一种便于控制旋转倾斜度的平板锚基础安装结构及方法

摘要

本发明公开了一种便于控制旋转倾斜度的平板锚基础安装结构及方法，包括沉箱，沉箱的顶部通过升降支撑架设置有上齿轮，沉箱的底部侧壁上开设有卡槽，平板锚的两端连接有转杆，转杆设置于卡槽中且能够转动，平板锚上固定连接有下齿轮，上齿轮、下齿轮之间通过链条啮合连接。本发明的安装结构能够实现平板锚基础的旋转安装，并能够在安装过程避免平板锚基础埋深的损失，从而保证平板锚基础的承载能力，保证平板锚基础稳定正常工作。本发明的安装方法与现有安装方式相比，通过控制上齿轮的转动，可以对平板锚基础的旋转安装过程进行精准控制，同时避免平板锚基础旋转安装过程导致的埋深损失，将会对平板锚基础的安装工作极为有利。

说明书

技术领域

本发明涉及深海浮式平台的锚固技术领域，特别涉及到一种便于控制旋转倾斜度的平板锚基础安装结构及方法。

背景技术

平板锚基础是一种新型海洋基础型式，平板锚基础安装完成后，通过系缆与浮式平台固定于某一区域，进行正常工作。平板锚基础的安装借鉴了吸力式沉箱的贯入方式，将平板锚基础卡在沉箱底部，通过沉箱自重与抽水吸力将平板锚贯入至指定的海床深度，这样下沉的平板锚是竖直的，根据工况需要还需使平板锚倾斜，现有技术的做法是如Centrifuge modelling to assess consolidation following keying of directly embedded plate anchors，A.P.Blake，Institute of Technology,Sligo,Ireland中所记载的，先将沉箱拔出，并在平板锚上系上用于拽拉的缆绳，将平板锚拽拉倾斜，如图1所示，在拽拉使之倾斜的过程中，会造成平板锚基础埋深的损失，从而降低平板锚基础的承载能力。如果将平板锚基础初始埋深进行扩大，以弥补倾斜过程中导致的埋深的损失，会导致安装成本增加。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种便于控制旋转倾斜度的平板锚基础安装结构及方法，平板锚基础随沉箱一起下沉至设计深度后进行倾斜旋转，倾斜完成后再将沉箱拔出，倾斜过程中能够精确控制旋转倾斜角度，且旋转过程中不会导致平板锚基础埋深的损失。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：

一种便于控制旋转倾斜度的平板锚基础安装结构，其特征在于，包括沉箱，沉箱的顶部通过升降支撑架设置有上齿轮，沉箱的底部侧壁上开设有卡槽，平板锚的两端连接有转杆，转杆设置于卡槽中且能够转动，平板锚上固定连接有下齿轮，上齿轮、下齿轮之间通过链条啮合连接。

本发明是对现有安装方式中的沉箱进行调整，在沉箱顶部安装上齿轮，并且选择可以调节高度的支撑架进行支撑。在沉箱下沉之前平板锚已经卡设于沉箱底部，平板锚上固定连接下齿轮，上、下齿轮之间设置有链条与两个齿轮紧密啮合，从而可以在控制旋转上齿轮时，能够对平板锚基础的角度进行调整。另外由于平板锚基础在旋转过程中可能会对系缆产生影响，在沉箱靠近系缆一侧预留空间，为平板锚基础旋转过程不受系缆的影响提供有利条件。

本发明中所述的链条用于传递上下齿轮之间的动力，由于安装过程中部分装置会位于土体中，为了避免链条与齿轮接触处产生堵塞，链条设计中在不影响正常功能的基础上应设计较多的孔洞，便于土体在装置挤压下产生流动，从而避免堵塞。

一种便于控制旋转倾斜度的平板锚基础安装方法，其特征在于，平板锚随沉箱一起下沉，下沉过程中保证上齿轮与下齿轮之间的链条始终处于受拉状态，平板锚下沉至设计深度后，控制上齿轮转动，通过链条带动下齿轮转动，下齿轮带动平板锚转动，平板锚的旋转倾斜度由上齿轮的转动角度决定，待平板锚旋转至所需倾斜度后，停止上齿轮的转动，使支撑架降低从而使上、下齿轮间的链条松弛，使链条脱离下齿轮，控制沉箱上拔，沉箱连同上齿轮、链条一起脱离平板锚。

优选地，在平板锚上连接有系缆，沉箱脱离平板锚后，将系缆固定于浮式平台上，将平板锚与浮式平台固定相连。。

本发明所述的支撑架用于支撑沉箱顶部的上齿轮，平板锚在旋转至设计角度后需要对安装结构进行撤离，选择可以调节高度的支撑架可以在平板锚基础旋转完成后降低上齿轮的高度，使上、下齿轮之间的链条松弛下来，再利用其他机械将沉箱、连同上齿轮、链条上拔完成撤离。

本发明采用上述方案后具有如下技术效果：

本发明的安装结构能够实现平板锚基础的旋转安装，并能够在安装过程避免平板锚基础埋深的损失，从而保证平板锚基础的承载能力，保证平板锚基础稳定正常工作。

本发明的安装方法与现有安装方式相比，通过控制上齿轮的转动，可以对平板锚基础的旋转安装过程进行精准控制，同时避免平板锚基础旋转安装过程导致的埋深损失，将会对平板锚基础的安装工作极为有利。

附图说明

图1是现有技术中平板锚旋转施工过程示意图；

图2是本发明安装结构的整体示意图；

图3是上齿轮的局部结构示意图；

图4是下齿轮的局部结构示意图；

图5显示了平板锚在沉箱底部的安装结构；

图6显示了本发明的安装过程。

图中：1-沉箱；2-平板锚；3-系缆；4-链条；5-上齿轮；6-下齿轮；7-升降支撑架；8-转杆；9-卡槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步介绍。

如图2-5所示，一种便于控制旋转倾斜度的平板锚基础安装结构，包括沉箱1，沉箱的顶部通过升降支撑架7设置有上齿轮5，沉箱的底部侧壁上开设有卡槽9，平板锚2的两端连接有转杆8，转杆设置于卡槽中且能够转动，平板锚上固定连接有下齿轮6，上齿轮、下齿轮之间通过链条4啮合连接。

相应地一种便于控制旋转倾斜度的平板锚基础安装方法，平板锚随沉箱一起下沉，沉箱的下沉原理为现有技术，下沉过程中保证上齿轮与下齿轮之间的链条始终处于受拉状态，平板锚下沉至设计深度后，控制上齿轮转动，通过链条带动下齿轮转动，下齿轮带动平板锚转动，平板锚的旋转倾斜度由上齿轮的转动角度决定，待平板锚旋转至所需倾斜度后，停止上齿轮的转动，使支撑架降低从而使上、下齿轮间的链条松弛，使链条脱离下齿轮，控制沉箱上拔，沉箱连同上齿轮、链条一起脱离平板锚。在平板锚上连接有系缆3，沉箱脱离平板锚后，将系缆固定于浮式平台上，将平板锚与浮式平台固定相连。

工作原理为：平板锚随着沉箱一起下沉，在下沉过程中，上齿轮和下齿轮与链条紧密咬合，待平板锚下沉至设计深度后，需要旋转倾斜时，控制上齿轮的旋转，可以通过链条将动力传递到下齿轮，因下齿轮与平板锚为固定连接方式，所以下齿轮转动时会同时带动平板锚一起旋转，实现上、下齿轮联动旋转。待平板锚旋转至设计角度或倾斜度后，降低沉箱顶部的升降撑架的高度，使连接上下齿轮的链条松弛，再利用其他机械将沉箱、上齿轮、链条向远离平板锚基础的方向进行上拔撤离。

在安装过程中，可以通过旋转上齿轮的角度达到控制下齿轮的旋转角度，即可以精准地控制平板锚的旋转角度。例如，上齿轮和下齿轮大小相同，齿数均为18，以平板锚需要逆时针旋转60度为例，通过电机加减速器带动上齿轮逆时针旋转，从而精准控制上齿轮旋转3个齿数，即上齿轮旋转60度，上齿轮通过链条带动下齿轮旋转3个齿数，从而实现平板锚逆时针旋转60度。当平板锚需要顺时针旋转30度时，通过控制电机带动上齿轮顺时针旋转，控制上齿轮旋转1齿半，即旋转30度，通过链条带动下齿轮旋转1齿半，从而实现平板锚顺时针旋转30度。