适用于圆柱桩腿升降系统检测桩靴位置的装置及方法与流程

本发明属于海洋平台技术领域，涉及一种适用于圆柱桩腿升降系统检测桩靴位置的装置及方法。

背景技术：

随着海洋技术的不断发展，海洋平台使用的越来越广泛，常见的海洋平台都配有相应的升降系统。海洋平台常见的升降系统可以分为齿轮齿条式和液压插销式，由于同等吨位液压插销升降系统造价相对较低，近年来海上风电领域大量使用带有液压插销升降系统的海洋平台。液压插销升降系统普遍运用于圆柱桩腿，在桩腿底部与桩靴处焊接固定。

当海洋平台工作时，通过升降系统将海洋平台升置离海平面相应的高度，辅助平台上其它设备工作；当海洋平台需要移位到下一个海域工作时，通过升降系统将海洋平台降到海平面，把桩腿从海底拔出收至平台下围井内，然后移位到下一个海域工作。在平台托航或移位时，桩靴都必须收到平台下围井处，否则在托航或移位时，桩靴侧边会受到海浪的冲击使海洋平台底部受力不规则，导致海洋平台托航或移位处于危险中。然而桩靴是否完全收到平台下围井内，目前只是通过程序中下限位程序来判定和相应船员在固桩室内围井处观察来共同确定。特别是在调试阶段，都是通过船员在固桩室围井处观察，极易操作失误，造成桩靴撞击甚至撕拉平台下围井（船底），导致船底、桩腿变形，严重影响平台工作效率。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种适用于圆柱桩腿升降系统检测桩靴位置的装置及方法，结构简单，采用调节机构的套筒与顶升机构的底座连接，限位机构位于套筒内与底座连接，密封装置罩设于套筒外，信号检测装置位于密封装置内与调节机构的盖板连接，调节机构的顶杆穿过限位机构和调节机构伸出底座外，升降系统提升桩腿带动桩靴与顶杆抵触推动顶杆上升，顶杆上升时被信号检测装置检测，控制升降系统启停及提升速度，桩靴进入平台下围井内的设定位置不与船底碰撞，入井精准，有效避免桩腿和船底变形，提升效率高，操作简单方便。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种适用于圆柱桩腿升降系统检测桩靴位置的装置，它包括顶升机构、限位机构、调节机构、信号检测装置和密封装置；所述限位机构位于调节机构的套筒内，套筒和限位机构的固定管及密封装置与顶升机构的底座连接，信号检测装置的支架与调节机构的盖板连接，调节机构和信号检测装置位于密封装置内。

所述顶升机构包括与底座滑动配合的顶杆，以及与顶杆连接的挡板。

所述底座内设置密封圈与顶杆配合。

所述限位机构包括固定管螺纹配合的螺杆，以及与螺杆另一端配合的轴承，轴承与限位板连接。

所述调节机构包括与套筒上端连接的盖板，以及位于套筒内的弹簧和调节板，调节螺钉与盖板配合与调节板连接。

所述信号检测装置包括与支架连接的第一接近开关和第二接近开关；第一接近开关和第二接近开关位于顶升机构的顶杆一侧。

所述密封装置包括与密封罩联通的排水管。

所述顶升机构的顶杆位于挡板下端部分依次穿过限位机构的限位板和底座，限位板上侧面与挡板接触。

所述顶升机构的顶杆位于挡板上端部分依次穿过调节机构的弹簧、调节板和盖板，弹簧的两端分别与挡板和调节板抵触。

如上所述的适用于圆柱桩腿升降系统检测桩靴位置的装置的检测方法，它包括如下步骤：

s1，安装，将多个顶升机构的底座与船体连接，顶升机构的顶杆深入平台下围井内，顶杆与桩腿竖直平行垂直于桩靴；

s2，提升，升降系统启动提升桩腿，桩靴随桩腿同步上升，桩靴逐渐进入平台下围井内；

s3，检测，桩靴上侧面与顶杆抵触推动顶杆向上运动，当顶杆上端靠近第一接近开关时被第一接近开关感应，并将该感应信号传输给升降系统；

s4，缓升，升降系统感应到第一接近开关的信号后，降低桩腿的提升速度，使桩腿带动桩靴缓慢上升；

s5，入井，桩靴缓慢上升过程中进一步推动顶杆向上运动，当顶杆上端靠近第二接近开关时被第二接近开关感应，并将该感应信号传输给升降系统，升降系统停止提升，此时，桩靴完全进入平台下围井内，不与船底接触。

一种适用于圆柱桩腿升降系统检测桩靴位置的装置，它包括顶升机构、限位机构、调节机构、信号检测装置和密封装置；所述限位机构位于调节机构的套筒内，套筒和限位机构的固定管及密封装置与顶升机构的底座连接，信号检测装置的支架与调节机构的盖板连接，调节机构和信号检测装置位于密封装置内。结构简单，通过调节机构的套筒与顶升机构的底座连接，限位机构位于套筒内与底座连接，密封装置罩设于套筒外，信号检测装置位于密封装置内与调节机构的盖板连接，调节机构的顶杆穿过限位机构和调节机构伸出底座外，升降系统提升桩腿带动桩靴与顶杆抵触推动顶杆上升，顶杆上升时被信号检测装置检测，控制升降系统启停及提升速度，桩靴进入平台下围井内的设定位置不与船底碰撞，入井精准，有效避免桩腿和船底变形，提升效率高，操作简单方便。

在优选的方案中，所述顶升机构包括与底座滑动配合的顶杆，以及与顶杆连接的挡板。结构简单，安装时，底座与船体连接固定，使用时，挡板下端的顶杆的杆体沿底座垂直滑动。

在优选的方案中，所述底座内设置密封圈与顶杆配合。结构简单，使用时，顶杆与底座滑动时，密封圈与顶杆配合密封，阻挡平台下围井内的水进入到套筒内。

在优选的方案中，所述限位机构包括固定管螺纹配合的螺杆，以及与螺杆另一端配合的轴承，轴承与限位板连接。结构简单，使用时，旋转螺杆驱动限位板升高或降低，限位板升高或降低过程中驱动顶杆随之上升或升高。

在优选的方案中，所述调节机构包括与套筒上端连接的盖板，以及位于套筒内的弹簧和调节板，调节螺钉与盖板配合与调节板连接。结构简单，使用时，旋转调节螺钉驱动调节板对弹簧进行压缩，调节弹簧的压缩量，使顶杆上升过程中减缓冲击力，当桩靴下降过程中弹簧伸展驱动顶杆复位。

在优选的方案中，所述信号检测装置包括与支架连接的第一接近开关和第二接近开关；第一接近开关和第二接近开关位于顶升机构的顶杆一侧。结构简单，使用时，第一接近开关用于检测桩靴进入平台下围井内，并向升降系统发出信号；第二接近开关用于限定桩靴的提升高度，避免桩靴冲撞船底。

在优选的方案中，所述密封装置包括与密封罩联通的排水管。结构简单，使用时，当有水进入套筒内后，从套筒底部的槽口流出进入密封罩内，通过排水管排出。

在优选的方案中，所述顶升机构的顶杆位于挡板下端部分依次穿过限位机构的限位板和底座，限位板上侧面与挡板接触。结构简单，使用时，限位板与挡板接触，限制顶杆伸出底座外的长度。

在优选的方案中，所述顶升机构的顶杆位于挡板上端部分依次穿过调节机构的弹簧、调节板和盖板，弹簧的两端分别与挡板和调节板抵触。结构简单，使用时，顶杆向上运动过程中，驱动挡板压缩弹簧，顶杆的上端向运动过程中依次靠近第一接近开关和第二接近开关。

在优选的方案中，如上所述的适用于圆柱桩腿升降系统检测桩靴位置的装置的检测方法，它包括如下步骤：

s1，安装，将多个顶升机构的底座与船体连接，顶升机构的顶杆深入平台下围井内，顶杆与桩腿竖直平行垂直于桩靴；

s2，提升，升降系统启动提升桩腿，桩靴随桩腿同步上升，桩靴逐渐进入平台下围井内；

s3，检测，桩靴上侧面与顶杆抵触推动顶杆向上运动，当顶杆上端靠近第一接近开关时被第一接近开关感应，并将该感应信号传输给升降系统；

s4，缓升，升降系统感应到第一接近开关的信号后，降低桩腿的提升速度，使桩腿带动桩靴缓慢上升；

s5，入井，桩靴缓慢上升过程中进一步推动顶杆向上运动，当顶杆上端靠近第二接近开关时被第二接近开关感应，并将该感应信号传输给升降系统，升降系统停止提升，此时，桩靴完全进入平台下围井内，不与船底接触。该方法操作简单方便，在升降系统提升桩腿过程中，通过第一接近开关感应信号控制升降系统减速，通过第二接近开关感应信号控制升降系统停止提升，有效避免桩靴与平台下围井和船底发生碰撞导致损坏变形。

一种适用于圆柱桩腿升降系统检测桩靴位置的装置及方法，它包括顶升机构、限位机构、调节机构、信号检测装置和密封装置，通过调节机构的套筒与顶升机构的底座连接，限位机构位于套筒内与底座连接，密封装置罩设于套筒外，信号检测装置位于密封装置内与调节机构的盖板连接，调节机构的顶杆穿过限位机构和调节机构伸出底座外，升降系统提升桩腿带动桩靴与顶杆抵触推动顶杆上升，顶杆上升时被信号检测装置检测，控制升降系统启停及提升速度。本发明克服了原桩腿提升时依靠操作者直观判断入井位置容易导致碰撞船体发生损坏变形的问题。具有结构简单，桩靴进入平台下围井内的设定位置不与船底碰撞，入井精准，有效避免桩腿和船底变形，提升效率高，操作简单方便的特点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明底座的结构示意图。

图3为图2的俯视示意图。

图4为本发明调节螺钉的结构示意图。

图5为本发明顶杆的结构示意图。

图6为本发明的使用状态图。

图7为本发明与桩腿安装的位置示意图。

图中：顶升机构1，底座11，顶杆12，挡板13，密封圈14，限位机构2，固定管21，螺杆22，轴承23，限位板24，调节机构3，套筒31，盖板32，弹簧33，调节板34，调节螺钉35，信号检测装置4，支架41，第一接近开关42，第二接近开关43，密封装置5，密封罩51，排水管52。

具体实施方式

如图1~图7中，一种适用于圆柱桩腿升降系统检测桩靴位置的装置，它包括顶升机构1、限位机构2、调节机构3、信号检测装置4和密封装置5；所述限位机构2位于调节机构3的套筒31内，套筒31和限位机构2的固定管21及密封装置5与顶升机构1的底座11连接，信号检测装置4的支架41与调节机构3的盖板32连接，调节机构3和信号检测装置4位于密封装置5内。结构简单，通过调节机构3的套筒31与顶升机构1的底座11连接，限位机构2位于套筒31内与底座11连接，密封装置5罩设于套筒31外，信号检测装置4位于密封装置5内与调节机构3的盖板32连接，调节机构3的顶杆12穿过限位机构2和调节机构3伸出底座11外，升降系统提升桩腿带动桩靴与顶杆12抵触推动顶杆12上升，顶杆12上升时被信号检测装置4检测，控制升降系统启停及提升速度，桩靴进入平台下围井内的设定位置不与船底碰撞，入井精准，有效避免桩腿和船底变形，提升效率高，操作简单方便。

优选的方案中，所述顶升机构1包括与底座11滑动配合的顶杆12，以及与顶杆12连接的挡板13。结构简单，安装时，底座11与船体连接固定，使用时，挡板13下端的顶杆12的杆体沿底座11垂直滑动。

优选地，底座11为柱状体，位于两端分别设置固定板和法兰盘，固定板与船体连接，法兰盘与密封装置5连接。

优选的方案中，所述底座11内设置密封圈14与顶杆12配合。结构简单，使用时，顶杆12与底座11滑动时，密封圈14与顶杆12配合密封，阻挡平台下围井内的水进入到套筒31内。

优选的方案中，所述限位机构2包括固定管21螺纹配合的螺杆22，以及与螺杆22另一端配合的轴承23，轴承23与限位板24连接。结构简单，使用时，旋转螺杆22驱动限位板24升高或降低，限位板24升高或降低过程中驱动顶杆12随之上升或升高。

优选的方案中，所述调节机构3包括与套筒31上端连接的盖板32，以及位于套筒31内的弹簧33和调节板34，调节螺钉35与盖板32配合与调节板34连接。结构简单，使用时，旋转调节螺钉35驱动调节板34对弹簧33进行压缩，调节弹簧33的压缩量，使顶杆12上升过程中减缓冲击力，当桩靴下降过程中弹簧33伸展驱动顶杆12复位。

优选地，调节板34上侧设置耐磨环，调节螺钉35穿过耐磨环与调节板34上的通孔配合，调节螺钉35与耐磨环抵触。

优选的方案中，所述信号检测装置4包括与支架41连接的第一接近开关42和第二接近开关43；第一接近开关42和第二接近开关43位于顶升机构1的顶杆12一侧。结构简单，使用时，第一接近开关42用于检测桩靴进入平台下围井内，并向升降系统发出信号；第二接近开关43用于限定桩靴的提升高度，避免桩靴冲撞船底。

优选的方案中，所述密封装置5包括与密封罩51联通的排水管52。结构简单，使用时，当有水进入套筒31内后，从套筒31底部的槽口流出进入密封罩51内，通过排水管52排出。

优选地，排水管52穿过套筒31底座11的法兰盘与密封罩51连通。

优选的方案中，所述顶升机构1的顶杆12位于挡板13下端部分依次穿过限位机构的限位板24和底座11，限位板24上侧面与挡板13接触。结构简单，使用时，限位板24与挡板13接触，限制顶杆12伸出底座11外的长度。

优选的方案中，所述顶升机构1的顶杆12位于挡板13上端部分依次穿过调节机构3的弹簧33、调节板34和盖板32，弹簧33的两端分别与挡板13和调节板34抵触。结构简单，使用时，顶杆12向上运动过程中，驱动挡板13压缩弹簧33，顶杆12的上端向运动过程中依次靠近第一接近开关42和第二接近开关43。

优选的方案中，如上所述的适用于圆柱桩腿升降系统检测桩靴位置的装置的检测方法，它包括如下步骤：

s1，安装，将多个顶升机构1的底座11与船体连接，顶升机构1的顶杆12深入平台下围井内，顶杆12与桩腿竖直平行垂直于桩靴；

s2，提升，升降系统启动提升桩腿，桩靴随桩腿同步上升，桩靴逐渐进入平台下围井内；

s3，检测，桩靴上侧面与顶杆12抵触推动顶杆12向上运动，当顶杆12上端靠近第一接近开关42时被第一接近开关42感应，并将该感应信号传输给升降系统；

s4，缓升，升降系统感应到第一接近开关42的信号后，降低桩腿的提升速度，使桩腿带动桩靴缓慢上升；

s5，入井，桩靴缓慢上升过程中进一步推动顶杆12向上运动，当顶杆12上端靠近第二接近开关43时被第二接近开关43感应，并将该感应信号传输给升降系统，升降系统停止提升，此时，桩靴完全进入平台下围井内，不与船底接触。该方法操作简单方便，在升降系统提升桩腿过程中，通过第一接近开关42感应信号控制升降系统减速，通过第二接近开关43感应信号控制升降系统停止提升，有效避免桩靴与平台下围井和船底发生碰撞导致损坏变形。

如上所述的适用于圆柱桩腿升降系统检测桩靴位置的装置及方法，安装使用时，调节机构3的套筒31与顶升机构1的底座11连接，限位机构2位于套筒31内与底座11连接，密封装置5罩设于套筒31外，信号检测装置4位于密封装置5内与调节机构3的盖板32连接，调节机构3的顶杆12穿过限位机构2和调节机构3伸出底座11外，升降系统提升桩腿带动桩靴与顶杆12抵触推动顶杆12上升，顶杆12上升时被信号检测装置4检测，控制升降系统启停及提升速度，桩靴进入平台下围井内的设定位置不与船底碰撞，入井精准，有效避免桩腿和船底变形，提升效率高，操作简单方便。

使用时，挡板13下端的顶杆12的杆体沿底座11垂直滑动。

使用时，顶杆12与底座11滑动时，密封圈14与顶杆12配合密封，阻挡平台下围井内的水进入到套筒31内。

使用时，旋转螺杆22驱动限位板24升高或降低，限位板24升高或降低过程中驱动顶杆12随之上升或升高。

使用时，旋转调节螺钉35驱动调节板34对弹簧33进行压缩，调节弹簧33的压缩量，使顶杆12上升过程中减缓冲击力，当桩靴下降过程中弹簧33伸展驱动顶杆12复位。

使用时，第一接近开关42用于检测桩靴进入平台下围井内，并向升降系统发出信号；第二接近开关43用于限定桩靴的提升高度，避免桩靴冲撞船底。

使用时，当有水进入套筒31内后，从套筒31底部的槽口流出进入密封罩51内，通过排水管52排出。

使用时，限位板24与挡板13接触，限制顶杆12伸出底座11外的长度。

使用时，顶杆12向上运动过程中，驱动挡板13压缩弹簧33，顶杆12的上端向运动过程中依次靠近第一接近开关42和第二接近开关43。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。