CN217867777U - 一种无吊耳钢管桩起吊翻身装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无吊耳钢管桩起吊翻身装置，包括主体支架、起吊翻身旋转吊臂和液压伸缩装置；主体支架由中心架体和多根相同的支架横粱构成；多根支架横粱沿中心架体的周向方向呈辐射状均布设置；起吊翻身旋转吊臂包括吊臂、起吊销轴和转动销轴；吊臂后端通过转动销轴与中心架体形成转动连接，吊臂前端设置有起吊销轴；吊臂与主体支架之间设置锁定机构；液压伸缩装置包括液压油缸控制系统和多组液压伸缩机构；液压伸缩机构分别一一对应地设置在各支架横粱内侧，以通过液压油缸控制系统控制各液压伸缩机构伸出支撑横梁；该装置能够发挥大型钢管桩起吊翻身主作业船的起重工效，且起吊翻身后设备自动脱钩，提升施工效率的同时降低了作业安全风向。

Description

一种无吊耳钢管桩起吊翻身装置

技术领域

本实用新型涉及油气田井下作业技术领域，特别涉及一种无吊耳钢管桩起吊翻身装置。

背景技术

在海上起吊、翻身大型钢管桩时，通常采用在距离桩顶一定位置的桩身处焊接吊耳，再通过平衡吊梁及钢丝绳与起重船钩头连接的方式施工。钢管桩运输船与主起重船多采用“一”字方式驻位，受吊耳位置限制，这种大型钢管桩起吊、翻身施工方法，将导致主起重船起吊时作业幅度增大，对起重船的吊重要求增加，同时在钢管桩起吊、翻身过程中，起重船钩头下需要增加平衡吊梁及钢丝绳等索具，增加了大型钢管桩起吊、翻身的设备投入和施工工序，施工效率低下。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种降低大型钢管桩起吊、翻身对起重船吊重性能要求，提高起吊安全性能的无吊耳钢管桩起吊翻身装置。

为此，本实用新型技术方案如下：

一种无吊耳钢管桩起吊翻身装置，包括主体支架、起吊翻身旋转吊臂和液压伸缩装置；其中，

主体支架由中心架体和多根相同的支架横粱构成；中心架体顶面居中位置处对称设置有两个带有中心孔的吊耳板；多根支架横粱沿中心架体的周向方向呈辐射状均布设置，各支架横粱的一端固定在中心架的外壁上；

起吊翻身旋转吊臂包括吊臂、起吊销轴和转动销轴；吊臂由两根吊臂粱和间隔设置在两根吊臂粱之间的多根固定梁构成；吊臂的后端通过转动销轴与中心架体上的两个吊耳板形成转动连接，使吊臂能够绕转动销轴转动180°；两根吊臂粱的前端朝相同方向弯折并形成弯折端，使吊臂处于平行于中心架体顶面的状态时，其弯折端落在钢管桩顶端外侧邻侧；起吊销轴安装在两根吊臂粱的前端；吊臂与主体支架之间设置锁定机构；

液压伸缩装置包括液压油缸控制系统和多组液压伸缩机构；液压油缸控制系统居中设置在中心架体内侧；液压伸缩机构的数量与支架横粱的数量相同，以分别一一对应地设置在各支架横粱内侧；每组液压伸缩机构包括均与支撑横梁呈同轴设置的液压油缸、套筒以及起吊伸缩销；液压油缸以其活塞杆朝向支架横粱自由端方向的方式将其缸筒固定在支架横粱上；套筒固定在支架横粱的自由端端侧，起吊伸缩销设置在套筒内，且其一端与液压油缸的活塞杆杆端连接，使起吊伸缩销在活塞杆伸长、缩回的驱动下伸出套筒或缩回套筒。

进一步地，支架横粱的长度满足：中心架体的中心点至支架横粱另一端的距离小于待起吊钢管桩桩顶开口处的半径。

进一步地，起吊翻身旋转吊臂在中心架体上的设置方式为：当吊臂处于平行于中心架体顶面的状态时，吊臂的轴线方向与任一根支架横粱的轴线方向平行。

进一步地，在各吊臂粱与支架横粱之间各设置有至少一个锁定机构；锁定机构由锁定片和锁定销构成，锁定片一端固定在吊臂粱上，另一端开设有第一限位销孔，支架横粱上开设有与第一限位销孔位置相对应的第二限位销孔，使吊臂处于平行于中心架体顶面的状态时，锁定销能够依次插装在第一限位销孔和第二限位销孔内；锁定销的另一端通过连接链固定在位于第二限位销孔邻侧的支架横粱上。

进一步地，液压油缸控制系统包括设置在一箱体内的液压泵站、下位机、电气控制模块和无线传输装置；液压泵站通过输油管线与各液压油缸油管管端连接；电气控制模块与下位机电性连接，下位机与各液压油缸电性连接，使电气控制模块通过下位机控制各液压油缸的启停；电气控制模块还与无线传输装置连接，使下位机能够通过无线传输的方式与移动控制端连接，以通过移动控制端远程控制电气控制模块。

进一步地，在每根支架横粱自由端侧的底部各设置有一层防碰撞垫。

进一步地，防碰撞垫采用耐磨橡胶垫。

与现有技术相比，该无吊耳钢管桩起吊翻身装置结构简单，设计合理，以实现发挥大型钢管桩起吊翻身主作业船的起重工效，减少了传统大型钢管桩起吊翻身所专用平衡梁等吊索具投入和施工工序，实现大型钢管桩起吊翻身后设备自动脱钩；同时，该装置在结构设计上能够实现远程自动控制，减少人脱钩时人力投入，降低了人员在桩顶脱钩的安全风险，提高了大型钢管桩起吊翻身施工工序，效率提升。

附图说明

图1为本实用新型的无吊耳钢管桩起吊翻身装置的俯视图；

图2为本实用新型的无吊耳钢管桩起吊翻身装置在水平起吊状态下的结构示意图；

图3为本实用新型的无吊耳钢管桩起吊翻身装置在起吊翻身吊臂旋转状态下的结构示意图；

图4为本实用新型的无吊耳钢管桩起吊翻身装置完成大型钢管桩起吊翻身后的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步的说明，但下述实施例绝非对本实用新型有任何限制。

如图1～图4所示，该无吊耳钢管桩起吊翻身装置包括主体支架1、起吊翻身旋转吊臂3和液压伸缩装置。

参见图1，主体支架1由中心架体和三根支架横粱构成；其中，

中心架体具有桁架结构，其顶面的居中位置处对称设置有用于与起吊翻身旋转吊臂3连接的两个吊耳板，两个吊耳板呈竖直态设置，且各吊耳板设有中心孔；

三根支架横粱沿中心架体的周向方向呈辐射状均布设置，各支架横粱的一端焊接固定在中心架的外壁上；三根支架横粱的长度相同，支架横粱的长度满足：中心架体的中心点至支架横粱另一端的距离小于待起吊钢管桩2桩顶开口处的半径；

在本实施例中，由于中心架体对应配置有三个支架横粱，因此，为了保证主体支架的结构稳固，中心架体为径向截面为正六边形的桁架结构，即中心架体的外周由六个侧面构成，对应地，三个支架横粱分别间隔地设置在主体支架1的外周上互不相邻的三个侧面上；每根支架横粱由设置在内侧的钢结构架体和包覆在钢结构架体外侧的钢板构成；优选，位于各支架横粱顶部的钢板局部延伸有延伸端，且中心架体的中心点至支架横粱延伸端的长度与待起吊钢管桩2桩顶的半径相同，使该装置与钢管桩2装配到位后，各支架横粱顶部钢板的延伸端压配在钢管桩2顶端端面。

参见图2，起吊翻身旋转吊臂3包括吊臂、起吊销轴5和转动销轴6；其中，

吊臂由两根吊臂粱和多根固定梁构成；两根吊臂粱呈对称且间隔设置，多根固定梁自两根吊臂粱的一端至另一端间隔固定在两根吊臂粱的内侧梁壁上；

两根吊臂粱的一端对称开设有第一销孔组，使起吊销轴5安装在第一销孔组中，该起吊销轴5用于设置起吊钢丝绳，以便后续与吊机的吊钩相连；两根吊臂粱的另一端对称开设有第二销孔组，使两根吊臂粱的另一端能够架设在中心架体上的两个吊耳板两侧并与吊耳板上的中心孔相贯通，转动销轴6安装在第二销孔组和两个吊耳板上的中心孔内，该转动销轴6用于将起吊翻身旋转吊臂3与主体支架1以活动连接的方式相连接，进而实现起吊翻身旋转吊臂3能够自垂直于中心架体顶面的状态朝向任一侧转动至平行于中心架体顶面的状态，即绕转动销轴6旋转180°；具体地，起吊销轴5依次插装在第一销孔组内后在转动销轴6的两端套装有外径大于销孔孔径的限位帽；转动销轴6依次插装在第二销孔组和两个吊耳板上的中心孔内后在转动销轴6的两端套装有外径大于销孔孔径的限位帽；

作为本实施例的一个优选技术方案，两根吊臂粱在靠近起吊销轴5的一端朝相同方向弯折，形成弯折端，使起吊翻身旋转吊臂3处于平行于中心架体顶面的状态时，其弯折端落在钢管桩2顶端外侧邻侧，该结构设计的优点在于能够在初始需要将该装置与钢管桩2进行装配连接时，将吊翻身旋转吊臂3固定在中心架体上后，即可通过吊装吊翻身旋转吊臂3实现将该装置喂入处于水平运输状态下的钢管桩2内。

作为本实施例的一个优选技术方案，起吊翻身旋转吊臂3在中心架体上的设置方式为：当吊臂处于平行于中心架体顶面的状态时，吊臂的轴线方向与任一根支架横粱的轴线方向平行；进而，通过在起吊翻身旋转吊臂3与支架横粱之间设置由两个锁定机构4，以避免起吊翻身旋转吊臂3在非起吊翻身状态时能够与主体支架1之间保持相对固定；具体地，锁定机构4由锁定片和锁定销构成，锁定片一端固定在吊臂粱上，另一端开设有第一限位销孔，对应地，在支架横粱上开设有与第一限位销孔位置相对应的第二限位销孔，且第一限位销孔与第二限位销孔在起吊翻身旋转吊臂3处于平行于中心架体顶面的状态时能够相贯通，锁定销的一端通过连接链焊接固定在位于第二限位销孔邻侧的支架横粱上，进而通过将锁定销依次插装在第一限位销孔和第二限位销孔内，实现起吊翻身旋转吊臂3与主体支架1之间相对固定。

参见图2和图3，液压伸缩装置包括液压油缸控制系统8和三组液压伸缩机构；其中，

液压油缸控制系统8居中设置在中心架体内侧，其包括设置在一箱体内的液压泵站、下位机、电气控制模块和无线传输装置；其中，电气控制模块可采用PLC控制装置，其与下位机连接，下位机与各液压伸缩机构连接，以实现电气控制模块通过下位机控制各液压伸缩机构的启停；电气控制模块还与无线传输装置连接，使下位机能够通过无线传输的方式与移动控制端如控制平板连接，以实现移动控制端远程控制电气控制模块；

三组液压伸缩机构分别一一对应地设置在三根支架横粱上；每组液压伸缩机构包括液压油缸7、套筒和起吊伸缩销9；其中，液压油缸7以同轴设置的方式设置在支架横粱的钢结构架体内侧，其缸筒固定在钢结构架体上，其活塞杆朝向支架横粱自由端方向设置，并保持与支架横粱呈同轴设置；套筒设置在支架横梁的自由端处且位于外侧的一端与支架横梁的自由端齐平；起吊伸缩销9设置在套筒内，且一端与液压油缸7的活塞杆杆端连接固定为一体，使起吊伸缩销9在活塞杆伸长、缩回的驱动下伸出套筒或缩回套筒；

各液压伸缩机构内的液压油缸与下位机电性连接，以实现电气控制模块通过下位机控制各液压油缸的同步启停；同时，各液压伸缩机构内的液压油缸分别通过液压管线与液压泵站连接，以实现液压泵站为各液压油缸供油。

作为本实施例的一个优选技术方案，在每根支架横粱自由端侧的底部各设置有一层防碰撞垫10，以避免该无吊耳钢管桩起吊翻身装置初始与钢管桩2进行装配时，各支架横粱与钢管桩端部或钢管桩端部的内法兰盘发生碰撞导致损坏；具体地，防碰撞垫10采用缓冲弹性材料制成，如采用耐磨橡胶垫。

如图1～图4所示，该无吊耳钢管桩起吊翻身装置的使用方法如下：

当大型钢管桩2自海上运输至指定位置处时，钢管桩2呈水平状态放置，此时需要将该无吊耳单桩起吊翻身装置先喂入钢管桩2的桩顶内，实现其与钢管桩2的装配固定作业；具体地，首先，将起吊翻身旋转吊臂3与主体支架1进行相对固定，使起吊翻身旋转吊臂3不可转动；然后将起吊翻身旋转吊臂3上部设置起吊销轴5与主作业起重船钩头下钢丝绳连接，起吊翻身旋转吊臂3底端通过转动销轴6与主体支架1上的吊耳板连接；接着，主作业起重船起吊无吊耳单桩起吊翻身装置使其水平移动直至喂入大型钢管桩2桩顶内，喂入期间利用防碰撞垫10避免海上涌浪造成无吊耳单桩起吊翻身装置与大型钢管桩2顶部法兰产生碰撞破坏；

当无吊耳单桩起吊翻身装置喂入大型钢管桩桩顶后，启动电源，通过液压油缸控制系统8控制全部液压油缸7的活塞杆向外伸出，进而带动与活塞杆相连的起吊伸缩销9自套筒内向外伸出，直至起吊伸缩销9的端部抵在钢管桩2的内壁上，即与大型钢管桩2的内壁形成严密接触；与此同时，由于钢管桩2桩顶内壁上本身设置有内法兰盘，因此，在后续的翻转起吊作业中内法兰盘也能够形成限位结构，避免装置从钢管桩2内脱出；

接着，解除主体支架1与起吊翻身旋转吊臂3之间的锁定关系，使起吊翻身旋转吊臂3处于可旋转状态，随着主作业起重船钩头起升，大型钢管桩缓慢倾斜，如图3所示，起吊翻身旋转吊臂3开始绕吊臂顶端的起吊销轴6在竖直方向旋转，主作业起重船继续持续提升，起吊翻身旋转吊臂3持续绕销轴6旋转，直至大型钢管桩2完成翻身并呈竖直状态；将大型钢管桩2起吊至预定位置，在起吊翻身过程中，起吊伸缩销9始终处于伸出状态，并与大型钢管桩内壁严密接触，在大型钢管桩被主作业起重船全部起吊时，始终由不少于3个起吊伸缩销9承受来自大型钢管桩顶部法兰传递的压力。

随着大型钢管桩2自沉并稳定，直至无吊耳单桩起吊翻身装置的起吊伸缩9不再承受大型钢管桩2的重力，主作业起重船维持一个与无吊耳单桩起吊翻身装置重力相当的提升力；此时，通过手持移动端控制液压油缸控制系统8，使全部液压油缸7的油缸活塞收回，同步全部起吊伸缩销9缩回至套筒内；

待全部起吊伸缩销9全部缩回后，主作业起重船开始起吊无吊耳单桩起吊翻身装置，直至装置脱离大型钢管桩桩顶，将无吊耳单桩起吊翻身装置放置于预定位置，将起吊翻身旋转吊臂3与主体支架之间重新锁定，作业完成。

综上所述，该无吊耳钢管桩起吊翻身装置能够使海上大型钢管桩起吊、翻身所投入的主作业起重船起重能力得到有效发挥，降低大型钢管桩起吊、翻身对起重船吊重性能要求，提高起吊安全性能，同时减少大型钢管桩起吊、翻身辅助设备投入，减少施工工序，提高施工效率，提高了安全性。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限制，上述只是本实用新型的一般原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，所作出的简单修改、等同变化、局部替换和表面修饰，均仍属于本实用新型技术方案要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种无吊耳钢管桩起吊翻身装置，其特征在于，包括主体支架(1)、起吊翻身旋转吊臂(3)和液压伸缩装置；其中，

主体支架(1)由中心架体和多根相同的支架横粱构成；中心架体顶面居中位置处对称设置有两个带有中心孔的吊耳板；多根支架横粱沿中心架体的周向方向呈辐射状均布设置，各支架横粱的一端固定在中心架的外壁上；

起吊翻身旋转吊臂(3)包括吊臂、起吊销轴(5)和转动销轴(6)；吊臂由两根吊臂粱和间隔设置在两根吊臂粱之间的多根固定梁构成；吊臂的后端通过转动销轴(6)与中心架体上的两个吊耳板形成转动连接，使吊臂能够绕转动销轴(6)转动180°；两根吊臂粱的前端朝相同方向弯折并形成弯折端，使吊臂处于平行于中心架体顶面的状态时，其弯折端落在钢管桩(2)顶端外侧邻侧；起吊销轴(5)安装在两根吊臂粱的前端；吊臂与主体支架(1)之间设置锁定机构；

液压伸缩装置包括液压油缸控制系统(8)和多组液压伸缩机构；液压油缸控制系统(8)居中设置在中心架体内侧；液压伸缩机构的数量与支架横粱的数量相同，以分别一一对应地设置在各支架横粱内侧；每组液压伸缩机构包括均与支撑横梁呈同轴设置的液压油缸(7)、套筒以及起吊伸缩销(9)；液压油缸(7)以其活塞杆朝向支架横粱自由端方向的方式将其缸筒固定在支架横粱上；套筒固定在支架横粱的自由端端侧，起吊伸缩销(9)设置在套筒内，且其一端与液压油缸(7)的活塞杆杆端连接，使起吊伸缩销(9)在活塞杆伸长、缩回的驱动下伸出套筒或缩回套筒。

2.根据权利要求1所述的无吊耳钢管桩起吊翻身装置，其特征在于，支架横粱的长度满足：中心架体的中心点至支架横粱另一端的距离小于待起吊钢管桩(2)桩顶开口处的半径。

3.根据权利要求1所述的无吊耳钢管桩起吊翻身装置，其特征在于，起吊翻身旋转吊臂(3)在中心架体上的设置方式为：当吊臂处于平行于中心架体顶面的状态时，吊臂的轴线方向与任一根支架横粱的轴线方向平行。

4.根据权利要求3所述的无吊耳钢管桩起吊翻身装置，其特征在于，在各吊臂粱与支架横粱之间各设置有至少一个锁定机构(4)；锁定机构(4)由锁定片和锁定销构成，锁定片一端固定在吊臂粱上，另一端开设有第一限位销孔，支架横粱上开设有与第一限位销孔位置相对应的第二限位销孔，使吊臂处于平行于中心架体顶面的状态时，锁定销能够依次插装在第一限位销孔和第二限位销孔内；锁定销的另一端通过连接链固定在位于第二限位销孔邻侧的支架横粱上。

5.根据权利要求1所述的无吊耳钢管桩起吊翻身装置，其特征在于，液压油缸控制系统(8)包括设置在一箱体内的液压泵站、下位机、电气控制模块和无线传输装置；液压泵站通过输油管线与各液压油缸(7)油管管端连接；电气控制模块与下位机电性连接，下位机与各液压油缸(7)电性连接，使电气控制模块通过下位机控制各液压油缸(7)的启停；电气控制模块还与无线传输装置连接，使下位机能够通过无线传输的方式与移动控制端连接，以通过移动控制端远程控制电气控制模块。

6.根据权利要求1所述的无吊耳钢管桩起吊翻身装置，其特征在于，在每根支架横粱自由端侧的底部各设置有一层防碰撞垫(10)。

7.根据权利要求6所述的无吊耳钢管桩起吊翻身装置，其特征在于，防碰撞垫(10)采用耐磨橡胶垫。

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