一种具有双球铰承载结构的自升式钻井平台桩腿锁紧装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种具有双球铰承载结构的自升式钻井平台桩腿锁紧装置，所述的锁紧装置包括有顶部锁紧组件、底部锁紧组件、锁紧块，其中，锁紧块通过齿牙嵌合在桩腿齿条上，顶部锁紧组件、底部锁紧组件分别装配在锁紧块上、下两侧的承载平台上，并分别通过顶部楔块、底部楔块与锁紧块相接触，顶部锁紧组件、底部锁紧组件与承载平台、顶部楔块、底部楔块相接触处分别设有顶部上球面铰、顶部下球面铰、底部上球面铰和底部下球面铰。采用本方案后，既保证了平台有效锁紧，又解决了锁紧装置解锁困难的问题，且锁紧后能使每个锁紧装置受载均匀，负荷在提升装置和锁紧装置之间平稳转移，大大节省工作人员的作业时间。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及海上钻井平台
，尤其是指一种具有双球铰承载结构的自 升式钻井平台桩腿锁紧装置。技术背景自升式钻井平台是依靠三或四个桩腿支撑整个平台重量进行海上作业，由于建造 规范要求的提高，目前建造的大部分自升式钻井平台都要求具备桩腿锁紧装置，使平台达 到规范要求的抗风暴能力。目前已有的桩腿锁紧装置基本上都是利用螺纹的自锁原理，从垂直和水平方向来 完成对桩腿约束，从而达到锁紧效果。但各种已有锁紧装置形式，都存在一些功能性缺点， 其锁紧装置必须具备独立承受设计要求的最大风暴状态下的载荷，在需要将载荷完全由锁 紧装置承担时，通常是通过释放升降系统的刹车来实现。在这个被动的载荷转移过程中，难 免会加剧原有的载荷不均现象，并伴随着一定程度的冲击。且由于平台装备有多个锁紧装 置，锁紧操作是靠平台人员操作完成，导致每组锁紧装置的承载量难免出现差异，不能有效 的从分利用每组装置的承载能力。而且由于长时间对桩腿的锁紧，以及在这个过程中平台 的局部负荷发生变化，或者船体结构的弹、塑性变形等因素的影响，已有的各种锁紧装置都 普遍存在解锁困难的现象，这点往往给现场操作带来很多麻烦。虽然各型锁紧装置都采取 了一些在应急状态下使用的措施，实施起来都存在很多不便。例如目前较为普遍采用的砂 垫装置，在利用砂垫解锁后，必须更换新的砂垫，才能继续使用。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能最大限度消除解锁时水 平分力带来的不良影响，且锁紧、解锁操作简便、快捷的具有双球铰承载结构的自升式钻井 平台桩腿锁紧装置。为实现上述目的，本技术所提供的技术方案为一种具有双球铰承载结构的 自升式钻井平台桩腿锁紧装置，所述的锁紧装置包括有顶部锁紧组件、底部锁紧组件、锁紧 块，其中，锁紧块通过齿牙嵌合在桩腿齿条上，顶部锁紧组件、底部锁紧组件分别装配在锁 紧块上、下两侧的承载平台上，并分别通过顶部楔块、底部楔块与锁紧块相接触，顶部锁紧 组件、底部锁紧组件与承载平台、顶部楔块、底部楔块相接触处分别设有顶部上球面铰、顶 部下球面铰、底部上球面铰和底部下球面铰。所述的顶部锁紧组件包括有顶部油缸、顶部活塞杆、顶部螺母外壳、顶部螺杆、顶 部螺母、顶部蜗杆，其中，顶部油缸装配在锁紧块上方的承载平台上，其装配接触处设有顶 部上球面铰，顶部油缸下端与顶部螺母外壳相连接，顶部螺杆位于顶部螺母外壳内，并与位 于顶部螺母外壳内的顶部螺母相齿合，顶部蜗杆装配在顶部螺母外壳外侧，且与顶部螺母 外壳内的顶部螺母相连接，顶部活塞杆一端位于顶部油缸内，另一端穿过顶部螺杆后与顶 部楔块相接触，顶部活塞杆与顶部楔块相接触处设有顶部下球面铰，顶部楔块一端通过顶部楔块底座装配在承载平台上，顶部楔块另一端与锁紧块上端相接触，相接触部位的顶部 楔块、锁紧块均为倾斜面，其倾斜方向一致。所述的底部锁紧组件包括有底部螺杆、底部螺母、底部蜗杆、底部螺母外壳，其中， 底部螺母外壳装配在锁紧块下方的承载平台上，其装配接触处设有底部下球面铰，底部螺 母位于底部螺母外壳内，底部蜗杆装配在底部螺母外壳外侧，且与底部螺母相连接，底部螺 杆一端装配在底部螺母外壳下方的承载平台上，另一端穿过底部螺母后与底部楔块相接 触，底部螺杆与底部楔块的接触处设有底部上球面铰，底部楔块一端通过底部楔块底座装 配在承载平台上，底部楔块另一端与锁紧块下端相接触，相接触部位的底部楔块、锁紧块均 为倾斜面，其倾斜方向一致。所述的顶部锁紧组件、底部锁紧组件均为多组，径向分布在桩腿齿条外侧。所述的承载平台上设有侧向拉力油缸，侧向拉力油缸的缸体安装在承载平台上， 侧向拉力油缸的活塞杆与锁紧块相铰接。本技术在采用了上述方案后，采用了上述方案后，在平台进行锁紧操作时，先 逐一通过侧向拉力油缸将锁紧块的齿牙嵌入桩腿齿条上，并用顶部楔块压住。然后给锁紧 组件内的油缸加压，随着油缸压力的增加，平台原来由顶部螺杆、顶部螺母承载的重力载荷 完全被数个顶部活塞杆承受，在锁紧过程中，当一个平台上多个油缸按照同一压力加载时， 可以使每个锁紧组件自动处于均载状态，其分担的重量是大致均勻的，此时逐一操纵顶部 螺杆、顶部螺母，使顶部螺杆抵住顶部楔块，并通过顶部蜗杆将其锁紧，锁紧完成后给锁紧 组件内的油缸减压，顶部活塞杆上的重力负荷被卸载，平台重量就平稳的由数个顶部螺杆、 顶部螺母、顶部楔块以及锁紧块传递到桩腿齿条上，完成了对平台的锁紧。在需要解锁时， 由于较长时间的锁紧，以及锁紧期间平台受力及水平分力的变化，往往在锁紧装置的各个 传动部件之间产生弹性变形和很大的摩擦阻力，造成解锁困难。本方案在锁紧组件内采用 双球面铰后，当平台的水平分力作用在锁紧组件内的螺杆上时，对它产生约束的螺母和螺 母外壳处于浮动状态，消除了因此产生的约束力，最大限度的消除了水平分力带来的不良 影响。解锁时，锁紧组件内的油缸加压，随着油缸压力的增加，平台原来由顶部螺杆、顶部螺 母承载的重力载荷完全被数个顶部活塞杆承受，顶部螺杆、顶部螺母上的重力被卸载，在双 球面铰的配合下，其上承受的复杂应力消失，弹性变形和摩擦阻力降为最小，顶部螺杆、顶 部螺母可以轻松回退，在顶部螺杆、顶部螺母完全回退后，给锁紧组件内的油缸减压，使顶 部活塞杆上的重力负荷卸载，平台靠自重被释放到由原有制动装置承受重量，解锁操作完 成。采用本方案后，即保证了平台有效锁紧，又解决了锁紧装置解锁困难的问题，且锁紧后 能使每个锁紧装置受载均勻，负荷在提升装置和锁紧装置之间平稳转移，大大节省工作人 员的作业时间。附图说明图1为本技术整体结构平面示意图。图2为本技术顶部锁紧组件、底部锁紧组件的剖视图。图3为本技术顶部锁紧组件、底部锁紧组件内的球面铰剖视图。附图标记1_顶部油缸、2-顶部活塞杆、3-顶部螺母外壳、4-顶部螺杆、5-顶部螺 母、6-顶部蜗杆、7-顶部楔块、8-顶部楔块底座、9-侧向拉力油缸、10-锁紧块、11-底部楔块、12-底部楔块底座、13-底部螺杆、14-底部螺母、15-底部蜗杆、16-桩腿齿条、17-顶部 锁紧组件、18-底部锁紧组件、19-顶部上球面铰、20-顶部下球面铰、21-承载平台、22-底部 螺母外壳、23-底部下球面铰、24-底部上球面铰。具体实施方式 以下结合附图1至附图3对本技术作进一步说明，本技术的较佳实施例 为本实施例所述的具有双球铰承载结构的自升式钻井平台桩腿锁紧装置，所述的锁紧装 置包括有顶部锁紧组件17、底部锁紧组件18、锁紧块10，其中，锁紧块10通过齿牙嵌合在桩 腿齿条16上，承载平台21上设有侧向拉力油缸9，侧向拉力油缸9的缸体安装在承载平台 21上，侧向拉力油缸9的活塞杆与锁紧块10相铰接。顶部锁紧组件17、底部锁紧组件18 均为多组，径向分布在桩腿齿条16外侧，并装配在锁紧块10上、下两侧的承载平台21上， 且通过顶部楔块7、底部楔块11-与锁紧块10相接触，顶部锁紧组件17、底部锁紧组件18 与承载平台21、顶部楔块7、底部楔块11相接触处分别设有顶部上球面铰19、顶部下球面铰 20、底部上球面铰24和底部下球面铰23。本方案在采用双球面铰后，当承载平台21的水平 分力作用在锁紧组件内的螺杆上时，对它产生约束的螺母和螺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有双球铰承载结构的自升式钻井平台桩腿锁紧装置，其特征在于：所述的锁紧装置包括有顶部锁紧组件（１７）、底部锁紧组件（１８）、锁紧块（１０），其中，锁紧块（１０）通过齿牙嵌合在桩腿齿条（１６）上，顶部锁紧组件（１７）、底部锁紧组件（１８）分别装配在锁紧块（１０）上、下两侧的承载平台（２１）上，并分别通过顶部楔块（７）、底部楔块（１１）与锁紧块（１０）相接触，顶部锁紧组件（１７）、底部锁紧组件（１８）与承载平台（２１）、顶部楔块（７）、底部楔块（１１）相接触处分别设有顶部上球面铰（１９）、顶部下球面铰（２０）、底部上球面铰（２４）和底部下球面铰（２３）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：崔峰，李光远，
申请(专利权)人：崔峰，
类型：实用新型
国别省市：44[中国|广东]