《一种用于海上平台的插销式连续升降系统及其升降方法》的目的在于提出一种升降速度快,承载能力强,可靠性高的用于海上平台的插销式连续升降系统及其升降方法。
一种用于海上平台的插销式连续升降系统,包括固定架、桩腿和升降装置,所述固定架套设于所述桩腿的外部,并且所述固定架的一端固定于平台;所述固定架包括固定环梁,所述固定环梁设置于所述固定架的另一端,所述升降装置安装于所述固定环梁;
所述桩腿包括升降导轨,所述升降导轨设置于所述桩腿的外侧,所述升降导轨设有若干个销孔,所述销孔间隔均匀地纵向设置于所述升降导轨上;
所述升降装置包括升降滑座、升降油缸和插销机构,所述升降油缸的缸体端固定于所述固定环梁,所述升降油缸的活塞杆端与所述升降滑座的一端连接;所述升降滑座活动卡接在所述升降导轨上,并且所述升降油缸带动所述升降滑座沿所述升降导轨纵向运动;所述插销机构设置于所述升降滑座的中部,所述插销机构包括插销轴,所述插销轴与所述销孔相适配;
还设有锁销装置,所述锁销装置设置于所述固定环梁的与所述升降导轨对应的一侧,所述锁销装置包括锁销轴,所述锁销轴与所述销孔相适配。
优选地,所述固定环梁的与所述升降导轨对应的一侧设有锁销装置安装通孔,所述锁销装置套接在所述锁销装置安装通孔上;
所述锁销装置还包括锁销油缸和锁销套,所述锁销油缸安装于所述锁销套的内部,所述锁销轴与所述锁销油缸的活塞连接,所述锁销套的外部套有锁销缓冲垫,所述锁销缓冲垫包括若干层钢片和若干层橡胶片,所述钢片和所述橡胶片间隔分布。
优选地,所述升降滑座包括导向构件,所述导向构件设置于所述升降滑座的朝向所述升降导轨的一侧,所述升降滑座通过所述导向构件活动卡接在所述升降导轨上。
优选地,所述升降油缸包括第一压力传感器和第二压力传感器,所述第一压力传感器的检测端和所述升降油缸的有杆腔的油口连接,所述第二压力传感器的检测端和所述升降油缸的无杆腔的油口连接。
优选地,所述插销机构还包括插销位置传感器,所述插销位置传感器设置于所述插销轴的朝向所述销孔的一端;
所述锁销装置还包括锁销位置传感器,所述锁销位置传感器设置于所述锁销轴的朝向所述销孔的一端。
优选地,还包括桩腿清洗装置,所述桩腿清洗装置设置于所述固定环梁的与所述桩腿对应的一侧。
优选地,所述桩腿的结构为八边形桩腿,所述桩腿包括四个工作面和四个非工作面,两个所述工作面之间设置一个所述非工作面,即四个所述工作面两两相对,四个所述非工作面两两相对;
设有四个所述升降导轨,所述升降导轨设置于所述桩腿的所述工作面上,定义设置在相对的两个所述工作面上的两个所述升降导轨为第一组导轨单元,定义设置在剩余的两个所述工作面上的两个所述升降导轨为第二组导轨单元;
对应地,设有四个所述升降装置,定义对应所述第一组导轨单元的两个所述升降装置为第一组升降单元,定义对应所述第二组导轨单元的两个所述升降装置为第二组升降单元。
优选地,所述用于海上平台的插销式连续升降系统的升降方法:
设定原始状态为所述锁销装置的锁销轴和所述升降装置的插销轴均插入对应的所述销孔,设定两两相邻的所述销孔的间隔为D,设定所述升降油缸的伸展行程和缩回行程均为1D~3D,设定所述第一组升降单元的两个所述升降装置同步动作,设定所述第二组升降单元的两个所述升降装置同步动作;
包括起升平台方法:
步骤A1,首先,在所述原始状态下收回所述锁销装置的所述锁销轴和所述第二组升降单元的所述插销轴;然后,所述第一组升降单元的所述升降油缸按设定的所述伸展行程伸展,以带动所述桩腿下沉;
步骤A2,首先,所述第二组升降单元的插销轴插入所述销孔,同时收回所述第一组升降单元的所述插销轴;然后,所述第二组升降单元的所述升降油缸按设定的所述伸展行程伸展,以带动所述桩腿下沉,同时所述第一组升降单元的所述升降油缸按设定的所述缩回行程缩回;
步骤A3,首先,所述第一组升降单元的所述插销轴插入所述销孔,同时收回所述第二组升降单元的所述插销轴;然后,所述第一组升降单元的所述升降油缸按设定的所述伸展行程伸展,以带动所述桩腿下沉,同时所述第二组升降单元的所述升降油缸按设定的所述缩回行程缩回;
步骤A4,不断循环执行步骤A2和步骤A3,直至所述桩腿固定并且平台升至指定高度为止,然后回到所述原始状态。
优选地,还包括下降平台方法:
步骤B1,首先,在所述原始状态下收回所述第一组升降单元的所述插销轴和所述第二组升降单元的所述插销轴,所述第一组升降单元的所述升降油缸按设定的所述伸展行程伸展;然后所述第一组升降单元的所述插销轴插入所述销孔,同时收回所述锁销装置的所述锁销轴;
步骤B2,首先,所述第一组升降单元的所述升降油缸按设定的所述缩回行程缩回,以带动平台下降,同时所述第二组升降单元的所述升降油缸按设定的所述伸展行程伸展;然后,所述第二组升降单元的所述插销轴插入所述销孔,收回所述第一组升降单元的所述插销轴;
步骤B3,首先,所述第二组升降单元的所述升降油缸按设定的所述缩回行程缩回,以带动平台下降,同时所述第一组升降单元的所述升降油缸按设定的所述伸展行程伸展;然后,所述第一组升降单元的所述插销轴插入所述销孔,收回所述第二组升降单元的所述插销轴;
步骤B4,不断循环执行步骤B2和步骤B3,直至平台下降至海平面并且所述桩腿收回至平台为止,然后回到所述下降原始状态。
优选地,还包括固桩和起桩的方法:C.固桩过程:
步骤C1,首先,在所述原始状态下收回所述锁销装置的所述锁销轴;然后,所述第一组升降单元的所述升降油缸和所述第二组升降单元的所述升降油缸均按设定的所述伸展行程伸展,以带动所述桩腿下沉;
步骤C2,首先,所述锁销装置的所述锁销轴插入所述销孔,同时收回所述第一组升降单元的所述插销轴和所述第二组升降单元的所述插销轴;然后,所述第一组升降单元的所述升降油缸和所述第二组升降单元的所述升降油缸均按设定的所述缩回行程缩回;
步骤C3,首先,所述第一组升降单元的所述插销轴和所述第二组升降单元的所述插销轴均插入对应的所述销孔,同时收回所述锁销装置的所述锁销轴;然后,所述第一组升降单元的所述升降油缸和所述第二组升降单元的所述升降油缸均按设定的所述伸展行程伸展,以带动所述桩腿下沉;
步骤C4,不断循环执行步骤C2和步骤C3,直至所述桩腿固定于海床为止,然后回到所述原始状态;
E.起桩过程:步骤E1,首先,在所述原始状态下收回所述第一组升降单元的所述插销轴和所述第二组升降单元的所述插销轴;然后,所述第一组升降单元的所述升降油缸和所述第二组升降单元的所述升降油缸均按设定的所述伸展行程伸展;
步骤E2,首先,所述第一组升降单元的所述插销轴和所述第二组升降单元的所述插销轴均插入对应的所述销孔,同时收回所述锁销装置的所述锁销轴;然后,所述第一组升降单元的所述升降油缸和所述第二组升降单元的所述升降油缸均按设定的所述缩回行程缩回,以带动所述桩腿上升;
步骤E3,首先,所述锁销装置的所述锁销轴插入所述销孔,同时收回所述第一组升降单元的所述插销轴和所述第二组升降单元的所述插销轴;然后,所述第一组升降单元的所述升降油缸和所述第二组升降单元的所述升降油缸均按设定的所述伸展行程伸展;
步骤E4,不断循环执行步骤E2和步骤E3,直至所述桩腿从海床中拔出为止,然后回到所述原始状态。
所述用于海上平台的插销式连续升降系统用于带动平台的所述桩腿上下运动,以实现下桩、固桩、升平台、固定平台、降平台、起桩和收桩等一系列作业过程。所述锁销装置设置于所述固定环梁的与所述升降导轨对应的一侧,用于锁紧所述桩腿和对所述桩腿实现径向约束固紧作用。所述锁销装置承载能力强,可单独承载海上平台的最大载荷,保证载荷的均匀分布。所述用于海上平台的插销式连续升降系统升降速度为24米/小时,升降能力为5000吨/腿,支撑力为举升能力的2倍,升降速度快,升降能力强,适用于重载的海上平台,快速升降平台可提高作业的效率和安全性。
所述用于海上平台的插销式连续升降系统的升降方法通过所述锁销装置对所述桩腿进行锁定,所述第一组升降单元带动所述桩腿下沉的同时所述第二组升降单元即可缩回,或所述第二组升降单元带动所述桩腿下沉的同时所述第一组升降单元即可缩回,从而实现快速连续升降,提高作业效率和安全性。