CN110965539A - 液压升降装置及自升式海洋平台 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种液压升降装置及自升式海洋平台。液压升降装置包括固桩架、定环梁、液压缸及动环梁。定环梁设有连接板，朝向动环梁的一侧延伸，连接板上设有用于与桩腿插接的定环梁插销，定环梁插销可沿垂直于桩腿的方向移动，定环梁插销与动环梁插销之间的最小距离为桩腿的一个节距。上述自升式海洋平台，通过使用上述液压升降装置，在海洋平台的升降速度不变的前提下，缩短了液压升降装置中液压缸的长度，提高了液压缸的有效利用率和稳定性。

Description

液压升降装置及自升式海洋平台

技术领域

本发明涉及海洋平台技术领域，特别涉及一种液压升降装置及自升式海洋平台。

背景技术

自升式平台的船体由桩腿支撑，船体可沿位于船体围井区内的桩腿，通过升降装置上下升降，到达预定位置后通过锁紧装置锁定。

目前，圆柱桩腿自升式平台多采用具有一定成本优势的液压插销式升降装置，液压升降装置一般由固桩架、定环梁、定环梁插销、动环梁、动环梁插销及连接定环梁、动环梁的液压缸组成。定环梁通过固桩架固定在主船体上，不能移动。动环梁可以在液压缸驱动下沿着桩腿上下移动。

定环梁插销插入桩腿销孔可以实现船体与桩腿的相对固定；动环梁插销插入桩腿销孔后配合升降液压缸伸缩可以实现船体与桩腿的上下相对运动。

传统液压升降装置升船/降腿，液压缸满足载荷需求，往往液压缸最短长度也会大于桩腿的一个节距的长度。因此，升降液压缸收缩到初始位置时，定环梁插销和动环梁插销之间间隔是两个节距；升降液压缸需伸出一个节距，使定环梁插销和动环梁插销之间间隔为三个节距，才能实现桩腿与主船体之间的相对运动。

因此，定环梁插销和动环梁插销之间的最小间隔是两个节距，这就会导致液压缸比较细长，液压缸的行程远远大于一个节距，液压缸的有效利用率比较低；另外升降液压缸的压杆稳定性要参照三个节距进行设计，稳定性较低。并且，固桩架高度要与三个节距的高度相匹配，往往要大于三个节距的高度，固桩架使用建筑材料较多。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够提高液压缸有效利用率和稳定性的液压升降装置。

一种液压升降装置，包括：

固桩架，固定设于主船体甲板上，且，所述固桩架围绕桩腿的外周设置；

定环梁，固定设于所述固桩架上；

液压缸，包括固定端及伸缩端，所述固定端与所述定环梁固定连接，所述伸缩端沿所述桩腿方向伸缩；

动环梁，与所述伸缩端连接，所述液压缸伸缩带动所述动环梁上下运动，所述动环梁设有用于与桩腿插接的动环梁插销，所述动环梁插销可沿垂直于桩腿的方向移动；

其中，所述定环梁设有连接板，朝向所述动环梁的一侧延伸，所述连接板上设有用于与桩腿插接的定环梁插销，所述定环梁插销可沿垂直于桩腿的方向移动，所述定环梁插销与所述动环梁插销之间的最小距离为所述桩腿的一个节距。

在其中一实施方式中，所述连接板上开设有连接孔，所述定环梁插销可伸缩设于所述连接孔内。

在其中一实施方式中，所述定环梁插销与所述连接孔之间设有轴套，所述定环梁插销与所述轴套滑动连接。

在其中一实施方式中，所述连接板为眼板。

在其中一实施方式中，所述定环梁插销及动环梁插销均为多个，沿所述桩腿的周向均匀分布。

在其中一实施方式中，所述固桩架的高度小于三个节距的大小。

一种液压升降装置，包括：

固桩架，固定设于主船体甲板上，且，所述固桩架围绕桩腿的外周设置；

定环梁，固定设于所述固桩架上；

液压缸，包括固定端及伸缩端，所述固定端与所述定环梁固定连接，所述伸缩端沿所述桩腿方向伸缩；

动环梁，与所述伸缩端连接，所述液压缸伸缩带动所述动环梁上下运动，所述动环梁设有用于与桩腿插接的动环梁插销，所述动环梁插销可沿垂直于桩腿的方向移动；

其中，所述动环梁设有连接板，朝向所述定环梁的一侧延伸，所述连接板上设有用于与桩腿插接的动环梁插销，所述动环梁插销可沿垂直于桩腿的方向移动，所述定环梁插销与所述动环梁插销之间的最小距离为所述桩腿的一个节距。

在其中一实施方式中，所述连接板上开设有连接孔，所述动环梁插销可伸缩设于所述连接孔内。

在其中一实施方式中，所述动环梁插销与所述连接孔之间设有轴套，所述动环梁插销与所述轴套滑动连接。

还提供一种自升式海洋平台。

一种自升式海洋平台，包括主船体、桩腿及液压升降装置，所述主船体通过所述液压升降装置相对于所述桩腿升降。

上述自升式海洋平台，通过使用上述液压升降装置，在海洋平台的升降速度不变的前提下，缩短了液压升降装置中液压缸的长度，提高了液压缸的有效利用率和稳定性。同时，上述液压升降装置减小了固桩架的高度，节省了制作材料，使结构更加紧凑。

附图说明

图1为本实施方式的液压升降装置的结构示意图；

图2为根据图1所示的液压升降装置另一状态的结构示意图；

图3为根据图1所示的液压升降装置另一状态的结构示意图；

图4为根据图1所示的液压升降装置另一角度的结构示意图。

附图标记说明如下：10、液压升降装置；11、固桩架；12、定环梁；121、定环梁插销；13、液压缸；131、固定端；132、伸缩端；14、动环梁；141、动环梁插销；15、连接板；20、主船体；30、桩腿；31、310、311、312、插销孔。

具体实施方式

尽管本发明可以容易地表现为不同形式的实施例，但在附图中示出并且在本说明书中将详细说明的仅仅是其中一些具体实施例，同时可以理解的是本说明书应视为是本发明原理的示范性说明，而并非旨在将本发明限制到在此所说明的那样。

由此，本说明书中所指出的一个特征将用于说明本发明的一个实施例的其中一个特征，而不是暗示本发明的每个实施例必须具有所说明的特征。此外，应当注意的是本说明书描述了许多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出可能的系统设计，但是这些特征也可用于其他的未明确说明的组合。由此，除非另有说明，所说明的组合并非旨在限制。

在附图所示的实施例中，方向的指示(诸如上、下、左、右、前和后)用于解释本发明的各种元件的结构和运动不是绝对的而是相对的。当这些元件处于附图所示的位置时，这些说明是合适的。如果这些元件的位置的说明发生改变时，则这些方向的指示也相应地改变。

以下结合本说明书的附图，对本发明的较佳实施例予以进一步地详尽阐述。

请参阅图1，本实施方式提出一种自升式海洋平台及液压升降装置。自升式海洋平台包括液压升降装置10、主船体20及桩腿30。主船体20通过液压升降装置相对于桩腿30升降。

本实施方式的自升式海洋平台为液压插销式的自升平台。桩腿30支撑主船体20。桩腿30相对于主船体20滑动，使主船体20升降运动。桩腿30穿设于主船体20上。桩腿30设有多个插销孔31。

本实施方式的液压升降装置10包括固桩架11、定环梁12、液压缸13及动环梁14。

固桩架11固定设于主船体20甲板上。固桩架11围绕桩腿30的外周设置。固桩架11用于提供承载支撑作用。固桩架11的轴线与桩腿30的轴线重合，则保证桩腿30能够沿着其轴线伸缩，保证主船体20能够稳定升降。

定环梁12固定设于固桩架11上。定环梁12固定在固桩架11上，不会相对于主船体20发生运动。

定环梁12设有连接板15。连接板15的朝向桩腿30。连接板15朝向动环梁14的一侧延伸。连接板15从定环梁12的表面向下延伸。连接板15上设有用于与桩腿30插接的定环梁插销121，定环梁插销121可沿垂直于桩腿30的方向移动。定环梁插销121进出插销孔，以实现控制改变定环梁12与桩腿30之间的连接。定环梁插销121通过连接板15朝向动环梁14移动，缩短定环梁插销121与动环梁插销141之间的距离。

连接板15上开设有连接孔。定环梁插销121可伸缩设于连接孔内。定环梁插销121通过连接孔安装在连接板15上。定环梁插销121与连接孔之间设有轴套，定环梁插销121与轴套滑动连接。通过轴套，可以使定环梁插销121沿垂直于桩腿30的方向伸缩，从而可以使定环梁12插槽进出桩腿30的插销孔。

具体在本实施方式中，连接板15为眼板。连接孔为眼板上开设有通孔。

请参阅图4，液压缸13包括固定端131及伸缩端132。固定端131与定环梁12固定连接，伸缩端132沿桩腿30方向伸缩。固定端131固定，伸缩端132上下伸缩。

定环梁插销121的高度低于升降液压缸13固定端131的上端高度，以实现升降液压缸13收缩到初始位置时，定环梁插销121和动环梁插销141之间间隔是一个节距。

请参阅图2，动环梁14与伸缩端132连接。液压缸13伸缩带动动环梁14上下运动。动环梁14设有用于与桩腿30插接的动环梁插销141，动环梁插销141可沿垂直于桩腿30的方向移动，以带动桩腿30与主船体20之间相对运动。

动环梁插销141也可以通过套筒与动环梁14连接，使动环梁插销141能够相对于动环梁14伸缩运动。

定环梁插销121及动环梁插销141均为多个，沿桩腿30的周向均匀分布。具体地，定环梁插销121及动环梁插销141为两个。则与定环梁12连接的连接板15为两块。

在其他实施方式中，定环梁插销121及动环梁插销141还可以为三个、四个等。定环梁插销121及动环梁插销141沿着桩腿30的周向均匀对称分布。则定环梁插销121与动环梁插销141能够稳定地与桩腿30保持连接，当液压缸13伸缩的时候，可以保证桩腿30与主船体20之间稳定移动。

并且，当需要安装多个定环梁插销121的时候，连接板15可以为多个，或者连接板15呈环状，环绕设置于桩腿30的外周，并与定环梁12固定连接。环状的连接板15可以简化结构，保证连接板15的受力平衡，增强连接板15的强度。

具体在本实施方式中，液压缸13处于初始状态的时候，定环梁插销121与动环梁插销141之间的距离为一个节距。定环梁插销121与动环梁插销141之间的最小距离等于桩腿30的一个节距。

根据桩腿30的插销孔节距大小确定升降液压缸13长度，理论上升降液压缸13行程等于一个节距即可，考虑到加工误差等，实际应用中升降液压缸13行程可比一个节距稍大一点。

现结合上述自升式海洋平台的升降过程对液压升降装置进行说明：

请参阅图1，首先，桩腿30上设有插销孔，定环梁插销121及动环梁插销141与桩腿30分段的插销孔310、311插接配合。

液压缸13处于初始位置的时候，定环梁插销121与动环梁插销141之间的间距为桩腿30的一个节距。

请参阅图2，然后，动环梁插销141与桩腿30脱离，液压缸13的伸缩端132伸长，使动环梁插销141运动到距离至少为一个节距处的桩腿30的下一个插销孔312处。则动环梁插销141插入到下一个插销孔312内，以使动环梁14定位。此处，液压缸13的伸缩端132伸长量可以大于一个节距的大小，还可以为2个节距大小。

定环梁插销121从插销孔312内收回，与桩腿30脱离连接。则液压缸13的伸缩端132收缩，使动环梁14朝向定环梁12靠近运动，则带动桩腿30相对于主船体20运动。

请参阅图3，最终，液压缸13恢复到初始位置处，定环梁插销121与对应的插销孔311插接，使定环梁12与桩腿30定位，再重复进行上述步骤，从而实现了主船体20下降运动。

同理，主船体20上升的过程与上述主船体20下降运动过程相似，方向相反。

首先，液压缸13处于初始位置的时候，定环梁插销121与动环梁插销141之间的间距为桩腿30的一个节距。

然后，定环梁插销121与桩腿30脱离，液压缸13的伸缩端132伸长，使桩腿30相对于主船体20运动，使定环梁插销121至少与桩腿30的上一节距的插销孔处相对。则定环梁插销121插入到上一个插销孔内，以使定环梁12与桩腿30定位。

之后，动环梁插销141从插销孔内收回，与桩腿30脱离连接。则液压缸13的伸缩端132收缩，使动环梁14朝向定环梁12靠近运动，则带动桩腿30相对于主船体20运动。

最终，液压缸13恢复到初始位置处，动环梁插销141与对应的插销孔插接。再重复进行上述步骤，从而实现了主船体20上升运动。

因此，在上述液压升降装置与传统的液压升降装置相比，至少具有以下优点：

首先，液压缸13的伸缩行程为一个桩腿30的一个节距的大小，相对于传统的液压缸13伸缩行程相对缩短了约30％。因此，可以选用伸缩量较小的液压缸13，以保证液压缸13的有效利用率。

其次，升降液压缸13压杆稳性计算长度缩短16％，保证液压缸13在伸缩过程中的强度，提高液压缸13的伸缩稳定性。

具体地，液压缸为6升降液压缸。液压缸的长度为1.2米。6升降液压缸伸出时压杆稳定计算长度为2.56米。具体地，桩腿插销孔的节距为1米。因此，在本实施方式中，液压缸为6升降液压缸，提高了液压缸有效利用率和伸缩的稳定性。

并且，固桩架11的最低高度小于三个节距的大小。固桩架11高度降低14％，节约固桩架11的制作材料，成本降低，结构更为紧凑。具体地，固桩架的高度为3.1m。

在其他实施方式中，液压升降装置的不同之处在于：连接板15设于动环梁14上，连接板15朝向定环梁12的一侧延伸。连接板15上设有用于与桩腿30插接的动环梁插销141，动环梁插销141可沿垂直于桩腿30的方向移动。定环梁插销121与动环梁插销141之间的最小距离等于桩腿30的一个节距。

通过设置在动环梁14上的连接板15，使定环梁插销121与动环梁插销141之间的最小距离为桩腿30的一个节距。

连接板15上开设有连接孔。动环梁插销141可伸缩设于连接孔内。具体地，动环梁插销141与所述连接孔之间设有轴套，动环梁插销141与所述轴套滑动连接。

因此，动环梁插销141通过连接板15往上方移动一定距离，通过一小段连接板15结构连接在动环梁14结构上方，使动环梁插销141高度高于升降液压缸13伸缩端132的下端高度，也可以实现上述设计目的。

在其他实施方式中，液压升降装置还可以分别在定环梁12及动环梁14上均设有连接板15。通过分别设置在动环梁14及定环梁12上的连接板15使定环梁插销121与动环梁插销141同时往二者中间位置移动，也可以实现上述设计目的。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种液压升降装置，其特征在于，包括：

固桩架，固定设于主船体甲板上，且，所述固桩架围绕桩腿的外周设置；

定环梁，固定设于所述固桩架上；

液压缸，包括固定端及伸缩端，所述固定端与所述定环梁固定连接，所述伸缩端沿所述桩腿方向伸缩；

动环梁，与所述伸缩端连接，所述液压缸伸缩带动所述动环梁上下运动，所述动环梁设有用于与桩腿插接的动环梁插销，所述动环梁插销可沿垂直于桩腿的方向移动；

其中，所述定环梁设有连接板，朝向所述动环梁的一侧延伸，所述连接板上设有用于与桩腿插接的定环梁插销，所述定环梁插销可沿垂直于桩腿的方向移动，所述定环梁插销与所述动环梁插销之间的最小距离为所述桩腿的一个节距。

2.根据权利要求1所述的液压升降装置，其特征在于，所述连接板上开设有连接孔，所述定环梁插销可伸缩设于所述连接孔内。

3.根据权利要求1所述的液压升降装置，其特征在于，所述定环梁插销与所述连接孔之间设有轴套，所述定环梁插销与所述轴套滑动连接。

4.根据权利要求1所述的液压升降装置，其特征在于，所述连接板为眼板。

5.根据权利要求1所述的液压升降装置，其特征在于，所述定环梁插销及动环梁插销均为多个，沿所述桩腿的周向均匀分布。

6.根据权利要求1所述的液压升降装置，其特征在于，所述固桩架的高度小于三个节距的大小。

7.一种液压升降装置，其特征在于，包括：

固桩架，固定设于主船体甲板上，且，所述固桩架围绕桩腿的外周设置；

定环梁，固定设于所述固桩架上；

液压缸，包括固定端及伸缩端，所述固定端与所述定环梁固定连接，所述伸缩端沿所述桩腿方向伸缩；

动环梁，与所述伸缩端连接，所述液压缸伸缩带动所述动环梁上下运动，所述动环梁设有用于与桩腿插接的动环梁插销，所述动环梁插销可沿垂直于桩腿的方向移动；

其中，所述动环梁设有连接板，朝向所述定环梁的一侧延伸，所述连接板上设有用于与桩腿插接的动环梁插销，所述动环梁插销可沿垂直于桩腿的方向移动，所述定环梁插销与所述动环梁插销之间的最小距离为所述桩腿的一个节距。

8.根据权利要求1所述的液压升降装置，其特征在于，所述连接板上开设有连接孔，所述动环梁插销可伸缩设于所述连接孔内。

9.根据权利要求1所述的液压升降装置，其特征在于，所述动环梁插销与所述连接孔之间设有轴套，所述动环梁插销与所述轴套滑动连接。

10.一种自升式海洋平台，其特征在于，包括主船体、桩腿及权利要求1-8任一所述液压升降装置，所述主船体通过所述液压升降装置相对于所述桩腿升降。

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