CN119162977A - 海洋平台的升降系统及海洋平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及海洋平台的升降系统及海洋平台。海洋平台的升降系统包括固桩架和多个升降机构，以及承力机构。固桩架用于固定在海洋平台的平台主体上。多个升降机构沿固桩架的长度方向间隔安装在固桩架上，升降机构包括框架和安装在框架内的多个齿轮箱，各齿轮箱用于与海洋平台的桩腿驱动连接，以驱动平台主体沿桩腿爬升和下降。承力机构设置在框架与固桩架之间。固桩架上对应相邻两个升降机构之间的间隔设有支承梁，框架通过承力机构安装在固桩架和支承梁之间，或安装在相邻两个支承梁之间，或安装在支承梁和平台主体之间。该海洋平台的升降系统，各升降机构的齿轮箱的载荷能够实现均衡，从而大大提高了升降系统的整体利用率。

Description

海洋平台的升降系统及海洋平台

技术领域

本发明涉及海洋平台技术领域，特别涉及一种海洋平台的升降系统及海洋平台。

背景技术

随着海洋工程的快速发展，采用桁架桩腿和齿轮齿条升降的自升式平台的体积和重量越来越大，可承受的环境条件也越来越恶劣，因此船体作用在单个桩腿上的载荷也越来越大，从几千吨升高到几万吨。船体与桩腿之间的载荷通过齿轮箱传递，单个齿轮箱的支持能力一般在350-700吨，单个桩腿上的载荷越大则需要的齿轮箱越多。自升式钻井平台的齿轮箱层数一般是3-4层，而目前大型自升式风电安装船为了实现大装载和绕桩吊大吊装能力，其齿轮箱层数已增加到6-8层。

传统技术中，齿轮箱一端固定在固桩架上，另一端通过爬升齿轮与桩腿相连，从而起到升降及支持锁紧的作用。在风电安装船设计过程中发现，随着齿轮箱层数的增大，各层齿轮箱所承受的支持载荷越不均衡，下层齿轮箱支持载荷极大，甚至超过设计允许值，而上层齿轮箱支持载荷偏小，因此升降系统整体的利用率不高。例如图5所示，对于配置三角形桁架桩腿、6层齿轮箱的风电安装船，单个齿轮箱支持能力为575t。采用传统固定式齿轮齿条升降系统，底部齿轮箱很容易超载，载荷不均衡值能达到50％，即最底层齿轮箱满载时，最上层齿轮箱仅输出50％能力。且理论上桩腿单弦杆支持能力仅约4800吨，与单弦杆最大支持能力6900吨相差甚远，升降系统整体支持能力利用率仅为70％。

发明内容

本发明的一个目的在于解决现有技术中所存在多层齿轮箱升降系统中各齿轮箱支持载荷不均匀等不足，而提供一种海洋平台的升降系统。为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种海洋平台的升降系统，包括：

固桩架，其用于固定在海洋平台的平台主体上；

多个升降机构，多个升降机构沿固桩架的长度方向间隔安装在固桩架上，升降机构包括框架和安装在框架内的多个齿轮箱，各齿轮箱用于与海洋平台的桩腿驱动连接，以驱动平台主体沿桩腿爬升和下降；以及

承力机构，承力机构设置在框架与固桩架之间；

固桩架上对应相邻两个升降机构之间的间隔设有支承梁，框架通过承力机构安装在固桩架和支承梁之间，或安装在相邻两个支承梁之间，或安装在支承梁和平台主体之间。

在其中一个实施例中，承力机构包括第一承力部，第一承力部安装在框架的顶部；

固桩架的顶部设有顶端梁，第一承力部用于与顶端梁的下表面或支承梁的下表面相接触。

在其中一个实施例中，沿固桩架的长度方向，各框架上的第一承力部的刚度自上而下减小。

在其中一个实施例中，承力机构还包括第二承力部，第二承力部安装在框架的底部，第二承力部用于与支承梁的上表面或者平台主体上表面相接触。

在其中一个实施例中，沿固桩架的长度方向，各框架上的第二承力部的刚度相同或者自上而下减小。

在其中一个实施例中，第一承力部为弹性变形件；和/或

第二承力部为弹性变形件。

在其中一个实施例中，海洋平台的升降系统还包括导向机构，导向机构包括设置在框架上的第一导向组件，以及设置在固桩架上的第二导向组件和第三导向组件，以及设置在平台主体上的第四导向组件，导向机构用以对桩腿的上下移动进行导向。

在其中一个实施例中，框架设有用于供桩腿的齿条通过的第一安装通道，第一导向组件包括相对设置的两个第一导向部，两个第一导向部分设于第一安装通道的两侧，以分别对应桩腿的齿条的两侧布置。

在其中一个实施例中，第一导向部包括第一导向板、第二导向板和第三导向板，第一导向板和第二导向板分别对应桩腿的齿条的两个表面设置在第一安装通道内，第三导向板对应桩腿的齿条的齿顶设置在第一安装通道内。

在其中一个实施例中，第一导向板、第二导向板和第三导向板均可拆卸地固定连接在第一安装通道内。

在其中一个实施例中，支承梁设有用于供桩腿的齿条通过的第二安装通道，第二导向组件包括相对设置的两个第二导向部，两个第二导向部分设于第二安装通道的两侧，以分别对应桩腿的齿条的两侧齿顶布置。

在其中一个实施例中，固桩架的顶部设有用于供桩腿的齿条通过的第三安装通道，第三导向组件包括相对设置的两个第三导向部，两个第三导向部分设于第三安装通道的两侧，以分别对应桩腿的齿条的两侧齿顶布置。

在其中一个实施例中，平台主体设有用于供桩腿的齿条通过的第四安装通道，第四导向组件包括相对设置的两个第四导向部，两个第四导向部分设于第四安装通道的两侧，以分别对应桩腿的齿条的两侧齿顶布置。

在其中一个实施例中，第一导向组件与桩腿齿条的齿顶之间的间隙大于第二导向组件、第三导向组件、第四导向组件与桩腿齿条的齿顶之间的间隙。

本发明的另一个目的在于提供一种海洋平台，包括平台主体和多个桩腿，以及多个如上任一项所述的升降系统，多个升降系统与多个桩腿一一对应，升降系统用于驱动平台主体沿着桩腿上下运动。

由上述技术方案可知，本发明至少具有如下优点和积极效果：

本发明中，海洋平台的升降系统包括固桩架和多个升降机构，以及承力机构。多个升降机构通过承力机构相互间隔地安装在固桩架上，各升降机构中的齿轮箱的载荷能够通过承力机构在固桩架上进行传递。因此，通过对承力机构的合理设计，可使得各升降机构的齿轮箱的载荷均衡，从而使每层齿轮箱都能够发挥其最大承载能力，提高了升降系统的整体利用率。

并且，各层齿轮箱载荷均衡后，可避免出现单个齿轮箱过载的问题，避免齿轮箱或桩腿结构的损坏，从而有利于延长升降系统及桩腿的使用寿命。

附图说明

图1是本发明一实施方式的海洋平台的升降系统的结构示意图。

图2为图1所示结构中其中一升降机构的结构示意图。

图3为图1所示结构中沿A-A方向观察的结构示意图。

图4为图1所示结构中沿B-B方向观察的结构示意图。

图5为传统的升降系统的载荷分布示意图。

图6为本发明一实施方式的海洋平台的升降系统的载荷分布示意图。

附图标记说明如下：

10-平台主体；101-第四安装通道；

20-桩腿；201-齿条；202-主弦杆；

30-升降系统；

100-固桩架；110-支承梁；111-第二安装通道；120-顶端梁；121-第三安装通道；

200-升降机构；210-框架；211-第一安装通道；220-齿轮箱；

300-承力机构；310-第一承力部；320-第二承力部；

400-导向机构；

410-第一导向组件；411-第一导向部；412-第一导向板；413-第二导向板；414-第三导向板；

420-第二导向组件；421-第二导向部；430-第三导向组件；431-第三导向部；440-第四导向组件；441-第四导向部。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

在本申请的描述中，需要理解的是，在附图所示的实施例中，方向或位置关系的指示(诸如上、下、左、右、前和后等)仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。当这些元件处于附图所示的位置时，这些说明是合适的。如果这些元件的位置的说明发生改变时，则这些方向的指示也相应地改变。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本发明的海洋平台的升降系统，其旨在解决传统的配置有多层齿轮箱的升降系统中，其各层齿轮箱载荷不均匀的问题。本发明的海洋平台的升降系统可实现多层齿轮箱载荷的相对均衡，提高升降系统整体利用率，减少底部齿轮箱的过载风险，提高系统安全性。

请参见图1和图2所示，本发明实施例的海洋平台的升降系统30，包括固桩架100和多个升降机构200，以及承力机构300和导向机构400。

其中，所述的海洋平台可包括平台主体10。以海洋平台为风电安装船为例，其平台主体10可采用全焊接钢质船体结构，船体结构可采用流线型垂直船艏、方艉形式，具体可视情况而定。

举例而言，平台主体10可设有四个桩腿20。通常，桩腿20为桁架式桩腿20。结合图3所示，单个桩腿20可以具有三个或者四个主弦杆202。各主弦杆202上分别设有齿条201。

如图1所示，固桩架100用于固定在平台主体10上。示例地，平台主体10上可设有四个固桩架100，四个固桩架100对应四个桩腿20布置。其中，单个固桩架100可包括三个或四个主架体。各主架体用于与各主弦杆202一一对应设置。

基于此，在本申请中提及的固桩架100应被理解为主架体，桩腿20应被理解为主弦杆202。举例而言，在本申请中，多个升降机构200安装在固桩架100上均是指的多个升降机构200安装在固桩架100的主架体上。多个升降机构200用于与对应的主弦杆202上的齿条201驱动连接，从而实现平台主体10沿各桩腿20的爬升和下降。

如图1所示，固桩架100垂直地固定在平台主体10上。固桩架100的底部可以直接与平台主体10的上表面固定连接。固桩架100的顶部可设有顶端梁120。其中，顶端梁120和平台主体10上可对应设有用于供桩腿20的齿条201通过的安装通道，具体将在下文中详细说明。

参见图1，在本申请中，多个升降机构200沿固桩架100的长度方向间隔安装在固桩架100上。其中，固桩架100上对应相邻两个升降机构200之间的间隔可设有支承梁110。也即，各支承梁110可分别插入至相邻的两个升降机构200之间的间隔中，从而对各升降机构200起到支承和限位安装的作用。

具体地，升降机构200包括框架210和安装在框架210内的多个齿轮箱220。其中，框架210可采用钢制框架结构，其主要是用于支承设置齿轮箱220。各齿轮箱220用于与桩腿20驱动连接，以驱动平台主体10沿桩腿20爬升和下降。

在本申请的实施例中，单个升降机构200的框架210内可设置有两层齿轮箱220。每层齿轮箱220可包括两个齿轮箱220，每层的两个齿轮箱220分别位于齿条201的两侧，以同步驱动齿条201上下运动。

举例而言，如图2所示，单个升降机构200的框架210内一共设有四个齿轮箱220，四个齿轮箱220两两一组为一层，上下分布共为两层。这样，单个升降机构200既可适用于安装多个独立式齿轮箱，也可适用于安装水平或者垂向分布的一拖二式齿轮箱。

本申请的实施例中，单个升降机构200包括两层齿轮箱220。但本申请不限于此，在其他实施例中，单个升降机构200也可根据需求设置三层或者四层齿轮箱220，以提高单个升降机构200的支持能力。

如图1和图2所示，承力机构300设置在框架210与固桩架100之间。框架210通过承力机构300安装在固桩架100和支承梁110之间，或安装在相邻两个支承梁110之间，或安装在支承梁110和平台主体10之间。

示例地，承力机构300包括第一承力部310，第一承力部310安装在框架210的顶部。第一承力部310用于与顶端梁120的下表面或支承梁110的下表面相接触。如图1所示，对于靠近固桩架100的顶部设置的升降机构200，其框架210顶部的第一承力部310将与顶端梁120的下表面相接触。

对于设置在固桩架100中段或底部的升降机构200，其框架210顶部的第一承力部310将与对应的支承梁110的下表面相接触。

示例地，如图2所示，各框架210顶部设置的第一承力部310的数量可以为两个。两个第一承力部310可以对称布置，以使框架210与顶端梁120或支承梁110可以平稳接触。可以理解，在其他实施例中，第一承力部310的数量也可以是两个及以上多个。

在一个实施例中，第一承力部310可以为弹性变形件。例如，第一承力部310可以由金属碟簧或者弹性橡胶制成。第一承力部310可以形成为圆柱形的块状结构。通过将第一承力部310设置为弹性变形件，当第一承力部310受力时其可发生形变吸收冲击力，起到缓冲作用，从而有效减弱了冲击力对升降机构200和固桩架100的影响，提高了升降系统30的抗冲击性能。

参见图1，在一个实施例中，沿固桩架100的长度方向，各框架210上的第一承力部310的刚度自上而下减小。具体地，如图1所示，安装在固桩架100上的多个升降机构200中，位于下方的升降机构200上的第一承力部310的刚度小于位于上方的升降机构200上的第一承力部310的刚度，即K1<K2<K3。由于各个第一承力部310承载的主要为平台站立状态下平台主体10压在桩腿20上的载荷，通过对各升降机构200的第一承力部310进行刚度设计，即对各升降机构200上的第一承力部310进行选型，可有利于确保各升降机构200的齿轮箱220上的载荷均衡。

示例地，对各升降机构200的第一承力部310的设计选型过程可以为：在海洋平台的站位状态下，根据船体重量及船体所受到的环境载荷等，利用模拟软件对各桩腿20的载荷分布进行分析。利用模拟软件进行分析的过程中，可调整各升降机构200上的第一承力部310的刚度，实现各个升降机构200受力均衡，从而可得出各升降机构200上的第一承力部310的刚度需求。选择第一承力部310的材质，并根据刚度需求设计各升降机构200上的第一承力部310的尺寸。即完成对各升降机构200上的第一承力部310的设计。

可以理解，不同的船型对第一承力部310的刚度需求也不同，第一承力部310可选用金属碟簧、弹性橡胶等材料来实现不同的需求，具体可视情况而定。

参见图2，在一个实施例中，承力机构300还包括第二承力部320，第二承力部320安装在框架210的底部，第二承力部320用于与支承梁110的上表面或者平台主体10上表面相接触。如图1所示，对于靠近固桩架100的底部设置的升降机构200，其框架210底部的第二承力部320可以是与平台主体10的上表面相接触。对于设置在固桩架100中段或顶部的升降机构200，其框架210底部的第二承力部320将与对应的支承梁110的上表面相接触。

本申请的实施例中，固桩架100的底部直接与平台主体10固定连接。但本申请不限于此，在其他实施例中，固桩架100的底部可设有底座，固桩架100通过底座与平台主体10固定连接。则靠近固桩架100的底部设置的升降机构200，其框架210底部的第二承力部320可以是与底座的上表面相接触。

示例地，如图2所示，各框架210底部设置的第二承力部320的数量可以为两个。两个第二承力部320可以对称布置，以使框架210与支承梁110或平台主体10可以平稳接触。可以理解，在其他实施例中，第二承力部320的数量也可以是两个及以上多个。

在一个实施例中，第二承力部320可以为弹性变形件。例如，第二承力部320可以由金属碟簧或者弹性橡胶制成。第二承力部320可以形成为圆柱形的块状结构。通过将第二承力部320设置为弹性变形件，当第二承力部320受力时其可发生形变吸收冲击力，起到缓冲作用，从而有效减弱了冲击力对升降机构200和固桩架100的影响，提高了升降系统30的抗冲击性能。

在一个实施例中，沿固桩架100的长度方向，各框架210上的第二承力部320的刚度相同。具体地，如图1所示，安装在固桩架100上的多个升降机构200中，位于下方的升降机构200上的第二承力部320的刚度可以是等于位于上方的升降机构200上的第二承力部320的刚度，即K4＝K5＝K6。这主要是由于各个第二承力部320承载的主要为平台漂浮状态下桩腿20压在平台主体10上的载荷，而桩腿20载荷相对较小。因此各升降机构200上的第二承力部320设计为同样刚度值也不影响齿轮箱220配置。

在其他实施例中，各框架210上的第二承力部320的刚度可以是自上而下减小，也即K4<K5<K6。

本实施例中，通过对各升降机构200的第二承力部320进行设计，即对各升降机构200上的第二承力部310进行选型，可有利于确保各升降机构200的齿轮箱220上的载荷均衡。

示例地，各升降机构200的第二承力部320的设计选型过程可以为：在海洋平台的漂浮状态下，根据桩腿20重量及船体所受到的环境载荷等，利用模拟软件对各桩腿20的载荷分布进行分析。利用模拟软件进行分析的过程中，可调整各升降机构200上的第二承力部320的刚度，实现各个升降机构200受力均衡，从而可得出各升降机构200上的第二承力部320的刚度需求。选择第二承力部320的材质，并根据刚度需求设计各升降机构200上的第二承力部320的尺寸。即完成对各升降机构200上的第二承力部320的设计。

为了便于升降系统30的生产制造，各升降机构200上的第二承力部320可选用同样的设计，以此简化设计流程，精简制造工艺。

可以理解，不同的船型对第二承力部320的刚度需求也不同，第二承力部320可选用金属碟簧、弹性橡胶等材料来实现不同的需求，具体可视情况而定。

本申请的实施例中，多个升降机构200为相互独立的模块，各升降机构200通过第一承力部310和第二承力部320安装在固桩架100上，通过对第一承力部310和第二承力部320进行刚度设计，可实现各层齿轮箱220的载荷均衡，使每层齿轮箱220都能够发挥其最大承载能力，从而提高了升降系统30的整体利用率。并且，各层齿轮箱220载荷均衡后，可避免出现单个齿轮箱220过载的问题，避免齿轮箱220或桩腿结构的损坏，从而有利于延长升降系统30及桩腿20的使用寿命。

本申请的实施例中，导向机构400用以对桩腿20的上下移动进行导向。参见图2所示，在一个实施例中，导向机构400包括设置在框架210上的第一导向组件410。具体地，框架210设有用于供桩腿20的齿条201通过的第一安装通道211。第一导向组件410包括相对设置的两个第一导向部411，两个第一导向部411分设于第一安装通道211的两侧，以分别对应桩腿20的齿条201的两侧布置。其中，第一导向组件410的数量可以为两组。两组第一导向组件410分别设置于框架210的顶部和底部。每个第一导向组件410分别包括两个第一导向部411。

通过在框架210上设置两组第一导向组件410，且各第一导向组件410包括分设于第一安装通道211的两侧的两个第一导向部411，使得框架210能够对桩腿20的齿条201的上下运行进行导向，有效地限定了桩腿20的齿条201的运动路径，保障了升降系统30的运行稳定性。

示例地，如图3所示，第一导向部411包括第一导向板412、第二导向板413和第三导向板414。第一导向板412和第二导向板413分别对应桩腿20的齿条201的两个表面设置在第一安装通道211内，第三导向板414对应桩腿20的齿条201的齿顶设置在第一安装通道211内。本实施例中，通过第一导向板412、第二导向板413和第三导向板414，限制了升降机构200与桩腿20的齿条201之间的水平运动，只允许升降机构200与桩腿20齿条201之间进行垂向运动，从而提高了升降机构200驱动齿条201上下运动的平稳性和可靠性。

在一个实施例中，第一导向板412、第二导向板413和第三导向板414均可拆卸地固定连接在第一安装通道211内。通过将第一导向板412、第二导向板413和第三导向板414设置为可拆卸的结构，可便于各导向板的更换，便于升降机构200内导向结构的维修和维护，确保升降系统30的稳定运行。

参见图1，在本申请的一个实施例中，导向机构400包括设置在固桩架100上的第二导向组件420和第三导向组件430。如图4所示，支承梁110设有用于供桩腿20的齿条201通过的第二安装通道111，第二导向组件420包括相对设置的两个第二导向部421，两个第二导向部421分设于第二安装通道111的两侧，以分别对应桩腿20的齿条201的两侧齿顶布置。其中，第二导向部421可以是钢板。钢板较佳地采用耐磨性能较好，刚度较大的钢板。

在一个实施例中，第一导向组件410与桩腿20齿条201的齿顶之间的间隙大于第二导向组件420与桩腿20齿条201的齿顶之间的间隙。具体而言，第三导向板414与桩腿20齿条201的齿顶之间的间隙可以是5mm-10mm。第二导向部421与桩腿20齿条201的齿顶之间的间隙可以是3mm-5mm。通过如此设计，可保证第二导向组件420能够承受船体与桩腿20间的侧向载荷，避免升降机构200上的第一导向组件410承受侧向载荷，从而有效延长升降机构200的使用寿命。

参见图1，在一个实施例中，固桩架100的顶部设有用于供桩腿20的齿条201通过的第三安装通道121。具体地，第三安装通道121贯穿设置在顶端梁120上。第三导向组件430可包括相对设置的两个第三导向部431，两个第三导向部431分设于第三安装通道121的两侧，以分别对应桩腿20的齿条201的两侧齿顶布置。其中，第三导向部431可以是钢板。钢板较佳地采用耐磨性能较好，刚度较大的钢板。

在一个实施例中，第一导向组件410与桩腿20齿条201的齿顶之间的间隙大于第三导向组件430与桩腿20齿条201的齿顶之间的间隙。具体而言，第三导向板414与桩腿20齿条201的齿顶之间的间隙可以是5mm-10mm。第三导向部431与桩腿20齿条201的齿顶之间的间隙可以是3mm-5mm。通过如此设计，可保证第三导向组件430能够承受船体与桩腿20间的侧向载荷，避免升降机构200上的第一导向组件410承受侧向载荷，从而有效延长升降机构200的使用寿命。

在其他实施例中，当固桩架100底部设有底座时，底座可设有供桩腿20齿条201通过的通道，并在通道两侧分别对应桩腿20的齿条201的两侧齿顶设置有导向部。例如，该导向部可以是耐磨钢板。该导向部与桩腿20齿条201的齿顶之间的间隙可以小于第三导向板414与桩腿20齿条201的齿顶之间的间隙。

参见图1，在一个实施例中，导向机构400包括设置在平台主体10上的第四导向组件440。具体地，平台主体10设有用于供桩腿20的齿条201通过的第四安装通道101。第四导向组件440包括相对设置的两个第四导向部441，两个第四导向部441分设于第四安装通道101的两侧，以分别对应桩腿20的齿条201的两侧齿顶布置。举例而言，第四导向部441可以是钢板。钢板较佳地采用耐磨性能较好，刚度较大的钢板。

在一个实施例中，第一导向组件410与桩腿20齿条201的齿顶之间的间隙大于第四导向组件440与桩腿20齿条201的齿顶之间的间隙。具体而言，第三导向板414与桩腿20齿条201的齿顶之间的间隙可以是5mm-10mm。第四导向部441与桩腿20齿条201的齿顶之间的间隙可以是3mm-5mm。通过如此设计，可保证第四导向组件440能够承受船体与桩腿20间的侧向载荷，避免升降机构200上的第一导向组件410承受侧向载荷，从而有效延长升降机构200的使用寿命。

本申请的实施例中，通过设置导向机构400，可有效保障齿条201的上下运动路径，提高平台主体10的爬升、下降的稳定性和精准性。

参见图1，本发明的一实施例还提供了一种海洋平台，包括平台主体10和多个桩腿20，以及多个如上任一项所述的升降系统30。多个升降系统30与多个桩腿20一一对应，升降系统30用于驱动平台主体10沿着桩腿20上下运动。举例而言，海洋平台通常设有四个桩腿20，每个桩腿20上可对应安装一个升降系统30。因此，四个升降系统30可共同驱动平台主体10沿桩腿20上下运动。

参见图1至图4所示，下面将以配置有三角形桁架桩腿、六层齿轮箱的风电安装船为例，对本发明的实施方式进行说明，具体如下：

针对六层齿轮箱的升降系统30，可将每两层齿轮箱220设置为一个升降机构200。因此，本申请的升降系统30具有三个升降机构200，每个升降机构200包括一个框架210和四个齿轮箱220。各升降机构200的各齿轮箱220的爬升齿轮均与桩腿20的齿条201相接触啮合。

每个升降机构200的框架210顶部设有两个第一承力部310，两个第一导向部411。每个升降机构200的框架210底部设有两个第二承力部320，两个第一导向部411，具体如图2所示。

三个升降机构200按照上、中、下排列安装到固桩架100内部。固桩架100设有一个顶端梁120，两个支承梁110，固桩架100底部固定安装至平台主体10上。其中，上部的升降机构200的第一承力部310与固桩架100的顶端梁120下表面相接触，其第二承力部320与固桩架100的支承梁110上表面相接触。中部的升降机构200的第一承力部310与固桩架100的支承梁110下表面相接触，其第二承力部320与固桩架100的支承梁110上表面相接触。下部的升降机构200的第一承力部310与固桩架100的支承梁110下表面相接触，其第二承力部320与平台主体10上表面相接触。

固桩架100的支承梁110上设置有第二导向组件420。固桩架100的顶端梁120上设置有第三导向组件430。平台主体10上还设置有第四导向组件440。

当桩腿20站立，船体由桩腿20支撑时，升降机构200上的第一承力部310与固桩架100的顶端梁120和支承梁110紧密贴合，传递船体压在桩腿20上的载荷。通过对各升降机构200上的第一承力部310进行设计选型，例如使位于下方的升降机构200上的第一承力部310的刚度小于位于上方的升降机构200上的第一承力部310的刚度，即K1<K2<K3。如此通过调整各第一承力部310的刚度将桩腿20支持载荷均衡在每个升降机构200上，进一步均衡每个齿轮箱220上的支持载荷。

当船体漂浮，桩腿20由船体支撑时，升降机构200上的第二承力部320与固桩架100的支承梁110和平台主体10紧密贴合，传递桩腿20压在船体上的载荷。对各升降机构200上的第二承力部320进行设计选型，由于桩腿20载荷较小，各升降机构200上的第二承力部320设计为同样刚度值也不影响齿轮箱220配置。因此各升降机构200上的第二承力部320可以采用同一个设计，即采用相同材质、相同尺寸，使得K4＝K5＝K6。从而既可有利于使得每个升降机构200载荷均衡，也可便于升降系统30的生产制造。

如图5所示，在单个齿轮箱220支持能力均为575t的情况下，若采用传统固定式齿轮齿条升降系统30＇，其底部齿轮箱220很容易超载，载荷不均衡值能达到50％，即最底层齿轮箱220满载时，最上层齿轮箱220仅输出50％能力。采用传统的升降系统30＇，理论上桩腿20单弦杆支持能力仅约4800吨，与单弦杆最大支持能力6900吨相差甚远，因此传统的升降系统30＇整体支持能力利用率仅为70％。

而本申请的升降系统30，可参见图6所示，各层齿轮箱220的载荷差值可控制在10％以内，理论上桩腿20单弦杆支持能力可达到约6500吨，升降系统30整体支持能力利用率接近95％。

本发明的海洋平台的升降系统30，包括固桩架100和多个升降机构200，以及承力机构300。多个升降机构200通过承力机构300相互间隔地安装在固桩架100上，各升降机构200中的齿轮箱220的载荷能够通过承力机构300在固桩架100上进行传递。因此，通过对承力机构300的合理设计，可使得各升降机构200的齿轮箱220的载荷均衡，从而使每层齿轮箱220都能够发挥其最大承载能力，提高升降系统30的整体利用率。并且，各层齿轮箱220载荷均衡后，可避免出现单个齿轮箱220过载的问题，避免齿轮箱220或桩腿结构的损坏，从而有利于延长升降系统30及桩腿20的使用寿命。

本发明的海洋平台的升降系统30，承力机构300包括第一承力部310和第二承力部320，第一承力部310和第二承力部320可均采用弹性变形件。由于采用了弹性变形件，第一承力部310和第二承力部320在受力时可发生形变吸收冲击力，从而有效减弱了冲击力对升降机构200和固桩架100的影响，提高了升降系统30的抗冲击性能。

本发明的海洋平台的升降系统30，通过对各升降机构200上的第一承力部310和第二承力部320的刚度进行设计，可以确保各层齿轮箱220的载荷均衡，使得每层齿轮箱220都可以发挥其最大承载能力，提高升降系统30整体利用率；同时各层齿轮箱220载荷均衡后，可以避免出现单个齿轮箱220过载的问题，避免齿轮箱220或桩腿结构损坏，从而有利于延长升降系统30的使用寿命，延长桩腿20的使用寿命。

本发明的海洋平台的升降系统30，其还包括设置在框架210上的第一导向组件410，以及设置在固桩架100上的第二导向组件420和第三导向组件430，以及设置在平台主体10上的第四导向组件440。各个导向组件分别用于对桩腿20齿条201进行导向，保证桩腿20齿条201只能沿垂向上下运动，提高了平台主体10的爬升、下降的稳定性和精准性。

并且，通过使第一导向组件410与桩腿20齿条201的齿顶之间的间隙大于第二导向组件420、第三导向组件430、第四导向组件440与桩腿20齿条201的齿顶之间的间隙，可保证由固桩架100和平台主体10上的导向结构承受平台与桩腿20间的侧向载荷，避免升降机构200上的第一导向组件410承受侧向载荷，从而有效延长各升降机构200的使用寿命。

本发明的海洋平台，由于其包括上述任一实施例中所述的升降系统30，从而具有以上全部有益效果，在此不再赘述。

以上各实施例只是结构的举例性说明，各实施例中的结构之间并非固定搭配的组合结构，在无结构冲突的情况下，多个实施例中的各结构可任意组合使用。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (15)

1.一种海洋平台的升降系统，其特征在于，包括：

固桩架，其用于固定在海洋平台的平台主体上；

多个升降机构，多个所述升降机构沿所述固桩架的长度方向间隔安装在所述固桩架上，所述升降机构包括框架和安装在所述框架内的多个齿轮箱，各所述齿轮箱用于与海洋平台的桩腿驱动连接，以驱动所述平台主体沿所述桩腿爬升和下降；以及

承力机构，所述承力机构设置在所述框架与所述固桩架之间；

所述固桩架上对应相邻两个所述升降机构之间的间隔设有支承梁，所述框架通过所述承力机构安装在所述固桩架和所述支承梁之间，或安装在相邻两个所述支承梁之间，或安装在所述支承梁和所述平台主体之间。

2.根据权利要求1所述的海洋平台的升降系统，其特征在于，所述承力机构包括第一承力部，所述第一承力部安装在所述框架的顶部；

所述固桩架的顶部设有顶端梁，所述第一承力部用于与所述顶端梁的下表面或所述支承梁的下表面相接触。

3.根据权利要求2所述的海洋平台的升降系统，其特征在于，沿所述固桩架的长度方向，各所述框架上的所述第一承力部的刚度自上而下减小。

4.根据权利要求2所述的海洋平台的升降系统，其特征在于，所述承力机构还包括第二承力部，所述第二承力部安装在所述框架的底部，所述第二承力部用于与所述支承梁的上表面或者所述平台主体上表面相接触。

5.根据权利要求4所述的海洋平台的升降系统，其特征在于，沿所述固桩架的长度方向，各所述框架上的所述第二承力部的刚度相同或者自上而下减小。

6.根据权利要求4所述的海洋平台的升降系统，其特征在于，所述第一承力部为弹性变形件；和/或

所述第二承力部为弹性变形件。

7.根据权利要求1至6任一项所述的海洋平台的升降系统，其特征在于，还包括导向机构，所述导向机构包括设置在所述框架上的第一导向组件，以及设置在所述固桩架上的第二导向组件和第三导向组件，以及设置在所述平台主体上的第四导向组件，所述导向机构用以对所述桩腿的上下移动进行导向。

8.根据权利要求7所述的海洋平台的升降系统，其特征在于，所述框架设有用于供所述桩腿的齿条通过的第一安装通道，所述第一导向组件包括相对设置的两个第一导向部，两个所述第一导向部分设于所述第一安装通道的两侧，以分别对应所述桩腿的齿条的两侧布置。

9.根据权利要求8所述的海洋平台的升降系统，其特征在于，所述第一导向部包括第一导向板、第二导向板和第三导向板，所述第一导向板和所述第二导向板分别对应所述桩腿的齿条的两个表面设置在所述第一安装通道内，所述第三导向板对应所述桩腿的齿条的齿顶设置在所述第一安装通道内。

10.根据权利要求9所述的海洋平台的升降系统，其特征在于，所述第一导向板、所述第二导向板和所述第三导向板均可拆卸地固定连接在所述第一安装通道内。

11.根据权利要求7所述的海洋平台的升降系统，其特征在于，所述支承梁设有用于供所述桩腿的齿条通过的第二安装通道，所述第二导向组件包括相对设置的两个第二导向部，两个所述第二导向部分设于所述第二安装通道的两侧，以分别对应所述桩腿的齿条的两侧齿顶布置。

12.根据权利要求7所述的海洋平台的升降系统，其特征在于，所述固桩架的顶部设有用于供所述桩腿的齿条通过的第三安装通道，所述第三导向组件包括相对设置的两个第三导向部，两个所述第三导向部分设于所述第三安装通道的两侧，以分别对应所述桩腿的齿条的两侧齿顶布置。

13.根据权利要求7所述的海洋平台的升降系统，其特征在于，所述平台主体设有用于供所述桩腿的齿条通过的第四安装通道，所述第四导向组件包括相对设置的两个第四导向部，两个所述第四导向部分设于所述第四安装通道的两侧，以分别对应所述桩腿的齿条的两侧齿顶布置。

14.根据权利要求7所述的海洋平台的升降系统，其特征在于，所述第一导向组件与所述桩腿齿条的齿顶之间的间隙大于所述第二导向组件、所述第三导向组件、所述第四导向组件与所述桩腿齿条的齿顶之间的间隙。

15.一种海洋平台，其特征在于，包括平台主体和多个桩腿，以及多个如权利要求1-14任一项所述的升降系统，多个所述升降系统与多个所述桩腿一一对应，所述升降系统用于驱动所述平台主体沿着所述桩腿上下运动。