本發(fā)明涉及一種樁腿鎖緊裝置，具體涉及一種自升式海洋工程平臺樁腿鎖緊裝置及其鎖緊方法，用于鎖緊自升式海洋工程平臺的樁腿，屬于海洋工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著全球市場對石油能源的需求日益增長和陸地石油能源的不斷枯竭，世界各國己將石油開采地由傳統(tǒng)陸地轉(zhuǎn)向蘊(yùn)含豐富油氣資源的海洋。自升式鉆井平臺因其具備定位能力強(qiáng)、壽命長、造價(jià)低廉和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)一直是各國開采海上石油的主流裝備。鉆井平臺中可實(shí)現(xiàn)平臺樁腿鎖緊的鎖緊裝置是整個(gè)平臺的關(guān)鍵部件之一，是用于保護(hù)升降系統(tǒng)、提升平臺在海洋環(huán)境下作業(yè)安全及作業(yè)能力的設(shè)備。

樁腿鎖緊裝置的主要作用是在自升式鉆井平臺升起后，使用傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使鎖緊齒輪與樁腿齒條嚙合，隨后將作用在升降系統(tǒng)上的平臺重量及環(huán)境載荷、作業(yè)載荷轉(zhuǎn)移到鎖緊裝置上，從而達(dá)到提高在惡劣海況及鉆井作業(yè)等工況下作業(yè)安全和作業(yè)能力以及保護(hù)升降系統(tǒng)的目的。傳統(tǒng)的樁腿鎖緊裝置主要采用蝸輪蝸桿楔塊以及鎖緊齒條進(jìn)行鎖緊，這類鎖緊置結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，在平臺作業(yè)式及抗擊惡劣天氣時(shí)穩(wěn)定性不高，容易出現(xiàn)卡死現(xiàn)象，安全可靠性低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種用于自升式海洋工程平臺的樁腿鎖緊裝置，利用液壓系統(tǒng)產(chǎn)生的推力，推動(dòng)剎車圓錐，使其壓在主軸端部的剎車錐形體上，利用摩擦力使主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使主軸上的齒輪與樁腿上的齒條停止相對運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而對樁腿進(jìn)行鎖緊，鎖緊后還將平臺的全部重量轉(zhuǎn)移到本發(fā)明的鎖緊裝置上。本發(fā)明解決了目前自升式海洋工程平臺鎖緊裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、穩(wěn)定性不足、成本高的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案為：

一種樁腿鎖緊裝置，包括樁腿，所述樁腿包括齒條和位于所述齒條兩側(cè)的弦管，還包括與所述樁腿相垂直布置的主軸，所述主軸上安裝有與所述齒條相嚙合的齒輪，所述齒輪兩側(cè)的所述主軸上對稱布置有與自升式海洋工程平臺相連接的支撐座，所述支撐座與所述主軸之間安裝有第一調(diào)心軸承，所述第一調(diào)心軸承的兩側(cè)分別設(shè)有第一法蘭盤，所述第一法蘭盤通過螺栓安裝在所述支撐座上，所述主軸的一端傳動(dòng)連接有升降電機(jī)，其另一端由外向內(nèi)依次安裝有剎車錐形體和與自升式海洋工程平臺相連接的推力支撐座，所述剎車錐形體的一端設(shè)有外剎車椎盤，另一端通過推力軸承壓在所述推力支撐座上，所述推力支撐座與所述主軸之間安裝有第二調(diào)心軸承，所述第二調(diào)心軸承內(nèi)圈的一端通過套筒壓在所述推力軸承上，其另一端通過安裝在所述主軸上的鎖緊螺母鎖緊，所述推力支撐座的一側(cè)還安裝有第二法蘭盤，所述第二法蘭盤通過螺栓安裝在所述推力支撐座上，所述剎車錐形體的一側(cè)設(shè)有與其同軸的剎車圓錐，所述剎車圓錐的一端通過銷軸鉸接有與所述主軸同軸的雙作用液壓缸，所述剎車圓錐的端部設(shè)有與所述外剎車椎盤相配合的內(nèi)剎車錐盤，所述內(nèi)剎車錐盤的內(nèi)錐面上安裝有剎車片，所述剎車圓錐的外側(cè)設(shè)有與自升式海洋工程平臺上的滑槽相配合的導(dǎo)板。

進(jìn)一步，所述剎車片鉚接在所述剎車圓錐的所述內(nèi)剎車追盤的內(nèi)錐面上，更加安全可靠。

進(jìn)一步，所述雙作用液壓缸的油口上安裝有雙向液壓鎖，避免由于重力作用所述雙作用液壓缸動(dòng)作。

進(jìn)一步，所述第一調(diào)心軸承和所述第二調(diào)心軸承都為雙排調(diào)心滾子軸承。

進(jìn)一步，所述齒輪通過平鍵與所述主軸傳動(dòng)連接，由于主軸直徑較大，采用平鍵加工更加簡單。

本發(fā)明的一種樁腿鎖緊裝置的鎖緊方法，當(dāng)自升式海洋工程平臺升降到所需高度需要鎖緊時(shí)，控制所述升降電機(jī)停轉(zhuǎn)，同時(shí)啟動(dòng)所述雙作用液壓缸1工作，推動(dòng)所述剎車圓錐3向所述剎車錐形體4方向直線移動(dòng)，使所述剎車圓錐3上的所述剎車片13緊壓在所述剎車錐形體4的所述外剎車椎盤18表面產(chǎn)生摩擦阻力，從而使所述剎車錐形體4和位于同一所述主軸8上的所述齒輪11停止轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使所述齒條9與所述齒輪11之間的相對運(yùn)動(dòng)停止，達(dá)到對所述樁腿16的鎖緊；解鎖時(shí)，控制所述雙作用液壓缸1動(dòng)作相反，拉動(dòng)所述剎車圓錐3直線移動(dòng)，使其與所述剎車錐形體4脫離即可。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明所提供的樁腿鎖緊裝置，通過液壓系統(tǒng)提供的推力和摩擦力使海洋平臺的樁腿停止移動(dòng)，對其進(jìn)行鎖緊，具有承受載荷大、結(jié)構(gòu)簡單、傳動(dòng)穩(wěn)定、性能安全和控制可靠等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的三維示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的剎車圓錐示意圖一；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例的剎車圓錐示意圖二；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例的剎車錐形體示意圖一；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例的剎車錐形體示意圖二；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例的推力軸承示意圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例的第一法蘭盤示意圖；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例的鎖緊螺母示意圖；

圖9為本發(fā)明實(shí)施例的局部剖視圖；

圖中：1.雙作用液壓缸、2.銷軸、3.剎車圓錐、4剎車錐形體、5.推力軸承、6.推力支撐座、7.第一法蘭盤、8.主軸、9.齒條、11.齒輪、12.支撐座、13.剎車片、14.第一調(diào)心軸承、15.鎖緊螺母、16.樁腿、17.弦管、18.外剎車椎盤、19.第二調(diào)心軸承、20.套筒、21.第二法蘭盤、22.內(nèi)剎車錐盤、23.導(dǎo)板。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說明。

本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和方向術(shù)語)具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。

如圖1至圖9所示：為本發(fā)明的一種樁腿鎖緊裝置，包括樁腿16，所述樁腿16包括齒條9和位于所述齒條9兩側(cè)的弦管17，還包括與所述樁腿16相垂直布置的主軸8，所述主軸8上安裝有與所述齒條9相嚙合的齒輪11，所述齒輪11兩側(cè)的所述主軸8上對稱布置有與自升式海洋工程平臺相連接的支撐座12，所述支撐座12與所述主軸8之間安裝有第一調(diào)心軸承14，所述第一調(diào)心軸承14的兩側(cè)分別設(shè)有第一法蘭盤7，所述第一法蘭盤7通過螺栓安裝在所述支撐座12上，所述主軸8的一端傳動(dòng)連接有升降電機(jī)(圖中未示出)，其另一端由外向內(nèi)依次安裝有剎車錐形體4和與自升式海洋工程平臺相連接的推力支撐座6，所述剎車錐形體4的一端設(shè)有外剎車椎盤18，另一端通過推力軸承5壓在所述推力支撐座6上，所述推力支撐座6與所述主軸8之間安裝有第二調(diào)心軸承19，所述第二調(diào)心軸承19內(nèi)圈的一端通過套筒20壓在所述推力軸承5上，其另一端通過安裝在所述主軸8上的鎖緊螺母15鎖緊，所述推力支撐座6的一側(cè)還安裝有第二法蘭盤21，所述第二法蘭盤21通過螺栓安裝在所述推力支撐座6上，所述剎車錐形體4的一側(cè)設(shè)有與其同軸的剎車圓錐3，所述剎車圓錐3的一端通過銷軸2鉸接有與所述主軸8同軸的雙作用液壓缸1，所述剎車圓錐3的端部設(shè)有與所述外剎車椎盤18相配合的內(nèi)剎車錐盤22，所述內(nèi)剎車錐盤22的內(nèi)錐面上安裝有剎車片13，所述剎車圓錐3的外側(cè)設(shè)有與自升式海洋工程平臺上的滑槽相配合的導(dǎo)板23。

其中，所述剎車片13鉚接在所述剎車圓錐3的所述內(nèi)剎車追盤22的內(nèi)錐面上。

所述雙作用液壓缸1的油口上安裝有雙向液壓鎖(圖中未示出)。

所述第一調(diào)心軸承14和所述第二調(diào)心軸承19都為雙排調(diào)心滾子軸承。

所述齒輪11通過平鍵與所述主軸8傳動(dòng)連接。

作用原理

鎖緊前，所述升降電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)所述主軸8和主軸8上面的齒輪11旋轉(zhuǎn)，所述升降電機(jī)固定在船體上，從而使自升式海洋工程平臺沿所述樁腿16上下運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自升式海洋工程平臺的升降。

當(dāng)自升式海洋工程平臺升降到所需高度需要鎖緊時(shí)，控制所述升降電機(jī)停轉(zhuǎn)，同時(shí)啟動(dòng)所述雙作用液壓缸1工作，推動(dòng)所述剎車圓錐3向所述剎車錐形體4方向直線移動(dòng)，使所述剎車圓錐3上的所述剎車片13緊壓在所述剎車錐形體4的所述外剎車椎盤18表面產(chǎn)生摩擦阻力，從而使所述剎車錐形體4和位于同一所述主軸8上的所述齒輪11停止轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使所述齒條9與所述齒輪11之間的相對運(yùn)動(dòng)停止，達(dá)到對所述樁腿16的鎖緊作用，解鎖時(shí)，控制所述雙作用液壓缸1動(dòng)作相反，拉動(dòng)所述剎車圓錐3，使其與所述剎車錐形體4脫離即可。

在鎖緊過程中所述雙作用液壓缸1施加的軸向推力由所述推力軸承5和所述推力支撐座6承受，所述推力支撐座6和所述主軸8之間通過所述第二調(diào)心軸承19連接，所述第二調(diào)心軸承19由所述第二法蘭盤21和所述鎖緊螺母15進(jìn)行軸向定位，所述推力支撐座6固定在船體上，防止所述主軸8的軸向竄動(dòng)；所述推力支撐座6一側(cè)有兩所述支撐座12，所述支撐座12和內(nèi)安裝有所述第一調(diào)心軸承14也起到支撐所述主軸8的作用。

雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。