TWI596256B - 重力式升降平台及升降一重力式升降平台的方法 - Google Patents

Description

重力式升降平台及升降一重力式升降平台的 方法

本發明是有關於一種升降平台及升降該升降平台的方法，特別是指一種利用重力來操控一升降平台的重力式升降平台及升降一重力式升降平台的方法

深水離岸建設開發如：海上氣象塔、離岸風機海上通訊基地台等之需求增加，而吊裝作業、設備的後續維修及拆卸等工程，往往需仰賴海上工作平台才能運作。

現有的自升式工作平台主要包含三條或者更多條支撐樁、一能沿該支撐樁垂直升降的平台、及一控制該平台位置的升降系統。工作時下放支撐樁，利用該升降系統將支撐樁壓入海底以將平台抬升至一工作高度。其中，現有的升降系統常以柴油動力液壓或電力為升降平台時所使用的能量來源。然而，燃燒柴油所產生的空氣汙染以及使用電動機時消耗電能等問題，皆會使海上工作對環境造成負面的影響。

此外，現有的自升式工作平台在使用中只依靠 支撐樁來支撐該平台的重量。但一旦海上施工預定海床的地質較為鬆軟，如疏鬆的砂或黏土等，支撐樁無法在較軟質的海床上支撐平台強大的壓力，有可能會快速沉入海床深處而發生貫穿的現象，如此可能造成施工作業上的危險及巨大的損失。

因此，本發明之目的，即在提供一種不需使用柴油動力液壓或電力即可使一工作平台在海面上升降的重力式升降平台及升降該重力式升降平台的方法。

本發明之另一目的，即在提供一種使海上工作環境更穩定的重力式升降平台。

於是，本發明重力式升降平台，包含一平台組合、至少一支撐樁、一連接單元、至少一轉向滑輪組合及一管路系統。

該平台組合包括一重力平台及一位於該重力平台上方的工作平台，該重力平台具有至少一垂直地貫穿該重力平台的第一通道，該重力平台的內部形成一重力容置空間，該工作平台具有至少一垂直地貫穿該工作平台且與該第一通道相通的第二通道。

該支撐樁穿設於該第一通道及該第二通道，該支撐樁形成一樁容置空間且包括一形成複數個定位孔的樁體、一位於該樁體底端的樁基部及一位於該樁體頂端的樁頂部。

該連接單元，包括至少一個位於該第一通道的 第一定位件、至少一個位於該第二通道的第二定位件及複數個能分別連接該第一定位件、該第二定位件與所對應至該樁體的該定位孔的連結件。

該轉向滑輪組合包括一裝設於該工作平台之第一滑輪、一裝設於該樁頂部之第二滑輪及一一端能設於該第一滑輪並經過該第二滑輪後另一端能設於該重力平台之升降連接件，定義位於該第二滑輪與該重力平台間的升降連接件為主動段，該第二滑輪與該第一滑輪間的升降連接件為連動段。

該管路系統，與該重力容置空間及該樁容置空間相通。

在一些實施態樣中，該平台組合還包括一位於該重力平台下方的底座平台，該底座平台具有至少一垂直地貫穿該底座平台且各自與該第一通道及該第二通道相連通的第三通道，該底座平台的內部形成一與該管路系通相通的底座容置空間。

在一些實施態樣中，該連接單元還包括至少一位於該第三通道的第三定位件，及至少一個能連接該第三定位件與所對應至該樁體的該定位孔的連結件。

在一些實施態樣中，該底座平台、該重力平台及該支撐樁具有一配重物，其中，該工作平台，及加上配重物之該底座平台、該重力平台及該支撐樁的比重皆小於海水的比重。

在一些實施態樣中，具有一配重物的該底座平 台受到的浮力大於該重力平台，且該重力平台受到的浮力大於該工作平台。

本發明升降一重力式升降平台的方法包含以下步驟：提供一種如上述所述的一重力式升降平台。

將該底座平台、該重力平台及該工作平台依序由下往上疊合。

將該支撐樁設於該第三通道、該第一通道及該第二通道。

將該第一定位件、第二定位件及第三定位件透過該等連結件與其分別所對應到的定位孔連接，使該支撐樁被固定在一可漂浮在海面上的懸浮位置。

將該重力式升降平台行駛至海上一預定地。

將該連接件從該第一定位件、該第二定位件及該第三定位件與其所對應至的該等定位孔中移除。

透過該管路系統注入一液體至該樁容置空間，使該支撐樁的比重大於海水的比重而沉降至海床。

透過該管路系統注入一液體至該底座容置空間，使該底座平台的比重大於海水的比重而沉降至海床及樁基部。

透過該管路系統注入一液體至該重力容置空間，使該重力平台的比重大於海水的比重而下沉，進而使該主動段的長度向下增加、該連動段的長度向上縮短，該工作平台朝遠離海平面方向被抬升。

當該工作平台達一預定高度後，透過該等連結件將該第二定位件與其所對應到的定位孔連接，以固定該工作平台的位置。

在一些實施態樣中，該步驟還包含：自該第二定位件及該第二定位件所對應到的定位孔中移除該連結件；透過該管路系統抽出該重力容置空間中的該液體，使該重力平台的比重逐漸恢復至小於海水的比重而上升，進而使該主動段的長度向上縮短、該連動段的長度向下增加，該工作平台朝靠近海平面方向下降，直至該工作平台疊在該重力平台上；透過該管路系統抽出該底座容置空間中的該液體，使該底座平台的比重逐漸恢復至小於海水的比重而上升，直到該底座平台浮升至海平面而與該重力平台相接觸；透過該管路系統抽出該樁容置空間中的該液體，使該支撐樁的比重逐漸恢復至小於海水的比重而浮升至海平面；將該第一定位件、第二定位件及第三定位件透過該連結件與其分別對應到的定位孔連接，使該支撐樁被固定在一可漂浮在海面上的懸浮位置；將該重力式升降平台行駛至海上另一預定地。

本發明之功效在於，透過該管路系統注入該液體至該底座平台及該重力平台，使該工作平台被下沉的重力平台抬升遠離海平面，此方法可避免燃燒柴油或使用電力。此外，沉降至海底的底座平台可加強該支撐樁支撐該重力平台及工作平台的強度，加強海上工作的安全。

1‧‧‧組合平台

11‧‧‧重力平台

111‧‧‧第一通道

112‧‧‧重力容置空間

12‧‧‧工作平台

121‧‧‧第二通道

13‧‧‧底座平台

131‧‧‧第三通道

132‧‧‧底座容置空間

2‧‧‧支撐樁

21‧‧‧樁容置空間

22‧‧‧樁體

23‧‧‧樁基部

24‧‧‧樁頂部

221‧‧‧定位孔

3‧‧‧連接單元

31‧‧‧第一定位件

32‧‧‧第二定位件

33‧‧‧第三定位件

34‧‧‧連結件

4‧‧‧轉向滑輪組合

41‧‧‧第一滑輪

42‧‧‧第二滑輪

43‧‧‧升降連接件

431‧‧‧主動段

432‧‧‧連動段

5‧‧‧管路系統

9‧‧‧工作船

10‧‧‧液體

601‧‧‧步驟

602‧‧‧步驟

603‧‧‧步驟

604‧‧‧步驟

605‧‧‧步驟

606‧‧‧步驟

607‧‧‧步驟

608‧‧‧步驟

609‧‧‧步驟

610‧‧‧步驟

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一俯視圖，說明一重力式升降平台位於一船體的情形；圖2是一沿II-II線剖面的示意圖，說明該重力式升降平台中各元件位在一航行位置時浮在海面之情形；圖3是一沿II-II線剖面的示意圖，說明該重力式升降平台中的四支撐樁及一底座平台注入一液體後沉降至海床之情形；圖4是一沿II-II線剖面的示意圖，說明該該重力式升降平台中的一重力平台注入一液體後沉降至海平面下，並透過將一工作平台拉升至遠離該海平面的一工作預定地；圖5是一示意圖，說明該重力式升降工作平台在該工作預定地施工之情形；及圖6是一流程圖，說明一升降該重力式升降平台的方法。

參閱圖1與圖2，本發明重力式升降平台的一實施例包含一平台組合1、四支撐樁2、一連接單元3、四轉向滑輪組合4及一管路系統5。

該平台組合1包括一重力平台11、一位於該重力平台11上方的工作平台12及一位於該重力平台11下方的底座平台13。該重力平台11具有四垂直地貫穿該重力平台11的第一通道111，該重力平台11的內部形成一重力容 置空間112。該工作平台12具有四垂直地貫穿該工作平台12且與該等第一通道111相通的第二通道121。該底座平台13具有四垂直地貫穿該底座平台13且各自與該第一通道111及該第二通道121相連通的第三通道131，該底座平台13的內部形成一底座容置空間132。在本實施例中的該平台組合1的尺寸約為長44公尺、寬44公尺，重力平台11、工作平台12及底座平台13的高分別約為3公尺，加上該重力平台11及該底座平台13分別具有一配重物，總重量約達八千八百噸。另外，在此實施例中，該平台組合1的比重小於海水的比重，使該平台組合1可漂浮在海平面上。再者，在該平台組合1中的該底座平台13受到的浮力大於該重力平台11，且該重力平台11受到的浮力大於該工作平台12。該平台組合1可以直接形成一工作船9；或跟工作船9另外形成一船體，並與該工作平台12固接。

該等支撐樁2分別穿設於該等第一通道111、該等第二通道121及該等第三通道131，該等支撐樁分別形成一樁容置空間21且包括一形成複數個定位孔221的樁體22、一位於該樁體22底端的樁基部23及一位於該樁體22頂端的樁頂部24。該等支撐樁2的數量在本實施例中以四為舉例，但不以此數量為限。

該連接單元3包括四個分別位於該等第一通道111的第一定位件31、四個分別位於該等第二通道121的第二定位件32、四個分別位於該等第三通道131的第三定位件33及複數個能分別將該等第一定位件31、該第二定位 件32及該等第三定位件33與其對應至該樁體22的定位孔221連接的連結件34。透過該連結件34通過該等第一定位件31、該等第二定位件32及該等第三定位件33與該樁體22上的定位孔221結合，該等支撐樁2可被定位在工作所需的位置。

每一轉向滑輪組合4分別包括一裝設於該工作平台12之第一滑輪41、一裝設於該樁頂部24之第二滑輪42及一一端能設於該第一滑輪41並經過該第二滑輪42後另一端能設於該重力平台11之升降連接件43。定義位於該第二滑輪42與該重力平台11間的升降連接件43為主動段431，該第二滑輪42與該第一滑輪41間的升降連接件43為連動段432。在本實施例中的該升降連接件43為一鋼索。

該管路系統5與該重力容置空間112、該底座容置空間132及該等樁容置空間21相通。值得一提的是，在本實施例中的該重力容置空間112與該底座容置空間132分別形成一九宮格狀的隔間，每一隔間與該管路系統5連通，如此，可藉由調整該底座容置空間132中每一隔間內的液體量，配合所要預定施工處下方的海底狀況來調整該底座平台13水平方向傾斜的角度，或是藉由調整該重力容置空間112中每一隔間內的液體量，以調整該重力平台11垂直方向下沉的深度，進而控制該工作平台12可上升的高度。

參閱圖2至圖5，並以圖6具體說明本發明升降 一重力式升降平台的方法包含以下步驟：

步驟601，提供一種包括如本實施例中所述的一重力式升降平台。

步驟602，將該底座平台13、該重力平台11及該工作平台12依序由下往上疊合。

步驟603，將該等支撐樁2分別設於該等第三通道131、該等第一通道111及該等第二通道121。

步驟604將該等第一定位件31、第二定位件32及第三定位件33透過該等連結件34與其分別所對應到的定位孔221連接，使該等支撐樁2被固定在一可漂浮在海面上的懸浮位置。

步驟605將該重力式升降平台行駛至海上一預定地。

步驟606，如圖3所示，將該連接件34從該等第一定位件31、該等第二定位件32及該等第三定位件33與其所對應至的該等定位孔221中移除。

步驟607，透過該管路系統5注入一液體10至該等樁容置空間21中，使該等支撐樁2的比重大於海水的比重而沉降至海床。

步驟608，透過該管路系統5注入該液體10至該底座容置空間132，使該底座平台13的比重大於海水的比重而沉降至海床及樁基部23。

步驟609，透過該管路系統5注入該液體10至該重力容置空間112，使該重力平台11的比重大於海水的 比重而下沉，進而使該主動段431的長度向下增加、該連動段432的長度向上縮短，該工作平台12朝遠離海平面方向被抬升。在本實施例中的該液體10可為水或海水。值得一提的是，調整該重力容置空間112內的該液體10量可調整該工作平台12所欲達到距離海平面的高度。

步驟610，當該工作平台12達一預定高度後，透過該等連結件34將該等第二定位件32與其所對應到的定位孔221連接，以固定該工作平台12的位置。該預定高度可以是使該工作平台12免於受到海浪拍打影響的高度或是所欲裝修的海上設施之高度。

此外，本實施例在結束海上工作後，該種升降一重力式升降平台的方法還包含以下步驟：自該第二定位件32及該第二定位件32所對應到的定位孔221中移除該連結件34。

透過該管路系統5抽出該重力容置空間112中的該液體10，使該重力平台11的比重逐漸恢復至小於海水的比重而上升，進而使該主動段431的長度向上縮短、該連動段432的長度向下增加，該工作平台12朝靠近海平面方向下降，直至觸碰到該重力平台11，使兩平台在海平面上疊合。

透過該管路系統5抽出該底座容置空間132中的該液體，使該底座平台13的比重逐漸恢復至小於海水的比重而上升，直到該底座平台13浮升至海平面而與該重力平台11相接觸。

透過該管路系統5抽出該等樁容置空間21中的該液體，使該等支撐樁2的比重逐漸恢復至小於海水的比重而浮升至海平面。

將該等第一定位件31、第二定位件32及第三定位件33透過該等連結件34與其分別對應到的定位孔221連接，使該等支撐樁2被固定在一可漂浮在海面上的懸浮位置。

將該支撐樁2收回工作船9後，該工作船9能將該重力式升降平台繼續行駛至海上另一預定地。

由上述實施例介紹可知，本發明的運用並不受上述支撐樁2的數量限制，只要選擇上述支撐樁2位於該等該平台組合1上適當的位置，例如僅有單獨一支支撐樁2時，其沉降至海床的位置座落於等該平台組合1或工作船9的重心位置，或例如僅有兩支支撐樁2時，使等該平台組合1或工作船9的重心位置位於該兩支支撐樁2的連線上，或例如有三支支撐樁2時，使等該平台組合1或工作船9的重心位置落入該三支支撐樁2沉降至海床所在位置連線圍繞的範圍內，或甚至採用6支支撐樁2設計時，使等該平台組合1或工作船9的重心位置落入該六支支撐樁2沉降至海床的位置連線所圍繞的範圍內；並且依上所述將該第一通道、該第二通道、該第三通道、該第一定位件、該第二定位件、該第三定位件及該轉向滑輪組合的位置與數量對應地設置，則均可實施本發明。

綜上所述，透過該管路系統5注入該液體至該 等支撐樁2、該底座平台13及該重力平台11，使該工作平台12藉由該轉向滑輪組合4的運作而被抬升，此方法不需燃燒柴油或使用到電力即可將工作平台12調整至海上工作所需的高度，不僅環保且具有較高的經濟效益。此外沉降至海底的底座平台13，可加強該支撐樁2支撐該重力平台11及工作平台12的強度，使海上工作更加安全，適用在海上裝設、維修海上雷達、通訊設備、海上建築及風力發電等設施，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

601‧‧‧步驟

602‧‧‧步驟

603‧‧‧步驟

604‧‧‧步驟

605‧‧‧步驟

606‧‧‧步驟

607‧‧‧步驟

608‧‧‧步驟

609‧‧‧步驟

610‧‧‧步驟

Claims (10)

1. 一種重力式升降平台，適用於海洋，該重力式升降平台包含：一平台組合，包括一重力平台及一位於該重力平台上方的工作平台，該重力平台具有至少一垂直地貫穿該重力平台的第一通道，該重力平台的內部形成一重力容置空間，該工作平台具有至少一垂直地貫穿該工作平台且與該第一通道相通的第二通道；至少一支撐樁，穿設於該第一通道及該第二通道，該支撐樁形成一樁容置空間且包括一形成複數個定位孔的樁體、一位於該樁體底端的樁基部及一位於該樁體頂端的樁頂部；一連接單元，包括至少一個位於該第一通道的第一定位件、至少一個位於該第二通道的第二定位件及複數個能連接該第一定位件、該第二定位件與所對應至該樁體的該定位孔的連結件；至少一轉向滑輪組合，每一轉向滑輪組合包括一裝設於該工作平台之第一滑輪、一裝設於該樁頂部之第二滑輪及一一端能設於該第一滑輪並經過該第二滑輪後另一端能設於該重力平台之升降連接件，定義位於該第二滑輪與該重力平台間的升降連接件為主動段，該第二滑輪與該第一滑輪間的升降連接件為連動段；及一管路系統，與該重力容置空間及該樁容置空間相通。
2. 如請求項1所述的重力式升降平台，其中，該平台組合還包括一位於該重力平台下方的底座平台，該底座平台具有至少一垂直地貫穿該底座平台且各自與該第一通道及該第二通道相連通的第三通道，該底座平台的內部形成一與該管路系通相通的底座容置空間。
3. 如請求項2所述的重力式升降平台，其中，該連接單元還包括至少一位於該第三通道的第三定位件，及至少一個能連接該第三定位件與所對應至該樁體的該定位孔的連結件。
4. 如請求項3所述的重力式升降平台，其中，該底座平台、該重力平台及該支撐樁分別具有一配重物，其中，該工作平台，及加上配重物之該底座平台、該重力平台及該支撐樁的比重皆小於海水的比重。
5. 如請求項4所述的重力式升降平台，其中，具有一配重物的該底座平台受到的浮力大於該重力平台，且該重力平台受到的浮力大於該工作平台。
6. 如請求項1至5其中任一項所述的重力式升降平台，其中，該支撐樁的數量為至少三，且該第一通道、該第二通道、該第三通道、該第一定位件、該第二定位件、該第三定位件及該轉向滑輪組合位置與數量亦對應設置。
7. 如請求項1至5其中任一項所述的重力式升降平台，其中，該支撐樁的數量為四，且該第一通道、該第二通道、該第三通道、該第一定位件、該第二定位件、該第三定位件及該轉向滑輪組合位置與數量亦對應設置。
8. 如請求項1至5其中任一項所述的重力式升降平台，其中，該支撐樁的數量為複數，且該第一通道、該第二通道、該第三通道、該第一定位件、該第二定位件、該第三定位件及該轉向滑輪組合位置與數量亦對應設置
9. 一種升降一重力式升降平台的方法，適用於一海床上，該種升降一重力式升降平台的方法包含以下步驟：提供一種包括請求項第7項所述的一重力式升降平台；將該底座平台、該重力平台及該工作平台依序由下往上疊合；將該等支撐樁分別設於該等第三通道、該等第一通道及該等第二通道；將該等第一定位件、第二定位件及第三定位件透過該等連結件與其分別所對應到的定位孔連接，使該等支撐樁被固定在一可漂浮在海面上的懸浮位置；將該重力式升降平台行駛至海上一預定地；將該連接件從該等第一定位件、該等第二定位件及該等第三定位件與其所對應至的該等定位孔中移除；透過該管路系統注入一液體至該等樁容置空間，使該等支撐樁的比重大於海水的比重而沉降至海床；透過該管路系統注入一液體至該底座容置空間，使該底座平台的比重大於海水的比重而沉降至海床及樁基部；透過該管路系統注入一液體至該重力容置空間，使 該重力平台的比重大於海水的比重而下沉，進而使該主動段的長度向下增加、該連動段的長度向上縮短，該工作平台朝遠離海平面方向被抬升；當該工作平台達一預定高度後，透過該等連結件將該等第二定位件與其所對應到的定位孔連接，以固定該工作平台的位置。
10. 如請求項9所述的升降一重力式升降平台的方法，其步驟還包含：自該第二定位件及該第二定位件所對應到的定位孔中移除該連結件；透過該管路系統抽出該重力容置空間中的該液體，使該重力平台的比重逐漸恢復至小於海水的比重而上升，進而使該主動段的長度向上縮短、該連動段的長度向下增加，該工作平台朝靠近海平面方向下降，直至該工作平台疊在該重力平台上；透過該管路系統抽出該底座容置空間中的該液體，使該底座平台的比重逐漸恢復至小於海水的比重而上升，直到該底座平台浮升至海平面而與該重力平台相接觸；透過該管路系統抽出該等樁容置空間中的該液體，使該等支撐樁的比重逐漸恢復至小於海水的比重而浮升至海平面；將該等第一定位件、第二定位件及第三定位件透過該等連結件與其分別對應到的定位孔連接，使該等支撐 樁被固定在一可漂浮在海面上的懸浮位置；將該重力式升降平台行駛至海上另一預定地。