專利名稱：拋錨裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)浮埋式海錨及有關(guān)一種適合于在安放之后給予錨爪法向載荷的海錨。
一種上述類型的海錨被公開于本發(fā)明者的專利申請(qǐng)PCT/GB92/02210中，題為“浮埋式海錨”，它包括一錨爪和一連接于該錨爪、被配置用來提供至少一個(gè)連接點(diǎn)用于連接一錨索的錨桿裝置，該錨桿裝置被配置成能使海錨提供兩個(gè)從錨爪重心到上述連接點(diǎn)的方向，其中，相對(duì)于在海錨的一前后對(duì)稱平面上所測量到的錨爪正向方向，一第一方向與該正向方向組成一第一正向開口角及一第二方向與該正向方向形成大于該第一正向開口角的一第二正向開口角，其中在位于該第一方向上的連接點(diǎn)上對(duì)錨的一第一牽拉動(dòng)作能夠通過錨在上述正向方向上在土壤中的運(yùn)動(dòng)使錨被浮埋，而在該第二方向上的一連接點(diǎn)上完全與該正向方向垂直的對(duì)被浮埋錨的一其后的牽拉動(dòng)作則消除這一運(yùn)動(dòng)，錨爪在該第二方向上的突出部分大于錨爪在該第一方向上的突出部分，這樣對(duì)上述其后的牽拉動(dòng)作就能得到一較之上述第一牽拉動(dòng)作所能得到的更大的抵抗錨運(yùn)動(dòng)的阻力。由于可將這種類型的海錨描述為浮埋式法向載荷錨(Drag Embedment Normal Load Anchor)，故在下面的敘述中用縮略語“Denla”來表示前述的這樣一種錨。
迄今為止是用兩根繩索將一Denla安放在淺水中錨索和連接于錨爪后部用于控制Denla走向并遠(yuǎn)距離激勵(lì)其觸發(fā)機(jī)構(gòu)的一輔助短索。使用之后的回收則是通過卷起短索以使Denla在泥土中轉(zhuǎn)動(dòng)并然后抵抗由錨爪邊緣的向后運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的輕微阻力將Denla拉至海底表面來實(shí)現(xiàn)的。然而，在需要長繩索的深水安放情況中，上述兩根繩索會(huì)絞在一起，這樣會(huì)失去對(duì)Denla走向的控制，因而也就不能成功地安放。
本發(fā)明的目的是提供能用一根錨索而無需再用一輔助短索便能被安放且其后能被容易地回收的拋錨裝置。
本發(fā)明的另一目的是提供一種安放和回收該拋錨裝置的方法。
根據(jù)本發(fā)明的一第一方面，用一錨索將錨浮埋于水下泥土中的一拋錨裝置包括一錨和固結(jié)于錨的后部的一拖索，該拖索當(dāng)錨被下放約接近海底表面并仍被錨索所懸吊時(shí)垂直懸掛，當(dāng)該拋錨裝置被水平移動(dòng)，其拖索的一部分因拖曳而與海底表面相接觸，則由拖索產(chǎn)生一水平運(yùn)動(dòng)阻力，其值等于錨索上力的水平分量，其方向與之平行且相反，用來約束被懸吊的錨使之只能指向拖曳運(yùn)動(dòng)的方向。
該拖索優(yōu)選地被連接到錨的最后端的一點(diǎn)。
該拖索遠(yuǎn)離該錨的一端優(yōu)選地包括一阻尼元件，它能在被拖曳與海底表面接觸時(shí)提供相當(dāng)大的運(yùn)動(dòng)阻力。
該阻尼元件優(yōu)選地包括一段重鏈。
該拖索的長度優(yōu)選地等于1.5～4倍的錨爪長度。
根據(jù)本發(fā)明的一第二方面，用一錨索將錨浮埋于水下泥土中的一拋錨裝置包括一Denla，其特征為提供有從錨爪重心到錨索連接點(diǎn)的三個(gè)方向，其中第三方向組成相對(duì)于錨爪正向方向的一第三正向開口角，該角小于第二正向開口角，且提供有第一、第二和第三約束裝置用于將錨索分別保持在第一、第二和第三方向上的上述連接點(diǎn)上，這樣，當(dāng)在位于第二方向上的連接點(diǎn)上拉起錨索而使錨爪的正向方向變成傾斜向上的方向，從而使被埋的Denla發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)之后，在位于上述第三方向上的連接點(diǎn)上對(duì)錨索的進(jìn)一步拉起會(huì)使Denla在其回收階段沿著錨爪的現(xiàn)在變成向上傾斜正向方向上移動(dòng)至海底面，其結(jié)果使錨爪在泥土中產(chǎn)生較低的邊緣側(cè)向運(yùn)動(dòng)阻力。
上述第二正向開口角優(yōu)選地位于84°～96°之間，更為優(yōu)選地為90°。
上述第三正向開口角優(yōu)選地不超過43°，更為優(yōu)選地不超過36°。
錨桿裝置優(yōu)選地具有一細(xì)長剛性錨桿件，該錨桿件在其一端具有一錨索連接點(diǎn)并在其另一端被位于錨爪重心區(qū)域中的一軸銷連接至錨爪上，上述錨桿件在第一、第二和第三約束裝置之間是可被轉(zhuǎn)動(dòng)的，這樣包括錨爪重心和錨索連接點(diǎn)的一直線可相繼地占據(jù)所提供的第一、第二和第三方向。
第一約束裝置優(yōu)選地是可以被遠(yuǎn)距離釋放的并包括位于錨桿件和錨爪間的一剪力安全銷，該銷子將錨桿件鎖到錨爪上并使之不能繞樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)直至在錨索上繞軸銷的一預(yù)定值的力矩被施加，該力矩剪切該剪力安全銷。
第二約束裝置優(yōu)選地具有連接于錨爪和錨桿件之一的一剛性止動(dòng)件，該止動(dòng)件采取單向止動(dòng)方式限制錨桿件的向后繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
第三約束裝置優(yōu)選地具有一閉鎖機(jī)構(gòu)，該閉鎖機(jī)構(gòu)將錨桿件在其從與剛性止動(dòng)件接觸點(diǎn)向前繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)之后鎖定到錨爪上。
閉鎖機(jī)構(gòu)優(yōu)選地包括安裝于錨爪和錨桿件之一上的一彈簧銷，該銷能與一剛性連接至錨爪和錨桿件之一上的板件的一配合孔相匹配。
一拖索優(yōu)選地被連接至錨爪的后部且可從該后部曳出，該拖索的尺寸被選擇為能產(chǎn)生由于其被足夠深地埋入土中因土壤的摩擦而導(dǎo)致的一拖曳力，以便當(dāng)拉起固連于Denla上的錨索而引起Denla在土中的運(yùn)動(dòng)時(shí)能誘發(fā)出錨桿件相對(duì)于錨爪的向前繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
連接于錨爪后部的拖索優(yōu)選地包括一段鋼索，它被連接至一段重鏈亦即跟隨有該段重鏈。
上述拖索的長度優(yōu)選地為錨爪長的1.5～4倍之間。
根據(jù)本發(fā)明的一第三方面，安放和回收包括一海錨和連接其上的一拖索的拋錨裝置的方法包括如下步驟安放(a)用錨索將拋錨裝置朝海底面落下直至連接于該懸吊海錨之上的拖索的僅僅一部分平躺于海底面為止；(b)水平移動(dòng)拋錨裝置以使拖索上的運(yùn)動(dòng)阻力足以讓海錨繞其錨索軸轉(zhuǎn)動(dòng)以指向水平運(yùn)動(dòng)方向；(c)再次降低拋錨裝置，同時(shí)水平移動(dòng)它以使錨爪與海底面相接觸，并使錨爪指向運(yùn)動(dòng)方向。
(d)放置一足夠長范圍的錨索以有效地將海錨浮埋；(e)在長度范圍上拉動(dòng)被放置的錨索使錨移動(dòng)并埋入海底直至達(dá)到所需的水平負(fù)載限度；回收
(f)垂直拉起錨索以使錨在海底土壤中轉(zhuǎn)動(dòng)來將錨爪正向方向向上朝海底面傾斜；(g)繼續(xù)拉起錨索使錨沿錨爪傾斜了的方向移動(dòng)至海底面并最終從水中回收上來。
根據(jù)本發(fā)明的一第四方面，安放和回收包括一Denla和連接其上的一拖索的拋錨裝置的方法包括如下步驟安放(a)用錨索將拋錨裝置朝海底面落下直至連接于該懸吊海錨之上的拖索的僅僅一部分平躺于海底面為止；(b)將拋錨裝置從待停泊船的位置水平移動(dòng)開以使拖索上的運(yùn)動(dòng)阻力足以讓Denla繞錨索軸轉(zhuǎn)動(dòng)以指向水平運(yùn)動(dòng)的方向；(c)再次降低拋錨裝置，同時(shí)將它從待停泊船的位置水平移動(dòng)開以使Denla錨爪與海底面相接觸，并使錨爪指向運(yùn)動(dòng)方向；(d)放置一足夠長范圍的錨索以有效地將海錨浮埋；(e)在長度范圍上拉動(dòng)被放置的錨索使Denla移動(dòng)并埋入海底直至達(dá)到所需的水平負(fù)載限度且錨索的連接點(diǎn)位于第一方向上；(f)卷起被放置的錨索并垂直拉起被埋的Denla使錨索連接點(diǎn)被帶到第二方向上來；如果需要的話，可卷起錨索來檢驗(yàn)Denla的法向載荷限度直至達(dá)到一所選的試驗(yàn)負(fù)載為止。
(g)將錨索放置于待停泊船的方向上并拉動(dòng)它使Denla向后轉(zhuǎn)動(dòng)直至錨爪完全垂直于施加于錨索連接點(diǎn)之上的拉力方向，此時(shí)錨爪正向方向向上傾斜準(zhǔn)備為停泊和其后的回收服務(wù)；回收(h)撿起錨索，并從已埋入Denla遠(yuǎn)離已停泊船位置遠(yuǎn)端的一位置向前、向上拉起錨索使錨索連接點(diǎn)被帶到第三方向上來用于Denla的回收；(k)繼續(xù)卷起錨索使Denla沿錨爪傾斜方向移動(dòng)至海底面并使之最終被從水中回收上來。
以下結(jié)合附圖舉例說明本發(fā)明的一些實(shí)施例，附圖中

圖1示出如本發(fā)明所述的一海錨裝置的正視圖；而圖2則表示圖1中海錨裝置的局部放大詳圖；且圖3～圖10示出用于安放和回收如本發(fā)明所述的拋錨裝置的方法的各步驟。圖11A～11D表示本發(fā)明的另一實(shí)施例。
圖1所示的拋錨裝置1包括一連接于拖索(drogue line)3的Denla2。該Denla2大致與轉(zhuǎn)動(dòng)錨桿式錨相一致，這種轉(zhuǎn)動(dòng)錨桿式錨在本發(fā)明申請(qǐng)者的國際專利公開文獻(xiàn)WO93/11028(PCT/GB92/02210)中被描述為一發(fā)明實(shí)施例。這樣，Denla2便具有細(xì)長的流線型以鼓勵(lì)將Denla2深埋于水下泥土中，它包括有連接于一錨桿5的一端的一上反角形的板式錨爪4，該錨桿5的另一端包括用于連接一錨索7的一鉤環(huán)孔6。錨桿5在一支樞點(diǎn)8被可樞轉(zhuǎn)地連接于錨爪4，這樣錨桿5可繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)來將鉤環(huán)孔6從位于通過錨爪重心10延伸出來的一第一方向線9移動(dòng)至位于通過錨爪重心10延伸出來的一第二方向線11上，該錨桿5也可繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)來將鉤環(huán)孔6從位于第二方向線11移動(dòng)至位于通過錨爪重心10延伸出來的一第三方向線12上。該第一方向線9與錨爪4的一正向方向F組成一重心錨爪角(α)，而該第二方向線11則與該正向方向F組成一重心錨爪角(β)，且該第三方向線12與該正向方向F組成一重心錨爪角(θ)。正向方向F平行于含有錨爪4的上反角面的兩平面的相交線。角(β)大于角(α)且位于84°～96°范圍之間，但通常被選為大約等于90°。角(α)位于55°～72°范圍之間用于松軟粘土中的操作，但通常被選為約等于66°；對(duì)在砂中的操作，角(α)位于39°～46°范圍之內(nèi)，但通常被選為約等于43°。角(θ)在用于松軟粘土中的操作時(shí)小于角(α)，且小于43°，而通常將被選擇為不大于36°。
另外，采用一剪力安全銷13則可形成一第一約束(見圖2中細(xì)部)，該剪力安全銷13位于在可繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的錨桿5兩側(cè)上與錨爪剛性連接的錨桿止動(dòng)支承板15之上的孔14中，且位于剛性連接于錨桿5背面17上的軸座16之中。剪力安全銷13用于約束錨桿5并將孔6保持于方向線9上(圖1)。
當(dāng)錨爪4處在受約束被埋的情況下時(shí)通過錨索7向后拉動(dòng)錨桿5使剪力安全銷13斷裂可使錨桿4自由地繞軸向后轉(zhuǎn)動(dòng)將孔6帶至方向線11上。
固定于兩錨桿止動(dòng)支承板15之間的形式為錨桿止動(dòng)塊18的第二約束限止了錨桿5的向后轉(zhuǎn)動(dòng)，該第二約束與錨桿5的背面17相接合。這樣，錨索7自身用作遙控裝置用于釋放第一約束裝置和前面所采用的獨(dú)立短索，尤其是因?yàn)檫@一功能現(xiàn)在可以被省去。
本Denla2的另一特點(diǎn)是當(dāng)向前拉動(dòng)錨索7使錨桿4從與錨桿止動(dòng)塊18接觸狀態(tài)向前繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，錨桿5可被相對(duì)于錨爪4被一第三約束裝置所鎖定。
該第三約束裝置包括安裝在連接于錨桿5背面17上的一管形軸座20內(nèi)部的兩彈簧銷19，當(dāng)錨桿5中的孔6位于方向線12上時(shí)，上述彈簧銷彈出并與錨桿止動(dòng)支承板15上的配合銷孔21相結(jié)合。重心錨爪角(θ)此時(shí)被置為約等于36°，該角度有利于收回Denla2，這一點(diǎn)在下文將被詳細(xì)敘述。
錨爪4上的一后鉤環(huán)凸耳22用于安裝拖索3，拖索3長度為錨爪4長度的1.5～4倍。拖索3具有一段鋼繩23，其一端被套鉤于凸耳22上，其另一端則連接于一短的重鏈24上。拖索的作用是當(dāng)Denla2接近海底時(shí)來引導(dǎo)Denla2的走向并幫助錨桿5轉(zhuǎn)動(dòng)使之將孔6從方向線11轉(zhuǎn)至位于方向線12上，這一點(diǎn)將在下文詳述。
采用一足夠強(qiáng)的剪力安全銷13來抵抗當(dāng)Denla2被常規(guī)配置時(shí)所產(chǎn)生的錨桿轉(zhuǎn)動(dòng)力，這樣做也可將Denla2構(gòu)造成用作一種常規(guī)的單邊固定錨爪式停泊錨。在這種情況下，拖索3僅用于當(dāng)錨接近海底時(shí)引導(dǎo)錨的走向。
以下根據(jù)圖3～10來敘述當(dāng)Denla2作為一常規(guī)的單邊固定錨爪式停泊錨時(shí)對(duì)它進(jìn)行安放和回收的一優(yōu)選第一方法，為便于比較，在此之后還敘述了對(duì)它進(jìn)行安放和回收的一優(yōu)選第二方法。兩種方法的一顯著特點(diǎn)是僅需一根錨索便可執(zhí)行在深水中安放和回收的所有必要的操作，而深水操作中平常采用一根錨索和一輔助短索的做法當(dāng)它們長度很長時(shí)極易使它們纏繞在一起從而產(chǎn)生不可靠性。
參照?qǐng)D3～圖10，根據(jù)Denla2方法，浮于海平面26之上且?guī)в蠨enla2的一錨操縱船(AHV)25將Denla2朝海底面27降下(圖3)，其方法是在接近所需的Denla2著地點(diǎn)的一位置(位于該著地點(diǎn)與船或待停泊物位置A之間)上慢慢釋放錨索7，直至拖索3首先與海底面27相接觸(圖4)且鏈24被放置于海底面上而此時(shí)Denla2仍被懸吊于海底面27之上。AHV25現(xiàn)在開始慢慢駛離位置A，在此同時(shí)又開始緩慢地放出錨索7。作用于重鏈24上的運(yùn)動(dòng)阻力被經(jīng)拖索3的鋼繩23傳至懸吊著的Denla2之上，使之繞錨索7的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣錨爪4的正向方向F被轉(zhuǎn)至與AHV25的船首方向相同(圖4)。
AHV25的速度以及錨索7的放出速度被調(diào)節(jié)為使錨爪4在所需的觸地點(diǎn)與海底面27相接觸，在該觸地點(diǎn)上使錨索放出速度等于AHV25的行進(jìn)速度直至將一段足夠長的錨索放置完畢以使Denla2被浮埋而不致在此過程中使錨索7在海底面27上產(chǎn)生顯著的上揚(yáng)運(yùn)動(dòng)。
AHV25現(xiàn)在拉動(dòng)錨索7(圖5)以使Denla2移動(dòng)來使錨爪4和錨桿5與海底面27相接觸，然后開始逐漸加力拉沿著一曲線彈道軌道28將Denla2浮埋于海底土壤29之中，而拖索3則在彈道軌道28上在錨爪4的后面流線型曳出直至在錨索7上達(dá)到一所需的水平負(fù)載分量。
參照?qǐng)D6，AHV25現(xiàn)在的航向轉(zhuǎn)了180°且在卷起錨索7的過程中向后駛過Denla2直至錨索7成垂直位置。進(jìn)一步卷起(圖7)錨索7使第一約束裝置的剪力安全銷13斷裂從而解放錨桿5使其向后轉(zhuǎn)動(dòng)與錨桿止動(dòng)塊18相接觸，這樣將錨索7上的負(fù)載方向帶至在重心10與錨爪4基本垂直的方向。采用通過錨索7垂直施加一所需的試驗(yàn)負(fù)載可以來證實(shí)現(xiàn)今已被觸發(fā)了(在第二約束上)的Denla2的承載能力。
AHV25然后向前行駛以使Denla2借助于支承于錨桿止動(dòng)塊18之上的錨桿5的杠桿作用在海底土壤29中轉(zhuǎn)動(dòng)，直至Denla2達(dá)到一朝后的方向，此時(shí)錨爪4的正向方向F向上傾斜以準(zhǔn)備用于系泊勤務(wù)和其后的起錨恢復(fù)，同時(shí)在海底面27上也已建立起所需的錨索7的上升角()，該角對(duì)一繃緊泊錨系統(tǒng)來說最大可為45°。錨索7現(xiàn)在被拉送至待停泊船30并被連接于其上，如圖8所示。船30絞起錨索7并可再在上升角()上施加另一試驗(yàn)負(fù)載。Denla2的錨爪4已被銷入法向載荷位置以提供船30所需的抵抗負(fù)載，該船30非?？赡軐?huì)被配置在其周圍的多個(gè)Denla2所約束在其位置上。
當(dāng)船30駛離其所在位置，錨索7將被浮起，而Denla2可簡單地如下所述地被回收。
AHV25(圖9)拾起錨索7并將其卷起，同時(shí)朝前行駛以使錨桿5從其與錨桿止動(dòng)塊18相接觸的狀態(tài)朝前轉(zhuǎn)動(dòng)直至第三約束裝置的彈簧銷19嵌入配合銷孔21以將錨桿5鎖定，使孔6位于方向線12上以建立一等于36°的錨爪重心角(θ)。
在此操作過程中Denla2的任何向上運(yùn)動(dòng)均會(huì)產(chǎn)生作用于拖索3之上的土壤摩擦力，它起著幫助錨索7上的垂蕩力以使錨桿5相對(duì)于錨爪4轉(zhuǎn)動(dòng)的作用。AHV25(圖10)然后向上拉起錨索7以基本沿錨爪方向F將Denla2拉至海底面27以取出并回收于甲板之上。36°的小重心錨爪角將回收阻力減至最小，這種回收阻力典型地可以小于埋入未觸發(fā)Denla2所需的水平負(fù)載的一半。拖索3與能遠(yuǎn)距離釋放第一約束的剪力安全銷13以及能遠(yuǎn)距離與第三約束相結(jié)合的彈簧銷的結(jié)合能使得采用一根連接于Denla2上的操作繩索—錨索7的這種方法變得可能。
當(dāng)Denla2被構(gòu)造成用作一常規(guī)單邊固定錨爪式停泊錨(以下簡稱為“錨2”)時(shí)，按照安放及回收這種錨2的方法，前述的并示出于圖3～5中的各步驟除如下一點(diǎn)外均被遵循，即是通過將錨2朝著待停泊船的位置拉動(dòng)而不是遠(yuǎn)離它拉動(dòng)來將錨2浮埋。在將錨完全埋入之后，在將錨索7連接至待停泊船之前是通過由AHV25水平拉起錨索7來檢驗(yàn)錨2的負(fù)載能力的。然而，錨2所能達(dá)到的最大能力將遠(yuǎn)小于Denla2所能達(dá)到能力的一半。
在停泊船起航之后，錨2的回收如下進(jìn)行由AHV25拾起錨索7并使錨索7在錨2之上垂蕩(圖6)以使錨2在海底土壤29中轉(zhuǎn)動(dòng)，將錨爪正向方向F向上傾斜，然后將錨2拉向海底表面27(圖10)以一個(gè)盡管是較大的66°的重心錨爪角(β)而不是如Denla2所用的36°的角起出錨來。此時(shí)，會(huì)遇到高得多的起錨力，該力可能會(huì)超過在浮埋和其后的對(duì)錨工作試驗(yàn)加載過程中所產(chǎn)生的最大水平負(fù)載。
圖11A～11D示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的一修改型Denla錨的一側(cè)視圖。該另一實(shí)施例的主要目的是在更大程度上確保錨在海底惡劣環(huán)境下準(zhǔn)確無誤地工作。然而與前一個(gè)實(shí)施例中相同的部件將標(biāo)以相同的附圖標(biāo)記。
這樣，用于放置錨桿5的約束和控制裝置現(xiàn)在被裝在一大體封閉的殼體40中，而錨桿5載有一扇形板41，該板通過一開口側(cè)向槽42A伸入殼體40之中。然而板41與殼體40的側(cè)壁42間具有一很小狹縫，這樣槽42A基本上是封閉的，殼體40上真正的開口僅僅是小孔43、44。另一特點(diǎn)是提供有一初級(jí)控制裝置，它具有一非常輕的剪力安全銷45，該剪力安全銷嵌入扇形板41的一溝槽46中以將錨桿5以比角α低得多的一初級(jí)控制角來放置這樣可避免在最初拉動(dòng)錨索7時(shí)Denla2被拉向其背面的任何風(fēng)險(xiǎn)，這種風(fēng)險(xiǎn)在很高的設(shè)置錨桿角α?xí)r則很可能發(fā)生。此外，采用一受控棘爪機(jī)構(gòu)47將錨桿5設(shè)置在角度θ的位置上，該棘爪機(jī)構(gòu)與一系列棘爪掣19A、19B相嚙合，棘爪機(jī)構(gòu)47包括彈簧48、49。
為防止砂粒和其它固體泥土顆粒侵入殼體40以危及約束控制元件、尤其是棘爪機(jī)構(gòu)47的有效運(yùn)作，殼體40被填塞有油脂。
棘爪機(jī)構(gòu)47包括被軸51所載的一棘爪50，軸51被支承于側(cè)板42上，彈簧48連結(jié)著一棘爪臂52來驅(qū)使棘爪50順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)(箭頭C)。然而，被彈簧49所偏轉(zhuǎn)的一擺動(dòng)止動(dòng)板53通過棘爪掣54阻止了棘爪50。軸51與殼體40之上的一臺(tái)階55大致進(jìn)行表面接觸(部分圓柱體的)，這樣棘爪50能經(jīng)受足夠大的負(fù)載。
在運(yùn)作這一實(shí)施例中，如圖3所示，Denla2將嵌入海底表面進(jìn)行浮埋，但最初將如圖11A所示那樣被設(shè)置。然而，一經(jīng)拉動(dòng)錨索7以引起錨爪的起始切入，不久便會(huì)產(chǎn)生一小的載荷其足以破壞剪力安全銷45且錨桿5能被向后擺動(dòng)直至溝槽14A卡住位于孔13A中的銷子13為止(見圖11B)，以正常地設(shè)置錨爪(錨爪重心角)。對(duì)不同的錨爪重心角α，用附加的孔13B、13C、13D可對(duì)剪力安全銷13作不同的設(shè)置。
在此運(yùn)動(dòng)過程中，扇形板41的邊緣41A帶動(dòng)板53以釋放或扳上棘爪50。圖11C示出銷13被破壞且錨桿5位于被止動(dòng)件18所止住的正常位置時(shí)的情況。當(dāng)錨桿5被向前擺動(dòng)以同錨爪4相接用以錨的回收時(shí)，理想地棘爪50應(yīng)該咬住棘爪掣19A以將錨桿設(shè)定在一低的角位置上(見圖11D)；然而在某些場合，這種程度的朝前擺動(dòng)往往不能取得，而在這種情況下可通過一附加的棘爪掣19B來取得止動(dòng)。從圖11D可看到利用被支承于臺(tái)階55之上的棘爪50能夠支承多大的負(fù)載。前述實(shí)施例的彈簧銷19可能不能夠承受大負(fù)載。當(dāng)扇形板41向后移動(dòng)時(shí)，它將通過小孔43和44將油脂推出殼體40。
當(dāng)錨被回收至甲板之上，通過反時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)軸51可使棘爪機(jī)構(gòu)47復(fù)位，且在用新油脂重新填塞殼體40之前應(yīng)先將它清洗干凈。利用小孔44可得到的一附加好處是銷子8可被油脂潤滑。
當(dāng)然可以對(duì)Denla2的構(gòu)造細(xì)節(jié)作修改。尤其是錨桿可由多于一個(gè)的部件來組成，且甚至可用鋼索來構(gòu)成。錨爪4可以不是被加工出來的形狀，而是采取鑄件的設(shè)計(jì)(如圖11A～11D所示)，而這樣做可以提供一更加流線型的錨爪形狀，更有利于刺入海底用于錨的深埋。
權(quán)利要求
1.一種拋錨裝置，利用一錨索(7)將錨浮埋于水下泥土中，該裝置包括一浮埋式法向載荷海錨(DENLA)，該DENLA包括一錨爪(4)和與之相連接一錨桿(5)，上述錨桿(5)包括一錨索連接點(diǎn)(6)，其特征為提供有從錨爪(4)的重心(10)到錨索連接點(diǎn)(6)的三個(gè)方向(9，11，12)，其中第三方向(12)與錨爪的正向方向(F)組成一第三正向開口角(θ)，該第三開口角小于由上述第二方向(11)與上述正向方向(F)所組成的一第二正向開口角(β)；還提供有第一、第二和第三約束裝置(13，14，18，19，21)來在使用拋錨裝置時(shí)將錨索(7)各自保持在上述第一、第二和第三方向(9，11，12)上的上述連接點(diǎn)(6)上，由此，由于在位于第二方向(11)上的連接點(diǎn)(6)上向上和向后拉動(dòng)錨索(7)使錨爪正向方向(F)變成傾斜向上而促使被埋Denla轉(zhuǎn)動(dòng)，在此之后在位于上述第三方向(12)上的連接點(diǎn)(6)上進(jìn)一步向上和向前拉動(dòng)錨索則使Denla在回收過程中完全沿著現(xiàn)在的向上傾斜的錨爪正向方向移動(dòng)至海底表面(27)，其中錨爪在土中產(chǎn)生低的邊緣運(yùn)動(dòng)阻力。
2.如權(quán)利要求1所述的拋錨裝置，其特征為上述第二正向開口角(β)位于84°～96°范圍之內(nèi)特別是為90°。
3.如權(quán)利要求1或2所述的拋錨裝置，其特征為上述第三正向開口角(θ)不超過43°，更優(yōu)選地不超過36°。
4.如前述權(quán)利要求之一所述的拋錨裝置，其特征為錨桿裝置(5)包括一細(xì)長剛性錨桿件，其一端有錨索連接點(diǎn)(6)，其另一端被一軸銷(8)可旋轉(zhuǎn)地連接于錨爪(4)位于錨爪重心(10)的區(qū)域中，上述錨桿件(5)可在上述第一、第二和第三約束裝置間繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣一含有錨爪重心(10)和錨索連接點(diǎn)(6)的直線可相繼地占據(jù)被提供的第一、第二和第三方向(9，11，12)。
5.如權(quán)利要求4所述的拋錨裝置，其特征為第一約束裝置(13，14)是遠(yuǎn)距離可釋放的且包括位于錨桿件(5)和錨爪(4)之間的一剪力安全銷(13)，它將錨桿件(5)鎖定在錨爪(4)上且防止它轉(zhuǎn)動(dòng)直至施加在錨索(7)上繞軸銷(8)的一預(yù)定值力矩將該剪力安全銷(13)剪斷為止。
6.如權(quán)利要求4或5所述的拋錨裝置，其特征為第二約束裝置包括連接于錨爪(4)和錨桿件(5)之一的一剛性止動(dòng)件(18)，該止動(dòng)件采用單向止動(dòng)方式限制錨桿件(5)的向后轉(zhuǎn)動(dòng)。
7.如權(quán)利要求6所述的拋錨裝置，其特征為第三約束裝置(19，21)包括一棘爪機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)在錨桿件(5)從其與剛性止動(dòng)件(18)接觸位置向前轉(zhuǎn)動(dòng)之后將錨桿件(5)鎖定于棘爪(4)之上。
8.如權(quán)利要求7所述的拋錨裝置，其特征為棘爪機(jī)構(gòu)包括安裝于錨爪(4)和錨桿件(5)之一上的一彈簧式頂出銷(19)，該銷與剛性連接于錨爪(4)和錨桿件(5)之另一個(gè)上的一板件(15)中的一配合孔(21)匹配。
9.如前述權(quán)利要求之一所述的拋錨裝置，其特征為一拖索裝置(3)被連接于錨爪(4)的后部且從該后部流線形曳出，上述拖索裝置(3)的尺寸被選為能在被深埋時(shí)因土壤的摩擦而產(chǎn)生一拖力，從而當(dāng)在拉動(dòng)連接于Denla(2)上的錨索(7)引起Denla(2)在土壤中的運(yùn)動(dòng)時(shí)足以導(dǎo)致錨桿件(5)相對(duì)于錨爪(4)的向前轉(zhuǎn)動(dòng)。
10.如權(quán)利要求9所述的拋錨裝置，其特征為連接于錨爪(4)后部的拖索裝置(3)包括一段鋼索(23)，在其之后連接有一段重鏈(24)。
11.如權(quán)利要求10所述的拋錨裝置，其特征為拖索(23，24)的長度在錨爪長度的1.5～4倍之間。
12.如權(quán)利要求7所述的拋錨裝置，其特征為第三約束裝置其形式為一棘爪裝置，用它可將上述錨桿件(5)朝前移動(dòng)與錨爪(4)接近并將其設(shè)定在某位置上，這樣上述第三方向(12)可采取多個(gè)設(shè)置位置中的任何一個(gè)，上述棘爪裝置包括具有一承載件(51)的一可動(dòng)棘爪，該承載件完全被支承在一支承面上。
13.如前述權(quán)利要求之一所述的拋錨裝置，其特征為提供有另一個(gè)初級(jí)約束裝置，用它可將錨桿件(5)設(shè)定在一初步位置上，該裝置具有一正向開口角，該角小于由上述第一方向(9)相對(duì)于錨爪(4)所確定的第一正向開口角，上述初級(jí)約束裝置可被釋放以讓錨桿件(5)向后移動(dòng)，這樣錨索連接點(diǎn)(6)便位于用于錨埋入的上述第一方向(9)上。
14.如權(quán)利要求13所述的拋錨裝置，其特征為上述初級(jí)約束裝置包括具有相對(duì)較輕折斷負(fù)載的一剪力安全銷。
15.如前述權(quán)利要求之一所述的拋錨裝置，其特征為在上述約束裝置上施加有裝置來防止或減少錨埋入過程中砂粒等顆粒的侵入，以此來消除對(duì)上述約束裝置后繼操作的危害。
16.一種安放和回收拋錨裝置(1)的方法，拋錨裝置(1)包括具有一錨爪(4)和錨桿件(5)的一海錨(2)以及連接于其上的一拖索(3)，所述方法包括下列步驟安放(a)用一錨索(7)將拋錨裝置(1)朝海底面(27)降下直至連接于該懸吊著的錨(2)的拖索(3)的僅僅一尾端部躺于海底面之上為止；(b)水平移動(dòng)拋錨裝置以在拖索(3)上產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)阻力來使錨(2)繞錨索(7)的軸轉(zhuǎn)動(dòng)以指向水平運(yùn)動(dòng)的方向；(c)再次降下拋錨裝置(1)，與此同時(shí)水平將其移動(dòng)以使錨爪(4)與海底面(27)相接觸，且錨爪(4)指向運(yùn)動(dòng)的方向；(d)放置一足夠長范圍的錨索(7)以便有效地將海錨(2)浮埋；(e)在所設(shè)長度范圍上拉動(dòng)被放置錨索(7)來拖動(dòng)海錨(2)并將其埋入海底直至達(dá)到所需的水平負(fù)載限度；回收(f)垂直絞起錨索(7)以使海錨(2)在海底土壤中轉(zhuǎn)動(dòng)使錨爪正向方向(F)朝上向著海底表面(27)傾斜；(g)繼續(xù)絞起錨索以使錨(2)沿著錨爪(4)的傾斜方向移動(dòng)至海底表面(27)并最終將其從水中回收上來。
17.一種安放和回收該拋錨裝置的方法，拋錨裝置包括具有一錨爪(4)和一錨桿裝置(5)的一浮埋式法向載荷錨(Denla2)和一與之相連接的拖索，該錨桿裝置(5)包括一錨索連接點(diǎn)(6)，方法包括下列步驟安放(a)用一錨索(7)將拋錨裝置(1)朝海底面(27)降下直至連接于該懸吊著的錨(2)的拖索(3)的僅僅一尾端部躺于海底面(27)之上為止；(b)將拋錨裝置(1)水平移動(dòng)離開待停泊船的位置以在拖索(3)上產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)阻力來使Denla(2)繞錨索軸轉(zhuǎn)動(dòng)并使錨索連接點(diǎn)(6)位于水平運(yùn)動(dòng)方向；(c)再次降下拋錨裝置(1)，與此同時(shí)將其水平移動(dòng)離開待停泊船位置以使Denla錨爪(4)與海底面(27)相接觸，且錨爪(4)指向運(yùn)動(dòng)方向；(d)放置一足夠長范圍的錨索(7)以便有效地將Denla(2)浮埋；(e)在所設(shè)長度范圍上拉動(dòng)被放置錨索(7)來拖動(dòng)Denla(2)并將其埋入海底直至達(dá)到所需的水平負(fù)載限度，此時(shí)錨索連接點(diǎn)(6)位于第一方向(9)上；(f)絞起所放置的錨索(7)并在被埋Denla(2)之上垂直拉起以將錨索連接點(diǎn)(6)帶入一第二方向(11)；如果愿意，現(xiàn)在可通過拉起錨索(7)來試驗(yàn)Denla(2)的法向載荷能力，直至達(dá)到一所選的試驗(yàn)載荷為止；(g)將錨索(7)放置于待停泊船的方向上并拉起該錨索以使Denla(2)被向后轉(zhuǎn)動(dòng)直至錨爪(4)完全垂直于施加于錨索連接點(diǎn)(6)之上的拉力方向?yàn)橹?，且錨爪正向方向朝上傾斜準(zhǔn)備服務(wù)于停泊和其后的回收操作；回收(h)拾起錨索(7)并從被埋Denla(2)遠(yuǎn)離已被停泊船位置的一端的一位置向前和向上拉起Denla以將錨索連接點(diǎn)(6)帶入用于回收Denla的一第三方向(12)上；(k)繼續(xù)拉起Denla(2)使其沿錨爪的傾斜方向移動(dòng)至海底面(27)并最終將其從水中回收上來。
18.一種將一浮埋式海錨(2)安放于海底用于停泊船只的方法，該海錨(2)包括一錨爪(4)和與錨爪(4)連接的一錨桿裝置(5)，錨桿裝置(5)包括一錨索連接點(diǎn)(6)，上述方法包括(a)將海錨(2)安放于海底表面(27)上，其錨索(7)被連接于錨索連接點(diǎn)(6)且被如此安置其位置，即，使得錨爪尖指向錨浮埋的方向(F)；(b)放置一長段的錨索(7)并拉起上述錨索(7)以將錨(2)埋入直至當(dāng)錨索連接點(diǎn)(6)位于一第一方向(9)上時(shí)在錨索(7)上被施加一所需的水平負(fù)載能力；(c)調(diào)節(jié)錨桿裝置(5)的位置以將錨索連接點(diǎn)(6)帶入一第二方向(11)，且(d)將錨索(7)放置在待停泊船方向上并拉動(dòng)該錨索以使錨(2)朝后轉(zhuǎn)動(dòng)直至錨爪(4)完全垂直于施加在錨索連接點(diǎn)(6)上的拉力方向?yàn)橹?，此時(shí)錨爪的正向方向(F)傾斜向上。
19.一種拋錨裝置，用于利用一錨索(7)將錨浮埋于水下泥土中它包括一海錨(2)，其特征為一拖索裝置(3)被連接于海錨(2)的后部，當(dāng)海錨(2)被下降至接近海底面(27)同時(shí)仍被錨索(7)所懸吊時(shí)，拖索裝置(3)則垂直懸掛，由此，當(dāng)該拋錨裝置(1)與一部分拖索(3)被水平移動(dòng)時(shí)，拖索(3)被拖至與海底面接觸，則由拖索(3)產(chǎn)生一水平運(yùn)動(dòng)阻力來約束被懸吊的錨(2)使其只能向拖曳運(yùn)動(dòng)的方向。
20.如權(quán)利要求19所述的拋錨裝置，其特征為上述拖索裝置(3)被連接于海錨上的一最后位置。
21.如權(quán)利要求19或20所述的拋錨裝置，其特征為上述拖索裝置(3)遠(yuǎn)離上述海錨(2)的一端包括有一阻尼元件(24)，該阻尼元件能在被拖曳至與海底面(27)相接觸時(shí)提供相當(dāng)大的運(yùn)動(dòng)阻力。
22.如權(quán)利要求21所述的拋錨裝置，其特征為上述阻尼元件(24)包括一段重鏈。
23.如權(quán)利要求19～22之一所述的拋錨裝置，其特征為拖索裝置(3)包括一拖索(23，34)而上述拖索(23，24)的長度在海錨(2)的錨爪長度的1.5～4倍之間。
24.一種海錨(2)，它包括一錨爪(4)和與之相連接的一錨桿裝置(5)，上述錨桿裝置(5)包括一錨索連接點(diǎn)(6)，該海錨還包括用于控制海錨(2)操作位置，例如錨桿裝置(5)相對(duì)于錨爪(4)的位置的約束控制裝置(13，45，47)，其特征為上述約束控制裝置(13，45，47)被放置于一完全封閉的殼體(40)之中，該殼體適宜于被用油脂填充以提供對(duì)約束控制裝置的保護(hù)使其免受海底顆粒的侵入。
全文摘要
一浮埋式法向載荷錨(2)(簡稱為Denla)包括一錨爪(4)和一與之轉(zhuǎn)動(dòng)連接的錨桿(5),該錨桿(5)包括一錨索連接點(diǎn)(6)和控制或約束裝置(13,14,18,19,21),由此該錨桿(5)可被如此設(shè)定其位置:使得錨索連接點(diǎn)(6)能選擇性地位于相對(duì)于錨爪重心(10)的第一(9)、第二(11)和第三(12)方向上,上述三個(gè)方向相對(duì)于錨爪正向方向(F)分別提供三個(gè)錨爪重心角(α,β和θ)。Denla(2)為一拋錨裝置(1)的一部分,包括一后部拖索(3),用于準(zhǔn)確地將海錨定向在海底面上而無需一另外的短索。在工作時(shí),在具有第一錨爪重心角α的情況下拉動(dòng)錨索(7)將Denla(2)埋入,當(dāng)達(dá)到所需的水平拋錨負(fù)載時(shí),錨桿(5)被移動(dòng)至第二個(gè)較大的重心角β且錨朝后擺動(dòng)直至錨爪正向方向(F)被朝上傾斜,該位置構(gòu)成法向載荷拋錨位置?；厥誅enla時(shí),錨桿(5)被朝前擺動(dòng)以占據(jù)該較小的第三錨爪重心角θ,而錨則被沿著傾斜的錨爪正向方向(F)朝上拉起。約束/控制裝置被優(yōu)選地放置于充以油脂的殼體(40)中來加以保護(hù)且對(duì)于錨桿(5)可進(jìn)一步提供小于第一錨爪重心角的一錨爪重心角來確保對(duì)海錨的滿意的初始埋入。本發(fā)明可采用一單根纜索即錨索(7)便可安放且回收Denla(2)。
文檔編號(hào)B63B21/26GK1193942SQ9619644
公開日1998年9月23日 申請(qǐng)日期1996年7月22日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月21日
發(fā)明者彼得·布魯斯 申請(qǐng)人:布魯帕特有限公司