【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于水下平台定深系泊的复式锚系统，属于水下装备。
技术介绍
1、大深度定深系泊技术是一种通过缆索张力控制实现正浮力平台与负浮力锚相对运动控制，进而实现水下平台定深系泊的技术，广泛应用于海洋勘探等领域。典型定深锚泊系统一般由平台、定深装置(含缆绳)、锚三部分组成。其中锚是实现准确定深与可靠锚固的核心组件，一方面要具有足够的承载力，能够克服上拔力和水平力，保证平台长时可靠系留；另一方面要具有良好的流体动力特性，在满足阻力系数要求前提下保持较好的水中下降姿态稳定性，减小定深过程缆绳张力震荡突变，保证平台定深稳定准确。
2、目前用于水下平台、潜标、浮标等定深系泊的锚系，仅通过串锚、贯入、吸力等技术手段实现了水平承载力和竖直承载力的要求，但普遍存在结构复杂、装配困难、成本昂贵的问题。同时，忽略了定深系泊过程对锚系流体动力特性的要求，无法保证锚系水中下降姿态稳定性，对水中下降速度也未有特殊设计，造成定深过程缆索张力控制困难的问题。
技术实现思路
1、本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种用于水下平台定深系泊的复式锚系统，实现了水平承载力和竖直承载力的要求，解决了复式锚系统在满足长时锚固可靠的同时，在复杂海洋载荷作用下保持水下姿态稳定的难题。
2、本专利技术的技术解决方案是：一种用于水下平台定深系泊的复式锚系统，包括：
3、三腿钢索连接组件，用于连接缆绳与本专利技术的复式锚系统，两端分别设有卸扣和吊环螺栓，卸扣一端与缆绳连
4、浮力结构，为多层圆环板结构，每层圆环板表面均布设置通孔，用于连接环形转接板；
5、环形转接板，为圆环结构，圆环上端面均布设置沉头孔，与浮力结构圆环板表面均布设置的通孔对应，用于连接浮力结构；圆环侧面均布设置螺纹孔，用于连接筒型配重结构；
6、筒型配重结构，为薄壁圆筒结构，圆筒侧壁均布设置有两排径向沉头孔，上部一排径向沉头孔与环形转接板圆环侧面均布设置的螺纹孔对应，用于连接环形转接板；下部一排径向沉头孔与碗型配重结构上端侧壁均布设置的螺纹孔对应，用于连接碗型配重结构；圆筒侧壁中部均布设置透水孔；
7、碗型配重结构，为包含上、下两个圆形空腔的碗型结构，上端圆形空腔底面均布设置3个螺纹通孔，用于安装三腿钢索连接组件；下端圆形空腔顶面设置有若干螺纹孔，用于固定解锁释放组件与抓力锚组件；碗型结构底面均布设置若干螺纹孔，用于安装透明易碎罩；上端空腔外部侧壁均布设置螺纹孔，用于连接筒型配重结构；碗型结构直筒段侧壁中部均布设置透水孔；
8、透明易碎罩，固定于碗型配重结构底面，并设置端面静密封，用于在地面状态保护解锁释放组件与抓力锚组件，并在复式锚触底冲击作用下或一定水压作用下自行破碎，进而完成抓力锚组件的释放；
9、解锁释放组件，固定连接于碗型配重结构下端圆形空腔顶面，用于释放抓力锚组件；
10、抓力锚组件，固定于碗型配重结构下端圆形空腔顶面，用于提供水平锚固力。
11、进一步地，所述三腿钢索连接组件包括1个卸扣、3根钢索、3个吊环螺栓；
12、所述卸扣为d型卸扣或弓形卸扣；
13、所述钢索上端为压制环孔接头、下端与吊环螺栓圆环压接，钢索长度为环形转接板圆环内径的0.75至0.85倍；
14、所述3根钢索上端环孔接头通过1个卸扣连接，下端压接的3个吊环螺栓与碗型配重结构上端面螺纹孔连接。
15、进一步地，所述浮力结构包括若干层浮力圆环板；所述浮力圆环板的材料为复式锚工作深度对应耐压等级的纯玻璃微珠材料，表面喷涂聚脲提高表面硬度防止磕碰，密度不大于500kg/m3。
16、进一步地，所述浮力圆环板内径与环形转接板圆环内径一致，外径为碗型配重结构上端圆形空腔内径的0.8倍；实际安装时，根据质浮心设计需求，叠放安装相应数量的浮力圆环板组成浮力结构。
17、进一步地，所述环形转接板为圆环结构，材料为碳素结构钢；圆环内径为碗型配重结构上端面均布的3个螺纹孔分度圆直径的1.25倍，圆环外径与筒型配重结构内径一致，设置为间隙配合。
18、进一步地，所述筒型配重结构的材料为碳素结构钢；圆筒内径与环形转接板圆环外径一致，设置为间隙配合；透水孔直径为薄壁圆筒高度的0.25倍。
19、进一步地，所述碗型配重结构的材料为碳素结构钢；上端圆形空腔内径为环形转接板圆环外径的0.95倍，深度为碗型配重结构整体高度的0.3倍；下端圆形空腔内径为环形转接板圆环外径的0.6倍，深度为碗型配重结构整体高度的0.45倍；碗型结构底面直径为上端直径的0.625倍，锥台段高度为整体高度的0.4倍；透水孔直径为直筒段高度的0.35倍。
20、进一步地，所述透明易碎罩采用薄壁非金属材料，壁厚根据复式锚工作深度对应耐压等级设计。
21、进一步地，所述解锁释放组件7锁定约束抓力锚锚杆位置。
22、进一步地，所述抓力锚组件包括抓力锚、卸扣、钢链、吊环螺栓；
23、所述抓力锚为ac-14型锚，抓力设计根据海洋载荷及海底地质结合工作要求确定；
24、所述锚杆末端通过卸扣与钢链连接；
25、所述钢链长度为碗型配重结构底面直径的1.6倍；钢链另一端与吊环螺栓连接；
26、所述吊环螺栓固定于碗型配重结构下端圆形空腔顶面相应螺纹孔。
27、本专利技术与现有技术相比的优点在于：
28、(1)本专利技术采用碗型旋转体水动外形方案，通过尺寸参数与均布透水孔结合设计，解决了理论上减阻与稳定性的设计矛盾，实现了大迎流面积条件下的阻力系数最优，在确保复式锚阻力满足水下平台定深速度要求的前提下，避免了大迎流面积对水中姿态稳定性的损害。
29、(2)本专利技术采用可调节浮力结构与配重结构集成方案，通过面向动稳定性的质浮心设计，实现了复式锚系统在旋转体轴线上较大的质浮心距，确保其保持较好的水中下降姿态稳定性，减小定深过程缆绳张力震荡突变，保证水下平台定深稳定准确。
30、(3)本专利技术的抓力锚组件配合透明易碎罩与解锁释放组件，能够提供足够的水平抓力；依靠自重能够提供足够的竖直承载力；通过锚体自重、海底摩擦、可分离抓力锚综合作用实现了复式锚系统的水平承载力和竖直承载力的要求，结构更简单、使用更方便。
31、(4)本专利技术的环形转接板、筒型配重结构、碗型配重结构，均采用碳素结构钢或其他金属材料，通过螺栓螺母连接，加工成本低、装配难度小；外形轮廓简单规则，方便与水下平台等装备集成安装，有利于水下平台整体布放，能够有效降低布放难度与布放时间。
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1.一种用于水下平台定深系泊的复式锚系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种用于水下平台定深系泊的复式锚系统，其特征在于，所述三腿钢索连接组件(1)包括1个卸扣(101)、3根钢索(102)、3个吊环螺栓(103)；
3.根据权利要求1所述的一种用于水下平台定深系泊的复式锚系统，其特征在于，所述浮力结构(2)包括若干层浮力圆环板；所述浮力圆环板的材料为复式锚工作深度对应耐压等级的纯玻璃微珠材料，表面喷涂聚脲提高表面硬度防止磕碰，密度不大于500kg/m3。
4.根据权利要求3所述的一种用于水下平台定深系泊的复式锚系统，其特征在于，所述浮力圆环板内径与环形转接板(3)圆环内径一致，外径为碗型配重结构(5)上端圆形空腔内径的0.8倍；实际安装时，根据质浮心设计需求，叠放安装相应数量的浮力圆环板组成浮力结构(2)。
5.根据权利要求1所述的一种用于水下平台定深系泊的复式锚系统，其特征在于，所述环形转接板(3)为圆环结构，材料为碳素结构钢；圆环内径为碗型配重结构(5)上端面均布的3个螺纹孔分度圆直径的1.25倍，圆环外径与筒型
6.根据权利要求1所述的一种用于水下平台定深系泊的复式锚系统，其特征在于，所述筒型配重结构(4)的材料为碳素结构钢；圆筒内径与环形转接板(3)圆环外径一致，设置为间隙配合；透水孔直径为薄壁圆筒高度的0.25倍。
7.根据权利要求2所述的一种用于水下平台定深系泊的复式锚系统，其特征在于，所述碗型配重结构(5)的材料为碳素结构钢；上端圆形空腔内径为环形转接板(3)圆环外径的0.95倍，深度为碗型配重结构(5)整体高度的0.3倍；下端圆形空腔内径为环形转接板(3)圆环外径的0.6倍，深度为碗型配重结构(5)整体高度的0.45倍；碗型结构底面直径为上端直径的0.625倍，锥台段高度为整体高度的0.4倍；透水孔直径为直筒段高度的0.35倍。
8.根据权利要求1所述的一种用于水下平台定深系泊的复式锚系统，其特征在于，所述透明易碎罩(6)采用薄壁非金属材料，壁厚根据复式锚工作深度对应耐压等级设计。
9.根据权利要求1所述的一种用于水下平台定深系泊的复式锚系统，其特征在于，所述解锁释放组件7锁定约束抓力锚(801)锚杆位置。
10.根据权利要求1所述的一种用于水下平台定深系泊的复式锚系统，其特征在于，所述抓力锚组件(8)包括抓力锚(801)、卸扣(802)、钢链(803)、吊环螺栓(804)；
...【技术特征摘要】
1.一种用于水下平台定深系泊的复式锚系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种用于水下平台定深系泊的复式锚系统，其特征在于，所述三腿钢索连接组件(1)包括1个卸扣(101)、3根钢索(102)、3个吊环螺栓(103)；
3.根据权利要求1所述的一种用于水下平台定深系泊的复式锚系统，其特征在于，所述浮力结构(2)包括若干层浮力圆环板；所述浮力圆环板的材料为复式锚工作深度对应耐压等级的纯玻璃微珠材料，表面喷涂聚脲提高表面硬度防止磕碰，密度不大于500kg/m3。
4.根据权利要求3所述的一种用于水下平台定深系泊的复式锚系统，其特征在于，所述浮力圆环板内径与环形转接板(3)圆环内径一致，外径为碗型配重结构(5)上端圆形空腔内径的0.8倍；实际安装时，根据质浮心设计需求，叠放安装相应数量的浮力圆环板组成浮力结构(2)。
5.根据权利要求1所述的一种用于水下平台定深系泊的复式锚系统，其特征在于，所述环形转接板(3)为圆环结构，材料为碳素结构钢；圆环内径为碗型配重结构(5)上端面均布的3个螺纹孔分度圆直径的1.25倍，圆环外径与筒型配重结构(4)内径一致，设置为间隙配合。
6.根据权利要求1所述的一种用于水下平台定深系泊...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵哲，尹业成，于志远，远桂方，李明，纪新宇，皮利萍，曾思，
申请(专利权)人：北京精密机电控制设备研究所，
类型：发明
国别省市：
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