CN109183764B - 自升式平台的弦相位标定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自升式平台的弦相位标定方法，属于海洋平台升降系统技术领域。所述方法包括：在升降机构上设置多个弦相位记录装置；在多根弦杆的设定位置划线；将桩靴安装在一水平的安装面上；将平台结构安装在安装面上；使至少一条桩腿的连接端穿过平台结构并与桩靴固定连接；分别测量每条桩腿的划线处至安装面在竖直方向上的第三距离；根据第三距离调节至少一条桩腿；测量第一距离和第二距离，并根据第一距离和第二距离确定平台结构的底部至桩靴的底部的第四距离；将第四距离输入至多个弦相位记录装置，将第四距离作为多个弦相位记录装置的初始值。该方法可以准确检测各个弦杆的弦相位，保证自升式平台升降过程中的安全性。

Description

自升式平台的弦相位标定方法

技术领域

本发明涉及海洋平台升降系统技术领域，特别涉及一种自升式平台的弦相位标定方法。

背景技术

自升式平台属于海上移动平台，一般由平台结构、升降机构、桩腿和桩靴等组成。自升式平台在工作时为了免受海浪冲击，用升降机构将平台结构举升到海面以上，依靠桩腿和桩靴的支撑站立在海底进行钻井或其他支持作业。

目前有一种的自升式平台，采用桁架式桩腿，桁架式桩腿包括三条桩腿，每条桩腿上设有三根弦杆。桁架式桩腿的一端穿过平台结构与桩靴焊接在一起，桁架式桩腿垂直于平台结构，且桩靴的底部与平台结构平行，以保证桩腿上的各弦杆之间的负载均匀。其中，每条弦杆的弦相位为沿每条弦杆的轴向上，平台结构的底部至桩靴的底部之间的距离。当自升式平台进行升降时，每条弦杆的弦相位会发生变化。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

现有的自升式平台在升降过程中，会出现桩腿倾斜或桩腿上的各弦杆之间的负载不均匀的情况，使得桩腿与平台结构的相对位置发生改变，从而导致桩靴底部与平台结构不平行。则每条弦杆的弦相位也会不同，各弦杆之间会产生弦相位差，且平台结构升降的高度越高，弦相位差越大。当弦相位差超过自升式平台允许的最大值时，极易出现安全隐患。

发明内容

本发明实施例提供了一种自升式平台的弦相位标定方法，可以准确检测各个弦杆所在方向的弦相位的差值，保证自升式平台升降过程中的安全性。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种弦相位标定方法，所述自升式平台包括平台结构、升降机构、至少一条桩腿和桩靴，每条所述桩腿上均设有多根弦杆，所述方法包括：

在所述升降机构上设置多个用于检测所述弦杆的弦相位的弦相位记录装置，所述多个弦相位记录装置与所述多根弦杆一一对应设置；

在所述多根弦杆的设定位置划线，所述设定位置为所述弦杆上距离所述桩腿的连接端为d的位置，d＞0；

将所述桩靴安装在一水平的安装面上，且所述桩靴的底部与所述安装面在竖直方向上间隔第一距离；

将所述平台结构安装在所述安装面上，且所述平台结构的底部与所述安装面在竖直方向上间隔第二距离；

使所述至少一条桩腿的连接端穿过所述平台结构并与所述桩靴固定连接；

分别测量每根弦杆的划线处至所述安装面在竖直方向上的第三距离；

根据所述第三距离调节所述至少一条桩腿，使同一条桩腿上的每根弦杆的划线处位于同一水平面上，且所述桩靴的底部与所述平台结构的底部均与所述安装面平行；

测量所述第一距离和所述第二距离，并根据所述第一距离和所述第二距离确定所述平台结构的底部至所述桩靴的底部的第四距离；

将所述第四距离输入至所述多个弦相位记录装置，将所述第四距离作为所述多个弦相位记录装置的初始值。

进一步地，每个所述弦相位记录装置均包括固定架、设置在所述固定架上的传动轴、以及分别与所述传动轴同轴连接的编码器和位移检测齿轮，所述在所述升降机构上设置多个用于检测所述弦杆的弦相位的弦相位记录装置，包括:

将所述固定架与所述升降机构固定连接，并使所述位移检测齿轮与所述弦杆啮合。

进一步地，将所述桩靴安装在一水平的安装面上，且所述桩靴的底部与所述安装面在竖直方向上间隔第一距离，包括：

在所述安装面上设置至少四个千斤顶；

在所述至少四个千斤顶上设置与所述桩靴的形状相匹配的斜块；

将所述桩靴放置在所述斜块上，使所述桩靴底部与所述安装面平行。

进一步地，所述将所述平台结构安装在所述安装面上，且所述平台结构的底部与所述安装面在竖直方向上间隔第二距离，包括：

在所述安装面上设置多个支柱；

将所述平台结构放置在所述多个支柱上，使所述平台结构与所述安装面平行且所述桩靴位于所述平台结构与所述安装面之间。

进一步地，所述使所述至少一条桩腿的连接端穿过所述平台结构并与所述桩靴固定连接，包括：

将所述至少一条桩腿吊起使所述至少一条桩腿的连接端穿过所述平台结构，并使所述至少一条桩腿上的弦杆与所述升降机构中的升降齿轮啮合；

将所述至少一条桩腿的连接端焊接在所述桩靴上。

进一步地，所述方法还包括：

在所述桩靴与所述安装面之间填充多个沙袋。

进一步地，根据所述第三距离调节所述至少一条桩腿，包括：

调节所述至少四个千斤顶，使同一条桩腿上的每根弦杆的划线处至所述安装面的实际距离相等。

进一步地，所述分别测量每条桩腿的划线处至所述安装面在竖直方向上的第三距离，包括：

采用经纬仪测量所述划线处至所述安装面在竖直方向上的第三距离。

进一步地，采用经纬仪测量所述划线处至所述安装面在竖直方向上的第三距离，包括：

将所述经纬仪固定设置在所述安装面上；

使所述经纬仪发射激光并将所述激光依次对准每条弦杆的划线处，测量出所述激光与所述安装面的第一夹角以及所述经纬仪至所述划线处的第一水平距离；

根据所述第一夹角和第一水平距离分别确定每条弦杆的划线处至所述安装面在竖直方向上的第三距离。

进一步地，所述测量所述第一距离和所述第二距离，包括：

采用卷尺直接测量所述第一距离和所述第二距离。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过在自升式平台的升降机构上设置多个用于检测弦杆的弦相位的弦相位记录装置，则通过该弦相位记录装置即可检测出各个弦杆之间的弦相位的差，当各个弦杆之间的弦相位的差超过自升式平台允许的最大值时，操作人员可以判断桩腿倾斜或者桩腿上的各弦杆之间的负载不均匀，从而对自升式平台进行调节，以保证自升式平台升降过程中的安全性。且在桩腿安装之前，先在桩腿的每条弦杆的设定位置划线，然后将桩腿进行安装。接着分别测量每条桩腿的划线处至安装面在竖直方向上的第三距离，根据第三距离调节桩腿，使桩腿上的每条弦杆的划线处位于同一水平面上，桩靴底部和平台结构的底部均与安装面平行，以保证桩腿垂直于平台结构，未出现桩腿倾斜或者桩腿上的各弦杆之间的负载不均匀的情况。然后确定平台结构的底部至桩靴底部的第四距离，将第四距离输入至多个弦相位记录装置，并将第四距离作为多个弦相位记录装置的初始值，以保证多个弦相位记录装置的初始值，从而保证弦相位记录装置的同步性和准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种自升式平台的弦相位标定方法的方法流程图；

图2和图3是本发明实施例提供的一种弦相位记录装置的结构示意图

图4是本发明实施例提供的一种桩腿安装示意图；

图5是本发明实施例提供的一种测量示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1是本发明实施例提供的一种自升式平台的弦相位标定方法的方法流程图，如图1所示，该方法包括：

步骤101、在升降机构上设置多个弦相位记录装置。

其中，多个弦相位记录装置与多根弦杆一一对应设置，多个弦相位记录装置分别用于检测对应的弦杆的弦相位。

图2和图3是本发明实施例提供的一种弦相位记录装置的结构示意图，如图2和图3所示，在本实施例中，每个弦相位记录装置200均包括固定在平台本体上的固定架201、设置在固定架201上的传动轴202、以及分别与传动轴202同轴连接的编码器203和位移检测齿轮204，位移检测齿轮204与弦杆啮合。编码器203可以记录位移检测齿轮204转动的角度。

具体地，步骤101可以包括：

将固定架与升降机构固定连接，并使位移检测齿轮与弦杆啮合。

步骤102、在多根弦杆的设定位置划线。

其中，设定位置为弦杆上距离桩腿的连接端为d的位置，d＞0。

在本实施例中，15m≤d≤20m。将d设置在该取值范围内，可以保证桩腿在安装后，操作人员能够观察到划线处。

步骤103、将桩靴安装在一水平的安装面上。

图4是本发明实施例提供的一种桩腿安装示意图，如图4所示，步骤103可以包括：

在安装面S上设置至少四个千斤顶301；在至少四个千斤顶301上设置与桩靴300的形状相匹配的斜块302；将桩靴300放置在斜块302上，使桩靴300的底部与安装面S平行。

此时桩靴300的底部与安装面S在竖直方向上间隔第一距离。

需要说明的是，在本实施例中，至少四个千斤顶301以桩靴300轴向为轴周向间隔90°布置，以对桩靴300提供平稳的支撑。

步骤104、将平台结构安装在安装面上。

具体地，如图4所示，步骤104可以包括：

在安装面S上设置多个支柱401，将平台结构400放置在多个支柱401上，使平台结构400与安装面S平行且桩靴300位于平台结构400与安装面S之间。

此时平台结构400的底部与安装面S在竖直方向上间隔第二距离。

需要说明的是，在本实施例中，多个支柱401沿平台结构400的长度方向等距间隔设置，以对平台结构400提供平稳的支撑。

步骤105、使至少一条桩腿的连接端穿过平台结构并与桩靴固定连接。

具体地，如图4所示，步骤105包括：

将至少一条桩腿100吊起使至少一条桩腿100的连接端穿过平台结构400，并使至少一条桩腿100上的弦杆与升降机构500中的升降齿轮啮合；将至少一条桩腿100的连接端焊接在桩靴300上。

具体地，在执行完步骤105之后，该方法还可以包括：

在桩靴300与安装面S之间填充多个沙袋303。通过在桩靴300与安装面S之间填充多个沙袋303，以对桩腿100提供更好的支撑。

步骤106、分别测量每根弦杆的划线处至安装面在竖直方向上的第三距离。

在本实施例中，可以采用经纬仪测量每根弦杆的划线处至安装面在竖直方向上的第三距离。

图5是本发明实施例提供的一种测量示意图，如图5所示，步骤106可以包括：

将经纬仪600固定设置在水平面S上；使经纬仪600发射激光并将激光依次对准每条桩腿100上的弦杆110的划线处O，以测量出激光与安装面S的第一夹角θ以及经纬仪至划线处的第一水平距离D。

参见图5，根据第一夹角θ和第一水平距离D分别确定每条弦杆的划线处至安装面在竖直方向上的第三距离H₁。

在本实施例中，每条桩腿上设有三根弦杆，则通过经纬仪600可以分别测量出三根弦杆上的划线处至安装面在竖直方向上的第三距离H₁、H₂以及H₃(图中未示出)。

需要说明的是，经纬仪可以根据第一夹角θ和第一水平距离D，计算出经纬仪所在位置距离划线处在竖直方向上的距离，然后加上经纬仪所在位置距离安装面S在竖直方向上的距离，即可确定出划线处至安装面在竖直方向上的第三距离。

步骤107、根据第三距离调节至少一条桩腿。

具体地，步骤107可以包括：

调节至少四个千斤顶，以调节每条桩腿的倾斜度，使同一条桩腿上的每根弦杆的划线处至安装面的实际距离相等。

在执行完步骤107之后，同一条桩腿上的每根弦杆的划线处位于同一水平面上，且桩靴的底部与平台结构的底部均与安装面平行。

步骤108、测量第一距离和第二距离，并根据第一距离和第二距离确定平台结构的底部至桩靴的底部的第四距离。

如图5所示，在步骤108中，可以采用卷尺直接测量第一距离S₁和第二距离S₂。

具体地，计算第一距离S₁和第二距离S₂的差值的绝对值，即可确定出第四距离，其中S₂＞S₁。

步骤109、将第四距离输入至多个弦相位记录装置，将第四距离作为多个弦相位记录装置的初始值。

在执行完步骤109之后，同一条桩腿上的各弦杆对应的弦相位记录装置的初始值均相同，即各个桩腿均未发生倾斜。在自升式平台升降的过程中，通过观察弦相位记录装置反馈的弦相位值，即可判断各弦间的弦相位差是否超过自升式平台允许的最大值。若超过自升式平台允许的最大值(一般为70mm至100mm)。，即说明某弦杆的载荷过大，导致各弦杆之间的负载不均匀，此时可以以报警的方式提示操作人员对弦杆的载荷进行调整。若未采用本发明实施例提供的弦相位标定方法，则操作人员无法准确判断出桩腿是否发生倾斜或者各弦杆之间的负载是否均匀。同时也无法判断各弦间的弦相位差是否超过自升式平台允许的最大值。

需要说明的是，采用本发明实施例提供的弦相位标定方法，可以保证各弦杆的弦相位差在20mm至30mm左右。

本发明实施例通过在自升式平台的升降机构上设置多个用于检测弦杆的弦相位的弦相位记录装置，则通过该弦相位记录装置即可检测出各个弦杆之间的弦相位的差，当各个弦杆之间的弦相位的差超过自升式平台允许的最大值时，操作人员可以判断桩腿倾斜或者桩腿上的各弦杆之间的负载不均匀，从而对自升式平台进行调节，以保证自升式平台升降过程中的安全性。且在桩腿安装之前，先在桩腿的每条弦杆的设定位置划线，然后将桩腿进行安装。接着分别测量每条桩腿的划线处至安装面在竖直方向上的第三距离，根据第三距离调节桩腿，使桩腿上的每条弦杆的划线处位于同一水平面上，桩靴底部和平台结构的底部均与安装面平行，以保证桩腿垂直于平台结构，未出现桩腿倾斜或者桩腿上的各弦杆之间的负载不均匀的情况。然后确定平台结构的底部至桩靴底部的第四距离，将第四距离输入至多个弦相位记录装置，并将第四距离作为多个弦相位记录装置的初始值，以保证多个弦相位记录装置的初始值，从而保证弦相位记录装置的同步性和准确性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自升式平台的弦相位标定方法，所述自升式平台包括平台结构、升降机构、至少一条桩腿和桩靴，每条所述桩腿上均设有多根弦杆，其特征在于，所述方法包括：

在所述升降机构上设置多个用于检测所述弦杆的弦相位的弦相位记录装置，多个弦相位记录装置与多根弦杆一一对应设置；

在多根弦杆的设定位置划线，所述设定位置为所述弦杆上距离所述桩腿的连接端为d的位置，d＞0；

将所述桩靴安装在一水平的安装面上，且所述桩靴的底部与所述安装面在竖直方向上间隔第一距离；

将所述平台结构安装在所述安装面上，且所述平台结构的底部与所述安装面在竖直方向上间隔第二距离；

使至少一条桩腿的连接端穿过所述平台结构并与所述桩靴固定连接；

分别测量每根弦杆的划线处至所述安装面在竖直方向上的第三距离；

根据所述第三距离调节至少一条桩腿，使同一条桩腿上的每根弦杆的划线处位于同一水平面上，且所述桩靴的底部与所述平台结构的底部均与所述安装面平行；

测量所述第一距离和所述第二距离，并根据所述第一距离和所述第二距离确定所述平台结构的底部至所述桩靴的底部的第四距离；

将所述第四距离输入至多个弦相位记录装置，将所述第四距离作为多个弦相位记录装置的初始值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个所述弦相位记录装置均包括固定架、设置在所述固定架上的传动轴、以及分别与所述传动轴同轴连接的编码器和位移检测齿轮，在所述升降机构上设置多个用于检测所述弦杆的弦相位的弦相位记录装置，包括:

将所述固定架与所述升降机构固定连接，并使所述位移检测齿轮与所述弦杆啮合。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述桩靴安装在一水平的安装面上，且所述桩靴的底部与所述安装面在竖直方向上间隔第一距离，包括：

在所述安装面上设置至少四个千斤顶；

在至少四个千斤顶上设置与所述桩靴的形状相匹配的斜块；

将所述桩靴放置在所述斜块上，使所述桩靴底部与所述安装面平行。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将所述平台结构安装在所述安装面上，且所述平台结构的底部与所述安装面在竖直方向上间隔第二距离，包括：

在所述安装面上设置多个支柱；

将所述平台结构放置在多个支柱上，使所述平台结构与所述安装面平行且所述桩靴位于所述平台结构与所述安装面之间。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，使至少一条桩腿的连接端穿过所述平台结构并与所述桩靴固定连接，包括：

将至少一条桩腿吊起使至少一条桩腿的连接端穿过所述平台结构，并使至少一条桩腿上的弦杆与所述升降机构中的升降齿轮啮合；

将至少一条桩腿的连接端焊接在所述桩靴上。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述桩靴与所述安装面之间填充多个沙袋。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述第三距离调节至少一条桩腿，包括：

调节至少四个千斤顶，使同一条桩腿上的每根弦杆的划线处至所述安装面的实际距离相等。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，分别测量每根弦杆的划线处至所述安装面在竖直方向上的第三距离，包括：

采用经纬仪测量所述划线处至所述安装面在竖直方向上的第三距离。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，采用经纬仪测量所述划线处至所述安装面在竖直方向上的第三距离，包括：

将所述经纬仪固定设置在所述安装面上；

使所述经纬仪发射激光并将所述激光依次对准每条弦杆的划线处，测量出所述激光与所述安装面的第一夹角以及所述经纬仪至所述划线处的第一水平距离；

根据所述第一夹角和第一水平距离分别确定每条弦杆的划线处至所述安装面在竖直方向上的第三距离。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，测量所述第一距离和所述第二距离，包括：

采用卷尺直接测量所述第一距离和所述第二距离。

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