专利名称：一种连续步进式液压升降装置及升降方法
技术领域：
本发明涉及一种液压升降装置及升降方法，特别是关于一种用于海洋自升式平台的连续步进式液压升降装置及升降方法。
背景技术：
在海洋工程中，自升式平台的应用范围很广，因其具有可移动、就位快速、施工简便等特点，在前期油藏勘测、海上平台钻井、修井、平台设备维修、小油田开采等各个方面都发挥了重要作用。目前我国具有这种功能的自升式平台有自强号、自立号、南海5号、海洋石油161、中海潮3号等。这些平台为实现升降装备了升降装置。现有平台升降装置主要有齿轮齿条式升降装置与步进式液压升降装置两种型式。与齿轮齿条式升降装置相比， 步进式液压升降装置具有制造精度要求低、工作平稳可靠、造价经济等优点，在国内应用广泛；其一主要缺点是不能连续升降，升降速度慢。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够实现连续步进式升降，升降速度快， 用于海洋自升式平台的连续步进式液压升降装置及升降方法。为实现上述目的，本发明采取以下技术方案一种连续步进式液压升降装置，其特征在于它包括一用于与平台连接为一体的固桩筒，所述固桩筒内上、下对称设置有两套升降装置；每一套所述升降装置均包括一用于锁紧、松开穿设在所述固桩筒内桩腿的上挟桩器，所述上挟桩器焊接在所述固桩筒的内壁，所述上挟桩器底端连接升降油缸，所述升降油缸的底端连接一用于锁紧、松开所述桩腿的下挟桩器，所述升降油缸连接液压系统。每一所述上挟桩器均包括一挟桩器筒体，所述挟桩器筒体的顶端和底端内壁均焊接有一环形的韧桩板，所述挟桩器筒体的中部内壁间隔焊接有两个固定环梁，两个所述固定环梁之间设置有一具有若干凸台的转动环梁；所述挟桩器筒体上对称开设有两条弧形长孔；所述挟桩器筒体的顶端和底端外壁上间隔对称焊接有若干翼板，各所述翼板的另一端焊接在所述固桩筒上，每一对上、下所述翼板之间均设置有一立板，各所述立板的一侧焊接在所述挟桩器筒体的外壁上，另一侧焊接在所述固桩筒上；所述挟桩器筒体外侧对称设置有两个回转油缸，各所述回转油缸的一端对应设置在一所述翼板上，另一端连接一转动板， 所述转动板的另一端穿过所述弧形长孔连接所述转动环梁；各所述回转油缸连接液压系统。所述上挟桩器中，每一所述固定环梁与其相邻的所述韧桩板之间均间隔设置有若干加强筋。每一所述下挟桩器均包括一挟桩器筒体，所述挟桩器筒体的顶端和底端内壁均焊接有一环形的韧桩板，所述挟桩器筒体的中部内壁间隔焊接有两个固定环梁，两个所述固定环梁之间设置有一具有若干凸台的转动环梁；所述挟桩器筒体上对称开设有两条弧形长孔；所述挟桩器筒体的顶端外壁上间隔焊接有若干翼板，各所述翼板的另一端焊接在所述
4固桩筒上，每一所述翼板底部设置有一立板，各所述立板的一侧焊接在所述挟桩器筒体的外壁上，另一侧呈斜面，与所述固桩筒内壁留有一定距离；所述挟桩器筒体外侧对称设置有两个回转油缸，各所述回转油缸的一端对应设置在一所述翼板上，另一端连接一转动板，所述转动板的另一端穿过所述弧形长孔连接所述转动环梁，各所述回转油缸连接液压系统。所述下挟桩器中，每一所述固定环梁与其相邻的所述韧桩板之间均间隔设置有若干加强筋。一种采用上述连续步进式液压升降装置的升降方法，包括以下步骤1)将固桩筒套设在桩腿外部，并与平台连接为一体，使上、下两套升降装置的升降油缸均处于收缩状态，两个上挟桩器和两个下挟桩器均处于锁紧状态，平台通过两个上挟桩器与桩腿固定；2) 升起平台时，将上部升降装置的上挟桩器和下挟桩器，以及下部升降装置的上挟桩器解锁； 3)液压系统控制下部升降装置的升降油缸伸出，推动平台上移，直至油缸行程到位；4)将上部升降装置的下挟桩器锁紧；将下部升降装置的下挟桩器解锁力)液压系统控制下部升降装置的升降油缸收缩，带动下部升降装置的下挟桩器上移，直至油缸行程到位，同时液压系统控制上部升降装置的升降油缸伸出，推动平台上移，直至油缸行程到位；6)将下部升降装置的下挟桩器锁紧；将上部升降装置的下挟桩器解锁；7)液压系统控制上部升降装置的升降油缸收缩，带动上部升降装置的下挟桩器上移，直至油缸行程到位，同时液压系统控制下部升降装置的升降油缸伸出，推动平台上移，直至油缸行程到位；8)返回步骤4)，直至平台连续上移到位后，各升降油缸均收缩至油缸行程到位，两个上挟桩器和两个下挟桩器均锁紧，平台通过两个上挟桩器与桩腿固定；9)下降平台时，将上部升降装置的上挟桩器， 以及下部升降装置的上挟桩器和下挟桩器解锁；10)液压系统控制下部升降装置的升降油缸伸出，带动下部升降装置的下挟桩器下移，直至油缸行程到位；11)将下部升降装置的下挟桩器锁紧；将上部升降装置的下挟桩器解锁；1 液压系统控制下部升降装置的升降油缸收缩，带动平台下移，直至油缸行程到位，同时液压系统控制上部升降装置的升降油缸伸出，带动上部升降装置的下挟桩器下移，直至油缸行程到位；1 将上部升降装置的下挟桩器锁紧；将下部升降装置的下挟桩器解锁；14)液压系统控制上部升降装置的升降油缸收缩，带动平台下移，直至油缸行程到位，同时液压系统控制下部升降装置的升降油缸伸出， 带动下部升降装置的下挟桩器下移，直至油缸行程到位；1 返回步骤11)，直至平台连续下降到位后，各升降油缸均收缩至油缸行程到位，两个上挟桩器和两个下挟桩器均锁紧，平台通过两个上挟桩器与桩腿固定。本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点1、本发明在固桩筒内设置有两套升降装置，工作时，下部升降装置执行举升或下放动作，使平台上升或下降一个节距，上部升降装置执行回程动作，然后，上部升降装置执行举升或下放动作，下部升降装置执行回程动作，如此反复进行，可以实现自升式平台的连续步进式升降。平台升降一个节距，需要升降油缸伸或缩一次，回转油缸伸缩各一次；与普通步进式液压升降装置相比，节省了升降油缸活塞收缩一次与回转油缸伸缩各一次的时间，从而大幅提高了升降速度。2、本发明对于自升式钻井平台、修井平台与安装平台，平台安装后，可由两套升降装置固定平台与桩腿，而不需要再设置锁桩器，结构简单。本发明装置结构设置简单巧妙，操作方便，能够实现连续步进式升降，升降速度快，可广泛用于海洋自升式平台上。
图1是本发明结构示意2是本发明挟桩器结构示意3是本发明挟桩器俯视示意图
具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本发明进行详细的描述。如图1所示，本发明包括一固桩筒1，固桩筒1与平台2连接为一体。固桩筒1内上、下对称设置有两套升降装置3。每一套升降装置3均包括一焊接在固桩筒1内壁的上挟桩器4，上挟桩器4底端连接升降油缸5，升降油缸5底端连接下挟桩器6。升降油缸5连接液压系统(图中未示出)。上挟桩器4和下挟桩器6均用于锁紧、松开穿设在固桩筒1内的桩腿7，桩腿7穿过平台2且底端固定设置在海底。如图2所示，每一上挟桩器4均包括一挟桩器筒体8，挟桩器筒体8的顶端和底端内壁均焊接有一环形的韧桩板9，韧桩板9用于限制升降装置3与桩腿7之间的相对水平位移。挟桩器筒体8的中部内壁间隔焊接有两个固定环梁10，每一固定环梁10与其相邻的韧桩板9之间均间隔设置有若干加强筋。两个固定环梁10之间设置有一转动环梁11，转动环梁11周向间隔设置有若干凸台，各凸台用于与桩腿7外部设置的楔块配合卡紧、松开。挟桩器筒体8上对称开设有两条弧形长孔。挟桩器筒体8的顶端和底端外壁上间隔对称焊接有若干翼板12，各翼板12的另一端焊接在固桩筒1上，每一对上、下翼板12之间均设置有一立板13，各立板13的一侧焊接在挟桩器筒体8的外壁上，另一侧焊接在固桩筒1上。挟桩器筒体8外侧对称设置有两个回转油缸14，各回转油缸14的一端对应设置在一翼板12 上，另一端连接一转动板15，转动板15的另一端穿过挟桩器筒体8上开设的弧形长孔连接转动环梁11。各回转油缸14连接液压系统(图中未示出)。下挟桩器6和上挟桩器4的结构相似，不同之处在于下挟桩器6的挟桩器筒体底端外壁没有焊接翼板，挟桩器筒体顶端外壁焊接的翼板底端设置的立板一侧与挟桩器筒体外壁焊接，另一侧呈斜面，且与固桩筒1的内壁具有一定距离。上述的上挟桩器4和下挟桩器6均通过回转油缸14的伸缩带动转动环梁11沿桩腿7回转，并与桩腿7外部设置的楔块配合卡紧、松开，以实现挟桩器与桩腿7的锁紧、解锁。上述实施例中，每一套升降装置3中设置的升降油缸5可以是4个、6个或8个，对称分布。上述实施例中，连接升降油缸5和回转油缸14的液压系统属于现有技术，在此不再详细说明。如图1所示，本发明处于工作状态时，固桩筒1套设在桩腿7外部，并与平台2连接为一体。本发明在上升和下降的初始状态均为上、下两套升降装置3的升降油缸5均处于收缩状态，两个上挟桩器4和两个下挟桩器6均处于锁紧状态，平台2通过两个上挟桩器 4与桩腿7固定。本发明装置起升平台的方法包括以下步骤1)保持下部升降装置3的下挟桩器6与桩腿7锁紧，将上部升降装置3的上挟桩器4和下挟桩器6，以及下部升降装置3的上挟桩器4解锁；2)液压系统控制下部升降装置3的升降油缸5伸出，推动平台2上移，直至油缸行程到位；3)将上部升降装置3的下挟桩器6锁紧；将下部升降装置3的下挟桩器6解锁；4)液压系统控制下部升降装置3的升降油缸5收缩，带动下部升降装置3的下挟桩器6上移，直至油缸行程到位，同时液压系统控制上部升降装置3的升降油缸5伸出，推动平台2上移，直至油缸行程到位；5)将下部升降装置3的下挟桩器6锁紧；将上部升降装置3的下挟桩器6解锁；6)液压系统控制上部升降装置3的升降油缸5收缩，带动上部升降装置3的下挟桩器6上移，直至油缸行程到位，同时液压系统控制下部升降装置3的升降油缸5伸出，推动平台2上移，直至油缸行程到位；7)返回步骤幻，直至平台2连续上移到位后，各升降油缸5均收缩至油缸行程到位，两个上挟桩器4和两个下挟桩器6均锁紧，平台2通过两个上挟桩器4与桩腿7固定。本发明装置下降平台的方法包括以下步骤1)保持上部升降装置3的下挟桩器6与桩腿7锁紧，将上部升降装置3的上挟桩器4，以及下部升降装置3的上挟桩器4和下挟桩器6解锁；2)液压系统控制下部升降装置3的升降油缸5伸出，带动下部升降装置3的下挟桩器6下移，直至油缸行程到位；3)将下部升降装置3的下挟桩器6锁紧；将上部升降装置3的下挟桩器6解锁；4)液压系统控制下部升降装置3的升降油缸5收缩，带动平台2下移，直至油缸行程到位，同时液压系统控制上部升降装置3的升降油缸5伸出，带动上部升降装置3的下挟桩器6下移，直至油缸行程到位；5)将上部升降装置3的下挟桩器6锁紧；将下部升降装置3的下挟桩器6解锁；6)液压系统控制上部升降装置3的升降油缸5收缩，带动平台2下移，直至油缸行程到位，同时液压系统控制下部升降装置3的升降油缸5伸出，带动下部升降装置3的下挟桩器6下移，直至油缸行程到位；7)返回步骤幻，直至平台2连续下降到位后，各升降油缸5均收缩至油缸行程到位，两个上挟桩器4和两个下挟桩器6均锁紧，平台2通过两个上挟桩器4与桩腿7固定。上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。
权利要求
1.一种连续步进式液压升降装置，其特征在于它包括一用于与平台连接为一体的固桩筒，所述固桩筒内上、下对称设置有两套升降装置；每一套所述升降装置均包括一用于锁紧、松开穿设在所述固桩筒内桩腿的上挟桩器，所述上挟桩器焊接在所述固桩筒的内壁，所述上挟桩器底端连接升降油缸，所述升降油缸的底端连接一用于锁紧、松开所述桩腿的下挟桩器，所述升降油缸连接液压系统。
2.如权利要求1所述的一种连续步进式液压升降装置，其特征在于每一所述上挟桩器均包括一挟桩器筒体，所述挟桩器筒体的顶端和底端内壁均焊接有一环形的韧桩板，所述挟桩器筒体的中部内壁间隔焊接有两个固定环梁，两个所述固定环梁之间设置有一具有若干凸台的转动环梁；所述挟桩器筒体上对称开设有两条弧形长孔；所述挟桩器筒体的顶端和底端外壁上间隔对称焊接有若干翼板，各所述翼板的另一端焊接在所述固桩筒上，每一对上、下所述翼板之间均设置有一立板，各所述立板的一侧焊接在所述挟桩器筒体的外壁上，另一侧焊接在所述固桩筒上；所述挟桩器筒体外侧对称设置有两个回转油缸，各所述回转油缸的一端对应设置在一所述翼板上，另一端连接一转动板，所述转动板的另一端穿过所述弧形长孔连接所述转动环梁；各所述回转油缸连接液压系统。
3.如权利要求2所述的一种连续步进式液压升降装置，其特征在于所述上挟桩器中， 每一所述固定环梁与其相邻的所述韧桩板之间均间隔设置有若干加强筋。
4.如权利要求1或2或3所述的一种连续步进式液压升降装置，其特征在于每一所述下挟桩器均包括一挟桩器筒体，所述挟桩器筒体的顶端和底端内壁均焊接有一环形的韧桩板，所述挟桩器筒体的中部内壁间隔焊接有两个固定环梁，两个所述固定环梁之间设置有一具有若干凸台的转动环梁；所述挟桩器筒体上对称开设有两条弧形长孔；所述挟桩器筒体的顶端外壁上间隔焊接有若干翼板，各所述翼板的另一端焊接在所述固桩筒上，每一所述翼板底部设置有一立板，各所述立板的一侧焊接在所述挟桩器筒体的外壁上，另一侧呈斜面，与所述固桩筒内壁留有一定距离；所述挟桩器筒体外侧对称设置有两个回转油缸， 各所述回转油缸的一端对应设置在一所述翼板上，另一端连接一转动板，所述转动板的另一端穿过所述弧形长孔连接所述转动环梁，各所述回转油缸连接液压系统。
5.如权利要求4所述的一种连续步进式液压升降装置，其特征在于所述下挟桩器中， 每一所述固定环梁与其相邻的所述韧桩板之间均间隔设置有若干加强筋。
6.一种采用如权利要求1 5任一项所述连续步进式液压升降装置的升降方法，包括以下步骤1)将固桩筒套设在桩腿外部，并与平台连接为一体，使上、下两套升降装置的升降油缸均处于收缩状态，两个上挟桩器和两个下挟桩器均处于锁紧状态，平台通过两个上挟桩器与桩腿固定；2)升起平台时，将上部升降装置的上挟桩器和下挟桩器，以及下部升降装置的上挟桩器解锁；3)液压系统控制下部升降装置的升降油缸伸出，推动平台上移，直至油缸行程到位；4)将上部升降装置的下挟桩器锁紧；将下部升降装置的下挟桩器解锁；5)液压系统控制下部升降装置的升降油缸收缩，带动下部升降装置的下挟桩器上移， 直至油缸行程到位，同时液压系统控制上部升降装置的升降油缸伸出，推动平台上移，直至油缸行程到位；6)将下部升降装置的下挟桩器锁紧；将上部升降装置的下挟桩器解锁；7)液压系统控制上部升降装置的升降油缸收缩，带动上部升降装置的下挟桩器上移， 直至油缸行程到位，同时液压系统控制下部升降装置的升降油缸伸出，推动平台上移，直至油缸行程到位；8)返回步骤4)，直至平台连续上移到位后，各升降油缸均收缩至油缸行程到位，两个上挟桩器和两个下挟桩器均锁紧，平台通过两个上挟桩器与桩腿固定；9)下降平台时，将上部升降装置的上挟桩器，以及下部升降装置的上挟桩器和下挟桩器解锁；10)液压系统控制下部升降装置的升降油缸伸出，带动下部升降装置的下挟桩器下移， 直至油缸行程到位；11)将下部升降装置的下挟桩器锁紧；将上部升降装置的下挟桩器解锁；12)液压系统控制下部升降装置的升降油缸收缩，带动平台下移，直至油缸行程到位， 同时液压系统控制上部升降装置的升降油缸伸出，带动上部升降装置的下挟桩器下移，直至油缸行程到位；13)将上部升降装置的下挟桩器锁紧；将下部升降装置的下挟桩器解锁；14)液压系统控制上部升降装置的升降油缸收缩，带动平台下移，直至油缸行程到位， 同时液压系统控制下部升降装置的升降油缸伸出，带动下部升降装置的下挟桩器下移，直至油缸行程到位；15)返回步骤11)，直至平台连续下降到位后，各升降油缸均收缩至油缸行程到位，两个上挟桩器和两个下挟桩器均锁紧，平台通过两个上挟桩器与桩腿固定。
全文摘要
本发明涉及一种连续步进式液压升降装置及升降方法，其特征在于它包括一用于与平台连接为一体的固桩筒，所述固桩筒内上、下对称设置有两套升降装置；每一套所述升降装置均包括一用于锁紧、松开穿设在所述固桩筒内桩腿的上挟桩器，所述上挟桩器焊接在所述固桩筒的内壁，所述上挟桩器底端连接升降油缸，所述升降油缸的底端连接一用于锁紧、松开所述桩腿的下挟桩器，所述升降油缸连接液压系统。本发明装置结构设置简单巧妙，操作方便，能够实现连续步进式升降，升降速度快，可广泛用于海洋自升式平台上。
文档编号E02B17/08GK102162233SQ20111004143
公开日2011年8月24日 申请日期2011年2月21日 优先权日2011年2月21日
发明者侯金林, 孙友义, 张晖, 李新仲, 王翎羽 申请人:中国海洋石油总公司, 中海石油研究中心, 天津市海王星海上工程技术有限公司