CN101196002B - 一种可重复使用的升降装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可重复使用的升降装置，包括平台体、导向环、平台连接体、平台连接销、活动式固桩架、方梁、环梁插拔油缸托架、环梁插拔油缸、活动环梁、升降油缸、上排插拔油缸、上排插拔油缸托架、上排齿块连接体、齿块、齿条、桩腿、固桩架连接销、下排齿块连接体、下排插拔油缸、下排插拔油缸托架、环梁导向块、固桩块。平台体与桩腿之间通过平台连接体、平台连接销、活动式固桩架、升降油缸、环梁、方梁、齿块、齿条实现力的传递和相对运动，实现平台升降。齿块和齿条多齿啮合，整套装置模块化制作，可重复利用。该升降装置不仅安全可靠，而且造价低，应用于固定平台可大大节省海上施工费用和施工时间。

Description

一种可重复使用的升降装置

技术领域：

本发明涉及应用于海洋或湖泊作业中的平台升降系统。

背景技术：

随着海洋资源的勘探开发，海洋平台建造的越来越多，其中，在浅海乃至中深海区域，自升式平台以其在各种海况下几乎能持续工作、作业稳定、效率高等的优点得到了广泛应用，是该海区的主力平台。平台升降装置为自升式平台的关键部位，在设计和建造中受到高度重视，目前的升降装置一般采用油缸顶升插销爬杆式和齿轮齿条升降两种形式：油缸顶升插销爬杆式升降装置具有插拔销困难、难以对平台进行调平等缺点；齿轮齿条升降装置具有连续升降、便于调平、操作方便等特点，应用较多，但也存在很多缺点，表现在：齿轮与齿条啮合为线接触，接触应力大，且多个齿轮之间载荷不均衡，驱动马达、减速箱等制作工艺复杂、要求精度高，现有材料和建造工艺都已达到各自的应用极限，且该种升降系统在应用一段时间后，齿轮、齿条会出现不同程度的变形，还多次发生过齿轮或齿条突然断齿现象，因此，存在着一定的安全因患。且上述升降装置均是固定于平台上一套装置仅能应用于一个平台。

现在的海上固定式平台，基本都是先在船厂内预制完后，在平台就位区域通过浮吊、打桩船及其他船舶协作完成，不仅海上工作量大、施工时间长、施工费用昂贵，且受海洋环境的影响，必须在好天气下进行，影响海上生产。

发明内容：

本发明针对现有自升式平台升降系统的需求而设计的，目的在于提供一种可重复使用的升降装置(简称“升降装置”)，该升降装置通过齿块与桩腿上的齿条啮合、活动式固桩架与平台主体连接、平台升降油缸及插销油缸的协作运动实现平台的升降作业，同时，由于采用活动式固桩架，实现了一套升降装置可以应用于多个平台。

本发明所述的升降装置包括平台体、活动式固桩架底座、平台连接销、活动式固桩架、方梁、环梁插拔油缸、环梁、升降油缸、上排插拔油缸、上排齿块连接体、齿块、齿条、桩腿、固桩架连接销，其特征是四个活动式固桩架底座焊接在平台体上，两个活动式固桩架坐落在活动式固桩架底座上，并用平台连接销固定，活动式固桩架上端与方梁一边连接，方梁另一边中间开有半孔，对接面呈凹凸型，并用固桩架连接销连接，方梁下面半孔外安装有四个耳环，耳环下方连接有四个升降油缸，升降油缸下部连接环梁，桩腿穿过方梁孔、环梁、平台体，桩腿两边对称焊接有齿条，方梁上面对应齿条安装有上排齿块，环梁上对应齿条安装有环梁齿块；上排齿块连接体焊接在方梁上面，内部开有矩形通孔，上排齿块与矩形通孔配合，上排插拔油缸一端与上排齿块销轴连接，一端与固定方梁上的托架上排插拔油缸托架销轴连接；环梁为环形，截面为矩形梁结构，环梁内部在对应齿条方向设有矩形通孔，环梁齿块与矩形通孔配合，环梁插拔油缸一端与环梁齿块销轴连接，一端与环梁插拔油缸托架销轴连接，环梁插拔油缸托架固定在环梁上；在平台体上设有下排齿块连接体，下排齿块连接体与平台体焊接在一起，内部设矩形通孔与下排齿块配合，下排插拔油缸托架固定在平台体上，下排插拔油缸一端与下排齿块销轴连接，一端与下排插拔油缸托架销轴连接。

本发明的环梁对应于齿条两侧设有环梁导向块。

本发明在平台体上设上下两排导向环，导向环与桩腿配合。

本发明的通过齿块与齿条多齿同时啮合，齿面倾斜角度小于10°，从而减小了啮合齿的应力，不仅降低了对材料的要求，也减小了齿条和齿块的尺寸，提高了安全可靠性。

本发明的升降作业的完成是由液压系统为升降油缸和齿块插拔油缸提供动力，通过操作者或控制程序控制升降油缸和齿块插拔油缸按顺序动作实现平台的升降，液压系统为模块化拆装，可重复利用。

升降装置连同液压系统均采用模块化组装和拆卸，一套装置可多次使用；采用齿条齿块方式大大降低建造成本，提高安全性；采用液压油缸升降方式较之齿轮齿条升降可节约大量的资金；该升降装置可应用于固定平台进行现场施工。因此，该种升降装置适应于在海洋或湖泊中作业的平台上，不仅可提高平台升降的安全可靠性，而且造价低、可重复使用，应用于固定平台上将大大节省海上施工时间和施工费用，创造良好的经济效益和社会效益。

附图说明：

图1为升降装置示意图；

图2为升降装置俯视图；

图3为升降装置环梁俯视图。

1、平台体           2、导向环              3、平台连接体

4、平台连接销       5、活动式固桩架        6、环梁插拔油缸托架

7、环梁插拔油缸     8、环梁                9、升降油缸

10、上排插拔油缸    11、上排插拔油缸托架   12、上排齿块连接体

13、齿块            14、齿条               15、桩腿

16、方梁            17、固桩架连接销       18、下排齿块连接体

19、下排插拔油缸    20、下排插拔油缸托架   21、环梁导向块

22、固桩块

具体实施方式：

现结合说明书附图1、2、3，对本发明作进一步描述：

升降装置平台体1、导向环2、平台连接体3、平台连接销4、活动式固桩架5、环梁插拔油缸托架6、环梁插拔油缸7、环梁8、升降油缸9、上排插拔油缸10、上排插拔油缸托架11、上排齿块连接体12、齿块、齿条14、桩腿15、方梁16、固桩架连接销17、下排齿块连接体18、下排插拔油缸19、下排插拔油缸托架20、环梁导向块21、固桩块22组成。

升降装置的作用就是将平台与桩腿连接在一起，形成力的传递。共有三种力传递方式：(1)、平台体1通过平台连接体3和平台连接销4与活动式固桩架5连接成一体，两个活动式固桩架5通过升降油缸9与环梁8、方梁16相连接，环梁8通过环梁齿块与焊接在桩腿15上的齿条14连接，从而形成平台与桩腿之间的在运动过程中力的传递；(2)、平台体1通过固定在两个活动式固桩架5上的上排齿块连接体12和上排齿块与焊接在桩腿15上的齿条14连接；(3)、平台体1通过固定在平台体1上的下排齿块连接体18和下排齿块与焊接在桩腿15上的齿条14连接，此种方式用于平台处在固定状态下(即处于非升降状态)使用。

平台体1和桩腿15间通过焊接在平台体1上的上下两排导向环2导向并防止发生相对扭转；环梁8通过环梁8上的四块导向块21和桩腿15上的齿条14进行导向。

升降装置的作用过程为：

第一阶段：平台放桩

设平台处于漂浮状态，桩腿完全缩回，升降装置处于附图所示状态，即上、下排齿块和环梁8上的齿块均处于插入状态(即齿块与齿条14处在啮合状态)，固桩块22处插入状态，此时进行平台升降，其步骤为：

(1)、将固桩块22拔出，下排插拔油缸19动作将下排齿块拔出齿条14，升降油缸9伸出将环梁8下放一个节距，桩腿15即下放一个节距；

(2)、上排插拔油缸10动作将上排齿块插入齿条14，环梁插拔油缸7动作将环梁齿块拔出齿条14，升降油缸9缩回将环梁8移动一个节距；

(3)、环梁插拔油缸7动作将环梁齿块插入齿条14，上排插拔油缸10动作将上排齿块拔出齿条14，升降油缸9伸出将环梁8下放一个节距，桩腿15即下放一个节距；

重复上述步骤即可完成平台放桩作业。

第二阶段：提升平台

平台放桩到海底后，随着桩腿对海底作用力的加大，平台将被升降装置提起，在升起到预定高度后，将下排插拔油缸19动作将下排齿块插入齿条14，固桩块22插入，平台即可完成升平台作业。

降平台及升桩腿与前述步骤基本相同。若该套装置移用于其他平台，则可在下排插拔油缸19动作将下排齿块插入齿条14和固桩块22插入平台体1，完成平台固桩后移走。

升降装置与直线位移传感器、位置开关及液压系统的相关反馈信息组合在一起，通过固化在升降控制台里的程序控制，实现平台的自动升降作业。

本发明也适应于方桩腿或矩形桩腿。

Claims (3)

1.一种可重复使用的升降装置，包括：平台体(1)、活动式固桩架底座(3)、平台连接销(4)、活动式固桩架(5)、方梁(16)、环梁插拔油缸(7)、环梁(8)、升降油缸(9)、上排插拔油缸(10)、上排齿块连接体(12)、齿块、齿条(14)、桩腿(15)、固桩架连接销(17)，其特征是四个活动式固桩架底座(3)焊接在平台体(1)上，两个活动式固桩架(5)坐落在活动式固桩架底座(3)上，并用平台连接销(4)固定，活动式固桩架(5)上端与方梁(16)一边连接，方梁(16)另一边中间开有半孔，对接面呈凹凸型，并用固桩架连接销(17)连接，方梁(16)下面半孔外安装有四个耳环，耳环下方连接有四个升降油缸(9)，升降油缸(9)下部连接环梁(8)，桩腿(15)穿过方梁孔、环梁(8)、平台体(1)，桩腿(15)两边对称焊接有齿条(14)，方梁(16)上面对应齿条安装有上排齿块，环梁(8)上对应齿条安装有环梁齿块；上排齿块连接体(12)焊接在方梁(16)上面，内部开有矩形通孔，上排齿块与矩形通孔配合，上排插拔油缸(10)一端与上排齿块销轴连接，一端与固定方梁(16)上的托架上排插拔油缸托架(11)销轴连接；环梁(8)为环形，截面为矩形梁结构，环梁(8)内部在对应齿条方向设有矩形通孔，环梁齿块与矩形通孔配合，环梁插拔油缸(7)一端与环梁齿块销轴连接，一端与环梁插拔油缸托架(6)销轴连接，环梁插拔油缸托架(6)固定在环梁(8)上；在平台体(1)上设有下排齿块连接体(18)，下排齿块连接体(18)与平台体(1)焊接在一起，内部设矩形通孔与下排齿块配合，下排插拔油缸托架(20)固定在平台体(1)上，下排插拔油缸(19)一端与下排齿块销轴连接，一端与下排插拔油缸托架(20)销轴连接。

2.根据权利要求1所述的一种可重复使用的升降装置，其特征是，环梁(8)对应于齿条两侧设有环梁导向块(21)。

3.根据权利要求1所述的一种可重复使用的升降装置，其特征是在平台体(1)上设上下两排导向环(2)，导向环(2)与桩腿(15)配合。

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