CN104803271B - 一种悬吊作业装置及作业方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种悬吊作业装置及作业方法，悬吊作业装置可活动地悬吊于一平台的铁磁性底面下，作业装置包括作业载具和吸吊机构；作业载具设有至少一起吊点，以通过所述起吊点水平地悬吊所述作业载具；所述吸吊机构能连接于所述起吊点与所述铁磁性底面之间，一个所述吊点上连接有至少两个起吊机构，所述吸吊机构包括连接件和永磁吸吊器，所述永磁吸吊器能吸附在所述铁磁性底面，所述连接件连接在所述永磁吸吊器与所述吊点之间。其中作业载具可通过吸吊机构直接悬吊在铁磁性底面下，利用能开启和关闭的永磁吸吊器，在保证安全吸吊的前提下，吸吊机构能进行步进式平移，整体结构简便，具有整体造价低、施工准备周期短及人工成本少的优点。

Description

一种悬吊作业装置及作业方法

技术领域

本发明涉及一种高空作业装置，尤其适用于半潜式平台甲板盒底部作业时的高空悬吊作业装置及作业方法。

背景技术

半潜式平台的甲板盒在下水之后由于滑道、顶推眼板和其它内部施工等原因，依然需要进行局部的打砂、涂装等作业。半潜式平台甲板盒底部作业属于高空作业，由于在船坞时距离地面超过30米，在码头时离海平面接近25米，施工难度和危险系数都很高。

工人在甲板盒底部作业时，现有技术中通常使用以下两种作业方式：

第一种，是在船坞时租用高空作业车，由于高度很大，可用的高空作业车很少，往往找不到合适的档期。也是由于物以稀为贵，这种高空作业车的租金也很高。如果半潜式平台在码头，需要把高空作业车固定到驳船上。由于驳船在海上的会产生摇晃，对涂装作业会带来一定的难度，并且对施工人员的也存在安全隐患。

第二种，是搭建脚手架，这种方式比较费时费力，通常搭建脚手架需要100人，14天的时间才能搭建完成，用到的钢材接近500吨，人工费、厂内运输费用和管理费加起差不多要50万元人民币。而涂装作业完成后，拆除并且运到指定的位置又要花费50万人民币。总的费用约100万人民币。

发明内容

为解决现有技术的以上不足，本发明主要目的在于提供一种新型的悬吊作业装置及作业方法，此悬吊作业装置具有操作简单，安全可靠，不受外部资源的限制的优点。

本发明实施例提供一种悬吊作业装置，可活动地悬吊于一平台的铁磁性底面下，所述作业装置包括作业载具和吸吊机构；所述作业载具设有至少一起吊点，以通过所述起吊点水平地悬吊所述作业载具；所述吸吊机构能连接于所述起吊点与所述铁磁性底面之间，一个所述吊点上连接有至少两个起吊机构，所述吸吊机构包括连接件和永磁吸吊器，所述永磁吸吊器能吸附在所述铁磁性底面，所述连接件连接在所述永磁吸吊器与所述吊点之间；以所述各吸吊机构的永磁吸吊器交替变换吸附位置，能带动所述作业载具进行水平方向移动。

其中作业载具可通过吸吊机构直接悬吊在铁磁性底面下，施工时不需要搭建脚手架，也不需要高空作业车；利用能开启和关闭的永磁吸吊器，在保证安全吸吊的前提下，吸吊机构能进行步进式平移，从而可带动作业载具进行平移，可满足特定平台底面的各种施工作业的需要。且整体结构简便，具有整体造价低、施工准备周期短及人工成本少的优点。

根据上述构思，所述作业载具在外周分别布置有4个所述起吊点。以水平地悬吊多人操作的载具。

根据上述构思，还具有多个安全绳索，所述安全绳索两端分别连接于所述铁磁性底面与所述作业载具。

根据上述构思，所述铁磁性底面四周安装有多个吊耳，所述安全绳索通过所述吊耳连接在所述铁磁性底面，所述吊耳的固定位置高于所述作业载具的位置。

根据上述构思，所述作业载具包括框架、内网和防护栏杆；所述内网平铺于所述框架内，且四周均固定于所述框架；所述防护栏杆安装于所述框架，位于所述框架外周边以上，以围成一个载人作业空间。

根据上述构思，所述连接件及安全绳索是带钢丝绳的尼龙吊带。

根据上述构思，所述防护栏杆包括多个垂向固定杆、多条水平钢丝绳、多条垂向钢丝绳和多条船用小链，所述垂向固定杆间隔安装于所述框架外周边，所述多条水平钢丝绳及多条垂向钢丝绳间隔地连接于相邻垂向固定杆之间；至少两个相邻垂向固定杆之间仅连接所述多条船用小链，所述船用小链可拆装地连接于两个相邻垂向固定杆之间。

根据上述构思，所述内网为尼龙吊带网。

根据上述构思，所述平台为海上半潜式平台。

本发明还提供一种悬吊作业方法，使用如前所述的悬吊作业装置，每个所述起吊点至少连接有第一起吊机构和第二起吊机构，所述作业载具平移方法包括步骤：

关闭所述起吊点上的第一起吊机构的永磁吸吊器的吸附力，并向平移方向移动一定距离后打开吸附力；受所述永磁吸吊器吸附力带动，所述作业载具向平移方向移动，所述第一起吊机构的永磁吸吊器吸附在所述铁磁性底面；

关闭所述起吊点上的第二起吊机构的永磁吸吊器的吸附力，并向平移方向移动一定距离后打开吸附力；受所述永磁吸吊器吸附力带动，所述作业载具向平移方向移动，所述第二起吊机构的永磁吸吊器吸附在所述铁磁性底面。

附图说明

图1是本发明实施中悬吊作业装置俯视结构示意图；

图2是图1中A-A视图的结构示意图；

图3是本发明实施中悬吊作业装置应用于半潜式平台的示意图；

图4是本发明实施中悬吊作业装置斜视结构示意图；

图5是本发明实施中悬吊作业装置应用于半潜式平台的侧视示意图；

图6是本发明实施中悬吊作业装置平移动作的示意图。

1.底部固定框架；2.内网；3.安全绳索；4.吊耳；5.防护扶手；6.固定杆；7.水平钢丝绳；8.垂向钢丝绳；9.船用小链；10.挂钩；11.永磁吸吊器；12.连接件；13.甲板盒；14.立柱；15.作业载具。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

本发明实施例提供一种悬吊作业装置，可活动地悬吊于一平台的铁磁性底面下，平台可以是建筑物也可以是海上平台，比如实施例中的海上半潜式平台，这些平台具有需要作业的铁磁性底面。

实施例中作业装置至少包括作业载具和吸吊机构，作业载具用于承载施工人员，作业载具上设有至少一起吊点，以通过起吊点水平地悬吊作业载具。如果是小载具，仅以一起吊点便能保持水平悬吊；更大的载具可考虑两个起吊点、三个起吊点、以及以下实施例中的四个起吊点的情形，当然也能更多起吊点。而吸吊机构用于连接于起吊点与铁磁性底面之间，一个吊点上应连接有至少两个起吊机构，以便能进行相互转换地步进平移。吸吊机构可包括连接件和永磁吸吊器，永磁吸吊器其对铁磁性底面的吸附力可以开启和关闭。连接件则用于连接在永磁吸吊器与吊点之间，悬吊作业载具。连接件可以是绳索或连杆等柔性连接方式。

以下结合附图介绍本发明一种具体实施方式，

如图1、图2所示，作业载具15可包括框架1、内网2和防护栏杆，组成吊篮式结构。可利用无缝钢管或方管焊接或用其它方式连接成底部的框架1，框架1可以是一个矩形框架，内网2平铺于框架1内，且内网2四周均固定于框架1，以方便施工人员站在上面作业。这里内网2可由内含钢丝绳的尼龙吊带网制成。

防护栏杆安装于框架1，在框架1的4个角和图1所示位置A、位置B处分别安装垂向的固定杆6。可在位置A和位置B安装船用小链9和挂钩10，其中船用小链9可以挂到挂钩10上或从挂钩10上取下，以方便施工人员上下。在垂向固定杆6的上端安装防护扶手5，以保证施工人员的安全，并且可以挂施工人员的安全带。可在两相邻垂向固定杆6之间每隔1.5米设置一垂向钢丝绳8，垂向钢丝绳8连接防护扶手6和框架1。可在框架1和防护扶手5之间每隔0.3米设置一水平钢丝绳7。防护扶手5、固定杆6、水平钢丝绳7以及垂向钢丝绳8共同组成了防护栏杆，以给施工人员安全感。

可在框架1的4个角分别固定连接有安全绳索3，安全绳索3可为内含钢丝绳的尼龙吊带。安全绳索3的另一端连接吊耳4。吊耳4可固定在半潜式平台的4个立柱14上，对整体起到安全带的作用。框架1的4个角上可分别设一个起吊点，这样在固定杆6的下端每个起吊点连接2根连接件12，在连接件12的另一端连接永磁吸吊器11，以组成用于悬吊作业载具的吸吊机构。这里连接件也可为内含钢丝绳的尼龙吊带。

永磁吸吊器为现有技术成熟产品，其内部原理并非本发明重点，故不再赘述。另外，安全绳索部分也可选用其它安全绳索系统，例如，将四周的多个安全绳索分为大致位于同一直线上的多组，将同一直线上两条安全绳索尾部相连，两端用滑轮进行导滑，中间可增加能调节张紧度的张拉装置。可跟随作业载具15的移动进行送绳和收绳，不会限制作业载具多方向的移动，又可以保证作业载具的安全。

这样，施工人员可通过分别调整8台永磁吸吊器11的位置来调整作业载具15的水平位置。其中永磁吸吊器11有一转动手柄，当手柄转到OFF位置时，吸附力消失，当手柄转动到ON位置时，产生最大吸附力。当然永磁吸吊器11在OFF和ON的位置有锁紧销，因此除非人为一直手摇转动手柄，它不会停在ON和OFF的中间位置。如图3至图6所示。根据施工的要求，作业载具15的底部距离平台的底部约1.8米。可依次调整作业载具15的4个角A、B、C和D的8台永磁吸吊器11的位置向需要移动的方向移动0.5到0.6米。第一步，按顺序调关闭A1、B1、C1、D1处永磁吸吊器11的吸附力，并向平移方向移动一定距离后打开吸附力；受永磁吸吊器11吸附力带动，作业载具15可向平移方向移动，A1、B1、C1、D1处的永磁吸吊器之后会吸附在平台的底部；此时作业载具15会向前移动一定的0.25——0.3米。在此过程中，会向下落约0.05米。

第二步，依次关闭A2、B2、C2、D2处永磁吸吊器11的吸附力，并向平移方向移动一定距离后打开吸附力；受永磁吸吊器11吸附力带动，作业载具15可向平移方向移动，A2、B2、C2、D2处的永磁吸吊器之后会吸附在平台的底部；作业载具15会再向前移动0.25——0.3米，同时作业载具15会上升0.05米，可以把永磁吸吊器11放到对应位置的正下方后转动手柄到ON与OFF之间，利用它的吸附力来使作业载具上升，同时，其余的3名施工人员站到需要调整位置的对角位置，以降低需要的提升力。

其中A0、B0、C0、D0分别是A1、B1、C1、D1和A2、B2、C2、D2之间的中点，在水平方向上对应吊点位置。

4根安全绳索3对作业载具起到一个安全带的作用。施工人员可利用设在作业载具或吊耳4连接端的张紧装置，调节4根安全绳索3的长短，以使作业载具万一失控落下时可以下降到一个合适的位置。

其中：水平钢丝绳7和垂向钢丝8为标准件，可以现场由三角卡环固定安装。底部的框架1、垂向的固定杆6和防护扶手5为无缝钢管，可以现场边角料制造。

提供上述具体实施方式的详细参数及说明如下：

1)作业载具15采用标准的的无缝钢管，每米重量为13.5kg。可以计算出作业载具15的总重量约为660kg。按4名施工人员计算，平均每人按90kg计算，每个携带的工具和施工材料按20kg计算，则4名施工人员包括施工工具及材料共重440kg，整体重量为1100kg。平均每个角上的承载力需要275kg。每个角采用2台额定起重能力300kg的永磁吸吊器。其中永磁吸吊器自重14kg，一个人很容易操作。其最大拉脱力可达900kg，因此具有很高的安全系数。而带钢丝绳的安全绳索3采用起重能力为3吨的尼龙吊带，以确保作业载具15突然坠落时也足够安全。

2)把吊耳4分别固定在4个立柱上，如果是半潜式钻井平台，也可以把其中的1个或2个吊耳固定在月池的位置。为了使作业载具的稳定性更好，需要把4个吊耳4的固定位置高于作业载具15的位置；

3)上述实施方式中悬吊作业装置平移过程的详细分步操作过程如下：

调整作业载具15的1个角A位置的与需要移动方向相反的方向永磁吸吊器11，即如图6所示A1的位置向需要移动的方向0.5到0.6米。

调整作业载具15的第2个角B位置的与需要移动方向相反的方向永磁吸吊器11即如图6所示B1的位置向需要移动的方向与第3步相同的距离。

调整作业载具15的第3个角C位置的与需要移动方向相反的方向永磁吸吊器11即如图6所示C1的位置向需要移动的方向与第3步相同的距离。

调整作业载具15的1个角D位置的与需要移动方向相反的方向永磁吸吊器11即如图6所示D1的位置向需要移动的方向与第3步相同的距离。此时作业载具15会向前移动一定的0.25至0.3米。在此过程中，会向下落约0.05米。

调整A2处的永磁吸吊器11，向需要移动的方向移动0.25到0.3米。

调整B2处的永磁吸吊器11，向需要移动的方向移动0.25到0.3米。

调整C2处的永磁吸吊器11，向需要移动的方向移动0.25到0.3米。

调整D2处的永磁吸吊器11，向需要移动的方向移动0.25到0.3米。作业载具15会再向前移动0.25到0.3米，同时作业载具15会上升0.05米，同时，其余的3名施工人员站到需要调整位置的对角位置，以降低需要的提升力。

重复前述全部步骤，其中各步骤次序可按需调整，直到移动到下一个需要作业的位置。

为了更方便施工人员上下作业载具15。可以在作业载具15内放置一台悬挂式微型电动葫芦，额定起重能力150kg，起重高度30米，自重约36kg。可以在上下作业载具15时，把挂式微型电动葫芦挂在其中一台永磁吸吊器上，施工人员利用身上的安全带挂在悬挂式微型电动葫芦上就可以进行自由的上下。

如果是在码头施工，可以在水面上放置一小型工作艇，施工人员下到工作艇上再进行靠岸上下船。

本发明悬吊作业装置实施例采用尼龙吊带网、尼龙吊带和永磁起吊器，总的施工周期不到半天的时间，花费也不到2.2万元人民币。这种方案可以带来以下好处：

节省时间，现有技术搭脚手架和拆脚手架需要100人，28天才能完成。并且打砂、涂装作业也必须在船坞内作业，而船而本发明安装和拆除总共只需要4人，1天就可以完成。

节约成本，本发明悬吊作业装置实施例成本2.2万元。其中8台永磁吸吊器共9600元，尼龙吊带网3000元，钢结构的框架9000元，其余小件400元。一个半潜式平台甲板盒底部涂装一次可以节约直接成本97.8万元。如果计算坞期成本，按每天4万元计算，从开始搭脚手架到拆除完成，约45天的时间，考虑到一部分工作可以交叉完成，以40天计算，占用船坞的成本为160万人币。这样总的成本节约近260万人民币。

不占用坞期，本发明悬吊作业装置可以在半潜式平台在码头舾装作业时完成，不必在船坞内完成。

安全可靠，本发明采用高强度的内含钢丝绳的尼龙吊带，可以承受10吨以上的重量，充分保证了施工人员的安全。

除非特别限定，本发明所用术语均为本领域技术人员通常理解的含义。本发明所描述的实施方式仅出于示例性目的，并非用以限制本发明的保护范围，本领域技术人员可在本发明的范围内做出各种其他替换、改变和改进，因而，本发明不限于上述实施方式，而仅由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种悬吊作业装置，可活动地悬吊于一平台的铁磁性底面下，其特征在于，所述作业装置包括作业载具和吸吊机构，所述作业载具用于承载施工人员；

所述作业载具设有至少一起吊点，以通过所述起吊点悬吊所述作业载具，所述作业载具保持水平；

所述吸吊机构能连接于所述起吊点与所述铁磁性底面之间，一个所述吊点上连接有至少两个起吊机构，所述吸吊机构包括连接件和永磁吸吊器，所述永磁吸吊器能吸附在所述铁磁性底面，所述连接件连接在所述永磁吸吊器与所述吊点之间，所述连接件为绳索；

以所述各吸吊机构的永磁吸吊器交替变换吸附位置，能带动所述作业载具进行水平方向移动。

2.如权利要求1所述的悬吊作业装置，其特征在于，所述作业载具在外周分别布置有4个所述起吊点。

3.如权利要求1所述的悬吊作业装置，其特征在于，还具有多个安全绳索，所述安全绳索两端分别连接于所述铁磁性底面与所述作业载具。

4.如权利要求1所述的悬吊作业装置，其特征在于，所述铁磁性底面四周安装有多个吊耳，所述安全绳索通过所述吊耳连接在所述铁磁性底面，所述吊耳的固定位置高于所述作业载具的位置。

5.如权利要求1至4任一项所述的悬吊作业装置，其特征在于，所述作业载具包括框架、内网和防护栏杆；所述内网平铺于所述框架内，且四周均固定于所述框架；所述防护栏杆安装于所述框架，位于所述框架外周边以上，以围成一个载人作业空间。

6.如权利要求5所述的悬吊作业装置，其特征在于，所述连接件及安全绳索是带钢丝绳的尼龙吊带。

7.如权利要求5所述的悬吊作业装置，其特征在于，所述防护栏杆包括多个垂向固定杆、多条水平钢丝绳、多条垂向钢丝绳和多条船用小链，所述垂向固定杆间隔安装于所述框架外周边，所述多条水平钢丝绳及多条垂向钢丝绳间隔地连接于相邻垂向固定杆之间；至少两个相邻垂向固定杆之间仅连接所述多条船用小链，所述船用小链可拆装地连接于两个相邻垂向固定杆之间。

8.如权利要求5所述的悬吊作业装置，其特征在于，所述内网为尼龙吊带网。

9.如权利要求1至4任一项所述的悬吊作业装置，其特征在于，所述平台为海上半潜平台。

10.一种悬吊作业方法，使用如权利要求1至9任一项所述的悬吊作业装置，每个所述起吊点至少连接有第一起吊机构和第二起吊机构，所述作业载具平移方法包括步骤：

关闭所述起吊点上的第一起吊机构的永磁吸吊器的吸附力，并向平移方向移动一定距离后打开吸附力；受所述永磁吸吊器吸附力带动，所述作业载具向平移方向移动，所述第一起吊机构的永磁吸吊器吸附在所述铁磁性底面；

关闭所述起吊点上的第二起吊机构的永磁吸吊器的吸附力，并向平移方向移动一定距离后打开吸附力；受所述永磁吸吊器吸附力带动，所述作业载具向平移方向移动，所述第二起吊机构的永磁吸吊器吸附在所述铁磁性底面。