本發明涉及采油平臺防護,具體涉及一種采油平臺可調支撐機構。
背景技術:
1、采油平臺是海洋油氣資源開發的核心設施,主要用于在海上進行石油和天然氣的勘探、開采、生產及初步處理。它通過固定或浮動的結構支撐鉆井設備、生產裝置及人員操作空間,將海底油氣資源安全高效地輸送至地面或運輸工具。
2、常規平臺多采用固定角度的防波板或擋浪結構,無法根據海浪方向實時調整,海浪沖擊方向與導向板不匹配時,影響防沖擊效果,常規平臺多采用橡膠墊、彈簧等固定彈性元件緩沖,緩沖力度為固定式的,緩沖不足,支撐腿仍承受較大沖擊,緩沖過度,導向板反彈加劇結構振動。
技術實現思路
1、本發明的目的就是針對現有技術的缺陷,提供一種采油平臺可調支撐機構,實現了緩沖組件的角度以及緩沖能力與海浪的方向和沖擊力相匹配,保證了采油平臺的穩定。
2、為了解決上述技術問題,本發明提供一種采油平臺可調支撐機構,包括角度調節機構和活動環,所述活動環與平臺的支撐腿滑動連接,所述活動環上設置浮體和緩沖組件,所述浮體使得活動環隨水位的升降而升降,所述角度調節機構用于調節活動環的角度,使得緩沖組件與海浪沖擊方向相匹配;所述緩沖組件包括導向板、減振件和緩沖調節機構,所述導向板通過減振件與活動環連接,所述緩沖調節機構用于調節減振件的緩沖能力。
3、在一些實施例中,所述導向板設置兩個,兩個導向板通過同一個轉軸與活動環轉動連接,兩個導向板之間的夾角處設置應變片,所述緩沖調節機構根據應變片的應變程度調節減振件的緩沖能力。
4、在一些實施例中,兩個所述導向板之間的夾角處設置橡膠條,所述應變片安裝在橡膠條上。
5、在一些實施例中,兩個所述導向板之間的初始夾角為四十五度。
6、在一些實施例中,所述活動環上固定設置支撐板,所述轉軸的一端與支撐板固定連接,所述支撐板上固定設置第二圓桿,所述第二圓桿與轉軸平行布置,所述第二圓桿的一端轉動設置第三齒輪,所述減振件包括扭簧,所述扭簧套在第二圓桿上,所述扭簧的一端與第三齒輪固定連接,兩個所述導向板相對的一側均設置齒條板,所述齒條板與第三齒輪嚙合。
7、在一些實施例中,所述齒條板為圓弧形板,其圓心位于轉軸上。
8、在一些實施例中,所述第二圓桿上滑動設置推動板,所述扭簧的一端與推動板固定連接,所述緩沖調節機構包括第二伺服電機和螺紋桿,所述第二伺服電機安裝在支撐板上,所述第二伺服電機的輸出軸與螺紋桿固定連接,所述螺紋桿與第二圓桿平行布置,所述推動板與螺紋桿螺紋連接,所述第二伺服電機通過螺紋桿控制推動板沿第二圓桿滑動,從而調節扭簧的節距。
9、在一些實施例中,所述支撐板上固定設置第二導向桿,所述第二導向桿平行于第二圓桿,所述推動板與第二導向桿滑動連接。
10、在一些實施例中,所述浮體安裝在活動環上的位置位于導向板中部靠下的位置。
11、在一些實施例中,所述角度調節機構包括第一伺服電機和轉動環,所述轉動環轉動設置在支撐腿上,所述轉動環上設置第一導向桿,所述第一導向桿平行于支撐腿,所述活動環與轉動環通過第一導向桿滑動連接,所述轉動環上設置第一齒輪,所述第一伺服電機通過第一齒輪驅動轉動環和活動環轉動。
12、本發明的有益效果為:
13、1.本發明通過角度調節機構與浮體的協同作用,使緩沖組件能夠在水平方向主動對準海浪來襲方向,同時在垂直方向隨水位變化自動升降,確保v形的導向板始終以最佳姿態迎浪,顯著降低海浪對支撐腿的偏載沖擊,提升平臺整體穩定性。并通過在兩個導向板之間設置應變片實時監測橡膠條的變形程度,精準感知海浪沖擊強度;配合緩沖調節機構動態調整扭簧的節距以改變其剛度,實現緩沖能力與海浪沖擊力的實時匹配,既避免了緩沖不足導致的支撐腿過載,也防止了緩沖過度引發的結構反彈振動。
14、2.本發明將浮體布置于導向板中部靠下位置,利用浮力作用使海浪始終沖擊導向板的中部區域,充分發揮v形結構的導流優勢,使沖擊能量均勻傳遞至緩沖元件,減少偏載,進一步優化了緩沖效果,延長了機構使用壽命。
1.一種采油平臺可調支撐機構,其特征在于:包括角度調節機構和活動環,所述活動環與平臺(1)的支撐腿(2)滑動連接,所述活動環上設置浮體和緩沖組件,所述浮體使得活動環隨水位的升降而升降,所述角度調節機構用于調節活動環的角度,使得緩沖組件與海浪沖擊方向相匹配;所述緩沖組件包括導向板、減振件和緩沖調節機構,所述導向板通過減振件與活動環連接,所述緩沖調節機構用于調節減振件的緩沖能力。
2.根據權利要求1所述的采油平臺可調支撐機構,其特征在于:所述導向板設置兩個,兩個導向板通過同一個轉軸與活動環轉動連接,兩個導向板之間的夾角處設置應變片(29),所述緩沖調節機構根據應變片(29)的應變程度調節減振件的緩沖能力。
3.根據權利要求2所述的采油平臺可調支撐機構,其特征在于:兩個所述導向板之間的夾角處設置橡膠條(28),所述應變片(29)安裝在橡膠條(28)上。
4.根據權利要求2所述的采油平臺可調支撐機構,其特征在于:兩個所述導向板之間的初始夾角為四十五度。
5.根據權利要求2所述的采油平臺可調支撐機構,其特征在于:所述活動環上固定設置支撐板(16),所述轉軸的一端與支撐板(16)固定連接,所述支撐板(16)上固定設置第二圓桿(21),所述第二圓桿(21)與轉軸平行布置,所述第二圓桿(21)的一端轉動設置第三齒輪(22),所述減振件包括扭簧(23),所述扭簧(23)套在第二圓桿(21)上,所述扭簧(23)的一端與第三齒輪(22)固定連接,兩個所述導向板相對的一側均設置齒條板(20),所述齒條板(20)與第三齒輪(22)嚙合。
6.根據權利要求5所述的采油平臺可調支撐機構,其特征在于:所述齒條板(20)為圓弧形板,其圓心位于轉軸上。
7.根據權利要求5所述的采油平臺可調支撐機構,其特征在于:所述第二圓桿(21)上滑動設置推動板(27),所述扭簧(23)的一端與推動板(27)固定連接,所述緩沖調節機構包括第二伺服電機(24)和螺紋桿(25),所述第二伺服電機(24)安裝在支撐板(16)上,所述第二伺服電機(24)的輸出軸與螺紋桿(25)固定連接,所述螺紋桿(25)與第二圓桿(21)平行布置,所述推動板(27)與螺紋桿(25)螺紋連接,所述第二伺服電機(24)通過螺紋桿(25)控制推動板(27)沿第二圓桿(21)滑動,從而調節扭簧(23)的節距。
8.根據權利要求7所述的采油平臺可調支撐機構,其特征在于:所述支撐板(16)上固定設置第二導向桿(26),所述第二導向桿(26)平行于第二圓桿(21),所述推動板(27)與第二導向桿(26)滑動連接。
9.根據權利要求1所述的采油平臺可調支撐機構,其特征在于:所述浮體安裝在活動環上的位置位于導向板中部靠下的位置。
10.根據權利要求1所述的采油平臺可調支撐機構,其特征在于:所述角度調節機構包括第一伺服電機(8)和轉動環(3),所述轉動環(3)轉動設置在支撐腿(2)上,所述轉動環(3)上設置第一導向桿(11),所述第一導向桿(11)平行于支撐腿(2),所述活動環與轉動環(3)通過第一導向桿(11)滑動連接,所述轉動環(3)上設置第一齒輪(4),所述第一伺服電機(8)通過第一齒輪(4)驅動轉動環(3)和活動環轉動。