一种升降装置和升降平台的制作方法

本发明涉及升降平台领域，特别涉及一种升降装置和升降平台。

背景技术：

升降平台是一种为在海上进行钻井、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，是开发海洋石油的基础装备。升降平台通常由平台主体、桩腿、固桩架、升降装置组成，升降装置设置在固桩架上，固桩架则与平台主体连接，通过控制升降装置沿着桩腿移动，从而实现平台主体的移动。升降装置作为升降平台中的关键部分，在平台的设计制造和使用中受到高度重视，其性能的优劣直接影响平台的安全性能、使用性能及经济性。

在液压插销式的升降平台中，升降装置包括定环梁、动环梁、提升油缸和插销机构，定环梁固定在固桩架上，动环梁和定环梁通过提升油缸连接，定环梁和动环梁上都设置有插销机构，在进行升降时，通过控制动环梁上的插销机构中的插销和定环梁上的插销机构的插销交替插入桩腿上的插销孔中，同时提升油缸控制动环梁相对定环梁移动，从而使升降装置沿着桩腿移动。

由于海上风浪、加工精度等原因，升降平台在实际工作中会有一定的倾斜，这就使得升降平台在工作过程中，可能出现动环梁或定环梁上的插销不能全部插入插销孔的情况，从而导致插入插销孔的插销上承载的载荷过大，造成插销和插销孔损坏。

技术实现要素：

为了解决升降平台在工作过程中，可能出现动环梁或定环梁上的插销不能全部插入插销孔的问题，本发明实施例提供了一种升降装置和升降平台。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种升降平台，所述升降装置适用于具有桁架式桩腿的升降平台，所述桁架式桩腿包括平行间隔设置的多根弦杆和连接在所述多根弦杆之间的支撑杆，每根所述弦杆上沿所述弦杆的轴向间隔设置有多个插销孔，所述升降装置包括固桩架和两组液压升降单元，所述两组液压升降单元沿所述弦杆的轴向间隔布置在所述固桩架上，每组所述液压升降单元均包括多个液压升降单元，每组所述液压升降单元中的多个液压升降单元分布在同一桁架式桩腿中的多根弦杆上，每个所述液压升降单元均包括提升油缸、支撑座和插销组件，所述提升油缸沿所述弦杆的轴线方向布置，所述提升油缸的一端与所述固桩架连接，所述提升油缸的另一端与所述支撑座连接，所述插销组件设置在所述支撑座上，所述插销组件包括插销和用于控制所述插销插入或抽离所述弦杆上对应位置的插销孔的插销油缸。

优选地，所述提升油缸与所述固桩架铰接，且所述提升油缸的转动轴线垂直于所述弦杆的轴线和所述提升油缸的轴线所在的平面。

进一步地，所述提升油缸与所述固桩架铰接，且所述提升油缸的转动轴线垂直于所述弦杆的轴线和所述提升油缸的轴线所在的平面。

优选地，所述支撑座和所述弦杆上对应设置有导向机构，所述导向机构用于使所述支撑座沿所述弦杆的轴向位移。

优选地，所述导向机构包括沿所述弦杆的轴向延伸的导向槽和导向板，所述导向槽和所述导向板中的一个设置在所述弦杆上，所述导向槽和所述导向板中的另一个设置在所述支撑座上，所述导向板位于所述导向槽中。

可选地，在所述导向槽的深度方向上，所述导向槽的槽底的宽度大于所述导向槽的槽口的宽度，在所述导向槽的宽度方向，所述导向板的靠近所述导向槽的槽底的部分的尺寸大于所述导向板的位于所述导向槽的槽口的部分的尺寸。

优选地，所述弦杆上设置有沿所述弦杆的轴线方向延伸的齿条，所述升降平台还包括齿轮升降单元，所述齿轮升降单元安装在所述固桩架上，所述齿轮升降单元包括升降齿轮和用于驱动所述升降齿轮转动的动力机构，所述升降齿轮与所述齿条啮合。

进一步地，所述固桩架上设置有沿所述弦杆的径向延伸的通孔，所述通孔正对所述齿条，所述齿轮升降单元设置在所述固桩架的外壁上，且所述升降齿轮的部分齿位于所述通孔中。

可选地，所述固桩架的外壁上设置有安装架，所述齿轮升降单元安装在所述安装架上。

另一方面，本发明实施例还提供给了一种升降平台，所述升降平台包括前述的任一种升降装置。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过在固桩架上设置两组液压升降单元，两组液压升降单元沿桁架式桩腿的弦杆轴向间隔布置在固桩架上，每个液压升降单元均包括提升油缸、支撑座和插销机构，由于提升油缸的一端与固桩架连接，提升油缸的另一端与支撑座连接，从而可以通过控制一组液压升降单元中的提升油缸和另一组液压升降单元中的提升油缸交替伸缩，并将插销插入或抽离插销孔，从而实现平台的升降或桩腿的升降。由于在液压升降单元中，每一个提升油缸都分别连接有一个支撑座，不同的支撑座之间没有相连，因此在控制提升油缸伸缩时，可以自由控制每一个提升油缸的伸缩长度，以使得其中一组液压升降单元的每一个支撑座上的插销机构中的插销都能插入到插销孔中，从而避免了动环梁或定环梁上的插销不能全部插入插销孔的情况。

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些实施例，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一种桁架式桩腿的截面图；

图2是本发明实施例提供的一种升降平台的主视图；

图3是本发明实施例提供的一种弦杆的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种升降平台的局部示意图；

图5是图4中的a处放大示意图。

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一种桁架式桩腿的截面图。如图1所示，该升降装置适用于具有桁架式桩腿的升降平台，桁架式桩腿包括平行间隔设置的多根弦杆10和连接在多根弦杆10之间的支撑杆60，每根弦杆10上沿弦杆10的轴向间隔设置有多个插销孔10a。

图2是本发明实施例提供的一种升降平台的主视图。如图2所示，升降装置包括固桩架20和两组液压升降单元，每个桁架式桩腿上分别设置有一个固桩架20，两组液压升降单元沿升降平台的弦杆10的轴向间隔布置在固桩架20上，每组液压升降单元均包括多个液压升降单元30，每组液压升降单元中的多个液压升降单元30分布在同一桁架式桩腿中的多根弦杆10上。图3是本发明实施例提供的一种弦杆的结构示意图，如图3所示，弦杆10上沿弦杆10的轴线方向间隔设置有多个插销孔10a。

每个液压升降单元30均包括提升油缸31、支撑座32和插销组件33，提升油缸31沿弦杆10的轴线方向布置，提升油缸31的一端与固桩架20连接，提升油缸31的另一端与支撑座32连接，插销组件33设置在支撑座32上。图4是本发明实施例提供的一种升降平台的局部示意图。如图4所示，插销组件33包括插销33b和用于控制插销33b插入或抽离弦杆10上对应位置的插销孔10a的插销油缸33a。

每一组液压升降单元中可以至少在同一个弦杆10上设置多个液压升降单元30，例如本实施例中，每一组液压升降单元在同一个弦杆10上均设置有两个液压升降单元30，在其他实施例中，每一组液压升降单元也可以在同一个弦杆10上均设置有3个或是更多的液压升降单元30，多个液压升降单元30之间还可以等角度间隔设置。

本发明实施例通过在固桩架上设置两组液压升降单元，两组液压升降单元沿桁架式桩腿的弦杆轴向间隔布置在固桩架上，每个液压升降单元均包括提升油缸、支撑座和插销机构，由于提升油缸的一端与固桩架连接，提升油缸的另一端与支撑座连接，从而可以通过控制一组液压升降单元中的提升油缸和另一组液压升降单元中的提升油缸交替伸缩，并将插销插入或抽离插销孔，从而实现平台的升降或桩腿的升降。由于在液压升降单元中，每一个提升油缸都分别连接有一个支撑座，不同的支撑座之间没有相连，因此在控制提升油缸伸缩时，可以自由控制每一个提升油缸的伸缩长度，以使得其中一组液压升降单元的每一个支撑座上的插销机构中的插销都能插入到插销孔中，从而避免了动环梁或定环梁上的插销不能全部插入插销孔的情况。

优选地，提升油缸31与固桩架20可以铰接，且提升油缸31的转动轴线垂直于弦杆10的轴线和提升油缸31的轴线所在的平面。由于升降平台在实际工作过程中可能存在一定的变形，通过将提升油缸31与固桩架20铰接可以使提升油缸31相对固桩架20产生一定角度的转动，从而适应升降平台的变形，避免提升油缸31卡死。

进一步地，提升油缸31与支撑座32之间也可以铰接连接，且支撑座32的转动轴线与提升油缸31的转动轴线平行。

如图4所示，插销组件33包括插销33b和插销油缸33a，插销33b沿弦杆10的径向，活动插装在支撑座32上，插销油缸33a的一端固定连接在支撑座32上，插销油缸33a的另一端与插销33b连接，通过控制插销油缸33a的伸缩从而控制插销33b插入或抽离插销孔10a。

优选地，支撑座32的靠近弦杆10的表面可以为凹面。从而减小支撑座32与弦杆10之间的距离。

进一步地，凹面的半径可以与弦杆10的半径相同，凹面与弦杆10的圆柱表面间隙配合，且凹面与弦杆10的圆柱表面之间的最小距离大于0。这样可以使支撑座32在移动过程中更加平稳。

如图4所示，支撑座32包括插销支撑部32a和油缸支撑部32b，插销支撑部32a上设置有插销支撑孔，插销33b活动插装在插销支撑孔中，油缸支撑部32b连接在插销支撑部32a的远离弦杆10的一侧，插销油缸33a的缸体部分连接在油缸支撑部32b上，插销油缸33a的活塞杆与插销33b同轴连接。提升油缸31可以与插销支撑部32a连接。

实现时，支撑座32和弦杆10上可以设置有导向机构，导向机构用于使支撑座32沿弦杆10的轴向位移。从而避免在升降平台工作的过程中，支撑座32上的插销33b无法对准插销孔10a。

图5是图4中的a处放大示意图，如图5所示，导向机构可以包括沿弦杆10的轴向延伸的导向槽321和导向板322，导向槽321和导向板322中的一个设置在弦杆10上，导向槽321和导向板322中的另一个设置在支撑座32上，导向板322位于导向槽321中。通过在弦杆10和支撑座32上设置相互配合的导向槽321和导向板322，从而使得支撑座32能沿着导向板322和导向槽321移动，避免插销33b无法对准插销孔10a。

优选地，导向板322设置在弦杆10上，导向槽321设置在支撑座32上，若将导向板322设置在支撑座32上，则需要在弦杆10的外壁上开设较长的导向槽321，不仅加工难度比较大，而且会降低弦杆10的机械强度，而在支撑座32上设置导向槽321，则可以将导向板322连接在弦杆10外壁上，易于加工。

具体地，导向板322可以与弦杆10焊接连接。

进一步地，在导向槽321的深度方向上，导向槽321的槽底的宽度大于导向槽321的槽口的宽度，在导向槽321的宽度方向，导向板322的靠近导向槽321的槽底的部分的尺寸大于导向板322的位于导向槽321的槽口的部分的尺寸。从而可以避免导向板322从导向槽321中脱出。

实现时，导向槽321可以是燕尾槽或t型槽。

优选地，每个支撑座32上可以设置两个导向机构，两个导向机构关于插销33b对称设置，这样可以进一步确保插销33b可以对准插销孔10a。

如图3所示，弦杆10上可以设置有沿弦杆10的轴线方向延伸的齿条11，如图2所示，升降平台还包括齿轮升降单元40，齿轮升降单元40安装在固桩架20上，齿轮升降单元40包括升降齿轮41和用于驱动升降齿轮41转动的动力机构，升降齿轮41与齿条11啮合。从而也可以通过齿轮升降单元控制升降平台工作。齿轮齿条式的结构形式具有速度快的优点，可以在需要快速移动平台主体或桩腿时，通过齿轮升降单元40进行移动。同时在拔出和插入弦杆10时，也可以通过齿轮升降单元40进行控制，以提高桩腿上升或下降的速度。

参照图4，动力机构可以包括电动机42和减速器43，减速器43的输入轴与电动机42的转轴连接，减速器43的输出轴与升降齿轮41同轴连接，其中减速器43可以是行星减速器，行星减速器具有体积小的优点。

固桩架20上可以设置有沿弦杆10的径向延伸的通孔20a，通孔20a正对齿条11，齿轮升降单元40可以设置在固桩架20的外壁上，且升降齿轮41的部分齿位于通孔20a中，将齿轮升降单元40设置在固桩架20的外部，可以有利于对齿轮升降单元40进行维修和维护，以确保升降平台能够正常平稳地工作。

如图4所示，固桩架20的外壁上还可以设置有安装架21，齿轮升降单元40安装在安装架21上，通过设置安装架21可以便于齿轮升降单元40的拆装。

具体地，安装架21可以包括平行间隔设置的两块侧板21a，两块侧板21a的一边与固桩架20连接，两块侧板21a的另一条边通过连接板22连接，通孔20a位于两块侧板21a之间，两块侧板21a上同轴设置有插装孔211，齿轮升降单元40插装在插装孔211中，且升降齿轮41位于两块侧板21a之间。侧板21a与连接板22之间，侧板21a与固桩架20之间可以焊接连接，齿轮升降单元40可以与安装架21螺栓连接。

容易想到的是，升降平台可以包括多个齿轮升降单元40，多个齿轮升降单元40沿弦杆10的轴向间隔设置，这样可以降低每个齿轮升降单元40上的载荷。

本发明实施例还提供了一种升降平台，该升降平台包括前述的任一种升降装置。

实现时，升降平台可以包括多根桁架式桩腿和多个固桩架20，每根桁架式桩腿上设置有一个固桩架20，每个固桩架20均与平台主体连接。通过设置多根桁架式桩腿和多个固桩架20，共同支撑平台主体，可以使平台主体更加稳定。

优选地，同一根桁架式桩腿中的多根弦杆10呈圆周分布，这样可以使升降平台更加平稳。例如本申请中，每一根桁架式桩腿可以包括3根弦杆10，同一根桁架式桩腿中的3根弦杆10分别布置在等边三角形的三个顶点位置，从而构成三角形的桁架式桩腿，在其他实施例中，每一根桁架式桩腿也可以包括4根弦杆或5根弦杆，本发明并不限定每一根桁架式桩腿所包括的弦杆数量。

以下以控制平台上升为例，简单说明图2所示的升降装置的工作过程：

起始状态时，沿弦杆轴线方向，较高位置的一组液压升降单元(以下简称第一液压升降单元)的插销全部插入在插销孔中，沿弦杆轴线方向，较低位置的一组液压升降单元(以下简称第二液压升降单元)的插销全部未插入在插销孔。先控制第二液压升降单元的提升油缸缩短，并控制第一液压升降单元的提升油缸伸长，在第二液压升降单元的提升油缸缩短的过程中控制所有第二液压升降单元的插销伸出，插销的端面贴紧弦杆的外壁，随着第二液压升降单元的缩短，插销在弦杆的外壁上拖行。当第二液压升降单元缩短到插销对准插销孔时，插销插入插销孔中，插销插入插销孔的提升油缸停止缩短，直至所有的第二液压升降单元的插销都插入到插销孔中。控制所有的第二液压升降单元的提升油缸伸长，并控制所有的第一液压升降单元的插销全部抽离插销孔，所有的第一液压升降单元的提升油缸开始缩短，在第一液压升降单元的提升油缸缩短的过程中，控制所有的第一液压升降单元的插销伸出，插销的端面贴紧弦杆的外壁，随着第一液压升降单元的缩短，插销在弦杆的外壁上拖行。当第一液压升降单元缩短到插销对准插销孔时，插销插入插销孔中，直至所有的第一液压升降单元的插销都插入到插销孔中，如此实现升降装置的连续上升。

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。