一种自升式平台及其导向和锁紧系统技术方案

一种自升式平台及其导向和锁紧系统。导向和锁紧系统与平台的梯型桩腿配合安装，桩腿的至少一侧部上设有多个横杆。该系统包括提升架、锁紧机构以及侧导向轮，提升架包含内轨单元和外轨单元，锁紧机构包含传动机构、制动块、提升爪和动力驱动装置，传动机构包括连动的第一和第二传动杆，提升爪通过第一连接销与第二传动杆同轴转动连接，当动力驱动装置的升降液压缸停止动作时，提升架在平台自身重力作用下拉紧液压缸，进而拉紧提升爪，使其一端与桩腿的横杆接触，此时提升爪绕第一连接销转动并在转动到其另一端与制动块相接触时被阻挡制动，从而限制平台在Z方向上的自由度；而侧导向轮沿另一侧部移动可限制平台在Y方向上向桩腿运动。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及ー种自升式(jack up)钻井平台及其导向和锁紧系统，其适用于海洋自升式钻井平台领域。
技术介绍
目前的自升式海洋平台使用的锁紧系统大多采用齿条独立锁紧，如图I所示，其主要是利用齿轮20’与齿条11’的啮合传递动力，齿轮20’在齿轮箱的带动下旋转，从而使平台100’或桩腿11’上下移动。其次，目前的自升式海洋平台是采用上下独立的导向系统U、L，通过导向块和齿条的摩擦接触进行导向，但这种摩擦接触方式对齿条的影响较大。而且，这种上下独立的导向系统，导向位置和桩腿的接触点少，桩腿的承受侧向载荷的接触点就少，接触点少对桩腿位置的集中力就大，集中力越大桩腿局部位置越容易破坏。另外，目 前的自升式海洋平台由于提升系统和自锁系统不能同时工作，因此锁紧系统可靠性差。一旦提升时突然出现问题，整个平台会整体或局部下滑而导致桩腿严重损坏。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种自升式平台及其导向和锁紧系统，可解决上述现有技术的缺陷，且形式简单，施工简单方便，易于推广。为了实现上述目的，本技术提供ー种导向和锁紧系统，其特点在于，用干与一自升式平台的梯型桩腿配合安装，所述梯型桩腿的至少ー侧部上设置有多个横杆，所述多个横杆呈上下排列且相邻两个所述横杆之间间隔ー距离，所述导向和锁紧系统包括提升架，对应设置于所述梯型桩腿的所述至少ー侧部的外侧，所述提升架包含分别与所述自升式平台连接的内轨单元和外轨单元，且所述内轨单元与所述外轨単元共同限定第一安装空间；锁紧机构，安装于所述第一安装空间内，其包含有传动机构、制动块、提升爪和动カ驱动装置，所述传动机构包括一端枢接在一起的第一传动杆和第二传动杆，所述第一传动杆的另一端固定连接至所述外轨単元上，所述第二传动杆的另一端与所述提升爪通过第ー连接销同轴转动连接，所述第二传动杆上还具有制动槽，所述制动块通过限位件可移动地安装于所述制动槽中，所述动カ驱动装置包含升降液压缸，所述升降液压缸的一端固定于所述内轨单元上，而另一端则通过连杆与所述第一连接销驱动连接；其中，当所述升降液压缸停止动作时，所述提升架在所述自升式平台自身重力的作用下拉紧所述升降液压缸，所述升降液压缸通过所述连杆、所述第一连接销拉紧所述提升爪，使所述提升爪的一端与所述梯型桩腿的ー个所述横杆接触，此时所述提升爪绕着所述第一连接销转动并在转动到其另一端与所述制动块相接触时由所述制动块阻挡制动，从而限制所述自升式平台在竖直的Z方向上的自由度；侧导向轮，对应设置于由相邻于所述梯型桩腿的所述至少一侧部的另ー侧部与所述自升式平台共同限定的第二安装空间内，且所述侧导向轮安装在两个相対的安装板之间，而所述两个安装板与所述自升式平台相连，所述侧导向轮沿所述另ー侧部移动，并限制所述自升式平台在水平的Y方向上向所述梯型桩腿运动。在本技术一实施例中，所述升降液压缸的另一端与所述连杆的一端通过第二连接销同轴转动连接，所述内轨単元具有导向槽，并在所述第一连接销的至少一端和/或所述第二连接销的至少一端上设置有外导向轮，所述外导向轮沿所述导向槽移动。在本技术一实施例中，所述梯型桩腿包含两个H型材，所述两个H型材相对设置且通过中间板连接；所述升降液压缸为三个，且所述三个升降液压缸的一端通过固定销与所述内轨単元固定，而所述固定销上设置有两个内导向轮，所述两个内导向轮分别位于所述三个升降液压缸中的相邻两个升降液压缸之间并沿着由所述两个H型材的端部部分的外表面形成的滑轨滑动，所述内导向轮限制所述自升式平台在水平的X方向上向所述梯型桩腿运动。在本技术一实施例中，所述外轨単元由两个相对设置且截面呈H型的外轨组 成，且所述两个外轨的部分截面进一歩延伸连接在一起形成第一连接板并通过所述第一连接板与所述自升式平台连接；所述内轨単元由两个相对设置且截面呈H型的内轨组成，且其中ー个内轨通过第二连接板与所述自升式平台连接，另ー个内轨通过连接管和与之相对的一个所述外轨相连接，每一所述内轨的内侧形成所述导向槽。在本技术一实施例中，所述另ー个内轨的截面是呈h型。在本技术一实施例中，所述传动机构为四杆机构，其由两个相対的所述第一传动杆和两个相対的所述第二传动杆组成，其中所述两个第一传动杆的一端与所述两个第ニ传动杆的一端枢接，所述两个第一传动杆的另一端固定连接至所述外轨単元上，所述两个第二传动杆的另一端与所述提升爪同轴转动连接，每一所述第二传动杆上具有一个所述制动槽且位于所述两个第二传动杆上的两个所述制动槽也彼此相対。在本技术一实施例中，所述动カ驱动装置还包括转向齿轮组，其包含ー电机、与所述电机驱动连接的第一齿轮、与所述第一齿轮啮合连接的第二齿轮，且所述第二齿轮同轴连接至所述第一连接销上，其中，所述电机在所述提升爪处于相邻两个所述横杆之间时驱动所述第一齿轮和第二齿轮转动，带动所述提升爪以所述第一连接销为轴转动。在本技术一实施例中，所述提升爪位于所述两个第二传动杆之间，所述连杆为两个，分别位于所述两个第二传动杆的外侧，所述转向齿轮组位于其中一个所述连杆的外侧，且所述电机安装干与所述转向齿轮组相邻的所述连杆上。在本技术一实施例中，相邻两个所述横杆之间间隔的所述距离与所述提升爪的长度相匹配。在本技术一实施例中，所述梯型桩腿的两个相对侧部上对称设置有所述横杆，在每一所述侧部上各设有六个所述锁紧机构，且以每相邻的三个为ー组分成上下两组，所述上下两组交替工作，位于所述两个相对侧部上的所述锁紧机构为对称分布。为了实现上述目的，本技术另提供一种自升式平台，其特点在于，其包括有平台单元以及桩腿单元，每一所述桩腿単元包含三个梯型桩腿，所述三个梯型桩腿呈三角形分布且相邻两个所述梯型桩腿之间通过支撑杆连接，每一所述梯型桩腿的至少ー侧部上设置有多个横杆，所述多个横杆呈上下排列且相邻两个所述横杆之间间隔ー距离，在每一所述梯型桩腿上设有如上所述的导向和锁紧系统，其中所述导向和锁紧系统的提升架内安装有多个锁紧机构且所述多个锁紧机构分成上下两组交替工作。在本技术另ー实施例中，在所述梯型桩腿的两个相对侧部上对称设置有所述横杆，在所述两个相对侧部的每ー侧部的外侧均相应设置有所述提升架，每一所述提升架上各装有六个所述锁紧机构，且以每相邻的三个为ー组分成上下两组，所述上下两组交替工作，位于所述两个提升架上的所述锁紧机构为对称分布。在本技术中，一方面，通过所述导向和锁紧系统的锁紧机构的升降液压缸的伸縮，可以使所述平台単元沿梯型桩腿上下移动，且在平台単元移动的过程中，通过侧导向轮可以限制平台単元在Y方向上的运动，以及通过内导向轮可以限制平台単元在X方向上的运动。而当所述升降液压缸停止动作时，通过提升爪与制动块和梯型桩腿的横杆的配合，可以限制平台単元在Z方向上的自由度。因此，本技术的导向和锁紧系统不仅可以作为提升系统对平台单元进行升降，也可以作为自锁系统在平台単元静止时对平台单元进行自锁。本技术通过提升系统和自锁系统同时工作，避免了提升系统突然出现故障时整 个平台単元整体或局部下滑的可能性。另ー方面，本技术可利用多个锁紧机构来构成多点滚动导向系统，例如在每条桩腿的两侧各有6个锁紧机构，即有6套滚轮，从而可与桩腿共形成12个导向接触点，由于本技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导向和锁紧系统，其特征在于，用于与一自升式平台的梯型桩腿配合安装，所述梯型桩腿的至少一侧部上设置有多个横杆，所述多个横杆呈上下排列且相邻两个所述横杆之间间隔一距离，所述导向和锁紧系统包括：提升架，对应设置于所述梯型桩腿的所述至少一侧部的外侧，所述提升架包含分别与所述自升式平台连接的内轨单元和外轨单元，且所述内轨单元与所述外轨单元共同限定第一安装空间；锁紧机构，安装于所述第一安装空间内，其包含有传动机构、制动块、提升爪和动力驱动装置，所述传动机构包括一端枢接在一起的第一传动杆和第二传动杆，所述第一传动杆的另一端固定连接至所述外轨单元上，所述第二传动杆的另一端与所述提升爪通过第一连接销同轴转动连接，所述第二传动杆上还具有制动槽，所述制动块通过限位件可移动地安装于所述制动槽中，所述动力驱动装置包含升降液压缸，所述升降液压缸的一端固定于所述内轨单元上，而另一端则通过连杆与所述第一连接销驱动连接；其中，当所述升降液压缸停止动作时，所述提升架在所述自升式平台自身重力的作用下拉紧所述升降液压缸，所述升降液压缸通过所述连杆、所述第一连接销拉紧所述提升爪，使所述提升爪的一端与所述梯型桩腿的一个所述横杆接触，此时所述提升爪绕着所述第一连接销转动并在转动到其另一端与所述制动块相接触时由所述制动块阻挡制动，从而限制所述自升式平台在竖直的Z方向上的自由度；侧导向轮，对应设置于由相邻于所述梯型桩腿的所述至少一侧部的另一侧部与所述自升式平台共同限定的第二安装空间内，且所述侧导向轮安装在两个相对的安装板之间，而所述两个安装板与所述自升式平台相连，所述侧导向轮沿所述另一侧部移动，并限制所述自升式平台在水平的Y方向上向所述梯型桩腿运动。...

【技术特征摘要】
1.一种导向和锁紧系统，其特征在于，用干与一自升式平台的梯型桩腿配合安装，所述梯型桩腿的至少ー侧部上设置有多个横杆，所述多个横杆呈上下排列且相邻两个所述横杆之间间隔ー距离，所述导向和锁紧系统包括 提升架，对应设置于所述梯型桩腿的所述至少ー侧部的外侧，所述提升架包含分别与所述自升式平台连接的内轨单元和外轨单元，且所述内轨单元与所述外轨単元共同限定第一安装空间； 锁紧机构，安装于所述第一安装空间内，其包含有传动机构、制动块、提升爪和动カ驱动装置，所述传动机构包括一端枢接在一起的第一传动杆和第二传动杆，所述第一传动杆的另一端固定连接至所述外轨単元上，所述第二传动杆的另一端与所述提升爪通过第一连接销同轴转动连接，所述第二传动杆上还具有制动槽，所述制动块通过限位件可移动地安装于所述制动槽中，所述动カ驱动装置包含升降液压缸，所述升降液压缸的一端固定于所述内轨単元上，而另一端则通过连杆与所述第一连接销驱动连接； 其中，当所述升降液压缸停止动作时，所述提升架在所述自升式平台自身重力的作用下拉紧所述升降液压缸，所述升降液压缸通过所述连杆、所述第一连接销拉紧所述提升爪，使所述提升爪的一端与所述梯型桩腿的ー个所述横杆接触，此时所述提升爪绕着所述第一连接销转动并在转动到其另一端与所述制动块相接触时由所述制动块阻挡制动，从而限制所述自升式平台在竖直的Z方向上的自由度； 侧导向轮，对应设置于由相邻于所述梯型桩腿的所述至少一侧部的另ー侧部与所述自升式平台共同限定的第二安装空间内，且所述侧导向轮安装在两个相対的安装板之间，而所述两个安装板与所述自升式平台相连，所述侧导向轮沿所述另ー侧部移动，并限制所述自升式平台在水平的Y方向上向所述梯型桩腿运动。2.根据权利要求I所述的导向和锁紧系统，其特征在于，所述升降液压缸的另一端与所述连杆的一端通过第二连接销同轴转动连接，所述内轨単元具有导向槽，并在所述第一连接销的至少一端和/或所述第二连接销的至少一端上设置有外导向轮，所述外导向轮沿所述导向槽移动。3.根据权利要求2所述的导向和锁紧系统，其特征在干，所述梯型桩腿包含两个H型材，所述两个H型材相对设置且通过中间板连接；所述升降液压缸为三个，且所述三个升降液压缸的一端通过固定销与所述内轨単元固定，而所述固定销上设置有两个内导向轮，所述两个内导向轮分别位于所述三个升降液压缸中的相邻两个升降液压缸之间并沿着由所述两个H型材的端部部分的外表面形成的滑轨滑动，所述内导向轮限制所述自升式平台在水平的X方向上向所述梯型桩腿运动。4.根据权利要求3所述的导向和锁紧系统，其特征在于，所述外轨単元由两个相对设置且截面呈H型的外轨组成，且所述两个外轨的部分截面进一歩延伸连接在一起形成第一连接板并通过所述第一连接板与所述自升式平台连接；所述内轨単元由两个相对设置且...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵延剧，李磊，韩华伟，滕瑶，贺昌海，井秀萍，
申请(专利权)人：烟台中集来福士海洋工程有限公司，中国国际海运集装箱集团股份有限公司，
类型：实用新型
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