一种海上钻井平台的升降传动装置的制作方法

1.本技术涉及海上钻井平台的技术领域，尤其是涉及一种海上钻井平台的升降传动装置。


背景技术：

2.目前海上钻井平台主要用于勘探的海上结构物，上装钻井、动力、通讯、导航等设备，以及安全救生和人员生活设施，是海上油气勘探开发不可缺少的手段，主要有自升式和半潜式钻井平台。其中，升降传动装置是自升式海洋平台和风电安装船的核心装备，是维护安全生产极其重要的组成部分，在日常作业、移位、自存等情况下作用极为突出，其性能的优劣直接决定了自升式海洋平台和风电安装船的安全生产和施工作业效率。
3.现有的升降传动装置通常包括壳体、安装在壳体上的电机和爬升齿轮轴，爬升齿轮轴与桩腿齿条相啮合，电机工作时，带动爬升齿轮轴转动，通过爬升齿轮轴的转动带动桩腿齿条进行提升或降低，从而实现海上钻井平台的提升和降低。
4.上述相关技术中存在有该升降传动装置的提升力较小的缺陷。


技术实现要素：

5.为了能够提升该升降传动装置的提升力，本技术提供一种海上钻井平台的升降传动装置。
6.本技术提供的一种海上钻井平台的升降传动装置，采用如下的技术方案：一种海上钻井平台的升降传动装置，包括壳体、设置于壳体上的电机和爬升齿轮轴，所述电机的输出轴上设置有ⅰ级轴齿轮，所述爬升齿轮轴上设置有用于带动爬升齿轮轴转动的ⅰ级大齿轮，所述ⅰ级大齿轮与ⅰ级轴齿轮相啮合 。
7.通过采用上述技术方案，启动电机，能够带动ⅰ级轴齿轮和ⅰ级大齿轮转动，进而实现爬升齿轮轴转动，通过ⅰ级轴齿轮和ⅰ级大齿轮的设置，能够对电机的输出轴的转动进行减速，同时使得爬升齿轮轴对桩腿齿条的提升更加省力，提升该升降传动装置的提升力，进而提升升降传动装置的适用范围。
8.可选的，所述ⅰ级大齿轮上安装有ⅱ级轴齿轮，所述ⅱ级轴齿轮上啮合有用于带动爬升齿轮轴转动的ⅱ级大齿轮 。
9.通过采用上述技术方案，通过ⅱ级轴齿轮和ⅱ级大齿轮的设置，ⅰ级大齿轮转动时，能够带动ⅱ级轴齿轮和ⅱ级大齿轮的转动，实现爬升齿轮轴的转动，进一步使得爬升齿轮轴对桩腿齿条的提升更加省力，提升该升降传动装置的提升力。
10.可选的，所述ⅱ级大齿轮上安装有ⅲ级轴齿轮，所述ⅲ级轴齿轮上啮合有用于带动爬升齿轮轴转动的ⅲ级大齿轮 。
11.通过采用上述技术方案，通过ⅲ级轴齿轮和ⅲ级大齿轮的设置，ⅱ级大齿轮转动时，能够带动ⅲ级轴齿轮和ⅲ级大齿轮的转动，实现爬升齿轮轴的转动，进一步使得爬升齿轮轴对桩腿齿条的提升更加省力。
12.可选的，所述ⅲ级大齿轮上安装有ⅳ级轴齿轮，所述ⅳ级轴齿轮上啮合有用于带动爬升齿轮轴转动的ⅳ级大齿轮 。
13.通过采用上述技术方案，ⅲ级大齿轮转动时，能够带动ⅳ级轴齿轮和ⅳ级大齿轮转动，实现爬升齿轮轴的转动，进一步使得爬升齿轮轴对桩腿齿条的提升更加省力。
14.可选的，所述ⅳ级大齿轮上安装有输出齿轮轴，所述输出齿轮轴上啮合有用于带动爬升齿轮轴转动的一级行星轮，所述壳体上安装有与一级行星轮相啮合的一级行星齿圈。
15.通过采用上述技术方案，ⅳ级大齿轮转动时，带动输出齿轮轴和一级行星轮转动，经过输出齿轮轴和一级行星轮减速后，实现爬升齿轮轴的转动。
16.可选的，所述一级行星轮上设置有一级行星架，所述一级行星架上连接有用于带动爬升齿轮轴转动的二级太阳轮 。
17.通过采用上述技术方案，一级行星轮转动时，带动一级行星架和二级太阳轮转动，经过一级行星架和二级太阳轮减速后，实现爬升齿轮轴的转动。
18.可选的，所述二级太阳轮上啮合有二级行星轮，所述二级行星轮上设置有用于带动爬升齿轮轴转动的二级行星架 ，所述壳体上安装有与二级行星轮相啮合的二级行星齿圈。
19.通过采用上述技术方案，二级太阳轮转动时，能够带动二级行星轮和二级行星架转动，经过二级行星轮和二级行星架减速后，实现爬升齿轮轴的转动。
20.可选的，所述电机上安装有刹车 。
21.通过采用上述技术方案，通过刹车的设置，使得电机能够快速的停止转动，同时对电机的输出轴进行转动限制，进而对桩腿齿条提供足够的支撑力，保证钻井平台在正常作业的稳定性。
22.可选的，所述一级行星架包括支撑板一、支撑板二和设置于支撑板一与支撑板二之间的连接柱一。
23.通过采用上述技术方案，连接柱一安装于支撑板一和支撑板二之间，且一级行星轮设置于连接柱一上，支撑板一、支撑板二以及连接柱一带动一级行星轮公转，同时一级行星轮在支撑板一和支撑板二之间进行自转，实现一级行星轮的转动。
24.可选的，所述外壳上设置有末级外壳,所述末级外壳与二级行星齿圈可拆卸连接。
25.通过采用上述技术方案，通过采用末级外壳的分体式结构，能够采用更容易生产的钢板或者锻钢件进行加工，进而无需采用现有的一体式结构，一体式结构是铸钢件，铸钢件不好组织生产，铸造缺陷多，需要修补，费时费力。
26.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.启动电机，能够带动ⅰ级轴齿轮和ⅰ级大齿轮转动，进而实现爬升齿轮轴转动，通过ⅰ级轴齿轮和ⅰ级大齿轮的设置，能够对电机的输出轴的转动进行减速，同时使得爬升齿轮轴对桩腿齿条的提升更加省力，提升该升降传动装置的提升力；2.通过在壳体内设置多级相互啮合的轴齿轮和大齿轮组成的减速机构，以及行星轮和太阳轮组成的行星齿轮减速机构，能够使得爬升齿轮轴对桩腿齿条的提升更加省力，该升降传动装置为目前国内单齿提升力最大的升降装置；3.该升降传动装置具有重量轻，结构简单，安装及拆卸方便的优点；
4.通过采用分体式结构，将行星齿轮减速机构进行安装，能够采用更容易生产的钢板或者锻钢件进行加工，进而无需采用现有的一体式结构，一体式结构是铸钢件，铸钢件不好生产，铸造缺陷多，需要修补，费时费力;5.升降传动装置适用于自升式钻井平台和风电安装平台,通过爬升齿轮与桩腿齿条啮合，实现桩腿的提升/降低；在额定提升重量和预压载状态提升/降低平台；在静态保持和风暴状态保持平台重量。
附图说明
27.图1是本技术的整体结构示意图；图2是本技术的局部剖视图。
28.附图标记说明：1、壳体；2、电机；3、爬升齿轮轴；4、ⅰ级轴齿轮；5、ⅰ级大齿轮；6、ⅱ级轴齿轮；7、ⅱ级大齿轮；8、ⅲ级轴齿轮；9、ⅲ级大齿轮；10、ⅳ级轴齿轮；11、ⅳ级大齿轮；12、输出齿轮轴；13、一级行星轮；14、一级行星架；141、支撑板一；142、支撑板二；143、连接柱一；15、二级太阳轮；16、二级行星轮；17、二级行星架；171、连接板一；172、连接板二；173、连接柱二；18、刹车；19、扭矩传感器；20、一级行星齿圈；21、二级行星齿圈；22、末级外壳；221、法兰；222、连接筒；223、轴承座。
具体实施方式
29.以下结合附图1-2对本技术作进一步详细说明。
30.本技术实施例公开一种海上钻井平台的升降传动装置。参照图1和图2，包括壳体1、固定设置于壳体1上的电机2和爬升齿轮轴3，电机2用于带动爬升齿轮轴3转动，电机2的外壳固定安装于壳体1上，电机2的输出轴转动配合于壳体1内，电机2上固定安装有刹车18，爬升齿轮轴3上的齿轮与沿着竖直方向上设置的桩腿齿条相啮合。钻井平台上安装有沿着竖向方向上的桩腿齿条（图中未示出），桩腿齿条与爬升齿轮轴3的齿轮相啮合，需要通过桩腿齿条带动钻井平台进行升降调节时，启动电机2，带动爬升齿轮轴3转动，进而带动桩腿齿条进行升降，实现对钻井平台的升降作业，调节完成后，刹车18工作，对电机2的转动进行限制。
31.参照图1和图2，电机2的输出轴上同轴固定设置有ⅰ级轴齿轮4，ⅰ级轴齿轮4与壳体1转动配合，爬升齿轮轴3上设置有用于带动爬升齿轮轴3转动的ⅰ级大齿轮5，ⅰ级大齿轮5与壳体1转动配合，且ⅰ级大齿轮5与ⅰ级轴齿轮4相啮合。ⅰ级大齿轮5上固定安装有ⅱ级轴齿轮6，ⅱ级轴齿轮6的中心轴与齿轮键连接，ⅱ级轴齿轮6与壳体1转动配合，ⅱ级轴齿轮6的齿轮上啮合有用于带动爬升齿轮轴3转动的ⅱ级大齿轮7，ⅱ级大齿轮7与壳体1转动配合。
32.参照图1和图2，ⅱ级大齿轮7上固定安装有ⅲ级轴齿轮8，ⅲ级轴齿轮8的中心轴与齿轮键连接，ⅲ级轴齿轮8与壳体1转动配合，ⅲ级轴齿轮8的齿轮上啮合有用于带动爬升齿轮轴3转动的ⅲ级大齿轮9，ⅲ级大齿轮9与壳体1转动配合。ⅲ级大齿轮9上固定安装有ⅳ级轴齿轮10，ⅳ级轴齿轮10的中心轴与齿轮键连接，ⅳ级轴齿轮10与壳体1转动配合，ⅳ级轴齿轮10上啮合有用于带动爬升齿轮轴3转动的ⅳ级大齿轮11，ⅳ级大齿轮11与壳体1转动配合。
33.参照图1和图2，ⅳ级大齿轮11上固定安装有输出齿轮轴12，输出齿轮轴12的中心
轴与齿轮键连接，且输出齿轮轴12与壳体1转动配合，输出齿轮轴12的齿轮上啮合有用于带动爬升齿轮轴3转动的一级行星轮13，一级行星轮13与壳体1转动配合。
34.参照图1和图2，一级行星轮13上设置有一级行星架14，一级行星轮13与一级行星架14转动配合。一级行星架14包括支撑板一141、支撑板二142和固定设置于支撑板一141与支撑板二142之间的连接柱一143，支撑板一141和支撑板二142转动配合于壳体1内，支撑板二142、支撑板一141均与连接柱一143固定连接，支撑板二142与爬升齿轮轴3固定连接，一级行星轮13转动配合于连接柱一143上。
35.参照图1和图2，壳体1上固定安装有一级行星齿圈20，一级行星轮13的一端与输出齿轮轴12啮合，另一端与一级行星齿圈20啮合，输出齿轮轴12转动时，带动一级行星轮13绕着一级行星轮13的中心轴线自转的同时绕着输出齿轮轴12的中心轴线公转，一级行星轮13的公转带动一级行星架14转动，一级行星轮13可设置多个，通过多个一级行星轮13的设置，增加了同时受力的齿轮数，大幅度提高了承载力，而且结构更加紧凑。
36.参照图1和图2，一级行星架14上通过花键连接的方式连接有用于带动爬升齿轮轴3转动的二级太阳轮15，一级行星架14和二级太阳轮15均与壳体1转动配合。二级太阳轮15上啮合有二级行星轮16，二级行星轮16与壳体1转动配合，二级行星轮16上转动配合有用于带动爬升齿轮轴3转动的二级行星架17，二级行星架17与壳体1转动配合，且二级行星架17与爬升齿轮轴3同轴固定连接。二级行星架17包括设置于壳体1上的连接板一171、连接板二172和固定设置于连接板一171与连接板二172之间的连接柱二173，连接板一171和连接板二172转动配合于壳体1上，连接板一171、连接板二172均与连接柱二173固定连接，连接板二172与爬升齿轮轴3固定连接，二级行星轮16转动配合于连接柱二173上。
37.参照图1和图2，壳体1上通过螺栓固定安装有二级行星齿圈21，二级行星轮16的一端与二级太阳轮15啮合，另一端与二级行星齿圈21啮合，二级太阳轮15转动时，带动二级行星轮16绕着二级行星轮16的中心轴线自转的同时绕着二级太阳轮15的中心轴线公转，二级行星轮16的公转带动二级行星架17转动，带动爬升齿轮轴3转动，二级行星轮16可设置多个，通过多个二级行星轮16的设置，增加了同时受力的齿轮数，大幅度提高了承载力，而且结构更加紧凑。
38.参照图1和图2，需要对桩腿齿条进行升降调节时，先启动电机2，依次带动ⅰ级轴齿轮4、ⅰ级大齿轮5、ⅱ级轴齿轮6、ⅱ级大齿轮7、ⅲ级轴齿轮8、ⅲ级大齿轮9、ⅳ级轴齿轮10、ⅳ级大齿轮11、输出齿轮轴12、一级行星轮13、一级行星架14、二级太阳轮15、二级行星轮16、二级行星架17转动，进而带动爬升齿轮轴3转动，通过爬升齿轮轴3带动桩腿齿条进行升降调节。
39.参照图1和图2，外壳1上设置有末级外壳22，末级外壳22与二级行星齿圈21通过螺栓连接的方式相连接。末级外壳22包括法兰221、连接筒222和轴承座223，法兰221通过螺栓与二级行星齿圈21固定连接，连接筒222套设于爬升齿轮轴3上，且连接筒222通过螺栓与法兰221固定连接，轴承座223对爬升齿轮轴3转动支撑，且轴承座223通过螺栓与连接筒222固定连接。
40.参照图1和图2，为了能够实现对爬升齿轮轴3的扭转力矩的检测，在爬升齿轮轴3上可安装有扭矩传感器19，对爬升齿轮轴3的扭转力矩进行监测，同时，扭矩传感器19将扭力的物理变化转换成精确的电信号进行后续的应用显示。
41.本技术实施例一种海上钻井平台的升降传动装置的实施原理为：需要对钻井平台进行升降调节时，启动电机2，依次带动ⅰ级轴齿轮4、ⅰ级大齿轮5、ⅱ级轴齿轮6、ⅱ级大齿轮7、ⅲ级轴齿轮8、ⅲ级大齿轮9、ⅳ级轴齿轮10、ⅳ级大齿轮11、输出齿轮轴12、一级行星轮13、一级行星架14、二级太阳轮15、二级行星轮16、二级行星架17转动，带动爬升齿轮轴3转动，爬升齿轮轴3转动时，带动桩腿齿条进行升降调节，进而带动钻井平台进行升降调节,经过四级平行轴传动减速器和两级行星传动减速器,总传动比可达到9518.6。
42.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种海上钻井平台的升降传动装置，包括壳体（1）、设置于壳体（1）上的电机（2）和爬升齿轮轴（3），其特征在于：所述电机（2）的输出轴上设置有ⅰ级轴齿轮（4），所述爬升齿轮轴（3）上设置有用于带动爬升齿轮轴（3）转动的ⅰ级大齿轮（5），所述ⅰ级大齿轮（5）与ⅰ级轴齿轮（4）相啮合。2.根据权利要求1所述的一种海上钻井平台的升降传动装置，其特征在于：所述ⅰ级大齿轮（5）上安装有ⅱ级轴齿轮（6），所述ⅱ级轴齿轮（6）上啮合有用于带动爬升齿轮轴（3）转动的ⅱ级大齿轮（7）。3.根据权利要求2所述的一种海上钻井平台的升降传动装置，其特征在于：所述ⅱ级大齿轮（7）上安装有ⅲ级轴齿轮（8），所述ⅲ级轴齿轮（8）上啮合有用于带动爬升齿轮轴（3）转动的ⅲ级大齿轮（9）。4.根据权利要求3所述的一种海上钻井平台的升降传动装置，其特征在于：所述ⅲ级大齿轮（9）上安装有ⅳ级轴齿轮（10），所述ⅳ级轴齿轮（10）上啮合有用于带动爬升齿轮轴（3）转动的ⅳ级大齿轮（11）。5.根据权利要求4所述的一种海上钻井平台的升降传动装置，其特征在于：所述ⅳ级大齿轮（11）上安装有输出齿轮轴（12），所述输出齿轮轴（12）上啮合有用于带动爬升齿轮轴（3）转动的一级行星轮（13），所述壳体（1）上安装有与一级行星轮（13）相啮合的一级行星齿圈（20）。6.根据权利要求5所述的一种海上钻井平台的升降传动装置，其特征在于：所述一级行星轮（13）上设置有一级行星架（14），所述一级行星架（14）上连接有用于带动爬升齿轮轴（3）转动的二级太阳轮（15）。7.根据权利要求6所述的一种海上钻井平台的升降传动装置，其特征在于：所述二级太阳轮（15）上啮合有二级行星轮（16），所述二级行星轮（16）上设置有用于带动爬升齿轮轴（3）转动的二级行星架（17），所述壳体（1）上安装有与二级行星轮（16）相啮合的二级行星齿圈（21）。8.根据权利要求1所述的一种海上钻井平台的升降传动装置，其特征在于：所述电机（2）上安装有刹车（18）。9.根据权利要求6所述的一种海上钻井平台的升降传动装置，其特征在于：所述一级行星架（14）包括支撑板一（141）、支撑板二（142）和设置于支撑板一（141）与支撑板二（142）之间的连接柱一（143）。10.根据权利要求7所述的一种海上钻井平台的升降传动装置，其特征在于：所述外壳（1）上设置有末级外壳（22），所述末级外壳（22）与二级行星齿圈（21）可拆卸连接。

技术总结
本申请涉及海上钻井平台的技术领域，尤其是涉及一种海上钻井平台的升降传动装置，包括壳体、设置于壳体上的电机和爬升齿轮轴，所述电机的输出轴上设置有Ⅰ级轴齿轮，所述爬升齿轮轴上设置有用于带动爬升齿轮轴转动的Ⅰ级大齿轮，所述Ⅰ级大齿轮与Ⅰ级轴齿轮相啮合。本申请适用于自升式钻井平台和风电安装平台,通过爬升齿轮与桩腿齿条啮合，具有能够实现桩腿的提升/降低；在额定提升重量和预压载状态提升/降低平台；在静态保持和风暴状态保持平台重量的效果。的效果。的效果。


技术研发人员：徐炎科 茹冰伟 王淑花 周峰 邓云 赵斌
受保护的技术使用者：郑州天时海洋石油装备有限公司
技术研发日：2023.04.07
技术公布日：2023/7/20