一种液动冲击式鱼雷锚的制作方法

文档序号:13569089阅读:180来源:国知局
一种液动冲击式鱼雷锚的制作方法

本发明涉及海洋平台系泊基础的设计方法,特别涉及一种液动冲击式鱼雷锚。



背景技术:

随着海洋油气资源勘探与开采向深海发展,浮式或半潜式海洋平台被广泛应用,为了保证平台工作时的稳定性,绷紧腿式锚泊系统应运而生。在现有的锚式系泊基础中,吸力沉箱锚、法向承力锚、吸力式平板锚以及鱼雷锚等都有过成功的工程范例,积累了丰富的成功经验。在上述锚式系泊基础中,鱼雷锚以其低成本、安装便捷、抗拔承载力高的优点,被认为是适用于深水域最有前景的一种系泊基础。鱼雷锚又名深水贯入锚,往往为钢制的圆柱体,锚前端呈圆锥形,安装时令鱼雷锚在自重作用下贯入土体进行承载。鱼雷锚的重力贯入特性在深海软粘土海床中效率很高、承载性能良好,但对于砂性或存在硬壳层的海床则有安装效率低、贯入阻力大的缺陷,除此之外,传统鱼雷锚的尺寸与体积较大,在一定程度上也增大了其成本,且由于受到横向洋流等海上复杂环境的影响,加之自身结构形状的影响,导致无法实现精准的定向安装,一般都会存在贯入角的问题,从而影响了鱼雷锚的广泛适用性。



技术实现要素:

本发明克服了现有技术中的缺点,旨在设计一种液动冲击式鱼雷锚,通过在锚身内增设液动冲击器,为鱼雷锚贯入地层提供动力,从而克服现有鱼雷锚质量大、体积大、定向不精确以及在砂性与硬壳层海床上安装效率低等缺陷,实现鱼雷锚垂直贯入,提高其抗拔性能及承载力,且这种鱼雷锚质量小体积小,大大方便了运输安装及回收工作,提升了工作效率。

为了解决上述技术问题,本发明是通过以下技术方案实现的:

一种液动冲击式鱼雷锚,由锚头、锚身、锚链和液动冲击器构成,锚头设置于锚身的下方,锚链分为外锚链和内锚链,外锚链拴在锚头的两侧,内锚链拴在锚身的上部,锚身呈圆柱体状分为内壳和外壳两部分结构,内壳结构上端开口与液压管路的进水管相连,内壳与外壳之间的空间称为液流通道,所述液流通道与液压管路的回流管相连,在内壳的底部设置有连通孔,使内壳内的空间与液流通道相连通,所述液动冲击器设置于内壳中;

所述液动冲击器由上限位板、下限位环、活阀、阀簧、冲锤和锤簧构成,上限位板和下限位板将内壳内部空间分为三部分,在上限位板设置有进水孔,冲锤设置于上限位板和下限位环之间,在冲锤与下限位环之间设置锤簧,在冲锤的中部设有中空管路,中空管路连通设置于冲锤外侧的冲锤中孔,在上限位板的中心处设置有活阀孔,活阀设置于活阀孔内,位于活阀孔上方的结构称为活阀座,在活阀座与上限位板之间设置有阀簧;在所述液动冲击器的下方设置有铁砧,作为冲锤向下施力的对象。

在上述技术方案中,所述外锚链通过设置于锚头两侧的外锚链环与锚头相连接。

在上述技术方案中,所述内锚链通过设置于锚身上部的内锚链环与锚身相连接。

在上述技术方案中,所述液压管路为双芯橡胶水管。

在上述技术方案中,在所述液压管路与锚身的连接处设置有密封圈。

在上述技术方案中,所述冲锤由外径大的上圆柱体和外径小的下圆柱体连接构成,所述锤簧设置于上圆柱体的底部。

在上述技术方案中,在所述活阀座与上限位板之间设置有活阀座垫圈。

在上述技术方案中,在所述上限位板的底部设置有缓冲垫圈。

在上述技术方案中,所述进水孔以活阀孔为中心等距地设置于活阀孔的周围,所述进水孔的数量为2-8个。

在上述技术方案中,所述铁砧结构与锚头为一体成型。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

1.采用液动冲击器给锚体施加连续的冲击功,使其在砂性或硬壳层海床也能够实现连续贯入。液动冲击器通过活阀以及阀簧和锤簧之间的配合可以实现循环工作,从而可以连续不断地冲击锚体,这在难以直接贯入的砂性或硬壳层海床中具有巨大的优势;

2.利用冲击进行贯入,避免了鱼雷锚大体积、大尺寸的设计方法,节约了成本。传统的鱼雷锚都是利用重力一次性贯入,因此鱼雷锚锚体都比较庞大,制造成本高,运输、安装以及回收都极为不便,而液动冲击式鱼雷锚采用液动冲击器提供主要的冲击功,有效的避免了大尺寸这一问题,运输高效、安装便捷、回收简单;

3.通过控制泵压控制液动冲击器的启闭以及冲击频率,可以实现比较精确的竖向贯入操作。传统的鱼雷锚在实际工程中应用时通常需要先做现场安装试验来确定具体的安装方案,成功率无法得到保证,工作效率低,而液动冲击式鱼雷锚从根源上解决了这一问题,安装时只需在海上操作平台定好位置,准确落在设计位置即可,锚体贯入深度以及贯入速度都可以通过控制泵压人为干预,极大地提高安装效率及准确度。

附图说明

图1为液动冲击式鱼雷锚剖面结构图。

图2为液动冲击式鱼雷锚立体结构图。

其中,其中,1为密封圈,2为外壳,3为内壳,4为活阀座,5为阀簧,6为活阀,7为冲锤,8为锤簧,9为连通孔,10为铁砧,11为内锚链环,12为上限位板,13为缓冲垫圈,14为进水孔,15为液流通道,16为冲锤中孔,17为外锚链环,18为锚头,19为锚身,20为外锚链,21为液压管路,22为内锚链,23为下限位环。

具体实施方式

下面结合附图与具体的实施方式对本发明作进一步详细描述:

如图中所示,一种液动冲击式鱼雷锚,由锚头18、锚身19、锚链和液动冲击器构成,锚头设置于锚身的下方,锚链分为外锚链20和内锚链22,外锚链拴在锚头的两侧,内锚链拴在锚身的上部,锚身呈圆柱体状分为内壳3和外壳2两部分结构,内壳结构上端开口与液压管路21的进水管相连,内壳与外壳之间的空间称为液流通道15,所述液流通道与液压管路的回流管相连,在内壳的底部设置有连通孔9,使内壳内的空间与液流通道相连通,所述液动冲击器设置于内壳中;所述液动冲击器由上限位板12、下限位环23、活阀6、阀簧6、冲锤8和锤簧8构成,上限位板和下限位板将内壳内部空间分为三部分,在上限位板设置有进水孔14,冲锤设置于上限位板和下限位环之间,在冲锤与下限位环之间设置锤簧,在冲锤的中部设有中空管路,中空管路连通设置于冲锤外侧的冲锤中孔16,在上限位板的中心处设置有活阀孔,活阀设置于活阀孔内,位于活阀孔上方的结构称为活阀座4,在活阀座与上限位板之间设置有阀簧5;在所述液动冲击器的下方设置有铁砧10,作为冲锤向下施力的对象。

1、鱼雷锚的液动冲击原理与过程

开启水泵之前,冲锤7在锤簧8的作用下处于上位,当其中心孔被活阀6盖住时,液流瞬时被阻,液压急剧增高而产生水锤增压。在高压液流作用下,冲锤和活阀一同下行压缩锤簧8与阀簧5,该阶段称为闭阀启动加速运行阶段。当活阀下行到相当位置时,活阀被活阀座限制,停止下行并与冲锤脱开,此时冲洗液(水)依次通过进水孔14、流径冲锤中部的中空管路、冲锤中孔16,再通过连通孔9进入液流通道15中,在泵压的作用下通过液压管路的回流管回流到海上操作平台,液压下降,冲洗液也实现循环使用。此后,活阀在阀簧作用下返回原位,而冲锤在动能作用下继续下行。活阀下行一定距离后,受到活阀座的限制,停止下行,而冲锤由于高速运动的惯性,继续下行,压缩锤簧,打击铁砧10。此时,活塞与活阀瞬时脱开,打开液流通道,活阀在阀簧的作用下回位。由于阀区压力骤减,冲锤打击铁砧后在弹簧作用下也迅速上返复位,关闭液流通道而产生第二次冲击。冲击器如此周而复始地连续工作,铁砧也周而复始地冲击鱼雷锚锚头,为鱼雷锚精确地定向贯入土层提供动力。

2、液动冲击式鱼雷锚安装步骤

以“锚体-液动冲击器-双芯橡胶水管-水泵”的连接顺序将液动冲击式鱼雷锚在工程船上安装完成后,通过吊机缓慢下放锚链直到锚体接触海床。开启水泵送水,为冲击器提供动力,同时逐渐放松锚链,让鱼雷锚在液动冲击器的作用下贯入土体,初始阶段采用较小泵压,贯入一定深度后可加大泵压,待鱼雷锚到达设计深度后,关闭水泵,完成鱼雷锚的安装。

3、液动冲击式鱼雷锚回收步骤

以缓慢、均匀的速度的收紧锚链,以带动液动锚体脱离在位状态,完成液动冲击式鱼雷锚的回收。

以上对本发明进行了详细说明,但所述内容仅为本发明的较佳实施例,不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

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