CN103469777A - 海上平台液压自升降装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海上平台液压自升降装置。它包括：上支座，下支座，套筒总成，其包括套筒，在套筒的壁上沿其轴向设有若干排圆孔，每排圆孔包括至少2个对称设置的圆孔；套筒的内壁上沿其轴向设有至少2个键槽；套筒的顶部与上支座相连接；本体，其包括基管；基管套设在所述套筒的腔体内，基管的外壁上设有至少2个导向槽，导线槽与键槽相配合，且可沿导向槽滑动；基管的底部与下支座相连接；支撑体，其包括设于基管的上部的基块和2个支撑销；基块设于基管的腔体内且与基管相连接，支撑销与基块相连接，支撑销的销体穿过基管与套管上的圆孔相配合；液压系统，其包括至少2个对称设置的液压缸，2个液压缸均通过一多路换向阀与主油泵相连接；液压缸的底部与下支座相连接，顶部与上支座相连接。

Description

海上平台液压自升降装置

技术领域

本发明涉及一种海上平台液压自升降装置。

背景技术

海上油田的开发中，为降低投资成本，有时需要实现平台可以在不同区域进行作业（如可移动平台），即涉及到平台的迁移，由于不同海域深度会有所不同，此时往往需设计一种可以快速调整平台高度的装置，从而使得平台能够重复利用。

平台高度需要调整时，可通过提升和降低平台组块的方式加以解决，目前国内使用中的平台尚没有具体的解决方法，国外公司所采用的方法是首先切割桩腿，然后使用顶升装置将平台组块举升一定高度，接着在切割后的上下桩腿间插入一个相同大小的新桩腿，并通过焊接的方式进行固定，最后卸载顶升装置，其缺点是施工流程较复杂，需要分别完成切割、安装和焊接等作业；操作不方便，且整个施工作业时间较长；平台调整作业容易受到海况的影响；顶升装置可以提升所在桩腿的高度，但却无法保障每个桩腿同步起降；平台组块举升后，每个桩腿上升的高度不一，需分别进行调节后才能安装新桩腿，费时费力；提升后的平台高度固定，不能进行连续调整，需要调整平台时只能再次重复上述复杂操作流程。

发明内容

本发明的目的是提供一种海上平台液压自升降装置，本发明可实现不切割桩腿或更换导管架情况下的平台高度快速提升与下降调节以及拆卸与安装功能，同时可以使平台重复使用，降低成本。

本发明所提供的一种海上平台液压自升降装置，它包括：

一上支座；

一下支座；

一套筒总成；所述套筒总成包括一套筒；所述套筒的壁上沿其轴向设有若干排圆孔，每排所述圆孔包括至少2个对称设置的所述圆孔；所述圆孔通过设置于所述套筒上的盖板进行封闭；所述套筒的内壁上沿其轴向设有至少2个键槽，所述键槽为对称设置且与所述圆孔为交替排列；所述套筒的顶部与所述上支座相连接；

一本体；所述本体包括一基管；所述基管套设在所述套筒的腔体内，所述基管的外壁上设有至少2个导向槽，所述导线槽与所述键槽相配合，且可沿所述导向槽滑动；所述基管的底部与所述下支座相连接；

一支撑体；所述支撑体包括设于所述基管的上部的基块和2个支撑销；所述基块设于所述基管的腔体内且与所述基管相连接，所述支撑销与所述基块相连接，所述支撑销的销体穿过所述基管与所述套管上的圆孔相配合；

一液压系统；所述液压系统包括至少2个对称设置的液压缸，2个所述液压缸均通过一多路换向阀与主油泵相连接；所述液压缸的底部与所述下支座相连接，顶部与所述上支座相连接。

上述的液压自升降装置中，所述若干排圆孔之间的间距相等；

每排所述圆孔包括4个对称设置的所述圆孔。

上述的液压自升降装置中，所述套筒的内壁上沿其轴向设有4个所述键槽；

所述基管的外壁上设有4个所述导向槽；

所述导向槽可为长方体形。

上述的液压自升降装置中，所述基块为由2个长方体垂直交叉得到的十字形方体结构，其中1个长方体的两端与所述支撑销相连接，另1个长方体的两端与锁紧销相连接，所述锁紧销与所述基块之间设有弹簧；

所述锁紧销的销体穿过所述基管与所述套管上的圆孔相配合。

上述的液压自升降装置中，所述基管的顶部还依次与过度段和支撑接头相连接，所述支撑接头上设有孔眼和与之配合的圆柱销，所述圆柱销可与所述套筒上的圆孔相配合。

上述的液压自升降装置中，所述过度段为圆台体形，且其大直径端与所述基管相连接；

所述基管为圆柱体形。

上述的液压自升降装置中，所述自升降装置包括4个对称设置的所述液压系统。

上述的液压自升降装置中，所述液压系统包括4个对称的所述液压缸；

4个所述液压缸均通过所述多路换向阀与所述主油泵相连接；本发明通过设置多路换向阀进行统一分配，实现所有平台桩腿的自动同步提升和下降。所述主油泵可采用变排量轴向活塞泵，通过一台电动机进行驱动，通过改变所述主油泵的排量来实现从所述主油泵排出的液压油流量从零到最大无级地变化，由此所述液压自升降装置上升和下降运动的速度可以从零到最大连续变化。所述液压缸采用活塞式油缸，其两端进出油口都可通压力油或回油，以实现双向运动，液压缸的缸筒固定，下端通过下销轴与下支座锚定在一起，而活塞杆运动，上端通过上销轴与所述上支座锚定在一起，活塞杆头部设计有单向节流阀，防止平台下降时发生重力超速故障。储能器用于应急状态下放平台提供压力油并将油供给到液压缸，由此控制工作负载并进行下放。滤油器安装于液压系统的回油管路，其上配置机械式压差指示器。

上述的液压自升降装置中，所述上支座包括相连接的上支座上台体和上支座下台体，且所述上支座上台体的大直径端与所述上支座下台体的小直径端相连接；

所述套管为圆柱体形。

上述的液压自升降装置中，所述下支座包括相连接的下支座上台体和下支座下台体，且所述下支座上台体的小直径端与所述下支座下台体的大直径端相连接。

本发明的海上平台液压自升降装置，可以实现不切割桩腿或更换导管架的情况下，平台组块高度的快速调整或拆装，同时可以使平台重复使用，节省投资成本。本发明中液压系统在每个桩腿上均匀分布四个独立液压缸，液压缸的液压油由多路换向阀统一分配，实现所有平台桩腿的自动同步提升和下降；通过改变液压系统主油泵的液压油流量实现平台自升降运动速度从零到最大的连续变化。套筒上加工有分层排列的圆孔，实现平台组块不同高度的调节；导向键与套筒内孔上的键槽精密配合，形成滑动副，实现平台桩腿的定向移动，并承受来自桩腿的扭矩；本体支撑接头和套筒孔眼与圆柱销配合，同时本体基管与套筒基体孔眼与支撑销配合，共同支撑整个平台，保证恶劣工况下的强度要求，并可重复提升和下降平台组块；弹簧通过支撑体基块圆孔的导向作用完成伸缩运动，锁紧销销体与套筒基体孔眼精密配合，从而实现整个液压自升降装置的快速锁紧；下支座锥体的V形构造可以防止海域海冰对平台产生冲击。

附图说明

图1是本发明海上平台液压自升降装置的结构示意图。

图2是图1的A—A剖视图。

图3是本发明海上平台液压自升降装置中上支座和套筒总成的结构示意图。

图4是本发明海上平台液压自升降装置中本体、支撑体和下支座的结构示意图。

图5是图4的B—B剖视图。

图6是本发明海上平台液压自升降装置中液压系统的原理图。

图7是本发明海上平台液压自升降装置的工作原理图。

图中各标记如下：

1 平台桩腿、2 上支座、3 液压系统、4 套筒总成、5 本体、6 下支座、7 导管架桩腿、8 支撑体、9 上支座上台体、10 上支座下台体、11 上支托、12 上销轴、13套筒、14 盖板、15 螺钉、16 圆柱销、17 支撑接头、18 过渡段、19 基管、20 导向键、21 下销轴、22 下支托、23 下支座上台体、24 下支座中台体、25 下支座下台体、26 支撑销、27 基块、28 弹簧、29 锁紧销、30 滤油器、31 液压油箱、32 电动机、33 主油泵、34 储能器、35 多路换向阀、36 出油口、37 缸筒、38 进油口、39 活塞杆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。

如图1和图2所示，本发明提供的海上平台液压自升降装置由上而下依次为上支座2、液压系统3、套筒总成4、本体5和下支座6以及本体5上部的支撑体8，上支座2和套筒总成4直接焊接在平台桩腿1的下端，本体5和支撑体8通过下支座6直接焊接在导管架桩腿7的上端。液压自升降装置组装前，上支座2、套筒总成4、本体5和下支座6的外表面分别进行喷漆处理，防止装置发生腐蚀；本体5置于套筒总成4中往复拉动，应轻快灵活且无阻滞，并保持本体5和套筒总成4的润滑与清洁；同时，检查液压自升降装置各螺纹联接处是否牢固，有无松动、损伤和锈蚀。液压自升降装置组装时，首先将本体5和支撑体8置入套筒总成4中，然后打开支撑体8的锁紧销29和支撑销26，并将圆柱销16插入本体5和套筒总成4的孔眼。液压自升降装置进行安装时，应首先将整个装置（除去液压系统3）通过上支座2直接焊接在平台桩腿1的下端，然后平台组块采用浮托法进行安装，最后将下支座6坐在导管架桩腿7的上端，再进行焊接。

如图3所示，上支座2由上至下依次为上支座上台体9、上支座下台体10和上支托11，上支座上台体9直接焊接在上支座下台体10小端的上表面，定位平台桩腿1，上支托11分四组均匀地焊接在上支座下台体10大直径端的下表面，上销轴12与上支托11的孔眼配合，并采用开口销进行固定。套筒总成4直接接在上支座2的下端，套筒13上端面焊接在上支座下台体10大直径端的下表面，套筒13基体上每个圆孔的外面均设计有盖板14，盖板14四周通过螺钉15进行固定。

如图4所示，本体5的支撑接头17和套筒13上的圆孔间通过圆柱销16进行连接，过渡段18上端面焊接于支撑接头17的下端面，而其下端面与基管19上端面焊接在一起，四个长方体形的导向键20均匀地焊接在基管19的外环面上，并与套筒13内孔上的键槽（图中未示）精密配合。下支座6的下支托22对应于上支座2上支托11的位置，均匀焊接于下支座上台体23的台体过渡区表面，下销轴21与下支托22的孔眼配合，也采用开口销进行固定，下支座中台体24的大直径端与下支座上台体23下端的加强板焊接在一起，而其小端的下表面与下支座下台体25焊接在一起。

如图3和图4所示，套筒总成4和本体5高精度配合，由里而外依次为基管19和套筒13，装置组装前，各零部件应清洗干净，装置组装时，应根据平台工况选取化学镀的套筒总成4和喷焊的本体5构成摩擦副，不允许相同表面处理方式的套筒13和基管19配合。

如图5所示，支撑体8的基块27焊接在基管19的上部，支撑销26通过外螺纹与基块27相连接，其销体与基管19和套筒13基体的圆孔配合，而锁紧销29通过弹簧28与基块27相连接，其销体与基管19和套筒13基体的圆孔精密配合。

平台需要采用液压自升降装置提升时，如图6和图7所示，首先，将组装好的液压系统3的活塞杆39通过上销轴12与上支座2联接，缸筒37通过下销轴21与下支座6连接，加载液压系统3，卸载平台组块作用在圆柱销16、支撑销26和锁紧销29上的作用力；然后，旋松支撑体8和圆柱销16处的螺钉15，打开盖板14，拔出本体5上的支撑接头17处的圆柱销16，使用内六角扳手旋转支撑销26的螺纹接头，使其销体脱离套筒13的圆孔，同时压缩弹簧28使锁紧销29的销体脱离套筒13的圆孔；接着，再次加载液压系统3，将液压油箱31所容纳的液压油通过电动机32驱动的主油泵33压到多路换向阀35进行统一分配，分配后的压力油经液压缸进油口38进入缸筒37，活塞杆39底部在压力作用下带动所有平台桩腿1、上支座2和套筒总成4同步向上运行，当平台组块被提升至设计高度后，停止供油；紧接着将支撑体8的锁紧销29与套筒13上的圆孔配合，实现整个装置的快速锁紧，再依次将支撑销26与本体5基管19和套筒13上的圆孔配合，圆柱销16与本体5支撑接头17和套筒13的圆孔配合，完成套筒总成4和本体5间的连接；最后，安装盖板14并拧紧螺钉15，卸载液压系统3，先拔出上销轴12，再将液压油经液压缸出油口36回油，并通过回油管路和滤油器30流回液压油箱31，最后拔出下销轴21，卸下液压缸，将液压系统3回置原处。提升过程出现紧急情况时，应通过液压系统3的储能器34给液压缸供给压力油，实现平台组块平稳回落，检修后重复液压自升降装置提升程序，完成平台组块高度调整。

平台需要采用液压自升降装置下调时，如图6和图7所示，首先，安装液压系统3并进行加载，卸载平台组块作用在圆柱销16、支撑销26和锁紧销29上的作用力；然后，打开支撑体8和圆柱销16处的盖板14，拔出支撑接头17处的圆柱销16，并使支撑销26和锁紧销29的销体脱离套筒13上的圆孔；接着，卸载液压系统3，将液压油经出油口36、多路换向阀35、回油管路和滤油器30回流至液压油箱31，活塞杆39带动平台桩腿1、上支座2和套筒总成4同步向下运行，当平台组块调整至设计高度后，停止回油；紧接着将圆柱销16插入支撑接头17，使锁紧销29和支撑销26与套筒13上的圆孔配合，并安装盖板14；最后，拔出上销轴12，再次卸载液压系统3后，拔出下销轴21，卸下液压缸，将液压系统3回置原处。

平台组块需要拆卸时，如图6和图7所示，首先，安装液压系统3，并进行加载以便卸载；然后，打开支撑体8和圆柱销16处的盖板14，拔出支撑接头17处的圆柱销16，并使支撑销26和锁紧销29的销体脱离套筒13的圆孔；接着，再次加载液压系统3，将液压油箱31所容纳的液压油通过电动机32驱动的主油泵33压到多路换向阀35进行统一分配，分配后的压力油经液压缸进油口38进入缸筒37，活塞杆39底部在压力作用下带动所有平台桩腿1、上支座2和套筒总成4同步向上运行，当平台桩腿1下端脱离导管架桩腿7后，停止供油；紧接着驶入驳船，停泊合适位置后，卸载液压系统3，将平台组块坐于浮吊船舶上并进行固定；最后，卸下液压缸，将液压系统3回置原处，即可实现平台组块的快速拆卸。

卸载的平台组块需要安装时，如图6和图7所示，首先，驶入装载平台组块的驳船，根据导管架所在位置进行停泊，安装液压系统3，并进行加载以支撑组块重量；然后，卸载液压系统3，将液压油经出油口36、多路换向阀35、回油管路和滤油器30回流至液压油箱31，活塞杆39带动平台桩腿1、上支座2和套筒总成4同步向下运行，当平台组块调整至设计高度后，停止回油；接着，将圆柱销16插入支撑接头17，使锁紧销29和支撑销26与套筒13上的圆孔配合，并安装盖板14；最后，再次卸载液压系统3，卸下液压缸，将液压系统3回置原处，即可实现平台组块的快速安装。

Claims (9)

1.一种海上平台液压自升降装置，其特征在于：它包括：

一上支座；

一下支座；

一套筒总成；所述套筒总成包括一套筒；所述套筒的壁上沿其轴向设有若干排圆孔，每排所述圆孔包括至少2个对称设置的所述圆孔；所述圆孔通过设置于所述套筒上的盖板进行封闭；所述套筒的内壁上沿其轴向设有至少2个键槽，所述键槽为对称设置且与所述圆孔为交替排列；所述套筒的顶部与所述上支座相连接；

一本体；所述本体包括一基管；所述基管套设在所述套筒的腔体内，所述基管的外壁上设有至少2个导向槽，所述导线槽与所述键槽相配合，且可沿所述导向槽滑动；所述基管的底部与所述下支座相连接；

一支撑体；所述支撑体包括设于所述基管的上部的基块和2个支撑销；所述基块设于所述基管的腔体内且与所述基管相连接，所述支撑销与所述基块相连接，所述支撑销的销体穿过所述基管与所述套管上的圆孔相配合；

一液压系统；所述液压系统包括至少2个对称设置的液压缸，2个所述液压缸均通过一多路换向阀与主油泵相连接；所述液压缸的底部与所述下支座相连接，顶部与所述上支座相连接。

2.根据权利要求1所述的自升降装置，其特征在于：所述若干排圆孔之间的间距相等；

每排所述圆孔包括4个对称设置的所述圆孔。

3.根据权利要求2所述的自升降装置，其特征在于：所述套筒的内壁上沿其轴向设有4个所述键槽；

所述基管的外壁上设有4个所述导向槽；

所述导向槽为长方体形。

4.根据权利要求2或3所述的自升降装置，其特征在于：所述基块为由2个长方体垂直交叉得到的十字形方体结构，其中1个长方体的两端与所述支撑销相连接，另1个长方体的两端与锁紧销相连接，所述锁紧销与所述基块之间设有弹簧；

所述锁紧销的销体穿过所述基管与所述套管上的圆孔相配合。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的自升降装置，其特征在于：所述基管的顶部还依次与过度段和支撑接头相连接，所述支撑接头上设有孔眼和与之配合的圆柱销，所述圆柱销可与所述套筒上的圆孔相配合。

6.根据权利要求5所述的自升降装置，其特征在于：所述过度段为圆台体形，且其大直径端与所述基管相连接；

所述基管为圆柱体形。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的自升降装置，其特征在于：所述液压系统包括4个对称的所述液压缸；

4个所述液压缸均通过所述多路换向阀与所述主油泵相连接。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的自升降装置，其特征在于：所述上支座包括相连接的上支座上台体和上支座下台体，且所述上支座上台体的大直径端与所述上支座下台体的小直径端相连接；

所述套管为圆柱体形。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的自升降装置，其特征在于：所述下支座包括相连接的下支座上台体和下支座下台体，且所述下支座上台体的小直径端与所述下支座下台体的大直径端相连接。

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