连杆调节式柔性托架制造技术

本发明专利技术涉及海洋工程装备领域，尤其涉及一种连杆调节式柔性托架。连杆调节式柔性托架包括：护盘、位于护盘内的连接盘和安装在护盘和连接盘之间的多个四连杆机构，多个四连杆机构沿护盘的内周间隔设置；每个四连杆机构分别具有第一铰接轴、第二铰接轴、第三铰接轴和第四铰接轴，同一四连杆机构的第一铰接轴与第三铰接轴之间通过弹性件连接，每个第二铰接轴均与护盘连接，每个第四铰接轴与连接盘连接；每个四连杆机构中的第一铰接轴还与相邻的两个四连杆机构中最近的那个第三铰接轴通过第二弹性件连接。本发明专利技术能够减小立管和浮式平台连接处较大的集中作用力，降低立管失效概率，提升立管服役安全和服役寿命。

Connecting rod adjustable flexible bracket

The invention relates to the field of marine engineering equipment, in particular to a connecting rod adjustable flexible bracket. Connecting rod adjustable flexible bracket includes: guard disc, connecting disc in guard disc, multiple four-bar mechanisms installed between guard disc and connecting disc, and multiple four-bar mechanisms are arranged along the inner circumference of guard disc; each four-bar mechanism has the first articulated shaft, the second articulated shaft, the third articulated shaft and the fourth articulated shaft, and the first articulated shaft and the third articulated shaft of the same four-bar mechanism are connected. The axles are connected by elastic parts, each second articulated shaft is connected with the guard disc, and each fourth articulated shaft is connected with the connecting disc. The first articulated shaft of each four-bar linkage is also connected with the nearest third articulated shaft of the two adjacent four-bar linkage mechanisms through the second elastic part. The invention can reduce the large concentrated force at the connection of the riser and the floating platform, reduce the failure probability of the riser, and improve the service safety and service life of the riser.

【技术实现步骤摘要】
连杆调节式柔性托架
本专利技术主要涉及海洋油气输送装置，属于海洋工程装备领域，尤其涉及一种连杆调节式柔性托架。
技术介绍
深水油气开发一般采用浮式平台加深水立管的模式，常用的浮式平台包括：张力腿式平台(TLP)，单筒式平台(SPAR)，半潜式平台(SEMI)和浮(船)式生产储油卸载平台(FPSO)等。立管是海底油气从水下输送到海面之上的关键通道，深水立管中应用最为广泛且施工最为简单的是钢悬链线立管。海洋输油立管和浮式平台处于复杂的海洋工作环境，经常受到强劲的风浪流等因素的影响，并且浮式平台与立管之间的运动形式不一致，容易导致立管与平台连接处产生疲劳失效甚至破裂。立管疲劳损伤是一种慢速累积和不易被发现的失效，这往往被忽视。但是，损伤累积到一定时间就可能突然发生断裂或者爆裂，结果可能造成大量的油气泄漏，引发严重的环境污染事故。如果遇到台风，平台会在强烈的载荷作用下产生较大的位移，则平台摇摆幅度过大会造成立管与平台连接处承受非常大的弯矩，可能造成立管被弯折，平台过大的升沉幅值也会引起立管发生屈曲变形破坏。应力接头装置(马刚，徐立新，孙丽萍，等；一种控制海洋立管弯曲载荷分布的应力接头装置[P]，中国：CN201710108632.3，2017-06-20)通过在立管外壁周向间隔添加加强件和一对用于固定加强件的收紧箍，以防止立管端部由于刚性固定连接到海洋浮式平台上造成的集中应力，但是该装置没有改变立管与浮式平台的刚性连接方式，不能有效消除浮式平台与立管连接处的冲击载荷和较大的弯扭载荷。因此，传统的立管与浮式平台的刚性连接方式容易导致立管与平台连接处容易失效，立管和浮式平台连接处有较大的集中作用力，立管失效概率大，服役安全和服役寿命低。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种使用方便、可靠性高、可实现减缓立管与浮式平台连接处的疲劳损伤，大幅度减小立管和浮式平台连接处较大的集中作用力，降低立管失效概率，提升立管服役安全和服役寿命的连杆调节式柔性托架。本专利技术提供一种连杆调节式柔性托架，包括：护盘、位于所述护盘内的连接盘和安装在所述护盘和连接盘之间的多个四连杆机构，多个所述四连杆机构沿所述护盘的内周间隔设置；每个四连杆机构分别具有第一铰接轴、第二铰接轴、第三铰接轴和第四铰接轴，同一四连杆机构的所述第一铰接轴与所述第三铰接轴之间通过弹性件连接，每个所述第二铰接轴均与所述护盘连接，每个所述第四铰接轴与所述连接盘连接；每个所述四连杆机构中的第一铰接轴还与相邻的两个四连杆机构中最近的那个第三铰接轴通过第二弹性件连接。进一步地，所述第一弹性件和第二弹性件均为弹簧，且所述第一弹性件的长度小于所述第二弹性件的长度。进一步地，所述护盘的内周壁上设有多个连接耳板，多个所述连接耳板与多个四连杆机构一一对应设置；每个所述四连杆机构中的第二铰接轴与对应的所述连接耳板连接。进一步地，所述四连杆机构为菱形四连杆机构。进一步地，多个所述连接耳板的厚度均与所述连接盘的厚度相等；所述四连杆机构中的四个连杆的厚度也均相等；多个所述第一弹性件和多个所述第二弹性件均位于同一平面上。进一步地，每个所述四连杆机构包括两个平连杆和两个折形连杆，同一四连杆机构中的两个所述平连杆位于对应的所述连接耳板的两侧并与该连接耳板连接，同一四连杆机构中的两个所述折形连杆位于所述连接盘的两侧并与所述连接盘连接；每个所述折形连杆包括呈折形设置的长直臂和短直臂，每个所述长直臂与所述第四铰接轴连接，每个所述短直臂与所述平直臂连接，以使所述长直臂和平连杆处于同一平面中。进一步地，所述连杆调节式柔性托架还包括大头螺栓和挡盘，所述护盘的底板上设有通孔，所述大头螺栓包括端盖和杆部，所述大头螺栓的杆部依次穿过所述护盘的通孔、挡盘和连接盘，所述端盖和所述挡盘分别位于所述护盘的底板的两侧，并且所述大头螺栓的端盖和所述挡盘形成大于所述护盘的底板的厚度的凹槽。进一步地，所述通孔为圆孔，所述通孔的直径大于所述大头螺栓的杆部的直径。进一步地，所述连杆调节式柔性托架还包括用于与立管连接的托叉，所述托叉与所述连接盘固定连接。进一步地，所述连杆调节式柔性托架还包括用于与浮式平台连接的支架，所述护盘与所述支架铰接。本专利技术通过多个第一弹性件、多个第二弹性件、多个四连杆机构、连接盘和护盘连接而形成连杆式自动调节机构。一方面，四连杆机构为铰接机构，能够发生变形，并允许第一铰接轴、第二铰接轴、第三铰接轴和第四铰接轴分别连接的部件之间发生相对转动，从而缓冲立管和浮式平台连接处的集中作用力；另一方面，第一弹性件和第二弹性件能够通过自身形变吸收振动，进一步，缓冲立管和浮式平台连接处的集中作用力。本专利技术可以用于任何海上油气输送管道与浮式平台的连接，与固定式刚性连接托架相比，本专利技术使用方便、可靠性高、可以消除因风浪流引起的立管与浮式平台之间的交变集中载荷，可实现减缓立管与浮式平台连接处的疲劳损伤，大幅度减小立管和浮式平台连接处较大的集中作用力，降低立管失效概率，提升立管服役安全和服役寿命。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术的连杆调节式柔性托架的总体结构示意图；图2是本专利技术的连杆调节式柔性托架的连杆式自动调节机构的结构示意图；图3是本专利技术的连杆调节式柔性托架的护盘、连接盘、第四铰接轴、挡盘、大头螺栓装配关系示意图；图4是本专利技术的连杆调节式柔性托架的护盘、挡盘、大头螺栓装配关系示意图；图5是本专利技术的连杆调节式柔性托架的护盘和大头螺栓装配关系示意图；图6是本专利技术的连杆调节式柔性托架的后部装配关系示意图；图7是本专利技术的连杆调节式柔性托架的C形托叉结构示意图；图8是本专利技术的连杆调节式柔性托架的护盘示意图；图9是本专利技术的连杆调节式柔性托架的第一铰接轴示意图；图10是本专利技术的连杆调节式柔性托架的第二铰接轴示意图；图11是本专利技术的连杆调节式柔性托架的第三铰接轴示意图；图12是本专利技术的连杆调节式柔性托架的折形连杆示意图；图13是本专利技术的连杆调节式柔性托架的连接盘示意图；图14是本专利技术的连杆调节式柔性托架的挡盘示意图；图15是本专利技术的连杆调节式柔性托架的大头螺栓示意图；图16是本专利技术的连杆调节式柔性托架的支架示意图。图中：1、C形托叉；101、豁口；102、环台；103、领圈；104、方凸台；105、柱台；106、大螺纹孔；107、小螺纹孔；2、护盘；201、连接耳板；202、耳板孔；203、铰接轴；204、环板；205、圆孔；206、底板；3、长弹簧；4、第一铰接轴；41、第一铰轴；42、第一轴盖；43、第一销子；5、第二铰接轴；51、第二铰轴；52、第二轴盖；53、第二销子；6、第三铰接轴；61、第三铰轴；62、第三轴盖；63、第三销子；7、平连杆；8、折形连杆；801、第一通孔；802、长直臂；803、第二通孔；804、短直臂；9、短弹簧；10、连接盘；1001、花瓣耳板；1002、铰轴孔；1003、方形豁口；1004、大通孔；1005、固定螺栓孔；11、第四铰接轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连杆调节式柔性托架，其特征在于，包括：护盘、位于所述护盘内的连接盘和安装在所述护盘和连接盘之间的多个四连杆机构，多个所述四连杆机构沿所述护盘的内周间隔设置；每个四连杆机构分别具有第一铰接轴、第二铰接轴、第三铰接轴和第四铰接轴，同一四连杆机构的所述第一铰接轴与所述第三铰接轴之间通过弹性件连接，每个所述第二铰接轴均与所述护盘连接，每个所述第四铰接轴与所述连接盘连接；每个所述四连杆机构中的第一铰接轴还与相邻的两个四连杆机构中最近的那个第三铰接轴通过第二弹性件连接。

【技术特征摘要】
1.一种连杆调节式柔性托架，其特征在于，包括：护盘、位于所述护盘内的连接盘和安装在所述护盘和连接盘之间的多个四连杆机构，多个所述四连杆机构沿所述护盘的内周间隔设置；每个四连杆机构分别具有第一铰接轴、第二铰接轴、第三铰接轴和第四铰接轴，同一四连杆机构的所述第一铰接轴与所述第三铰接轴之间通过弹性件连接，每个所述第二铰接轴均与所述护盘连接，每个所述第四铰接轴与所述连接盘连接；每个所述四连杆机构中的第一铰接轴还与相邻的两个四连杆机构中最近的那个第三铰接轴通过第二弹性件连接。2.根据权利要求1所述的连杆调节式柔性托架，其特征在于，所述第一弹性件和第二弹性件均为弹簧，且所述第一弹性件的长度小于所述第二弹性件的长度。3.根据权利要求1所述的连杆调节式柔性托架，其特征在于，所述护盘的内周壁上设有多个连接耳板，多个所述连接耳板与多个四连杆机构一一对应设置；每个所述四连杆机构中的第二铰接轴与对应的所述连接耳板连接。4.根据权利要求3所述的连杆调节式柔性托架，其特征在于，所述四连杆机构为菱形四连杆机构。5.根据权利要求4所述的连杆调节式柔性托架，其特征在于，多个所述连接耳板的厚度均与所述连接盘的厚度相等；所述四连杆机构中的四个连杆的厚度也均相等；多个所述第一弹性件和多个所述第二弹性件均位于同一平面上。...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭磊，吴泽超，张翼，潘钟键，刘卫衡，李锟，
申请(专利权)人：长沙学院，
类型：发明
国别省市：湖南,43