专利名称：：在海上及陆上能源领域的移动式或自升式系统中的齿条齿轮应用中使用的多重齿条的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种在移动或自升操作中使用的设备和方法的设计。本发明可以但不是唯一地应用于陆上及海上应用中的自升式钻塔、非钻井平台或钻船、移动式和自升式设备或系统。从根本上来说，本发明是不同且创新性的设计，其能够使重的物理体/对象或系统以线性或其它动作自升或移动。要求重的物理对象的重量至少为200公吨。然而，对于这种应用没有最大重量的限制。本发明的独特之处在于通过在构造"元件"时提供更宽广的选择来增强移动式或自升式系统的构造，而不降低该系统的预期功能。这种元件具体是指在移动式或自升式主体或系统的"齿轮-齿条"(下文称作"R&P")中使用的齿条。图1示出了在自升式或提升式钻塔或平台中使用的典型R&P系统。下列术语用于更好地理解该系统。术语说明桩腿自升式钻塔、平台或设备系统放置于"桩腿"上，所述"桩腿"稳固地预压在海床中。桩腿的数量可以为3个以上。齿条切削成成形有轮齿的齿条齿廓的实心钢板件。弦板增强板，用于使齿条成为与桩腿结构成一体的坚固结构元件。齿轮，驱动齿轮或起重器「该驱动元件呈主动齿轮形状并通过电马达或液压马达提供动力的驱动元件，通过传动链降低转速，并在通常公知为"起重器单元"的组装单元中提高扭力。3起重器壳体结构该结构连接至钻塔、钻船或平台的主体上，以容纳"齿轮组件"或"起重器"，其能够使钻塔、平台、钻船或设备系统能够在桩腿上自提升。
背景技术：
：R&P系统通常用在自升式钻塔、钻船或平台中或移动式设备或系统中。虽然上述设备和这种设计的其它变型实现了其允许执行自提升功能的作用，但是R&P中的齿条元件仍保持为与齿轮接合的一个金属实心齿条。本发明的明显差异和显著优点在于，现在的齿条元件由与齿轮接合的多重实心但较薄的齿条(下文称为"MR&P")构成，以提供与其它R&P系统相同的性能。无需说明MR&P设计优化了构造这样用在R&P自升式或移动式系统中的齿条元件的材料可供货性、时间和成本。典型的R&P系统与现在的MR&P系统间的差异可如图2、2a和2b所示的那样看出。图2表示典型的||±实心齿条系统。图2a表示实现二:in^L构造的典型设计方法，图2b为"三合一齿条"构造。3个以上齿条合为一个也是可行的，并且仍然落于本发明的范围内。以上的图2、2a和2b全部仅示出了双侧单个齿条或多重齿条的半侧。下列的图2c示出了构成于两个一半的弦板之间的典型双侧齿条的截面。图3表示实现"二合一齿条"构造的一种构造方法。为实现同样的"多合一齿条"的其它构造方法也是可行的，并且属于与本文提出的相同发明。当多合一齿条与通过一个起重器马达组驱动的齿轮接合时，该齿条提供了能够最终使钻塔、平台或物理体相对于齿条运动的基本系统。通过一个齿轮与多合一齿条的这种接触被称为一个"接合"。当设置足够多的接合时，驱动齿轮(通过起重器外壳结构与钻塔船体成一体)会提供足够的提升力或保持力，以允许钻塔船体沿着多重齿条上下移动。在其它应用中，相同的MR&P系统可用于提供任何两个部件之间沿除竖直方向之外的方向运动。例如，MR&P可以在卸载操作或其它操作期间使大物理体沿水平或倾斜方向滑行的滑行系统中使用
发明内容发明目的本发明的目的在于提供一种改进和创新性的设计来构造用于R&P应用的齿条。该创新性的MR&P系统增加了适于制造齿条的材料的可供货性，齿条通常需要的材料为具有高屈服强度和高拉伸强度同时具有满足R&P应用的适宜冲击特性的高强度钢。MR&P系统的应用不限于用钢作为材料。仅在一个单实心件中要求高强度材料足够厚是不理想的，特别是世界上的钢厂，在生产板厚超过一定量的这种钢时，具有有限的生产能力。这是因为不总是经常需要这样厚的高强度钢板，因而钢厂建立生产线仅为满足那些更新周期通常很长的高要求产品是不具有经济意义的。当前可以清楚地看到这种需求大于供给的情况，因此导致这种厚的高强度钢材料的钢成本高且交货期长。MR&P设计将消除或减轻前述的供应短缺的情况，或者MR&P系统以及其设计的灵活性将至少提供给公众一种有用且节约成本的选择。发明综述齿条齿的多重压力表面(因多合一齿条)能够吸收并承受从自升式钻塔的提升系统的驱动齿轮传递的载荷，就如同该多重齿条是由单个实心厚板制成的一样。由于多重齿条板在切削成最终的齿廓之前首先被焊接在一起而形成多层，所以，各个切齿的齿条将一起表现为"应力-应变"方式，以分配载荷，并且该载荷将被多重齿条的与各齿轮接触的总宽或总面积来分担，如同一个实心宽阔齿条一样。在切削处理期间实现的尺寸公差决定了平均的应力分布，以确保不超过齿条材料的容许屈服极限。最终结果是，这样的多合一齿条的设计和发明在承受自升式钻塔或平台的齿轮载荷的能力上，表现为与一个实心宽齿条相同。该设计和发明在高强度厚钢板供应短缺的情况下是一种成本有效且容易生产的创造。发明说明本发明提供了一种独特方式来制造在移动式或提升式的钻塔、平台、钻船或系统的接合中使用的类似且常用的元件或组件，但是允许以多重组合的方式利用薄的高强度钢齿条来提供与较宽的实心齿条功能相同的效果和性能。本发明人已发现，通过使多重较薄的齿条板在移动式或自升式系统中形成接合，在厚的高强度材料供应短缺的情况下，该接合使得能够更容易地获得高强度材料且节约成本。这样的发明能够支撑钻塔构造，而不会因缺少厚且高强度的材料造成延误。本发明的范围延伸到包括该MR&P系统的任何新颖的移动式和提升式系统。结果和讨论下列表格强调并比较相对于现有的R&P系统的优点。该表格决不意味是对本发明所有特征的详尽描述，本领域技术人员在理解了本发明全部范围的基础上，会容易清楚那些未进行论述的1寺征。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>优选实施方式的修改例虽然本发明已具体参照其某些实施方式进行了描述，应理解，可对上述实施方式进行各种修改，而不超出本发明的精神和范围。所述的实施例和具体比例仅旨在用于示意。本领域技术人员即刻明白，虽然已对"多合一齿条的设计"以及用于自升或其它移动目的而与齿轮接合(MR&P)的实施例进行了描述，但是前述这些说明仅为了示意，因此可基于以提升或其它方向的方式运动的钻塔、平台、钻船或系统的应用和需求进行变更。这种变更的实施例利用与双侧多重齿条不同的单侧多重齿条。信息公开参考关于本发明的在先已由其它人提交并与本发明类似的信息只有在通过当局审查之后才可以决定。权利要求1、一种适用于海上石油和天然气钻探以及其它操作的钻塔、平台、钻船或系统，该钻塔、平台、钻船或系统包括(i)待竖直运动或沿其它方向运动的船体或主体(ii)“起重器”，其用于通过传动链组件进行提升，以最终有力地使驱动齿轮在齿条上移动。类似地限定齿轮驱动系统。(iii)具有齿条弦的桩腿，其用于使齿轮上下或沿其它方向运动。在其它应用中，所述齿条弦板可以不被称为“桩腿”的一部分。因此本发明全部是关于用多重较薄的齿条来取代用于齿条弦板或齿条中的单个实心厚齿条的，在移动重物时所述多重较薄齿条与单个实心齿条发挥同等的功能。2、多重齿条，其由两个齿条或两个以上的齿条构成，以起到单个实心齿条的功能，且能够以若干方式构造，但本发明的原理是利用多重齿条来取代单个实心齿条，因此，为了实现本发明的目的而对构造方法作出的任何改变不应该被承认为另一个发明。3、本发明描述了一种在海上和陆上石油和天然气勘探、开发和生产中利用齿条-齿轮方法使一个或更多个物体沿任意方向移动的设备和方法，所述移动包括一个或更多个重物的任意运动。全文摘要本发明涉及用多重较薄齿条取代用于“齿轮-齿条”应用中的单个实心厚齿条，以提供与单个实心齿条相同或类似的功能，该多重齿条用于在海上及陆上石油和天然气勘探钻塔、开发和生产钻塔或平台中移动重量至少为200公吨的物体，包括利用“齿轮-齿条”方法使重物沿所有方向进行任意运动。文档编号E21B19/00GK101506463SQ200680055703公开日2009年8月12日申请日期2006年8月30日优先权日2006年8月30日发明者黄锦强申请人:黄锦强