
1.3.2 吸力锚及水下基础结构
近年来,随着油气开采水深的逐步增加,海洋平台的形式也随之发生变化。当水深大于450m时,海洋中波浪的频率与传统的固定式海洋平台装置的固有频率比较接近,容易形成共振。为了避免事故的发生,海洋平台逐渐由固定式平台转向固有频率小于海洋波浪频率的浮式采油装置。这些装置包括柔性的锚塔结构(CPT)、浮式采油系统、张力腿平台(TLP)、立柱式平台(Spar)等,后三种装置是通过锚链系统定位于海中。与传统的海洋平台不同,这些新海洋平台需要其基础能承受竖向和侧向拔力,以及风、波、流引起的各种荷载。基础的承载能力决定了浮式平台和水下设施能否可靠定位,对于深水油气开发安全有重要影响。常见锚的类型有吸力锚(吸力式锚)、拖拉式板锚、吸力式板锚和法向承力锚。
吸力锚(Suction Anchor)是一种为船只提供系泊力,或作为海洋平台、大型码头等构筑物的基础结构,广泛用于海底管道敷设施工中作起始点锚固用,且已成为目前全球深水油气田开发工程中应用水深最深、海域范围最广的浮式平台的锚泊基础。
吸力锚在经济性和技术性上具有以下几个显著特点:
1)材料和制造成本低廉。
2)海上安装施工简便。
3)安装工期短。
4)不需要打桩设备。
5)抗拔性能卓越。
6)就位准确,对不同的土质具有广泛的适用性。
7)可以实现易地复用等。
吸力锚在海洋工程领域有着明显优于其他锚或其他基础形式的经济、技术特性,已经广泛应用于各种海上结构设施,如船只系泊、浮桶定位、存储设施、灯塔、导管架和其他平台等。吸力锚在我国的近海工程、深海工程中具有广阔的应用前景,能够降低我国深水油气田开发生产中昂贵的设计与设备租赁费用,促进我国深海油气田的开发。
目前,国外在深水吸力锚的设计与海上安装施工技术方面已经非常成熟,应用水深最深已超过2500m。深水吸力锚在国内虽然还没有得到广泛的应用,但其在国内的应用前景十分广阔。