【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種用于水下平臺定深系泊的復式錨系統，屬于水下裝備。
技術介紹
1、大深度定深系泊技術是一種通過纜索張力控制實現正浮力平臺與負浮力錨相對運動控制，進而實現水下平臺定深系泊的技術，廣泛應用于海洋勘探等領域。典型定深錨泊系統一般由平臺、定深裝置(含纜繩)、錨三部分組成。其中錨是實現準確定深與可靠錨固的核心組件，一方面要具有足夠的承載力，能夠克服上拔力和水平力，保證平臺長時可靠系留；另一方面要具有良好的流體動力特性，在滿足阻力系數要求前提下保持較好的水中下降姿態穩定性，減小定深過程纜繩張力震蕩突變，保證平臺定深穩定準確。
2、目前用于水下平臺、潛標、浮標等定深系泊的錨系，僅通過串錨、貫入、吸力等技術手段實現了水平承載力和豎直承載力的要求，但普遍存在結構復雜、裝配困難、成本昂貴的問題。同時，忽略了定深系泊過程對錨系流體動力特性的要求，無法保證錨系水中下降姿態穩定性，對水中下降速度也未有特殊設計，造成定深過程纜索張力控制困難的問題。
技術實現思路
1、本專利技術解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供了一種用于水下平臺定深系泊的復式錨系統，實現了水平承載力和豎直承載力的要求，解決了復式錨系統在滿足長時錨固可靠的同時，在復雜海洋載荷作用下保持水下姿態穩定的難題。
2、本專利技術的技術解決方案是：一種用于水下平臺定深系泊的復式錨系統，包括：
3、三腿鋼索連接組件，用于連接纜繩與本專利技術的復式錨系統，兩端分別設有卸扣和吊環螺栓，卸扣一端與纜繩連
4、浮力結構，為多層圓環板結構，每層圓環板表面均布設置通孔，用于連接環形轉接板；
5、環形轉接板，為圓環結構，圓環上端面均布設置沉頭孔，與浮力結構圓環板表面均布設置的通孔對應，用于連接浮力結構；圓環側面均布設置螺紋孔，用于連接筒型配重結構；
6、筒型配重結構，為薄壁圓筒結構，圓筒側壁均布設置有兩排徑向沉頭孔，上部一排徑向沉頭孔與環形轉接板圓環側面均布設置的螺紋孔對應，用于連接環形轉接板；下部一排徑向沉頭孔與碗型配重結構上端側壁均布設置的螺紋孔對應，用于連接碗型配重結構；圓筒側壁中部均布設置透水孔；
7、碗型配重結構，為包含上、下兩個圓形空腔的碗型結構，上端圓形空腔底面均布設置3個螺紋通孔，用于安裝三腿鋼索連接組件；下端圓形空腔頂面設置有若干螺紋孔，用于固定解鎖釋放組件與抓力錨組件；碗型結構底面均布設置若干螺紋孔，用于安裝透明易碎罩；上端空腔外部側壁均布設置螺紋孔，用于連接筒型配重結構；碗型結構直筒段側壁中部均布設置透水孔；
8、透明易碎罩，固定于碗型配重結構底面，并設置端面靜密封，用于在地面狀態保護解鎖釋放組件與抓力錨組件，并在復式錨觸底沖擊作用下或一定水壓作用下自行破碎，進而完成抓力錨組件的釋放；
9、解鎖釋放組件，固定連接于碗型配重結構下端圓形空腔頂面，用于釋放抓力錨組件；
10、抓力錨組件，固定于碗型配重結構下端圓形空腔頂面，用于提供水平錨固力。
11、進一步地，所述三腿鋼索連接組件包括1個卸扣、3根鋼索、3個吊環螺栓；
12、所述卸扣為d型卸扣或弓形卸扣；
13、所述鋼索上端為壓制環孔接頭、下端與吊環螺栓圓環壓接，鋼索長度為環形轉接板圓環內徑的0.75至0.85倍；
14、所述3根鋼索上端環孔接頭通過1個卸扣連接，下端壓接的3個吊環螺栓與碗型配重結構上端面螺紋孔連接。
15、進一步地，所述浮力結構包括若干層浮力圓環板；所述浮力圓環板的材料為復式錨工作深度對應耐壓等級的純玻璃微珠材料，表面噴涂聚脲提高表面硬度防止磕碰，密度不大于500kg/m3。
16、進一步地，所述浮力圓環板內徑與環形轉接板圓環內徑一致，外徑為碗型配重結構上端圓形空腔內徑的0.8倍；實際安裝時，根據質浮心設計需求，疊放安裝相應數量的浮力圓環板組成浮力結構。
17、進一步地，所述環形轉接板為圓環結構，材料為碳素結構鋼；圓環內徑為碗型配重結構上端面均布的3個螺紋孔分度圓直徑的1.25倍，圓環外徑與筒型配重結構內徑一致，設置為間隙配合。
18、進一步地，所述筒型配重結構的材料為碳素結構鋼；圓筒內徑與環形轉接板圓環外徑一致，設置為間隙配合；透水孔直徑為薄壁圓筒高度的0.25倍。
19、進一步地，所述碗型配重結構的材料為碳素結構鋼；上端圓形空腔內徑為環形轉接板圓環外徑的0.95倍，深度為碗型配重結構整體高度的0.3倍；下端圓形空腔內徑為環形轉接板圓環外徑的0.6倍，深度為碗型配重結構整體高度的0.45倍；碗型結構底面直徑為上端直徑的0.625倍，錐臺段高度為整體高度的0.4倍；透水孔直徑為直筒段高度的0.35倍。
20、進一步地，所述透明易碎罩采用薄壁非金屬材料，壁厚根據復式錨工作深度對應耐壓等級設計。
21、進一步地，所述解鎖釋放組件7鎖定約束抓力錨錨桿位置。
22、進一步地，所述抓力錨組件包括抓力錨、卸扣、鋼鏈、吊環螺栓；
23、所述抓力錨為ac-14型錨，抓力設計根據海洋載荷及海底地質結合工作要求確定；
24、所述錨桿末端通過卸扣與鋼鏈連接；
25、所述鋼鏈長度為碗型配重結構底面直徑的1.6倍；鋼鏈另一端與吊環螺栓連接；
26、所述吊環螺栓固定于碗型配重結構下端圓形空腔頂面相應螺紋孔。
27、本專利技術與現有技術相比的優點在于：
28、(1)本專利技術采用碗型旋轉體水動外形方案，通過尺寸參數與均布透水孔結合設計，解決了理論上減阻與穩定性的設計矛盾，實現了大迎流面積條件下的阻力系數最優，在確保復式錨阻力滿足水下平臺定深速度要求的前提下，避免了大迎流面積對水中姿態穩定性的損害。
29、(2)本專利技術采用可調節浮力結構與配重結構集成方案，通過面向動穩定性的質浮心設計，實現了復式錨系統在旋轉體軸線上較大的質浮心距，確保其保持較好的水中下降姿態穩定性，減小定深過程纜繩張力震蕩突變，保證水下平臺定深穩定準確。
30、(3)本專利技術的抓力錨組件配合透明易碎罩與解鎖釋放組件，能夠提供足夠的水平抓力；依靠自重能夠提供足夠的豎直承載力；通過錨體自重、海底摩擦、可分離抓力錨綜合作用實現了復式錨系統的水平承載力和豎直承載力的要求，結構更簡單、使用更方便。
31、(4)本專利技術的環形轉接板、筒型配重結構、碗型配重結構，均采用碳素結構鋼或其他金屬材料，通過螺栓螺母連接，加工成本低、裝配難度小；外形輪廓簡單規則，方便與水下平臺等裝備集成安裝，有利于水下平臺整體布放，能夠有效降低布放難度與布放時間。
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1.一種用于水下平臺定深系泊的復式錨系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種用于水下平臺定深系泊的復式錨系統，其特征在于，所述三腿鋼索連接組件(1)包括1個卸扣(101)、3根鋼索(102)、3個吊環螺栓(103)；
3.根據權利要求1所述的一種用于水下平臺定深系泊的復式錨系統，其特征在于，所述浮力結構(2)包括若干層浮力圓環板；所述浮力圓環板的材料為復式錨工作深度對應耐壓等級的純玻璃微珠材料，表面噴涂聚脲提高表面硬度防止磕碰，密度不大于500kg/m3。
4.根據權利要求3所述的一種用于水下平臺定深系泊的復式錨系統，其特征在于，所述浮力圓環板內徑與環形轉接板(3)圓環內徑一致，外徑為碗型配重結構(5)上端圓形空腔內徑的0.8倍；實際安裝時，根據質浮心設計需求，疊放安裝相應數量的浮力圓環板組成浮力結構(2)。
5.根據權利要求1所述的一種用于水下平臺定深系泊的復式錨系統，其特征在于，所述環形轉接板(3)為圓環結構，材料為碳素結構鋼；圓環內徑為碗型配重結構(5)上端面均布的3個螺紋孔分度圓直徑的1.25倍，圓環外徑與筒型
6.根據權利要求1所述的一種用于水下平臺定深系泊的復式錨系統，其特征在于，所述筒型配重結構(4)的材料為碳素結構鋼；圓筒內徑與環形轉接板(3)圓環外徑一致，設置為間隙配合；透水孔直徑為薄壁圓筒高度的0.25倍。
7.根據權利要求2所述的一種用于水下平臺定深系泊的復式錨系統，其特征在于，所述碗型配重結構(5)的材料為碳素結構鋼；上端圓形空腔內徑為環形轉接板(3)圓環外徑的0.95倍，深度為碗型配重結構(5)整體高度的0.3倍；下端圓形空腔內徑為環形轉接板(3)圓環外徑的0.6倍，深度為碗型配重結構(5)整體高度的0.45倍；碗型結構底面直徑為上端直徑的0.625倍，錐臺段高度為整體高度的0.4倍；透水孔直徑為直筒段高度的0.35倍。
8.根據權利要求1所述的一種用于水下平臺定深系泊的復式錨系統，其特征在于，所述透明易碎罩(6)采用薄壁非金屬材料，壁厚根據復式錨工作深度對應耐壓等級設計。
9.根據權利要求1所述的一種用于水下平臺定深系泊的復式錨系統，其特征在于，所述解鎖釋放組件7鎖定約束抓力錨(801)錨桿位置。
10.根據權利要求1所述的一種用于水下平臺定深系泊的復式錨系統，其特征在于，所述抓力錨組件(8)包括抓力錨(801)、卸扣(802)、鋼鏈(803)、吊環螺栓(804)；
...【技術特征摘要】
1.一種用于水下平臺定深系泊的復式錨系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種用于水下平臺定深系泊的復式錨系統，其特征在于，所述三腿鋼索連接組件(1)包括1個卸扣(101)、3根鋼索(102)、3個吊環螺栓(103)；
3.根據權利要求1所述的一種用于水下平臺定深系泊的復式錨系統，其特征在于，所述浮力結構(2)包括若干層浮力圓環板；所述浮力圓環板的材料為復式錨工作深度對應耐壓等級的純玻璃微珠材料，表面噴涂聚脲提高表面硬度防止磕碰，密度不大于500kg/m3。
4.根據權利要求3所述的一種用于水下平臺定深系泊的復式錨系統，其特征在于，所述浮力圓環板內徑與環形轉接板(3)圓環內徑一致，外徑為碗型配重結構(5)上端圓形空腔內徑的0.8倍；實際安裝時，根據質浮心設計需求，疊放安裝相應數量的浮力圓環板組成浮力結構(2)。
5.根據權利要求1所述的一種用于水下平臺定深系泊的復式錨系統，其特征在于，所述環形轉接板(3)為圓環結構，材料為碳素結構鋼；圓環內徑為碗型配重結構(5)上端面均布的3個螺紋孔分度圓直徑的1.25倍，圓環外徑與筒型配重結構(4)內徑一致，設置為間隙配合。
6.根據權利要求1所述的一種用于水下平臺定深系泊...
【專利技術屬性】
技術研發人員：趙哲，尹業成，于志遠，遠桂方，李明，紀新宇，皮利萍，曾思，
申請(專利權)人：北京精密機電控制設備研究所，
類型：發明
國別省市：
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