一种单锚腿式近海养殖平台及其安装方法与流程

本发明涉及近海养殖工程技术，尤其是一种单锚腿式近海养殖平台及其安装方法。

背景技术：

在近海养殖中，为了满足部分鱼种生长对水温的要求以及防台避险的生存要求，在养殖周期内需要将网箱潜降到水面20m以下的较深的位置；在鱼苗投放或成鱼捕捞时，需要将网箱提升到水面附近。

现有的近海养殖平台的网箱潜降深度有限，不能满足部分鱼种的生长要求，也无法避免台风对鱼类生存的侵扰；同时存在平台结构复杂、安装难度较大、综合成本较高的问题。因此开发一种潜降深度大，结构简单，安装简易、综合成本低的近海养殖平台具有广阔的应用前景。

技术实现要素：

为了解决网箱潜降深度有限，养殖平台综合成本较高的问题，本发明提出一种单锚腿式近海养殖平台，并提出相应的安装方法。

作为第一方面，本发明提出一种单锚腿式近海养殖平台，包括吸力锚、网箱、平台甲板，其特征在于，吸力锚与平台甲板之间用中央腿柱连接，其中中央腿柱下端通过锚链与吸力锚连接，网箱被中央腿柱从中心穿过。

所述网箱包括导管架，网衣、与中央腿柱相连接的第一液压插销；

所述导管架是以上中心立柱、下中心立柱、若干侧立柱为主体，由横梁、圈梁、斜撑连接而成的空间结构；网衣覆盖在导管架的内侧。

所述侧立柱，为空心钢管，两端用盲板封闭；若干侧立柱共同组成通过进水压载或排水卸载实现网箱的下降或上浮的第一浮力舱。

所述第一液压插销布置在上中心立柱的外侧，并与中央腿柱上部销孔和下部销孔相配套的。

所述中央腿柱，为空心钢管，两端用盲板封闭，作为第二浮力舱；

所述中央腿柱，其外壁设置限制平台甲板与中央腿柱相对位置的基座结构、限制网箱沉浮行程的上限位结构和下限位结构、固定网箱的上部销孔和下部销孔。网箱沿着中央腿柱可在上限位结构和下限位结构之间通过排载或压载实现上浮或下潜。

所述中央腿柱的下部内壁设置第二液压插销。

所述中央腿柱的上端设置吊装用的第一吊耳，下端设置连接锚链的第二吊耳。

所述吸力锚，是由包括外筒板、顶板、内底板、内筒板组成的空间结构；由外筒板、顶板、内底板、内筒板围成的密闭环形空间，作为第三浮力舱。

所述内筒板的内侧设置与中央腿柱上的第二液压插销相配套的销孔，内筒板中心位置的内底板上部设置与锚链连接的第三吊耳。

所述平台甲板，包括浮筒、甲板结构，浮筒与甲板结构之间保持一定间距，通过若干根立柱连接在一起。

所述浮筒是由包括筒壁、筒中心柱、筒顶板、筒底板围成的密闭空间结构，内部设置若干肋板。

所述筒中心柱的内径略大于中央腿柱的外径，使浮筒被中央腿柱穿过并坐在中央腿柱的基座结构上，中央腿柱露出浮筒顶部，用若干连接板将浮筒和中央腿柱焊接在一起。

作为第二方面，本发明提出一种单锚腿式近海养殖平台安装方法，其特征包括以下步骤：

（1）将预制完成的中央腿柱、吸力锚、网箱组装为一体，作为组合体吊装；

（2）对各浮力舱进行充气打压，保证组合体漂浮在水面上的要求；

（3）用自航工船将组合体、平台甲板拖航到安装海域位置附近；

（4）用自航工船上的吊机吊装水力挖沟机在安装位置附近海底土壤吹泥，吹泥深度略大于吸力锚第三浮力舱的高度；

（5）自航工船上的吊机与中央腿柱的第一吊耳挂吊索具。

（6）吸力锚的第三浮力舱进水压载，中央腿柱的第二浮力舱充水压载，组合体逐渐下潜并成直立漂浮状态；

（7）自航工船上的吊机牵拉组合体定位；

（8）第三浮力舱和第二浮力舱继续进水压载、第一浮力舱进水压载，直到吸力锚因重力初步贯入海底土壤；

（9）启动吸力锚的泵系统，将吸力锚贯入海底土壤到设计深度；

（10）解脱中央腿柱的第一吊耳上的吊索具，自航工船返航；

（11）自航工船吊机上的吊索具连接甲板上的平台甲板；

（12）利用高潮，自航工船上的吊机将平台甲板吊到中央腿柱上方；

（13）解脱中央腿柱与吸力锚的插销连接，中央腿柱的第二浮力舱及网箱的第一浮力舱排水卸载，中央腿柱上浮，同时，浮筒进水压载，使平台甲板略有下沉，中央腿柱进入浮筒的筒中心柱中；

（14）平台甲板的浮筒坐在中央腿柱的基座结构上，中央腿柱从浮筒顶面露出，用若干连接板将浮筒筒顶板和中央腿柱焊接在一起，然后浮筒排水卸载；

（15）解脱吊机与平台甲板的吊索具，自航工船返航。

本发明的有益效果是：通过网箱的自浮设计，解决了网箱的下潜和上浮的动力问题，同时实现了网箱大幅度潜降操作；通过各部结构的自浮设计，实现了海上安装的自浮工艺，并且安装作业简易，对安装装备的要求较低，实现综合成本较低的目标。

附图说明

以下结合附图及具体实施方式作进一步详细说明。

图1为本发明的在位立面布置图；

图2为网箱导管架示意图；

图3为网箱导管架a-a剖面图；

图4为网箱导管架b-b剖面图；

图5为中央腿柱示意图；

图6为中央腿柱c-c剖面图；

图7为吸力锚示意图；

图8为吸力锚d-d剖面图；

图9为平台甲板示意图；

图10为平台甲板浮筒e-e剖面图；

图11吸力锚与中央腿柱插销连接示意图；

图12吸力锚、中央腿柱及网箱组成的组合体及平台甲板驮运示意图；

图13在安装位置海底吹泥示意图；

图14组合体压载扶正示意图；

图15吸力锚初步贯入海底土壤示意图；

图16吸力锚沉放到位示意图；

图17平台甲板与中央腿柱对位示意图；

图18中央腿柱穿入平台甲板示意图；

图19本发明安装完成示意图。

其中：1-吸力锚；2-网箱；3-平台甲板；4-中央腿柱；5-锚链；6-连接板；7-自航工船；8-海底土壤；9-水面；11-外筒板；12-顶板；13-内底板；14-内筒板；15-第三吊耳；21-导管架；22-网衣；23-第一液压插销；31-浮筒；32-甲板结构；33-立柱；41-基座结构；42-上限位结构；43-下限位结构；44-上部销孔；45-下部销孔；46-第二液压插销；47-第一吊耳；48-第二吊耳；71-吊机；72-水力挖沟机；141-销孔；211-上中心立柱；212-下中心立柱；213-侧立柱；214-横梁；215-圈梁；216-斜撑；311-筒壁；312-筒中心柱；313-筒顶板；314-筒底板；肋板315。

具体实施方式

如图1，以北黄海水深50m海域为例，一种单锚腿式近海养殖平台，包括吸力锚1、网箱2、平台甲板3；吸力锚1与平台甲板3由中央腿柱4连接，中央腿柱4下端通过锚链5与吸力锚1连接，网箱2被中央腿柱4从中心穿过。

如图2、图3，网箱2优选直径8m，高22m，水体容积700方，自重18.5t，包括导管架21、网衣22、与中央腿柱4相连接的第一液压插销23；导管架21是以上中心立柱211、下中心立柱212、四条侧立柱213为主体，由横梁214、圈梁215、斜撑216连接而成的空间结构；网衣22覆盖在导管架21的内侧。

侧立柱213，选用优选钢管ф660×6，每条长16.8m，两端用盲板封闭；四条侧立柱213共同组成通过进水压载或排水卸载实现网箱2的下降或上浮的第一浮力舱，可提供最大22t浮力。

如图4，所述第一液压插销23布置在上中心立柱211的外侧，并于中央腿柱4上部销孔44和下部销孔45相配套的。

如图5，中央腿柱4，优选钢管ф914×10，长45m，自重14t，两端用盲板封闭，作为第二浮力舱，可提供最大28t浮力。

如图5，中央腿柱4外壁设置限制平台甲板3与中央腿柱4相对位置的基座结构41、限制网箱2沉浮行程的上限位结构42和下限位结构43、固定网箱2的上部销孔44和下部销孔45。网箱2沿着中央腿柱4可在上限位结构42和下限位结构43之间通过排载或压载实现上浮或下潜。

如图5，中央腿柱4的上端设置吊装用的第一吊耳47，下端设置连接锚链5的第二吊耳48。

如图5、图6，中央腿柱4的下部内壁设置第二液压插销46。

如图7，吸力锚1优选直径5m，高8m，自重30t，由包括外筒板11、顶板12、内底板13、内筒板14组成的空间结构；由外筒板11、顶板12、内底板12、内筒板14围成高2.5m的密闭环形空间，作为第三浮力舱，可提供最大46.8t浮力。

如图7、图8，内筒板14的内侧设置与中央腿柱4上的第二液压插销46相配套的销孔141，内筒板14中心位置的内底板13上部设置与锚链5连接的第三吊耳15。

如图9，平台甲板3优选面积5.6mx5.6m，自重14.2t，加上上部的养殖模块9.5t，共计重23.7t，包括浮筒31、甲板结构32，浮筒31与甲板结构32之间保持一定间距，通过六根立柱33连接在一起；

如图9、图10，浮筒31优选直径4.5m，高度4m，最大可提供63.5t浮力，包括筒壁311、筒中心柱312、筒顶板313、筒底板314围成的密闭空间结构，内部设置若干肋板315。

如图9、图10，所述筒中心柱312的内径987mm略大于中央腿柱4的外径914mm，使浮筒31被中央腿柱4穿过并坐在中央腿柱4的基座结构41上，中央腿柱4露出浮筒31顶部，用若干连接板6将浮筒31和中央腿柱4焊接在一起。

如图11-图19，一种单锚腿式近海养殖平台安装方法，包括以下步骤：

（1）将预制完成的中央腿柱4、吸力锚1、网箱2组装为一体，作为组合体吊装至自航工船7甲板上，其中中央腿柱4与吸力锚1的连接如图11。

（2）对各浮力舱进行充气打压，保证组合体漂浮在水面9上的要求。

（3）用自航工船7将中央腿柱4、吸力锚1、网箱2的组合体和平台甲板3驮运到安装海域位置附近，如图12。

（4）用自航工船7上的吊机71吊装水力挖沟机72在安装位置附近海底土壤8吹泥，如图13，吹泥深度2.7m略大于吸力锚1第三浮力舱的高度2.5m。

（5）自航工船7上的吊机71与中央腿柱4的第一吊耳47挂吊索具。

（6）吸力锚1的第三浮力舱和中央腿柱4的第二浮力舱充水压载，组合体逐渐下潜并成直立漂浮状态，如图14。

（7）自航工船7上的吊机71牵拉组合体定位。

（8）第三浮力舱和第二浮力舱继续充水压载、第一浮力舱进水压载，直到吸力锚1因重力初步贯入海底土壤8，如图15。

（9）启动吸力锚1的泵系统，将吸力锚1贯入海底土壤8到设计深度，如图16。

（10）解脱中央腿柱4的第一吊耳47上的吊索具。

（11）自航工船7吊机71上的吊索具连接水面9上的平台甲板3。

（12）利用高潮，自航工船7上的吊机71将平台甲板3吊装到中央腿柱4上方，如图17。

（13）解脱中央腿柱4与吸力锚1的插销连接，中央腿柱4的第二浮力舱及网箱2的第一浮力舱排水卸载，中央腿柱4上浮；同时，浮筒41进水压载，使平台甲板3略有下沉，中央腿柱4进入浮筒31的中心柱312中，如图18。

（14）平台甲板3的浮筒31坐在中央腿柱4的基座结构41上，中央腿柱4从浮筒31顶面露出，用若干连接板6将浮筒31筒顶板313和中央腿柱4焊接在一起，然后浮筒31排水卸载，见图19。

（15）解脱吊机71与平台甲板3的吊索具，自航工船7返航。

由于总体结构的自浮设计，实现了海上安装上的自浮拖航的目标；采用吸力锚作为结构基础，实现了安装简易的目标，同时海上安装工程船仅需要一条配备3t以上吊机和水力挖沟机的自航工船即可，因此可实现综合成本较低的目标。