專利名稱:海上轉(zhuǎn)塔上軸承的制作方法
背景技術(shù):
一種類型的海上系統(tǒng)包括一位于船體的船井或外船板內(nèi)的轉(zhuǎn)塔,和圍繞轉(zhuǎn)塔允許船體旋轉(zhuǎn)(圍繞豎直軸無限制地旋轉(zhuǎn))的軸承結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)塔固定到海底且液體管路通常從在海底的井或管路向上延伸到轉(zhuǎn)塔。軸承結(jié)構(gòu)包括一上軸承裝置和有時有一下軸承裝置。上軸承裝置支撐轉(zhuǎn)塔和錨固結(jié)構(gòu)的重量并有軟管固定到其上,總計可能有幾千噸。
上軸承裝置以前是一滾動軸承,具有低的摩擦以致轉(zhuǎn)塔在滾動體滾動之前只旋轉(zhuǎn)幾度。所以在滾動軸承的使用中存在嚴(yán)重缺點。一個缺點是可靠的滾動軸承要求軸承座圈,它在加工前進(jìn)行鍛壓以提供抵抗單個滾動體的集中力的強度。目前,世界上不存在比8米直徑大的軸承座圈的鍛壓設(shè)備。一些大的轉(zhuǎn)塔具有直徑達(dá)20米。雖然座圈可以由焊接在一起的鍛壓段形成,它將導(dǎo)致強度降低且在負(fù)載作用下座圈表面不規(guī)則。此外,大的滾動軸承的成本極高。在船體上支承轉(zhuǎn)塔重量的上軸承結(jié)構(gòu)避免了上述缺點,尤其對于大于8米直徑的大型轉(zhuǎn)塔是有價值的。
軸承環(huán)中的一個,如下軸承環(huán),可以有許多分割它成段并周向地間隔開的液體密封。壓力潤滑劑的源有許多供壓力潤滑劑分別給每一段的出口。
因此如果轉(zhuǎn)塔經(jīng)歷大的傾斜,引起上軸承環(huán)的一側(cè)抬離下軸承環(huán)的相應(yīng)側(cè),液體的壓力將保持在沒有明顯抬起的剩下的段中。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例,提供許多設(shè)置在一個圓環(huán)里的軸承裝置用于在船體上支承轉(zhuǎn)塔。每一個軸承裝置包括一個液壓缸和一個活塞,一個靠在轉(zhuǎn)塔軸承面上,另一個靠在船體軸承面上。壓力液體源與每一裝置相連,活塞作用在軸承面上的力主要由壓力液體承受。
本發(fā)明的新的特點在從屬權(quán)利要求中提出。本發(fā)明將從下面的說明書并聯(lián)系附圖更好地得到理解。
對附圖的簡要說明
圖1是根據(jù)本發(fā)明的海上系統(tǒng)的部分截面圖。
圖2是圖1系統(tǒng)的上軸承裝置部分的截面圖。
圖3是圖2上軸承裝置部分的視圖,表示了一種轉(zhuǎn)塔充分傾斜使上軸承環(huán)的一邊已顯著抬高離開下軸承環(huán)的情形。
圖4是沿圖1的線4-4的視圖。
圖5是圖4的下軸承環(huán)的部分立視圖。
圖5A是能替代圖5中所示的另一變化的軸承環(huán)的部分立視圖。
圖6是圖5的沿線6-6的視圖,也表示了上軸承環(huán)的一部分。
圖7是沿圖5的線7-7的視圖,也表示了上軸承環(huán)的一部分。
圖8是圖2的上軸承裝置的流體控制裝置的簡圖。
圖9是圖4的下軸承和壓力潤滑劑源的部分示圖。
圖10是本發(fā)明的另一實施例的上軸承裝置的立視圖。
圖11是圖10裝置的軸承之一的截面圖。
對推薦實施例的說明圖1舉例說明了一個海上系統(tǒng)10,它包括一具有船體14的船12,船體14帶有用于接收轉(zhuǎn)塔20的豎直開口或船井16。錨定結(jié)構(gòu)22從轉(zhuǎn)塔延伸至海底24,并限制船的漂移。所示的錨定結(jié)構(gòu)包括幾個長且重并以垂曲線的方式延伸到海底的鏈條,并且延著它通過豎直牽索其它的錨定結(jié)構(gòu)是可得到的。一個液體管路26從一個海底鉆井或海底管道向上延伸到轉(zhuǎn)塔。船體14能轉(zhuǎn)向,即圍繞豎直軸30隨著變化的風(fēng)和水流無限制地旋轉(zhuǎn)。然而,轉(zhuǎn)塔20基本上是不旋轉(zhuǎn)的,即它不能無限制地旋轉(zhuǎn)且旋轉(zhuǎn)通常不超過10°。
可旋轉(zhuǎn)地連接轉(zhuǎn)塔與船體的軸承結(jié)構(gòu)32包括上和下軸承裝置34、36。上軸承裝置34通常支撐大部分或所有的轉(zhuǎn)塔和其上負(fù)載的豎直重量。當(dāng)轉(zhuǎn)塔有大的高度時,如圖1所示,轉(zhuǎn)塔的低的部分35位于船體底部附近,下軸承裝置36通常用于承受大部分的徑向負(fù)載,即當(dāng)船向一個方向漂移增加鏈的張緊時鏈的負(fù)載的水平分力。這樣,通常需要在上軸承裝置34上提供一定的徑向軸承性能。在惡劣的天氣時,轉(zhuǎn)塔和/或船體可能變形,引起轉(zhuǎn)塔的上部39傾斜。在滾動軸承裝置中,可以通過提供上下滾子組來避免傾斜,雖然這樣進(jìn)一步增加了滾動軸承的成本。
如圖2所示,根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,申請人組成上軸承裝置34,它包括上、下滑動軸承環(huán)40、42,它們在接觸面44處彼此相鄰并相對。上軸承環(huán)40與轉(zhuǎn)塔連接,下軸承環(huán)42如所示作為通過支撐結(jié)構(gòu)46與船體連接的下環(huán)結(jié)構(gòu)80的一部分。壓力潤滑劑如油、水基潤滑劑或甚至水,或其它液體的源50連接到接觸面44供給壓力液體潤滑劑。所示的源包括儲油池52和在高壓下從儲油池通過連接接觸面44的通道56泵送液體的泵54。在轉(zhuǎn)塔沒有嚴(yán)重傾斜時,防止?jié)櫥瑒慕佑|面區(qū)域泄漏的一對密封60、62。徑向內(nèi)和外軸承件64、66形成徑向接觸區(qū)域70,用于在上軸承裝置上提供徑向軸承性能。下壓力密封74、76在船漂移或傾斜時避免潤滑劑的泄漏。
下環(huán)結(jié)構(gòu)80形成一帶有頂部開口的環(huán)形通道86,頂部開口用于接收與轉(zhuǎn)塔固定連接的上軸承部分82。由于這種結(jié)構(gòu)和密封及將泄漏的潤滑油返回儲油池52的返回通道如84,盡管將壓力潤滑劑供應(yīng)到接觸面44而僅有極少的油泄漏。申請人不提議使用一種固定軸承,它將防止轉(zhuǎn)塔傾斜和上軸承部件82的一側(cè)的相應(yīng)抬起,因為它要求以增加的成本去加強轉(zhuǎn)塔和船體的強度。
圖3表示了一種情形,即轉(zhuǎn)塔已經(jīng)傾斜使上滑動軸承環(huán)40的一側(cè)已經(jīng)抬起離開接觸面44并離開下滑動軸承環(huán)42。作為這種抬離的結(jié)果,密封60、62不保持在接觸面上的壓力潤滑油。申請人沒有試圖去保持這樣的潤滑劑,而是允許它通過泄漏通道90、92泄漏,泄漏通道90、92通過閥94與潤滑劑儲存池連接。只有當(dāng)壓力超過比保持在徑向接觸面區(qū)域70的壓力高的預(yù)定值時,閥94允許液體的排出。例如,如果在接觸面44上的壓力一般保持在107kPa(15psi),在徑向接觸面64上的壓力保持在10kPa(1.5psi),當(dāng)壓力超過20kPa(3psi)時閥94可能打開。作為傾斜的結(jié)果,接觸面44上的液體壓力的突然降低導(dǎo)致剩下的一般壓力液體對上軸承環(huán)40的抬起側(cè)只供給一個小的向上的力。采取下面描述的措施確保接觸面的相對側(cè)繼續(xù)由壓力液體支撐。
當(dāng)只有小的傾斜時發(fā)生由傾斜引起的接觸面44上的液體壓力的突然降低。申請人已經(jīng)設(shè)計了一種結(jié)構(gòu),在一側(cè)的潤滑劑壓力有一個突然的釋放之前它要求一個大的傾斜,通過支撐結(jié)構(gòu)46的合適的選擇,支撐結(jié)構(gòu)46在船體上支撐下軸承部分80。支撐結(jié)構(gòu)46包括許多支撐100,每一個支撐100包括許多彈性材料102。彈性材料102是由鋼板104分隔的彈性材料的盤狀形式。彈性材料102在壓縮狀態(tài),但壓縮的量隨施加在其上的負(fù)載而變化。當(dāng)轉(zhuǎn)塔傾斜時,下軸承部分80的一側(cè)的負(fù)載突然大降,先前壓縮的彈性材料102膨脹以便保持上下軸承環(huán)接觸在一起。如圖1所示,支撐結(jié)構(gòu)46包括許多支撐100,圖中表示的系統(tǒng)包括12個這樣的支撐,它們圍繞軸30周向地間隔開。所以,對于上軸承裝置在支撐結(jié)構(gòu)中應(yīng)用彈性材料使上滑動軸承環(huán)相對于下滑動軸承環(huán)適當(dāng)傾斜而不從一側(cè)抬開。然而如果抬開發(fā)生,在上軸承環(huán)抬離下軸承環(huán)的一側(cè)的潤滑劑壓力有一個突然地降低以便降低傾斜的量。
圖4和5說明了下滑動軸承環(huán)42的結(jié)構(gòu)。這個軸承環(huán)具有凹槽110,它形成圍繞轉(zhuǎn)塔軸線30周向間隔形成段的112。所示的環(huán)具有6個這樣的分段12A-12E,每一個對著60°的角A。凹槽徑向地留出內(nèi)和外滑動表面或區(qū)域114、116,凹槽在它們之間。密封60、62(圖5)分別位于內(nèi)和外滑動表面的槽內(nèi)。圖6表示上軸承環(huán)40的下表面120與徑向外滑動表面116鄰接,在它們之間有一潤滑劑薄膜122。圖5表示一個與每一個凹槽相連用于供壓力油給整個凹槽的出口123。凹槽110分配壓力潤滑劑。只要保持潤滑劑的壓力,在高壓力密封60、62之間的接觸面的整個寬度對上軸承環(huán)提供向上的力。圖9表示截流閥125與每一個運輸液體到凹槽的流路127串聯(lián)連接。每一個閥125當(dāng)閥的下游側(cè)的壓力降低到上游側(cè)壓力之下例如7kPa(1psi)時截斷流動。
當(dāng)潤滑劑壓力丟失時,內(nèi)和外滑動表面114、116用于支撐下環(huán)上的上環(huán)。凹槽的存在使得只需要精密加工(如磨光和/或拋光)上和下軸承的減少的表面面積,這些是內(nèi)和外滑動表面114和116以及上軸承環(huán)的相應(yīng)區(qū)域117。如果潤滑劑壓力被丟失,磨損將集中在內(nèi)和外滑動表面上,但這希望僅發(fā)生很短暫的一次。軸承環(huán)的表面區(qū)域118、119可以不加工以降低成本。每一個軸承環(huán)40、42可以通過焊接或鑄造成形,因為它們不像滾子那樣承受很大的集中力。
申請人用段密封124密封段的相互之間如112A、112B(圖5)。每一個段密封位于形成在下軸承環(huán)42的輪輻區(qū)域130的徑向槽126中。如圖7所示,輪輻區(qū)域130最好略凹于內(nèi)和外滑動表面114、116,以便輪輻區(qū)域130不需要精密加工。段密封124可能像內(nèi)和外滑動表面密封60、62一樣不密封。然而,通過段密封124的輕微泄漏不是很有害,因為它只允許一個非常慢的壓力潤滑劑流入相鄰的由于轉(zhuǎn)塔傾斜壓力已經(jīng)突然降低的段。
替代相互密封的段,用一個連續(xù)的下滑動軸承環(huán)是可能的。圖5A用42X表示了這樣連續(xù)的部分下軸承環(huán)。用于在船體上支撐下滑動軸承環(huán)的支撐結(jié)構(gòu)42中的彈性材料(圖2中的162)的存在將避免潤滑劑壓力的損失,即使在非常大的傾斜力時。
圖8說明液體控制裝置140,它控制上和下滑動軸承環(huán)40、42之間在接觸面上的液體的壓力。一條船在較長時間內(nèi)(數(shù)個小時)一般保持朝著預(yù)定的方向,在其它方向上最小旋轉(zhuǎn)不超過幾度。為了減少泵的磨損并避免不需要高壓潤滑油時的泄漏,申請人在船體不旋轉(zhuǎn)時停止供給壓力潤滑油。圖2表示了一個探測器142,它探測由轉(zhuǎn)塔傳遞給上滑動軸承環(huán)40的扭矩。如圖8所示,扭矩探測器142輸送一個輸出給控制電路144,當(dāng)扭矩傳感器是一個電阻器時,它的電阻隨著探測到的扭矩變化。當(dāng)有很小或沒有扭矩時,控制電路打開開關(guān)146來防止電力或液力或氣力液體從源150通過泵54運轉(zhuǎn)流出。當(dāng)扭矩傳感器探測到一超過預(yù)定值的扭矩時,控制電路144關(guān)閉開關(guān)146開始泵的運轉(zhuǎn)使?jié)櫥瑒膬τ统?2泵出流向下軸承環(huán)42。
在一個實施例中,船體圍繞轉(zhuǎn)塔的軸線旋轉(zhuǎn)5°,且轉(zhuǎn)塔也隨船體旋轉(zhuǎn),導(dǎo)致如圖1所示的垂曲鏈上增加的張力,它趨向于使轉(zhuǎn)塔轉(zhuǎn)回初始位置。當(dāng)探測到這一扭矩值時,控制電路允許泵運轉(zhuǎn)。潤滑劑壓力如曲線152所示增加??刂齐娐房刂埔幌拗茲櫥瑒┝髀返拈y154來改變壓力。如曲線156所示,當(dāng)達(dá)到潤滑劑壓力時操作閥154調(diào)整潤滑劑的壓力,在一分鐘的過程里每二秒鐘以5%的量增加或降低。這樣調(diào)整潤滑劑的壓力幫助克服上和下軸承環(huán)接觸面上的靜摩擦,并促使轉(zhuǎn)塔旋轉(zhuǎn)回到它的靜止位置(此時鏈不扭轉(zhuǎn))的開始。這樣潤滑劑壓力能保持穩(wěn)定或隨著轉(zhuǎn)塔上豎直負(fù)載而變化。
當(dāng)船轉(zhuǎn)向時,以非常慢的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),例如每10分鐘旋轉(zhuǎn)一周,并且?guī)缀蹩偸且孕∮诿糠昼娨恢艿乃俣刃D(zhuǎn)。對于一個20米直徑的軸承環(huán)和每分鐘一周的旋轉(zhuǎn)速度,軸承環(huán)的表面以每秒鐘1米或每小時2英里的速度移動。因此,上軸承環(huán)的旋轉(zhuǎn)速度對軸承性能沒有影響。還因為旋轉(zhuǎn)不快且在一個方向上,摩擦損失不重要,只是使旋轉(zhuǎn)帶有一定扭矩。
申請人提出控制相當(dāng)重量的潤滑劑壓力,如總量的10%,由內(nèi)和外滑動表面114、116支撐(圖5)。在一個例子中,軸承環(huán)的平均直徑(圖4中的B)是20米,每一軸承環(huán)的寬度C是1.5米,并且外滑動表面116和內(nèi)滑動表面的寬度D(圖6)分別是20厘米。由上和下軸承環(huán)支撐的向下的負(fù)載是2千公噸。大約15psi或107kPa的潤滑劑壓力可以支撐全部的重量,即使96kPa可能用于供給大約10%給內(nèi)和外滑動表面。潤滑劑壓力可以根據(jù)負(fù)載通過使用位于如圖2所示的傳感器142大約同一位置的負(fù)載傳感器調(diào)整。
圖10說明了另一上軸承裝置200,它包括一組軸承裝置202。軸承裝置在船體212的下軸承件210上支撐轉(zhuǎn)塔206的上軸承件204。裝置202限制在與轉(zhuǎn)塔旋轉(zhuǎn)軸線216偏心的圓形軌道214內(nèi)。軌道由船體的內(nèi)和外軌道壁220、222形成。
圖11表示一個包括上和下元件224、226的軸承裝置202。上元件具有支撐轉(zhuǎn)塔軸承的上軸承表面232的上表面230。下元件位于上元件內(nèi)。下元件具有支撐(至少以它的密封236)船體下軸承的下軸承表面238的下表面234。壓力液體240(如100psi)如油位于裝置202內(nèi)使得這些元件分離。
介質(zhì)壓力面密封236密封下元件的下表面234與下軸承表面238。介質(zhì)壓力徑向密封242密封下元件的外側(cè)與上元件的內(nèi)側(cè)之間的縫隙。這導(dǎo)致壓力流體240保存在這些元件之間并使上元件向上而下元件向下。在下元件上向下的力等于作用在環(huán)形區(qū)域250內(nèi)的液體的壓力。壓力液體直接壓在直徑為252的圓形的下軸承表面238上。從圖11中可以看出軸承裝置的直徑(252+2×250)比它的高度254大。
元件224、226動作如同液壓缸(不具備液壓缸的形狀)和活塞,所以上元件能上或下移動一定的量如2厘米??p隙244足夠大以便上元件能傾斜至少0.5°,且最好超過1°(大多數(shù)活塞能在它們的液壓缸內(nèi)傾斜少于1/4度)。因此,如果轉(zhuǎn)塔和/或船體在惡劣的天氣下變形,軸承表面232、238之間的距離254變化一個較小的量或它們從相互平行傾斜開,軸承裝置仍能在船體上支撐轉(zhuǎn)塔。這樣一個變形對于軸承裝置一般引起距離254在轉(zhuǎn)塔軸線的一側(cè)增加而在相對側(cè)降低。在一個例子中,軸承裝置的外徑是1米。
圖10表示通過復(fù)合接頭262與液體導(dǎo)管264相連的壓力液體源260,每一個導(dǎo)管264延伸到軸承裝置202中的一個。用其它有用的方法作為備用只要每一個其它軸承裝置收到壓力油并支撐轉(zhuǎn)塔。圖11表示了在上元件內(nèi)的一個孔270和一個與孔270相連的延伸穿過轉(zhuǎn)塔204內(nèi)的孔274的導(dǎo)管272。管的上端通過一旋轉(zhuǎn)接頭276與從復(fù)合接頭延伸的管連接。當(dāng)轉(zhuǎn)塔旋轉(zhuǎn)時軸承裝置202隨轉(zhuǎn)塔一起運動,即使軸承裝置能圍繞自己的軸線278旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)轉(zhuǎn)塔旋轉(zhuǎn)(例如10°),上或外元件224的外壁280沿內(nèi)和外軌道壁220、222滑動,或在一個軌道壁上旋轉(zhuǎn),在另一個上滑動。附近保持零壓力的潤滑油以降低摩擦。如果船傾斜低壓力密封282、284避免溢出,且一個重力管286能把多余的油返回儲油池。圖11用虛線表示了一個外壁的延伸288,帶有一保持轉(zhuǎn)塔的上端與它的軸線對中的徑向軸承290。
油的壓力可以設(shè)置得比保持上元件224在下元件的頂表面290上要求的壓力低,和/或比保持下元件下表面292在下軸承表面238上的壓力低。所以上元件以一小的力壓在表面290上。這種優(yōu)點在于轉(zhuǎn)塔上負(fù)載或液體壓力的小的變化不會引起轉(zhuǎn)塔升高或下降。壓力最好這樣調(diào)整即當(dāng)轉(zhuǎn)塔重量有一輕微的增加時(如抬起錨固鏈離開海底時),增加液體壓力。可以精密地調(diào)整壓力以保持圖11的狀態(tài)。雖然備用件已存在,提供一用于更換壞了的軸承裝置的門294。
所以,本發(fā)明提供了一種用于在船體上支撐轉(zhuǎn)塔的上軸承裝置,它可以在非常大的尺寸時制造得可靠并以適當(dāng)?shù)某杀?。在一個裝置中,上軸承裝置包括在一個接觸面上位于相鄰位置的上和下滑動軸承環(huán),在接觸面上的壓力潤滑劑最好支撐大部分的重量。下軸承環(huán)可以由圍繞轉(zhuǎn)塔軸線間隔設(shè)置的大量彈性材料支撐。軸承環(huán)中的一個例如下軸承環(huán),可以分割成周向間隔的段來避免在所有段上的壓力損失。在另一裝置中,形成活塞和液壓缸的許多軸承裝置被限制在一軌道里并用壓力液體偏壓開以便軸承裝置在船體上支撐轉(zhuǎn)塔。上軸承結(jié)構(gòu)對于船在各種實際應(yīng)用中是非常有用的,包括從海井中生產(chǎn)碳?xì)浠衔铮陀糜阢@井的鉆井船。
雖然已經(jīng)描述和說明了本發(fā)明的具體實施例,應(yīng)該知道對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說很容易做出變化和改變,因此,權(quán)利要求用于覆蓋這些變化和等同形式。
權(quán)利要求
1.一種海上系統(tǒng),它包括一漂迫在海上的船體(212),船體能轉(zhuǎn)向且形成一豎直開口(16),一位于此開口中的轉(zhuǎn)塔(206),一從轉(zhuǎn)塔延伸至海底的錨固結(jié)構(gòu)(22),一在所述船上可旋轉(zhuǎn)支撐轉(zhuǎn)塔的軸承結(jié)構(gòu)(32),并且包括一上軸承裝置(200),其中所述上軸承裝置包括具有基本上彼此相對的軸承表面(232,238)的上和下軸承件(204,210),上軸承件與轉(zhuǎn)塔相連,下軸承件與船體相連;位于所述上和下軸承表面之間的許多單個軸承裝置(202),每一個裝置具有上和下元件,上和下表面(230,234)分別靠在所述上和下軸承表面上,所述元件相對于所述軸承表面中的至少一個可滑動,所述上和下元件被偏壓開但彼此豎直方向上可移動;所述軸承裝置的每一個具有一比它的高度大的直徑,高度在上和下表面之間測量,以便盡管運動而提供穩(wěn)定。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其特征在于每一所述軸承裝置的上和下元件能相對于彼此傾斜至少0.5°,以便船體變形在轉(zhuǎn)塔旋轉(zhuǎn)過程中仍支撐它。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其特征在于所述的下軸承件具有偏心的內(nèi)和外軌道壁(220,222),在它們之間形成圓形軌道(214),軸承裝置位于所述的軌道之間,潤滑劑(240)位于下軸承表面上且被限制在所述軌道壁之間。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其特征在于所述元件在它們之間形成一孔并且包括用于供給壓力液體給所述孔來偏壓所述元件分開的裝置(264);所述元件之一的面(234)對著軸承表面(238)的相應(yīng)表面且在相應(yīng)的軸承表面被密封。
5.一種海上系統(tǒng),它包括一漂迫在海上的船體(212),船體能轉(zhuǎn)向且形成一豎直開口(16),一位于此開口中的轉(zhuǎn)塔(206),一從轉(zhuǎn)塔延伸至海底的錨固結(jié)構(gòu),一在所述船上可旋轉(zhuǎn)支撐轉(zhuǎn)塔的軸承裝置(200),其中所述軸承裝置包括具有基本上彼此相對的軸承表面(232,238)的上和下軸承件(204,210),上軸承件與轉(zhuǎn)塔相連,下軸承件與船體相連;位于所述上和下軸承表面之間的許多單個軸承裝置(202),每一個軸承裝置具有分別靠在所述上和下軸承表面上的上和下元件(224,226),所述上和下元件被偏壓開但彼此豎直方向上可移動;所述的下軸承件具有基本豎直的壁(220,222),在它們之間形成圓形軌道(214),所述的單個軸承裝置位于軌道內(nèi),在所述的豎直壁之間的軌道上有潤滑液體(240)。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng),其特征在于下元件對著下軸承表面,所述的潤滑液體形成一液體薄膜,所述下元件在下軸承表面上移動并且潤滑液體也位于所述元件之間用作液壓液體推起上元件。
7.一種海上系統(tǒng),它包括一漂迫在海上的船體(212),船體能旋轉(zhuǎn)且形成一豎直開口(16),一位于此開口中的轉(zhuǎn)塔(206),一從轉(zhuǎn)塔延伸至海底的錨固結(jié)構(gòu)(22),一在所述船結(jié)構(gòu)上可至少部分地旋轉(zhuǎn)支撐轉(zhuǎn)塔結(jié)構(gòu)的上軸承裝置(200),其中所述上軸承裝置包括具有基本上彼此相對的環(huán)形軸承表面(232,238)的上和下軸承件(204,210),上軸承件與轉(zhuǎn)塔結(jié)構(gòu)相連,下軸承件與船體結(jié)構(gòu)相連;至少所述結(jié)構(gòu)之一在所述環(huán)形軸承表面的內(nèi)側(cè)和外側(cè)上形成大致豎直的內(nèi)和外軌道壁(220,222);位于所述上和下軸承表面之間和內(nèi)和外軌道壁之間的許多單個軸承裝置(202),每一個軸承裝置具有分別靠在所述上和下軸承表面上的上和下元件(224,226),所述元件的第一個(224)用表面230形成一個液壓缸,它壓在軸承表面的第一個上,所述元件的第二個(226)形成一在所述液壓缸內(nèi)可豎直移動的活塞且具有一靠在所述軸承表面的第二個上的端面密封(236),所述元件中的一個具有徑向密封(242),當(dāng)活塞上下移動時密封活塞和液壓缸;用于在所述元件之間供給壓力液體以使它們偏壓開的裝置(264)。
8.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng),其中每一活塞具有一在所述端面密封內(nèi)的區(qū)域,如平面圖所示它比活塞的一半?yún)^(qū)域大。
9.一種海上系統(tǒng),它包括一漂迫在海上的船體(14),船體能轉(zhuǎn)向且形成一豎直開口(16),一位于此開口中的轉(zhuǎn)塔(20),一從轉(zhuǎn)塔延伸至海底的錨固結(jié)構(gòu)(22),一在所述船上可旋轉(zhuǎn)支撐轉(zhuǎn)塔的軸承結(jié)構(gòu)(32),并且包括一上軸承裝置(34),其中所述上軸承裝置包括在接觸面處相鄰面對的上和下滑動軸承環(huán)(40,42),上軸承環(huán)連接到轉(zhuǎn)塔,下軸承環(huán)連接到船體;一連接到所述接觸面壓力潤滑劑的源(50);所述滑動軸承環(huán)的第一個在接觸面處具有許多液體密封(124),它分割所述第一滑動軸承環(huán)成許多圍繞軸線周向間隔分布的段(112),壓力潤滑劑的源具有許多供給壓力潤滑劑的出口(123),至少一個出口對著一個段。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng),包括許多圍繞軸線周向間隔開的支撐結(jié)構(gòu)(46)且每一個在船體上沿著下滑動軸承環(huán)支撐一個位置,每一個支撐結(jié)構(gòu)包括許多彈性材料(102),用所述的大量的彈性材料支撐轉(zhuǎn)塔和其上負(fù)載的重量。
11.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng),其中所述接觸面具有徑向內(nèi)和外區(qū)域,且包括分別密封所述接觸面的內(nèi)和外區(qū)域的內(nèi)和外密封(60,62),所述的外密封設(shè)計成從一個超過預(yù)定厚度的接觸面的外位置快速地泄漏壓力潤滑劑,以反抗轉(zhuǎn)塔的傾斜。
12.一種海上系統(tǒng),它包括一漂迫在海上的船體(14),船體能轉(zhuǎn)向且形成一豎直開口(16),一位于此開口中的轉(zhuǎn)塔(20),一從轉(zhuǎn)塔延伸至海底的錨固結(jié)構(gòu)(22),一在所述船上可旋轉(zhuǎn)支撐轉(zhuǎn)塔的軸承結(jié)構(gòu)(32),并且包括一上軸承裝置(34),其中所述上軸承裝置包括在接觸面處相鄰面對的上和下軸承(82,80),上軸承與轉(zhuǎn)塔相連,下軸承由船體支撐;并包括一連接到所述接觸面壓力潤滑劑的源(50);一探測所述船體相對于轉(zhuǎn)塔是否旋轉(zhuǎn)的傳感器(142);所述傳感器連接到所述源以便在船體不旋轉(zhuǎn)時控制源以高壓供潤滑劑給接觸面。
13.一種海上系統(tǒng),它包括一漂迫在海上的船體(14),船體能轉(zhuǎn)向且形成一豎直開口(16),一位于此開口中的轉(zhuǎn)塔(20),一從轉(zhuǎn)塔延伸至海底的錨固結(jié)構(gòu)(22),一在所述船上可旋轉(zhuǎn)支撐轉(zhuǎn)塔的軸承結(jié)構(gòu)(32),并且它包括一上軸承裝置(34),其中所述上軸承裝置包括在接觸面處相鄰面對的上和下滑動軸承(82,80),上軸承與轉(zhuǎn)塔相連,下軸承由船體支撐;并包括一連接到所述接觸面壓力潤滑劑的源(50);一傳感器,它探測下軸承在不旋轉(zhuǎn)后相對于上軸承環(huán)要旋轉(zhuǎn)時,它連接到所述源,在下軸承要旋轉(zhuǎn)時控制源確定合適的供給接觸面的液體壓力。
14.一種海上系統(tǒng),它包括一漂迫在海上的船體(14),船體能旋轉(zhuǎn)且形成一豎直開口(16),一位于此開口中的轉(zhuǎn)塔(20),一從轉(zhuǎn)塔延伸至海底的錨固結(jié)構(gòu)(22),一在所述船上可旋轉(zhuǎn)支撐轉(zhuǎn)塔的軸承結(jié)構(gòu)(32),并且它包括一上軸承裝置(34),其中所述上軸承裝置包括在接觸面(44)處相鄰面對的上和下滑動軸承環(huán)(82,80),上軸承環(huán)連接到轉(zhuǎn)塔,下軸承由船體支撐;并包括一連接到所述接觸面壓力潤滑劑的源(50);所述系統(tǒng)缺乏一當(dāng)所述轉(zhuǎn)塔的上部傾斜時防止上滑動軸承環(huán)相對于下軸承環(huán)的一側(cè)抬離的固定軸承裝置;所述上軸承裝置包括在轉(zhuǎn)塔傾斜過程中當(dāng)上滑動軸承環(huán)向上抬離下滑動軸承環(huán)時用于使壓力潤滑劑主要只從接觸面的一側(cè)泄漏的裝置(62)。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種海上系統(tǒng),包括一固定在海底的轉(zhuǎn)塔(20),它通過至少一個上軸承裝置(34)與船體(14)相連以便船體能圍繞轉(zhuǎn)塔旋轉(zhuǎn),其中上軸承裝置具有合適的成本和高的可靠性。在一種結(jié)構(gòu)中,上軸承裝置包括在接觸面(44)相鄰面對的上和下滑動軸承環(huán)(40,42),上軸承環(huán)固定到轉(zhuǎn)塔,下軸承環(huán)通過許多彈性材料(102)支承在船體上。彈性材料允許轉(zhuǎn)塔上部的略微傾斜在接觸面的一側(cè)沒有打開一縫隙。下軸承環(huán)分成段(112A,112B),且大的轉(zhuǎn)塔傾斜允許壓力潤滑劑在轉(zhuǎn)塔傾斜過程中只從開始抬起的一個或幾個段泄漏。在另一結(jié)構(gòu)中,提供一軸承裝置(202)的圓環(huán),其中每一裝置包括一液壓缸(224)和一活塞(226)和一供給該裝置壓力液體的源。
文檔編號B63B21/50GK1336885SQ98814377
公開日2002年2月20日 申請日期1998年12月31日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月15日
發(fā)明者雷內(nèi)·波拉克, 杰克·波拉克, 彼得·倫德 申請人:伊莫德科公司