專利名稱：水下生產(chǎn)設(shè)施下放的機械臂的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機械臂，尤其涉及一種用于深水水下生產(chǎn)設(shè)施下放的機械臂。屬于海洋石油工程領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，用于深水水下生產(chǎn)設(shè)施下放，通常采用安裝在作業(yè)船上的收放絞車和A字架、多功能安裝塔和多功能回轉(zhuǎn)式吊機聯(lián)合進行。其中，A字架是安裝在作業(yè)船上的常用設(shè)施，A字架與收放絞車聯(lián)合使用，用于水下設(shè)施的下放安裝；但使用A字架下放水下生產(chǎn)設(shè)施須要先使用多功能回轉(zhuǎn)式吊機將生產(chǎn)設(shè)施吊起，且在生產(chǎn)設(shè)施下放過程中，只能通過船舶來實現(xiàn)水下設(shè)施的轉(zhuǎn)向；而多功能安裝塔的安裝為了船舶的穩(wěn)定起見，一般放置于船舶中間位置；水下設(shè)施通過船舶中間的月池下放入水，由于月池的尺寸是固定的，只能通過對水下設(shè)施進行拆解，方可實現(xiàn)對水下生產(chǎn)設(shè)施進行下放。因此，月池的尺寸直接制約著所要安裝的水下設(shè)施的尺寸。隨著我國海洋石油開發(fā)不斷向深水領(lǐng)域的邁進，深水水下生產(chǎn)設(shè)施的體積也越來越大，上述用于深水水下生產(chǎn)設(shè)施下放的方法的不便處及作業(yè)程序復(fù)雜性便更加突顯出來。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺點，而提供一種水下生產(chǎn)設(shè)施下放的機械臂，其結(jié)構(gòu)簡單，吊裝承載能力大，集吊起、轉(zhuǎn)向、下放功能為一體，將其固定在安裝作業(yè)船側(cè)或船尾上后，可對水下生產(chǎn)設(shè)施進行下放作業(yè)，簡化了作業(yè)程序，提高了生產(chǎn)效率。本發(fā)明的目的是由以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種水下生產(chǎn)設(shè)施下放的機械臂，其特征在于包括底部支柱、回轉(zhuǎn)支承裝置、 上部轉(zhuǎn)塔、卷筒、工作平臺、主臂、輔臂；其中，回轉(zhuǎn)支承裝置固定在底部支柱的上方；上部轉(zhuǎn)塔固定在回轉(zhuǎn)支承裝置的上方；工作平臺固定在上部轉(zhuǎn)塔上；卷筒固定在工作平臺的上層；主臂的一端與上部轉(zhuǎn)塔樞接，主臂的另一端與輔臂樞接。所述底部支柱是由數(shù)段圓筒連接組成，且通過中心線與回轉(zhuǎn)支承裝置對中；上部轉(zhuǎn)塔通過中心線與回轉(zhuǎn)支承裝置對中。所述主臂與輔臂均為箱體式結(jié)構(gòu)，主臂的前端及輔臂的后端固定有數(shù)個導(dǎo)向滑輪，數(shù)個導(dǎo)向滑輪分別固定于主臂滑輪軸座及輔臂滑輪軸座上。所述回轉(zhuǎn)支承裝置上的聯(lián)軸器通過轉(zhuǎn)軸穿過設(shè)在其下層的工作平臺與小齒輪連接，小齒輪與外齒輪嚙合。所述主臂與上部轉(zhuǎn)塔之間設(shè)有數(shù)個液壓缸，主臂與輔臂之間設(shè)有數(shù)個液壓缸，液壓缸與液壓泵站相連，通過與液壓泵站相連的電磁換向閥和液壓油流量閥，實現(xiàn)主臂、輔臂的伸縮及速度的控制。所述工作平臺為鋼結(jié)構(gòu)，分為上下兩層平臺，并設(shè)有護欄。
所述導(dǎo)向滑輪直徑為纖維纜直徑的十八倍的圓形槽結(jié)構(gòu)。所述卷筒采用鑄造卷筒，卷筒為與導(dǎo)向滑輪相配合的直徑和槽形結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明由于采用上述技術(shù)方案，其結(jié)構(gòu)簡單，吊裝承載能力大，集吊起、轉(zhuǎn)向、下放功能為一體，將其固定在安裝作業(yè)船側(cè)或船尾上后，可對水下生產(chǎn)設(shè)施進行下放作業(yè)，簡化了作業(yè)程序，提高了生產(chǎn)效率。


圖1為本發(fā)明立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明主視圖。圖3為本發(fā)明俯視圖。圖4為本發(fā)明左視圖。圖5為本發(fā)明中主臂結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本發(fā)明中輔臂結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為本發(fā)明中雙滑輪軸座結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為圖7中A-A向示意圖。圖9為圖7中B-B向示意圖。圖中主要標(biāo)號說明1.雙滑輪軸座，111.雙滑輪軸座軸孔，112.螺釘，2.輔臂，21.銷軸孔，22.銷軸孔，23.輔臂的主體結(jié)構(gòu)，24.輔臂滑輪軸座，3.導(dǎo)向滑輪，4.主臂，41.主臂的主體結(jié)構(gòu)， 42.銷軸孔，43.銷軸孔，44.銷軸孔，45.主臂滑輪軸座，5.工作平臺，6.卷筒，7.液壓缸， 8.液壓缸，9.回轉(zhuǎn)支承裝置，10.底部支柱，11.控制室，12.上部轉(zhuǎn)塔，13.外齒輪，14.小齒輪，15.轉(zhuǎn)軸。
具體實施例方式如圖1-圖4所示，本發(fā)明主要包括底部支柱10、回轉(zhuǎn)支承裝置9、液壓缸7、液壓缸8、卷筒6、工作平臺5、主臂4、導(dǎo)向滑輪3、輔臂2、導(dǎo)向滑輪支座，其中，底部支柱10是由數(shù)段圓筒焊接組成，本實施例為由三段圓筒焊接組成。回轉(zhuǎn)支承裝置9通過數(shù)個外圈螺栓固定于底部支柱10的上方，且通過中心線與回轉(zhuǎn)支承裝置9對中。上部轉(zhuǎn)塔12與回轉(zhuǎn)支承裝置9，通過中心線對中，并通過內(nèi)圈螺栓固定于回轉(zhuǎn)支撐裝置9的上方?；剞D(zhuǎn)支承裝置9上設(shè)有聯(lián)軸器、小齒輪及外齒輪13，聯(lián)軸器與其配套的轉(zhuǎn)軸由鍵連接，轉(zhuǎn)軸15穿過設(shè)在其下層的工作平臺5與小齒輪14由鍵連接，小齒輪14與外齒輪13 嚙合。工作平臺5為鋼結(jié)構(gòu)，分為上下兩層，平臺護欄為方形鋼管，上下兩層平臺5的底部外圍為方向鋼管，主體支撐為工字鋼，工字鋼的上下均為鋼板。工作平臺5的兩側(cè)采用銷軸固定于上部轉(zhuǎn)塔12的外側(cè)，其主體部分通過焊接方式連接于上部轉(zhuǎn)塔12上。上層平臺用于放置纖維纜卷筒6，下層平臺放置電機及減速器。卷筒6利用螺栓固定于工作平臺5的上層，用于收放纜繩。卷筒6設(shè)計為適合纖維纜采用鑄造卷筒直徑和槽形結(jié)構(gòu)形式。主臂4的主體結(jié)構(gòu)41與輔臂2的主體結(jié)構(gòu)23均為箱體式結(jié)構(gòu)，主臂4的一端與上部轉(zhuǎn)塔12由銷軸樞接，主臂4的另一端由主輔臂上的銷軸孔44和輔臂的銷軸孔21與輔臂2樞接。主臂4與輔臂2之間設(shè)有一對液壓缸7，液壓缸7通過主臂4上的銷軸孔43和輔臂2上的銷軸孔22分別連接在主臂4與輔臂2上，液壓缸7與液壓泵站相連，液壓缸7由液壓泵站控制，并通過設(shè)在控制室11中，且安裝在操作面板上與液壓泵站相連的的電磁換向閥和液壓油流量閥，實現(xiàn)輔臂2的伸縮及速度的控制。主臂4與上部轉(zhuǎn)塔12之間設(shè)有一對液壓缸8，液壓缸8通過銷軸連接在主臂4的銷軸孔42與上部轉(zhuǎn)塔12上，液壓缸8與液壓泵站相連，液壓缸8由液壓泵站控制，并通過設(shè)在控制室11中，且安裝在操作面板上與液壓泵站相連的的電磁換向閥和液壓油流量閥， 實現(xiàn)輔臂2的伸縮及速度的控制。導(dǎo)向滑輪3設(shè)有四個，其中，有一個位于主臂4的前端由四個螺釘連接固定于主臂滑輪軸座45上。兩個設(shè)在輔臂2的前端，由四個螺釘112連接固定于雙滑輪軸座1上.導(dǎo)向滑輪3的軸插入雙滑輪軸座的軸孔111中。一個位于輔臂2的后端，由四個螺釘連接固定于輔臂滑輪軸座M上。每個滑輪分別由四個螺栓連接固定于導(dǎo)向滑輪軸座1上。導(dǎo)向滑輪3的繩槽結(jié)構(gòu)滿足纖維纜繩的要求，導(dǎo)向滑輪3直徑為纖維纜直徑的十八倍的圓形槽結(jié)構(gòu)。導(dǎo)向滑輪軸座1與主臂4及輔臂2之間采用焊接方式進行連接?；剞D(zhuǎn)支承裝置9中回轉(zhuǎn)機構(gòu)的轉(zhuǎn)速及方向的控制是由設(shè)在控制室11中的電磁換向閥及流量閥控制實現(xiàn)?？刂剖?1內(nèi)為現(xiàn)有的液壓控制設(shè)備，液壓控制設(shè)備主要由液壓泵站、電磁換向閥、控制面板等組成；液壓泵站通過液壓管線與主輔臂的液壓缸及小齒輪14上的液壓馬達相連，液壓管線兩端為內(nèi)螺紋，液壓缸和液壓馬達與液壓管線的連接端也為內(nèi)螺紋，相應(yīng)的內(nèi)螺紋通過配套的外螺紋液壓接頭連接。電磁換向閥安裝于液壓泵站的出口端，操作面板的按鈕開關(guān)通過導(dǎo)線與電磁換向閥相連；通過操作控制面板上的按鈕控制電磁換向閥實現(xiàn)液壓油的流向變化，從而實現(xiàn)液壓缸的伸長與縮短的變化，完成主輔臂的變幅以及回轉(zhuǎn)支承裝置的雙邊180°回轉(zhuǎn)。使用時，將本發(fā)明安裝在船舶甲板上，就位后(1)調(diào)試回轉(zhuǎn)支承裝置9中的回轉(zhuǎn)機構(gòu)和液壓泵站的液壓控制系統(tǒng)；(2)調(diào)試設(shè)置的三排滾柱式回轉(zhuǎn)支承9的回轉(zhuǎn)角度及控制裝置，使其可實現(xiàn)雙向 180°回轉(zhuǎn)；(3)調(diào)整設(shè)在主臂4上的液壓缸8，再調(diào)整設(shè)在輔臂上的液壓缸7，使機械臂的變幅符合安裝要求，完成初步調(diào)試。(4)調(diào)整機械臂，使吊鉤位于將要安裝設(shè)備的正上方，啟動絞車機構(gòu)，下放纖維纜， 使吊鉤連接到設(shè)備的吊索上；調(diào)整液壓缸7、8，吊起設(shè)備；(5)旋轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)支承9，將設(shè)備轉(zhuǎn)移至船舶一側(cè)，開始水下生產(chǎn)設(shè)施的下放，直至下放水下生產(chǎn)設(shè)施至海床。在下放的過程中，可以根據(jù)水下機器人(ROV)的監(jiān)測對下放方位進行微調(diào)，完成整個下放過程。液壓缸、回轉(zhuǎn)支承裝置、液壓控制設(shè)備為市售產(chǎn)品或采用已知技術(shù)制造。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種水下生產(chǎn)設(shè)施下放的機械臂，其特征在于包括底部支柱、回轉(zhuǎn)支承裝置、上部轉(zhuǎn)塔、卷筒、工作平臺、主臂、輔臂；其中，回轉(zhuǎn)支承裝置固定在底部支柱的上方；上部轉(zhuǎn)塔固定在回轉(zhuǎn)支承裝置的上方；工作平臺固定在上部轉(zhuǎn)塔上；卷筒固定在工作平臺的上層；主臂的一端與上部轉(zhuǎn)塔樞接，主臂的另一端與輔臂樞接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下生產(chǎn)設(shè)施下放的機械臂，其特征在于所述底部支柱是由數(shù)段圓筒連接組成，且通過中心線與回轉(zhuǎn)支承裝置對中；上部轉(zhuǎn)塔通過中心線與回轉(zhuǎn)支承裝置對中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下生產(chǎn)設(shè)施下放的機械臂，其特征在于所述主臂與輔臂均為箱體式結(jié)構(gòu)，主臂的前端及輔臂的后端固定有數(shù)個導(dǎo)向滑輪，數(shù)個導(dǎo)向滑輪分別固定于主臂滑輪軸座及輔臂滑輪軸座上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下生產(chǎn)設(shè)施下放的機械臂，其特征在于所述回轉(zhuǎn)支承裝置上的聯(lián)軸器通過轉(zhuǎn)軸穿過設(shè)在其下層的工作平臺與小齒輪連接，小齒輪與外齒輪嚙合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下生產(chǎn)設(shè)施下放的機械臂，其特征在于所述主臂與上部轉(zhuǎn)塔之間設(shè)有數(shù)個液壓缸，主臂與輔臂之間設(shè)有數(shù)個液壓缸，液壓缸與液壓泵站相連，通過與液壓泵站相連的電磁換向閥和液壓油流量閥，實現(xiàn)主臂、輔臂的伸縮及速度的控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下生產(chǎn)設(shè)施下放的機械臂，其特征在于所述工作平臺為鋼結(jié)構(gòu)，分為上下兩層平臺，并設(shè)有護欄。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水下生產(chǎn)設(shè)施下放的機械臂，其特征在于所述導(dǎo)向滑輪直徑為纖維纜直徑的十八倍的圓形槽結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下生產(chǎn)設(shè)施下放的機械臂，其特征在于所述卷筒采用鑄造卷筒，卷筒為與導(dǎo)向滑輪相配合的直徑和槽形結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種水下生產(chǎn)設(shè)施下放的機械臂，包括底部支柱、回轉(zhuǎn)支承裝置、上部轉(zhuǎn)塔、卷筒、工作平臺、主臂、輔臂；其中，回轉(zhuǎn)支承裝置固定在底部支柱的上方；上部轉(zhuǎn)塔固定在回轉(zhuǎn)支承裝置的上方；工作平臺固定在上部轉(zhuǎn)塔上；卷筒固定在工作平臺的上層；主臂的一端與上部轉(zhuǎn)塔樞接，主臂的另一端與輔臂樞接。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，吊裝承載能力大，集吊起、轉(zhuǎn)向、下放功能為一體，將其固定在安裝作業(yè)船側(cè)或船尾上后，可對水下生產(chǎn)設(shè)施進行下放作業(yè)，簡化了作業(yè)程序，提高了生產(chǎn)效率。
文檔編號B66C23/62GK102267669SQ201110139100
公開日2011年12月7日 申請日期2011年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月26日
發(fā)明者于芳芳, 劉菊娥, 張紅環(huán), 李志剛, 梁輝, 段夢蘭, 陳瑞燕 申請人:中國海洋石油總公司, 中國石油大學(xué)(北京), 海洋石油工程股份有限公司