用于平移操纵能相对于固定支座移动的结构的装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于相对于固定支座在提升或降下方向上操纵可移动结构的装 置；本发明尤其涉及自升式（通常称作"自顶式（jack-up)"）近海装置、平台或船的领域。
【背景技术】
[0002] 一些称作"自顶式"的自升式近海装置包括：
[0003] -壳架，其通过浮起并接纳有用部件来允许该装置移动，和
[0004] -可沿壳架在提升或降下方向上操纵的多个可移动支腿，其被设计成搁靠在地面 上。
[0005] 这样，这些近海装置可通过在它们的支腿被升起时浮起而移动，而当这些支腿被 降下时则搁靠在海床上。
[0006] 为了确保它们在提升和降下方向上的操纵，这些支腿通常包括与由壳架上所配备 的马达机构驱动的小齿轮协作的齿条。
[0007] 然而，当今，这种自升式近海装置可在存在小浪涌（即通常低于2米高的波浪）的 情况下将它的支腿搁靠在海床上。
[0008] 事实上，在中到高浪涌（通常高度分别高于2米或高于4米的波浪）的情况下，浮 起的壳架的侧倾和俯仰运动与支腿的刚度相结合在这些支腿每次撞击海床时引起动态过 载。
[0009] 这些过载尤其来自小齿轮马达机构，这些小齿轮马达机构由于它们的惯性而不能 有效地吸收由浪涌所施加的支腿运动。
[0010] 该现象严重地限制了例如用于安装风力涡轮机并且还位于特定石油钻井的构架 内的这种自升装置的开发。
[0011] 为了弥补这些缺陷，特定结构的小齿轮安装在浮动框架上并通过弹性体缓冲垫类 型的弹性装置连接到壳架。
[0012] 这种弹性装置允许动态过载的部分缓解。
[0013] 然而，在实践中，这种补偿并不充分。
[0014] 它还降低了处于升起位置的近海装置的刚度和稳定性，这与期望目标一一即，将 该近海装置安装在搁靠于海床上的支腿上以便将它固定一一相悖。
[0015] 因此，需要一种适合有效地分散并吸收来自可移动支腿对海床的撞击的力的操纵 装置。
[0016] 这种结构将尤其有利于允许在通常不利的浪涌条件（即中浪涌或甚至是高浪涌） 下操纵自升装置的支腿。
【发明内容】
[0017] 为此，实质上，本发明涉及一种在将马达机构连接到输出小齿轮的齿轮系中增加 转矩限制机构的新颖方法。
[0018] 特别地，根据本发明的装置一一其用于相对于固定支座（有利地沿提升或降下方 向）平移操纵可移动结构--包括：
[0019] -与所述可移动结构或所述固定支座成一体的至少一个齿条，和
[0020] _分别与所述固定支座或所述可移动结构成一体的至少一个输出小齿轮，其与所 述齿条啮合，以用于沿平移轴线（有利地是竖直的）对所述可移动结构进行平移操纵。
[0021] 输出小齿轮由马达机构通过由框架承载的齿轮系驱动，该齿轮系包括轮、小齿轮 和/或环形齿轮元件。
[0022] 此外，所述齿轮系的至少一个元件包括由配备有与所述框架配合的转矩限制机构 的轴承载的受控元件（6l6mentasservi)，该转矩限制机构具有以如下方式确定的极限转 矩：
[0023] -在受控元件的转矩低于所述极限转矩时使所述受控元件不能相对于所述框架旋 转，以便确保通过驱动所述输出小齿轮的旋转来操纵所述可移动结构的平移，并且
[0024] -在受控元件的转矩高于所述极限转矩时允许所述受控元件相对于所述框架旋 转，以避免向所述齿轮系施加静态或动态过载。
[0025] 这种操纵装置有利地能有效地消散和吸收结合有由外部条件产生的运动的、在地 面附近操纵可移动结构期间发生的静态和动态过载。
[0026] 可合并或彼此独立地考虑的其它有利特征在下文中陈述：
[0027] _转矩限制机构的极限转矩介于名义作用力（有利地对应于固定支座重量，视情 况而定对应于近海装置壳架重量）的〇. 1到3倍之间；
[0028] -转矩限制机构包括用于在操纵期间调节极限转矩的机构；
[0029] -转矩限制机构包括用于先导控制该转矩限制机构至停用（inactive)位置的机 构，在所述停用位置，受控元件不能相对于所述框架旋转；
[0030] _转矩限制机构包括多盘式制动器；
[0031] -转矩限制机构与水冷却机构相关联；
[0032] -操纵装置包括与输出小齿轮相关联的竖向齿条，并且齿轮系包括两个并列群组， 其中（i)用于驱动所述输出小齿轮旋转的第一群组由马达机构直接驱动，且（ii)第二群组 包括与所述转矩限制机构相关联的所述受控元件；
[0033] -该装置包括至少两个输出小齿轮，每个输出小齿轮都与一个齿条啮合并沿平行 的轴线延伸，该输出小齿轮由马达机构经齿轮系驱动。
[0034] 这些输出小齿轮有利地沿水平轴线延伸且它们被设置在相同的水平面或基本上 相同的水平面中（优选地，以使得各自与一个齿条配合），或相同的竖直平面或基本上相同 的竖直平面中（优选地，以使得两者与同一齿条配合）。
[0035] 在该后一实施例的架构内，齿轮系有利地包括两个并列群组，每个群组都被设置 成驱动两个输出小齿轮中的一个，其中：
[0036] (i)用于驱动第一输出小齿轮旋转的第一群组由马达机构直接驱动，和
[0037] (ii)用于驱动第二输出小齿轮旋转的第二群组由所述第一群组驱动，该第二群组 包括与所述转矩限制机构相关联的所述受控元件。
[0038] 在该架构内，第一群组和第二群组有利地各自都包括至少一个包括行星齿轮、环 形齿轮和卫星齿轮的周转轮系减速器（r6ducteur6picyd〇Yclal);所述第二群组的行星 齿轮对应于与转矩限制机构相关联的受控元件，且该第二群组的卫星齿轮被设置成直接或 间接地驱动第二输出小齿轮。
[0039] 这种情况下，两个并列群组的环形齿轮有利地包括用于它们的旋转联接的机构， 例如通过彼此直接联接或通过中间空转小齿轮联接的外齿。
[0040] 同样，这种情况下，各并列群组有利地在周转轮系减速器的下游包括两个串联的 减速器包括行星齿轮、环形齿轮和卫星齿轮的周转轮系减速器，和-带齿的轮；此外，串 联的减速器在两个并列群组中是颠倒设置/相反设置的，其中旋转联接机构位于所述并列 群组之一的一个周转轮系减速器的环形齿轮与另一并列群组的带齿的轮之间。
[0041] 本发明还大体涉及一种用于相对于固定支座在提升或降下方向上操纵可移动结 构的设备，其中，所述设备包括彼此叠加的多个根据本发明的装置。
[0042] 这种设备有利地包括自升（或"自顶"）式近海装置，其中，可移动结构包括支腿且 固定支座包括壳架。
[0043] 优选地，框架配备在固定支座上（换言之，框架有利地由固定支座承载）。
[0044] 这种结构的特别有利之处在于，它允许通过防止向齿轮系施加静态或动态过载而 在通常不利的浪涌条件（即中浪涌或甚至是高浪涌）下操纵自升装置的支腿。
[0045] 它尤其允许对来自可移动支腿对海床的撞击的力的有效消散和吸收。
【附图说明】
[0046] 通过下面参照附图对不同实施例的描述不加以任何限制地进一步说明本发明，在 附图中：
[0047] -图1是配备有根据本发明的操纵装置的近海装置的大体示意图；
[0048] -图2是根据本发明的装置的第一实施例的大体示意图，该装置包括由与马达机 构相关联的齿轮系驱动的单个输出小齿轮；
[0049] -图3示意性地示出根据本发明的装置的第二实施例，该装置包括用于安装在水 平面中的两个输出小齿轮且其齿轮系包括各自都具有周转轮系减速器的两个并列群组；
[0050] -图4示出形成根据图3的实施例的一个变型的根据本发明的装置的第三实施例， 其中输出小齿轮安装在竖直平面中；
[0051] -图5示出根据本发明的装置的第四实施例，其中两个输出小齿轮安装在水平面 中并由包括两个并列群组的齿轮系驱动旋转，每个并列群组都包括串联地设置在上游周转 轮系减速器中的两个减速器；
[0052] -图6示出形成根据图5的实施例的一个替代方案的根据本发明的装置的第五实 施例，其中输出小齿轮安装在竖直平面中。
【具体实施方式】
[0053] 根据本发明的操纵装置1有利地被设计成用于配备在可移动单元上。
[0054] 该可移动单元E有利地包括尤其用于近海应用一一例如用于安装近海风力涡轮 机一一的自升式（目前也称作"自顶式"）平台或船（图1)。
[0055] 根据本发明的操纵装置尤其被设计成允许相对于固定支座S-一例如近海装置E 的壳架--在可移动结构J如支腿的提升或降下方向上的操纵。
[0056] 这种近海装置E能在支腿J被升起时通过其壳架S浮在水面F处而移动；该装置 E在其支腿J被降下时能搁靠在海床M上，从而使其壳架S可以位于水面F上方。
[0057] 在实践中，如图1所示，自升装置E包括各自都与该操