用于平移操縱能相對(duì)于固定支座移動(dòng)的結(jié)構(gòu)的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于相對(duì)于固定支座在提升或降下方向上操縱可移動(dòng)結(jié)構(gòu)的裝 置；本發(fā)明尤其涉及自升式（通常稱作"自頂式（jack-up)"）近海裝置、平臺(tái)或船的領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 一些稱作"自頂式"的自升式近海裝置包括：
[0003] -殼架，其通過(guò)浮起并接納有用部件來(lái)允許該裝置移動(dòng)，和
[0004] -可沿殼架在提升或降下方向上操縱的多個(gè)可移動(dòng)支腿，其被設(shè)計(jì)成擱靠在地面 上。
[0005] 這樣，這些近海裝置可通過(guò)在它們的支腿被升起時(shí)浮起而移動(dòng)，而當(dāng)這些支腿被 降下時(shí)則擱靠在海床上。
[0006] 為了確保它們?cè)谔嵘徒迪路较蛏系牟倏v，這些支腿通常包括與由殼架上所配備 的馬達(dá)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的小齒輪協(xié)作的齒條。
[0007] 然而，當(dāng)今，這種自升式近海裝置可在存在小浪涌（即通常低于2米高的波浪）的 情況下將它的支腿擱靠在海床上。
[0008] 事實(shí)上，在中到高浪涌（通常高度分別高于2米或高于4米的波浪）的情況下，浮 起的殼架的側(cè)傾和俯仰運(yùn)動(dòng)與支腿的剛度相結(jié)合在這些支腿每次撞擊海床時(shí)引起動(dòng)態(tài)過(guò) 載。
[0009] 這些過(guò)載尤其來(lái)自小齒輪馬達(dá)機(jī)構(gòu)，這些小齒輪馬達(dá)機(jī)構(gòu)由于它們的慣性而不能 有效地吸收由浪涌所施加的支腿運(yùn)動(dòng)。
[0010] 該現(xiàn)象嚴(yán)重地限制了例如用于安裝風(fēng)力渦輪機(jī)并且還位于特定石油鉆井的構(gòu)架 內(nèi)的這種自升裝置的開發(fā)。
[0011] 為了彌補(bǔ)這些缺陷，特定結(jié)構(gòu)的小齒輪安裝在浮動(dòng)框架上并通過(guò)彈性體緩沖墊類 型的彈性裝置連接到殼架。
[0012] 這種彈性裝置允許動(dòng)態(tài)過(guò)載的部分緩解。
[0013] 然而，在實(shí)踐中，這種補(bǔ)償并不充分。
[0014] 它還降低了處于升起位置的近海裝置的剛度和穩(wěn)定性，這與期望目標(biāo)一一即，將 該近海裝置安裝在擱靠于海床上的支腿上以便將它固定一一相悖。
[0015] 因此，需要一種適合有效地分散并吸收來(lái)自可移動(dòng)支腿對(duì)海床的撞擊的力的操縱 裝置。
[0016] 這種結(jié)構(gòu)將尤其有利于允許在通常不利的浪涌條件（即中浪涌或甚至是高浪涌） 下操縱自升裝置的支腿。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 為此，實(shí)質(zhì)上，本發(fā)明涉及一種在將馬達(dá)機(jī)構(gòu)連接到輸出小齒輪的齒輪系中增加 轉(zhuǎn)矩限制機(jī)構(gòu)的新穎方法。
[0018] 特別地，根據(jù)本發(fā)明的裝置一一其用于相對(duì)于固定支座（有利地沿提升或降下方 向）平移操縱可移動(dòng)結(jié)構(gòu)--包括：
[0019] -與所述可移動(dòng)結(jié)構(gòu)或所述固定支座成一體的至少一個(gè)齒條，和
[0020] _分別與所述固定支座或所述可移動(dòng)結(jié)構(gòu)成一體的至少一個(gè)輸出小齒輪，其與所 述齒條嚙合，以用于沿平移軸線（有利地是豎直的）對(duì)所述可移動(dòng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行平移操縱。
[0021] 輸出小齒輪由馬達(dá)機(jī)構(gòu)通過(guò)由框架承載的齒輪系驅(qū)動(dòng)，該齒輪系包括輪、小齒輪 和/或環(huán)形齒輪元件。
[0022] 此外，所述齒輪系的至少一個(gè)元件包括由配備有與所述框架配合的轉(zhuǎn)矩限制機(jī)構(gòu) 的軸承載的受控元件（6l6mentasservi)，該轉(zhuǎn)矩限制機(jī)構(gòu)具有以如下方式確定的極限轉(zhuǎn) 矩：
[0023] -在受控元件的轉(zhuǎn)矩低于所述極限轉(zhuǎn)矩時(shí)使所述受控元件不能相對(duì)于所述框架旋 轉(zhuǎn)，以便確保通過(guò)驅(qū)動(dòng)所述輸出小齒輪的旋轉(zhuǎn)來(lái)操縱所述可移動(dòng)結(jié)構(gòu)的平移，并且
[0024] -在受控元件的轉(zhuǎn)矩高于所述極限轉(zhuǎn)矩時(shí)允許所述受控元件相對(duì)于所述框架旋 轉(zhuǎn)，以避免向所述齒輪系施加靜態(tài)或動(dòng)態(tài)過(guò)載。
[0025] 這種操縱裝置有利地能有效地消散和吸收結(jié)合有由外部條件產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)的、在地 面附近操縱可移動(dòng)結(jié)構(gòu)期間發(fā)生的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)過(guò)載。
[0026] 可合并或彼此獨(dú)立地考慮的其它有利特征在下文中陳述：
[0027] _轉(zhuǎn)矩限制機(jī)構(gòu)的極限轉(zhuǎn)矩介于名義作用力（有利地對(duì)應(yīng)于固定支座重量，視情 況而定對(duì)應(yīng)于近海裝置殼架重量）的〇. 1到3倍之間；
[0028] -轉(zhuǎn)矩限制機(jī)構(gòu)包括用于在操縱期間調(diào)節(jié)極限轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu)；
[0029] -轉(zhuǎn)矩限制機(jī)構(gòu)包括用于先導(dǎo)控制該轉(zhuǎn)矩限制機(jī)構(gòu)至停用（inactive)位置的機(jī) 構(gòu)，在所述停用位置，受控元件不能相對(duì)于所述框架旋轉(zhuǎn)；
[0030] _轉(zhuǎn)矩限制機(jī)構(gòu)包括多盤式制動(dòng)器；
[0031] -轉(zhuǎn)矩限制機(jī)構(gòu)與水冷卻機(jī)構(gòu)相關(guān)聯(lián)；
[0032] -操縱裝置包括與輸出小齒輪相關(guān)聯(lián)的豎向齒條，并且齒輪系包括兩個(gè)并列群組， 其中（i)用于驅(qū)動(dòng)所述輸出小齒輪旋轉(zhuǎn)的第一群組由馬達(dá)機(jī)構(gòu)直接驅(qū)動(dòng)，且（ii)第二群組 包括與所述轉(zhuǎn)矩限制機(jī)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的所述受控元件；
[0033] -該裝置包括至少兩個(gè)輸出小齒輪，每個(gè)輸出小齒輪都與一個(gè)齒條嚙合并沿平行 的軸線延伸，該輸出小齒輪由馬達(dá)機(jī)構(gòu)經(jīng)齒輪系驅(qū)動(dòng)。
[0034] 這些輸出小齒輪有利地沿水平軸線延伸且它們被設(shè)置在相同的水平面或基本上 相同的水平面中（優(yōu)選地，以使得各自與一個(gè)齒條配合），或相同的豎直平面或基本上相同 的豎直平面中（優(yōu)選地，以使得兩者與同一齒條配合）。
[0035] 在該后一實(shí)施例的架構(gòu)內(nèi)，齒輪系有利地包括兩個(gè)并列群組，每個(gè)群組都被設(shè)置 成驅(qū)動(dòng)兩個(gè)輸出小齒輪中的一個(gè)，其中：
[0036] (i)用于驅(qū)動(dòng)第一輸出小齒輪旋轉(zhuǎn)的第一群組由馬達(dá)機(jī)構(gòu)直接驅(qū)動(dòng)，和
[0037] (ii)用于驅(qū)動(dòng)第二輸出小齒輪旋轉(zhuǎn)的第二群組由所述第一群組驅(qū)動(dòng)，該第二群組 包括與所述轉(zhuǎn)矩限制機(jī)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的所述受控元件。
[0038] 在該架構(gòu)內(nèi)，第一群組和第二群組有利地各自都包括至少一個(gè)包括行星齒輪、環(huán) 形齒輪和衛(wèi)星齒輪的周轉(zhuǎn)輪系減速器（r6ducteur6picyd〇Yclal);所述第二群組的行星 齒輪對(duì)應(yīng)于與轉(zhuǎn)矩限制機(jī)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的受控元件，且該第二群組的衛(wèi)星齒輪被設(shè)置成直接或 間接地驅(qū)動(dòng)第二輸出小齒輪。
[0039] 這種情況下，兩個(gè)并列群組的環(huán)形齒輪有利地包括用于它們的旋轉(zhuǎn)聯(lián)接的機(jī)構(gòu)， 例如通過(guò)彼此直接聯(lián)接或通過(guò)中間空轉(zhuǎn)小齒輪聯(lián)接的外齒。
[0040] 同樣，這種情況下，各并列群組有利地在周轉(zhuǎn)輪系減速器的下游包括兩個(gè)串聯(lián)的 減速器包括行星齒輪、環(huán)形齒輪和衛(wèi)星齒輪的周轉(zhuǎn)輪系減速器，和-帶齒的輪；此外，串 聯(lián)的減速器在兩個(gè)并列群組中是顛倒設(shè)置/相反設(shè)置的，其中旋轉(zhuǎn)聯(lián)接機(jī)構(gòu)位于所述并列 群組之一的一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系減速器的環(huán)形齒輪與另一并列群組的帶齒的輪之間。
[0041] 本發(fā)明還大體涉及一種用于相對(duì)于固定支座在提升或降下方向上操縱可移動(dòng)結(jié) 構(gòu)的設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括彼此疊加的多個(gè)根據(jù)本發(fā)明的裝置。
[0042] 這種設(shè)備有利地包括自升（或"自頂"）式近海裝置，其中，可移動(dòng)結(jié)構(gòu)包括支腿且 固定支座包括殼架。
[0043] 優(yōu)選地，框架配備在固定支座上（換言之，框架有利地由固定支座承載）。
[0044] 這種結(jié)構(gòu)的特別有利之處在于，它允許通過(guò)防止向齒輪系施加靜態(tài)或動(dòng)態(tài)過(guò)載而 在通常不利的浪涌條件（即中浪涌或甚至是高浪涌）下操縱自升裝置的支腿。
[0045] 它尤其允許對(duì)來(lái)自可移動(dòng)支腿對(duì)海床的撞擊的力的有效消散和吸收。
【附圖說(shuō)明】
[0046] 通過(guò)下面參照附圖對(duì)不同實(shí)施例的描述不加以任何限制地進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，在 附圖中：
[0047] -圖1是配備有根據(jù)本發(fā)明的操縱裝置的近海裝置的大體示意圖；
[0048] -圖2是根據(jù)本發(fā)明的裝置的第一實(shí)施例的大體示意圖，該裝置包括由與馬達(dá)機(jī) 構(gòu)相關(guān)聯(lián)的齒輪系驅(qū)動(dòng)的單個(gè)輸出小齒輪；
[0049] -圖3示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的裝置的第二實(shí)施例，該裝置包括用于安裝在水 平面中的兩個(gè)輸出小齒輪且其齒輪系包括各自都具有周轉(zhuǎn)輪系減速器的兩個(gè)并列群組；
[0050] -圖4示出形成根據(jù)圖3的實(shí)施例的一個(gè)變型的根據(jù)本發(fā)明的裝置的第三實(shí)施例， 其中輸出小齒輪安裝在豎直平面中；
[0051] -圖5示出根據(jù)本發(fā)明的裝置的第四實(shí)施例，其中兩個(gè)輸出小齒輪安裝在水平面 中并由包括兩個(gè)并列群組的齒輪系驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，每個(gè)并列群組都包括串聯(lián)地設(shè)置在上游周轉(zhuǎn) 輪系減速器中的兩個(gè)減速器；
[0052] -圖6示出形成根據(jù)圖5的實(shí)施例的一個(gè)替代方案的根據(jù)本發(fā)明的裝置的第五實(shí) 施例，其中輸出小齒輪安裝在豎直平面中。
【具體實(shí)施方式】
[0053] 根據(jù)本發(fā)明的操縱裝置1有利地被設(shè)計(jì)成用于配備在可移動(dòng)單元上。
[0054] 該可移動(dòng)單元E有利地包括尤其用于近海應(yīng)用一一例如用于安裝近海風(fēng)力渦輪 機(jī)一一的自升式（目前也稱作"自頂式"）平臺(tái)或船（圖1)。
[0055] 根據(jù)本發(fā)明的操縱裝置尤其被設(shè)計(jì)成允許相對(duì)于固定支座S-一例如近海裝置E 的殼架--在可移動(dòng)結(jié)構(gòu)J如支腿的提升或降下方向上的操縱。
[0056] 這種近海裝置E能在支腿J被升起時(shí)通過(guò)其殼架S浮在水面F處而移動(dòng)；該裝置 E在其支腿J被降下時(shí)能擱靠在海床M上，從而使其殼架S可以位于水面F上方。
[0057] 在實(shí)踐中，如圖1所示，自升裝置E包括各自都與該操