一种海洋平台悬臂梁推动插销装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及海洋工程辅助装置领域，特别涉及一种用于海洋平台重负荷悬臂梁往复运动的推动插销装置。
技术背景
[0002]海洋自升式钻井平台是海洋油气勘探开发的必要装备，悬臂梁是平台重要组成部分，使平台具有更大的作业范围和作业灵活性，实现平台一次就位完成多口井的作业能力。针对一般载荷悬臂梁的外伸及回缩运动，目前国内多采用“油缸+重力棘爪机构”推动的形式，其重力棘爪机构通过压重块的旋转，利用压重块与油缸的运动配合，实现悬臂梁系统间歇性的运动，具有成本较低，技术成熟的特点，但存在推动附加弯矩大、推动负荷损失多，对机构刚度要求高等弊病，多适用于悬臂梁负荷及悬伸距离较小的的情况。随着悬臂梁负荷要求的不断提高，重力棘爪机构的应用受到较大限制。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是为解决上述问题，提供一种海洋平台悬臂梁推动插销装置，用于实现海洋平台大位移、大负荷悬臂梁的推动，同时用于提高该悬臂梁推动插销装置的运动灵活性及可靠性。
[0004]本发明的海洋平台悬臂梁推动插销装置包括座板1、油缸连接眼板2、销套4、销头
5、销杆7、压缩弹簧8和弹簧压盖10 ;其中:销套4和油缸连接眼板2垂直固定于座板I上构成整体结构，销头5上方与销杆7连接后设在销套4内，弹簧压盖10连接在销套4顶部，销杆7上端部穿过弹簧压盖10并形成滑动配合，销杆7上端连接有旋转手柄9，压缩弹簧8套在弹簧压盖10和销头5之间的销杆7外。
[0005]上述方案进一步包括:
[0006]销头5上方还设有销导向套6，销导向套6与销套4之间由环形凸沿构成轴向限位配合；座板I两侧向下设有导向钩板3。
[0007]压缩弹簧8上方的销杆7上设有弹簧调节环11，在销套4上径向设有润滑油嘴15，销头5和销导向套6设环形油槽，在弹簧压盖10和销套4结合部设有压盖密封圈12。
[0008]销头5下部为单侧楔形弧面，弧面层截面曲率半径Rl与悬臂梁推板17插销孔18曲率半径R相同，楔形弧面顶点轮廓倾斜角c沿弧面顶点轮廓起始点向弧面顶点轮廓终止点方向逐渐减小，且满足:c = a-(a-b).X/B，和0°彡b彡c彡a彡45°，式中:a弧面顶点轮廓起始角，b弧面顶点轮廓终止角，B弧面宽度，X弧面层截面距离起点的宽度。
[0009]本发明海洋平台悬臂梁推动插销装置其特点之一是销套垂直固定于座板上表面，座板的开孔与销套孔贯通；两个油缸连接眼板分别与座板和销套连接，构成高强度框架；两个导向钩板对称安装于座板下表面两侧，形成槽型滑道结构。其特点之二是插销前端安装销头，后端安装销导向套和销杆，销头单侧为楔形弧面，销导向套内孔与销杆间形成环形空间。其特点之三压缩弹簧和弹簧调节环套于销杆上，压缩弹簧前端顶紧销头，后端压紧弹簧调节环。其特点之四是销套的内孔为上大下小的阶梯孔；销导向套为上大下小的阶梯轴，销导向套与销套内孔配合。其特点之五是插销及弹簧安装于销套内，销套顶端安装弹簧压盖，销杆穿过弹簧压盖内孔并在末端安装旋转手柄，插销及弹簧可通过旋转手柄在销套内旋转运动。其特垫之六是销套上设润滑油嘴，销头和销导向套设环形油槽，为插销在销套内运动提供润滑。
[0010]此外本发明装置的销头顶部弧面为多元空间曲面形式，并且为弧面顶点轮廓倾斜角C沿弧面顶点轮廓起始点向弧面顶点轮廓终止点方向逐渐减小，弧面层截面曲率半径Rl与悬臂梁推板插销孔曲率半径相同。
[0011]发明的有益效果:
[0012]发明涉及的一种悬臂梁推动插销装置实现海洋平台大位移、大负荷悬臂梁的推动，具有结构简单、推动负载能力高、附加弯矩损失小，操作简便等特点。发明涉及的销头弧面设计，使上述装置的插销更易脱出悬臂梁推板插销孔，提高了该悬臂梁推动插销装置的运动灵活性及可靠性。
【附图说明】
[0013]图1为一种实施例的俯视图。
[0014]图2为图1的主视图。
[0015]图3为图2的右视图。
[0016]图4为销头弧面局部纵中剖面图。
[0017]图5为图4的销头弧面俯视图。
[0018]图中:I座板，2油缸连接眼板，3导向钩板，4销套，5销头，6销导向套，7销杆，8压缩弹簧，9旋转手柄，10弹簧压盖，11弹簧调节环，12压盖密封圈，13手柄连接轴，14钩板螺钉，15润滑油嘴，16压盖螺钉，17悬臂梁推板，18悬臂梁推板插销孔，a弧面顶点轮廓起始角，b弧面顶点轮廓终止角，c弧面顶点轮廓倾斜角，B弧面宽度，H弧面高度，X弧面层截面距离起点的宽度，R插销曲率半径，Rl弧面层截面曲率半径。
【具体实施方式】
[0019]如图1、图2、图3所示，本实施例所涉及的一种海洋平台悬臂梁推动插销装置主要包括装置底座、插销、弹射机构、插销旋转机构、润滑和密封等；其中装置底座主要由座板
1、油缸连接眼板2、导向钩板3、销套4、弹簧压盖10、钩板螺钉14、压盖螺钉16组成；插销由销头5、销导向套6、销杆7组成；弹射机构由压缩弹簧8和弹簧调节环11组成；插销旋转机构由旋转手柄9及手柄连接轴13组成；润滑和密封主要包括压盖密封圈12和润滑油嘴15ο
[0020]其特征之一是销套4垂直固定于座板I上表面，座板I的开孔与销套4孔等尺寸贯通，作用是为插销和弹射机构提供导向和空间；两个油缸连接眼板2分别与座板I和销套4连接，构成高强度框架，作用是为驱动油缸与悬臂梁推动插销装置提供连接结构；两个导向钩板3对称安装于座板I下表面两侧，并通过钩板螺钉14与座板连接，形成槽型滑道结构，作用是保证悬臂梁推动插销装置沿悬臂梁推板17直线移动。
[0021]其特征之二是插销前端安装销头5，后端安装销导向套6和销杆7，销头5单侧为楔形弧面，另一侧为柱面，柱面与悬臂梁推板插销孔18接触时，为推动悬臂梁运动的主要受力面，楔形弧面与悬臂梁推板插销孔18接触时，保证插销能够自动脱出悬臂梁推板插销孔18 ;销导向套6内孔与销杆7间形成环形空间，为压缩弹簧8提供导向和支撑。
[0022]其特征之三是弹射机构的压缩弹簧8和弹簧调节环11套于销杆7上，压缩弹簧8前端顶紧销头5，后端压紧弹簧调节环11，销杆7为压缩弹簧8的运动提供导向和支撑，弹簧调节环11用于调整压缩弹簧8的松紧度。
[0023]其特征之四是销套4的内孔为上大下小的阶梯孔；销导向套6为上大下小的阶梯轴，销导向套6与销套4内孔配合，梯台作用是对插销在外弹过程中的位移进行限位。
[0024]其特征之五是插销及弹射机构安装于销套4内，销套4顶端安装弹簧压盖10压紧弹簧调节环11，弹簧压盖10与销套4采用压盖螺钉16连接；销杆7穿过弹簧压盖10内孔并在末端安装旋转手柄9，旋转手柄9与销杆7通过手柄连接轴13铰接。作用是插销及弹射机构可通过旋转手柄9在销套4内旋转运动，实现悬臂梁推动换向。
[0025]其特征之六是销套4上设润滑油嘴15，销头5和销导向套6设环形油槽，为插销在销套4内运动提供润滑。
[0026]如图4、图5所示，本装置的插销销头5顶部弧面为空间曲面形式。
[0027]其特征之一为弧面顶点轮廓倾斜角c沿弧面顶点轮廓起始点向弧面顶点轮廓终止点方向逐渐减小，即:c = a-(a-b).X/B，且0°彡b彡c彡a彡45°。保证在较小载荷作用条件下插销能够较易脱出悬臂梁推板插销孔18。
[0028]其特征之二是弧面层截面曲率半径Rl与悬臂梁推板插销孔18曲率半径相同，保证插销从悬臂梁推板插销孔18脱出过程中，插销弧面与悬臂梁推板插销孔18的边沿保持线接触，降低磨损及摩阻，提高装置的灵活性。
[0029]如图1、图2、图3所示，利用上述悬臂梁推动插销装置实现悬臂梁外伸及回缩推动的过程描述如下:
[0030](I)悬臂梁外伸过程，悬臂梁推动插销装置的导向钩板3抱于悬臂梁推板17上，在油缸拉力作用下，悬臂梁推动插销装置沿悬臂梁推板17向悬臂梁外伸反方向运动，此时悬臂梁不动；
[0031](2)在插销的销头5对应悬臂梁推板插销孔18时，插销在压缩弹簧8作用下，弹入悬臂梁推板插销孔18，调整插销方向，使销头5的柱面方向与悬臂梁外伸方向一致；
[0032](3)在油缸推力作用下，销头5的柱面与悬臂梁推板插销孔18边沿接触，并推动悬臂梁外伸运动；
[0033](4)在悬臂梁移动一个行程后，在油缸拉力作用下，销头5的楔形曲面与悬臂梁推板插销孔18边沿接触，插销沿楔形曲面自动回缩并压缩弹簧机构，并最终脱出悬臂梁推板插销孔18，进行下一个行程。
[0034](5)悬臂梁回缩过程中，相对于悬臂梁外伸过程，插销旋转180°，其它步骤类似。
[0035](6)相对于悬臂梁外伸过程，插销旋转90°，实现悬臂梁的锁紧，防止悬臂梁发生非可控的滑动。
【主权项】
1.一种海洋平台悬臂梁推动插销装置，其特征是包括座板(I)、油缸连接眼板(2)、销套⑷、销头(5)、销杆(7)、压缩弹簧⑶和弹簧压盖(10);其中:销套⑷和油缸连接眼板(2)垂直固定于座板(I)上构成整体结构，销头(5)上方与销杆(7)连接后设在销套(4)内，弹簧压盖(10)连接在销套(4)顶部，销杆(7)上端部穿过弹簧压盖(10)并形成滑动配合，销杆(7)上端连接有旋转手柄(9)，压缩弹簧(8)套在弹簧压盖(10)和销头(5)之间的销杆(7)外。2.根据权利要求1所述的海洋平台悬臂梁推动插销装置，其特征是:销头(5)上方还设有销导向套(6)，销导向套(6)与销套(4)之间由环形凸沿构成轴向限位配合；座板(I)两侧向下设有导向钩板(3)。3.根据权利要求2所述的海洋平台悬臂梁推动插销装置，其特征是:压缩弹簧(8)上方的销杆(7)上设有弹簧调节环(11)，在销套⑷上径向设有润滑油嘴(15)，销头(5)和销导向套(6)设环形油槽，在弹簧压盖(10)和销套(4)结合部设有压盖密封圈(12)。4.根据权利要求1或2、3所述的海洋平台悬臂梁推动插销装置，其特征是:销头(5)下部为单侧楔形弧面，弧面层截面曲率半径(Rl)与悬臂梁推板(17)插销孔(18)曲率半径(R)相同，楔形弧面顶点轮廓倾斜角(c)沿弧面顶点轮廓起始点向弧面顶点轮廓终止点方向逐渐减小，且满足:c = a-(a-b).X/B，和0°彡b彡c彡a彡45°，式中:a弧面顶点轮廓起始角，b弧面顶点轮廓终止角，B弧面宽度，X弧面层截面距离起点的宽度。
【专利摘要】本发明的一种海洋平台悬臂梁推动插销装置，用于实现海洋平台大位移、大负荷悬臂梁的推动。其中，悬臂梁推动插销装置主要包括装置底座、插销、弹射机构、插销旋转机构、润滑和密封等；其中装置底座主要由座板、油缸连接眼板、导向钩板、销套、弹簧压盖、钩板螺钉、压盖螺钉组成；插销由销头、销导向套、销杆组成；弹射机构由压缩弹簧和弹簧调节环组成；插销旋转机构由旋转手柄及手柄连接轴组成；润滑和密封主要包括压盖密封圈和润滑油嘴。同时，插销弧面设计为多元曲面。其具有结构简单、推动负载能力高、附加弯矩损失小，操作简便等特点。
【IPC分类】B63B35/44
【公开号】CN105599869
【申请号】CN201410675539
【发明人】崔希君, 蒙占彬, 樊敦秋, 张爱恩, 亓俊良, 徐松森, 魏羲, 王宏安, 徐增强, 崔青
【申请人】中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2014年11月21日