垂直通孔3，所述垂直通孔3为过水通道，所述垂直通孔3的下方以棱台或圆台锥体4结构展开；所述垂直通孔3下方的棱台或圆台锥体4的斜面倾角A小于锚体I的棱台或圆台椎体的斜面倾角B;重力锚上设有吊环2;
B.运送重力锚:将重力锚运至预定沉放地点；
C.沉放重力锚:将缆绳系在吊环2上对重力锚进行沉放，在沉放过程中部分原本绕流重力锚的水通过过水通道流出，过水通道与锚块外部水流产生压差减小倾覆力矩，使锚块在沉放时减少由于外部影响造成的不平衡而产生的翻转和/或横向漂移，从而有效降低施工误差；
D.沉放完毕。
[0025]显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。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。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
【主权项】
1.一种沉放稳定的重力锚，包括锚体(1)，其特征在于，所述锚体(I)为上小下大的棱台或圆台椎体结构，所述锚体(I)的中心轴线处或靠近中心轴线处设有贯穿锚体上下表面的垂直通孔(3)，所述垂直通孔(3)为过水通道，所述垂直通孔(3)的下方以棱台或圆台锥体(4)结构展开。2.根据权利要求1所述的沉放稳定的重力锚，其特征在于，所述垂直通孔(3)下方的棱台或圆台锥体(4)的斜面倾角A小于锚体(I)的棱台或圆台椎体的斜面倾角B。3.根据权利要求1或2所述的沉放稳定的重力锚，其特征在于，还包括吊环(2)，所述吊环(2)位于锚体(I)顶部中心位置。4.根据权利要求3所述的沉放稳定的重力锚，其特征在于，所述靠近中心轴线是指:吊环(2)在不对垂直通孔(3)有影响的前提下，垂直通孔(3)离中心轴线最近的位置，从而使重力锚在工作时最大限度的保持平衡。5.—种增强重力锚沉放过程稳定性的方法，其特征在于，包括以下步骤: A.制作重力锚:所述重力锚中心轴线处或靠近中心轴线处设有贯穿锚体上下表面的垂直通孔(3)，所述垂直通孔(3)为过水通道，所述垂直通孔(3)的下方以棱台或圆台锥体(4)结构展开； B.运送重力锚:将重力锚运至预定沉放地点； C.沉放重力锚:采用缆绳对重力锚进行沉放，在沉放过程中部分原本绕流重力锚的水通过过水通道流出，过水通道与锚块外部水流产生压差减小倾覆力矩，使锚块在沉放时减少由于外部影响造成的不平衡而产生的翻转和/或横向漂移，从而有效降低施工误差； D.沉放完毕。6.根据权利要求5所述的增强重力锚沉放过程稳定性的方法，其特征在于，所述垂直通孔(3)下方的棱台或圆台锥体(4)的斜面倾角A小于销体(I)的棱台或圆台椎体的斜面倾角B。7.根据权利要求6所述的增强重力锚沉放过程稳定性的方法，其特征在于，所述重力锚上设有吊环(2)，所述步骤C中，缆绳系在吊环(2)上。
【专利摘要】本发明涉及海洋工程重力锚泊技术领域，更具体地，涉及一种沉放稳定的重力锚及其沉放方法：一种沉放稳定的重力锚，包括锚体（1），其特征在于，所述锚体（1）为上小下大的棱台或圆台椎体结构，所述锚体（1）的中心轴线处或靠近中心轴线处设有贯穿锚体上下表面的垂直通孔（3），所述垂直通孔（3）为过水通道，所述垂直通孔（3）的下方以棱台或圆台锥体（4）结构展开。本发明提供的重力锚改变了传统锚块实际的截面积，使其截面积分布大体随水深逐渐减小，减小了锚块底部的面积，改变了锚块的重心位置，减小倾覆力矩，使锚块在安装作业时减少由于外部影响造成的不平衡而产生的翻转和横向漂移，从而使与重力锚连接的船舶或者浮式平台等重力锚锚泊系统保持良好的平稳度和安全性，有效降低施工误差而造成经济损失的风险。
【IPC分类】B63B21/26
【公开号】CN105711744
【申请号】CN201610058069
【发明人】詹杰民, 胡文清, 苏炜, 蔡文豪, 罗莹莹, 张建波, 李纬华, 陈宇
【申请人】中山大学