一种可检测载荷的自升式海洋钻井平台锁紧装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种可检测载荷的自升式海洋钻井平台锁紧装置，其包括：固桩架，固桩架内设锁紧齿条块，锁紧齿条块活动连接水平推动液压缸，锁紧齿条块的上、下两端均为坡面，锁紧齿条块的上、下各设一个锁紧组件，锁紧组件包括：楔块，楔块连接螺旋千斤顶，楔块的一侧设有支撑座，楔块与支撑座滑动接触，所述螺旋千斤顶、锁紧齿条块、楔块或支撑座为承载件，所述承载件上设有载荷数据收集装置，载荷数据收集装置包括：外壳，外壳内设应变片，外壳与承载件密封连接，外壳上设有接口，位于外壳内的应变片连接在接口的一端。其可有效的检测自升式海洋钻井平台的载荷状况，避免设备超负荷工作的情况。 1

A self elevating locking device for offshore drilling platform with load detection

The utility model discloses a lock tightening device for a self lift offshore drilling platform, which includes a fixed pile frame, a locking tooth bar in a fixed pile frame, a locking tooth strip moving to a hydraulic cylinder, the upper and lower ends of the lock teeth are both sloped, and each locking assembly is set up and down. The locking assembly consists of a wedge block, a wedge connecting a screw jack, a supporting seat on one side of the wedge, a wedge block and a supporting seat, which is provided with a load data collection device and a load data collection device, including a shell, and a load data collection device. The shell is internally provided with strain gauges, the shell is sealed with the bearing part, and the shell is provided with an interface, and the strain gauges located inside the shell are connected to one end of the interface. It can effectively detect the load status of jack up offshore drilling platform and avoid overloading. One

【技术实现步骤摘要】
一种可检测载荷的自升式海洋钻井平台锁紧装置
本技术涉及一种自升式海洋钻井平台船体结构固定与支撑的组件，尤其涉及一种可检测载荷的自升式海洋钻井平台锁紧装置。
技术介绍
自升式海洋钻井平台是浅海区石油钻探的主要设备，其一般由三个或四个桩腿及一个作业平台（船体结构）组成，作业平台上安装有升降系统、钻井机械和生活居住楼等设备。所有自升式海洋钻井平台都必须在船体结构和桩腿之间传递载荷，此载荷包含：环境载荷、作业载荷和平台自重。早期建造的自升式海洋钻井平台没有配置独立的锁紧装置，当船体结构和桩腿需要相对移动时，升降系统中的刹车打开，动力单元驱动升降系统进行升降作业，到达工作位置后，升降系统的刹车闭合，船体结构和桩腿之间通过升降系统及其刹车建立非刚性连接并传递载荷。由于升降系统不仅需要满足平台升降功能还需要满足锁紧功能，故要求升降系统能力较大，桩腿结构刚性较高。随着海洋石油装备技术的发展，自升式海洋钻井平台被要求可以进入到更深和更恶劣海况的海域工作，各种带独立锁紧装置的平台开始被行业所认可。带独立锁紧装置的平台，当船体结构和桩腿需要相对移动时，动力单元驱动升降系统进行升降作业，到达工作位置后，升降系统的刹车闭合，通过操作锁紧装置使锁紧装置处于锁紧状态，船体结构和桩腿齿条通过锁紧装置建立刚性连接并传递载荷。由于锁紧装置增加了船体结构和桩腿之间的相对刚度，使得船体结构对桩腿的力矩多半以垂直力偶的形式传递，从而降低了桩腿水平支撑杆和斜拉支撑杆的尺寸，支撑杆尺寸的减小使得桩腿的重量更轻和阻力更小，从而增强了平台抵抗环境载荷的能力，这一创新使得自升式海洋钻井平台能够进入更深与更恶劣海况的海域工作。目前已有的锁紧装置大多是利用螺旋千斤顶的组合或者螺旋千斤顶和液压缸的组合，来驱动锁紧齿条块沿水平方向和垂直方向进行运动，从而实现锁紧齿条块和桩腿齿条的正确啮合。两者正确啮合后，所有的动力单元停止工作。然后通过操作升降装置将载荷转移到锁紧装置上，而锁紧装置利用螺旋千斤顶的被动受压自锁原理以及其他部件的刚性接触而形成的固定约束，从而达到锁紧效果。现有锁紧装置有诸多优点，但是也存在不足之处，主要不足是锁紧装置没有实时载荷检测装置，锁紧装置操作人员只能根据估算和经验来大体了解锁紧装置的承载情况，无法提前识别超载现象，极端情况下容易造成锁紧装置因严重超载而失效。
技术实现思路
本技术的目的是克服上述现有技术中的不足，提供一种可检测载荷的自升式海洋钻井平台锁紧装置，可有效的检测自升式海洋钻井平台的载荷状况，避免出现设备超负荷工作的情况。为了实现上述目的，本技术提供的技术方案包括：固桩架，固桩架内设锁紧齿条块，锁紧齿条块活动连接水平推动液压缸，锁紧齿条块的上、下两端均为坡面，锁紧齿条块的上、下各设一个锁紧组件，锁紧组件包括：楔块，楔块连接螺旋千斤顶，楔块的一侧设有支撑座，楔块与支撑座滑动接触，所述螺旋千斤顶、锁紧齿条块、楔块或支撑座为承载件，所述承载件上设有载荷数据收集装置，载荷数据收集装置包括：外壳，外壳内设应变片，外壳与承载件密封连接，外壳上设有接口，位于外壳内的应变片连接在接口的一端。所述应变片为两个分别是第一应变片和第二应变片，第一应变片和第二应变片垂直。所述应变片为一个或四个。所述承载件为螺旋千斤顶、锁紧齿条块、楔块或支撑座中的任意两个以上的装置。所述接口的另一端连接载荷数据处理装置，载荷数据处理装置包括：平衡电阻，平衡电阻和应变片形成惠斯通电桥，惠斯通电桥连接数据采集芯片，数据采集芯片连接数据处理芯片，数据处理芯片连接接口电路。所述接口电路连接PLC或计算机。本技术通过设置载荷数据收集装置，可检测锁紧装置的受力情况，通过对锁紧装置受力状况的检测和分析，可以随时掌握锁紧装置在各种工况下的载荷变化情况，并提前识别超载现象，保证锁紧装置的安全使用。附图说明图1为锁紧装置的剖面图。图2为具体实施方式中载荷数据收集装置在螺杆上的结构示意图，图3为图2的左视图。图4为具体实施方式中应变片与载荷数据处理装置连接的电路原理框图。具体实施方式下面根据附图对技术作进一步详细说明。如图1、图2以及图3所示本技术包括：固桩架6，固桩架6内设锁紧齿条块10，锁紧齿条块10活动连接水平推动液压缸11，锁紧齿条块10的上、下两端均为坡面，锁紧齿条块10的上、下各设一个锁紧组件，锁紧组件包括：楔块12，楔块12连接螺旋千斤顶1，楔块12的一侧设有支撑座13，楔块12与支撑座13滑动接触，所述螺旋千斤顶1为承载件，所述螺旋千斤顶1的螺杆2上设有载荷数据收集装置，载荷数据收集装置包括：外壳5，外壳5内设第一应变片3和第二应变片4，第一应变片3和第二应变片4呈垂直布置，外壳5与螺杆2密封连接，外壳5上设有格兰接口7，位于外壳5内的第一应变片3和第二应变片4连接在格兰接口7的一端。所述外壳5与螺杆2密封连接，是指外壳5为橡胶外壳、或外壳5与螺杆2的连接处设有橡胶密封圈，从而起到隔绝潮湿空气的作用，避免对应变片的腐蚀。应变片的安装方式为：在螺杆2的外圆柱面上加工出第一应变片3和第二应变片4的安装平面，将第一应变片3沿垂直于螺杆2的轴线方向牢固的粘贴在安装平面下部，第二应变片4沿平行于螺杆2的轴线方向牢固的粘贴在安装平面上部，通过螺栓将外壳5安装于第一应变片3和第二应变片4的外侧，外壳5上设有格兰接头7，屏蔽线8一端穿过格兰接头7分别与第一应变片3和第二应变片4的输出端相连，屏蔽线8的另外一端与载荷数据处理装置9相连接。如图4所示，载荷数据处理装置由第一应变片3、第二应变片04与第一平衡电阻R3、第二平衡电阻R4组成惠斯通电桥，惠斯通电桥连接数据采集芯片，数据采集芯片连接数据处理芯片，数据处理芯片连接接口电路。第一应变片03和第二应变片04规格相同，其初始阻值均等于第一平衡电阻R3和第二平衡电阻R4的阻值。接口电路用于与计算机或PLC相连接。工作时，对惠斯通电桥A、C端输入0-5V直流电压，当第一应变片3和第二应变片4没有发生微应变时，惠斯通电桥B、D端输出电压始终为零，惠斯通电桥处于平衡状态。当第一应变片3和第二应变片4应变片发生微应变后，其阻值发生改变，惠斯通电桥失去平衡，惠斯通电桥B、D端输出电压发生改变，由数据采集芯片对惠斯通电桥B、D端输出电压进行采集，并经过数据处理芯片进行处理即可求得螺杆的微应变值，由螺杆2的微应变值可以获得锁紧装置所承受的载荷状况，从而可以通过计算机或PLC实时控制传动装置的工作情况，从而避免平台传动装置及锁紧装置的超负荷工作。当然也可在获得锁紧装置所承受的载荷状况时，根据获得的负载数据人工调整传动系统的工作。作为本技术的改进，也可采用一个或四个应变片。本技术采用一个应变片时，载荷数据处理装置中采用三个平衡电阻形成惠斯通电桥；而采用四个应变片时，载荷数据处理装置中不采用平衡电阻，而直接由四个应变片形成惠斯通电桥。且锁紧齿条块、楔块或支撑座任意机构之一设置应变片，或是在螺旋千斤顶、锁紧齿条块、楔块或支撑座中两个以上的装置上设置应变片。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可检测载荷的自升式海洋钻井平台锁紧装置，包括：固桩架，固桩架内设锁紧齿

【技术特征摘要】
1.一种可检测载荷的自升式海洋钻井平台锁紧装置，包括：固桩架，固桩架内设锁紧齿条块，锁紧齿条块活动连接水平推动液压缸，锁紧齿条块的上、下两端均为坡面，锁紧齿条块的上、下各设一个锁紧组件，锁紧组件包括：楔块，楔块连接螺旋千斤顶，楔块的一侧设有支撑座，楔块与支撑座滑动接触，所述螺旋千斤顶、锁紧齿条块、楔块或支撑座为承载件，其特征在于：所述承载件上设有载荷数据收集装置，载荷数据收集装置包括：外壳，外壳内设应变片，外壳与承载件密封连接，外壳上设有接口，位于外壳内的应变片连接在接口的一端。2.根据权利要求1所述的一种可检测载荷的自升式海洋钻井平台锁紧装置，其特征在于：所述应变片为两个分别是第一应变片和第二应变片，第一应变片和第二应变片垂直。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘恒杰，王建敏，邱太生，
申请(专利权)人：郑州天时海洋石油装备有限公司，
类型：新型
国别省市：河南,41