本发明涉及海水网箱的锚泊技术领域，具体是一种安装时锚身四周可喷气泡的鱼雷锚。
背景技术
鱼雷锚是动力贯入锚的一种，一般长约15m，重达130吨。锚自身的形状类似鱼雷，故得名鱼雷锚。锚身一般有4个尾鳍。鱼雷锚锚身形如圆柱状，内部中空，可以填充高密度的材料如混凝土、废金属等来增加自重和降低锚重心而维持其稳定性，下端部呈锥形状，便于贯入海床土体中，如图1与图2所示。
鱼雷锚安装快捷方便，安装时不需要借助任何外力，仅需在离海底足够高的位置将其垂直释放，使其靠自身重力下落，并在碰撞海底时，借助高加速度导致的巨大惯性力而贯穿海床至一定深度。通常释放高度在距海底30m时能达到17m/s的最终碰撞速度，贯入深度约为7m，在150m时能达到30m/s以上，贯入深度约为20m。其承载力约为自身干重的3～5倍。鱼雷锚的适用范围很广，结构简单、可重复使用、制造成本低、安装便捷、并具有很高的竖向抗拔承载力，能很好地满足各类海上平台的系泊需要。
现有的鱼雷锚主要用于系泊深水中漂浮的石油和天然气设施，可在距离海床数十米甚至数百米的位置进行释放下沉。但目前我国海上养殖区主要集中在15m等深线以内的浅湾内，而超过20m水深的海域利用率尚不足1%。若把鱼雷锚用于系泊20m~50m水深的网箱，首先遇到的问题就是：鱼雷锚在如此浅的水域进行释放下沉至贯入海床，其势能有限，鱼雷锚接触海床时的运动速度较小，难以贯入海床至较大的深度，导致后续鱼雷锚能提供的锚泊力难以满足要求。
技术实现要素：
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种安装时锚身四周可喷气泡的鱼雷锚，锚身设有喷气孔，安装时喷气孔喷出空气气泡包围锚体四周，使得锚体与海水、海床土体的摩擦阻力大大降低，使鱼雷锚在水深较浅的海域也能贯入海床至较大的深度。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种安装时锚身四周可喷气泡的鱼雷锚，其特征在于：包括内部中空的锚身，锚身外侧设有多个尾翼，锚身轴向一端连接有锚头，锚身轴向另一端设有系泊杆，锚身内设有多个圆环管，多个圆环管共同连通至一根刚性管，该刚性管从锚身设有系泊杆的一端穿出，且刚性管通过软管与外部空气源连接，每个圆环管外侧分别连通有多个喷气管，锚身侧壁对应每个喷气管位置分别设有连通锚身内外的喷气孔，所述喷气管分别嵌入对应的喷气孔中。
所述的一种安装时锚身四周可喷气泡的鱼雷锚，其特征在于：所述圆环管分别垂直于锚身轴向，圆环管内部中空，且多个圆环管在锚身内沿锚身轴向排列；所述刚性管平行于锚身轴向，刚性管内部中空，且刚性管同时与多个圆环管连通；圆环管外侧的喷气管均匀分布，每个喷气管分别沿圆环管径向设置。
所述的一种安装时锚身四周可喷气泡的鱼雷锚，其特征在于：所述喷气管位于喷气孔内或从喷气孔穿出，且喷气管嵌入喷气孔后相互紧密接触而不发生移动。
一种安装时锚身四周可喷气泡的鱼雷锚的施工方法，其特征在于，包括下列步骤：
1)先把锚链的一端连接在鱼雷锚上端的系泊杆上，再把软管的一端与刚性管固定、密闭相连，软管均匀间隔的绑定在锚链上，软管的另一端与空气压缩机固定、密闭相连。选用高密度材料作为填充物填入中空的鱼雷锚锚身内部。
2)基于锚链起吊鱼雷锚使整体垂直悬吊于海床上方，打开空气压缩机，使嵌于锚身内部的喷气管向外喷出高压空气，然后释放锚链，使鱼雷锚在自重作用下快速下沉并贯入海床。
3)确定鱼雷锚已停止向下运动时，关闭并移除空气压缩机，即完成所提鱼雷锚的施工作业。
与现有技术相比，本发明的优点为：鱼雷锚沉贯施工时，锚体四周被空气气泡包围（只有少部分外表面积与海水接触），与鱼雷锚与海水的摩擦相比，鱼雷锚下沉时与空气的摩擦力非常小（不在一个量级），故鱼雷锚沉贯时的速度更大，以便鱼雷锚在水深较浅的海域也能贯入海床至较大的深度，可满足我国近海20m~50m水深海域的养殖网箱的锚泊需要。
附图说明
图1为传统鱼雷锚三维结构示意图。
图2为传统鱼雷锚的锚身剖面图。
图3为本发明所提鱼雷锚三维结构示意图。
图4为本发明所提鱼雷锚的锚身剖面图。
图5为本发明所提鱼雷锚底部喷气孔详图。
图6为本发明所提鱼雷锚中部喷气孔详图。
图7为本发明所提鱼雷锚顶部详图。
图8为本发明所提鱼雷锚内嵌的通气系统三维结构示意图。
图9为本发明所提鱼雷锚的通气系统顶部与软管连接示意图。
图10为本发明所提鱼雷锚施工前软管连接空气压缩机示意图。
图11为本发明所提鱼雷锚施工时四周喷气泡示意图。
附图标记说明：1、锚身；2、锚头；3、尾翼；4、喷气孔；5、刚性管；6、圆环管；7、喷气管；8、软管；9、填充物；10、锚链；11、空气压缩机；12、气泡。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1-图11所示，一种安装时锚身四周可喷气泡的鱼雷锚，包括内部中空的锚身1，锚身1外侧设有多个尾翼3，锚身1轴向一端连接有锚头2，锚身1轴向另一端设有系泊杆，锚身1内设有多个圆环管6，多个圆环管6共同连通至一根刚性管5，该刚性管5从锚身1设有系泊杆的一端穿出，且刚性管5通过软管8与外部空气源连接，每个圆环管6外侧分别连通有多个喷气管7，锚身1侧壁对应每个喷气管7位置分别设有连通锚身1内外的喷气孔4，喷气管7分别嵌入对应的喷气孔4中。
圆环管6分别垂直于锚身1轴向，且多个圆环管6在锚身1内沿锚身1轴向排列，刚性管5平行于锚身1轴向，且刚性管5同时与多个圆环管6连通；圆环管6外侧的喷气管7均匀分布，每个喷气管7分别沿圆环管6径向设置。
喷气管7位于喷气孔4内或从喷气孔穿出，且喷气管7嵌入喷气孔4后相互紧密接触而不发生移动。
一种安装时锚身四周可喷气泡的鱼雷锚的施工方法，包括下列步骤：
1)先把锚链的一端连接在鱼雷锚上端的系泊杆上，再把软管的一端与刚性管固定、密闭相连，软管均匀间隔的绑定在锚链上，软管的另一端与空气压缩机固定、密闭相连。选用高密度材料作为填充物填入中空的鱼雷锚锚身内部。
2)基于锚链起吊鱼雷锚使整体垂直悬吊于海床上方，打开空气压缩机，使嵌于锚身内部的喷气管向外喷出高压空气，然后释放锚链，使鱼雷锚在自重作用下快速下沉并贯入海床。
3)确定鱼雷锚已停止向下运动时，关闭并移除空气压缩机，即完成所提鱼雷锚的施工作业。
如图3~图9所示，本发明包括鱼雷锚与喷气系统；鱼雷锚由内部中空的锚身1外侧对称的焊接多个尾翼3而成，锚身1的下端设置锥形状的锚头2，锚身1的上端设置系泊杆，锚头2附近及锚身1中部开设有供喷气管7穿越的喷气孔4；所述的喷气系统由空气压缩机11、软管8、刚性管5、圆环管6与喷气管7组成，圆环管6与刚性管5垂直的互通、密闭相连，喷气管7在圆环管6的外侧与圆环管6互通、密闭相连，刚性管5与圆环管6均固定于鱼雷锚的锚身1内部、且喷气管7嵌入喷气孔4内部。
上述提及的“外侧”、“下端”、“上端”等方位词，是基于所提鱼雷锚施工时的姿态来确定的。施工时所提鱼雷锚悬吊于海床上方，且处于铅锤状态，如图10所示。在此姿态下，来确定各方位词的具体指向，说明书中其它地方所提的方位词也按此姿态推定得到。上述方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者构件必须具有特定的方位、构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
喷气管7均匀、对称的分布于圆环管6的外侧，如图8所示。喷气管7的中空内径不大于2cm，相邻喷气管7之间的外端口中心距不大于10cm。相邻喷气管7之间的外端口间距不宜过大，过大导致所喷出的气泡无法形成面，难以尽可能的把锚身四周包裹。施工时，鱼雷锚外表面与海水接触越少，空气气泡尽可能的包围鱼雷锚外表面，对施工越有利。喷气管7的大小、位置、数量分别与喷气孔4的大小、位置、数量相互匹配，以便喷气管7能安装、嵌入喷气孔4内。“相互匹配”指喷气管7与喷气孔4的位置与数量均相同，且喷气管7能安装、嵌入相应的喷气孔4内，嵌入后相互紧密接触而不发生移动。
为了保护刚性管5，其端部不宜伸出锚身1的外部过多，能方便的使刚性管5与软管8相互连接即可，如图7所示。
尾翼3的下部呈倾斜状，以便减少与海床土体的阻力。锚身1的内部中空，中空处装入填充物9，填充物9可选用高密度的材料如混凝土、废金属等，用以增加鱼雷锚自重和降低鱼雷锚重心，维持鱼雷锚贯入海床过程中的稳定性与铅垂度。填充物9的填入应对位于锚身1内部的刚性管5、圆环管6无影响，不可导致刚性管5、圆环管6发生变形或破裂。
喷气系统由空气压缩机11、软管8、刚性管5、圆环管6与喷气管7组成，其是密闭的系统，高压空气能在内部通行。各构件的连接需牢固、密闭可靠，不可出现破裂与松动，若系统的密闭性受损则高压空气无法从喷气管7管口喷出。
附图仅表示了锚身1上设置喷气孔4的情况，事实上，还可以在尾翼3的下端设置喷气孔4，使鱼雷锚的外表尽可能的被空气气泡12包裹。由于该类设计过于精细不易表达，故未给出相关图形。
正常情况下，空气的密度是每立方米1.29公斤，而海水的密度则大于每立方米1000公斤，简单来说，鱼雷锚在海水中所受到的阻力是在空气中的800倍左右。当然，具体的阻力比较与鱼雷锚的外形、运动速度、海水温度等众多因素有关。但可以确定的是，鱼雷锚在空气中受到的阻力比在海水中受到的阻力小得多，不在一个数量级。因此，若施工过程中鱼雷锚的外表被空气气泡12尽可能的包裹，鱼雷锚尽可能的不与海水接触，则鱼雷锚的下沉相当于在空气中的下沉，阻力非常小，沉贯速度将大大提高，使得鱼雷锚能贯入深度较大的海床中。
在我国近海20m~50m水深海域进行鱼雷锚的施工，其下沉的距离有限，即势能过小，若按传统的施工方法，鱼雷锚难以贯入深度较大的海床，后续容易被拉出而失效。采用本技术后，鱼雷锚下沉时的阻力大大减小，鱼雷锚沉贯时的速度大大提高，以便鱼雷锚在水深较浅的海域也能贯入海床至较大的深度，可满足我国近海20m~50m水深海域的养殖网箱的锚泊需要。
附图中仅展示了鱼雷锚及喷气系统的部分形状及部分连接方式的情况，按照所提思路，可以改变尾翼的形状、数量、喷气系统的设计方式，形成其他相关类型的安装时锚身四周可喷气泡的鱼雷锚，其均属于本技术的等效修改与变更，此处不再赘述。
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的；相同或相似的标号对应相同或相似的部件；附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
本发明不局限于上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本发明的保护范围之内。