CN102174806B - 一种可适应变桩径式液压升降装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可适应变桩径式液压升降装置及其使用方法，其特征在于：它包括一用于连接平台甲板的固桩筒，所述固桩筒内设置有升降结构；所述升降结构包括固定在所述固桩筒内壁的上挟桩器，所述上挟桩器底端连接若干升降油缸，各所述升降油缸的另一端连接下挟桩器，各所述升降油缸连接液压系统，所述上挟桩器和下挟桩器用于锁紧、解锁穿过所述固桩筒内的桩腿；所述上挟桩器和下挟桩器均包括具有伸缩油缸的外挟桩器，所述外挟桩器内设置有变径结构；本发明结构简单，操作方便，通过调节伸缩油缸的行程，并装配不同尺寸的变径结构，可使升降装置能适应不同桩径规格的平台，因此，可广泛用于海洋自升式生产平台上。

Description

一种可适应变桩径式液压升降装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种液压升降装置及其使用方法，特别是关于一种用于海洋自升式生产平台的可适应变桩径式液压升降装置及其使用方法。

背景技术

自升式生产平台具有可移动、可重复使用、就位快速、施工简便、综合性多功能等特点，能够实现“蜜蜂式”采油，在海上边际油田开发中发挥了重要作用。升降装置是实现自升式生产平台安装、移位的关键装置，其功能是实施平台升降。自升式生产平台基本采用液压式升降装置，这是因为液压式升降装置具有造价较低、制造精度低等优点。为提高边际油田的开发效益，要求多座平台能够共用一套升降装置。现有的平台升降装置或概念设计均只适用于单一桩径规格的平台，其互换使用功能受平台桩径的严格限制，因而应用范围有很大的局限性。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够提高升降装置的利用效率，使多座不同桩径规格的自升式生产平台共用一套升降装置的可适应变桩径式液压升降装置及其使用方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种可适应变桩径式液压升降装置，其特征在于：它包括一用于连接平台甲板的固桩筒，所述固桩筒内设置有升降结构；所述升降结构包括固定在所述固桩筒内壁的上挟桩器，所述上挟桩器底端连接若干升降油缸，各所述升降油缸的另一端连接下挟桩器，各所述升降油缸连接液压系统，所述上挟桩器和下挟桩器用于锁紧、解锁穿过所述固桩筒内的桩腿。

所述上挟桩器和下挟桩器均包括外挟桩器，所述外挟桩器内设置有变径结构；所述外挟桩器包括一筒体，所述筒体的顶端和底端外壁上均焊接有一环板，两所述环板之间间隔焊接有若干立板，各相邻两所述立板之间均设置有一导向槽，每一所述导向槽均包括两个焊接在底端的所述环板上的侧板，两所述侧板的顶端设置有一顶板，所述导向槽内设置有插块，所述筒体上开设有允许所述插块穿过的通孔，所述插块的另一端连接伸缩油缸，所述伸缩油缸设置在底端的所述环板上，所述伸缩油缸连接液压系统；所述变径结构也包括一筒体，该所述筒体的顶端和底端外壁上均焊接有一环板，两所述环板之间间隔焊接有若干立板，各相邻的两所述立板之间分别设置有一导向槽，每一所述导向槽均包括间隔焊接在两所述环板之间的侧板，两所述侧板中部焊接一顶板；所述变径结构的所述筒体上开设有允许所述外挟桩器中的所述插块穿过的通孔。

所述外挟桩器的筒体内壁上，以及所述变径结构的筒体内壁上均间隔设置有若干限位板。

所述上挟桩器中，所述外挟桩器的所述筒体顶端和底端焊接的各所述环板的另一侧均焊接在所述固桩筒的内壁上，两所述环板之间焊接的各所述立板的一侧焊接在所述外挟桩器的所述筒体外壁上，另一侧焊接在所述固桩筒的内壁上；所述下挟桩器中，所述外挟桩器的所述筒体顶端和底端焊接的各所述环板的另一侧与所述固桩筒的内壁留有一定距离，两所述环板之间焊接的各所述立板的一侧焊接在所述外挟桩器的所述筒体外壁上，另一侧与所述固桩筒的内壁留有一定距离。

上述一种可适应变桩径式液压升降装置的使用方法，包括以下步骤：1)根据平台桩径的尺寸选择相应的变径结构，将各变径结构对应放置在上挟桩器和下挟桩器的外挟桩器筒体内，并通过螺栓和连接板分别对应与上挟桩器和下挟桩器的外挟桩器连接；2)将设置有变径结构的固桩筒套设在桩腿外部，并与平台甲板通过法兰连接为一体，通过液压系统控制各升降油缸均处于收缩状态，通过液压系统控制上挟桩器与下挟桩器中的伸缩油缸伸出，驱动插块伸进外挟桩器筒体和变径结构筒体内，与桩腿上的楔块配合实现与桩腿的锁紧；通过液压系统控制伸缩油缸缩回，带动插块缩回，实现与桩腿的解锁；3)升起平台时，下挟桩器与桩腿锁紧，上挟桩器与桩腿解锁；升降油缸伸出，推动上挟桩器与平台上移，直至油缸行程到位；上挟桩器与桩腿锁紧，下挟桩器与桩腿解锁；升降油缸收缩，带动下挟桩器上移，直至油缸行程到位；重复本步骤，直至平台上升到位后，升降油缸均收缩至油缸行程到位，上挟桩器和下挟桩器均与桩腿锁紧；4)下降平台时，上挟桩器与桩腿锁紧，下挟桩器与桩腿解锁；升降油缸伸出，带动下挟桩器下移，直至油缸行程到位；下挟桩器与桩腿锁紧，上挟桩器与桩腿解锁；升降油缸收缩，带动上挟桩器与平台下移，直至油缸行程到位；重复本步骤，直至平台下降到位后，升降油缸均收缩至油缸行程到位，上挟桩器和下挟桩器均与桩腿锁紧；5)当本发明装置将平台安装就位后，将本发明装置自固桩筒的法兰处与平台甲板拆开，将变径结构从上挟桩器和下挟桩器中拆除，将本发明装置回收，等待下次使用。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明设置了伸缩插块式外挟桩器和与之相配合的变径结构，通过调节伸缩油缸的行程，并装配不同尺寸的变径结构，可使升降装置能适应不同桩径规格的平台，大幅提高升降装置的利用效率，从而降低边际油田开发的工程设施投资费用。2、本发明中外挟桩器具有与桩腿之间锁紧、解锁和限位的全部功能，当外挟桩器尺寸恰与平台桩径相适应时，无需装配变径结构，结构简单。3、本发明中只需要根据平台桩径规格，设置不同尺寸的变径结构，而不需要更换本发明装置的主结构，即可适用于不同桩径的平台，因此，其互换使用功能不受平台桩径的严格限制，增大了应用范围，降低了成本。本发明结构简单，操作方便，通过调节伸缩油缸的行程，并装配不同尺寸的变径结构，可使升降装置能适应不同桩径规格的平台，因此，可广泛用于海洋自升式生产平台上。

附图说明

图1是本发明结构示意图

图2是图1的俯视示意图

图3是本发明挟桩器结构示意图

图4是图3的俯视示意图

图5是本发明外挟桩器结构示意图

图6是图5的俯视示意图

图7是本发明变径结构示意图

图8是图7的俯视示意图

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进行详细的描述。

如图1、图2所示，本发明包括一固桩筒1，固桩筒1下部设置有用于与平台甲板连接一体的法兰，固桩筒1内设置有升降结构。升降结构包括固定在固桩筒1内壁的上挟桩器2，上挟桩器2底端连接若干升降油缸3，各升降油缸3的另一端连接下挟桩器4。各升降油缸3连接液压系统(图中未示出)，液压系统控制各升降油缸3的伸缩运动，可实现平台的升降。本发明装置通过上挟桩器2和下挟桩器4锁紧、解锁穿过固桩筒1内的桩腿5，桩腿5穿过平台，底端固定在海底。

如图3、图4所示，上挟桩器2包括外挟桩器6和变径结构7，外挟桩器6的顶端和底端通过螺栓与连接板8连接，变径结构7设置在外挟桩器6内，并与外挟桩器6顶端和底端的连接板8通过螺栓连接。

如图5、图6所示，外挟桩器6包括一外挟桩器筒体61，外挟桩器筒体61的顶端和底端外壁上均焊接有一环板62，两环板62的另一侧分别焊接在固桩筒1的内壁上。顶端和底端的两环板62之间间隔焊接有若干立板63，各立板63的一侧焊接在外挟桩器筒体61外壁上，另一侧焊接在固桩筒1的内壁上。各相邻两立板63之间的底端的环板62上分别设置有一导向槽，每一导向槽均包括两个焊接在底端的环板62上的导向槽侧板64，各导向槽侧板64的一端焊接在外挟桩器筒体61外壁上，两导向槽侧板64顶端设置有一顶板65，导向槽内设置有插块66。插块66所在位置的外挟桩器筒体61上开设有矩形孔，插块66一端能够穿过矩形孔伸进外挟桩器筒体61内。插块66的另一端连接伸缩油缸67，伸缩油缸67通过伸缩油缸座68焊接在底端的环板62上，伸缩油缸67连接液压系统(图中未示出)。外挟桩器筒体61的内壁上间隔焊接有若干限位板69，具有限制本发明装置与桩腿5之间相对水平位移的作用，限位板69仅在不装配变径结构7时起作用。

如图7、图8所示，变径结构7包括一变径结构筒体71，变径结构筒体71的顶端和底端外壁上均焊接有一环板72，两环板72之间间隔设置有若干立板73，各立板73的一侧焊接在变径结构筒体71的外壁上。各相邻的两立板73之间分别设置有一导向槽，每一导向槽均包括间隔焊接在上、下两环板72之间的导向槽侧板74，且导向槽侧板74一侧焊接在变径结构筒体71外壁上，两导向槽侧板74中部焊接一顶板75。变径结构筒体71上开设有矩形孔，外挟桩器6的插块66通过变径结构7的导向槽、变径结构筒体71上的矩形孔可伸进变径结构筒体71内。变径结构筒体71内壁上间隔焊接有若干限位板76，具有限制本发明装置与桩腿5之间相对水平位移的作用。

本发明的下挟桩器4结构与上挟桩器2结构相似，不同之处在于下挟桩器4的外挟桩器筒体上设置的各环板和各立板与固桩筒1之间留有一定距离。

上述连接板8分别设置在上挟桩器2与下挟桩器4的外挟桩器筒体的环板上，上述升降油缸3的一端连接在上挟桩器2底端的环板底部，上述升降油缸3的另一端连接在下挟桩器4的顶端的环板顶部。

上述实施例中，各升降油缸3连接的液压系统，以及各伸缩油缸连接的液压系统属于现有技术，在此不再详细说明。

上述实施例中，变径结构的尺寸可以根据平台桩径的规格设置。

本发明装置的使用方法为：

1)根据平台桩径的尺寸选择相应的变径结构，将各变径结构对应放置在上挟桩器2和下挟桩器4的外挟桩器筒体内，并通过螺栓和连接板分别对应与上挟桩器2和下挟桩器4的外挟桩器连接。

2)将设置有变径结构的固桩筒1套设在桩腿5外部，并与平台甲板连接为一体，通过液压系统控制上挟桩器2与下挟桩器4中的伸缩油缸伸出，驱动插块伸进外挟桩器筒体和变径结构筒体内，与桩腿5上的楔块配合实现与桩腿5的锁紧，通过液压系统控制伸缩油缸缩回，带动插块缩回，实现与桩腿5的解锁。

3)当本发明装置将平台安装就位后，将本发明装置自固桩筒1的法兰处与平台甲板拆开，将变径结构从上挟桩器2和下挟桩器4中拆除，将本发明装置回收，等待下次使用。

本发明通过调节伸缩油缸的行程，并装配不同尺寸的变径结构，可使升降装置能适应不同桩径规格的平台；当外挟桩器尺寸恰与平台桩径相适应时，无需装配变径结构。

如图1所示，本发明在初始状态下，升降油缸3均处于收缩状态，上挟桩器2与下挟桩器4中的伸缩油缸均处于伸出状态，上挟桩器2和下挟桩器4均与桩腿5锁紧。

本发明举升工作包括以下步骤：

1)下挟桩器4中的伸缩油缸保持伸出状态，下挟桩器4与桩腿5保持锁紧，液压系统控制上挟桩器2中的伸缩油缸收缩，带动插块缩回，上挟桩器2与桩腿5解锁；

2)液压系统控制升降油缸3伸出，推动上挟桩器2与平台上移，直至油缸行程到位；

3)液压系统控制上挟桩器2中的伸缩油缸伸出，推动插块伸出，上挟桩器2与桩腿5锁紧；

4)液压系统控制下挟桩器4中的伸缩油缸收缩，带动插块缩回，下挟桩器4与桩腿5解锁；

5)液压系统控制升降油缸3收缩，带动下挟桩器4上移，直至油缸行程到位；

6)液压系统控制下挟桩器4中的伸缩油缸伸出，推动插块伸出，下挟桩器4与桩腿5锁紧；

7)返回步骤1)，平台步进式上升，直至平台上升到位后，升降油缸3均收缩至油缸行程到位，上挟桩器2和下挟桩器4均与桩腿锁紧。

本发明下降工作包括以下步骤：

1)上挟桩器2中的伸缩油缸保持伸出状态，上挟桩器2与桩腿5保持锁紧，液压系统控制下挟桩器4中的伸缩油缸收缩，带动插块缩回，下挟桩器4与桩腿5解锁；

2)液压系统控制升降油缸3伸出，带动下挟桩器2下移，直至油缸行程到位；

3)液压系统控制下挟桩器4中的伸缩油缸伸出，推动插块伸出，下挟桩器4与桩腿5锁紧；

4)液压系统控制上挟桩器2中的伸缩油缸收缩，带动插块缩回，上挟桩器2与桩腿5解锁；

5)液压系统控制升降油缸3收缩，带动上挟桩器2与平台下移，直至油缸行程到位；

6)液压系统控制上挟桩器2中的伸缩油缸伸出，推动插块伸出，上挟桩器2与桩腿5锁紧；

7)返回步骤1)，平台步进式下降，直至平台下降到位后，升降油缸3均收缩至油缸行程到位，上挟桩器2和下挟桩器4均与桩腿5锁紧。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (4)

1.一种可适应变桩径式液压升降装置，其特征在于：它包括一用于连接平台甲板的固桩筒，所述固桩筒内设置有升降结构；所述升降结构包括固定在所述固桩筒内壁的上挟桩器，所述上挟桩器底端连接若干升降油缸，各所述升降油缸的另一端连接下挟桩器，各所述升降油缸连接液压系统，所述上挟桩器和下挟桩器用于锁紧、解锁穿过所述固桩筒内的桩腿；所述上挟桩器和下挟桩器均包括外挟桩器，所述外挟桩器内设置有变径结构；

所述外挟桩器包括一筒体，所述筒体的顶端和底端外壁上均焊接有一环板，两所述环板之间间隔焊接有若干立板，各相邻两所述立板之间均设置有一导向槽，每一所述导向槽均包括两个焊接在底端的所述环板上的侧板，两所述侧板的顶端设置有一顶板，所述导向槽内设置有插块，所述筒体上开设有允许所述插块穿过的通孔，所述插块的另一端连接伸缩油缸，所述伸缩油缸设置在底端的所述环板上，所述伸缩油缸连接液压系统；

所述变径结构也包括一筒体，该所述筒体的顶端和底端外壁上均焊接有一环板，两所述环板之间间隔焊接有若干立板，各相邻的两所述立板之间分别设置有一导向槽，每一所述导向槽均包括间隔焊接在两所述环板之间的侧板，两所述侧板中部焊接一顶板；所述变径结构的所述筒体上开设有允许所述外挟桩器中的所述插块穿过的通孔。

2.如权利要求1所述的一种可适应变桩径式液压升降装置，其特征在于：所述外挟桩器的筒体内壁上，以及所述变径结构的筒体内壁上均间隔设置有若干限位板。

3.如权利要求1或2所述的一种可适应变桩径式液压升降装置，其特征在于：

所述上挟桩器中，所述外挟桩器的所述筒体顶端和底端焊接的各所述环板的另一侧均焊接在所述固桩筒的内壁上，两所述环板之间焊接的各所述立板的一侧焊接在所述外挟桩器的所述筒体外壁上，另一侧焊接在所述固桩筒的内壁上；

所述下挟桩器中，所述外挟桩器的所述筒体顶端和底端焊接的各所述环板的另一侧与所述固桩筒的内壁留有一定距离，两所述环板之间焊接的各所述立板的一侧焊接在所述外挟桩器的所述筒体外壁上，另一侧与所述固桩筒的内壁留有一定距离。

4.一种如权利要求1～3任一项所述可适应变桩径式液压升降装置的使用方法，包括以下步骤：

1)根据平台桩径的尺寸选择相应的变径结构，将各变径结构对应放置在上挟桩器和下挟桩器的外挟桩器筒体内，并通过螺栓和连接板分别对应与上挟桩器和下挟桩器的外挟桩器连接；

2)将设置有变径结构的固桩筒套设在桩腿外部，并与平台甲板通过法兰连接为一体，通过液压系统控制各升降油缸均处于收缩状态，通过液压系统控制上挟桩器与下挟桩器中的伸缩油缸伸出，驱动插块伸进外挟桩器筒体和变径结构筒体内，与桩腿上的楔块配合实现与桩腿的锁紧；通过液压系统控制伸缩油缸缩回，带动插块缩回，实现与桩腿的解锁；

3)升起平台时，下挟桩器与桩腿锁紧，上挟桩器与桩腿解锁；升降油缸伸出，推动上挟桩器与平台上移，直至油缸行程到位；上挟桩器与桩腿锁紧，下挟桩器与桩腿解锁；升降油缸收缩，带动下挟桩器上移，直至油缸行程到位；重复本步骤，直至平台上升到位后，升降油缸均收缩至油缸行程到位，上挟桩器和下挟桩器均与桩腿锁紧；

4)下降平台时，上挟桩器与桩腿锁紧，下挟桩器与桩腿解锁；升降油缸伸出，带动下挟桩器下移，直至油缸行程到位；下挟桩器与桩腿锁紧，上挟桩器与桩腿解锁；升降油缸收缩，带动上挟桩器与平台下移，直至油缸行程到位；重复本步骤，直至平台下降到位后，升降油缸均收缩至油缸行程到位，上挟桩器和下挟桩器均与桩腿锁紧；

5)当本发明装置将平台安装就位后，将本发明装置自固桩筒的法兰处与平台甲板拆开，将变径结构从上挟桩器和下挟桩器中拆除，将本发明装置回收，等待下次使用。

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