一种多级桩腿升降系统的制作方法

本发明涉及海洋工程技术领域，特别涉及一种多级桩腿升降系统。

背景技术：

自升式海洋平台是进行海上作业的一种重要工具，其主要为在海上进行钻井、采油、集运、观测、导航、施工等活动提供生产和生活设施的构筑物，桩腿作为自升式平台的一个重要构建，其主要用于站立工况下支撑船体及承载环境载荷和工作载荷的作用。

现有的自升式海洋平台的桩腿结构作为整体结构制作，在海洋平台拖航的过程中，需要将自升式海洋平台的桩腿升起，升起后的桩腿会使自升式海洋平台的重心也相应升高，在自航或拖航的过程中，平台的稳定性差。

技术实现要素：

为了解决在海洋平台拖航过程中，将桩腿升起后会导致平台稳定性差的问题，本发明实施例提供了一种多级桩腿升降系统，包括安装在船体上的多级桩腿和升降装置，所述多级桩腿与所述升降装置传动连接，所述多级桩腿包括n个桩腿单元，且n个所述桩腿单元从第1至n个依次从上至下滑动套接，n>2，其中，

第i+1所述桩腿单元滑动插装在相邻的第i所述桩腿单元内，第i所述桩腿单元和第i+1所述桩腿单元之间设有锁紧机构，所述锁紧机构用于限制第i所述桩腿单元和第i+1所述桩腿单元之间的滑动，1≤i<n-1；

第1所述桩腿单元与所述升降装置传动连接，所述船体上还设有用于提升第n所述桩腿单元的起升机构。

在本发明的一种可能的实现方式中，所述锁紧机构包括齿条板和齿条锁紧装置，所述齿条板沿第i+1所述桩腿单元的长度方向布置在所述第i+1所述桩腿单元的外壁上，所述齿条锁紧装置设置于第i所述桩腿单元的内壁上，包括齿块和用于将所述齿块压紧在所述齿条板上的伸缩装置，所述伸缩装置固定连接在所述第i所述桩腿单元的内壁上，所述齿块连接在所述伸缩装置的伸缩端，且所述齿块和所述齿条板上设有相配合的齿面。

在本发明的另一种可能的实现方式中，所述伸缩装置为油缸。

在本发明的另一种可能的实现方式中，所述起升机构包括绞车和吊绳，所述吊绳的一端固定在所述绞车的卷筒上，所述吊绳的另一端穿过设置于第1所述桩腿单元上端的滑轮后连接在第n所述桩腿单元上。

在本发明的另一种可能的实现方式中，第i所述桩腿单元的内壁上沿所述桩腿单元的长度方向设有若干导轨，第i+1所述桩腿单元的外壁上设有与所述导轨相配合的导向件。

在本发明的另一种可能的实现方式中，所述导向件为导向滚轮，所述导向滚轮安装于第i+1所述桩腿单元外壁上端。

在本发明的另一种可能的实现方式中，每个所述导轨两端均设有挡板，所述挡板用于防止所述导向滚轮从所述导轨中脱出。

在本发明的另一种可能的实现方式中，所述桩腿单元的内壁上沿所述桩腿单元的长度方向设有若干条形筋板，所述桩腿单元的内壁上沿所述桩腿单元的长度方向间隔布置有若干环形筋板。

在本发明的另一种可能的实现方式中，所述升降装置为液压插销升降装置或齿轮升降装置，第1所述桩腿单元的外壁上设有相应的插销孔或齿条板。

在本发明的另一种可能的实现方式中，第i所述桩腿单元的长度不小于第i+1所述桩腿单元的长度。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：多级桩腿由n个桩腿单元组成，第1桩腿单元至第n桩腿单元从上至下依次排列，通过将第i+1桩腿单元滑动插装在第i桩腿单元上，其中1≤i<n-1，第1桩腿单元和自升式平台上的升降装置传动连接，第n桩腿单元上与自升式平台上的起升机构，且第i桩腿单元和第i+1桩腿单元之间设有锁紧装置，当海洋平台拖航需要将桩腿升起时，通过升降装置将第1桩腿单元升起，通过起升机构将第n桩腿单元升起，并将第i+1桩腿单元收入到第i桩腿单元内，并通过锁紧装置锁紧，降低了桩腿在平台上的高度，从而在海洋平台的拖航过程中，平台的稳定性更好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的多级桩腿升降系统的整体结构示意图；

图2是本发明实施例提供的相邻两个桩腿单元的截面示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1是本发明实施例提供的多级桩腿升降系统的整体结构示意图，参见图1，升降系统包括：安装在船体1上的升降装置2和多级桩腿3，多级桩腿3与升降装置2传动连接，多级桩腿3包括n个桩腿单元3a(n>2)，且n个桩腿单元3a从第1至第n个依次从上至下滑动套接，第1至第n-1桩腿单元3a均为筒状桩腿单元，筒状桩腿单元可以是圆柱形的筒状结构，也可以是多边形的筒状结构，当然，筒状桩腿单元也可以是桁架式的桩腿单元，桁架式桩腿单元的内部无桁架结构，桁架式桩腿的外壁为桁架结构，另外，在本实施例中，第n桩腿单元可以是实心也可以是空心，本发明对此不作限定。

其中，第i+1桩腿单元3a滑动插装在第i桩腿单元3a内，第i桩腿单元3a和第i+1桩腿单元3a之间设有锁紧机构，锁紧机构用于限制第i桩腿单元3a和第i+1桩腿单元3a之间的滑动，1≤i<n-1。

在本实施例中，第1桩腿单元与升降装置2传动连接，船体1上还设有用于提升第n桩腿单元的起升机构4。

升降系统中的多级桩腿由n个桩腿单元组成，第1桩腿单元至第n桩腿单元从上至下依次排列，通过将第i+1桩腿单元滑动插装在第i桩腿单元上，其中1<i<n-1，第1桩腿单元和自升式平台上的升降装置传动连接，第n桩腿单元上与自升式平台上的起升机构，且第i桩腿单元和第i+1桩腿单元之间设有锁紧装置，当海洋平台拖航需要将桩腿升起时，通过升降装置将第1桩腿单元升起，通过起升机构将第n桩腿单元升起，并将第i+1桩腿单元收入到第i桩腿单元内，并通过锁紧装置锁紧，降低了桩腿在平台上的高度，从而在海洋平台的拖航过程中，平台的稳定性更好。

图2是本发明实施例提供的相邻两个桩腿单元的截面示意图，参见图2，桩腿单元301和桩腿单元302是n个桩腿单元3a中的任意相邻的两个桩腿单元，且桩腿单元301位于桩腿单元302的上方，锁紧机构5包括齿条板501和齿条锁紧装置502，齿条板501沿桩腿单元302的长度方向布置在桩腿单元302的外壁上，齿条锁紧装置502安装在桩腿单元301上，齿条锁紧装置502包括伸缩装置502a和与齿条板501配合的齿块502b，齿块502b安装在伸缩装置502a的伸缩端，伸缩装置502a的固定端安装在桩腿单元301上，且齿条锁紧装置502位于桩腿单元301的下端。在本实施例中，齿条板501沿桩腿单元302的径向插装在桩腿单元302上，可以通过焊接的方式固定在桩腿单元302上，也可以通过其他的方式固定，本发明不以此为限，在本实施例中，齿条板501的两侧设有齿面，且在齿条板501的两侧对称设有与齿面配合的齿条锁紧装置502，在本发明的其他实施例中，也可以直接在桩腿单元302的外壁上沿长度方向设置齿面，在桩腿单元301上设置与齿面配合的锁紧装置，直接将锁紧装置与桩腿302上的齿面配合进行锁紧桩腿。在对海洋平台拖航时，将桩腿单元302收入到桩腿单元301中，且通过锁紧机构5将桩腿单元302固定在桩腿单元301内。在本实施例中，锁紧机构5采用的是齿块与齿条配合的锁紧机构，在本发明的其他实施例中，也可以通过分别在锁紧装置和桩腿302上设置对应的摩擦块来实现锁紧相邻两个桩腿单元。

具体地，在本实施例中，伸缩装置502a为油缸。

如图1所示，在本实施例中，起升机构4可以包括绞车4a和钢丝绳4b，绞车4a安装在船体1上，第n个桩腿单元3a通过钢丝绳4b与绞车4a传动连接，绞车4a用于提升或者放下第n个桩腿单元3a。在提升多级桩腿3时，可以采用以下步骤实现：解开最下端的桩腿单元和与其相邻的上端的桩腿单元之间的锁紧机构；启动绞车4，将最下端的桩腿单元收入到与其相邻的上端的桩腿单元内；然后依次解开上一级桩腿之间的锁紧机构，依次将各桩腿单元收入到与其相邻的上端的桩腿单元内。这样可以通过一个起升机构和多个锁紧机构相配合，同时控制多个桩腿单元的升降，结构简单，操作方便。当然，在本实施例中，也可以在任意两个相邻的桩腿单元之间均设置起升机构，提升桩腿时依次操作各个起升机构来实现桩腿3的伸缩。

在本实施例中，桩腿单元301的内壁上沿桩腿单元的长度方向设有若干导轨6，桩腿单元302的外壁上设有与导轨6配合的导向件7。导轨6沿桩腿单元301的内壁周向设置，且导轨的数量可以为一条，也可以为多条，在本实施例中，在每个桩腿单元的内壁上设置了3条导轨6，且3条导轨6均匀分布在桩腿单元301的内壁周向上，这样的设计可以使导轨6能更加稳定的限制桩腿单元的运动方向。

在本实施例中，导向件7为导向滚轮，导向滚轮与导轨6相配合，且导向滚轮安装于桩腿单元302外壁上端。通过导向滚轮可以使桩腿单元301和桩腿单元302之间的滑动配合更容易，摩擦力更小。

另外，在本实施例中，为了优化桩腿单元301和桩腿单元302之间的空间，可以将导向滚轮安装在齿条板501上。

在本实施例中，每个导轨6两端均设有挡板，挡板用于防止导向滚轮从导轨6中脱出，在本发明的其他实施例中，也可以在桩腿单元301的下端面上设置向内延伸的挡板，在桩腿单元302的上端面设置向外延伸且与桩腿单元301上挡板相配合的挡板，通过相配合的挡板防止桩腿单元302从桩腿单元301中脱出。

在本实施例中，桩腿单元3a的内壁上设有若干环型肋板和条形纵板。若干环型肋板沿桩腿单元3a的长度方向间隔设置，若干条形纵板沿桩腿单元3a的长度方向设置，且若干条形纵板均匀布置在桩腿单元的内壁上，通过环形肋板和条形纵板增加桩腿单元结构的稳定性，防止桩腿单元变形，且能够增加平台的载重。

在本实施例中，升降装置2为液压插销升降装置或齿轮升降装置，与升降装置2传动连接的第1个桩腿单元3a的外壁上设有相应的插销孔或齿条板。

在本实施例中，桩腿单元302的长度不大于桩腿单元301的长度。这样在桩腿单元302收入到桩腿单元301中时不会从桩腿单元301的上端伸出。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。