CN115748796B - 一种海上锚固装置及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种海上锚固装置及方法，海上锚固装置包括箱体、伸缩杆和锚桩，箱体具有预设重量，箱体的底部分散开设有多个通孔，伸缩杆和锚桩都与通孔一一对应设置，伸缩杆竖向设置于箱体内并对准通孔，伸缩杆包括固定杆和活动杆，固定杆的上端与箱体的顶部固定连接，活动杆的下端设置有电控系统，电控系统包括与活动杆固定连接的本体和与本体可转动连接的旋转体，旋转体受电力驱动绕活动杆的轴线转动，固定杆的下端与活动杆的下端通过受电控系统驱动的上锁销卡接，锚桩的上端与旋转体固定连接，锚桩的外表面设置有螺纹结构。本申请提供的海上锚固装置能够更可靠地对海上设施进行锚固。

Description

一种海上锚固装置及方法

技术领域

本申请涉及海上设施技术领域，特别是涉及一种海上锚固装置及方法。

背景技术

目前，海上风电和光伏逐步迈入深水海域，海上设施的建设面临巨大挑战，尤其对于海上光伏来说，光伏结构占海面积大，系泊长，系泊力很大，极其不利于深远海海上铺设，深远海波浪大，海况复杂，极易发生移动。因此，如何更可靠地对海上设施进行锚固，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种海上锚固装置及方法，能够更可靠地对海上设施进行锚固。

为了达到上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种海上锚固装置，包括：

箱体，具有预设重量，所述箱体的底部分散开设有多个通孔；

多个伸缩杆，竖向设置于所述箱体内并分别对准各个所述通孔，所述伸缩杆包括固定杆和活动杆，所述固定杆的上端与所述箱体的顶部固定连接，所述活动杆的下端设置有电控系统，所述电控系统包括与所述活动杆固定连接的本体和与所述本体可转动连接的旋转体，所述旋转体受电力驱动绕所述活动杆的轴线转动，所述固定杆的下端与所述活动杆的下端通过受所述电控系统驱动的上锁销卡接；

锚桩，与所述通孔一一对应设置，所述锚桩的上端与所述旋转体固定连接，所述锚桩的外表面设置有螺纹结构。

可选地，在上述海上锚固装置中，所述旋转体位于所述本体的内腔中，所述旋转体的顶部与所述内腔的顶面之间设置有压缩弹簧。

可选地，在上述海上锚固装置中，所述锚桩的下部为圆锥形。

可选地，在上述海上锚固装置中，所述箱体的横截面为矩形、圆形或者椭圆形。

可选地，在上述海上锚固装置中，所述箱体内设置与所述通孔一一对应的筒形的围挡，所述围挡的下端与所述箱体的底面连接并包围对应的所述通孔，所述围挡的外表面与所述箱体的内表面之间形成容纳空间，所述容纳空间设置有配重物。

可选地，在上述海上锚固装置中，所述配重物为混凝土或者鹅卵石。

可选地，在上述海上锚固装置中，所述电控系统设置有无线收发模块。

一种海上锚固方法，使用如上述任意一项所公开的海上锚固装置，包括以下步骤：

将预建设于海面的设备通过绳索与所述海上锚固装置的箱体连接，运至海上指定位置后吊起所述箱体并投入海中；

待所述箱体沉至海底后通过所述海上锚固装置的电控系统驱动上锁销解锁，同时驱动锚桩旋转，所述锚桩钻入海底以增强锚固。

可选地，在上述海上锚固方法中，逐个循环驱动所述锚桩以确保所述箱体不发生大幅度偏斜。

根据上述技术方案可知，本申请提供的海上锚固装置中，箱体内设置多个竖向布置的伸缩杆，伸缩杆的固定杆与箱体的顶部固定连接，伸缩杆的活动杆的下端设置有电控系统，而且，固定杆的下端与活动杆的下端通过受电控系统驱动的上锁销卡接，电控系统包括与活动杆固定连接的本体和与本体可转动连接的旋转体，旋转体受电力驱动绕活动杆的轴线转动，锚桩的上端与旋转体固定连接，同时，锚桩的外表面设置有螺纹结构。使用时，将箱体沉入海底作为锚固基础，通过电控系统解除上锁销对伸缩杆的固定杆和活动杆的限制，使活动杆能够向下移动，然后通过电控系统驱动锚桩转动，转动的锚桩伸出箱体底部的通孔钻入海底实现增强锚固，因而本申请提供的海上锚固装置能够更可靠地对海上设施进行锚固。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种海上锚固装置的示意图；

图2是本申请实施例提供的海上锚固装置的俯视截面示意图；

图3是图1中的电控系统3的内部结构示意图；

图4是图1中的锚桩4的结构示意图。

图中标记为：

1、箱体；2、伸缩杆；3、电控系统；31、本体；32、旋转体；4、锚桩；41、锚芯；42、螺纹；43、锚锥；5、压缩弹簧。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

参见图1～图4，本申请实施例提供了一种海上锚固装置，包括箱体1、伸缩杆2和锚桩4，其中，箱体1具有预设重量，能够作为海上锚固装置的重力基础，也就是说，海上锚固装置的重量大部分集中于箱体1本身，例如在设计海上锚固装置时可以将箱体1的重量占比设置为70％～80％，箱体1的底部分散开设有多个通孔，伸缩杆2和锚桩4都与通孔一一对应设置，通孔的分散形式可以有多种选择，例如在图2所示的分散形式中，本实施例设置了5个锚桩4，呈梅花点阵分布，即，一个锚桩4位于中心，其余四个锚桩4围绕中心的锚桩4均匀分布，箱体1底部通孔的大小应能满足锚桩4的通过。

伸缩杆2竖向设置于箱体1内并对准通孔，伸缩杆2包括固定杆和活动杆，活动杆能够相对固定杆滑动，从而实现伸缩杆2的伸长和缩短，初始状态下伸缩杆2为缩短状态。固定杆的上端与箱体1的顶部固定连接，活动杆的下端设置有电控系统3，电控系统3包括与活动杆固定连接的本体31和与本体31可转动连接的旋转体32，旋转体32受电力驱动绕活动杆的轴线转动，当海上锚固装置为中小型锚时，可以在箱体1内部安装电源系统以提供电力；当海上锚固装置为大型锚时，可以通过采用外加电源的方式提供电力，即，可以在箱体1的外部设置电源系统以提供更大电量。此外，还可以通过电缆由海面上的电源系统输送电力给电控系统3。旋转体32具体可以为电机的输出轴，或者可以为与电机的输出轴传动连接的从动件。电源系统输送电力给电机，旋转体32在电机的带动下转动。固定杆的下端与活动杆的下端通过受电控系统3驱动的上锁销卡接，也就是说，在初始的缩短状态，固定杆和活动杆由上锁销卡接，限制两者发生相对滑动，但此上锁销可由电控系统3解锁，具体地，可以采用电磁衔铁吸附上锁销以改变上锁销的位置，从而实现解锁，或者可以采用电动推杆作为上锁销。

锚桩4的上端与旋转体32固定连接，因此锚桩4随旋转体32一起转动。锚桩4的外表面设置有螺纹结构，如图4所示，锚桩4包括锚芯41和位于锚芯41表面的螺纹42。当电控系统3解除伸缩杆2的固定杆和活动杆之间的上锁销的限制后，活动杆能够相对固定杆向下滑动，电控系统3驱动锚桩4转动，转动的锚桩4钻入土里，并利用螺纹42增加与土的接触面积，提高稳定性和抗拔承载力。

本申请提供的海上锚固装置一方面以具有适当重量的箱体1作为沉入海底的锚固基础，另一方面还通过电控系统3驱动锚桩4转动使其钻入海底实现增强锚固，因而该海上锚固装置能够更可靠地对海上设施进行锚固。

如图3所示，本实施例中，旋转体32位于本体31的内腔中，旋转体32的顶部与内腔的顶面之间设置有压缩弹簧5。压缩弹簧5可以提高向下反弹力，当旋转体32转动，带动锚桩4旋转向下钻入土体内时，压缩弹簧5可以提供向下的力，方便将锚桩4钻入土内。为了提高旋转体32与锚桩4之间的连接强度，本申请优选令旋转体32为帽形，锚桩4的顶端伸入旋转体32的帽腔内由旋转体32的边缘铆固连接。

为了进一步提高锚桩4的钻土能力，本申请可以令锚桩4的下部为圆锥形，如图4所示，本实施例中的锚桩4包括下部的锚锥43。需要说明的是，图4仅是示例性地展示了螺纹42设置在锚锥43的上方，在其他的实施例中，螺纹42可以由上向下延伸到锚锥43的表面。

如图1所示，箱体1的形状可以有多种选择，例如，箱体1的横截面为矩形、圆形或者椭圆形。箱体1一般由钢结构件焊接而成，为了节省钢材用量，可以通过增加配重的方式达到重量要求。例如，本申请可以令箱体1内设置与通孔一一对应的筒形的围挡，围挡的下端与箱体1的底面连接并包围对应的通孔，围挡的外表面与箱体1的内表面之间形成容纳空间，容纳空间设置有配重物。具体地，配重物可以为混凝土或者鹅卵石。为了便于在海面进行远程控制，本申请可以令电控系统3设置有无线收发模块，即，通过无线信号实现远程控制。当然，也可以通过电缆将电控系统3与海面上的控制器连接。

本申请还提供了一种使用本申请提供的海上锚固装置的海上锚固方法，主要包括以下步骤：首先，将预建设于海面的设备通过绳索与海上锚固装置的箱体1连接，运至海上指定位置后吊起箱体1并投入海中；然后，待箱体1沉至海底后通过海上锚固装置的电控系统3驱动上锁销解锁，同时驱动锚桩4旋转，锚桩4钻入海底以增强锚固。

建设于海面的设备可以是海上光伏项目的设施，例如光伏板等，也可以是海上风电项目的设施，例如海上风车等。连接箱体1和海面上设备的绳索应当具有足够的强度，一般为钢索。当箱体1高度足够大时，也可以将海面上的设备直接安装在箱体1的顶面，即，海上锚固装置在海面下竖起来后接近或者高出海面，由箱体1的顶面提供安装平台，将需要在海面建设的设施或安装的设备等直接固定到此安装平台。

为了防止箱体1在锚固过程中发生大幅度偏斜，在实施海上锚固方法时可以逐个循环驱动锚桩4，即，在同一时刻只有一个锚桩4转动。当然，也可以通过控制不同位置的锚桩4钻入速度，在多个甚至所有锚桩4同时钻进的情况下实现类似逐个驱动的效果，保证锚固基础即箱体1平稳。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种海上锚固装置，其特征在于，包括：

箱体，具有预设重量，所述箱体的底部分散开设有多个通孔，所述箱体内设置与所述通孔一一对应的筒形的围挡，所述围挡的下端与所述箱体的底面连接并包围对应的所述通孔，所述围挡的外表面与所述箱体的内表面之间形成容纳空间，所述容纳空间设置有配重物；

多个伸缩杆，竖向设置于所述箱体内并分别对准各个所述通孔，所述伸缩杆包括固定杆和活动杆，所述固定杆的上端与所述箱体的顶部固定连接，所述活动杆的下端设置有电控系统，所述电控系统包括与所述活动杆固定连接的本体和与所述本体可转动连接的旋转体，所述旋转体位于所述本体的内腔中，所述旋转体的顶部与所述内腔的顶面之间设置有压缩弹簧，所述旋转体受电力驱动绕所述活动杆的轴线转动，所述固定杆的下端与所述活动杆的下端通过上锁销卡接，所述上锁销由所述电控系统驱动；

锚桩，与所述通孔一一对应设置，所述锚桩的上端与所述旋转体固定连接，所述锚桩的外表面设置有螺纹结构。

2.根据权利要求1所述的海上锚固装置，其特征在于，所述锚桩的下部为圆锥形。

3.根据权利要求1所述的海上锚固装置，其特征在于，所述箱体的横截面为矩形、圆形或者椭圆形。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的海上锚固装置，其特征在于，所述配重物为混凝土或者鹅卵石。

5.根据权利要求4所述的海上锚固装置，其特征在于，所述电控系统设置有无线收发模块。

6.一种海上锚固方法，其特征在于，使用如权利要求1～5中任意一项所述的海上锚固装置，包括以下步骤：

将预建设于海面的设备通过绳索与所述海上锚固装置的箱体连接，运至海上指定位置后吊起所述箱体并投入海中；

待所述箱体沉至海底后通过所述海上锚固装置的电控系统驱动上锁销解锁，同时驱动锚桩旋转，所述锚桩钻入海底以增强锚固。

7.根据权利要求6所述的海上锚固方法，其特征在于，逐个循环驱动所述锚桩以确保所述箱体不发生大幅度偏斜。