專利名稱：一種可重復使用的升降裝置的制作方法
技術領域：
-
本發(fā)明涉及應用于海洋或湖泊作業(yè)中的平臺升降系統(tǒng)。
背景技術：
隨著海洋資源的勘探開發(fā)，海洋平臺建造的越來越多，其中，在淺海乃至中 深海區(qū)域，自升式平臺以其在各種海況下幾乎能持續(xù)工作、作業(yè)穩(wěn)定、效率高 等的優(yōu)點得到了廣泛應用，是該海區(qū)的主力平臺。平臺升降裝置為自升式平臺 的關鍵部位，在設計和建造中受到高度重視，目前的升降裝置一般采用油缸頂 升插銷爬桿式和齒輪齒條升降兩種形式油缸頂升插銷爬桿式升降裝置具有插 拔銷困難、難以對平臺進行調(diào)平等缺點；齒輪齒條升降裝置具有連續(xù)升降、便 于調(diào)平、操作方便等特點，應用較多，但也存在很多缺點，表現(xiàn)在齒輪與齒 條嚙合為線接觸，接觸應力大，且多個齒輪之間載荷不均衡，驅(qū)動馬達、減速 箱等制作工藝復雜、要求精度高，現(xiàn)有材料和建造工藝都已達到各自的應用極 限，且該種升降系統(tǒng)在應用一段時間后，齒輪、齒條會出現(xiàn)不同程度的變形， 還多次發(fā)生過齒輪或齒條突然斷齒現(xiàn)象，因此，存在著一定的安全因患。且上 述升降裝置均是固定于平臺上一套裝置僅能應用于一個平臺。
現(xiàn)在的海上固定式平臺，基本都是先在船廠內(nèi)預制完后，在平臺就位區(qū)域通過浮吊、打樁船及其他船舶協(xié)作完成，不僅海上工作量大、施工時間長、施工費用昂貴，且受海洋環(huán)境的影響，必須在好天氣下進行，影響海上生產(chǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
.
本發(fā)明針對現(xiàn)有自升式平臺升降系統(tǒng)的需求而設計的，目的在于提供一種 可重復使用的升降裝置(簡稱"升降裝置")，該升降裝置通過齒塊與樁腿上的 齒條嚙合、活動式固樁架與平臺主體連接、平臺升降油缸及插銷油缸的協(xié)作運 動實現(xiàn)平臺的升降作業(yè)，同時，由于采用活動式固樁架，實現(xiàn)了一套升降裝置 可以應用于多個平臺。
本發(fā)明所述的升降裝置包括平臺體、平臺體導向環(huán)、平臺連接體、平臺連 接銷、活動式固樁架、環(huán)梁插拔油缸托架、環(huán)梁插拔油缸、環(huán)梁、升降油缸、 上排插拔油缸、上排插拔油缸托架、上排齒塊連接體、齒塊、齒條、樁腿、方 梁、固樁架連接銷、下排齒塊連接體、下排插拔油缸、下排插拔油缸托架、環(huán) 梁導向塊、固樁塊。樁腿與平臺體作相對運動時，由平臺體上下兩排導向環(huán)導 向；環(huán)梁與樁腿作相對運動時，由環(huán)梁上下兩排環(huán)梁導向塊導向，升降油缸和
齒塊插拔油缸在預定程序控制下往復運動，完成升降裝置對自升式平臺的升降 作業(yè)。
本發(fā)明的特征是分別由四個活動式固樁架底座焊接在平臺體上，兩個活 動式固樁架坐落在活動式固樁架底座上，并用平臺連接銷固定，活動式固樁架 上端與方梁一邊連接，方梁另一邊中間開有半孔，對接面呈凹凸型，并用固樁 架連接銷連接，方梁下面半孔外安裝有四個耳環(huán)，耳環(huán)下方連接有四個升降油 缸，升降油缸下部連接環(huán)梁，樁腿穿過方梁孔、環(huán)梁、平臺體，樁腿兩邊對稱 焊接有齒條，方梁上面對應齒條安裝有齒塊，環(huán)梁上對應齒條安裝有齒塊。
本發(fā)明的上排齒塊連接體焊接在方梁上面，內(nèi)部開有矩形通孔，齒塊與矩 形通孔配合，上排插拔油缸一端與齒塊銷軸連接， 一端與固定在方梁上的上排 插拔油缸托架銷軸連接。
本發(fā)明的環(huán)梁為環(huán)形，截面為矩形梁結(jié)構(gòu)，環(huán)梁內(nèi)部在對應齒條方向設有 矩形通孔，齒塊與矩形通孔配合，環(huán)梁插拔油缸一端與齒塊銷軸連接， 一端與 環(huán)梁插拔油缸托架銷軸連接，環(huán)梁插拔油缸托架固定在環(huán)梁上，環(huán)梁對應于齒 條兩側(cè)設有環(huán)梁導向塊。
本發(fā)明的在平臺體上設有下排齒塊連接體，下排齒塊連接體與平臺體焊接 在一起，內(nèi)部設矩形通孔與齒塊配合，下排插拔油缸托架固定在平臺體上，下 排插拔油缸一端與齒塊銷軸連接， 一端與下排插拔油缸托架銷軸連接。
本發(fā)明的在平臺體上設上下兩排導向環(huán)，導向環(huán)與樁腿配合。 本發(fā)明的通過齒塊與齒條多齒同時嚙合，齒面傾斜角度小于10° ，從而減小了嚙合齒的應力，不僅降低了對材料的要求，也減小了齒條和齒塊的尺寸，提高了安全可靠性。
本發(fā)明的升降作業(yè)的完成是由液壓系統(tǒng)為升降油缸和齒塊插拔油缸提供動 力，通過操作者或控制程序控制升降油缸和齒塊插拔油缸按順序動作實現(xiàn)平臺 的升降，液壓系統(tǒng)為模塊化拆裝，可重復利用。
升降裝置連同液壓系統(tǒng)均采用模塊化組裝和拆卸， 一套裝置可多次使用； 采用齒條齒塊方式大大降低建造成本，提高安全性；采用液壓油缸升降方式較 之齒輪齒條升降可節(jié)約大量的資金；該升降裝置可應用于固定平臺進行現(xiàn)場施 工。因此，該種升降裝置適應于在海洋或湖泊中作業(yè)的平臺上，不僅可提高平 臺升降的安全可靠性，而且造價低、可重復使用，應用于固定平臺上將大大節(jié) 省海上施工時間和施工費用，創(chuàng)造良好的經(jīng)濟效益和社會效益。
圖l為升降裝置示意圖2為升降裝置俯視圖3為升降裝置環(huán)梁俯視圖。
1、平臺體2、導向環(huán)3、平臺連接體
4、平臺連接銷5、活動式固樁架6、環(huán)梁插拔油缸托架
7、環(huán)梁插拔油缸8、環(huán)梁9、升降油缸
10、上排插拔油缸11、上排插拔油缸托架12、上排齒塊連接體
13、齒塊14、齒條15、樁腿
16、方梁17、固樁架連接銷18、下排齒塊連接體
19、下排插拔油缸20、下排插拔油缸托架21、環(huán)梁導向塊
22、固樁塊
具體實施例方式
現(xiàn)結(jié)合說明書附圖1、 2 、 3，對本發(fā)明作進一步描述:
升降裝置平臺體l、導向環(huán)2、平臺連接體3、平臺連接銷4、活動式固樁 架5、環(huán)梁插拔油缸托架6、環(huán)梁插拔油缸7、環(huán)梁8、升降油缸9、上排插拔油 缸10、上排插拔油缸托架11、上排齒塊連接體12、齒塊13、齒條14、樁腿15、 方梁16、固樁架連接銷17、下排齒塊連接體18、下排插拔油缸19、下排插拔 油缸托架20、環(huán)梁導向塊21、固樁塊22組成。
升降裝置的作用就是將平臺與樁腿連接在一起，形成力的傳遞。共有三種 力傳遞方式(1)、平臺體1通過平臺連接體3和平臺連接銷4與活動式固樁架 5連接成一體，兩個活動式固樁架5通過升降油缸9與環(huán)梁8、方梁16相連接， 環(huán)梁8通過齒塊13與焊接在樁腿15上的齒條14連接，從而形成平臺與樁腿之 間的在運動過程中力的傳遞；(2)、平臺體1通過固定在兩個活動式固樁架5上 的上排齒塊連接體12和齒塊13與焊接在樁腿15上的齒條14連接；(3)、平臺 體1通過固定在平臺體1上的下排齒塊連接體18和齒塊13與焊接在樁腿15上 的齒條14連接，此種方式用于平臺處在固定狀態(tài)下(即處于非升降狀態(tài))使用。
平臺體1和樁腿15間通過焊接在平臺體1上的上下兩排導向環(huán)2導向并防 止發(fā)生相對扭轉(zhuǎn)；環(huán)梁8通過環(huán)梁8上的四塊導向塊21和樁腿15上的齒條14 進行導向。
升降裝置的作用過程為
第一階段平臺放樁
設平臺處于漂浮狀態(tài)，樁腿完全縮回，升降裝置處于附圖所示狀態(tài)，即上、 下排齒塊13和環(huán)梁8上的齒塊均處于插入狀態(tài)(即齒塊13與齒條14處在嚙合 狀態(tài))，固樁塊22處插入狀態(tài)，此時進行平臺升降，其步驟為
(1) 、將固樁塊22拔出，下排插拔油缸19動作將齒塊13拔出齒條14，升 降油缸9伸出將環(huán)梁8下放一個節(jié)距，樁腿15即下放一個節(jié)距；
(2) 、上排插拔油缸10動作將齒塊13插入齒條14，環(huán)梁插拔油缸7動作 將齒塊13拔出齒條14，升降油缸9縮回將環(huán)梁8移動一個節(jié)距；
(3) 、環(huán)梁插拔油缸7動作將齒塊13插入齒條14,上排插拔油缸10動作 將齒塊13拔出齒條14，升降油缸9伸出將環(huán)梁8下放一個節(jié)距，樁腿15即下 放一個節(jié)距；
重復上述步驟即可完成平臺放樁作業(yè)。 第二階段提升平臺
平臺放樁到海底后，隨著樁腿對海底作用力的加大，平臺將被升降裝置提 起，在升起到預定高度后，將下排插拔油缸19動作將齒塊13插入齒條14，固 樁塊22插入，平臺即可完成升平臺作業(yè)。
降平臺及升樁腿與前述步驟基本相同。若該套裝置移用于其他平臺，則可 在下排插拔油缸19動作將齒塊13插入齒條14和固樁塊22插入平臺體1，完成 平臺固樁后移走。
升降裝置與直線位移傳感器、位置開關及液壓系統(tǒng)的相關反饋信息組合在 一起，通過固化在升降控制臺里的程序控制，實現(xiàn)平臺的自動升降作業(yè)。 本發(fā)明也適應于方樁腿或矩形樁腿。
權(quán)利要求
1、一種可重復使用的升降裝置，包括平臺體(1)、活動式固樁架底座(3)、平臺連接銷(4)、活動式固樁架(5)、方梁(16)、環(huán)梁插拔油缸(7)、環(huán)梁(8)、升降油缸(9)、上排插拔油缸(10)、上排齒塊連接體(12)、齒塊(13)、齒條(14)、樁腿(15)、固樁架連接銷(17)，其特征是分別由四個活動式固樁架底座(3)焊接在平臺體(1)上，兩個活動式固樁架(5)坐落在活動式固樁架底座(3)上，并用平臺連接銷(4)固定，活動式固樁架(5)上端與方梁(16)一邊連接，方梁(16)另一邊中間開有半孔，對接面呈凹凸型，并用固樁架連接銷(17)連接，方梁(16)下面半孔外安裝有四個耳環(huán)，耳環(huán)下方連接有四個升降油缸(9)，升降油缸(9)下部連接環(huán)梁(8)，樁腿(15)穿過方梁孔、環(huán)梁(8)、平臺體(1)，樁腿(15)兩邊對稱焊接有齒條(14)，方梁(16)上面對應齒條安裝有齒塊(13)，環(huán)梁(8)上對應齒條安裝有齒塊(13)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可重復使用的升降裝置，其特征是上排 齒塊連接體(12)焊接在方梁(16)上面，內(nèi)部開有矩形通孔，齒塊(13) 與矩形通孔配合，上排插拔油缸(10) —端與齒塊(13)銷軸連接， 一端與 固定方梁(16)上的托架上排插拔油缸托架(11)銷軸連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可重復使用的升降裝置，其特征是環(huán)梁 (8)為環(huán)形，截面為矩形梁結(jié)構(gòu)，杯梁(8)內(nèi)部在對應齒條方向設有矩形通孔，齒塊(13)與矩形通孔配合，環(huán)梁插拔油缸(7) —端與齒塊(13) 銷軸連接， 一端與環(huán)梁插拔油缸托架(6)銷軸連接，環(huán)梁插拔油缸托架(6) 固定在環(huán)梁(8)上，環(huán)梁(8)對應于齒條兩側(cè)設有環(huán)梁導向塊(21)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可重復使用的升降裝置，其特征是在平臺體(1)上設有下排齒塊連接體(18)，下排齒塊連接體(18)與平臺體(1)焊接在一起，內(nèi)部設矩形通孔與齒塊(13)配合，下排插拔油缸托架(20) 固定在平臺體(1)上，下排插拔油缸(19) 一端與齒塊(13)銷軸連接， 一端與下排插拔油缸托架(20)銷軸連接。
5、根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種可重復使用的升降裝置，其特征是在平 臺體(1)上設上下兩排導向環(huán)(2)，導向環(huán)(2)與樁腿(15)配合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可重復使用的升降裝置，包括平臺體、導向環(huán)、平臺連接體、平臺連接銷、活動式固樁架、方梁、環(huán)梁插拔油缸托架、環(huán)梁插拔油缸、活動環(huán)梁、升降油缸、上排插拔油缸、上排插拔油缸托架、上排齒塊連接體、齒塊、齒條、樁腿、固樁架連接銷、下排齒塊連接體、下排插拔油缸、下排插拔油缸托架、環(huán)梁導向塊、固樁塊。平臺體與樁腿之間通過平臺連接體、平臺連接銷、活動式固樁架、升降油缸、環(huán)梁、方梁、齒塊、齒條實現(xiàn)力的傳遞和相對運動，實現(xiàn)平臺升降。齒塊和齒條多齒嚙合，整套裝置模塊化制作，可重復利用。該升降裝置不僅安全可靠，而且造價低，應用于固定平臺可大大節(jié)省海上施工費用和施工時間。
文檔編號E02B17/08GK101196002SQ20061016182
公開日2008年6月11日 申請日期2006年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月5日
發(fā)明者孫東昌, 孫永泰, 樊敦秋, 田海慶 申請人:中國石化集團勝利石油管理局鉆井工藝研究院