一种吸力锚回收装置及吸力锚回收方法与流程

本发明涉及海洋工程，尤其是涉及一种吸力锚回收装置及吸力锚回收方法。

背景技术：

1、近年来，随着我国对能源需求的不断增加，以油气为代表的化石资源和以风能为代表的可再生资源的开发利用逐渐从陆地发展到海洋中，海洋经济得到快速发展。深远海资源的开发利用均需要依托于海洋结构物，其设计与建造难度巨大，其中以吸力锚为锚固基础的海洋平台和风机等漂浮式结构物得到广泛应用。在海洋工程行业中，海工结构物的设计寿命一般在25年左右。当资源的枯竭或服役进入退役阶段，如何处置这些废弃的海洋结构物成为资源开发者必须面对和解决的难题。按照国内相关法规以及国际公约的规定，海上生产平台停产一年后，必须将其进行拆除，这不仅是技术问题，更受航行安全、海洋生态环境以及经济效益等约束。吸力锚作为海上漂浮式结构物的水下锚固基础，因其长期工作于一定水深的海床土体中，基础与海床土之间的长期相互接触作用导致拔出阻力极大，且其工作环境导致无法直接进行人工水上拆除作业。因此，无人水下拆除回收成为一大技术难题。为解决上述的技术难题，亟需研发一种可实现吸力锚水下无人高效拆除回收的装置及其使用方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种吸力锚回收装置及吸力锚回收方法，以解决现有技术中存在的无人水下拆除吸力锚的技术问题。

2、为此，本发明采用以下技术方案：

3、一种吸力锚回收装置，其特征在于，所述吸力锚回收装置包括：

4、-高压喷头系统，包括多台增压泵、水管、多个高压喷头、第一滑轨，其中，所述第一滑轨设有多条，设于所述吸力锚回收装置的底部，沿所述吸力锚回收装置的中轴线呈放射型布置，所述高压喷头嵌入所述第一滑轨与第一滑轨滑动连接，通过船载遥控系统可控制高压喷头在所述第一滑轨上滑动，用于调节所述高压喷头与所述吸力锚回收装置的中轴线的距离；

5、-环向摆动系统，包括两台电机、转轴、刚性连杆、带转向轮的滑块、环形滑动平台，所述两台电机分布在转轴两侧，共同驱动所述转轴转动，所述转轴通过所述刚性连杆带动所述滑块在所述环形滑动平台上绕所述转轴转动，利用滑块的离心力带动所述吸力锚回收装置发生环向摆动；

6、-紧固系统，包括多个弧形压板和第二滑轨，其中，所述第二滑轨设有多条，设于所述吸力锚回收装置的底部，沿所述吸力锚回收装置的中轴线呈放射型布置，所述弧形压板与所述第二滑轨滑动连接，通过船载遥控系统可控制弧形压板在所述第二滑轨上滑动，用于调节所述弧形压板与所述吸力锚回收装置的中轴线的距离，通过船载遥控系统可控制弧形压板的加压荷载值，保证弧形压板与所述吸力锚的可靠连接；

7、-实时监测系统，包括倾角测量仪、激光测距仪，所述的倾角测量仪可用于监测吸力锚回收装置发生环向摆动的角度，所述的激光测距仪可用于监测吸力锚回收装置底面距离吸力锚锚周土体表面的距离；

8、所述吸力锚回收装置沿中轴线方向设有第一通孔，用于所述吸力锚的锚链穿过，用于定位所述吸力锚的位置，保证所述吸力锚回收装置可以落在待回收吸力锚的顶部位置。

9、进一步的，所述吸力锚回收装置包括连接一体共轴线的上体、下体，其中，所述上体的顶部设有缆绳连接端，所述上体的侧面上设有多个第二通孔，用于与海水环境贯通，所述第二通孔位于隔板下方，隔板将环向摆动系统与高压喷头系统隔离，保证电机不同海水接触，所述下体上设有多个第三通孔，沿所述吸力锚回收装置的中轴线环向分布，可减小所述吸力锚回收装置下沉阻力。

10、进一步的，所述环向摆动系统设于所述上体中，所述高压喷头系统设于所述下体中。

11、进一步的，所述下体的底面上设有空腔，与所述吸力锚锚固端适配。

12、进一步的，所述第一滑轨和所述第二滑轨设于所述下体上。

13、进一步的，所述高压喷头上设有五个喷嘴，其中四个所述喷嘴设于所述高压喷头的二分之一高度处，且喷射方向与水平面的夹角为向下45°，其余一个所述喷嘴设于所述高压喷头的底部轴心处，且喷射方向与水平面的夹角为向下90°。

14、进一步的，所述倾角测量仪设于所述上体上，所述激光测距仪设于所述弧形压板附近。

15、进一步的，所述高压喷头系统与所述环向摆动系统之间设有隔板。

16、根据本发明的第二个方面，本发明提供一种采用上述吸力锚回收装置的吸力锚回收方法，包括以下步骤：

17、s1.所述吸力锚回收装置随同作业船到达工作海域；

18、s2.根据待回收吸力锚的尺寸，调节所述高压喷头在所述第一滑轨上的位置和所述弧形压板在所述第二滑轨上的位置，与所述吸力锚适配；

19、s3.将所述吸力锚的锚链穿过所述吸力锚回收装置的所述第一通孔，引导所述吸力锚回收装置精准下放到所述吸力锚的上方，启动所述激光测距仪，缓慢下放所述吸力锚回收装置；

20、s4.当所述激光测距仪测得所述吸力锚回收装置的底部距离所述吸力锚的顶部的垂直距离为第一距离时，停止下放，启动所述高压喷头系统，冲击锚周土体；

21、s5.调整所述高压喷头在所述第一滑轨上的位置，扩大所述高压喷头冲击锚周土体的范围，在所述吸力锚周围冲击形成一定深度的土体空腔，逐渐变为表层泥浆浑浊液；

22、s6.当所述激光测距仪测得所述吸力锚回收装置的正下方的锚周土体与海床基表面之间的距离大于所述弧形压板的高度时，继续缓慢下放所述吸力锚回收装置至所述吸力锚的顶部；目的是保证弧形压板下方是水，不是海床土，手段是，通过两个距离来判定，锚周土的表面至海床基表面的距离，大于弧形压板的高度，这样，弧形压板下放清淤后，沟壑里的水深大于弧形压板高度；

23、s7.调整所述增压泵，增大所述高压喷头对锚周土体的冲击力，调整所述高压喷头在所述第一滑轨上的位置，用于在所述吸力锚周围形成深层泥浆浑浊液，关闭高压喷头系统；

24、s8.调整所述弧形压板在所述第二滑轨上的位置，确保所述弧形压板紧紧固定在所述吸力锚的外侧；

25、s9.启动所述环向摆动系统的电机，两台电机自转带动转轴转动，通过刚性连杆传递至滑块，逐渐增大电机转速增加所述滑块的转动角速度，所述环向摆动系统与所述紧固系统协同带动所述吸力锚发生环向振动，启动所述倾角测量仪测量所述吸力锚回收装置的倾斜角；

26、s10.关闭环向摆动系统，重复步骤s7~s9，直到所述倾斜角发生急剧增大，停止所述吸力锚回收装置的所有工作；

27、s11.工作船上的吊机缓慢拉动所述吸力锚回收装置的缆绳，回收吸力锚回收装置至工作船上；

28、s12.工作船上的吊机缓慢拉动所述吸力锚的锚链，回收所述吸力锚至工作船上。

29、进一步地，所述第一距离为10cm。

30、本发明提供的一种吸力锚回收装置及吸力锚回收方法，通过设置可移动的高压喷头，有效冲击吸力锚锚周土体，使得锚周土体形成泥浆浑浊液，减弱吸力锚与锚周土体之间的相互作用，降低吸力锚的抗拔阻力，通过设置环向摆动系统和紧固系统带动吸力锚产生环向振动扰动吸力锚锚周土体，弱化锚周土体强度，通过实时监测系统有效判断吸力锚与锚周土体的相互作用，方便工作人员实时监测、调整工作系统，确保整个吸力锚回收过程高效有序开展，通过设置紧固系统，实现对不同直径的吸力锚的紧固作用，解决了无人水下拆除吸力锚的技术问题，实现吸力锚整体无损回收再利用。