[发明专利]用于平移操纵能相对于固定支座移动的结构的装置

说明书

本发明涉及一种用于平移操纵能相对于固定支座移动的结构、特别是升降机的装置，该装置(1)包括至少一个齿条(2)和由马达机构(4)通过由底架(C)承载的齿轮系(5)驱动的至少一个输出小齿轮(3)。所述齿轮系(5)的至少一个元件(16)包括由配备有转矩限制机构(18)的轴(17)承载的受控元件(16)，所述转矩限制机构与所述底架(C)配合并具有极限转矩，该极限转矩确定成使得：‑在受控元件的转矩低于所述极限转矩时使所述受控元件(16)不能相对于所述框架(C)旋转，以允许通过所述输出小齿轮(3，19)的旋转对所述可移动结构进行平移操纵，并且‑在受控元件的转矩高于所述极限转矩时允许所述受控元件(16)相对于所述底架(C)旋转，以避免向所述齿轮系(5)施加静态或动态过载。

技术领域

本发明涉及一种用于相对于固定支座在提升或降下方向上操纵可移动结构的装置；本发明尤其涉及自升式(通常称作“自顶式(jack-up)”)近海装置、平台或船的领域。

背景技术

一些称作“自顶式”的自升式近海装置包括：

-壳架，其通过浮起并接纳有用部件来允许该装置移动，和

-可沿壳架在提升或降下方向上操纵的多个可移动支腿，其被设计成搁靠在地面上。

这样，这些近海装置可通过在它们的支腿被升起时浮起而移动，而当这些支腿被降下时则搁靠在海床上。

为了确保它们在提升和降下方向上的操纵，这些支腿通常包括与由壳架上所配备的马达机构驱动的小齿轮协作的齿条。

然而，当今，这种自升式近海装置可在存在小浪涌(即通常低于2米高的波浪)的情况下将它的支腿搁靠在海床上。

事实上，在中到高浪涌(通常高度分别高于2米或高于4米的波浪)的情况下，浮起的壳架的侧倾和俯仰运动与支腿的刚度相结合在这些支腿每次撞击海床时引起动态过载。

这些过载尤其来自小齿轮马达机构，这些小齿轮马达机构由于它们的惯性而不能有效地吸收由浪涌所施加的支腿运动。

该现象严重地限制了例如用于安装风力涡轮机并且还位于特定石油钻井的构架内的这种自升装置的开发。

为了弥补这些缺陷，特定结构的小齿轮安装在浮动框架上并通过弹性体缓冲垫类型的弹性装置连接到壳架。

这种弹性装置允许动态过载的部分缓解。

然而，在实践中，这种补偿并不充分。

它还降低了处于升起位置的近海装置的刚度和稳定性，这与期望目标——即，将该近海装置安装在搁靠于海床上的支腿上以便将它固定——相悖。

因此，需要一种适合有效地分散并吸收来自可移动支腿对海床的撞击的力的操纵装置。

这种结构将尤其有利于允许在通常不利的浪涌条件(即中浪涌或甚至是高浪涌)下操纵自升装置的支腿。

发明内容

为此，实质上，本发明涉及一种在将马达机构连接到输出小齿轮的齿轮系中增加转矩限制机构的新颖方法。

特别地，根据本发明的装置——其用于相对于固定支座(有利地沿提升或降下方向)平移操纵可移动结构——包括：

-与所述可移动结构或所述固定支座成一体的至少一个齿条，和

-分别与所述固定支座或所述可移动结构成一体的至少一个输出小齿轮，其与所述齿条啮合，以用于沿平移轴线(有利地是竖直的)对所述可移动结构进行平移操纵。

输出小齿轮由马达机构通过由框架承载的齿轮系驱动，该齿轮系包括轮、小齿轮和/或环形齿轮元件。