海洋平臺升降系統(tǒng)用載荷測量裝置及升降系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種海洋平臺升降系統(tǒng)用載荷測量裝置及升降系統(tǒng)，屬于海洋平臺領(lǐng)域。所述裝置包括：用于連接升降系統(tǒng)的固樁架與定環(huán)梁的平衡組件、測量桿、第一彈簧、第一套筒、用于測量測量桿位移的位移記錄器、以及與位移記錄器電連接的處理器，第一套筒的一端與平衡組件中的第一蓋板連接，第一套筒的另一端上設(shè)有第二蓋板，第一彈簧設(shè)于第一套筒中，測量桿穿過第一蓋板，測量桿的一端與平衡組件的下壓板連接，測量桿的另一端與第一彈簧連接，位移記錄器將測量桿的位移信號輸入處理器，處理器輸出升降系統(tǒng)的載荷信號，從而可以得到升降系統(tǒng)載荷。
【專利說明】海洋平臺升降系統(tǒng)用載荷測量裝置及升降系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及海洋平臺領(lǐng)域，特別涉及一種海洋平臺升降系統(tǒng)用載荷測量裝置及升降系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著海洋勘探開發(fā)的不斷深入，對于自升式海洋平臺的研究也受到越來越多的人的關(guān)注。
[0003]自升式海洋平臺主要包括樁腿、樁腿支撐結(jié)構(gòu)和沉墊、船體(平臺)、以及升降裝置，升降裝置與船體連接，通過升降裝置可以帶動船體沿著樁腿上升或下降。由于自升式平臺使用工況復(fù)雜，特別是在平臺壓載、風(fēng)暴載荷及拔樁等工況時，對海洋平臺載荷的監(jiān)測顯得尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了實現(xiàn)對海洋平臺升降系統(tǒng)載荷的監(jiān)測，本發(fā)明實施例提供了一種海洋平臺升降系統(tǒng)用載荷測量裝置及升降系統(tǒng)。所述技術(shù)方案如下:
[0005]一方面，本發(fā)明實施例提供了一種海洋平臺升降系統(tǒng)用載荷測量裝置，所述裝置包括:
[0006]用于連接升降系統(tǒng)的固樁架與定環(huán)梁的平衡組件、測量桿、第一彈簧、第一套筒、以及用于測量所述測量桿位移的位移記錄器；
[0007]所述平衡組件包括:第一蓋板、下壓板、載荷與形變量為線性關(guān)系的第二彈簧、上壓板、固定在所述固樁架的頂板上且穿過所述固樁架的底板的第二套筒、套設(shè)在所述第二套筒內(nèi)并與所述第二套筒固定連接的第三套筒、拉桿、鎖緊部件、與所述定環(huán)梁連接的吊耳以及擋圈，所述鎖緊部件和所述吊耳分別固定在所述拉桿的兩端，所述第二彈簧套設(shè)在所述拉桿上，所述第二彈簧夾在所述鎖緊部件和所述吊耳之間，所述擋圈固定在所述第三套筒的一端的內(nèi)壁上，所述擋圈上設(shè)置有可供所述鎖緊部件通過的第一通孔，所述上壓板夾設(shè)在所述擋圈和所述第二彈簧之間，所述第一蓋板固定在所述第三套筒的另一端，且所述第一蓋板上設(shè)有可供所述吊耳通過的第二通孔，所述下壓板夾設(shè)在所述第一蓋板和所述第二彈簧之間，所述拉桿位于所述第三套筒內(nèi)，且所述拉桿的軸線方向與所述第三套筒的長度方向相同，所述第二彈簧夾設(shè)于所述上壓板和所述下壓板之間；
[0008]所述第一套筒的一端與第一蓋板連接，所述第一套筒的另一端設(shè)有第二蓋板，所述第一彈簧設(shè)于所述第一套筒中且所述第一彈簧初始狀態(tài)為壓縮狀態(tài)，所述測量桿穿過所述第一蓋板，所述測量桿的一端與所述下壓板連接，所述測量桿的另一端與所述第一彈簧連接。
[0009]在本發(fā)明實施例的一種實現(xiàn)方式中，所述第二彈簧包括碟簧，所述碟簧套設(shè)在所述拉桿上。
[0010]在本發(fā)明實施例的另一種實現(xiàn)方式中，所述測量桿上設(shè)有刻度槽，所述位移記錄器為與所述刻度槽相配合的接觸式計數(shù)器。
[0011]在本發(fā)明實施例的另一種實現(xiàn)方式中，所述拉桿一端設(shè)有螺紋，所述鎖緊部件為與所述螺紋相配合的鎖緊螺母。
[0012]在本發(fā)明實施例的另一種實現(xiàn)方式中，所述第二套筒遠離所述固樁架的一端設(shè)有第一安裝板，所述第三套筒遠離所述固樁架的一端對應(yīng)所述第一安裝板設(shè)有第二安裝板，所述第一安裝板、所述第二安裝板和所述第一蓋板通過螺栓固定連接。
[0013]在本發(fā)明實施例的另一種實現(xiàn)方式中，所述上壓板與所述第二彈簧之間、以及所述下壓板與所述第二彈簧之間分別設(shè)置有墊片。
[0014]在本發(fā)明實施例的另一種實現(xiàn)方式中，所述擋圈與所述第三套筒之間設(shè)有筋板，所述筋沿板所述擋圈的圓周均勻布置。
[0015]在本發(fā)明實施例的另一種實現(xiàn)方式中，所述裝置還包括與所述位移記錄器電連接的處理器，所述位移記錄器將所述測量桿的位移信號輸入所述處理器，所述處理器輸出所述升降系統(tǒng)的載荷信號。
[0016]在本發(fā)明實施例的另一種實現(xiàn)方式中，所述裝置還包括顯示器，所述顯示器與所述處理器電連接。
[0017]另一方面，本發(fā)明實施例還提供了一種海洋平臺升降系統(tǒng)，包括用于套設(shè)在樁腿上的固樁架、定環(huán)梁、提升油缸、動環(huán)梁和插銷組件，所述提升油缸的兩端分別與所述定環(huán)梁和所述動環(huán)梁連接，所述定環(huán)梁、所述動環(huán)梁和所述固樁架上均設(shè)有通孔，所述插銷組件穿過所述通孔插設(shè)在所述樁腿的樁腿孔中，所述系統(tǒng)還包括如前任一項所述的載荷測量裝置，所述固樁架通過所述載荷測量裝置與所述定環(huán)梁連接。
[0018]本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是:
[0019]通過將測量桿的一端與平衡組件的下壓板連接，測量桿的另一端與第一彈簧連接，由于該第一彈簧設(shè)置在第一套筒內(nèi)，因此當升降系統(tǒng)承受載荷時，平衡組件中第二彈簧產(chǎn)生形變，并與下壓板分離，但由于測量桿的另一端連接的是第一彈簧，所以測量桿會將下壓板頂起與第二彈簧緊貼，在此過程中測量桿產(chǎn)生位移，且位移量等于第二彈簧的形變量，移記錄器測量測量桿的位移信號并輸入處理器，由于第二彈簧的載荷與形變量為線性關(guān)系，處理器則可根據(jù)位移信號以及第二彈簧的剛度系數(shù)計算當前升降系統(tǒng)的載荷，該方法簡單可靠，實時性高，成本低，維護簡單。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0021]圖1是本發(fā)明實施例一提供的海洋平臺升降系統(tǒng)用載荷測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2是本發(fā)明實施例一提供的海洋平臺升降系統(tǒng)用載荷測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3是本發(fā)明實施例二提供的海洋平臺升降系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】[0024]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。
[0025]實施例一
[0026]本發(fā)明實施例提供了一種海洋平臺升降系統(tǒng)用載荷測量裝置，參見圖1和圖2，該裝置包括:
[0027]用于連接升降系統(tǒng)的固樁架101與定環(huán)梁的平衡組件103、測量桿104、第一彈簧105、第一套筒106、以及用于測量測量桿104位移的位移記錄器107。
[0028]該平衡組件103包括:第一蓋板130、下壓板131、載荷與形變量為線性關(guān)系的第二彈簧132、上壓板133、固定在固樁架101的頂板111上且穿過固樁架101的底板112的第二套筒134、套設(shè)在第二套筒134內(nèi)并與第二套筒134固定連接的第三套筒135、拉桿136、鎖緊部件137、與定環(huán)梁連接的吊耳138以及擋圈139，鎖緊部件137和吊耳138分別固定在拉桿136的兩端，第二彈簧132套設(shè)在拉桿136上，第二彈簧132夾在鎖緊部件137和吊耳138之間，擋圈139固定在第三套筒135的一端的內(nèi)壁上，擋圈139上設(shè)置有可供鎖緊部件137通過的第一通孔，上壓板133夾設(shè)在擋圈139和第二彈簧132之間，第一蓋板130固定在第三套筒135的另一端，且第一蓋板130上設(shè)有可供吊耳138通過的第二通孔，下壓板131夾設(shè)在第一蓋板130和第二彈簧132之間，拉桿136位于第三套筒135內(nèi)，且拉桿136的軸線方向與第三套筒135的長度方向相同，第二彈簧132夾設(shè)于上壓板133和下壓板131之間。
[0029]第一套筒106的一端與第一蓋板130連接,第一套筒106的另一端上設(shè)有第二蓋板161,第一彈簧105設(shè)于第一套筒106中且第一彈簧105初始狀態(tài)為壓縮狀態(tài),測量桿104穿過第一蓋板130，測量桿104的一端與下壓板131連接，測量桿104的另一端與第一彈簧105連接。
[0030]優(yōu)選地，第二彈簧132包括碟簧，碟簧套設(shè)在拉桿136上。進一步地，碟簧的數(shù)量可以根據(jù)平臺的載荷量設(shè)置，例如，可以為4個。
[0031]具體地，拉桿136 —端設(shè)有螺紋，鎖緊部件137包括與螺紋相配合的鎖緊螺母。在本實施例中，鎖緊螺母是一端為環(huán)狀法蘭，另一端為普通螺母狀的結(jié)構(gòu)。在其他實施例中，鎖緊螺母還可以為普通螺母。
[0032]具體地，如圖1和圖2所示，第二套筒134遠離固樁架101的一端設(shè)有第一安裝板134a，第三套筒135遠離固樁架101的一端對應(yīng)第一安裝板134a設(shè)有第二安裝板135c，第一安裝板134a、第二安裝板135c和第一蓋板130通過螺栓固定連接。其中，該螺栓可以沿著第一安裝板134a的圓周均勻布置。
[0033]具體地，上壓板133與第二彈簧132之間、以及下壓板131與第二彈簧132之間分別設(shè)置有墊片132a。該墊片132a用于調(diào)整第二彈簧132的受力位置，使第二彈簧132受力均勻。
[0034]具體地，擋圈139與第三套筒135之間設(shè)有筋板139a。該筋板139a可以沿擋圈139的圓周均勻布置并用于加固擋圈139。
[0035]進一步地，拉桿136包括拉桿本體和位于拉桿本體兩端的連接部，連接部的外徑小于拉桿本體的外徑且連接部上設(shè)有外螺紋，鎖緊部件137和吊耳138分別與拉桿136的連接部螺紋連接。[0036]在本實施例中，測量桿104上設(shè)有刻度槽，位移記錄器107為與刻度槽相配合的接觸式計數(shù)器。刻度槽精度可以很高，例如Imm大小，此時位移記錄器107與測量桿接觸，位移記錄器107對測量桿104移動過程中經(jīng)過的刻度槽進行計數(shù)，從而得到位移量。位移記錄器由于精度可以達到Imm級別，因此該載荷測量裝置的測量精度高。在其他實施例中，除了采用上述接觸的方式測得位移量，還可以采用感應(yīng)或光學(xué)方式測量位移量。
[0037]進一步地，該載荷測量裝置還包括:與位移記錄器107電連接的處理器，位移記錄器107將測量桿104的位移信號輸入處理器，處理器輸出升降系統(tǒng)的載荷信號。
[0038]進一步地，該載荷測量裝置還包括:用于顯示處理器輸出載荷的顯示器，顯示器與處理器電連接。
[0039]當平臺升起時，平臺向升降系統(tǒng)施加向下的拉力，由于升降系統(tǒng)是通過定環(huán)梁中的插銷組件固定在樁腿上的，相當于定環(huán)梁通過平衡組件103頂住整個固樁架及連接在固樁架下端的平臺，此時平衡組件103中第二彈簧132的形變量反映了升降系統(tǒng)的載荷。具體地，第二彈簧132受到向上的壓力，第二彈簧132與下壓板131出現(xiàn)空隙，測量桿104 —端與下壓板131連接，測量桿104另一端連接的是第一彈簧105，因此測量桿104會將下壓板131重新頂?shù)脚c第二彈簧132貼住，在此過程中，測量桿104發(fā)生位移，該位移與第二彈簧132的壓縮量相同。位移記錄器107負責(zé)測量測量桿104的位移量，即第二彈簧132的形變量，該形變量反映了平臺的載荷，處理器采用該形變量乘以第二彈簧132的剛度系數(shù)即可得到平臺載荷，并通過顯示器顯示。
[0040]容易想到的是，在另一種實現(xiàn)方式中，將測量桿104的一端穿過下壓板131與上壓板133連接，還可以測量升降系統(tǒng)的另一個方向的載荷。
[0041]本發(fā)明實施例通過將測量桿的一端與平衡組件的下壓板連接，測量桿的另一端與第一彈簧連接，由于該第一彈簧設(shè)置在第一套筒內(nèi)，因此當升降系統(tǒng)承受載荷時，平衡組件中第二彈簧產(chǎn)生形變，并與下壓板分離，但由于測量桿的另一端連接的是第一彈簧，所以測量桿會將下壓板頂起與第二彈簧緊貼，在此過程中測量桿產(chǎn)生位移，且位移量等于第二彈簧的形變量，移記錄器測量測量桿的位移信號并輸入處理器，由于第二彈簧的載荷與形變量為線性關(guān)系，處理器則可根據(jù)位移信號以及第二彈簧的剛度系數(shù)計算當前升降系統(tǒng)的載荷，該方法簡單可靠，實時性高，成本低，維護簡單。
[0042]實施例二
[0043]本發(fā)明實施例提供了一種海洋平臺升降系統(tǒng)，參見圖3，包括用于套設(shè)在樁腿21上的固樁架201、定環(huán)梁202、提升油缸203、動環(huán)梁204和插銷組件205，提升油缸203的兩端分別與定環(huán)梁202和動環(huán)梁204連接，定環(huán)梁202、動環(huán)梁204和固樁架201上均設(shè)有通孔，插銷組件205穿過通孔插設(shè)在樁腿21的樁腿孔中，該系統(tǒng)還包括如實施例一所述的載荷測量裝置206，固樁架201通過載荷測量裝置206與定環(huán)梁202連接。
[0044]本發(fā)明實施例通過將測量桿的一端與平衡組件的下壓板連接，測量桿的另一端與第一彈簧連接，由于該第一彈簧設(shè)置在第一套筒內(nèi)，因此當升降系統(tǒng)承受載荷時，平衡組件中第二彈簧產(chǎn)生形變，并與下壓板分離，但由于測量桿的另一端連接的是第一彈簧，所以測量桿會將下壓板頂起與第二彈簧緊貼，在此過程中測量桿產(chǎn)生位移，且位移量等于第二彈簧的形變量，移記錄器測量測量桿的位移信號并輸入處理器，由于第二彈簧的載荷與形變量為線性關(guān)系，處理器則可根據(jù)位移信號以及第二彈簧的剛度系數(shù)計算當前升降系統(tǒng)的載荷，該方法簡單可靠，實時性高，成本低，維護簡單。
[0045]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種海洋平臺升降系統(tǒng)用載荷測量裝置，其特征在于，所述裝置包括: 用于連接升降系統(tǒng)的固樁架(101)與定環(huán)梁的平衡組件(103)、測量桿(104)、第一彈簧(105)、第一套筒(106)、以及用于測量所述測量桿(104)位移的位移記錄器(107); 所述平衡組件(103)包括:第一蓋板(130)、下壓板(131)、載荷與形變量為線性關(guān)系的第二彈簧(132)、上壓板(133)、固定在所述固樁架(101)的頂板(111)上且穿過所述固樁架(101)的底板(112)的第二套筒(134)、套設(shè)在所述第二套筒(134)內(nèi)并與所述第二套筒(134)固定連接的第三套筒(135)、拉桿(136)、鎖緊部件(137)、與所述定環(huán)梁連接的吊耳(138)以及擋圈(139)，所述鎖緊部件(137)和所述吊耳(138)分別固定在所述拉桿(136)的兩端，所述第二彈簧(132)套設(shè)在所述拉桿(136)上，所述第二彈簧(132)夾在所述鎖緊部件(137 )和所述吊耳(138 )之間，所述擋圈(139 )固定在所述第三套筒(135 )的一端的內(nèi)壁上，所述擋圈(139)上設(shè)置有可供所述鎖緊部件(137)通過的第一通孔，所述上壓板(133)夾設(shè)在所述擋圈(139)和所述第二彈簧(132)之間，所述第一蓋板(130)固定在所述第三套筒(135)的另一端，且所述第一蓋板(130)上設(shè)有可供所述吊耳(138)通過的第二通孔，所述下壓板(131)夾設(shè)在所述第一蓋板(130)和所述第二彈簧(132)之間，所述拉桿(136)位于所述第三套筒(135 )內(nèi)，且所述拉桿(136 )的軸線方向與所述第三套筒(135 )的長度方向相同，所述第二彈簧(132)夾設(shè)于所述上壓板(133)和所述下壓板(131)之間； 所述第一套筒(106)的一端與第一蓋板(130)連接，所述第一套筒(106)的另一端設(shè)有第二蓋板(161)，所述第一彈簧(105)設(shè)于所述第一套筒(106)中且所述第一彈簧(105)初始狀態(tài)為壓縮狀態(tài)，所述測量桿(104)穿過所述第一蓋板(130)，所述測量桿(104)的一端與所述下壓板(131)連接，所述測量桿(104)的另一端與所述第一彈簧(105)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第二彈簧(132)包括碟簧，所述碟簧套設(shè)在所述拉桿(136)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述 的裝置，其特征在于，所述測量桿(104)上設(shè)有刻度槽，所述位移記錄器(107 )為與所述刻度槽相配合的接觸式計數(shù)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述拉桿(136)—端設(shè)有螺紋，所述鎖緊部件(137)為與所述螺紋相配合的鎖緊螺母。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第二套筒(134)遠離所述固樁架(101)的一端設(shè)有第一安裝板(134a)，所述第三套筒(135)遠離所述固樁架(101)的一端對應(yīng)所述第一安裝板(134a)設(shè)有第二安裝板(135c)，所述第一安裝板(134a)、所述第二安裝板(135c)和所述第一蓋板(130)通過螺栓固定連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述上壓板(133)與所述第二彈簧(132)之間、以及所述下壓板(131)與所述第二彈簧(132)之間分別設(shè)置有墊片(132a)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述擋圈(139)與所述第三套筒(135)之間設(shè)有筋板(139a)，所述筋板(139a)沿所述擋圈(139)的圓周均勻布置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括與所述位移記錄器(107)電連接的處理器，所述位移記錄器(107)將所述測量桿(104)的位移信號輸入所述處理器，所述處理器輸出所述升降系統(tǒng)的載荷信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括顯示器，所述顯示器與所述處理器電連接。
10.一種海洋平臺升降系統(tǒng)，包括用于套設(shè)在樁腿(21)上的固樁架(201)、定環(huán)梁(202)、提升油缸(203)、動環(huán)梁(204)和插銷組件(205)，所述提升油缸(203)的兩端分別與所述定環(huán)梁(202)和所述動環(huán)梁(204)連接，所述定環(huán)梁(202)、所述動環(huán)梁(204)和所述固樁架(201)上均設(shè)有通孔，所述插銷組件(205)穿過所述通孔插設(shè)在所述樁腿(21)的樁腿孔中，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括如權(quán)利要求1~9任一項所述的載荷測量裝置(206)，所述固樁架(201)通過所述載·荷測量裝置(206 )與所述定環(huán)梁(202 )連接。
【文檔編號】G01L1/04GK103821123SQ201410026337
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年1月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月21日
【發(fā)明者】劉智雄 申請人:武漢船用機械有限責(zé)任公司