專利名稱:張力錨具用可逆機械式聯接器的制作方法
本發明涉及一種新的可逆機械式聯接器，它用于從結構上把帶有張力錨具的海上平臺的管狀錨具聯接到位于海底的基礎上。這種平臺叫做TLP，即“張力腿平臺”(Tension Leg Platform)。
已經知道，這種海上平臺是利用一組張力管狀錨具錨定于海底，這些錨具利用可松開的機械式聯接器與海底基礎從結構上聯接，聯接器在海底基礎上的對應基座內分別夾緊。
目前現有技術中所知的幾種用于將海上平臺的張力錨具聯接到海底基礎的可逆機械式聯接器都不能釋放錨管所承受的彎曲應力。為了補償彎曲力矩，必須在錨具和聯接器之間有一個球形連接，雖然在深度較大的情況下這樣的裝置有許多固有的缺點。
本發明的目的正是要消除上述缺點，提供一種不需要使用附加設備并能釋放彎曲力矩的聯接器。
實現這一目的的聯接器是由一個管體構成，在它的上面按一定間隔裝有兩種夾緊裝置夾緊杠桿和楔塊。
液力驅動的夾緊杠桿在聯接器管體的最下端與基座上相應的圓錐區之間發生機械接觸。
正是這種在圓錐面上的接觸，使縱向和橫向的力得以釋放。
楔塊也是液力驅動的，它用于消除在聯接器管體上半部分和基座相應部分之間的間隙。
通過楔塊，可以釋放水平力。正是由于夾緊杠桿和楔塊，這個聯接器不僅能夠釋放拉伸應力和剪應力，而且可以釋放彎曲力矩。事實上，由夾緊杠桿處的基座表面施加的反作用力的水平分力和楔塊處基座施加的反方向的力一起，形成一對彎曲力偶作用在錨管即帶錨管的聯接器的末端。
在不改變本發明實質的情況下，做一些小的改動，本聯接器便可傳遞扭矩。作法是，在楔塊外表面上提供適當的縱向延伸部分，將其插入基座上相應的縱向槽中。
事實上，本發明的聯接器可以做到釋放大的拉伸、彎曲、剪切應力并可包括扭轉應力。這是由于聯接器使用了從結構觀點看是非常有效的，而且沒有被孔洞削弱的管狀幾何形狀，并且在夾緊裝置即夾緊杠桿和楔塊上的應力都是壓應力型的。
可實現無間隙夾緊，并且可以允許較大的結構誤差。
利用非常簡單的操作，可以將聯接器與基底夾緊或松開。
在實現聯接器和基座的夾緊時，允許較大的初始定位和對中誤差。
在夾緊后，可實現聯接器與基座的高精度對正和同心。這是由于基座上的園錐部分使本系統有自動對中的功能。
當液壓動力管路切斷時，仍能保持聯接。這是由于楔塊是小楔角的，該角小于最小摩擦角，并且由于夾緊杠桿上夾緊摩擦的自鎖效應。
在聯接器和其基座出現可能的尺寸變化(腐蝕、沖擊)之后仍能保持聯接。
對動力油路的各組成部分提供高效的保護。
利用輔助裝置可以松開聯接器，既使液壓驅動管路發生故障時也能夠實現松開。
總之，可逆機械式聯接器，被夾緊在海底基礎的對應基座內，以把帶張力錨具的海上平臺上的一個張力錨管錨接在該基礎上。根據本發明，該聯接器的特點是它是由實際上是圓柱形的本體組成，在圓柱形本體的底端是一個擴展的圓錐，該圓錐可使一組夾緊杠桿產生徑向擴展，這里所說的夾緊杠桿環繞下聯接圓環樞支于杠桿的上端，下聯接圓環與所說的園柱形本體同心，并在一組支撐于上述圓柱形本體的動力油缸控制下做軸向運動，所述夾緊杠桿在彈簧作用下與所述園柱形本體始終保持接觸，并且在其展開位置上與所述基座的圓錐面機械地接觸。在所述圓柱形本體上半部分還有若干垂直導軌。這些導軌是為與所述基座的圓柱表面相配合的一組楔塊設置的，所述楔塊環繞上聯接圓環鉸支于楔塊的上端，上聯接圓環與所述圓柱形本體同心，并在第二組支撐于圓柱形本體的動力油缸控制下做軸向運動，最后，還有使每一組油缸內各個油缸的供油量相同的裝置。
根據本發明的另一個優點，所述夾緊杠桿環繞著下聯接園環被若干具有很小結構間隙的樞軸支撐，這樣使得當聯接器處于夾緊狀態時，即夾緊杠桿壓在基座圓錐面上時樞軸不承受應力。
本發明的另一個優點是，由于楔塊的楔角小于最小摩擦角，在承載時即使動力油缸的壓力不足也不會松脫。
本發明的其它優點和最佳實施例可以從下面得到。本發明最佳實施例的更清楚地闡明了本發明，給出最佳實施例僅僅是為了典型化。而不是為了限制本發明，在這個實施例中總可以在不改變本發明精神的前提下引入各種技術上和結構上的改變。
在附圖中圖1是本發明所述聯接器的正視局部剖面圖，此時它已經插入與它有關的基座，但尚未夾緊。
圖2是本發明所述的聯接器的縱剖面圖，此時它夾緊在與它有關的基座上，其剖面是沿圖3A-A線展視的。
圖3是此聯接器放大的俯視剖面圖，其剖面為圖2的B-B截面。
圖4是此聯接器放大的俯視剖面圖，其剖面為圖2的C-C截面。
圖5是一個正相反的動力油路圖。
圖6是本發明所述聯接器的一個細部的透視放大圖。
參照附圖，本聯接器是由一個管體(1)構成，在管體的上部有與楔塊(12)相配合的導軌(2)，在管體的下端有一個帶有倒圓錐(3)的擴展部分。
在接近聯接器管體下端的外周上，裝有三個動力油缸(4)，它們的活塞桿都朝上鉸接在下聯接環(5)上。
在下聯接環(5)上通過支架(6)和樞軸(6′)裝有三對夾緊杠桿(7)(詳見圖4)。
夾緊杠桿(7)在彈簧(8)的作用下始終與聯接體或聯接器相接觸，彈簧(8)作用在杠桿和聯接環(5)上的支架(6′)之間(詳見圖6)。
夾緊杠桿(7)與將其聯接到園環(5)的支架(6)上的樞軸(6)之間有一點結構間隙，這使得當聯接器處于夾緊位置時，樞軸(6)上沒有應力，而有關的力都被夾緊杠桿(7)轉移到基座的錐形體(19)上。
在聯接器管體的上半部外圍上，裝有三個動力油缸(9)，它們的活塞桿都朝上鉸接在上園環(10)的下端。
通過小連接桿(11)把三個相隔120°分布的楔塊(12)與上園環連接，這些楔塊可以沿聯接器管體上相對應的導軌(2)滑動。
楔塊(12)的楔角小于最小摩擦角，當承載或動力油缸(9)壓力不夠時，它可防止松脫。
在上聯接園環(10)上固定有提升孔(13)，以備當遇到緊急情況必須手動松開聯接器時使用。
上聯接園環(10)和下聯接園環(5)在其行程的上極限位置，分別與鉤子(14)和(15)嚙合。
鉤子(14)和(15)的作用是，在動力油路卸載的情況下，承擔聯接園環及掛在園環上的裝置的重量。
在聯接器管體內部裝有一部分動力油路，這部分油路可能浸于低于室壓的油池中。
根據圖5，每一驅動楔塊和夾緊杠桿的動力油路分別由以下部分組成供油和回油管路(16)和(16′)流量分配器(17)和(17′)動力油缸(4)和(9)連接油缸和流量分配器的動力油路，經過適當布置在聯接器本體上或其底壁上的孔，穿過聯接器本體。
每一個流量分配器(17)或(17′)基本上由三個油馬達(齒輪馬達或軸向柱塞馬達)組成，它們裝在同一軸上，以保證與其聯接的油缸組(9)或油缸組(4)的供油相等從而保證行程相同。
供油和回油管路(16)和(16′)被引入錨管內，或經過其它途徑，分別與油泵和出口聯接。
聯接器的基座由基本為園柱形的上部(18)(該部與楔塊嚙合)及圓錐形部分(19)組成，其作用是使諸夾緊杠桿對正軸心并與夾緊杠桿相嚙合。
位于基座內的聯接器是以如下方式實現夾緊的如圖1所示，在其外部裝有動力油缸的聯接器被裝入它的基座內，固定在基座口上的定心錐(21)使這個操作易于實現。基座和聯接器之間存在的間隙使插入操作在對正或未對準的情況下均可實現。
當聯接器到達如圖1所示的位置時，下動力油缸收縮，這使下聯接園環(5)下降，因而使靠在擴展部分(3)上的杠桿(7)向外轉動，此后聯接器被向上拉直到夾緊杠桿與基座的園錐部分(19)相接觸時為止。由于基座上的錐形部分(19)的作用，聯接器向上運動就實現了其下部的精確定心。
上動力油缸收縮使上聯接園環(10)下降，結果使楔塊(12)緊壓在基座的嚙合區(18)上。
這使聯接器與基座精確對正，并使它們互相卡緊。
把聯接器與基座松開可按與上述關于夾緊的說明相同的步驟相反的方式實現。
動力油路的任何故障，會使松開過程不能正常進行，應急的松開措施如下所述利用一個與提升孔(13)相聯接的輔助設備(如從平臺放下的繩索或裝在基礎上的提升系統。提升上園環(10)，使它與鉤子(14)嚙合。
由此而在楔塊(12)和基座上部分(18)之間產生間隙，使聯接器能向下運動。
聯接器的第一段向下運動首先使夾緊杠桿(7)靠到基座的底端(20)，聯接器的進一步向下運動使聯接器的下園環(5)靠近鉤子(15)。
彈簧(8)或最終是基座的園錐區(19)，使夾緊杠桿(7)轉動，這使聯接器可以從這個基座中退出。
權利要求
1.用于夾緊在基礎中適當基座內，以把帶張力錨具的海上平臺的一個張力錨管錨接在該基座上的可逆機械式聯接器，特征是，該聯接器由一個基本上是圓柱形的本體構成，本體的底端結束于一個圓錐擴展部分，這個圓錐擴展部分用于使一組夾緊杠桿產生徑向擴張，所述夾緊杠桿的上端環繞一個與所述柱形本體同心的下聯接園環用樞軸與該下園環聯接，下園環在一組支撐于所述柱形本體上的動力油卸控制下做軸向運動，所述夾緊杠桿在彈簧作用下始終與所述本體保持接觸，并在其展開位置與所述基座的圓錐面機械地接觸。在所述本體的上半部分還有一組為一組楔塊而設置的垂直導軌，這組楔塊用于與所述基座的園柱表面相配合，所述楔塊上端環繞一個與所述園柱形本體同心的上聯接園環用樞軸與該上園環聯接，上園環在支撐于所述柱形本體的第二組動力油缸的控制下做軸向運動，最后還有使各組油缸中各個油缸的供油量相同的裝置。
2.權利要求
1所述的可逆機械式聯接器，其特征是，夾緊杠桿環繞下聯接園環用樞軸與該園環聯接，在樞軸與杠桿間有微小間隙。
3.權利要求
1所述的可逆機械式聯接器，其特征是，所述楔塊的楔角小于最小摩擦角。
4.權利要求
1所述的可逆機械式聯接器，其特征是，在所述上聯接圓環上有一個提升孔，以便人工把聯接器和其基座松開。
5.權利要求
1所述的可逆機械式聯接器，其特征是，所述給兩組油缸中任一組的各個動力油缸提供相同供油量的裝置是由一個流量分配器構成，這個流量分配器由與所述動力油缸數相等的若干油馬達組成，這些油馬達是齒輪馬達或軸向柱塞馬達，所述流量分配器裝在本體內并浸在油中。
6.權利要求
1所述的可逆機械式聯接器，其特征是，所述園柱體上有兩組鉤子，以便當柱形本體處于與其基座不嚙合的位置時，分別鉤住兩個所述的圓環以及鉸支在其上的裝置。
7.權利要求
1所述的可逆機械式聯接器，其特征在，所述的夾緊杠桿組包括三對互成120°分布的夾緊杠桿。
8.權利要求
1所述的可逆機械式聯接器，其特征是，所述的楔塊組包括三個互成120°分布的楔塊。
9.張力錨定用可逆機械式聯接器，如在此所公開和說明的那樣。
專利摘要
用于張力錨定的可逆機械式聯接器，由一個圓柱體構成。其下端有一個圓錐形擴展部，可以使一組環繞著一個聯接圓環鉸支的夾緊杠桿徑向擴張。該圓環被一組動力油缸控制做與柱體同心的軸向運動，夾緊杠桿在彈簧作用下始終與所述柱體保持接觸，在其展開位置杠桿與基座上的圓錐面接觸。在柱體的上半部分還有一組垂直導軌，為一組環繞著一個上聯接圓環鉸支的楔塊導向。該上圓環被另一組動力油缸控制做與柱體同軸的軸向運動。
文檔編號B63B21/50GK85106062SQ85106062
公開日1987年4月8日 申請日期1985年8月10日
發明者阿波勞尼奧·迪·米奧, 羅伯托·布蘭迪 申請人:阿吉普公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan