專利名稱:張力錨具用可逆機(jī)械式聯(lián)接器的制作方法
本發(fā)明涉及一種新的可逆機(jī)械式聯(lián)接器，它用于從結(jié)構(gòu)上把帶有張力錨具的海上平臺(tái)的管狀錨具聯(lián)接到位于海底的基礎(chǔ)上。這種平臺(tái)叫做TLP，即“張力腿平臺(tái)”(Tension Leg Platform)。
已經(jīng)知道，這種海上平臺(tái)是利用一組張力管狀錨具錨定于海底，這些錨具利用可松開的機(jī)械式聯(lián)接器與海底基礎(chǔ)從結(jié)構(gòu)上聯(lián)接，聯(lián)接器在海底基礎(chǔ)上的對(duì)應(yīng)基座內(nèi)分別夾緊。
目前現(xiàn)有技術(shù)中所知的幾種用于將海上平臺(tái)的張力錨具聯(lián)接到海底基礎(chǔ)的可逆機(jī)械式聯(lián)接器都不能釋放錨管所承受的彎曲應(yīng)力。為了補(bǔ)償彎曲力矩，必須在錨具和聯(lián)接器之間有一個(gè)球形連接，雖然在深度較大的情況下這樣的裝置有許多固有的缺點(diǎn)。
本發(fā)明的目的正是要消除上述缺點(diǎn)，提供一種不需要使用附加設(shè)備并能釋放彎曲力矩的聯(lián)接器。
實(shí)現(xiàn)這一目的的聯(lián)接器是由一個(gè)管體構(gòu)成，在它的上面按一定間隔裝有兩種夾緊裝置夾緊杠桿和楔塊。
液力驅(qū)動(dòng)的夾緊杠桿在聯(lián)接器管體的最下端與基座上相應(yīng)的圓錐區(qū)之間發(fā)生機(jī)械接觸。
正是這種在圓錐面上的接觸，使縱向和橫向的力得以釋放。
楔塊也是液力驅(qū)動(dòng)的，它用于消除在聯(lián)接器管體上半部分和基座相應(yīng)部分之間的間隙。
通過楔塊，可以釋放水平力。正是由于夾緊杠桿和楔塊，這個(gè)聯(lián)接器不僅能夠釋放拉伸應(yīng)力和剪應(yīng)力，而且可以釋放彎曲力矩。事實(shí)上，由夾緊杠桿處的基座表面施加的反作用力的水平分力和楔塊處基座施加的反方向的力一起，形成一對(duì)彎曲力偶作用在錨管即帶錨管的聯(lián)接器的末端。
在不改變本發(fā)明實(shí)質(zhì)的情況下，做一些小的改動(dòng)，本聯(lián)接器便可傳遞扭矩。作法是，在楔塊外表面上提供適當(dāng)?shù)目v向延伸部分，將其插入基座上相應(yīng)的縱向槽中。
事實(shí)上，本發(fā)明的聯(lián)接器可以做到釋放大的拉伸、彎曲、剪切應(yīng)力并可包括扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。這是由于聯(lián)接器使用了從結(jié)構(gòu)觀點(diǎn)看是非常有效的，而且沒有被孔洞削弱的管狀幾何形狀，并且在夾緊裝置即夾緊杠桿和楔塊上的應(yīng)力都是壓應(yīng)力型的。
可實(shí)現(xiàn)無(wú)間隙夾緊，并且可以允許較大的結(jié)構(gòu)誤差。
利用非常簡(jiǎn)單的操作，可以將聯(lián)接器與基底夾緊或松開。
在實(shí)現(xiàn)聯(lián)接器和基座的夾緊時(shí)，允許較大的初始定位和對(duì)中誤差。
在夾緊后，可實(shí)現(xiàn)聯(lián)接器與基座的高精度對(duì)正和同心。這是由于基座上的園錐部分使本系統(tǒng)有自動(dòng)對(duì)中的功能。
當(dāng)液壓動(dòng)力管路切斷時(shí)，仍能保持聯(lián)接。這是由于楔塊是小楔角的，該角小于最小摩擦角，并且由于夾緊杠桿上夾緊摩擦的自鎖效應(yīng)。
在聯(lián)接器和其基座出現(xiàn)可能的尺寸變化(腐蝕、沖擊)之后仍能保持聯(lián)接。
對(duì)動(dòng)力油路的各組成部分提供高效的保護(hù)。
利用輔助裝置可以松開聯(lián)接器，既使液壓驅(qū)動(dòng)管路發(fā)生故障時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)松開。
總之，可逆機(jī)械式聯(lián)接器，被夾緊在海底基礎(chǔ)的對(duì)應(yīng)基座內(nèi)，以把帶張力錨具的海上平臺(tái)上的一個(gè)張力錨管錨接在該基礎(chǔ)上。根據(jù)本發(fā)明，該聯(lián)接器的特點(diǎn)是它是由實(shí)際上是圓柱形的本體組成，在圓柱形本體的底端是一個(gè)擴(kuò)展的圓錐，該圓錐可使一組夾緊杠桿產(chǎn)生徑向擴(kuò)展，這里所說的夾緊杠桿環(huán)繞下聯(lián)接圓環(huán)樞支于杠桿的上端，下聯(lián)接圓環(huán)與所說的園柱形本體同心，并在一組支撐于上述圓柱形本體的動(dòng)力油缸控制下做軸向運(yùn)動(dòng)，所述夾緊杠桿在彈簧作用下與所述園柱形本體始終保持接觸，并且在其展開位置上與所述基座的圓錐面機(jī)械地接觸。在所述圓柱形本體上半部分還有若干垂直導(dǎo)軌。這些導(dǎo)軌是為與所述基座的圓柱表面相配合的一組楔塊設(shè)置的，所述楔塊環(huán)繞上聯(lián)接圓環(huán)鉸支于楔塊的上端，上聯(lián)接圓環(huán)與所述圓柱形本體同心，并在第二組支撐于圓柱形本體的動(dòng)力油缸控制下做軸向運(yùn)動(dòng)，最后，還有使每一組油缸內(nèi)各個(gè)油缸的供油量相同的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，所述夾緊杠桿環(huán)繞著下聯(lián)接園環(huán)被若干具有很小結(jié)構(gòu)間隙的樞軸支撐，這樣使得當(dāng)聯(lián)接器處于夾緊狀態(tài)時(shí)，即夾緊杠桿壓在基座圓錐面上時(shí)樞軸不承受應(yīng)力。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，由于楔塊的楔角小于最小摩擦角，在承載時(shí)即使動(dòng)力油缸的壓力不足也不會(huì)松脫。
本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和最佳實(shí)施例可以從下面得到。本發(fā)明最佳實(shí)施例的更清楚地闡明了本發(fā)明，給出最佳實(shí)施例僅僅是為了典型化。而不是為了限制本發(fā)明，在這個(gè)實(shí)施例中總可以在不改變本發(fā)明精神的前提下引入各種技術(shù)上和結(jié)構(gòu)上的改變。
在附圖中圖1是本發(fā)明所述聯(lián)接器的正視局部剖面圖，此時(shí)它已經(jīng)插入與它有關(guān)的基座，但尚未夾緊。
圖2是本發(fā)明所述的聯(lián)接器的縱剖面圖，此時(shí)它夾緊在與它有關(guān)的基座上，其剖面是沿圖3A-A線展視的。
圖3是此聯(lián)接器放大的俯視剖面圖，其剖面為圖2的B-B截面。
圖4是此聯(lián)接器放大的俯視剖面圖，其剖面為圖2的C-C截面。
圖5是一個(gè)正相反的動(dòng)力油路圖。
圖6是本發(fā)明所述聯(lián)接器的一個(gè)細(xì)部的透視放大圖。
參照附圖，本聯(lián)接器是由一個(gè)管體(1)構(gòu)成，在管體的上部有與楔塊(12)相配合的導(dǎo)軌(2)，在管體的下端有一個(gè)帶有倒圓錐(3)的擴(kuò)展部分。
在接近聯(lián)接器管體下端的外周上，裝有三個(gè)動(dòng)力油缸(4)，它們的活塞桿都朝上鉸接在下聯(lián)接環(huán)(5)上。
在下聯(lián)接環(huán)(5)上通過支架(6)和樞軸(6′)裝有三對(duì)夾緊杠桿(7)(詳見圖4)。
夾緊杠桿(7)在彈簧(8)的作用下始終與聯(lián)接體或聯(lián)接器相接觸，彈簧(8)作用在杠桿和聯(lián)接環(huán)(5)上的支架(6′)之間(詳見圖6)。
夾緊杠桿(7)與將其聯(lián)接到園環(huán)(5)的支架(6)上的樞軸(6)之間有一點(diǎn)結(jié)構(gòu)間隙，這使得當(dāng)聯(lián)接器處于夾緊位置時(shí)，樞軸(6)上沒有應(yīng)力，而有關(guān)的力都被夾緊杠桿(7)轉(zhuǎn)移到基座的錐形體(19)上。
在聯(lián)接器管體的上半部外圍上，裝有三個(gè)動(dòng)力油缸(9)，它們的活塞桿都朝上鉸接在上園環(huán)(10)的下端。
通過小連接桿(11)把三個(gè)相隔120°分布的楔塊(12)與上園環(huán)連接，這些楔塊可以沿聯(lián)接器管體上相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)軌(2)滑動(dòng)。
楔塊(12)的楔角小于最小摩擦角，當(dāng)承載或動(dòng)力油缸(9)壓力不夠時(shí)，它可防止松脫。
在上聯(lián)接園環(huán)(10)上固定有提升孔(13)，以備當(dāng)遇到緊急情況必須手動(dòng)松開聯(lián)接器時(shí)使用。
上聯(lián)接園環(huán)(10)和下聯(lián)接園環(huán)(5)在其行程的上極限位置，分別與鉤子(14)和(15)嚙合。
鉤子(14)和(15)的作用是，在動(dòng)力油路卸載的情況下，承擔(dān)聯(lián)接園環(huán)及掛在園環(huán)上的裝置的重量。
在聯(lián)接器管體內(nèi)部裝有一部分動(dòng)力油路，這部分油路可能浸于低于室壓的油池中。
根據(jù)圖5，每一驅(qū)動(dòng)楔塊和夾緊杠桿的動(dòng)力油路分別由以下部分組成供油和回油管路(16)和(16′)流量分配器(17)和(17′)動(dòng)力油缸(4)和(9)連接油缸和流量分配器的動(dòng)力油路，經(jīng)過適當(dāng)布置在聯(lián)接器本體上或其底壁上的孔，穿過聯(lián)接器本體。
每一個(gè)流量分配器(17)或(17′)基本上由三個(gè)油馬達(dá)(齒輪馬達(dá)或軸向柱塞馬達(dá))組成，它們裝在同一軸上，以保證與其聯(lián)接的油缸組(9)或油缸組(4)的供油相等從而保證行程相同。
供油和回油管路(16)和(16′)被引入錨管內(nèi)，或經(jīng)過其它途徑，分別與油泵和出口聯(lián)接。
聯(lián)接器的基座由基本為園柱形的上部(18)(該部與楔塊嚙合)及圓錐形部分(19)組成，其作用是使諸夾緊杠桿對(duì)正軸心并與夾緊杠桿相嚙合。
位于基座內(nèi)的聯(lián)接器是以如下方式實(shí)現(xiàn)夾緊的如圖1所示，在其外部裝有動(dòng)力油缸的聯(lián)接器被裝入它的基座內(nèi)，固定在基座口上的定心錐(21)使這個(gè)操作易于實(shí)現(xiàn)?；吐?lián)接器之間存在的間隙使插入操作在對(duì)正或未對(duì)準(zhǔn)的情況下均可實(shí)現(xiàn)。
當(dāng)聯(lián)接器到達(dá)如圖1所示的位置時(shí)，下動(dòng)力油缸收縮，這使下聯(lián)接園環(huán)(5)下降，因而使靠在擴(kuò)展部分(3)上的杠桿(7)向外轉(zhuǎn)動(dòng)，此后聯(lián)接器被向上拉直到夾緊杠桿與基座的園錐部分(19)相接觸時(shí)為止。由于基座上的錐形部分(19)的作用，聯(lián)接器向上運(yùn)動(dòng)就實(shí)現(xiàn)了其下部的精確定心。
上動(dòng)力油缸收縮使上聯(lián)接園環(huán)(10)下降，結(jié)果使楔塊(12)緊壓在基座的嚙合區(qū)(18)上。
這使聯(lián)接器與基座精確對(duì)正，并使它們互相卡緊。
把聯(lián)接器與基座松開可按與上述關(guān)于夾緊的說明相同的步驟相反的方式實(shí)現(xiàn)。
動(dòng)力油路的任何故障，會(huì)使松開過程不能正常進(jìn)行，應(yīng)急的松開措施如下所述利用一個(gè)與提升孔(13)相聯(lián)接的輔助設(shè)備(如從平臺(tái)放下的繩索或裝在基礎(chǔ)上的提升系統(tǒng)。提升上園環(huán)(10)，使它與鉤子(14)嚙合。
由此而在楔塊(12)和基座上部分(18)之間產(chǎn)生間隙，使聯(lián)接器能向下運(yùn)動(dòng)。
聯(lián)接器的第一段向下運(yùn)動(dòng)首先使夾緊杠桿(7)靠到基座的底端(20)，聯(lián)接器的進(jìn)一步向下運(yùn)動(dòng)使聯(lián)接器的下園環(huán)(5)靠近鉤子(15)。
彈簧(8)或最終是基座的園錐區(qū)(19)，使夾緊杠桿(7)轉(zhuǎn)動(dòng)，這使聯(lián)接器可以從這個(gè)基座中退出。
權(quán)利要求
1.用于夾緊在基礎(chǔ)中適當(dāng)基座內(nèi)，以把帶張力錨具的海上平臺(tái)的一個(gè)張力錨管錨接在該基座上的可逆機(jī)械式聯(lián)接器，特征是，該聯(lián)接器由一個(gè)基本上是圓柱形的本體構(gòu)成，本體的底端結(jié)束于一個(gè)圓錐擴(kuò)展部分，這個(gè)圓錐擴(kuò)展部分用于使一組夾緊杠桿產(chǎn)生徑向擴(kuò)張，所述夾緊杠桿的上端環(huán)繞一個(gè)與所述柱形本體同心的下聯(lián)接園環(huán)用樞軸與該下園環(huán)聯(lián)接，下園環(huán)在一組支撐于所述柱形本體上的動(dòng)力油卸控制下做軸向運(yùn)動(dòng)，所述夾緊杠桿在彈簧作用下始終與所述本體保持接觸，并在其展開位置與所述基座的圓錐面機(jī)械地接觸。在所述本體的上半部分還有一組為一組楔塊而設(shè)置的垂直導(dǎo)軌，這組楔塊用于與所述基座的園柱表面相配合，所述楔塊上端環(huán)繞一個(gè)與所述園柱形本體同心的上聯(lián)接園環(huán)用樞軸與該上園環(huán)聯(lián)接，上園環(huán)在支撐于所述柱形本體的第二組動(dòng)力油缸的控制下做軸向運(yùn)動(dòng)，最后還有使各組油缸中各個(gè)油缸的供油量相同的裝置。
2.權(quán)利要求
1所述的可逆機(jī)械式聯(lián)接器，其特征是，夾緊杠桿環(huán)繞下聯(lián)接園環(huán)用樞軸與該園環(huán)聯(lián)接，在樞軸與杠桿間有微小間隙。
3.權(quán)利要求
1所述的可逆機(jī)械式聯(lián)接器，其特征是，所述楔塊的楔角小于最小摩擦角。
4.權(quán)利要求
1所述的可逆機(jī)械式聯(lián)接器，其特征是，在所述上聯(lián)接圓環(huán)上有一個(gè)提升孔，以便人工把聯(lián)接器和其基座松開。
5.權(quán)利要求
1所述的可逆機(jī)械式聯(lián)接器，其特征是，所述給兩組油缸中任一組的各個(gè)動(dòng)力油缸提供相同供油量的裝置是由一個(gè)流量分配器構(gòu)成，這個(gè)流量分配器由與所述動(dòng)力油缸數(shù)相等的若干油馬達(dá)組成，這些油馬達(dá)是齒輪馬達(dá)或軸向柱塞馬達(dá)，所述流量分配器裝在本體內(nèi)并浸在油中。
6.權(quán)利要求
1所述的可逆機(jī)械式聯(lián)接器，其特征是，所述園柱體上有兩組鉤子，以便當(dāng)柱形本體處于與其基座不嚙合的位置時(shí)，分別鉤住兩個(gè)所述的圓環(huán)以及鉸支在其上的裝置。
7.權(quán)利要求
1所述的可逆機(jī)械式聯(lián)接器，其特征在，所述的夾緊杠桿組包括三對(duì)互成120°分布的夾緊杠桿。
8.權(quán)利要求
1所述的可逆機(jī)械式聯(lián)接器，其特征是，所述的楔塊組包括三個(gè)互成120°分布的楔塊。
9.張力錨定用可逆機(jī)械式聯(lián)接器，如在此所公開和說明的那樣。
專利摘要
用于張力錨定的可逆機(jī)械式聯(lián)接器，由一個(gè)圓柱體構(gòu)成。其下端有一個(gè)圓錐形擴(kuò)展部，可以使一組環(huán)繞著一個(gè)聯(lián)接圓環(huán)鉸支的夾緊杠桿徑向擴(kuò)張。該圓環(huán)被一組動(dòng)力油缸控制做與柱體同心的軸向運(yùn)動(dòng)，夾緊杠桿在彈簧作用下始終與所述柱體保持接觸，在其展開位置杠桿與基座上的圓錐面接觸。在柱體的上半部分還有一組垂直導(dǎo)軌，為一組環(huán)繞著一個(gè)上聯(lián)接圓環(huán)鉸支的楔塊導(dǎo)向。該上圓環(huán)被另一組動(dòng)力油缸控制做與柱體同軸的軸向運(yùn)動(dòng)。
文檔編號(hào)B63B21/50GK85106062SQ85106062
公開日1987年4月8日 申請(qǐng)日期1985年8月10日
發(fā)明者阿波勞尼奧·迪·米奧, 羅伯托·布蘭迪 申請(qǐng)人:阿吉普公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan