转塔轴承的就地检修和组件制造技术

一种用于在海上系统中就地检修损坏的支撑排组件的方法和装置，所述海上系统具有浮动船舶、在船体开口内的转塔以及轴承组件，所述轴承组件包括支撑排组件，所述支撑排组件将转塔的重量轴向转移到船舶，并使船舶绕转塔随风向改变方位。从外下环上卸下外上环，并在外下环上安装支撑环。补救支撑排组件的下座圈和支撑滚子安装在支撑环上。抵抗环位于支撑环上方，并连接至固定到转塔的内环。内环相对于外下环轴向移位，并且转塔的轴向载荷转移到到支撑环和抵抗环之间的补救支撑排组件。

Local maintenance and components of turret bearing

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】转塔轴承的就地检修和组件
本专利技术涉及一种用于诸如海上钻井船或采油船的转塔结构，更具体地说，涉及一种转塔轴承组件和可以在就地进行的轴承检修作业程序。
技术介绍
船舶系泊系统在本领域中是已知的，其中，船舶可以绕着系泊在海底的转塔随风向改变方位(weathervane)。转塔延伸穿过月池或延伸穿过贯穿船舶船体的圆柱形开口。通过放置在转塔和船舶之间的转塔轴承结构来支撑船舶相对于转塔的旋转。水平和垂直轴承在转塔和船舶之间转移水平和垂直载荷。2014年3月18日以Lindblade等人的名义发布的美国专利No.8,671,864公开了这种转塔系泊系统。‘864专利的图1公开了一种船艏，该船艏具有延伸穿过船舶船体的月池。转塔安装在月池内，船舶的风向标围绕该转塔。月池通常具有圆形横截面，而转塔通常具有适合在月池内的圆柱形状。锚定腿连接到转塔并通过合适的锚固件固定到海床，以限制转塔的旋转。立管从海底井口或海底分配设施延伸出来，并连接到转塔。歧管甲板支撑在转塔的上端，并包括连接到立管的阀门。旋转叠层从转塔和歧管甲板向上延伸，并允许流体从转塔传输到船舶。转塔通过转塔轴承组件支撑在船体上。通常使用的一种转塔轴承组件类型是集成的三排滚子轴承组件，如1999年4月13日授权给Boatman的美国专利No.5,893,784所示和所述。三排滚子轴承组件包括径向对齐转塔的支撑滚子的圆形阵列，以用于支撑转塔重量。第二组径向对齐滚子可抵抗任何提起转塔的力。第三组滚子围绕转塔同轴对齐，用于在船舶和转塔之间转移径向载荷。该三排滚子轴承组件的三轴承排优选是润滑的和通过密封件密封在公共容积内，以提供对元件的保护并防止腐蚀。集成的三排滚子轴承组件是精密的组件，需要高度的平坦度以适当地分配载荷，并有点不能容忍变形和挠曲，因为变形和挠曲会在选择滚子上产生较高的点载荷应力。位于海上转塔系统上的大多数三排滚子轴承组件由于诸如尺寸重量和各个部件的接近的因素而不能就地更换或检修。尽管这些轴承组件是为系统的使用寿命而设计的，但是如果它们出现故障或出现问题，则没有设计或方法来纠正现场的主要问题。由于大的垂直载荷始终在轴承支撑排上，因此该处最容易出现磨损问题。转让给BluewaterEnergyServicesB.V.的美国专利No.8,197,293公开了初始时将次要轴承组件安装就位并在主轴承组件不再起作用时加载次要轴承组件。这样做的一个缺点是，包含两个轴承组件(一个为备用)是成本高昂的，并且对资本支出产生不利影响。希望能够就地更换或检修损坏的转塔三排滚子轴承组件。还希望能够在船舶停留在原位时更换或检修损坏的转塔三排滚子轴承组件。希望能够从现有的轴承支撑排上去除较大的垂直载荷并使船舶保持在原位。希望能够就地提供新的垂直载荷路径，同时允许船舶绕该转塔随风向改变方位。
技术实现思路
本专利技术提供了检修具有损坏的支撑排滚子和/或支撑座圈的转塔轴承组件。可以在海上进行就地检修并进行组装，并将载荷从主转塔轴承的支撑座圈以单个提升顺序转移到新的替换座圈上，从而简化了操作并最大程度地缩短了进行载荷转移的时间。此外，这种装置消除了将船舶从其海上位置拆卸下来以对损坏的轴承组件进行补救工作的需求，从而使船舶的所有人免于承担巨大的风险和成本。本专利技术的目的是从原地损坏的三排滚子轴承组件上除去轴向载荷，并允许船舶在自由状态或辅助下继续随风向改变方位。本专利技术消除了现有轴承支撑排的载荷。尽管可以在需要时合并径向轴承装置，但径向载荷将继续通过主轴承转移。附图说明通过阅读以下实施例的详细说明并通过查看附图，可以更好地理解本专利技术，其中：图1是现有技术的集成三排滚子轴承组件的局部的横截面正视图，该组件用于将转塔旋转地联接在船舶的月池内，示出了径向对齐的滚子的上部和下部布置以用于转移轴向力，和示出了中间同轴布置的滚子以用于转移径向载荷，所有滚子并置在一个密封的润滑空间内；图2是示出根据优选实施例的检修三排滚子轴承组件的步骤的透视图，该图从轴承装置的径向内部示出了检修部件；图3是示出图2中的步骤和检修中的组件的透视图，但是示出了轴承装置的径向外部。图4是根据本专利技术优选实施例的检修后的三排滚子轴承组件装置的横截面正视图。图5是图4的替换支撑滚子轴承装置的横截面放大图；和图6是检修后的三排滚子轴承组件的透视图，示出了增加的环形支撑环和抵抗环以及多个强固背板组件。具体实施方式图1示出了目前在许多转塔系统中使用的典型的三座圈滚子轴承组件10的横截面图。在该系统中，转塔具有单个三座圈滚子轴承组件10，该单个三座圈滚子轴承组件安装成可抵抗作用于转塔与浮动船转塔支撑结构14之间的所有载荷。应当理解，转塔支撑结构14是浮动船的部分，并且相对于浮动船没有运动。由转塔结构12代表的转塔是对地静止的，并且允许浮动船(包括转塔支撑结构14)绕对地静止的转塔随风向改变方位。轴承组件10是转移载荷通过此旋转接口的唯一方法，以用于外部转塔或不具下部轴承的内部转塔。三排滚子轴承组件10包括具有支撑座圈和保持架的支撑滚子的圆形阵列，它们都统称为支撑排组件20。支撑滚子的圆形阵列围绕转塔径向对齐，以支撑转塔重量。任何提起转塔的力都通过第二组具有提起座圈和保持架的径向对齐滚子来抵抗，它们通常统称为提起排组件40。第三组的具有径向座圈和保持架或间隔物的滚子，它们通常统称为径向排组件60，它们与转塔同轴对齐，以用于在船舶和转塔之间转移径向载荷。用于转移径向载荷的第三组滚子通常在滚子之间具有间隔物。但是，有时轴承设计为满装，这意味着没有径向的保持架或间隔物，而只有滚子。当施加向下作用的轴向力时，下支撑排组件20是载荷最大的。在三排滚子轴承中，支承排组件20的轴承支承滚子和座圈通常承受最大的载荷，是载荷最大和和最容易遭受损坏。因此，优选实施例主要解决了支撑座圈和滚子20的补救或更换。轴承座圈提供了滚子滚动的路径。为了实现最长的使用寿命，轴承座圈的滚子路径需要尽可能平整和圆形，以便在滚子身上实现平稳的载荷分配。本专利技术使用损坏的轴承组件10内的现有表面24(图1)作为替换轴承支撑排组件200的基础。参照图1，轴承内环30通过多个周向间隔的紧固件，优选地为螺纹双头螺栓32和螺母34，固定到转塔结构12上。轴承外上环42和外下环22通过多个周向间隔的紧固件，优选地是螺纹双头螺栓46和螺母44，固定到浮动船的转塔支撑结构14上。本专利技术的优选实施例解决了三排滚子轴承组件10的就地检修或补救，其中支撑组件20是损坏的。优选地，优选实施例适用于没有任何提起载荷或转矩的系统。参考图1，在从多个周向间隔的外环双头螺栓44上移除外环螺母44之后，将外上环42移除。在移除外上环42之后，外下环22的上水平表面24被暴露。该上水平表面24成为新的补救轴承支撑排组件200的基础。优选地，将暴露的提起滚子排移除。图4是转塔组件的横截面正视图，其中转塔具有单个三座圈滚子轴承组件10，该单个三座圈滚子轴承组件10安装成可抵本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在三排滚子轴承组件(10)中就地检修损坏的支撑排组件(20)的方法，其中三排滚子轴承组件(10)将船舶旋转地连接到转塔(12)，所述三排滚子轴承组件具有支撑排组件(20)、径向排组件(60)和提起排组件(40)，所述支撑排组件(20)、所述径向排组件(60)和所述提起排组件(40)设置在连接到转塔的内环(30)与连接到船舶的外上、下环(42、22)之间，所述方法包括以下步骤：/n将所述外上环从与所述外下环的接合的位置移除；/n在所述外下环上安装周向支撑环(202)；/n在所述支撑环上安装补救支撑排组件(200)的至少一部分；/n将周向抵抗环(220)定位在所述支撑环上方；/n将所述抵抗环连接至固定到所述转塔的所述内环；/n相对于所述外下环来轴向移动内环和转塔，并将所述转塔的轴向载荷转移到所述支撑环和所述抵抗环之间的补救支撑排组件；和/n将所述内环与所述转塔固定在轴向移位位置。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171004 US 15/725,0161.一种在三排滚子轴承组件(10)中就地检修损坏的支撑排组件(20)的方法，其中三排滚子轴承组件(10)将船舶旋转地连接到转塔(12)，所述三排滚子轴承组件具有支撑排组件(20)、径向排组件(60)和提起排组件(40)，所述支撑排组件(20)、所述径向排组件(60)和所述提起排组件(40)设置在连接到转塔的内环(30)与连接到船舶的外上、下环(42、22)之间，所述方法包括以下步骤：
将所述外上环从与所述外下环的接合的位置移除；
在所述外下环上安装周向支撑环(202)；
在所述支撑环上安装补救支撑排组件(200)的至少一部分；
将周向抵抗环(220)定位在所述支撑环上方；
将所述抵抗环连接至固定到所述转塔的所述内环；
相对于所述外下环来轴向移动内环和转塔，并将所述转塔的轴向载荷转移到所述支撑环和所述抵抗环之间的补救支撑排组件；和
将所述内环与所述转塔固定在轴向移位位置。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，安装周向支撑环的步骤包括：以邻接关系安装多个支撑环节段(202A)。


3.根据权利要求2所述的方法，其中，以邻接关系安装多个支撑环节段的步骤包括：用螺栓将多个支撑环节段固定到所述外下环，所述外下环固定到至船舶上。


4.根据权利要求1所述的方法，其中，将周向抵抗环定位在所述支撑环上方的步骤包括：将多个抵抗环节段(220A)彼此连接，同时定位在所述支撑环上方。


5.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述抵抗环连接至固定到所述转塔的内环的步骤包括：
在所述抵抗环的顶部上沿周向定位多个强固背板组件(230)；和
用多个拉杆(240)将每个强固背板组件连接到所述内环。


6.根据权利要求5所述的方法，其中，用多个拉杆将每个强固背板组件连接到所述内环的步骤包括：将每个拉杆的第一端(240A)连接到内环双头螺栓(32)的突出端，和将每个拉杆的第二端(240B)穿过强固背板组件中的孔(232A)。


7.根据权利要求6所述的方法，其中，相对于所述外下环来轴向移动内环和转塔，并将所述转塔的轴向载荷转移的步骤包括：
将液压千斤顶(246)安装在每个强固背板组件的位置；和
同时使每个液压千斤顶通电，以相对于外下环提升内环和转塔，并立即将转塔的轴向载荷从损坏的支撑轴承(20)转移到补救支撑排组件(200)。


8.根据权利要求7所述的方法，其中，每个液压千斤顶都连接到拉杆的第二端。


9.根据权利要求7所述的方法，其中，将所述内环与所述转塔固定在轴向移位位置的步骤包括：将每个所述拉杆的第二端上的螺母(242)调节到抵靠所述强固支撑组件的就座位置。


10.根据权利要求9所述的方法，还包括以下步骤：
释放所述液压千斤顶中的压力；和
卸下所述液压千斤顶。


11.根据权利要求5所述的方法，其中，相对于所述外下环来轴向移动内环和转塔，并将所述转塔的轴向载荷转移的步骤包括：
将液压千斤顶(246)安装在每个强固背板组件的位置；和
同时使每个液压千斤顶通电，以相对于外下环提升内环和转塔，并立即将转塔的轴向载荷从损坏的支撑轴承(20)转移到补救支撑排组件(200)。


12.在海上系统中，包括允许绕转塔随风向改变方位的浮动船舶，所述船舶具有带有垂直开口的船体、所述转塔位于船体开口内、从转塔延伸至海底的系泊结构以及可旋转地支撑船舶上的转塔的轴承结构，并包括将转塔垂直载荷转移至船舶的支撑轴承(20)，所述支撑轴承位于轴承内环(30)和外下环(22)之间，其中就地补救支承轴承装置包括：
周向支撑环(202)，其连接到固定到船舶的外下环；
位于所述支撑环上方的周向抵抗环(220)；
补救支撑轴承(200)，其位于所述支撑环和所述抵抗环之间并且将所述支撑环和所述抵抗环分开；

【专利技术属性】
技术研发人员：S·P·林德布拉德，M·霍比，D·西曼，
申请(专利权)人：索菲克股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US